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桑葉綠茶連續化加工生產線加工工藝研究

2022-07-16 06:18劉庚強胡光華黃隆勝李浩權
現代農業裝備 2022年3期
關鍵詞:制茶進料輸送機

劉庚強,胡光華,黃隆勝,李浩權

(廣東省現代農業裝備研究所,廣東 廣州 510630)

0 引言

桑葉,是??粕俣嗄晟颈局参锷涞母稍锶~,葉片為寬卵形,葉片基部為心臟形,頂端微尖,邊緣有鋸齒,葉脈密生白柔毛,是蠶的主要食物,也是我國重要的傳統中藥之一,又名家桑、荊桑、桑椹樹、黃桑葉等[1-2]。桑葉內含豐富的蛋白質、氨基酸、膳食纖維等營養物質,具備調理身體、強化毛細血管、抗腫瘤、抗衰老等多種功效[3-4]。我國桑葉資源十分豐富,是世界上桑葉擁有量最大的國家,傳統繭絲綢業曾經為出口創匯做出了積極的貢獻。隨著國家工業化進程及紡織技術的發展,各種仿絲綢面料的問世制約了繭絲綢業的進一步擴大,導致全國有近半的桑葉并未用于養蠶,桑葉資源大量浪費[5]。

桑葉制茶可有效利用桑葉資源,內含物豐富多樣的桑葉經過制茶工藝,將其加工成營養與保健作用相結合的上佳植物飲品,有望發展成為當今快節奏社會的一種流行保健飲品。目前,全國各地已有多種桑葉制茶工藝,制成品包括桑葉綠茶、桑葉紅茶、桑葉烏龍茶、桑葉黑茶等[6]。其中,制茶方式基本為多臺單機設備組合式生產模式,又以手工制作輔助,存在人力資源投入多、制茶成品品質受制茶藝人影響大、批次質量不穩定、制茶成本高等不利因素,蠶桑養殖業長期處于低附加值生產狀態中[7-8]。

傳統桑葉綠茶加工工藝流程包括桑葉采摘→清洗→攤晾→切葉→殺青→揉捻→烘干→提香,成品茶批次差異較為明顯,制茶成品口感有些許豆腥味[9-10]。針對廣東省現代農業裝備研究所研究開發的綠茶連續化加工生產線[11-12],改制開發出了適合桑葉綠茶加工的連續化加工生產線,如圖1 所示,以傳統加工工藝為基礎,總結了一種桑葉綠茶連續化生產線模式的加工工藝,如圖2所示。

圖1 桑葉綠茶連續化加工生產線

圖2 桑葉綠茶連續化加工工藝流程圖

1 工藝路線及其關鍵環節研究

1.1 采摘

晚秋桑葉內含物質豐富,色澤翠綠、香氣足。以采摘晚秋桑樹中上部無污染、無病蟲害的嫩綠葉片為主,每枝采3~5 葉,采葉時要注意處理掉桑葉的葉柄,采摘桑葉不能在雨天進行,采摘時間為早上6:00~8:00,采摘數量為600~800 kg 鮮葉,利于連續化生產線一天加工,采葉完成后需清洗、切葉。

1.2 洗葉、切葉

完整桑葉葉片長約15 cm,寬約10 cm,邊緣有鋸齒,葉脈密生白柔毛。自然生長的桑葉上易沾染各類雜質,需要清洗;因桑葉葉片較大不利于加工成形,需要切成條葉。桑葉綠茶連續化加工生產線前端配置了清洗生產線,如圖3 所示,采摘后的鮮嫩桑葉倒入進料輸送機料斗,進料輸送機將桑葉提升到適合高度后,由人工將未清理的大條葉梗、老葉、病蟲害葉、黃葉等與其他大顆粒雜物去除,然后輸送進入氣浴清洗機;氣浴清洗機分2道清洗,由密封水槽、輸送帶、水道氣道系統組成;清洗前密封水槽內通入高過輸送帶的水量,設備給水水槽泵入壓縮空氣,與水氣混合,產生氣泡,通過無數微小的氣泡爆破沖擊,將輸送帶上的桑葉表面雜質振松脫落,不會損傷葉片表面;清洗后的桑葉經振動瀝水機瀝水后,由出料輸送機尾端收集齊備。

