流化床干燥红茶的特性

流化床干燥红茶的特性宋洪波毛志怀2，GUP顶GLian3（1.福建农林大学食品科学学院，福建福州350002；分为2个阶段，即第1干燥阶段和第2干燥阶段。在第1干燥阶段排气温度保持不变，而在第2干燥阶段排气温度逐渐升高。提高干燥温度有利于CTC红茶干燥强度以及排气相对湿度的提高；提高干燥温度难以使Freedom红茶的干燥强度大幅度提高，却使排气相对湿度降低。提高干燥温度可以增大CTC红茶产品的平均粒度，但不影响Freedom红茶产品的平均粒度。
茶叶中含有的多种有效成分，具有提神利尿、消炎抑菌、降低血糖和胆固醇、抗衰老、抗癌等多种功效。据统计，20世纪90年代年茶叶总产量超过250万t，其中以红茶多，占总产量的74.6；国际茶叶贸易也以红茶为主，占总量的88.8l3.近年来，国产红茶在国际贸易中销量逐年下降，其主要原因之一在于红茶加工工艺复杂，质量控制困难。用于红茶干燥的多层带式干燥机仍是目前红茶干燥的主要方式。流床干燥具有设备简单、物料受热均匀以及干燥速度快等优点，越来越受到人们的重视，而有关流化床干燥对红茶干燥特性及其产品收缩的影响仍未见报道。本文阐述了流化床干燥红茶的干燥特性以及干燥温度对不同类型红茶产品收缩的影响，以期对红茶的干燥过程进行合理设计，提高产品的等级。
1材料与方法1.1材料选用的原料有2种，一种是经发酵的CTC红茶（小颗粒红茶），另一种是经发酵的Freedom红茶。这2种己发酵但未干燥的红茶均来自肯尼亚，每个包装的重量为1kg，储存在-70°C的冰箱中备用。
干燥前将原料在2°C的冷库中缓慢解冻（24h以上），直至完全化透，再将其放置于室温环境中（约20 20min，使原料温度上升至14- 16*C，以利于干燥，因为如果原料温度太低，在干燥过程中易结块。
解冻CTC红茶的容积密度为393kg*m3，初始含水率为66.13.解冻的Freedom红茶容积密度为342.51kg.m3，初始含水率为1.2试验设备与方法1阶段，排气相对湿度快速提高，在达到大值后迅速降低。
随着干燥温度的升高，排气相对湿度在第1干燥阶段上升得更快，并且，干燥温度越高，排气相对湿度也越高。这表明干燥温度的升高可以显著强化蒸发强度。当干燥温度达到110 *C时出现了饱和蒸发现象，随着干燥温度的进一步升高，饱和干燥持续的时间也相应延长。由于CTC红茶的颗粒较小，因此在流化床干燥过程中，热量很容易传至颗粒内部，同时水分也容易扩散至热空气中。干燥温度的升高，强化了传热传质，因此排气相对湿度也相应提高，直至达到饱和。中与120和130 *C对应的2条曲线的后阶段有很明显的凸峰，这是由于饱和蒸发导致少量红茶因粘附于流化床的壁面上而未能充分干燥，以手工清理，使之在流化床内继续干燥，其水分的迅速蒸发导致排气相对湿度短时间内迅速升高。
干燥Freedom红茶的排气相对湿度如所示。从可以看出，当干燥时间不变时，随着干燥温度的升高，排气相对湿度反而下降。这一趋势与干燥CTC红茶时完全相反，这是由于Freedom红茶颗粒大，其干燥过程中热量传递和质量传递都比小颗粒的红茶困难得多，因此温度越高，排气的不饱和度也越高。
也正是由于在相同温度条件下水分不能充分地蒸发，从而导致Freedom红茶的排气温度明显较CTC红茶的高（、）。
