CN104171062B - 通过导电率全天候生产、全封闭烘焙制茶工艺及其设备 - Google Patents

Abstract

本发明第一部分公开一种通过导电率等科学数据，在河洛人所留传一千多年的传统制茶工艺过程中，克服并完善了对茶叶湿度、压力、溢香、氧化及冷凝露点等方面未知领域的操控，能够以PLC精确地掌握全天候生产技术，将千百年来雨天不能采茶、制茶的金科玉律转变为历史。本发明第二部分，首创全封闭太阳能恒温烘焙的制茶工艺及设备，造就了洛矶香绿茶，保香、保绿的特种品质。因为利用太阳能与烘培高温气体的重复使用，本发明可节省70%‑95%的能源，属于绿茶、红茶及乌龙茶环保、节能、低碳加工工艺及装备技术领域。发明的第一部分，对讲究美观非河洛人的绿茶与芽茶不适用。

Description

通过导电率全天候生产、全封闭烘焙制茶工艺及其设备

技术领域

本发明属于茶叶加工工艺及装备技术领域，具体涉及一种通过导电率全天候生产、全封闭烘焙制茶工艺及其设备。

背景技术

茶是指采取茶树新叶，未经氧化，经杀青、揉拧、干燥等典型工艺制成的成品。茶有着悠久的历史，是中国的传统饮料。现有技术中，茶的加工方法有很多种，绿茶一般包括分拣 - 杀青 - 揉捻 - 成型 - 干燥 - 商品。清香型的红茶、乌龙茶、高山绿茶，一般包括分拣 - 摇青、踩青、打青或拍青 - 摊青 - 杀青 - 重复地，揉捻、解团、摊青、干燥、摊青 -商品。但是在全世界范围内，茶在烘焙过程中，茶叶中的香气在加工过程中有50%以上的香气跟随着水分、醇与酶等物质的蒸发而散失。由于大部分的茶香散失，导致茶叶虽然经炒制后能够保证茶汤的色泽，但是人们在品尝过程中却发现茶汤中的天然茶香所剩无几，成品的最后一道提香程序，仅仅是烤出茶叶焦香，却更进一步破坏了茶叶的天然植物香，大大降低了人们享受品茶香的乐趣。

我国的河洛人（南迁汉人）在一千多年前发现以踩青、摇青、拍青、打青、抛青等方式破坏茶叶表面，渗透出的叶汁与空气产生奇妙变化发出天然香气，创造出半绿的乌龙茶。三百年前安溪的河洛人创出了绿叶红香边70%绿茶的铁观音，台湾的河洛人近年创造出高山绿茶。至今几乎所有的洛矶茶（南迁汉族，河洛人的矶茶，‘矶’为水边、雾中的岩崖），在制作过程中还是依赖工人的经验，茶叶在揉制和炒制过程中的力度完全依赖工人多年积累的经验，在制作过程中受天气气候影响较大，人工无法掌控过湿鲜叶的压力、湿度、温度及烘焙气体露点，若当年的气候雨季较长，就极有可能导致当年所制得的高品质新茶产量减少、茶叶的天然植物香丧失殆尽，使茶农的经济受到巨大的损失。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有洛矶茶技术的缺点，提供一种通过导电率全天候生产、全封闭烘焙制茶工艺及其设备，通过采用特殊的工艺和加工设备，不需除红边的打边机即能够制成100%的绿茶，同时将大部分天然茶香保留在炒制好的茶叶中，极大地提高了茶叶的品质。

为了解决以上技术问题，本发明提供一种通过导电率全天候生产、全封闭烘焙的制茶工艺，主要包括由萎凋、摇青、摊青和杀青形成的初制工艺，和由压青、解团、晾青和烘青形成的精制工艺组成，在所述的压青工序中利用导电率μS控制压青工序中的压力和茶叶的表面湿度；在所述的烘青工序中采用工作介质为液体的热交换器进行全封闭烘培。