圖3 清洗生產線

切葉采用500 kg/h 處理量的自動切葉機,洗好的桑葉經輸送帶進入切葉機,切成長約3 cm、寬1 cm 的條葉,有利于桑葉綠茶成形美觀,切葉完成后即可開始攤青。

1.3 攤青

將切好的條狀桑葉均勻平鋪在攤青槽上,厚度為10 cm 左右,采用間歇式吹冷風的方法攤晾約2 h;此時葉體軟化,葉梗柔軟折而不斷,葉色發暗,散發出青草香味,葉片表面水分蒸發,內部水分逐漸析出,此時桑葉的含水量約在65%左右。

攤青的目的是使桑葉失去部分水分,內部水分析出,促進酶的活性,內含物發生物理、化學反應,葉片萎蔫軟化利于殺青,還可以使青草味散發,清香欲現,利于干茶香氣。攤青機通過輸送機與殺青進料設備連接,中間布置有光電感應開關,可實現連續化自動出料功能。

1.4 殺青、回潮

殺青工藝設備采用的是80 型通過式燃氣滾筒殺青機,天然氣火焰噴嘴按前6 后3 比例配置,使滾筒前端溫度高于后端溫度;殺青溫度設置為280℃,時間3 min,蒸發10%左右的水分,去除桑葉的青臭味,產生茶香。經過高溫殺青后的桑葉表面暗淡,葉軟如棉,帶有清香。

殺青葉表面水分蒸發快,葉溫高,內部水分不斷往外遷移,需要進行冷卻回潮,使得桑葉內外水分達到平衡狀態,葉溫降為常溫?;爻辈捎美滹L直吹鏈網式冷卻輸送機,殺青葉經過鏈網輸送時,風機持續直吹直至葉溫冷卻;冷卻回潮時間為15 min 左右,待殺青葉冷卻回潮后,即可進行揉捻。

殺青滾筒中的桑葉喂入量由殺青進料機控制,進料機料斗上配置有勻葉器及感應式光電開關,當攤青葉喂入進料機料斗的量即將滿溢前,光電開關感應信號,控制系統會自動停止攤青機及輸送機運轉,等待下一次信號;殺青進料機持續將料斗中的攤青葉喂入殺青機,料斗中攤青葉消耗完之前,光電開關再次感應信號,自動開啟攤青機及輸送機運轉,再次給殺青進料機料斗喂入攤青葉,重復運作達到連續化生產模式,殺青后的桑葉通過鏈網式冷卻輸送機,進入揉捻工藝設備,冷卻輸送時間及風量大小通過變頻器控制,可根據不同種類攤青葉及葉溫調整相應參數。

1.5 揉捻、解塊

揉捻工藝設備由8 臺55 型揉捻機及輸送系統組成,單臺揉捻桶的裝料量為30~35 kg 殺青葉,揉捻時長設置為35 min,遵循“先輕后重、逐步加壓、輕重交替、最后松壓”的原則。先無壓揉捻5 min,再輕壓揉捻10 min,然后逐步轉為重壓15 min,最后松壓5 min。成形后的桑葉成卷曲條索狀,表面有汁水、溢而不留,握之有粘稠感。

經過揉捻后的部分條索緊縮成團,不利于成形和均勻烘干,需要使用解塊機將成團桑葉解塊打散。以復數條高速旋轉的不銹鋼管組成的解塊轉軸系統,可以將成團桑葉解塊,恢復成獨立條索狀桑葉。

