干燥综述.doc

茶叶干燥技术的研究发展 摘要：本文在茶叶传统干燥技术的基础上，研究茶叶现代干燥技术相比与以往干燥技术在创造更多经济价值上的优势。 关键词：茶叶、干燥、微波干燥 正文 茶业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，有必要在茶叶初加工业和深加工业应用新的科学技术水分是茶叶内各种成分生化反应必需的介质（媒体），随着茶叶含水率的增加，茶叶的变化速度加快，色泽逐渐变黄，茶叶滋味和鲜爽度减弱。所以，茶叶在包装前含水率必须控制在5%-6%。当含水率达7%以上时，任何保鲜技术和包装材料，都无法保持茶叶的新鲜风味。茶叶中的含水率达10%时，茶叶的霉变速度就加快。0～2O min、20～100 min、100 min～ 结束。各个脱水期时间的长短或含水率范围并不是固定的，而是受干燥条件因子的影响[1]。在恒率脱水阶段，所脱去的水分主要为存在于叶内组织间的空琼中的非束缚水和表面自由水。这部份水分属物理吸附水，较容易脱去，水分的迁移方式为毛细管作用、液压流动及表面扩散。在第一降率期脱水阶段，主要是以氢键结台于段基和酰氨基团中水分的脱水。第二降率期脱水阶段，主要是被束缚于羧基团和氨基团这类离子基团中水分的脱水，因降率期脱去的水分是一些化学结台水，故较难脱去，其难易程度取决于这些水分子化学键的结合势能的大小。降率脱水阶段，水分的迁移方式主要是液体的扩散和水蒸汽的扩散。从热物理学分析，茶叶的干燥脱水是由于热传递而使水分子激活能增加井超越了分子束缚势能极限而脱离基团，同时在温度场的作用下引起水分或水蒸汽浓度的不均匀分布而形成水分梯度，开始质量传递，故脱水过程是个传质传热的动力学过程。在恒率脱水阶段的初期(0～4．5 min)，叶温会有一个短时急速升高的过程，单位时间脱水量逐渐增加，直至达到热动平衡。达到热动平衡后，茶叶所吸热量主要用于自由水的脱水，单位时间单位干物质的脱水量(干燥速率)达恒定值，叶温趋于相对平衡， 几乎不再上升。这种热动平衡随着自由水的全部脱去而破坏， 即结束恒率脱水阶段。这时由于进一步脱水需要消耗更多的热能， 于是干燥速率开始下降， 叶温继续升高， 即进入第一降率脱水阶段。在降率脱水阶段， 由于水分的迁移决定于水分浓度梯度和温度梯度这两个复杂的动态场分布参数，且水分迁移的阻抗在不断增大，从而呈现出降率脱水阶段干燥速率值成一曲线规律下降，故含水率也相应地成曲线规律减小，而在恒率脱水阶段，干燥速率为恒定值，水分变化成一线性规律变化。 2 茶叶初加工中传统干燥技术 在茶叶的初加工中，干燥茶叶常有炒干和烘干两种方式。炒干属于传导干燥，它主要依靠茶叶物料与加热的固体表面的直接接触而获得能量，达到干燥的目的。炒干除了具有蒸发茶叶水分、发挥和固定品质的功能外，还有整形的能力[2]。茶叶的烘干包括热风干燥和辐射干燥两种形式。热风干燥是依靠热空气与茶叶物料的流动接触而干燥，辐射干燥是通过电磁波辐射将热量传递给茶叶，使其升温失水。据此工艺技术，人们开发研制出手拉式百叶板烘干机，自动百叶链板式烘干机等等，并且得到了茶农茶商的广泛使用。但依靠对流和导热的传统干燥技术存在着以下缺点：蒸发水分所需要的热量必须从物料表面逐步传递到内部，这样在于燥阶段，物料的外层变得干燥，内部水分向外传递的阻力增大，这种现象导致水分蒸发量的大幅度降低，干燥周期加长[3]。 3 微波干燥技术 微波，是指频率在300MHZ至3000GHZ范围的电磁波。 3.1 微波加热干燥的原理 利用微波在快速变化的高频电磁场中与物质分子相互作用，被吸收而产生热效应，把微波能量直接转换为介质热能，微波被物体吸收后，物体自生发热，加热从物体内部、外部同时开始，能做到里外同时加热，不同的物质吸收微波的能力不同，其加热效果也各不相同，这主要取决于物质的介质损耗。水是吸收微波很强烈的物质，一般含有水分的物质都能用微波来进行加热，快速均匀，达到很好效果。 3.2 微波干燥特点 1、干燥速度快。常规方法如:蒸汽干燥、电热干燥、热风干燥等，由10%含水量脱至1%以下需十几个小时，采用微波干燥仅需十几分钟；由5%含水量脱至1%以下常规方法需六至七小时，采用微波干燥仅需几分钟；由30%-20%含水量脱至1%以下，常规方法需二十几小时，采用微波干燥仅用二十分钟左右。 常规热力干燥往往在环境及设备上存在热损失，室内环境温度高。而微波是直接对物料进行作用，因而没有额外的热能耗损,微波干燥处理均无以上现象。设备能即开即用,没有常规热力干燥的热惯性,操作灵活方便,微波功率可调,传输速度从零开始连续可调,便于操作。 2、保持物料原色。由于微波干燥不需要热传导，物料自身发热，干燥速度快，接触物料的温度大大低于常规方法，不会造成物料裂变现象。 3、流水线作业，操作环境好。与常规方法相比，微波设备不需要锅炉、复杂的管道系统，