茶葉微波加工技術及設備的概述

一、 微波技術用于茶葉殺青、干燥的可行性
   自1945年人們發(fā)現(xiàn)微波熱效應以來，微波加熱的應用日益廣泛。由于茶葉中含有水分，水分子在微波電磁場中被極化，具有偶極子特性，并隨著電磁場的頻率不斷地改變極性方向，分子作高速振動，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，達到鈍化酶的臨界點溫度，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、韓國將微波用于茶葉加工，制成的綠茶有效營養(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，微波技術用于茶葉的殺青和后期干燥是一種比較理想的方式，應用的關鍵是如何匹配微波頻率、功率、物料運行速度、微波加熱設備的結(jié)構(gòu)及研究出微波技術用于茶葉殺青、干燥工藝的技術規(guī)范等。
       
二、 茶葉微波殺青、干燥機理
   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，使物料瞬時產(chǎn)生摩擦熱，導致物料表面與內(nèi)部同時升溫，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，達到殺青、干燥目的。這種殺青、干燥方法的特點是加熱時間短，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熱介質(zhì)的特點，當應用于茶葉加工時，從根本上改變了依賴高溫介質(zhì)和熱傳導方式加熱升溫的常規(guī)加熱方式，同時由于微波電磁場在殺青、干燥過程中具有非熱效應，大大縮短了加工時間，顯示出微波的獨特優(yōu)勢。
       
三、 茶葉微波殺青、干燥設備的設計
   
   1. 機型形式的選擇　微波技術是比較成熟的技術，就目前國內(nèi)情況而言，微波殺青干燥機可供選擇的形式主要有箱式（又稱微波爐)微波干燥機、行波場導式微波干燥器、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、形式，綜合考慮設備加工、操作、維護、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、干燥機基本設計機型，其優(yōu)點為：通過單個諧振腔的疊加組合，可得到理論設計所需功率，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定的范圍內(nèi)可按需調(diào)節(jié)；可簡化整機設計，板塊形式，組合安裝，加工、運輸、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；設備制造成本相對較低等。
       
   2.茶葉微波殺青干燥機工作頻率的選定　我國目前用于工業(yè)加熱最廣泛使用的微波頻率是915MHz和2450MHz，兩者的特點對比。由于茶葉葉片較薄，同時考慮到茶葉加工企業(yè)生產(chǎn)名優(yōu)茶的批量不會太大的實際，結(jié)合兩種微波頻率的特點，本設計選擇頻率為2450MHz的微波用于茶葉的殺青和干燥作業(yè)。
       
   3. 殺青所需功率、時間的選擇　不同季節(jié)、不同品種、不同時間采摘的茶葉，其初始含水量、鮮嫩程度等均有所不同，因而將微波功率、殺青時間等均設計成可調(diào)式，從而使各種茶葉均能達到理想的殺青效果。
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