微波加热技术在茶叶加工中的应用.pdf
微波加热技术是一种激化物料组织内部水分子高速运动而发热的加热技术，依靠微波透入物料内，与物料的极性分子相互作用而转化为热能。它具有升温迅速、操作简便、时间可控等优点，被广泛用于食品、医药和造纸工业?等行业。微波作为一种新的能量传递方法，已被日本、新加坡、印尼等国用于茶叶的杀青和烘干，提高了茶叶的品质档次，取得了明显的经济效益。把微波加热技术应用于茶叶加工在我国还处于初级阶段。
我国是茶的故乡，是生产茶叶的大国。然而，目前的茶叶加工仍大部分采用手工作坊式生产，靠锅炒手拌，不但劳动强度大，劳动效率极低，加工费用高，且不符合卫生规范，茶叶品质不稳定，档次低，严重削弱了我国茶叶在国际市场上的竞争能力。随着改革开放的深入，尤其是我国加入WTO，对茶业来说既是一次机遇，又是一次挑战。我们一定要抓住机遇，通过提高茶叶生产技术和生产水平，来提高茶叶品质和经济价值。
1应用现状
茶叶工是我国的传统产业，为了提高茶叶的加工质量和产业现代化，自上世纪70年代以来，微波技术在茶叶领域已有不少研究，主要反映在杀青、干燥、复火、红茶贮藏以及茶叶水分测定等方面。
1.1微波在茶叶杀青中的应用
杀青是形成和提高绿茶品质的关键性技术措施。鲜叶通过高温杀青，彻底破坏酶的活性，除去鲜叶的青草气，蒸发一部分水分，为保证和提高绿茶品质打下良好基础。迄今为止的杀青技术常因操作不当而使茶叶产生红梗红叶、黄闷、杀青不均匀等弊端。采用微波技术来杀青，由于微波热量由里及表，容易杀匀杀透，有效地避免了红梗红叶、杀青不均等弊病。
试验结果表明，微波杀青加热时间短，仅为传统炒杀时间的1/5，且微波杀青叶温低，只需升到58℃就可满足杀青要求，比传统方法杀青温度低22~C，故叶绿素的破坏大大降低，有效地提高了杀青质量。
1.2微波在茶叶干燥中的应用
微波干燥和传统干燥一样，也是基于物体内部和外表面水的蒸汽压差，对水分传递形成驱动力。传统干燥方法将热量从外部传导到内部需要一定的时间，且存在内外温度差和湿、热传递方向相反的问题。微波加热工程装备可导致物料表面和内部同时升温，且内部温度高于物料表面，使大量的水分子从物料中逸出而被蒸发带走，达到干燥的目的。这种干燥方法的特点是加热时间短，且热传递方向与湿传递方向一致。因此，微波干燥的茶叶产品，叶绿素变化少，色泽翠绿，干燥均匀，香气损失少，产品质量明显优于用传统方法干燥的茶叶。日本琦玉县茶业试验场研究发现，利用微波干燥可有效地改善绿茶毛茶的粗老味和苦涩味等不良气味，明显提高了茶叶质量。
还有试验表明，微波干燥可以最大限度地保持茶叶的营养成分，尤其是维生素C。如在相同情况下，普通加热干燥的绿茶，其维生素C的含量为171.6mg/100g，而用微波处理干燥的绿茶维生素C的含量达428.6mg/100g。
不论红茶或绿茶，使用微波干燥时，由于叶温升高迅速，抑制了茶叶内含成分化学变化的进程，过早地固定了茶叶品质，致使色、香、味未能充分发挥，反而品质不佳，因此必须注意到传统加热方法与微波干燥方法的结合。如前苏联曾将揉捻叶在90℃～100℃的温度下干燥至含水量的6%～7%，再以60℃～70℃温度处理2～3小时，所制茶叶不仅其主要内含生化成分高于常规法，且色泽翠绿，滋味醇和，香气浓郁，具有优质绿茶特征。研究表明，将茶叶用传统方法干燥至含水量20%以下后，再用微波干燥最为有效。
1.3微波在茶叶贮藏中的应用
目前毛茶主要分散生产，经收购集中转运到茶厂进行毛茶加工，因此，毛茶贮藏不可避免。但是毛茶在贮藏中常因保管不当而吸潮霉变和生虫。用微波处理毛茶，即可起到复火作用，防止毛茶霉变、生虫，又可破坏茶叶中残余酶的活性而制止酶氧化，能有效提高毛茶的耐贮性。研究表明，毛茶的贮藏期与微波照射强度成正比。所以贮藏期长的茶叶需用较高强度的微波处理。但微波强度也不宜过大，否则会造成茶叶高火。
1.4微波在茶饮料灭菌中的应用