揉捻的目的是將葉片卷縮形成條索,適當破壞葉片組織,使葉片內含營養成分容易浸出,耐沖泡,并增加茶湯的濃度。殺青回潮后的桑葉經過輸送機輸送到預先設置好的揉桶中,達到定量后即可開啟揉捻。揉捻過程中,揉捻壓蓋立柱上設置有上、中、下3 級定位開關,壓蓋電機可根據預先設定好的程序,以3 級定位開關為基準,自動正、反轉,通過壓蓋立柱里的螺桿上下運動,實現壓蓋的加壓減壓功能,從而實現揉捻工藝的連續化自動生產模式。達到設定好的揉捻時間后,程序自動控制揉捻機打開出茶口,啟動揉捻機底部輸送機與解塊機,將揉捻葉輸送進解塊機,經解塊后到達烘干機進行烘干。

1.6 初烘、回潮、足烘、冷卻

烘干、回潮設備由2 臺30 m2鏈板式烘干機及1組20 m2回潮機組成,熱源為天然氣,燃燒機燃燒天然氣在熱風交換爐內加熱空氣,通過風機及管道將熱空氣送入烘干機中與桑葉進行換熱,帶走桑葉中的水分,達到烘干效果。初烘溫度設置為120℃,時間20 min,此時桑葉條索含水率約為10%~15%,表面干燥且溫度較高,內部水分難以繼續烘干,需要進行冷卻回潮,使內部水分析出,回潮機由5層網帶及回潮風機組成。設置回潮時間為25 min,輔以冷風輕吹,加速降低葉溫,桑葉內部水分逐漸析出。足烘溫度設置為90 ℃,時間約25 min,經足烘工序后桑葉條索含水率降為5% 左右,最后通過直吹鏈網式冷卻輸送機冷卻,即為桑葉綠茶毛茶。

烘干是塑造茶葉外形和固定茶葉品質的關鍵階段,是形成茶葉獨特口味風格的重要過程;2道烘干工序之間增加回潮工序,3 道工序的進料輸送機都設置有相應的勻葉裝置,能將一桶揉捻葉經解塊后的茶堆均勻平鋪在烘干機鏈板上,使茶葉均勻干透,又可防止產生碎茶,烘干溫度先高后低,有利于成茶色澤綠潤,香氣鮮爽。整套烘干回潮設備由輸送機鏈接,根據預先設定好的溫度、時間自動運行,實現烘干工藝連續化自動生產模式。

2 成茶感官評審

該生產工藝及設備在山東夏津德百古桑產業技術研究院有限公司運行,生產的古桑茶茶味鮮爽,湯色嫩黃透亮,鮮明清澈,清香繚繞。為了檢驗該工藝設備下的成茶品質,對制成品進行感官評審,隨機選取桑葉綠茶連續化加工生產線制備的3 批桑葉綠茶毛茶,及3 批傳統工藝加工的桑葉綠茶毛茶,并按外形、香氣、湯色、滋味、葉底5 項分別評分,結果如表1 所示。

表1 感官評審結果表

評審得分結果表明連續化加工生產線的生產模式茶葉批次質量較穩定,人工干預等外在因素對成茶質量影響小,整體制茶品質較高,但在部分小批量優質茶的評審得分結果上落后于傳統制茶模式,也進一步說明連續化加工生產線的生產模式在品質優良的前提下,更適合大批量的茶葉生產。

3 結論

該生產線制備的桑葉綠茶為條索狀,湯色嫩黃清明,清香爽口,每批次產量可達800~1 000 kg 新鮮桑葉,從上午6:00 桑葉采摘開始計時,于當天下午4:00 前即可完成全部生產,且僅需2~3 名操作人員;生產線工藝參數預先設定,由程序自動執行,制茶品質優良,有效改善了批次成茶品質的均勻性,穩定成茶質量,適合大批量桑葉綠茶的生產。該生產線的生產模式及工藝研究,為桑葉綠茶的生產提供了一種新的發展模式,有效減少人力資源的投入,降低制茶過程中的人工干預,節省生產成本,有望推動蠶桑資源多元化利用和高質量發展。

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