CN208300873U - 一种茶香收集器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种茶香收集器，该茶香收集器包括置于茶叶加工装置上方的抽吸烟罩，与抽吸烟罩连接的风管，风管的另一端连接设置有冷凝装置及与冷凝装置连接的收集容器；所述风管上设置有管道风机和茶香电子鼻。本实用新型可以实时监测茶叶在加工中所散发出来的香气，为工序是否完成提供参考；同时还可以回收茶香，用于后期茶叶拼配或制作香料等，可广泛应用于茶叶加工领域。

Description

一种茶香收集器

技术领域

本实用新型涉及茶叶加工领域，尤其涉及一种茶香收集器。

背景技术

香气的力量，具有滋味所不具有的扩散性，比视觉滋味更直接。在国家最新颁布的《GBT 23776-2009茶叶感官审评方法》中，茶叶的香气在各个茶类的5项因子中都占有25-35％的比重。茶叶香气成分复杂，不同茶叶的香气特征亦由多种成分的有机组合而得以形成。

我国红茶的香气化合物组成及香气特征有显著差异，滇红的芳樟醇可达到23.16％，而香叶醇含量仅为3.13％，芳樟醇据优势。滇红之所以会富有高锐的花香，与其内含高含量的芳樟醇以及芳樟醇的氧化物有关。祁红、宜红香叶醇的含量远远大于芳樟醇的含量。祁红的香气成分中，香叶醇的含量高达34.78％，而芳樟醇的含量只有2.72％，香叶醇的含量远远大于芳樟醇的含量，香叶醇在香气中占据主导地位。香叶醇，无色油状液体，沸点199～230℃，具有玫瑰香气，是茶叶中含量较高的香气物质之一。祁门种中香叶醇含量高于普通种的几十倍，因而成为祁红玫瑰香特征之一。芳樟醇，无色透明液体，沸点199～200℃，兼具百合花、铃兰或玉兰花的花香。香叶醇、芳樟醇在茶树体内主要以蔗糖的形式存在，茶叶采摘后由葡糖苷水解酶水解而得以游离。新梢各部位香叶醇、芳樟醇的含量由芽、第一叶、第二叶、第三叶、茎依次递减。含量以春茶量最高，夏茶最低。

从祁门红茶提取成品香气精油对比分析得知，祁红的主要香气除了浓郁的玫瑰花香(香叶醇)、清新的兰花香(芳樟醇)之外，还含有少量的果香(苯甲醇、2-苯乙醇)及焦糖香(又称：薯香)等成分，这些香气成分是构成“祁门香”的特征香气物质。

传统祁门红茶制造分初制和精制两个阶段，因其工艺复杂、费时费工、技术性强，而得名为“工夫红茶”。祁门红茶初制阶段的萎凋、揉捻、发酵、干燥及精制过程中的补火干燥是决定“祁门香”形成的重要环节。在萎凋过程中，青叶醇、芳樟醇、香叶醇等香气物质从糖苷中游离出来，而蛋白质、多糖也开始水解为多种香气物质。在发酵过程中，偶联氧化引起脂质氧化，氨基酸、胡萝卜素、亚麻酸等不饱和脂肪酸氧化降解成醇类、酸类、紫罗酮等香气物质；糖苷水解加速，香气成分的种类及含量进一步增加。干燥过程，虽导致一些低沸点的香气挥发、散失，但由于热效应，内酯及紫罗酮类香气反而有所增加。因此，发酵程度、发酵类型及干燥程度对香气的形成起到了关键作用。补火干燥，一般低沸点芳香成分在烘焙过程中进一步挥发逸失，而高沸点的香气成分在烘焙中却有所丰富，尤其是具有花香或果实香的香叶醇明显增加。同时，在热化作用下，糖类物质在烘焙时，产生了祁红突出“蜜糖香”。从而形成了祁门红茶似花似果似蜜的独特香气，使香气更加协调愉悦。

