CN111557358A

CN111557358A - 一种工业化快速制备冷泡茶的装置与方法

Info

Publication number: CN111557358A
Application number: CN202010287492.2A
Authority: CN
Inventors: 刘克富; 闫泽垚; 周程; 邱剑
Original assignee: Fudan University
Current assignee: Fudan University
Priority date: 2020-04-13
Filing date: 2020-04-13
Publication date: 2020-08-21

Abstract

本发明属于食品加工技术领域，具体涉及一种工业化快速制备冷泡茶的装置与方法。本发明利用高压脉冲电场将茶叶的细胞膜破坏，发生电穿孔现象，使茶叶的儿茶素、茶多酚等有效成分快速渗出溶于水中，快速制取冷泡茶。装置包括：茶罐，高压脉冲源，计算机，原料罐，水泵，收集罐，自动控制检测器；其中茶罐包括圆筒形罐体，盖子，高压源接线柱，滤网，罐底等；自动监测器根据罐体内部电导率的变化，检测罐体内部冷泡茶的有效物质含量，反馈给计算计机，计算计控制高压脉冲源和水泵工作；高压脉冲源输出波形脉冲，脉冲宽度为1‑100μs，频率0.1‑10kHz可调，幅值0‑30kV可调。本发明能够在提升冷泡茶品质的前提下，能够有效的提高冷泡茶的制取效率。

Description

一种工业化快速制备冷泡茶的装置与方法

技术领域

本发明属于食品加工技术领域，具体涉及冷泡茶的制备装置与方法。

背景技术

以冷水来冲泡茶叶获取的茶水称为冷泡茶，是一种颠覆传统的泡茶方法。与传统的热泡茶相比，由于使用的水温更低，会导致产生苦涩味口感的茶丹宁酸渗出的含量更少，可在饮用时增加茶的口感。同时，冷泡茶中的儿茶素和茶多酚等物质，具有瘦身以及防癌的功效。冷泡茶可以降低茶汤咖啡因含量，减缓对胃的刺激，因此适用于敏感体质或胃弱者饮用。冷泡茶在口感上更加的甘甜清冽，是一种自然的、无任何添加剂的健康、绿色饮品。尤其是在炎炎的夏日，更是一种不二的选择。

现在的冷泡茶方法，是将优质市售茶放入到茶具的底部，加入不含矿物质的白开水或纯净水，根据不同的茶叶类型，等待4-10 h，过滤掉茶叶即可饮用。

现在的冷泡茶技术，是依靠分子的扩散作用，茶叶中的可溶性物质溶于水中，从而析出茶叶滋味。但是，由于冷泡茶过程中，使用的水温较低，分子的扩散作用缓慢，导致整个制作冷泡茶的时间过长，给人们的生活带来诸多的不便。其次，由于制作冷泡茶的时间过长，会导致茶叶出现腐烂的问题，从而滋生细菌的生长，不仅影响冷泡茶的品质，还存在安全隐患。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够工业快速制备冷泡茶的装置与方法。

本发明是利用高压脉冲电场将茶叶的细胞膜破坏，发生电穿孔现象，使茶叶的儿茶素、茶多酚等有效成分快速渗出，溶于水中，实现快速制取冷泡茶。与此同时，高压脉冲电场对冷泡茶中的微生物具有致死作用，可以起到杀菌的目的，保证冷泡茶的品质。这种方法既适用于瓶装冷茶，也适用于即饮即用。

本发明提供的工业化快速制备冷泡茶的装置，参见图1和图2所示，包括：茶罐10，高压脉冲源11，计算机12，原料罐13，水泵14，管道15，收集罐16，自动控制检测器105；其中：

所述茶罐10包括上部开口的圆筒形罐体106，罐体设有盖子102，罐体上部侧壁设有出料口103，出料口处设有启闭阀门，高压源接线柱101下端穿过盖子102的圆孔伸入罐体内，并由盖子102的圆孔固定；罐体内、出料口下方设有不锈钢材料制成的滤网104，用于过滤茶叶，该滤网104与高压源接线柱101下端焊接，作为高压电极；罐体底部设有不锈钢圆盘罐底109，与罐体密封连接，起到低压输入的作用；罐体底部设有进料口108，进料口处设有启闭阀门；

