微波加熱技術(shù)是一種激化物料組織內(nèi)部水分子高速運(yùn)動(dòng)而發(fā)熱的加熱技術(shù)，依靠微波透入物料內(nèi)，與物料的極性分子相互作用而轉(zhuǎn)化為熱能。它具有升溫迅速、操作簡便、時(shí)間可控等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛用于食品、醫(yī)藥和造紙工業(yè)?等行業(yè)。微波作為一種新的能量傳遞方法，已被日本、新加坡、印尼等國用于茶葉的殺青和烘干，提高了茶葉的品質(zhì)檔次，取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益。把微波加熱技術(shù)應(yīng)用于茶葉加工在我國還處于初級階段。
我國是茶的故鄉(xiāng)，是生產(chǎn)茶葉的大國。然而，目前的茶葉加工仍大部分采用手工作坊式生產(chǎn)，靠鍋炒手拌，不但勞動(dòng)強(qiáng)度大，勞動(dòng)效率極低，加工費(fèi)用高，且不符合衛(wèi)生規(guī)范，茶葉品質(zhì)不穩(wěn)定，檔次低，嚴(yán)重削弱了我國茶葉在國際市場上的競爭能力。隨著改革開放的深入，尤其是我國加入WTO，對茶業(yè)來說既是一次機(jī)遇，又是一次挑戰(zhàn)。我們一定要抓住機(jī)遇，通過提高茶葉生產(chǎn)技術(shù)和生產(chǎn)水平，來提高茶葉品質(zhì)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
1應(yīng)用現(xiàn)狀
茶葉工是我國的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，為了提高茶葉的加工質(zhì)量和產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化，自上世紀(jì)70年代以來，微波技術(shù)在茶葉領(lǐng)域已有不少研究，主要反映在殺青、干燥、復(fù)火、紅茶貯藏以及茶葉水分測定等方面。
1.1微波在茶葉殺青中的應(yīng)用
殺青是形成和提高綠茶品質(zhì)的關(guān)鍵性技術(shù)措施。鮮葉通過高溫殺青，徹底破壞酶的活性，除去鮮葉的青草氣，蒸發(fā)一部分水分，為保證和提高綠茶品質(zhì)打下良好基礎(chǔ)。迄今為止的殺青技術(shù)常因操作不當(dāng)而使茶葉產(chǎn)生紅梗紅葉、黃悶、殺青不均勻等弊端。采用微波技術(shù)來殺青，由于微波熱量由里及表，容易殺勻殺透，有效地避免了紅梗紅葉、殺青不均等弊病。
試驗(yàn)結(jié)果表明，微波殺青加熱時(shí)間短，僅為傳統(tǒng)炒殺時(shí)間的1/5，且微波殺青葉溫低，只需升到58℃就可滿足殺青要求，比傳統(tǒng)方法殺青溫度低22~C，故葉綠素的破壞大大降低，有效地提高了殺青質(zhì)量。
1.2微波在茶葉干燥中的應(yīng)用
