本發(fā)明涉及茶葉加工殺菌工藝領域，具體涉及一種蒸汽干茶殺菌工藝。

背景技術：

中國作為茶的故鄉(xiāng)，制茶、飲茶已有幾千年歷史，品茶、待客是中國個人高雅的娛樂和社交活動。在進入21世紀以后，人們對純天然、無污染飲品的需求呈穩(wěn)步增長的態(tài)勢，在制茶行業(yè)，袋泡茶及茶葉精深加工將成為茶產業(yè)新的經濟增長點，茶飲料的發(fā)展也非常迅速；除人們直接消費茶葉外，茶葉還間接地走進了我們的生活，因此茶葉衛(wèi)生質量安全問題已成為新世紀我國茶產業(yè)發(fā)展面臨的主要問題之一。

作為國家傳統(tǒng)生產行業(yè)，現有的茶葉加工系統(tǒng)存在不少缺點：

其一，我國較大部分茶廠加工設備陳舊、加工環(huán)境衛(wèi)生條件差，存在著有害微生物和重金屬污染隱患，已成為茶葉產業(yè)鏈中的薄弱環(huán)節(jié)；

其二，由于茶葉本身具有易受外界環(huán)境影響極快氧化的特性，尤其剛采摘的新茶葉，由于自身水分含量大，如若不及時進行烘干或者其他加工處理，極易影響茶葉的品質。

其三，茶葉中非茶類夾雜物的含量與國際茶葉市場對衛(wèi)生質量日益提高的距離相差巨大。而茶葉中非茶類夾雜物的含量直接反映出生產企業(yè)的加工技術水平和衛(wèi)生狀況，更直接影響到茶葉附加值的提高，而國內目前的生產線只保證從原料上線到成袋分裝的全過程“不落地、不沾塵”，而對茶葉中非茶類夾雜物的去除沒有進行深入研究，目前國內散裝茶葉大都是作為一般農副產品加工，非茶類夾雜物較高，大多在0.7％左右，而一般附加值較高的工業(yè)標準化原料非茶類夾雜物要求低于萬分之一；

其四，設備排序不合理及設備加工方式的落后導致茶葉去雜率低，容易受到二次污染，傳統(tǒng)的制茶設備做出的茶葉已不能滿足現代社會對高品質茶葉的要求，傳統(tǒng)的設備制茶效率慢，需要消耗大量人工及能源，制茶成本高，但成品茶中非茶夾雜物仍有較高的含量，無法達到預期的質量要求。

因此，一套完整的具有高凈化自動干茶殺菌功能的茶葉加工系統(tǒng)對推動茶葉產品的發(fā)展，有效提高茶產品的技術含量，增強茶業(yè)高技術產品的國際市場競爭力，具有重要的社會意義。

本發(fā)明所要解決的問題就是針對現有制茶設備加工效率低，去雜率低，人工消耗大等缺點，提供一種茶葉凈化自動干茶殺菌系統(tǒng)，可有效減輕操作工人的勞動強度，提高勞動效率，系統(tǒng)做到基本密閉，使經過加工的茶葉產品達到去除異物、殺滅細菌、降解農藥殘留、提高品質的目的。

技術實現要素：

基于現有技術中存在的不足，本發(fā)明提供一種高效殺菌又能保證茶葉品質的蒸汽干茶殺菌工藝。

為了解決背景技術所存在的問題，本發(fā)明是采用以下技術方案：

本發(fā)明提供一種蒸汽干茶殺菌工藝，包括如下步驟：

步驟(1)、先將干茶加入到上料斗中，并通過加料機控制干茶均勻并定時定量地輸送進入殺菌盤管的進料口內；

步驟(2)、在0.2mpa·g的壓力下的蒸汽加熱器，將該蒸汽加熱器內的水進行加熱，達到133℃成為飽和水蒸汽，再繼續(xù)加熱至180℃，這個點的狀態(tài)就稱為0.2mpa·g、180℃的過熱水蒸汽；