灭菌是茶饮料生产的基本工序之一。目前，茶饮料的灭菌普遍采用传统的巴氏灭菌法。由于巴氏灭菌温度高、时间长，容易使茶叶产生水闷味，失去茶叶应有的鲜艳色泽，而使茶叶香气、颜色受到较大影响，极大地制约了茶饮料的发展。因此，寻求高效灭菌法对茶饮料的发展具有重要意义。可以说茶饮料的颜色和香气是制约茶饮料大规模发展的重要原因之一。
微波灭菌法是利用微波与物料中生物活性组成部分(如蛋白质和酶)或混合物(如细菌、霉菌等)等相互作用，使生物活性得到抑制或激化，是微波的热效应和生物效应共同作用的结果。微波电磁场在杀菌过程中所表现出的生物效应是细菌致死的主导因素，打破了巴氏灭菌法的常规加热杀菌格局。
因此，微波灭菌可在很短的时问内、较低的温度下对茶汁的内部进行杀菌，不仅灭菌效果好，且可在外包装呈密封状态下进行灭菌，能有效地避免二次污染，使茶叶品质不受太大的影响，延长了茶汁的货架寿命，不失为茶汁灭菌值得推广应用的一种有效方法。
1.5微波用于茶叶水分的测定
茶叶水分是影响茶叶品质的重要因素，也是茶叶加工、收购以及贮藏管理中的一个重要检测指标。目前，茶叶水分的测定普遍采用烘箱法，要求将茶样放在烘箱中烘2小时以上，尽管测定结果较精确，但周期长，能耗大，较难在普通茶叶收购部门普及。微波对水有良好的加热效应，能源利用率高，利用微波作为水分分析手段，可以在数分钟内完成，操作方便、省时、经济，且可同时分析几个样品。但用微波进行茶叶水分含量测定，不能等试样达到恒重方止，而应以无焦变为度。该法测定的标准偏差明显高于国标法，所以在严格的质量检测中应执行国标法。
2应用前景
随着微波技术应用的越来越广泛，微波在茶叶加工及深加工产品上的应用也将有着广阔的前景。如利用微波真空干燥来干燥速溶茶，可以最大限度地保存茶的色、香、味特征;微波因促进反应的高效性和强选择性，及其操作简便、副反应少、耗能省、产率高等优点，已开始在茶叶有效成分提取方面获得应用，如用于茶多酚的提取、茶色素的提取及茶汁的提取，可明显提高提取率，且降低了成本和减少了污染。
随着对茶叶保健功能的认识越来越充分，茶制食品开始受到人们广泛的青睐，利用微波技术生产茶制食品开始引起人们的注意。如利用微波技术来生产茶粉，其基本工艺流程为：鲜叶一去杂洗净一杀青一离心脱水一微波真空干燥一二次干燥一粉碎一计量包装。利用该工艺制得的茶粉能较好地保持茶叶原色泽和风味，营养成分和功能成分损失少，适合于添加到各类食品中去。
3.微波茶叶杀青干燥机的使用效果
目前微波茶叶杀青干燥机在茶叶生产中的应用常有3种作业方式。一是用于杀青，二是用于二次杀青和初干，三是用于干燥并灭菌.其中第二种方式常用于名茶加丁生产线中，如在滚筒杀青机杀青后并经初步做形的基础上，配用微波茶叶杀青干燥机进行二次杀青和初干，目的是使杀青充分及减少在制叶水分含量，以利于下-工序的进行。
为了考核微波茶叶杀青干燥机的使用效果，2005年秋茶期问，笔者进行了6CS50型燃液化石油气滚筒式茶叶杀青机和DXWS9D型茶叶微波杀青干燥机的杀青对比试验，结果如表3所示。从表中可以看出，应用微波杀青的杀青叶，色泽绿翠，并且均匀性好，杀青叶放置1h后仍然保持色泽绿翠。总体杀青质量好于常规的滚筒式杀青机。这是由于微波用于茶叶杀青，可对芽叶内外同时加热，并且微波穿透能力强，只要在作业时，严格按照机器使用说明书所规定的台时产量均匀投叶，即可保证彻底钝化鲜叶中的酶活性，使杀青叶色泽绿翠。但是，就杀青叶的香气而言，感官审评结果表明，微波杀青稍低于传统滚筒杀青，这一点仅系初步实验结果，今后还需进一步试验，以探讨微波杀青工艺和改进机器操作技术。将应用滚筒式杀青机杀青的杀青叶，用名茶理条机理条，然后用DXWS9D型微波茶叶杀青干燥机足干，测试结果见表4。从试验结果可以看出，微波茶叶杀青干燥机可以满足茶叶干燥的要求，成茶品质正常。
至于微波茶叶杀青干燥机在茶叶加_厂中的灭菌功能，南京茶厂曾进行不同方式复火的对比试验，结果表明，采用微波烘干机f燥，呵以抑制茶叶中黑曲霉菌、青霉菌、镰刀霉菌等有害霉菌的生长数量，从而减轻茶叶霉变，延长保质期。