微波干燥和傳統(tǒng)干燥一樣，也是基于物體內(nèi)部和外表面水的蒸汽壓差，對水分傳遞形成驅(qū)動(dòng)力。傳統(tǒng)干燥方法將熱量從外部傳導(dǎo)到內(nèi)部需要一定的時(shí)間，且存在內(nèi)外溫度差和濕、熱傳遞方向相反的問題。微波加熱工程裝備可導(dǎo)致物料表面和內(nèi)部同時(shí)升溫，且內(nèi)部溫度高于物料表面，使大量的水分子從物料中逸出而被蒸發(fā)帶走，達(dá)到干燥的目的。這種干燥方法的特點(diǎn)是加熱時(shí)間短，且熱傳遞方向與濕傳遞方向一致。因此，微波干燥的茶葉產(chǎn)品，葉綠素變化少，色澤翠綠，干燥均勻，香氣損失少，產(chǎn)品質(zhì)量明顯優(yōu)于用傳統(tǒng)方法干燥的茶葉。日本琦玉縣茶業(yè)試驗(yàn)場研究發(fā)現(xiàn)，利用微波干燥可有效地改善綠茶毛茶的粗老味和苦澀味等不良?xì)馕叮黠@提高了茶葉質(zhì)量。
還有試驗(yàn)表明，微波干燥可以最大限度地保持茶葉的營養(yǎng)成分，尤其是維生素C。如在相同情況下，普通加熱干燥的綠茶，其維生素C的含量為171.6mg/100g，而用微波處理干燥的綠茶維生素C的含量達(dá)428.6mg/100g。
不論紅茶或綠茶，使用微波干燥時(shí)，由于葉溫升高迅速，抑制了茶葉內(nèi)含成分化學(xué)變化的進(jìn)程，過早地固定了茶葉品質(zhì)，致使色、香、味未能充分發(fā)揮，反而品質(zhì)不佳，因此必須注意到傳統(tǒng)加熱方法與微波干燥方法的結(jié)合。如前蘇聯(lián)曾將揉捻葉在90℃～100℃的溫度下干燥至含水量的6%～7%，再以60℃～70℃溫度處理2～3小時(shí)，所制茶葉不僅其主要內(nèi)含生化成分高于常規(guī)法，且色澤翠綠，滋味醇和，香氣濃郁，具有優(yōu)質(zhì)綠茶特征。研究表明，將茶葉用傳統(tǒng)方法干燥至含水量20%以下后，再用微波干燥最為有效。
1.3微波在茶葉貯藏中的應(yīng)用
目前毛茶主要分散生產(chǎn)，經(jīng)收購集中轉(zhuǎn)運(yùn)到茶廠進(jìn)行毛茶加工，因此，毛茶貯藏不可避免。但是毛茶在貯藏中常因保管不當(dāng)而吸潮霉變和生蟲。用微波處理毛茶，即可起到復(fù)火作用，防止毛茶霉變、生蟲，又可破壞茶葉中殘余酶的活性而制止酶氧化，能有效提高毛茶的耐貯性。研究表明，毛茶的貯藏期與微波照射強(qiáng)度成正比。所以貯藏期長的茶葉需用較高強(qiáng)度的微波處理。但微波強(qiáng)度也不宜過大，否則會(huì)造成茶葉高火。
1.4微波在茶飲料滅菌中的應(yīng)用
滅菌是茶飲料生產(chǎn)的基本工序之一。目前，茶飲料的滅菌普遍采用傳統(tǒng)的巴氏滅菌法。由于巴氏滅菌溫度高、時(shí)間長，容易使茶葉產(chǎn)生水悶味，失去茶葉應(yīng)有的鮮艷色澤，而使茶葉香氣、顏色受到較大影響，極大地制約了茶飲料的發(fā)展。因此，尋求高效滅菌法對茶飲料的發(fā)展具有重要意義。可以說茶飲料的顏色和香氣是制約茶飲料大規(guī)模發(fā)展的重要原因之一。
微波滅菌法是利用微波與物料中生物活性組成部分(如蛋白質(zhì)和酶)或混合物(如細(xì)菌、霉菌等)等相互作用，使生物活性得到抑制或激化，是微波的熱效應(yīng)和生物效應(yīng)共同作用的結(jié)果。微波電磁場在殺菌過程中所表現(xiàn)出的生物效應(yīng)是細(xì)菌致死的主導(dǎo)因素，打破了巴氏滅菌法的常規(guī)加熱殺菌格局。