蜜糖香(又称：焦糖香)的产生与茶叶中糖类物质受高温烘炒作用而发生焦糖化反应有关。轻微的蜜糖香是红茶的特色风味之一，但过于浓郁的蜜糖香反而有损于祁门香的特色品质。近年来，为了防止过度焦糖化，人们在烘焙工艺上进行了大量有益的探索，如烘焙器具的改良、烘焙最高温度的限定、烘焙升降温的方式等，但结果并不理想。目前，尚无一种可用于红茶烘焙现场蜜糖香含量监测的相关仪器。因此，如在现有便携性茶叶香气检测电子鼻的基础上，进一步简化并优选出包括香叶醇、芳樟醇、蜜糖香等4～5种典型香气物质的气敏传感器及其相关阵列的检测数据处理系统，则优化生产工艺、进一步提高产品质量有重要意义。

红茶的使用价值和销售价格在很大程度上取决于茶的香气，在销售市场上，花香好、香气高长的产品比香气低的价格要高几倍甚至十多倍。红茶香气的优劣除了与生茶品质有关之外，起决定因素的还是其独特的加工工艺。

在红茶制备过程中，发酵室、干燥及烘制现场往往能嗅到很浓郁的茶香，这说明在发酵、初制干燥及精制补火的过程中有大量高挥发性香气物质散失在环境空气中。近年来虽然国内有人用真空冷冻干燥方法来减少乌龙茶茶香的挥发，但此法不宜用于祁门红茶的制备，因缺少了热风干燥(60～80℃)及补火的过程，红茶中的花香、果香及蜜香成分反而有所降低。鉴于此，如能对制茶过程中所散失的大量高挥发性香气物质进行有效重回收，并加以充分再利用，则市场前景广阔。目前，该方面的研发尚未见报道。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种茶香收集器，用于监测茶叶加工每道工序是否完成，以获得最佳的茶叶品质。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种茶香收集器，该茶香收集器包括置于茶叶加工装置上方的抽吸烟罩，与抽吸烟罩连接的风管，风管的另一端连接设置有冷凝装置及与冷凝装置连接的收集容器；所述风管上设置有管道风机和茶香电子鼻；

所述茶香电子鼻包括与风管连通的气腔及设置在气腔内的气敏传感器阵列，所述气敏传感器阵列与茶叶内的香型种类相对应；还包括数据处理模块和气体流量控制模块，数据处理模块接收气敏传感器阵列的信号并进行处理分析获得香型的种类及浓度，实现实时监测，同时，气体流量控制模块根据数据处理模块获得的香型的种类及浓度控制管道风机的转速。

具体的，所述冷凝装置包括连接在风管末端的冷凝器，冷凝器靠近风管的一端设置有出水管道，另一端设置有进水管道，所述出水管道和进水管道的另一端设置有贮水池，所述进水管道位于贮水池的一端设置有水泵。

为方便连接和调节抽吸烟罩的角度，所述抽吸烟罩与风管间设置有排放软管。

为保证采样数据的准确性，所述气腔与风管间设置有采样气阀，所述气腔还连接设置有清洗管道和排气管道，清洗管道上设置有清洗气阀，排气管道上设置有真空泵和排气阀。

为去除茶毫等杂质，所述收集容器的入口处设有滤网。

本实用新型的有益效果：本实用新型通过茶香收集器获得茶叶各道加工工序中茶香类型及浓度，并在茶叶加工中对茶香类型及浓度进行实时监测，为茶叶加工是否完成提供参考依据，使每道工序的茶叶加工都能达到最优值，从而使加工出来的茶叶获得更好的品质。同时，便于对现场各道工序的茶香气味进行分部收集。经该装置所收集到的茶香冷凝液可进一步精提、纯化为茶香精油，后者即可用于高档红茶产品的提香，也作为红茶的天然香料用于食品、化妆品等相关领域。另外，在收集茶香的同时，还可部分去除生产环境中的粉尘，对减少污染，保护制茶现场人员的身体健康有重要意义。

以下将结合附图和实施例，对本实用新型进行较为详细的说明。

附图说明

图1为本实用新型中茶香收集器的示意图。

图2a为本实用新型中管道风机低转速与茶香浓度匹配示意图。

图2b为本实用新型中管道风机高转速与茶香浓度匹配示意图。

图2c为本实用新型中管道风机适中转速与茶香浓度匹配示意图。

图3为本实用新型中茶香电子鼻的原理图。

图4为本实用新型中气腔的内部结构示意图。

具体实施方式

一种茶香收集器，如图1至4所示，包括置于茶叶加工装置1上方的抽吸烟罩3，与抽吸烟罩3连接的风管10，所述抽吸烟罩3与风管10间设置有排放软管4。风管10的另一端连接设置有冷凝装置及与冷凝装置连接的收集容器15；所述收集容器15的入口处设有滤网14，用于过滤茶毫等杂质。所述风管10上设置有管道风机9和茶香电子鼻6；

