低温真空干燥在茶叶的应用刚刚开始,从技术理论、设备设计和生产应用等方面有待于进一步研究。本论文针对南方茶季多雨水、高温高湿环境等情况,在热风和真空冷冻干燥两种方式之间,探求一种新的组合干燥方式,采用综合式低温真空干燥技术,即在干燥前期温度不需要降低到冰冻点以下,以低温(50℃以下)干燥,采用常压与真空循环间歇变压方式,后期升温提香的综合式低温真空干燥技术,避免热风干燥产品色泽差、耗能大、营养成分易损失和真空冷冻干燥茶叶香气欠高、耗时长的等缺点。本文通过查阅大量相关的资料后,对低温真空干燥设备进行不断的研发与改进,并通过一系列单因素试验进行探索,进而用正交试验来寻找低温真空干燥最佳的工艺参数,将得到的最佳工艺条件与传统热风干燥和真空冷冻干燥两者方式进行了对比试验,同时对其应用效果及经济效益进行了分析。现对本论文进行总结如下:
一、低温真空干燥技术与设备研发
低温真空连续干燥机是为了满足清香型乌龙茶独特的品质而设计研发的,其应用干燥介质除湿加热原理:通过离心风机将低温(18℃-45℃)低湿(5%-20%)的空气导入干燥箱内,与茶叶湿坯进行湿热交换,同时以―常压—负压—常压‖间歇式循环变换干燥压力,促使乌龙茶叶梗水分通过毛细管扩散并迁移到叶表面,提高干燥效率;高湿空气经排风机及时排出再进行除湿,循环反复。低温真空干燥机主要由干燥箱、加热系统、进风系统、除湿系统、抽真空系统、物料盘、重量传感器、PCL控制系统、机座等组成,主要参数:干燥面积8㎡,加热功率18kW,温度可调范围:18℃-160℃,真空度0.03MPa。该设备可分为手动操作系统和自动操作系统,目前手动操作系统较为成熟,自动操作系统需要进一步的改进与完善。
二、低温真空干燥单因素试验结果
用同一批清香型铁观音工艺加工而成的包揉叶作为干燥原料,通过测定干燥曲线、化学成分含量、浸出率、色差、复水性、感官品质等项目的测定,进行了不同因素的不同水平的对比试验,具体结果如下:
(1)为了探究茶叶低温真空干燥机两种空气循环系统对清香型铁观音的影响,分别对内循环和外循环方式进行试验比较。结果:干燥效率上,内循环>外循环;外循环干燥方式的水浸出物、茶多酚、氨基酸、咖啡碱、黄酮类高于内循环方式;外循环三泡茶汤间水浸出物浸出率波动较小;外循环的茶汤比内循环更绿些;内循环的复水性高于外循环;外循环感官品质得分高于内循环。对于清香型铁观音而言,外循环干燥方式综合表现的效果更好。
(2)对35℃、40℃、45℃、50℃4个干燥温度梯度进行对比试验,结果为:干燥效率上,50℃>45℃>40℃>35℃;水浸出物总含量上,35℃>45℃>50℃>40℃;45℃处理的三泡茶汤色泽最均匀,色泽偏浅黄绿清澈明亮,其次为50℃和40℃,最后为35℃;在复水性上,45℃>50℃>35℃>40℃;毛茶感官品质得分上,45℃>40℃>50℃>35℃。综合比较,前期干燥温度为45℃处理的效果最好。
(3)为了探究真空时间对清香型铁观音品质的影响,分别设定真空持续时间为0min、5min、10min、15min四个梯度进行对比试验,结果为:干燥效率为10min>5min>0min>15min;在水浸出物含量上,0min>5min>10min>15min;在干茶色泽上,真空5min干茶色泽最为偏绿有光泽,其次为10min和0min处理,最后为15min处理;茶汤色泽上,5min偏绿,其次为0min和10min,最后为15min;复水性上,15min>10min>5min>0min,感官得分上:5min>0min>10min>15min。综合比较,真空5min处理的干燥效果最好。
为了探究在低温条件下,常压与真空组合循环顺序对清香型铁观音品质有何影响,进行了多种组合对比试验,结果为:各组间干燥时间相同,差异较小;在水浸出物总量上,(真空5min+常压30min)>(常压35min)>(常压15min+真空5min+常压15min)>(常压30min+真空5min);在三泡茶汤总浸出率上,(常压35min)>(常压15min+真空5min+常压15min)>(真空5min+常压30min)>(常压30min+真空5min);在色差、感官得分上,(常压15min+真空5min+常压15min)的组合表现最好。常压与真空组合其实是一个变压的过程,也是一个排湿换气的过程。如果在常压干燥下时间过长,则干燥箱内部环境相对湿度过大,不利于茶叶内部水分的迁移蒸发;而常压干燥时间太短,即介质空气还未充分吸湿就被排除干燥箱,易导致热效率下降。综合比较,确定常压15min+真空5min+常压15min组合方式干燥效果最好。在不同含水率点进行升温提香,干燥出的茶叶外形、色泽、香气、滋味各不相同。为了探究不同含水率点提香对清香型铁观音品质的影响,分别设定18%,15%,12%,9%四个含水率提香点梯度进行试验,结果为:在干燥速率上,18%>15%>12%>9%;在水浸出物含量上,9%>12%>15%>18%;各泡茶汤水浸出物浸出量上,12%处理组三泡茶汤浸出量波动幅度最小,因此其茶汤均匀性最好;在干茶和茶汤色泽上,12%处理组的色泽均最为偏绿有光泽;复水性上,各处理差异较小;茶叶感官得分上,12%>15%>9%>18%。综合比较,在含水率为12%时进行升温提香效果最好。
清香型铁观音因为做青较轻,故做青叶的青气较重,在干燥后期,需用一定温度文火提香,需要适当的挥发低沸点香气,突显出馥郁清香,弥补做青较轻,清香不显之缺点。温度太高,易破坏前期保色效果,温度太低,提香效果不佳。设定提香温度为:45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃共六个梯度,结果为:在干燥速率高低上,70℃>65℃>60℃>55℃>50℃>45℃;在水浸出物总含量上,45℃>60℃>65℃>50℃>70℃>55℃;在三泡茶汤总浸出量上,60℃、65℃处理的浸出量较高;在色泽上,65℃、60℃、55℃处理色泽更绿,且较为均匀;在复水性上,55℃>60℃>65℃>70℃>50℃>45℃;感官得分上,60℃>65℃>55℃>50℃>45℃>70℃。综合比较,60℃提香处理对清香型铁观音干燥效果最好。http://www.zhsysb.net