茶叶真空冷冻干燥机的应用冻干工艺

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真空冷冻干燥机近两年在茶叶加工中逐步获得普遍应用,本文特对其作业原理、主要结构、使用操作和在茶叶加工中的使用效果作简单介绍。
一、工作原理。将适当加工阶段的茶叶加工叶,送茶叶真空冷冻干燥机的真空冷冻干燥室内,先预冷至一18℃一10℃,然后在高真空状态下进行有限加热,使加工叶中所含水分直接由固态冰升华为气态的水蒸气被蒸发,达到除去水分而干燥的目的。由于茶叶在真空冷冻干燥过程中,茶条内外温度始终控制在较低状态下,香气物质和营养成分获得zui大限度保留,能使干燥后的成茶保持原汁原味,色泽绿翠鲜艳,色、香、味、形良好。并且干燥均匀、充分,干茶的含水率甚至可达3%以下,显著提高了茶叶加工品质和延长了产品保质期。同时,因茶叶中的水分在蒸发干燥前已被冻结,升华蒸发后在茶叶内部留下很多肉眼几乎难于看到的海绵状微孔,成茶冲泡时,水分将很容易浸人茶叶微孔,利于有效成分的溶出。统、制冷系统、加热系统和仪表与控制系统等组成。

二、主要结构。茶叶真空冷冻干燥机的主要结构由真空干燥室、真空系辐射加热板采用内部有油质媒体环流的多层薄箱式搁板结构,由经特殊处理的金属材料一次挤压成型,有良好的远红外线发射特性,加热温度均匀。加热板上方有茶叶盘导轨,作业时放置盛有加工叶的茶叶盘。茶叶盘边框和筛网均由不锈钢材料制成,可以从干燥室内沿导轨方便放人和抽出。冷阱用不生锈工业硬质合金管制造,装于圆形真空干燥室两侧部位,主要作用是冷凝干燥过程中从冰中升华出来的水蒸气,结构紧凑,简练实用。
1.真空干燥室。真空干燥室是一只用钢板焊制而成的耐真空容器,为实施茶叶干燥的场所。干燥室内置有辐射加热板及位于两侧的冷阱。一端装有可供开启关闭的端盖(干燥箱门),上有保证关闭密封的密封条。真空干燥室结构紧凑,容量大,使用方便。永利真空冷冻干燥机之所以能在茶叶加工中获得较普遍推广使用,很大程度上得益于真空干燥室享有的特殊设计。


2 .真空系统。真空系统由一台高性能真空泵组及专用电磁真空充气阀门组成,是真空干燥室维持真空的核心部件,正是由于干燥室所维持的真空状态,降低了冷凝冰的升华温度,使茶叶有效成分zui大保留。
3.加热系统。加热系统由电热箱、辐射加热板、特制的耐高温油泵和作为内部环流媒体的导热油组成。导热油在密闭系统中环流,不会有损耗,温度由程序控制器自动控制调节。为安全起见,加热系统设有zui高温度限制装置,欣谕真空冷冻干燥机出厂时设定在120℃。
4.制冷系统。制冷系统由特殊设计的半封闭压缩冷凝机组和膨胀阀等组成,制冷能力与冷阱需求相匹配,特别适合于低温状态下工作。根据不同需要可分别配备单级压缩机组、双级压缩机组和复叠式制冷压缩机组等。
5.仪表和控制系统。XY茶叶真空冷冻干燥机的仪表和控制系统,由一套工业控制电器和仪表组成,能方便升级到电脑或网络监控。仪表共有3块,一块是温度控制仪,作用是用来控制辐射加热板的温度;第二是多路温度显示仪,共有4个点的温度显示,其中两个为冷阱温度显示,两个为茶叶叶温显示,茶叶测温探头就埋在被干燥的茶叶中,这4只温度仪只作显示,供操作时参考,不作控制用。此外尚有1只真空表,主要用于检查干燥箱门关闭是否严密。
6.茶叶真空冷冻干燥机的主要技术参数。欣谕系列茶叶真空冷冻干燥机有多种规格,据了解,机器价格仅为国外同等产品价格的25%左右。

三、操作使用
1.开机前的准备。首先要检查排水阀门是否关闭,检查制冷压缩机及真空泵的油位和电源电压是否正常,合上电源开关,察看仪表显示是否正常。
2.操作流程。待干燥茶叶一装盘一逐盘放入真空干燥室一关闭干燥室门一开启制冷一开启真空一开启油泵一开启电加热一设定温度-设定时间一干燥结束一停止真空泵一停止电加热一停止油泵-放气解除真空一出茶一化霜一进行下轮作业。
3.茶叶的冻结及进料。物料的冻结有两种方式,一是利用冷库或低温冰箱对所需干燥的茶叶进行预冻结,预冻结至一20℃左右(必须低于-16℃),并维持2h以上。二是直接利用真空冷冻干燥机对所需干燥的茶叶进行预冻结。使用表明,利用*种方式进行预冻结,成茶品质还稍好于后者,同时使用真空冷冻干燥机直接对待加工的茶叶进行预冻结,占用机器的时间也长。所以如条件允许,建议尽可能用前一种方式进行预冻结,这就是在茶叶客户使用欣谕真空冷冻干燥机进行茶叶加工的企业,同时还装备低温冷冻冰柜的原因。茶叶预冻结的具体操作方法在下面结合升华干燥介绍。
4.茶叶升华干燥。两种预冷方式预冻结的茶叶,预冻结和升华干燥按以下方式进行操作。(l)冷库或低温冰箱预冻结茶叶的升华干燥操作在放人冻结的预冷叶前,先开启真空冷冻干燥机的制冷机组,将冷阱温度降至一20℃以下,时间1}15~,然后快速逐层预冻结茶叶,注意放人过程时间越短越好,以防止预冻结茶叶化冻,关闭真空冷冻干燥机的箱门,并立即开启真空泵,用手稍推压箱门,确认真空表的指针有降低时方可松手,约10min,真空表指针达到一IMPa,开始加热,进行升华干燥。(2)真空冷冻干燥机直接预冻结茶叶的升华干燥操作将需干燥茶叶逐盘放人真空冷冻干燥机干燥室,开始对冷阱制冷,待冷阱温度达到-30℃时,开启真空泵,用手稍推压箱门,确认真空表的指针有降低时方可松手。抽真空一段时间后冷阱表面温度将会上升,待上升到一巧℃时,关闭真空泵,应特别注意对温度进行观察监视和及时关闭真空泵,否则会引起机器的损坏,这样如此反复,直到茶叶温度达到-20℃以下并维持一段时间(约30min),预冻结即告结束。不论是用哪一种方式对加工叶进行预冷冻,在升华加热干燥过程中,应随时注意辐射板温度、真空度、冷阱温度、物料温度等,一般情况下应掌握辐射板温度不超过120℃,冷阱温度不高于-18℃,物料温度不超过40℃;加热过程中要注意油箱油位不低于红线标志,过低应查明原因并补加。干燥过程当达到物料与加热板温度基本趋向一致并保持一段时间,或者干燥室真空度及冷阱温度回复到空载时的指标并保持一段时间,即可认为升华干燥终了,这两点可用于单独判定,也可合并判定。
5.出料化霜。干燥终了,先关闭制冷机组,再关真空泵,然后开启破真空阀破真空,待真空完全破除,即可打开箱门将干燥室内的茶盘取出,完成出料。出料后即开启干燥箱体下的放水阀,这时方可用水洒浇冷排管,让冷排管上的结霜层完全溶化掉,

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