步驟(3)、接著通過熱風正壓輸送干茶進入殺菌盤管，同時在殺菌盤管內以5～15m/s的高速注入步驟(2)中獲得的過熱水蒸汽，將茶葉原料與過熱水蒸汽充分混合，茶葉原料在殺菌盤管內被過熱水蒸汽沖擊并分散形成浮游狀態(tài)，發(fā)生換熱，并在2～4s時間內將殺菌后干茶輸送進入物料分離旋風分離器內進行分離，這樣殺菌后的干茶內總菌量將降低99.99％。

作為優(yōu)選，在步驟(3)中多余水蒸汽從物料分離旋風分離器頂部排出，熱交換器回收后的熱量用于冷風加熱，送到殺菌盤管的進風口；同時將受高溫后的干茶從物料分離旋風分離器的底部排出。

作為優(yōu)選，將由步驟(3)中分離出來干茶物料再由冷風正壓輸送至冷風旋風分離器中，熱風從冷風旋風分離器的頂部排出，冷卻后的干茶從旋風分離器的底部排出，進行包裝即可。

作為優(yōu)選：所述加料機包括上料斗、第二伺服電機、螺旋輸送軸、下料斗、翻轉氣缸和旋轉計量板，所述上料斗用于實時收集干茶，上料斗底端開設有的出料口與螺旋輸送軸的進料端相連通，所述第二伺服電機用于驅動螺旋輸送軸進行自轉，將由螺旋輸送軸的進料端內干茶輸送到螺旋輸送軸的出料端；第二伺服電機通過電機固定座安裝在支架上；

所述螺旋輸送軸的出料端與下料斗相連通，下料斗內設有旋轉計量板，由螺旋輸送軸的出料端輸送出來的干茶下落到該旋轉計量板上，翻轉氣缸通過其前端設有的翻轉氣缸芯與旋轉計量板連接，該旋轉計量板在翻轉氣缸驅動作用下，旋轉計量板能夠進行翻轉，以實現旋轉計量板在其收集到預定重量的干茶后進行翻轉將這些干茶投送進入殺菌盤管內。

作為優(yōu)選：在干茶的自身重力作用下，上料斗內的干茶能夠逐漸進入到螺旋輸送軸內；螺旋輸送軸包裹在外殼內，以避免干茶在螺旋輸送軸翻轉過程中脫離灑落出來；螺旋輸送軸能夠將由上料斗內成堆的干茶進行打散分離開來，在螺旋輸送軸自轉帶動作用下，干茶能夠在螺旋輸送軸內進行上下翻轉并逐漸向前輸送進入下料斗內；實現干茶在翻轉過程中充分散開。

作為優(yōu)選：所述熱交換器包括圓柱形殼體和分流板，所述圓柱形殼體呈臥式布置，所述分流板所在平面與圓柱形殼體的軸線相垂直，該分流板與圓柱形殼體的內圓間呈密封狀焊接在一起；

所述圓柱形殼體兩端焊接有第一橢圓封頭和第二橢圓封頭，第一橢圓封頭與分流板之間形成腔室；在該腔室的中間位置設置有一分程隔板，將該腔室分為余熱進腔和余熱出腔；

其中：分程隔板與分流板相垂直，分程隔板與分流板之間以及分程隔板與第一橢圓封頭之間呈密封狀焊接在一起；

第一橢圓封頭上設置有余熱進口和余熱出口，該余熱進口、余熱出口分別與余熱進腔和余熱出腔相連通；該熱交換器能夠充分利用物料分離旋風分離器中的余熱，達到節(jié)能節(jié)排的效果；

在靠近第一橢圓封頭的圓柱形殼體頂部設置有與殺菌盤管相連通的出風口，靠近第二橢圓封頭的圓柱形殼體底部設置有與輸送風機相連通的進風口；

在分流板上均勻設置有通孔，圓柱形殼體內設置有呈臥式布置的多個彎曲形換熱管，這些彎曲形換熱管一端分別呈密封狀固定焊接在與余熱進腔連通的分流板通孔內，其另一端分別呈密封狀固定焊接在與余熱出腔連通的分流板通孔內；