本发明的进一步技术方案，前述的通过导电率全天候生产、全封闭烘焙制茶工艺，所述工序包括以下步骤：

（1）将新采摘的鲜叶在初制工艺中进行萎凋、摇青和摊青工序，根据鲜叶的含水量情况进行1～4次循环；

（2）杀青：将摊青结束的鲜叶放入杀青机中进行杀青，杀青温度为130℃～230℃，杀青时间1min～2min；

（3）在所述压青工序中，采用二维压青：将杀青后的鲜叶放入压青机，在压青机中保持Z轴方向的间距恒定，从X和Y轴两个方向同时向杀青后的鲜叶施压，挤压出鲜叶中的汁液至叶面，压青工序的终点以在1.5cm～2.5cm的间距内通过导电仪测得压制的茶砖导电率为12～13μS为准；所述导电率为电阻欧姆的倒数，其单位为西门子，由于采用二维压青，其颗粒成型较好。

（4）解团：将压青结束后得到的块状茶砖放入搅拌解团机中，将茶砖打散；

（5）晾青：解团后的茶叶进行晾青，使附着在叶子表面压出的汁液与空气起香化作用；

（6）烘焙：晾青后的茶叶放入全封闭连续烘焙箱中进行烘焙，通过在烘焙箱的进风口处安装热水或热油换热器加热空气，控制烘焙箱内的烘焙温度60℃～80℃，烘焙产生的排气通过外接冷凝器除水后再循环送入连续烘焙箱中；

（7）摊青：烘焙后的茶叶进行摊青，使茶叶温度降至室温，并能使叶子表面回潮；

（8）从步骤（3）至步骤（7）根据杀青后茶叶的湿度循环5-10次，当茶叶的相对湿度达到15%～30%时或循环气体的露点温度小于4℃，即循环气体无冷凝水产生时，停止循环进入步骤（9）；

（9）恒温全封闭烘焙：在恒定温度75℃以下烘焙茶叶，当茶叶的相对湿度小于10%，停止加热，自然冷却至室温，所得茶叶即为成品。

本发明的进一步技术方案，前述的通过导电率全天候生产、全封闭烘焙制茶工艺，所述步骤（2）的杀青机为传统杀青机、微波杀青机或蒸汽杀青机。

一种用于全天候生产、全封闭烘焙制茶的设备，包括二维压青机和全封闭烘焙箱，所述二维压青机包括设置在矩形开口槽中的Z轴顶斜盖压板、X轴压板和Y轴压板， Z轴顶斜盖压板为斜直安装于Z轴油缸上的固定板，X轴压板为垂直安装于X轴油缸上的固定板， Y轴压板为垂直安装于Y轴油缸上的活动板，活动板设置在X轴压板与矩形开口槽的侧壁之间，所述Y轴压板的活动板包括外板和内板，所述外板和内板内设有伸缩弹簧相连，在内板内的伸缩弹簧外设有导向管，在X 、Y轴压板对立的矩形开口槽的侧壁交汇处安装有两根与导电仪相连的探针；所述全封闭干燥机包括烘焙箱、液态换热器，冷凝器和通风机，所述干燥机出风口经管道与所述冷凝器一端相连，所述冷凝器的另一端经管道连接所述通风机的进风口，所述通风机的出风口经管道与所述干燥机的进风口相连。前述的全天候生产、全封闭烘焙制茶的设备，所述探针包括金属导体和包覆在金属导体外侧的绝缘陶瓷，金属探针的间距为1.5cm～2.5cm。

前述的通过导电率全天候生产、全封闭烘焙的制茶设备，所述干燥机为板链式干燥机，所述板链式干燥机的侧面设有进料口，底部设有出料口，所述进料口安装输送料带，并在所述进料口处设有PVC软门帘，所述出料口处设有旋转出料阀；所述板链式干燥机内设有至少两层金属板链式烘干带，顶层的板链式烘干带与进料口的输送料带相连；所述板链式干燥机的顶部设有进风口和出风口，所述出风口通过管道与冷凝器的进口相连，所述冷凝器的出口经引风机与所述进风口相连，所述出风口处设有百叶窗式湿气排放口，所述进风口处安装有液态换热器，所述液态换热器的管程进口与热水锅炉以及太阳能热水器串联，所述太阳能热水器的进水口经管道与所述液态换热器的管程出口相连。