四、微波茶叶杀青干燥机的安装和操作使用
1.安装得当
微波茶叶杀青干燥机属于较大型设备，故安装时一定要放置平稳，安装处通风良好，附近若有产生茶尘或向空气中释放茶尘的设备，要采用隔离防尘措施。设备必须距离车间墙壁lm以上，以保证空气流通。
2.要有良好的接地线。并有专人操作
微波茶叶杀青干燥机是一种用电量比较大的设备，并且磁控管是依赖高频电波维持工作的，故所有的电源线接线应正确.并且一定要有良好的接地线。由于该机的电器操作较复杂，故要求由熟悉该机性能的专人负责操作，操作前一定要熟读机器使用说明书，严格按照操作程序操作。
3.操作程序
(1)开机前检查整机是否已作好运行准备。传送带上不得放有其他物品。尤其是金属制品。观察门必须关好，否则将影响高压电源的开肩。主电源的三极断路器和控制磁控管T作回路的单极断路器要置于断开位置(OFF位置)。要准备妥当两条町全部覆盖整个干燥室的湿毛巾，并且一定要充分浸湿。
(2)一切正常后，则可接通主电源。主电源一般用钥匙开闭。电源指示灯亮表示接通。这时若观察门指示灯亮，则表示门没关好，要重新关上。
(3)开启低压开关，散热风机开始工作。
(4)开启传送带开关，并调至理想的运行速度，然后将准备好的两条湿毛巾平整地紧挨着送人干燥室内。紧接着在第二条毛巾尾部均匀摊上待干燥的茶叶.待茶叶将要进入能量抑制器时，打开高压和排湿开关。同时将控制磁控管丁作回路的单极断路器置于接通位置(ON位置)。要注意所有的磁控管负载是分别平衡地接在三相线路上，开启和关闭磁控管单檄断路器也应该注意三相负载的平衡。此时茶叶即进行连续杀青或干燥，作业时应时刻注意负载状况，并根据杀青或干燥程度，及时关闭或增加磁控管的数量，也可用增减加T叶的投入量和增减输送带的运行速度来调节。
(5)茶叶加T结束后，要将湿毛巾紧跟着茶叶连续送人箱体内，待两条毛巾全部进入能量抑制器后，关闭高压开关，同时将控制磁控管_丁作回路的单极断路器置于断开位置(OFF位置)，待机器基本冷却后，再关闭其他开关。
4.微波茶叶杀青干燥机操作注意事项
(1)不能空载。若微波杀青干燥机的低压和高压电源已接通，磁控管开始丁作，同时传送带也开始运转，而此时干燥室内的传送带上还没有铺满含水的加热介质(如含有水分的茶叶等)时，这种工作状态就叫做空载。机器空载，一方面输送带会被烧焦起火，不及时扑灭甚至会引起火灾，同时会引起磁控管和电源线路的损坏，甚至使整台机器报废。避免空载的方法如前所述.就是将湿毛巾全部均匀铺入整个干燥室后，再开启磁控管高压电源，然后紧随湿毛巾将含有水分的茶叶均匀送入。不能间断，直至湿毛巾从干燥室后部全部出来卷起后，进入正常的作业状态。作业结束后，同样要跟随茶叶将重新浸湿的毛巾送入干燥室，直至茶叶全部排出机外。故湿毛巾是该机所必备的随机物品。同时，若进入干燥室的是完全干燥的茶叶，或输送带运行过慢，后段茶叶已过分干燥，也可认为微波系统是近似于空载状态，上面所说的起火和机器事故同样可能发生，故也应避免。
(2)避免铸铁和碳钢杂物随茶叶进入干燥室。微波茶叶杀青干燥机作业时，一定要做到没有铸铁和碳钢杂物随茶叶进入干燥室。否则当杂物通过磁控管下方时，将会引起严重的短路打火，不仅打火引起的刺眼闪光和“劈啪”响声令人生畏。而且很快会使输送带及上面的茶叶烧焦起火，若不及时扑救，将会损坏整台机器并危及整个工厂的安全。避免铸铁和碳钢杂物进入微波杀青干燥机干燥室的方法是，一要留意在茶叶加丁过程中避免上述杂物混入，一经发现立即拣出;二要强调在微波杀青干燥机茶叶输送带干燥室进口上方安装强力磁棒，磁棒长度应大于输送带宽度.从而将混在茶叶中的铸铁和碳钢杂物吸叶;。有的还在微波杀青干燥机以前的茶叶输送装置上就安装磁棒，使茶叶在进入干燥室前经过两道磁棒的吸引。实践证明，安装磁棒可有效防止铸铁和碳钢杂物进入干燥室，从而避免事故的发生。特别需要提醒的是，有些厂家在微波茶叶杀青干燥机出厂时巳装上了磁棒，但也有没装的，故用户在安装调试时应认真检查，若发现未装磁棒，应及时补装，千万不可疏忽。