在圓柱形殼體內設置有多個折流板，這些折流板的板面與分流板平行，每個折流板呈扇形狀，相鄰兩個折流板呈一上一下交替狀布置。

使用狀態(tài)下，余熱進口與從物料分離旋風分離器中回收的余熱連接，進風口與輸送風機連接，出風口與殺菌盤管連接；工作時，回收的余熱從第一橢圓封頭上的余熱進口先進入余熱進腔，再經分流板上的通孔進入彎曲形換熱管，流過彎曲形換熱管和余熱出腔后從第一橢圓封頭的余熱出口流出。

由輸送風機鼓入的自然風則從圓柱形殼體一端底部的進風口進入圓柱形殼體內，在圓柱形殼體內被彎曲形換熱管及其內的余熱加熱后從圓柱形殼體另一端頂部的出風口流出，以此實現了對自然風加熱為熱風輸送進入殺菌盤管內。

本發(fā)明是主要根據茶葉的三大特性：

(1)吸濕性：因為茶葉存在著很多親水性的成分，如糖類、多酚類、蛋白質、果膠質等。同時茶葉又是多孔性的組織結構，這就決定了茶葉具有很強的吸濕性。為了防止茶葉水分的增高，必須控制倉庫的相對濕度。據有關單位測驗表明，茶葉的平衡水分與相對濕度呈正比關系。相對濕度在30％時，茶葉的平衡水分為4.8％，相對濕度在40％時，茶葉的平衡水分為6.3％，相對濕度在60％時，茶葉的平衡水分為8.3％，相對濕度在70％時，茶葉的平衡水分為9.6％，相對濕度在80％時，茶葉的平衡水分為12％，相對濕度在90％時，茶葉的平衡水分為17％。

而且茶葉在貯存過程中，一般控制在6％以內，才能防止茶葉極快氧化。水分含量越低，就越能保存茶葉品質。因此，茶葉儲存的相對濕度適宜控制在35％～40％以內。

(2)陳化性：一般紅、綠茶隨保管時間的延長而質量逐漸變差，如色澤灰暗，香氣減低、湯色暗渾，滋味平淡等。通常把這一變化稱為“陳化”。它是成分發(fā)生變化的一個綜合表現。茶葉之所以會陳化，最重要的原因是氧化作用的結果。首先由于酚類發(fā)生變化，其中有的成分由水溶性氧化為不溶性的化合物質，因而造成湯色顯渾暗，滋味變平淡，芳香物質因氧化失去其芳香性，而使茶葉的香氣減低，脂類成分經水解，產生游離脂肪酸，再經氧化并水解，會形成一種“陳味”。這些變化綠茶更為明顯。促使茶葉陳化的因索很多，如含水量增加，濕度的升高，包裝不嚴，長期與空氣接觸或經過日曬等，都會顯著地加速茶葉的陳化。

(3)吸味性：茶葉吸收異味的性能，是由于茶葉中含有棕櫚酸、稀萜類等物質及其組織結構的多孔性所造成的。人們正是根據茶葉這一特征，一方面自覺地利用它來窖制各種花茶，以提高飲用價值，另一方面又要嚴禁茶葉同有異味、有毒性的物品一起存放和裝運，避免使茶葉率味和污染。

水分是促進茶葉成分化學反應的溶劑，水分越多，茶葉中有益成分擴散移動和相互作用就越顯著，茶葉的陳化變質也就越迅速。因此，在貯存過程中，一般控制在6％以內，才能防止茶葉極快氧化。水分含量越低，就越能保存茶葉品質。

溫度的作用主要在于加快茶葉的自動氧化，溫度愈高，變質愈快。茶葉一般適宜低溫冷藏，這樣可降低茶葉中各種成分氧化過程。一般以10度左右貯存效果較好，如降低到0度至5度，則貯存更好。