前述的全天候生产、全封闭烘焙制茶的设备，包括干燥机、冷凝器和通风机，所述干燥机出风口经管道与所述冷凝器一端相连，所述冷凝器的另一端经管道连接所述通风机的进风口，所述通风机的出风口经管道与所述干燥机的进风口相连。

前述的全天候生产、全封闭烘焙制茶的设备，所述干燥机为排链架式烘箱、盘式烘箱干燥机。

前述的全天候生产、全封闭烘焙制茶的设备，所述干燥机的进风口与出风口出均安装有温度传感器和湿度传感器。

前述的通过导电率全天候生产、全封闭烘焙的制茶设备，所述干燥机冷凝器的进风口设置露点温度传感器，根据露点温度数据控制干燥机的百叶窗式湿气排放口开启或闭合，可以使干燥机的状态由全封闭改成局部封闭式烘焙的方式。

进一步的，前述的全天候生产、全封闭烘焙的制茶设备，所述排链架式烘箱、盘式烘箱干燥机的热源为来自太阳能热水器的热水和/或锅炉热水。

本发明通过杀青工艺通过高温有效的降低了茶叶中的多酚氧化酶的活性，利用高温钝化了这些氧化酶的活性，在短时间内制止由酶引起的一系列化学变化，防止茶叶中的酚类、脂类物质通过氧化酶与氧气发生反应而流失；同时由于烘焙箱为全封闭的设备，加热空气循环使用，外界的空气并不容易进入，使得本发明的烘焙过程属于缺氧烘焙过程，茶叶在烘焙过程中由于加热空气的含氧量较低，茶叶中的酚类、脂类等芳香物质很难与氧气发生反应，受到含氮量较高的烘焙气体保护，保留了茶叶中的大部分香气。

本发明的烘焙气体全回收装置效果是：少数已蒸发的香气，醇、醛、酸、酯、酚类等数十种成分，由于其冷凝性低于水，在冷凝器中不会流失，附着上吸附性较高的被烘焙茶叶中，进一步更加保留了茶叶的香气。

本发明的有益效果是：本发明通过导电率等科学数据，在河洛人所留传一千多年的传统制茶工艺过程中，克服并完善了对茶叶湿度、压力、溢香、氧化、烘焙气体露点等方面未知领域的科学操控，能够精确地掌握全天候生产技术，将千百年来雨天不能采茶、制茶的金科玉律转变为历史。本发明的压青工艺采用导电率作为压制判定依据，能够根据茶叶在压制过程中从茶叶细胞中挤出的液体浓度来判定金属探针之间的导电率，具有准确的判定依据，无需根据工人的经验即可判定茶叶压青是否符合要求，避免因挤压过度或挤压不够影响茶叶的品质。全封闭太阳能恒温烘焙的制茶工艺及设备，烘培时香气减少外泄，茶叶被氧化程度减至最小，造就了洛矶香绿茶，保香、保绿的特种品质。因为利用太阳能与烘培高温气体的重复使用，本发明可节省70%-95%的能源，属于绿茶、红茶、乌龙茶环保、节能、低碳加工工艺及装备技术领域。

