一种三相式杀青设备及其杀青方法

本发明属于食品加工，涉及茶叶加工技术，尤其涉及一种三相式杀青设备及其杀青方法。

背景技术：

1、茶叶是一种嗜好性健康型饮料。随着人们生活水平和消费理念的不断提升，茶叶的外观色泽以及香气、口感等内质风味成为消费者选择茶类的首要条件，而杀青工序是获得优异品质的关键，对在制品的色泽、香气及滋味影响显著。其原理在于利用高温高湿破坏茶鲜叶中的氧化酶类，使多酚类物质尽可能少被氧化，以获得醇和爽口的茶汤滋味，同时祛除鲜叶中的青臭气，发展茶香，并保持绿茶特有的鲜绿色泽，形成成品茶优异的色泽、香气、滋味等感官品质。

2、目前生产上使用的杀青方式主要有蒸汽杀青、热风杀青、滚筒杀青、微波杀青等几种，其中滚筒杀青因具备杀青叶品质好、投资成本低、可连续生产、与后续工序匹配方便等优点应用最为广泛。根据供热方式不同，滚筒杀青可分为燃柴、燃煤、燃气、电热式等多种类型。随着人们生活水平的改善及对卫生要求的不断提高，电热式滚筒杀青逐渐受到茶农和生产企业的青睐，占据了极大的市场份额。传统电热式滚筒杀青以电热管为加热源，电热管受热后加热空气，空气再将热能传递给钢筒，此过程的热能利用率较低，且传统电热式滚筒杀青采用热电藕温度传感器，温度响应慢，钢筒温度变化幅度大，导致热能进一步损耗；同时，由于加热方式的限制，整个钢筒温度的均匀性相对较差，进而影响了杀青叶品质的稳定和一致。

3、蒸汽杀青是一种利用高热蒸汽的渗透作用钝化鲜叶中酶活性的方法，具有杀青快速，均匀等特点，对保持在制品色泽有益处，但单一使用蒸汽杀青时，由于蒸汽会集聚在在制品上，使得在制品含水率达到90％以上，一方面影响了香气物质的透发，另一方面处理不当会使在制品色泽黄变，带水闷味；此外，在制品后续的脱水工序对装置需求较高，也进一步增加了加工成本。

4、高温热风杀青是一种利用高温热空气来钝化酶活的方法，作业时通过热风管道将高温热空气送入杀青腔，当鲜叶进入滚筒后，翻滚着的鲜叶与热空气充分接触，由于鲜叶与热空气温差很大，热量迅速由热空气传递给鲜叶，进而快速钝化酶类活性，完成杀青作业。该方式具有杀青均匀彻底、不存在焦边爆点，色泽较佳等优点，且在制品香气较持久，但香气高锐特性不突出。

5、中国专利文献公开了一种滚筒杀青机cn201910421622.4，包括炉体、炉盖、底座、转动设在底座上的滚筒、驱动电机及减速装置；所述炉体固定设置在所述底座上，所述炉盖的铰接在所述炉体上形成一个圆筒形炉腔，所述滚筒位于圆筒形炉腔内且两端延伸出所述炉腔，所述滚筒的其中一端固定设置有牙盘并链连接所述减速装置，所述减速装置上设有皮带并连接所述驱动电机，所述滚筒内壁上设置有若干个从所述滚筒壁一端延伸至另一端的螺旋形导向板；所述支架的中部底端设置有一个转轴，所述转轴的两端转动设置有滚轮。

6、该专利所述的杀青方式仅采用滚筒杀青的方式，虽然相比于传统手动杀青方式，该专利具有产量高、人工成本低的优势；但是该技术方案还是包含以下技术缺陷：1.热能利用率较低，温度响应慢；2.钢筒温度变化幅度大，导致热能进一步损耗；3.同时，由于整个杀青筒内温度的均匀性相对较差，进而影响了杀青叶品质的稳定和一致。

7、中国专利文献公开了一种热风蒸汽滚筒杀青机cn201621363264.4，披露了一种热风蒸汽滚筒杀青机，具体涉及一种热风蒸汽滚筒杀青机，包括固定外筒、保温夹层、排气口、进气层、蒸汽管、热风管、隔板和旋转装置，所述固定外筒内分为杀青区和散热区，杀青区内设置有保温夹层和进气层，保温夹层和进气层通过隔板隔开，保温夹层设置在进气层之外，保温夹层上设置有排气口，所述蒸汽管和热风管连接着进气层，固定外筒内设置有旋转装置。