因此，微波滅菌可在很短的時(shí)問內(nèi)、較低的溫度下對茶汁的內(nèi)部進(jìn)行殺菌，不僅滅菌效果好，且可在外包裝呈密封狀態(tài)下進(jìn)行滅菌，能有效地避免二次污染，使茶葉品質(zhì)不受太大的影響，延長了茶汁的貨架壽命，不失為茶汁滅菌值得推廣應(yīng)用的一種有效方法。
1.5微波用于茶葉水分的測定
茶葉水分是影響茶葉品質(zhì)的重要因素，也是茶葉加工、收購以及貯藏管理中的一個(gè)重要檢測指標(biāo)。目前，茶葉水分的測定普遍采用烘箱法，要求將茶樣放在烘箱中烘2小時(shí)以上，盡管測定結(jié)果較精確，但周期長，能耗大，較難在普通茶葉收購部門普及。微波對水有良好的加熱效應(yīng)，能源利用率高，利用微波作為水分分析手段，可以在數(shù)分鐘內(nèi)完成，操作方便、省時(shí)、經(jīng)濟(jì)，且可同時(shí)分析幾個(gè)樣品。但用微波進(jìn)行茶葉水分含量測定，不能等試樣達(dá)到恒重方止，而應(yīng)以無焦變?yōu)槎取Ｔ摲y定的標(biāo)準(zhǔn)偏差明顯高于國標(biāo)法，所以在嚴(yán)格的質(zhì)量檢測中應(yīng)執(zhí)行國標(biāo)法。
2應(yīng)用前景
隨著微波技術(shù)應(yīng)用的越來越廣泛，微波在茶葉加工及深加工產(chǎn)品上的應(yīng)用也將有著廣闊的前景。如利用微波真空干燥來干燥速溶茶，可以最大限度地保存茶的色、香、味特征;微波因促進(jìn)反應(yīng)的高效性和強(qiáng)選擇性，及其操作簡便、副反應(yīng)少、耗能省、產(chǎn)率高等優(yōu)點(diǎn)，已開始在茶葉有效成分提取方面獲得應(yīng)用，如用于茶多酚的提取、茶色素的提取及茶汁的提取，可明顯提高提取率，且降低了成本和減少了污染。
隨著對茶葉保健功能的認(rèn)識越來越充分，茶制食品開始受到人們廣泛的青睞，利用微波技術(shù)生產(chǎn)茶制食品開始引起人們的注意。如利用微波技術(shù)來生產(chǎn)茶粉，其基本工藝流程為：鮮葉一去雜洗凈一殺青一離心脫水一微波真空干燥一二次干燥一粉碎一計(jì)量包裝。利用該工藝制得的茶粉能較好地保持茶葉原色澤和風(fēng)味，營養(yǎng)成分和功能成分損失少，適合于添加到各類食品中去。
3.微波茶葉殺青干燥機(jī)的使用效果
目前微波茶葉殺青干燥機(jī)在茶葉生產(chǎn)中的應(yīng)用常有3種作業(yè)方式。一是用于殺青，二是用于二次殺青和初干，三是用于干燥并滅菌.其中第二種方式常用于名茶加丁生產(chǎn)線中，如在滾筒殺青機(jī)殺青后并經(jīng)初步做形的基礎(chǔ)上，配用微波茶葉殺青干燥機(jī)進(jìn)行二次殺青和初干，目的是使殺青充分及減少在制葉水分含量，以利于下-工序的進(jìn)行。
為了考核微波茶葉殺青干燥機(jī)的使用效果，2005年秋茶期問，筆者進(jìn)行了6CS50型燃液化石油氣滾筒式茶葉殺青機(jī)和DXWS9D型茶葉微波殺青干燥機(jī)的殺青對比試驗(yàn)，結(jié)果如表3所示。從表中可以看出，應(yīng)用微波殺青的殺青葉，色澤綠翠，并且均勻性好，殺青葉放置1h后仍然保持色澤綠翠。總體殺青質(zhì)量好于常規(guī)的滾筒式殺青機(jī)。這是由于微波用于茶葉殺青，可對芽葉內(nèi)外同時(shí)加熱，并且微波穿透能力強(qiáng)，只要在作業(yè)時(shí)，嚴(yán)格按照機(jī)器使用說明書所規(guī)定的臺時(shí)產(chǎn)量均勻投葉，即可保證徹底鈍化鮮葉中的酶活性，使殺青葉色澤綠翠。