附图说明

图1为本发明流程示意图。

图2为实施例1烘焙箱结构示意图。

图3为实施例1烘焙箱结构示意图。

图4为实施例1压青机的X轴压板和Y轴压板的俯视图。

图5为实施例1压青机结构示意图。

图6为实施例2烘焙箱结构示意图。

图7为本发明烘焙次数与茶叶导电率以及电阻之间的曲线图。

图中： a线和b线为导电率曲线，a线为咸丰香绿茶导电率曲线，b线为宜昌大叶种导电率曲线。

具体实施方式

实施例1

本实施例提供的一种通过导电率全天候生产、全封闭烘焙的制茶设备，包括二维压青机和全封闭烘焙箱，二维压青机包括设置在矩形开口槽14中的Z轴压板、X轴压板和Y轴压板29，结构如图4所示，Z轴压板为斜置安装于Z轴油缸30上的固定板，X轴压板为垂直安装于X轴油缸7上的固定板8， Y轴压板为垂直安装于Y轴油缸9上的活动板10，活动板设置在X轴压板与矩形开口槽的侧壁之间，伴随X轴压板的移动而改变活动板的宽度，Y轴压板的活动板包括外板和内板，外板和内板内设有伸缩弹簧11相连，在内板内的伸缩弹簧外设有导向管12，在X 、Y轴压板对立的矩形开口槽的侧壁交汇处安装有两根与导电仪相连的探针13，探针13包括金属导体和包覆在金属导体外侧的绝缘陶瓷，金属探针的间距为2.5cm。

在进行压青操作时，将茶叶放入矩形开口槽中，先通过Z轴压板将茶叶向下压制，当压制到X轴压板和Y轴压板高度时停止下压，此时同时启动X轴压板和Y轴压板进行压制，X轴压板宽度不变直接向侧壁挤压。Y轴压板随之宽度逐渐减小，同时向矩形开口槽侧壁挤压移动，当金属探针检测到的导电率达到预设标准时，停止挤压，将Z轴压板、X轴压板和Y轴压板同时向反方向撤离即可；每次压青步骤的导电率根据茶叶的品种以及压青的次数所决定。本实施例选用的咸丰香绿茶和宜昌大叶种三峡香绿茶的具体导电率参见附图7所示，a线为咸丰香绿茶导电率曲线，b线为宜昌大叶种导电率曲线，由于宜昌大叶种茶叶含水率相对较低，因此在压青操作时，被挤压出的水分较少，随着挤压次数的增加，通过导电率反应出的数值会较低；咸丰香绿茶的茶叶较嫩，含水率较高，因此在压青过程中被挤压出的水分较多，因此随着挤压次数的增加，导电率值的变化相对较高；在实际压青过程中，根据表中每次挤压所要达到的导电率的数值，确定此次压青的终点，完成每一循环的压青操作。

本实施例的全封闭干燥机包括烘焙箱、冷凝器、液态换热器和通风机，干燥机为排链架式烘箱1、盘式烘箱干燥机2，如图2至图3所示，干燥机出风口经管道与冷凝器4一端相连，冷凝器的另一端经管道连接通风机5的进风口，通风机5的出风口经管道与干燥机的进风口相连，干燥机的进风口与出风口处均安装有温度传感器和湿度传感器，干燥机的热源为来自太阳能热水器或锅炉6的热水。

本实施例提供的通过导电率全天候生产、全封闭烘焙的制茶工艺，主要包括由萎凋、摇青、摊青和杀青形成的初制工艺，和由压青、解团、晾青、烘青和摊青形成的精制工艺组成，如图1所示，包括以下步骤：

（1）将新采摘的鲜叶在初制工艺中进行萎凋、摇青和摊青工序，根据鲜叶的含水量情况进行1～4次循环；

（2）杀青：将摊青结束的鲜叶放入杀青机中进行杀青，杀青温度为130℃～230℃，杀青时间1min～2min；

（3）二维压青：将杀青后的鲜叶放入压青机，在压青机中保持Z轴方向的间距恒定，从X和Y轴两个方向同时向杀青后的鲜叶施压，挤压出鲜叶中的汁液至叶面，压青工序的终点以在1.5cm～2.5cm的间距内通过导电仪测得压制的茶砖导电率为12～13μS为准；

（4）解团：将压青结束后得到的块状茶砖放入搅拌解团机中，将茶砖打散；

（5）晾青：解团后的茶叶进行晾青，使附着在叶子表面压出的汁液与空气起香化作用；

（6）烘焙：晾青后的茶叶放入全封闭连续烘焙箱中进行烘焙，通过在烘焙箱的进风口处安装热水或热油换热器加热空气，控制烘焙箱内的烘焙温度60℃～80℃，烘焙产生的排气通过外接冷凝器除水后再循环送入连续烘焙箱中；