8、该专利所述杀青为热风蒸汽两相联合方式，即通过高温的热风和蒸汽混合后对鲜叶进行杀青的方式，其杀青腔体为滚筒，鲜叶在滚筒内旋转翻滚前进，兼而进行杀青作业。其主要存在以下缺陷：1.热风与蒸汽先行混合，混合气热随后通过较长距离传输至杀青腔，而不是直接在杀青腔内混合，因此虽有保温层，但也存在热量散失快，温度下降的情况，导致杀青灭酶效果偏差，且不利于香气的激发；2.滚筒未能加热，没有将滚筒杀青提升在制品香气品质的优势发挥出来；3.混合气热从滚筒的一段进入，从另一端出去，未考虑气热分布均匀的细节，存在温差现象。

9、针对上述现有技术的缺点，急需一种三相式杀青设备及其使用的杀青方法，能够将现有的三种杀青方法融为一体，且同时能够具有三种杀青方法的优势，进一步提升茶叶杀青的品质。

技术实现思路

1、本发明为了解决传统杀青仅采用单一模式的固有思路，对传统的滚筒杀青、蒸汽杀青、热风杀青等进行优化和集成创新，通过固、液、气三相的杀青方法的有机整合，充分发挥各自杀青优势，规避弱点，从而实现杀青叶在色泽、香气以及均匀度等方面的全面提升。

2、为了达到这个发明目的，本发明采用了如下的技术方案：一种三相式杀青设备，包括滚筒，滚筒一端为进叶装置，滚筒另一端为出叶端，所述滚筒安装有热风发生器、热风释放器、蒸汽发生器和蒸汽释放器，所述滚筒设置加热装置对滚筒内壁进行加热，所述蒸汽释放器设置于滚筒内腔，其包括与蒸汽发生器导通的蒸汽管道，所述蒸汽管道进入滚筒内腔部分短于滚筒长度，所述蒸汽管道进入滚筒内腔部分设有蒸汽释放孔；所述热风释放器设置于滚筒内腔，其包括与热风发生器导通的热风管道，所述热风管道进入滚筒内腔部分短于滚筒长度，所述热风管道进入滚筒内腔部分设有热风释放孔；

3、所述滚筒设置有三段式电磁加热系统，实现三段加热，三段的加热长度从进叶端开始呈4：3：3的比例分布；

4、本技术能够突破传统杀青单一模式的固有思路，将固相、液相、气相等三种杀青方法进行有机整合和集成创新，以充分发挥三者在杀青作业中的独特优势，即滚筒固相杀青对香气有益，蒸汽液相杀青色泽佳、均匀性好，以及热风杀青均匀彻底、无焦边爆点、香气持久等特点。

5、优选的，所述蒸汽管道从进叶端进入滚筒内腔，蒸汽管道上分布有蒸汽释放孔，蒸汽释放孔孔径从进叶端到出叶端由大到小递减；

6、所述热风管道从出叶端进入滚筒内腔，热风管道上分布有热风释放孔，热风释放孔孔径从进叶端到出叶端由大到小递减；

7、所述蒸汽管道长度至滚筒长度的2/3处，使滚筒内腔前部2/3端有高温蒸汽的大量分布；

8、通过在结构以及输送管、孔径等细节上的创新设计，实现杀青作业先高后低、先期灭酶、后段提质等效果，在达到均匀彻底杀青的同时，有效提升杀青叶的色泽、香气等品质属性。在输送管的设计上，前段植入蒸汽输送管，借助蒸汽穿透性强、灭酶快的特性，可以在滚杀同时快速灭除酶的活性，前1/3处蒸汽含量大，至2/3处蒸汽慢慢减少，形成一个递减的蒸汽分布，而从后端植入热风输送管，主要用于在已经灭酶活基础上，提升杀青叶的香气，保留杀青叶的绿色度。

