茶葉微波加工技術(shù)及設(shè)備的概述

一、 微波技術(shù)用于茶葉殺青、干燥的可行性
   自1945年人們發(fā)現(xiàn)微波熱效應(yīng)以來，微波加熱的應(yīng)用日益廣泛。由于茶葉中含有水分，水分子在微波電磁場(chǎng)中被極化，具有偶極子特性，并隨著電磁場(chǎng)的頻率不斷地改變極性方向，分子作高速振動(dòng)，產(chǎn)生摩擦熱，使茶葉從內(nèi)部深層升溫，并且各處溫度一致。利用微波加熱的這一特性，能使茶葉快速升溫，達(dá)到鈍化酶的臨界點(diǎn)溫度，加速茶葉結(jié)構(gòu)水的遷移，非常適合于綠茶殺青工藝和茶葉后期干燥作業(yè)。日本、韓國(guó)將微波用于茶葉加工，制成的綠茶有效營(yíng)養(yǎng)成分能基本不損失，而且色、香、味均好于傳統(tǒng)的加工方法。由此可見，微波技術(shù)用于茶葉的殺青和后期干燥是一種比較理想的方式，應(yīng)用的關(guān)鍵是如何匹配微波頻率、功率、物料運(yùn)行速度、微波加熱設(shè)備的結(jié)構(gòu)及研究出微波技術(shù)用于茶葉殺青、干燥工藝的技術(shù)規(guī)范等。
       
二、 茶葉微波殺青、干燥機(jī)理
   微波殺青、干燥是微波發(fā)生器將微波輻射到殺青、干燥的物料并穿透到內(nèi)部，誘使物料的水等極性分子隨之同步旋轉(zhuǎn)，例如采用915MHz微波干燥蔬菜類物料制品，其體內(nèi)極性分子每秒鐘旋轉(zhuǎn)9.15億次。如此高速旋轉(zhuǎn)的結(jié)果，使物料瞬時(shí)產(chǎn)生摩擦熱，導(dǎo)致物料表面與內(nèi)部同時(shí)升溫，且內(nèi)部溫度高于物料表面溫度，使大量的水分子從物料中逸出而被蒸發(fā)帶走，達(dá)到殺青、干燥目的。這種殺青、干燥方法的特點(diǎn)是加熱時(shí)間短，內(nèi)外溫度一致，其熱傳遞方向從內(nèi)向外與濕傳遞方向也一致，不同于常規(guī)加熱方式需要一定時(shí)間才能將熱量從外部加熱到物料內(nèi)部，存在內(nèi)外溫度差和濕、熱傳遞方向相反的問題。微波能透入物料內(nèi)部加熱以及無需高溫?zé)峤橘|(zhì)的特點(diǎn)，當(dāng)應(yīng)用于茶葉加工時(shí)，從根本上改變了依賴高溫介質(zhì)和熱傳導(dǎo)方式加熱升溫的常規(guī)加熱方式，同時(shí)由于微波電磁場(chǎng)在殺青、干燥過程中具有非熱效應(yīng)，大大縮短了加工時(shí)間，顯示出微波的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。
       
三、 茶葉微波殺青、干燥設(shè)備的設(shè)計(jì)
   
   1. 機(jī)型形式的選擇　微波技術(shù)是比較成熟的技術(shù)，就目前國(guó)內(nèi)情況而言，微波殺青干燥機(jī)可供選擇的形式主要有箱式（又稱微波爐)微波干燥機(jī)、行波場(chǎng)導(dǎo)式微波干燥器、輻射型微波干燥器、慢波型微波干燥器等幾種形式。根據(jù)以上各種微波干燥器的特點(diǎn)、形式，綜合考慮設(shè)備加工、操作、維護(hù)、物料等因素，我們采用連續(xù)式多諧振腔式微波干燥器形式為茶葉殺青、干燥機(jī)基本設(shè)計(jì)機(jī)型，其優(yōu)點(diǎn)為：通過單個(gè)諧振腔的疊加組合，可得到理論設(shè)計(jì)所需功率，便于茶葉殺青、干燥工藝的研究和確定，即微波功率大小在設(shè)定的范圍內(nèi)可按需調(diào)節(jié)；可簡(jiǎn)化整機(jī)設(shè)計(jì)，板塊形式，組合安裝，加工、運(yùn)輸、維修方便；用戶使用既可小批量生產(chǎn)，又可連續(xù)不斷大批量生產(chǎn)；防微波泄漏性能好；設(shè)備制造成本相對(duì)較低等。
       
   2.茶葉微波殺青干燥機(jī)工作頻率的選定　我國(guó)目前用于工業(yè)加熱最廣泛使用的微波頻率是915MHz和2450MHz，兩者的特點(diǎn)對(duì)比。由于茶葉葉片較薄，同時(shí)考慮到茶葉加工企業(yè)生產(chǎn)名優(yōu)茶的批量不會(huì)太大的實(shí)際，結(jié)合兩種微波頻率的特點(diǎn)，本設(shè)計(jì)選擇頻率為2450MHz的微波用于茶葉的殺青和干燥作業(yè)。
       
   3. 殺青所需功率、時(shí)間的選擇　不同季節(jié)、不同品種、不同時(shí)間采摘的茶葉，其初始含水量、鮮嫩程度等均有所不同，因而將微波功率、殺青時(shí)間等均設(shè)計(jì)成可調(diào)式，從而使各種茶葉均能達(dá)到理想的殺青效果。
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