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年人們發現微波熱效應以來，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，產生摩擦熱，使茶葉從內部深層升溫，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，加速茶葉結構水的遷移，非常適合于綠茶殺青工藝和茶葉后期干燥作業。日本、韓國將微波用于茶葉加工，制成的綠茶有效營養成分能基本不損失，而且色、香、味均好于傳統的加工方法。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、微波加熱設備的結構及研究出微波技術用于茶葉殺青、干燥工藝的技術規范等。
       
二、 茶葉微波殺青、干燥機理
   微波殺青、干燥是微波發生器將微波輻射到殺青、干燥的物料并穿透到內部，誘使物料的水等極性分子隨之同步旋轉，例如采用915MHz微波干燥蔬菜類物料制品，其體內極性分子每秒鐘旋轉9.15億次。如此高速旋轉的結果，使物料瞬時產生摩擦熱，導致物料表面與內部同時升溫，且內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，內外溫度一致，其熱傳遞方向從內向外與濕傳遞方向也一致，不同于常規加熱方式需要一定時間才能將熱量從外部加熱到物料內部，存在內外溫度差和濕、熱傳遞方向相反的問題。微波能透入物料內部加熱以及無需高溫熱介質的特點，當應用于茶葉加工時，從根本上改變了依賴高溫介質和熱傳導方式加熱升溫的常規加熱方式，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可按需調節；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，又可連續不斷大批量生產；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生產名優茶的批量不會太大的實際，結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。
       
   3. 殺青所需功率、時間的選擇　不同季節、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式，從而使各種茶葉均能達到理想的殺青效果。
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