茶葉機(jī)械紅外加熱技術(shù)的應(yīng)用與優(yōu)化方向

張祖德 張世民 胡文號(hào) 章立斌

（安徽綠源機(jī)械科技股份有限公司，安徽宣城 242000）

紅外加熱技術(shù)是20 世紀(jì)70 年代興起的一種輻射加熱技術(shù)，其主要是通過紅外線傳遞能量，產(chǎn)生輻射，使物體內(nèi)部分子、原子在共振效應(yīng)下，產(chǎn)生強(qiáng)烈振動(dòng)旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而提升物體溫度[1-2]。目前，紅外加熱技術(shù)在各領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛，其在茶葉機(jī)械加熱程序中，也體現(xiàn)出了一系列突出的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。對(duì)茶葉機(jī)械紅外加熱技術(shù)的研究與探索，也是茶葉機(jī)械技術(shù)升級(jí)和創(chuàng)新發(fā)展的可行選擇。

1 茶葉機(jī)械紅外加熱技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

1.1 茶葉加熱效率更高 在茶葉生產(chǎn)加工中，加熱處理是必不可少的，傳統(tǒng)茶葉加熱方式主要是使用鍋炒、滾筒加熱、加熱槽加熱、高溫蒸汽加熱等手段，達(dá)到加熱的目的，這些加熱手段普遍需要一定的中間介質(zhì)進(jìn)行傳熱，且受介質(zhì)導(dǎo)熱能力、導(dǎo)熱均勻性、熱源供熱均勻性等因素的影響，常導(dǎo)致加熱效率不高，茶葉生產(chǎn)加工周期較長(zhǎng)。在茶葉機(jī)械化生產(chǎn)中，加強(qiáng)紅外加熱技術(shù)的應(yīng)用，開發(fā)紅外加熱茶葉機(jī)械設(shè)備或完善原有設(shè)備的紅外加熱功能，可以較有效地提高茶葉加熱效率。從紅外加熱原理來看，其主要為輻射加熱的方式，可以直接作用于茶葉表面，不需要中介介質(zhì)導(dǎo)熱，通過紅外波長(zhǎng)的合理控制，還能夠更容易實(shí)現(xiàn)對(duì)茶葉的全面、均勻加熱，在較大量的茶葉加熱處理中也能夠保證其良好的加熱效率。

1.2 更能保證茶葉質(zhì)量 加熱環(huán)節(jié)對(duì)茶葉的質(zhì)量是具有重要的影響，在茶葉加熱加工中，如加熱不足、加熱不均、加熱過度或加熱時(shí)間控制不當(dāng)，就可能導(dǎo)致酶活性抑制效果不良、干燥度不足、易氧化、有異味、缺少香氣，茶葉質(zhì)量和品質(zhì)也下降。紅外加熱技術(shù)在應(yīng)用中，能夠提高加熱效率，在較短時(shí)間內(nèi)達(dá)到良好的加熱效果，也能夠保證茶葉加熱的均勻度，在加熱程度、溫度的控制上相對(duì)更精準(zhǔn)，可以更方便地根據(jù)茶葉品類、加熱需要進(jìn)行調(diào)控。同時(shí)，由于減少了中間導(dǎo)熱介質(zhì)的應(yīng)用，還能夠避免中間介質(zhì)導(dǎo)熱不均、材質(zhì)不良、熱源供熱不均對(duì)茶葉品質(zhì)的影響，這就能夠更好地保證茶葉的生產(chǎn)質(zhì)量，這也是茶葉機(jī)械紅外加熱技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)的重要體現(xiàn)。

1.3 更具經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性 在傳統(tǒng)茶葉加工過程中，萎凋、殺青、烘焙等環(huán)節(jié)都可能需要加熱處理，使用傳統(tǒng)加熱工藝需要花費(fèi)較多的人工成本和時(shí)間成本進(jìn)行加熱操作，而加熱所需的熱源大多為燃料燃燒提供，不僅需要投入燃料成本，還會(huì)產(chǎn)生能源消耗和環(huán)境污染物，且如果操作人員的技術(shù)不到位、經(jīng)驗(yàn)不足，就可能導(dǎo)致茶葉品質(zhì)不良，難以賣上好價(jià)錢，長(zhǎng)遠(yuǎn)來看其需要投入的整體成本是較高的。借助茶葉機(jī)械設(shè)備中的紅外加熱技術(shù)進(jìn)行茶葉加工，不僅加熱效率高、時(shí)間短、不需要準(zhǔn)備中間介質(zhì)，在能源消耗上也要遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)加熱方式，對(duì)人工操作的需求也較低，可以大大節(jié)約人工成本和時(shí)間成本。雖然機(jī)械設(shè)備的價(jià)格較為昂貴，但在人工成本逐年增加、茶葉生產(chǎn)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大的總體趨勢(shì)下，紅外加熱具有良好的長(zhǎng)遠(yuǎn)經(jīng)濟(jì)效益，而其不適用燃料加熱，對(duì)于環(huán)境的污染影響也極其微小，具有環(huán)保性的優(yōu)勢(shì)。

2 茶葉機(jī)械紅外加熱技術(shù)的應(yīng)用途徑

2.1 基于紅外加熱技術(shù)的茶葉萎凋工藝 加熱萎凋加工是茶葉加工中的一道重要工序，其主要通過持續(xù)恒溫加熱使青茶逐漸蔫萎，失去水分，去除茶葉的青草氣，這也是茶葉產(chǎn)生醇香的前提。在茶葉機(jī)械紅外加熱的應(yīng)用中，可以使用紅外加熱優(yōu)化茶葉萎凋工藝，在具體實(shí)踐中，溫度設(shè)定為40℃，輻射功率設(shè)定為1 kW，同時(shí)依據(jù)原工藝規(guī)范開展其他操作。紅外加熱技術(shù)在萎凋加工中應(yīng)用時(shí)，由于紅外線具有一定的傳統(tǒng)性，且紅外線加熱主要是調(diào)動(dòng)物體內(nèi)部分子、原子的共振運(yùn)動(dòng)，因而可以保證茶葉內(nèi)部組織的均勻全面加熱，相較于傳統(tǒng)由外而內(nèi)的導(dǎo)熱方式，更容易提高萎凋加工的質(zhì)量，保證茶葉的品質(zhì)。