所述自动监测器105设置于罐体，自动控制检测器可以根据罐体内部电导率的变化，检测罐体内部冷泡茶的有效物质含量，反馈给计算计机12，控制高压脉冲源11的工作；

所述高压脉冲源11的高压输出端与所述茶罐10中的高压源接线柱101上端连接；低压输出端与所述茶罐10中的罐底109连接；

所述水泵14通过管道与茶罐10中的进料口108连接；

所述原料罐13用于放储原料茶叶水，原料罐13通过管道与水泵14连通；

所述收集罐16通过管道与茶罐10中出料口13连通；

所述计算计12分别与高压脉冲源11和水泵14电路连接，用于控制高压脉冲源11和水泵14的工作。

本发明中，所述罐体由绝缘陶瓷烧制而成，通过凹槽与茶罐罐底密封匹配，同时上部与盖子相匹配。

本发明中，所述茶罐盖子由绝缘陶烧制而成，中间开圆孔，用于插入和固定高压接线柱。

本发明中，所述罐底由不锈钢制成，与罐体密封连接，起到低压输入的作用。

本发明中，所述滤网由不锈钢材料制成，安装在罐体的上部，可以用来过滤茶叶，同时与高压接线柱一同起到高压电极的作用。

本发明中，所述高压接线柱由不锈钢制成，恰好穿过茶罐盖子的圆孔，与茶罐盖子密封安装。高压接线柱下部与滤网焊接在一起，起到向滤网导电的作用，使高压柱子和滤网充当为整个装置的高压电极。

本发明中，所述进料口在罐体的侧面下方，用于向罐体内部注入原料。

本发明中，所述出料口在罐体的侧面上方，用于将制备好的冷泡茶释放出去，以便后续的封装、销售。

本发明中，所述起闭阀门用于控制进料口和出料口的开闭状态。

本发明中，所述自动控制检测器可以根据罐体内部电导率的变化，检测罐体内部冷泡茶的有效物质含量，反馈给高压脉冲源，用于控制高压脉冲源的工作。

本发明中，所述高压脉冲源，电压输出端输出的电压波形为脉冲宽度为1-100μs、频率0.1-10kHz可调、幅值0-30kV可调的脉冲波形。其高压输出端用于连接高压柱子，低压输出端用于连接茶罐底座。

本发明中，所述计算机用于远程智能控制高压脉冲源与水泵的工作。

本发明中，所述原料罐，用于存放用于制备冷泡茶的纯净水和茶叶，并且将粉碎的茶叶在原料罐中浸泡20-30min，所述原料罐通过管道和所述水泵连通，并进一步连通罐体的进液口。

本发明中，所述水泵，用于泵入原液，并驱动制备好的冷泡茶在管道和茶罐内流动。

本发明中，所述收集罐，通过管道连通罐体的出料口，用于存放制备好的冷泡茶。

本发明装置的工作流程为：将粉碎好的茶叶放置于添加有纯净水的原料罐中，液料比为（40-60）:1，浸泡20-30min得到茶叶原液；然后打开水泵，将原液泵入到茶罐中，使其淹没滤网但不超过出料口；关闭水泵，连接高压脉冲源与茶罐，并且设置脉冲电参数：电场强度1-5 kV/cm，脉冲宽度10 -30μs，脉冲频率0.5-2kHz；设置好以后，即打开水泵；等待时间不超过30 s，即可制取冷泡茶，冷泡茶从罐体出料口进入收集罐。

本发明的工作原理如下：

采用高压脉冲电场制取冷泡茶，是利用高压脉冲源在茶具内产生高强度的脉冲电场，茶叶细胞的细胞膜在外加电场的作用下，出现电穿孔的现象，细胞膜的完整性被破坏，导致细胞膜的通透性增加。因此，茶叶中的物质可以迅速的渗透到水溶液中，析出茶叶的有效成分，从而实现冷泡茶的快速制取。

与现有冷泡茶技术相比，本发明具有如下优点：

1、将制取冷泡茶的时间从4-10 h缩短至少于30 s以下，可以实现快速制取冷泡茶，从而大大提高了制取冷泡茶的效率；

2、可以使茶叶中的有效成更大程度上析出到茶水中，进一步的减少茶叶的使用量，从而实现节省原材料的目的；

3、制备冷泡茶的时间极短，避免了因泡制茶水时间过长导致茶叶腐烂、滋生细菌等问题；

4、高压脉冲电场对冷泡茶的细菌具有致死作用，从而可以避免因为茶叶、茶具、水中的细菌影响冷泡茶的品质，保证冷泡茶的安全；

5、本装置可重复使用，关键零部件可以拆卸更换，不用的时候可以拆卸下来，使用后可以拆卸下来清洗，更加的绿色环保；

6、操作简单，绿色环保，携带方便，智能安全，在有水、有电的地方，随时随地可以用来制取冷泡茶。

附图说明

图1为高压脉冲电场快速制备冷泡茶循环系统。

图2为高压脉冲电场快速制备冷泡茶装置。

图3为高压柱子、滤网和茶罐盖子的连接方式。

图中标号：10为冷泡茶茶罐，101 为高压柱子，102为茶罐盖子，103 为出料口，104为滤网，105为自动监测器，106 为罐体，107 为启闭阀门，108为进料口，109 为茶罐罐底，11为高压脉冲源，12 为计算机，13 为原料罐，14 为水泵，15 为管道，16 为收集罐。