但是，就殺青葉的香氣而言，感官審評結(jié)果表明，微波殺青稍低于傳統(tǒng)滾筒殺青，這一點(diǎn)僅系初步實(shí)驗(yàn)結(jié)果，今后還需進(jìn)一步試驗(yàn)，以探討微波殺青工藝和改進(jìn)機(jī)器操作技術(shù)。將應(yīng)用滾筒式殺青機(jī)殺青的殺青葉，用名茶理?xiàng)l機(jī)理?xiàng)l，然后用DXWS9D型微波茶葉殺青干燥機(jī)足干，測試結(jié)果見表4。從試驗(yàn)結(jié)果可以看出，微波茶葉殺青干燥機(jī)可以滿足茶葉干燥的要求，成茶品質(zhì)正常。
至于微波茶葉殺青干燥機(jī)在茶葉加_廠中的滅菌功能，南京茶廠曾進(jìn)行不同方式復(fù)火的對比試驗(yàn)，結(jié)果表明，采用微波烘干機(jī)f燥，呵以抑制茶葉中黑曲霉菌、青霉菌、鐮刀霉菌等有害霉菌的生長數(shù)量，從而減輕茶葉霉變，延長保質(zhì)期。
四、微波茶葉殺青干燥機(jī)的安裝和操作使用
1.安裝得當(dāng)
微波茶葉殺青干燥機(jī)屬于較大型設(shè)備，故安裝時(shí)一定要放置平穩(wěn)，安裝處通風(fēng)良好，附近若有產(chǎn)生茶塵或向空氣中釋放茶塵的設(shè)備，要采用隔離防塵措施。設(shè)備必須距離車間墻壁lm以上，以保證空氣流通。
2.要有良好的接地線。并有專人操作
微波茶葉殺青干燥機(jī)是一種用電量比較大的設(shè)備，并且磁控管是依賴高頻電波維持工作的，故所有的電源線接線應(yīng)正確.并且一定要有良好的接地線。由于該機(jī)的電器操作較復(fù)雜，故要求由熟悉該機(jī)性能的專人負(fù)責(zé)操作，操作前一定要熟讀機(jī)器使用說明書，嚴(yán)格按照操作程序操作。
3.操作程序
(1)開機(jī)前檢查整機(jī)是否已作好運(yùn)行準(zhǔn)備。傳送帶上不得放有其他物品。尤其是金屬制品。觀察門必須關(guān)好，否則將影響高壓電源的開肩。主電源的三極斷路器和控制磁控管T作回路的單極斷路器要置于斷開位置(OFF位置)。要準(zhǔn)備妥當(dāng)兩條町全部覆蓋整個(gè)干燥室的濕毛巾，并且一定要充分浸濕。
(2)一切正常后，則可接通主電源。主電源一般用鑰匙開閉。電源指示燈亮表示接通。這時(shí)若觀察門指示燈亮，則表示門沒關(guān)好，要重新關(guān)上。
(3)開啟低壓開關(guān)，散熱風(fēng)機(jī)開始工作。
(4)開啟傳送帶開關(guān)，并調(diào)至理想的運(yùn)行速度，然后將準(zhǔn)備好的兩條濕毛巾平整地緊挨著送人干燥室內(nèi)。緊接著在第二條毛巾尾部均勻攤上待干燥的茶葉.待茶葉將要進(jìn)入能量抑制器時(shí)，打開高壓和排濕開關(guān)。同時(shí)將控制磁控管丁作回路的單極斷路器置于接通位置(ON位置)。要注意所有的磁控管負(fù)載是分別平衡地接在三相線路上，開啟和關(guān)閉磁控管單檄斷路器也應(yīng)該注意三相負(fù)載的平衡。此時(shí)茶葉即進(jìn)行連續(xù)殺青或干燥，作業(yè)時(shí)應(yīng)時(shí)刻注意負(fù)載狀況，并根據(jù)殺青或干燥程度，及時(shí)關(guān)閉或增加磁控管的數(shù)量，也可用增減加T葉的投入量和增減輸送帶的運(yùn)行速度來調(diào)節(jié)。