2.2 基于紅外加熱技術(shù)的茶葉殺青工藝 殺青加工的目的是對(duì)茶葉酶活性進(jìn)行有效抑制，避免茶葉在后續(xù)加工和保存中出現(xiàn)氧化，傳統(tǒng)茶葉殺青工藝大多采取鍋炒或滾筒加熱方式，這對(duì)于操作者的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)水平都有著較高的要求，如加熱殺青不足，就會(huì)導(dǎo)致酶活性抑制效果不理想，易造成茶葉氧化，如加熱過度，則可能對(duì)茶葉造成破壞，還可能導(dǎo)致茶葉產(chǎn)生異味。在殺青工藝中，紅外加熱技術(shù)可以同微波加熱技術(shù)配合使用。在實(shí)際操作中需要控制好微波與紅外線的功率及及加熱時(shí)間，這些都需要通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行精準(zhǔn)確定。以春茶的殺青工藝為例，較為適宜的功率設(shè)置為微波功率10 kW、紅外線加熱功率設(shè)置為6 kW，兩者適宜的加熱時(shí)間均為1.5 min，而每次殺青處理投入的茶葉量，以500 g/min 為宜。通過紅外加熱技術(shù)與微波加熱技術(shù)相結(jié)合的殺青處理，更能夠保持茶葉的醇香氣息，且茶葉外觀也更好。

2.3 基于紅外加熱技術(shù)的茶葉烘焙及提香工藝 在茶葉烘焙工藝環(huán)節(jié)中，以往的烘焙技術(shù)主要有炒制和熱風(fēng)干燥等，烘焙加工后容易造成茶葉外觀色澤下降，還可能損失其茶香。使用紅外加熱技術(shù)進(jìn)行茶葉的烘焙干燥，能夠避免對(duì)茶葉的過度加熱，并保證茶葉受熱均勻，其加熱速度和干燥效率都較快，不僅有利于節(jié)約加工作業(yè)時(shí)間，還能夠減少對(duì)茶葉外觀色澤的影響，加工出來的茶葉表面更加潤(rùn)澤，成色更優(yōu)。同時(shí)，在紅外加熱技術(shù)下，茶葉失水速度更加均勻，不易出現(xiàn)因快速失水導(dǎo)致的茶香損失，這也更有助于對(duì)茶葉的提香，使茶葉色、香、味俱全，更好地滿足消費(fèi)者的品茶、贈(zèng)禮等多元需求。

3 茶葉機(jī)械紅外加熱技術(shù)的優(yōu)化方向

3.1 對(duì)設(shè)備智能化連續(xù)作業(yè)功能的優(yōu)化 目前，市面上出現(xiàn)的茶葉機(jī)械設(shè)備多種多樣，以紅外加熱技術(shù)為基礎(chǔ)或帶有紅外加熱功能的設(shè)備也較多，但整體來看，設(shè)備的智能化水平還相對(duì)較低，自動(dòng)連續(xù)作業(yè)能力存在不足。在未來茶葉機(jī)械紅外加熱技術(shù)優(yōu)化中，可以在保證紅外加熱功能正常發(fā)揮的情況下，對(duì)紅外加熱茶葉設(shè)備的智能化控制功能進(jìn)行開發(fā)，增加智能化模塊，建立完整的連續(xù)作業(yè)工藝流程，減少茶葉機(jī)械加工過程中對(duì)人工操作的依賴，并進(jìn)一步提高加工作業(yè)的效率。

3.2 對(duì)設(shè)備制造及維護(hù)成本的優(yōu)化 目前，市面上的紅外加熱茶葉機(jī)械設(shè)備在售價(jià)上相對(duì)較為昂貴，且使用過程中的維修養(yǎng)護(hù)成本也相對(duì)較高，這也是限制茶葉機(jī)械紅外加熱技術(shù)推廣的一個(gè)重要因素。因此，在未來茶葉機(jī)械紅外加熱技術(shù)的優(yōu)化發(fā)展中，還需要加強(qiáng)技術(shù)成本控制，通過技術(shù)創(chuàng)新和優(yōu)化機(jī)械制造工藝，降低茶葉機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)成本。同時(shí)，還要考慮維修養(yǎng)護(hù)的便捷性以及工藝的標(biāo)準(zhǔn)化，降低維修養(yǎng)護(hù)成本，促進(jìn)茶葉機(jī)械紅外加熱技術(shù)的有效推廣應(yīng)用。

4 結(jié)語(yǔ)

茶葉機(jī)械紅外加熱技術(shù)的應(yīng)用是茶葉生產(chǎn)現(xiàn)代化的重要趨勢(shì)，也是提升我國(guó)茶葉品質(zhì)層次的重要手段。目前，茶葉產(chǎn)品及茶文化已經(jīng)逐步在世界范圍內(nèi)得到推廣，而要使中國(guó)茶葉得到世界上更多人的認(rèn)可，既要著力提高茶葉的品質(zhì)，也要注重提高生產(chǎn)加工效率和工藝完善性，加強(qiáng)紅外加熱技術(shù)等各類先進(jìn)技術(shù)的融入和應(yīng)用，將能夠?yàn)橹袊?guó)茶產(chǎn)品真正走向世界提供更有力的支持。