具体实施方式

空白组：采用现在的冷泡茶技术

1、将粉碎的茶叶加入到原料罐中，并向原料罐中加入纯净水。并浸泡20-30min。其中，液料比为50:1；

2、等待10 h，即、可饮用；

3、茶叶水浸出物含量测定：通过分光光度计，测量制备好的冷泡茶中茶叶水浸出物的含量为22.8%；

4、醇类香气检测：通过气相色谱-质谱分析法，测量制备好的冷泡茶中醇类香气含量6.3%；

5、颜色分析：通过测色分光光度计，测量制备好的冷泡茶的明暗值为50.55。

实验组：采用脉冲电场快速制取冷泡茶技术

1、将粉碎的市售茶叶加入到原料罐中，并向原料罐中加入纯净水。并浸泡20-30min。其中，液料比为50:1，再将滤网、茶具盖子、高压柱子一起安装好；

2、将高压脉冲源的高压输出端连接到高压柱子与滤网上，将低压输出端连接到茶罐底座上，设置高压脉冲输出电参数，电场强度1kV/cm，脉冲宽度10 μs，脉冲频率1kHz；

3、打开水泵，设置流速，等到原样浸没滤网以后，打开设置好参数的高压脉冲源；

4、等待30s，在收集罐中得到制备好的冷泡茶，即可饮用；

5、茶叶水浸出物含量测量：通过分光光度计，测量制备好的冷泡茶中茶叶水浸出物的含量为28.06%；

6、醇类香气检测：通过气相色谱-质谱分析法，测量制备好的冷泡茶中醇类香气6.9%；

7、颜色分析：通过测色分管光度计，测量制备好的冷泡茶的明暗值为50.45。

两者相比，使用本装置制取冷泡茶时间极短，而有效物质的析出量更高。

Claims

1.一种工业化快速制备冷泡茶的装置，其特征在于，包括：茶罐，高压脉冲源，计算机，原料罐，水泵，管道，收集罐，自动控制检测器；其中：

所述茶罐包括上部开口的圆筒形罐体，罐体设有盖子，罐体上部侧壁设有出料口，出料口处设有启闭阀门，高压源接线柱下端穿过盖子的圆孔伸入罐体内，并由盖子的圆孔固定；罐体内、出料口下方设有不锈钢材料制成的滤网，用于过滤茶叶，该滤网与高压源接线柱下端焊接，作为高压电极；罐体底部设有不锈钢圆盘罐底，与罐体密封连接，起到低压输入的作用；罐体底部设有进料口，进料口处设有启闭阀门；

所述自动监测器设置于罐体，自动控制检测器可以根据罐体内部电导率的变化，检测罐体内部冷泡茶的有效物质含量，反馈给计算计机，控制高压脉冲源的工作；

所述高压脉冲源的高压输出端与所述茶罐中的高压源接线柱上端连接；低压输出端与所述茶罐中的罐底连接；

所述水泵通过管道与茶罐中的进料口连接；

所述原料罐用于放储原料茶叶水，原料罐通过管道与水泵连通；

所述收集罐通过管道与茶罐中出料口连通；

所述计算计分别与高压脉冲源和水泵电路连接，用于控制高压脉冲源和水泵的工作。

2.根据权利要求1所述的工业化快速制备冷泡茶的装置，其特征在于，所述罐体由绝缘陶瓷烧制而成，通过凹槽与茶罐罐底密封匹配，同时上部与盖子相匹配。

3.根据权利要求1所述的工业化快速制备冷泡茶的装置，其特征在于，所述茶罐盖子由绝缘陶烧制而成，中间开圆孔，用于插入和固定高压接线柱。

4.根据权利要求1所述的工业化快速制备冷泡茶的装置，其特征在于，所述高压脉冲源输出的电压波形为脉冲宽度为1-100μs、频工业化快速制率0.1-10kHz可调、幅值0-30kV可调的脉冲波形。

5.一种基于权利要求1所述装置的工业化快速制备冷泡茶的方法，其特征在于，具体步骤为：

将粉碎好的茶叶放置于添加有纯净水的原料罐中，液料比为（40-60）:1，浸泡20-30min得到茶叶原液；然后打开水泵，将原液泵入到茶罐中，使其淹没滤网但不超过出料口；关闭水泵，连接高压脉冲源与茶罐，并且设置脉冲电参数：电场强度1-5kV/cm，脉冲宽度10 -30μs，脉冲频率0.5-2kHz；设置好以后，即打开水泵；时间不超过30 s，即可制取冷泡茶，冷泡茶从罐体出料口进入收集罐。