9、优选的，热风管道的长度较滚筒长度短150mm；

10、所述蒸汽管道直径范围为25-30mm，所述热风管道直径范围为200-250mm，所述蒸汽管道与热风管道间距离保持在100-150mm之间。

11、优选的，所述蒸汽释放孔和所述热风释放孔为圆孔，所述蒸汽释放孔直径最大不超过5mm，直径最小不小于1mm；

12、所述热风释放孔直径最大不超过5mm，直径最小不小于1mm。

13、输送管上孔径由大到小的设计，使热风释放孔和蒸汽释放孔相对直径大小相同或基本相同，主要用于实现蒸汽和热风进入杀青腔体的时候，热风密度和蒸汽密度能够保持其相对一致性，使得杀青叶品质均匀性更好。

14、优选的，所述杀青设备在出叶端安装有抽湿装置；所述抽湿装置用于调整滚筒内杀青环境的湿度。

15、在出叶端安装有特定的抽湿装置，一方面可以使得杀青腔内的高温蒸汽和高温热风由前向后分布，另一方面确保杀青后期环境湿度不大，防止在制品品质劣变。

16、优选的，所述滚筒直径范围为60cm-100cm，长度范围为440cm-460cm。

17、优选的，所述进叶装置呈漏斗状，所述进叶装置的下端与滚筒内腔连通，并且所述进叶装置位于蒸汽释放器前端。

18、优选的，所述加热装置采用的加热方式为电磁式加热，所述加热装置将滚筒分为从进叶端到出叶端的三段加热区域，所述从进叶端到出叶端的三段加热区域的加热温度采用先高后低的设定。

19、基于电磁加热方式的滚筒杀青基本模块，确保滚筒可实现三段加热，每段滚筒经电磁加热后温度稳定、均匀，温度波动幅度在±2℃。通过三段加热，温度先高后低的设定，可以真正满足先灭酶，后提质的目的，同时通过与蒸汽、热风的有机整合，进一步强化该效果。

20、一种利用上述三相式杀青设备的杀青方法，步骤如下：

21、(1)对滚筒进行加热，分别设置三段滚筒的温度为250℃-260℃、230℃-240℃、190℃；

22、(2)启动蒸汽发生器，让蒸汽通过蒸汽管道布满滚筒内腔；

23、(3)启动热风发生器，设置温度为190℃，让热风通过热风管道布满整个杀青腔；

24、(4)同时通过滚筒的转速调整杀青的单周期耗时75±3s，转速不低于18转/min；

25、(5)待滚筒温度、热风温度、蒸汽等三相平衡后，从进叶装置投入鲜叶。

26、优选的，杀青叶后续的工艺流程为：揉捻-初烘-足火-提香。

27、本发明的有益之处是：

28、1、突破传统杀青单一模式的固有思路，将固相、液相、气相等三种杀青方法进行有机整合和集成创新，以充分发挥三者在杀青作业中的独特优势，即滚筒固相杀青对香气有益，蒸汽液相杀青色泽佳、均匀性好，以及热风杀青均匀彻底、无焦边爆点、香气持久等特点；

29、2、通过在结构以及输送管、孔径等细节上的创新设计，实现杀青作业先高后低、先期灭酶、后段提质等效果，在达到均匀彻底杀青的同时，有效提升杀青叶的色泽、香气等品质属性。在输送管的设计上，前段植入蒸汽输送管，借助蒸汽穿透性强、灭酶快的特性，可以在滚杀同时快速灭除酶的活性，前1/3处蒸汽含量大，至2/3处蒸汽慢慢减少，形成一个递减的蒸汽分布，而从后端植入热风输送管，主要用于在已经灭酶活基础上，提升杀青叶的香气，保留杀青叶的绿色度。

30、3、输送管上孔径由大到小的设计，使热风释放孔和蒸汽释放孔相对直径大小相同或基本相同，主要用于实现蒸汽和热风进入杀青腔体的时候，热风密度和蒸汽密度能够保持其相对一致性，使得杀青叶品质均匀性更好。

31、4、基于电磁加热方式的滚筒杀青基本模块，确保滚筒可实现三段加热，每段滚筒经电磁加热后温度稳定、均匀，温度波动幅度在±2℃。通过三段加热，温度先高后低的设定，可以真正满足先灭酶，后提质的目的，同时通过与蒸汽、热风的有机整合，进一步强化该效果。

32、5、在出叶端安装有特定的抽湿装置，一方面可以使得杀青腔内的高温蒸汽和高温热风由前向后分布，另一方面确保杀青后期环境湿度不大，防止在制品品质劣变。