（7）摊青：烘焙后的茶叶进行摊青，使茶叶温度降至室温，并能使叶子表面回潮；

（8）从步骤（3）至步骤（7）根据杀青后茶叶的湿度循环6次，当茶叶的相对湿度达到15%时或循环气体的露点温度小于4℃，即循环气体无冷凝水产生时，停止循环进入步骤（9）；

（9）恒温全封闭烘焙：在恒定温度75℃以下烘焙茶叶，当茶叶的相对湿度小于10%，停止加热，自然冷却至室温，所得茶叶即为成品。

当需要制备传统绿茶和红茶时，在烘焙结束后，可将烘干后的茶叶通过高功率红外线焦香机，使其在不破坏茶叶形态的同时在表面形成焦香层，茶叶内部植物香物质没有挥发，形成本工艺特有的植物香的传统口味的红茶与绿茶；本工艺不适合形美的芽茶。

实施例2

本实施例采用的干燥机为板链式干燥机，结构如图6所示，板链式干燥机的侧面设有进料口，底部设有出料口，进料口安装输送料带15，并在进料口处设有PVC软门帘16，出料口处设有旋转出料阀17；板链式干燥机内设有至四层金属板链式烘干带18，顶层的板链式烘干带与进料口的输送料带相连；板链式干燥机的顶部设有进风口19和出风口20，出风口20通过管道与冷凝器21的进口相连，冷凝器21的出口经引风机22与板链式干燥机进风口相19连，出风口20处设有百叶窗式湿气排放口23，进风口处安装有液态换热器24，液态换热器24的管程进口与热水锅炉25以及太阳能热水器27串联，太阳能热水器的进水口经循环泵26以及管道与液态换热器24的管程出口相连。

本实施例的加热空气由干燥机顶部的热空气进风口19口进入，在热空气进风口19处安装液态换热器24，对空气进行加热升温，液态换热器的进水口与热水锅炉以及太阳能热水器串联，液态换热器的出水口经循环泵26与太阳能热水器27的进水口相连，当太阳能热水器的出水温度符合烘焙要求，则热水锅炉不启动，当太阳能热水器的出水温度小于烘焙所需温度时，热水锅炉启动进行辅助加热，以保证烘焙温度的温度；干燥机的湿汽出风口20将湿空气排出经过冷凝器冷凝，除去湿空气中多余的水分，冷凝后的空气经引风机送入换热器加热后由空气进风口19送入烘焙箱重新用于烘焙茶叶。当空气中湿含量露点较高，茶叶湿度15-30%时可以打开百叶窗式湿气排放口23进行排气半封闭操作，不经过冷凝器，直至成品。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种全天候生产、全封闭烘焙的制茶工艺，主要包括由萎凋、摇青、摊青和杀青形成的初制工艺，和由压青、解团、晾青、烘青和摊青形成的精制工艺，其特征在于：在所述的压青工序中利用导电率μS控制压青工序中的压力和茶叶的表面湿度；在所述的烘青工序中采用工作介质为液体的热交换器进行全封闭烘培；