2.2干燥温度对排气温度的影响为不同干燥温度下CTC红茶的排气温度变化曲线。在整个干燥过程中，排气温度变化可以分为2个阶段，即第1干燥阶段和第2干燥阶段。在第1干燥阶段，排气温度始终保持不变，处于较低水平，当干燥温度由80*C上升至130*C时，排气温度仅由29.1*C上升至37*C.第1干燥阶段由12min缩短至6.7min，缩短了近50.不同千燥温度下CTC红茶的排气相对湿度时间/s不同干燥温度下CTC红茶排气温度曲线不同干燥温度下Freedom红茶排气度曲线在第2干燥阶段，排气温度逐渐升高，对应于80- 130°C的干燥温度，干燥结束时排气温度为64.0- 90.6*C.由此可见干燥温度对第2干燥阶段的排气温度影响显著。流化床干燥Freedom红茶过程中，不同干燥温度条件下排气温度的变化如所示。在整个干燥过程中，排气温度变化也可分为第1干燥阶段和第2干燥阶段。在第1干燥阶段，排气温度变化较小；而在第2干燥阶段，排气温度上升幅度较大。当干燥时间一定时，干燥温度愈高，排气温度亦愈高。对应于80和130°C的干燥温度，第1干燥阶段排气温度分别为29.8和39.2*C；干燥结束时的排气温度分别为70.7和104.5 *C，差异很大。Templeetal以干燥的红茶作为试验原料，研宄其可承受的温度极限，试验结果表明，当排气温度达到95°C以上时，红茶会出现质量退化。由此可见，在80-130°C的干燥温度范围内，不会导致CTC红茶质量退化；而对于Freedom红茶，如果在干燥后期仍然采用110°C以上的干燥温度将会导致产品质量恶化。在较低干燥温度下，第1干燥阶段相应延长。而红茶长时间处于较低温度下，对快速、有效地抑制酶的活性，以及提高产品质量都不利。因此可以在第1干燥阶段采用较高干燥温度以较快地抑制酶的活性，而在干燥的后期采用较低干燥温度以防止产品质量恶化。这样既可提高产品质量，又可获得较高的干燥速率。
2.3干燥温度对红茶产品粒度的影响表明干燥温度对CTC红茶产品粒度分布的影响。随着干燥温度的提高，产品中大颗粒的百分比亦提高，而小颗粒所占的百分比降低。对同一尺寸颗粒而言，80和130°C干燥的红茶所占百分比的差为5-7.干燥温度对Freedom红茶粒度分布的影响如所示。对于每个尺寸而言，粒度的百分比都在一个小的范围内波动，没有明显的规律。干燥温度对CTC和Freedom红茶产品平均粒度的影响如所示。表明干燥温度由80°C提高到130*C，CTC红茶产品平均粒度也相应地由0.63mm增大至0.68mm，增大了7.93.由此可见干燥温度对CTC红茶产品平均粒度的影响是显著的。对于Freedom红茶而言，产品平均粒度在0.95-0.99mm内波动，说明干燥温度不影响Freedom红茶产品的平均粒度。
时导致红茶产品平均粒度变化的原因有以下3个。当干燥温度较低时，干燥时间太长使红茶组织结构更充分地收缩；以较低温度干燥时，干燥时间太长使颗粒之间的冲撞与摩檫作用时间相应延长，从而使颗粒的尺寸进一步减小；较低的干燥温度下，红茶中水分的蒸发强度较高温干燥时低得多，因此组织因水分蒸发而产生的向外膨胀力也较小，组织收缩加剧。比较中的2条曲线可知，前2个因素不是导致产品收缩的主要原因；干燥CTC红茶时，高温干燥时较高的蒸发强度一定程度上阻止了组织的进一步收缩，而干燥Freedom红茶时，较低的蒸发强度不能阻止组织的收缩。
干燥温度对CTC和Freedom红茶产品平均粒度的影响相对湿度反而降低。（2）在红茶干燥过程中，排气温度变化表现为常温段和升温段2个阶段。在80至130°C的干燥温度范围内，CTC红茶的排气温度处于产品质量要求许可的范围内；而Freedom红茶在干燥后期干燥温度不应高于110*C.为了提高干燥速率和保证产品质量，可采用先高温后低温的2段式干燥方式。（3）提高干燥温度有助于增大CTC红茶的产品颗粒尺寸，而干燥温度不影响Freedom红茶的产品颗粒3结论（1）在红茶干燥过程中，随着干燥温度的提高，小颗粒的CTC红茶排气相对湿度亦提高，甚至达到饱和蒸发；而大颗粒的Freedom红茶水分蒸发较困难，随着干燥温度的提高，排气尺寸。