所述茶香电子鼻6包括与风管10连通的气腔5及设置在气腔5内的气敏传感器阵列18，所述气腔5与风管10间设置有采样气阀2，所述气腔5还连接设置有清洗管道22和排气管道23，清洗管道22上设置有清洗气阀24，排气管道23上设置有真空泵25和排气阀26。所述气敏传感器阵列18与茶叶内的香型种类相对应；还包括数据处理模块7和气体流量控制模块8，数据处理模块7接收气敏传感器阵列18的信号并进行处理分析获得香型的种类及浓度，实现实时监测，同时，气体流量控制模块8根据数据处理模块7获得的香型的种类及浓度控制管道风机9的转速。

茶香电子鼻6的工作方式如下：

1、打开采样气阀及排气阀，利用真空泵把茶叶香气吸取至装有气敏传感器阵列的气腔中；

2、关闭采样气阀及排气阀，传感器阵列对茶叶香气产生瞬时响应，信号响应值在数据处理模块中通过PCA和LDA等识别方法对采集数据进行处理、分析，以确定气味类型及其浓度；并将气味类型及其浓度传给气体流量控制模块，气体流量控制模块根据获得的气味类型及其浓度来控制管道风机的转速。

3、采样完成后打开清洗气阀及排气阀，用清洗气流置换气腔中的茶香及“冲洗”传感器活性材料的表面，以去除测毕的气味混合物；

4、关闭清洗气阀及排气阀；

5、打开采样气阀及排气阀，进入下一轮茶香取样。

所述冷凝装置包括连接在风管10末端的冷凝器11，冷凝器11靠近风管10的一端设置有出水管道20，另一端设置有进水管道21，所述出水管道20和进水管道21的另一端设置有贮水池12，所述进水管道21位于贮水池12的一端设置有水泵13。

该一种茶叶加工方法，包括以下步骤：

1)利用茶香收集器测出茶叶加工中每道工序完成获得最佳效果时的香型种类及各香型的浓度值，并选取其中的一个或几个香型种类作为特征香型，将特征香型的参数输入茶香电子鼻6的数据处理模块7中作为对比参数；

2)在茶叶加工时监测和回收各道工序所散发出来的香气；在加工时，当监测到各道工序中特征香型的参数与对比参数相同或相接近时即完成该道工序的加工，进入下一道工序。

为获得不同香型的茶叶，在茶叶加工完成后还设置有拼配工序，可以根据需要选择将各道工序收集到的茶香成分混入茶叶中，得到不同香型的茶叶。

以红茶加工为例：红茶加工的关键主要在萎凋、发酵和烘焙三道工序。因此，在这三道工序上设置茶香收集器，具体方法如下：

通过加工实验获得三道工序达到最优时各香型的种类、浓度变化情况以及完成该道工序时香型的种类及各香型的浓度，还有该到工序中各香型浓度的下阈值等参数，选取其中一种或几种具有代表性的香型参数并将该参数输入茶香电子鼻的数据处理模块中作为对比参数，优选在工序中变化较大且浓度值较其他香型高，比较容易监测到其变化的香型。

根据红茶的生产工艺，红茶发酵晚期的香气挥发较早期多，而干燥早期的香气挥发较晚期多，如管道风机中风扇的转速始终保持匀速运转时，必然会造成某一时段香气收集不足(图2.A)或香气中混入一定量的环境空气(图2.B)，结果可造成茶香冷凝液中茶香的浓度相对降低，进而为后续的茶香精提及浓缩增加难度。本实用新型利用电子鼻对红茶在加工过程中的特征性香型及浓度的实时监测及辨识，可自动调节管道风机中风扇的转速，使茶香浓度的高低与风扇转速的快慢同步，以实现茶香收集效率的最大化(图2.C)。当气敏传感器阵列从红茶智能发酵箱或干燥箱的排气孔测得某种红茶香气的浓度低于下阈值时，风扇转速同步由怠速升至“低档”，直至高档；反之，随着茶香浓度的降低，风扇转速亦同步由高档而逐档降低，直至怠速。风扇转速与特定香源浓度成正比，有利于实现对目标香气收集的最大化及对无关气体收集的最小化。