所述的制茶工艺，包括以下步骤：(1)将新采摘的鲜叶进行萎凋、摇青和摊青工序，根据鲜叶的含水量情况进行1～4次循环；(2)在所述杀青工序中：将摊青结束的鲜叶放入杀青机中进行杀青，杀青温度为130℃～230℃，杀青时间1min～2min；(3)在所述压青工序中，采用二维压青：将杀青后的鲜叶放入压青机，在压青机中保持Z轴方向的间距恒定，从X和Y轴两个方向同时向杀青后的鲜叶施压，挤压出鲜叶中的汁液至叶面，压青工序的终点以在1.5cm～2.5cm的间距内通过导电仪测得压制的茶砖导电率为12～13μS为准；(4)解团：将压青结束后得到的块状茶砖放入搅拌解团机中，将茶砖打散；(5)晾青：解团后的茶叶进行晾青，使附着在叶子表面压出的汁液与空气起香化作用；(6)烘青：晾青后的茶叶放入全封闭干燥机的连续烘焙箱中进行烘焙，通过在烘焙箱的进风口处安装热水或热油换热器加热空气，控制烘焙箱内的烘焙温度60℃～80℃，烘焙产生的排气通过外接冷凝器除水后再循环送入连续烘焙箱中；(7)摊青：烘焙后的茶叶进行摊青，使茶叶温度降至室温，并能使叶子表面回潮；(8)从步骤(3)至步骤(7)根据杀青后茶叶的湿度循环5-10次，当茶叶的相对湿度达到15％～30％时或循环气体的露点温度小于4℃，即循环气体无冷凝水产生时，停止循环进入步骤(9)；(9)恒温全封闭烘焙：在恒定温度75℃以下烘焙茶叶，当茶叶的相对湿度小于10％，停止加热，自然冷却至室温，所得茶叶即为成品。

2.一种用于权利要求1所述的制茶工艺的制茶设备，其特征在于：包括二维压青机和全封闭干燥机，所述二维压青机包括设置在矩形开口槽中的Z轴顶斜盖压板、X轴压板和Y轴压板，Z轴顶斜盖压板为斜直安装于Z轴油缸上的固定板，X轴压板为垂直安装于X轴油缸上的固定板，Y轴压板为垂直安装于Y轴油缸上的活动板，活动板设置在X轴压板与矩形开口槽的侧壁之间，所述活动板包括外板和内板，所述外板和内板内设有伸缩弹簧相连，在内板内的伸缩弹簧外设有导向管，在X、Y轴压板对立的矩形开口槽的侧壁交汇处安装有两根与导电仪相连的探针；所述全封闭干燥机包括连续烘焙箱、液态换热器，冷凝器和通风机，所述烘焙箱出风口经管道与所述冷凝器一端相连，所述冷凝器的另一端经管道连接所述通风机的进风口，所述通风机的出风口经管道与所述烘焙箱的进风口相连。

3.根据权利要求2所述的制茶设备，其特征在于：所述探针包括金属导体和包覆在金属导体外侧的绝缘陶瓷。

4.根据权利要求3所述的制茶设备，其特征在于：所述金属导体的间距为1.5cm～2.5cm。

5.根据权利要求2所述的制茶设备，其特征在于：所述烘焙箱为板链式干燥机，所述板链式干燥机的侧面设有进料口，底部设有出料口，所述进料口安装输送料带，并在所述进料口处设有PVC软门帘，所述出料口处设有旋转出料阀；所述板链式干燥机内设有至少两层金属板链式烘干带，顶层的板链式烘干带与进料口的输送料带相连；所述板链式干燥机的顶部设有进风口和出风口，所述出风口通过管道与冷凝器的进口相连，所述冷凝器的出口经引风机与所述进风口相连，所述出风口处设有百叶窗式湿气排放口，所述进风口处安装有液态换热器，所述换热器的管程进口与热水锅炉以及太阳能热水器串联，所述太阳能热水器的进水口经管道与所述换热器的管程出口相连。

6.根据权利要求2所述的制茶设备，其特征在于：所述烘焙箱为排链架式烘箱或盘式烘箱干燥机。

7.根据权利要求2所述的制茶设备，其特征在于：所述烘焙箱的进风口与出风口处均安装有温度传感器和湿度传感器。

8.根据权利要求5所述的制茶设备，其特征在于：所述冷凝器的进风口设置露点温度传感器，根据露点温度数据控制干燥机的百叶窗式湿气排放口开启或闭合，可以使干燥机的状态由全封闭改成局部封闭式烘焙的方式。

9.根据权利要求6所述的制茶设备，其特征在于：所述排链架式烘箱或盘式烘箱干燥机的热源为来自太阳能加温器和/或锅炉的热水或热油。