(5)茶葉加T結(jié)束后，要將濕毛巾緊跟著茶葉連續(xù)送人箱體內(nèi)，待兩條毛巾全部進(jìn)入能量抑制器后，關(guān)閉高壓開關(guān)，同時(shí)將控制磁控管_丁作回路的單極斷路器置于斷開位置(OFF位置)，待機(jī)器基本冷卻后，再關(guān)閉其他開關(guān)。
4.微波茶葉殺青干燥機(jī)操作注意事項(xiàng)
(1)不能空載。若微波殺青干燥機(jī)的低壓和高壓電源已接通，磁控管開始丁作，同時(shí)傳送帶也開始運(yùn)轉(zhuǎn)，而此時(shí)干燥室內(nèi)的傳送帶上還沒有鋪滿含水的加熱介質(zhì)(如含有水分的茶葉等)時(shí)，這種工作狀態(tài)就叫做空載。機(jī)器空載，一方面輸送帶會(huì)被燒焦起火，不及時(shí)撲滅甚至?xí)鸹馂?zāi)，同時(shí)會(huì)引起磁控管和電源線路的損壞，甚至使整臺機(jī)器報(bào)廢。避免空載的方法如前所述.就是將濕毛巾全部均勻鋪入整個(gè)干燥室后，再開啟磁控管高壓電源，然后緊隨濕毛巾將含有水分的茶葉均勻送入。不能間斷，直至濕毛巾從干燥室后部全部出來卷起后，進(jìn)入正常的作業(yè)狀態(tài)。作業(yè)結(jié)束后，同樣要跟隨茶葉將重新浸濕的毛巾送入干燥室，直至茶葉全部排出機(jī)外。故濕毛巾是該機(jī)所必備的隨機(jī)物品。同時(shí)，若進(jìn)入干燥室的是完全干燥的茶葉，或輸送帶運(yùn)行過慢，后段茶葉已過分干燥，也可認(rèn)為微波系統(tǒng)是近似于空載狀態(tài)，上面所說的起火和機(jī)器事故同樣可能發(fā)生，故也應(yīng)避免。
(2)避免鑄鐵和碳鋼雜物隨茶葉進(jìn)入干燥室。微波茶葉殺青干燥機(jī)作業(yè)時(shí)，一定要做到?jīng)]有鑄鐵和碳鋼雜物隨茶葉進(jìn)入干燥室。否則當(dāng)雜物通過磁控管下方時(shí)，將會(huì)引起嚴(yán)重的短路打火，不僅打火引起的刺眼閃光和“劈啪”響聲令人生畏。而且很快會(huì)使輸送帶及上面的茶葉燒焦起火，若不及時(shí)撲救，將會(huì)損壞整臺機(jī)器并危及整個(gè)工廠的安全。避免鑄鐵和碳鋼雜物進(jìn)入微波殺青干燥機(jī)干燥室的方法是，一要留意在茶葉加丁過程中避免上述雜物混入，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)立即揀出;二要強(qiáng)調(diào)在微波殺青干燥機(jī)茶葉輸送帶干燥室進(jìn)口上方安裝強(qiáng)力磁棒，磁棒長度應(yīng)大于輸送帶寬度.從而將混在茶葉中的鑄鐵和碳鋼雜物吸葉;。有的還在微波殺青干燥機(jī)以前的茶葉輸送裝置上就安裝磁棒，使茶葉在進(jìn)入干燥室前經(jīng)過兩道磁棒的吸引。實(shí)踐證明，安裝磁棒可有效防止鑄鐵和碳鋼雜物進(jìn)入干燥室，從而避免事故的發(fā)生。特別需要提醒的是，有些廠家在微波茶葉殺青干燥機(jī)出廠時(shí)巳裝上了磁棒，但也有沒裝的，故用戶在安裝調(diào)試時(shí)應(yīng)認(rèn)真檢查，若發(fā)現(xiàn)未裝磁棒，應(yīng)及時(shí)補(bǔ)裝，千萬不可疏忽。