随发酵时间延长，一系列复杂生物转化反应逐步发生并产生多种有效成分，适度发酵的红茶，香气特征性明显，如青草气消失，花果香显现等；但发酵过度，花果香气反而下降。因此，选择合适的时间终止发酵对控制红茶质量具有重要意义。目前，发酵时间仍为衡量发酵程度的重要参考指标之首，其次是叶片的颜色及香气。制茶者往往凭个人嗅觉对茶香气味的识别来决定发酵过程的终止与否，并无可控的量化标准。

利用电子鼻系统动态采集红茶发酵过程中产生的气体信息并转化成传感器的信号响应值，再经PCA和LDA等模式识别方法对采集数据进行处理，根据电子鼻所区分不同发酵时间的红茶香气样品，确定最佳发酵湿度、温度、时间、通氧量等参数，当茶青气下降至某一阈值或/和花果香升至某一阈值时，控制系统可及时终止发酵。

对于烘干工序，将喇叭形抽吸烟罩置于烘焙笼或烘干焙香机(箱)排气孔的上方，开启总开关；管道风机以最低转速运行(怠速)，茶香专用电子鼻开始快速测定风管内“蜜糖香”的浓度变化，测样周期120～150秒，可保持连续动态监测状态。

随着烘焙时间的延长，红茶中水分进一步散失，茶叶中糖类物质受高温烘炒作用而发生焦糖化反应进一步增强。当茶香专用电子鼻监测到管道风机中“蜜糖香”的浓度达到设定阈值时，按以下2种方式即时终止烘焙工艺的继续运行：1、利用本实用新型装置内置的报警系统提示，较适用于传统手工烘培的质量控制；2、在本实用新型装置电子鼻的数据处理/控制系统中增加对烘干焙香机的调控功能，以实现对后者在烘干焙香的温度、时间、香味等方面的协调控制。

当茶叶加工完成后，也可以根据客户的喜好，将三道工序获得的不同茶香拼配到茶叶中，以得到不同香型的祁门红茶。所述的茶香也可以用来作为其他方面的香精使用，是一种天然绿色产品。

Claims (5)

1.一种茶香收集器，其特征在于：包括置于茶叶加工装置(1)上方的抽吸烟罩(3)，与抽吸烟罩(3)连接的风管(10)，风管(10)的另一端连接设置有冷凝装置及与冷凝装置连接的收集容器(15)；所述风管(10)上设置有管道风机(9)和茶香电子鼻(6)；

所述茶香电子鼻(6)包括与风管(10)连通的气腔(5)及设置在气腔(5)内的气敏传感器阵列(18)，所述气敏传感器阵列(18)与茶叶内的香型种类相对应；还包括数据处理模块(7)和气体流量控制模块(8)，数据处理模块(7)接收气敏传感器阵列(18)的信号并进行处理分析获得香型的种类及浓度，实现实时监测，同时，气体流量控制模块(8)根据数据处理模块(7)获得的香型的种类及浓度控制管道风机(9)的转速。

2.根据权利要求1所述的茶香收集器，其特征在于：所述冷凝装置包括连接在风管(10)末端的冷凝器(11)，冷凝器(11)靠近风管(10)的一端设置有出水管道(20)，另一端设置有进水管道(21)，所述出水管道(20)和进水管道(21)的另一端设置有贮水池(12)，所述进水管道(21)位于贮水池(12)的一端设置有水泵(13)。

3.根据权利要求1所述的茶香收集器，其特征在于：所述抽吸烟罩(3)与风管(10)间设置有排放软管(4)。

4.根据权利要求1所述的茶香收集器，其特征在于：所述气腔(5)与风管(10)间设置有采样气阀(2)，所述气腔(5)还连接设置有清洗管道(22)和排气管道(23)，清洗管道(22)上设置有清洗气阀(24)，排气管道(23)上设置有真空泵(25)和排气阀(26)。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的茶香收集器，其特征在于：所述收集容器(15)的入口处设有滤网(14)。