本發(fā)明的基本原理如下：

加熱殺菌法有干熱和濕熱殺菌法兩種。干熱方式是利用高溫空氣或間接加熱進行殺菌處理；濕熱方式是利用水蒸汽進行殺菌處理。他們之間具有明顯的不同效果。例如：在對生胞梭菌(clostridiumsporogens)進行加熱殺菌時，120℃時候(指將90％的微生物殺死所需要的時間)，干熱方式需要115～195分鐘，而濕熱方式僅需要0.18～1.45分鐘。顯而易見，濕熱方式優(yōu)于干熱方式。

但是，用濕熱殺菌方法對干茶進行處理的時候，由于水分的增加和結塊現象的發(fā)生，殺菌后必須進行再干燥和分解作業(yè)，另外，對于吸附性和吸濕性強的干茶來說，容易在工藝裝置內形成附著物和堵塞殺菌盤管，從而導致整個工藝裝置不能正常運行。

綜上所述，為了確保殺菌效果和實際操作可能性，采用具有干熱和濕熱兩種特性的(過熱蒸汽)進行干茶的殺菌加工是最為理想的方法。

在0.2mpa·g的壓力下，將水加熱，到了133℃成為飽和水蒸汽，再繼續(xù)加熱，就變成了過熱水蒸汽。如果加溫到180℃，這個點的狀態(tài)就稱為0.2mpa·g，180℃的過熱蒸汽。他和飽和溫度133℃之間的差(47℃)就稱為過熱度。

適當的過熱度過熱水蒸汽具有干熱和濕熱兩者的長處。被殺菌干茶不會增加多余的水分，發(fā)揮濕熱的殺菌效果?？梢赃M行極為安定的干茶殺菌處理。

本發(fā)明中采用高壓殺菌的原理是：

雖然干茶接受了過熱水蒸汽的濕熱，但是，干茶的品溫不會超過這個過熱水蒸汽的壓力狀態(tài)下的飽和溫度(此時133℃)。這是因為這些能量都被用于蒸發(fā)干茶原來含有的水分和在受到濕熱影響而增加的水分上了。也就是說，在水分蒸發(fā)延續(xù)的范圍內，干茶的品溫始終保持著飽和溫度。并且直到被排出到大氣環(huán)境中的同時還一邊蒸發(fā)一邊將溫度下降到大氣沸點100℃左右。殺菌溫度，也就是干茶的到達溫度并不是過熱水蒸汽溫度，而是于此相對應的壓力飽和溫度，因此，為了提高殺菌溫度，壓力的提高是必不可少的。如果是采用常壓的話，在含有水分的情況下，不可能將溫度升到100℃以上。殺菌盤管的水蒸汽壓力可以上升到max：0.3mpa·g。

本發(fā)明能夠在短時間內能夠達到殺菌效果的原理是：

主要有兩個原因。第一，在加熱媒體和干茶體之間采用了接觸效率極高的“氣流式”，第二，加熱媒體是濕熱的“過熱水蒸汽”。由此，高效率的熱傳遞在殺菌盤管內發(fā)生，并達到在短短的2～4秒內可以完成殺菌作業(yè)的效果。并且可以根據殺菌盤管的長度來控制干茶在殺菌盤管內殺菌時間以及與水蒸汽與干茶充分接觸時間。這樣在很短的時間內(一般是2～4s)完成蒸汽對干茶殺菌也同時有效地防止蒸汽與干茶過長時間地接觸而導致干茶被浸泡開而影響干茶本身的品質和口感。

本發(fā)明中的殺菌盤管以及物料分離旋風分離器的工作原理是：

預先設定的高溫高壓過熱水蒸汽，在蒸汽循環(huán)鼓風機或者輸送風機的作用下，以5～15m/s的高速在殺菌盤管中流動，并在加熱殺菌系統(tǒng)中作循環(huán)運動。干茶通過定量加料機投入殺菌盤管內。干茶在進入殺菌盤管以后，與過熱水蒸汽一起，一邊被分散形成浮游狀態(tài)，一邊被移送到排出口。在這移動瞬間，加熱殺菌過程同時被完成。最后在高壓旋轉器內被收集以后，再利用高壓排出，整個過程只要2～4s左右。

從物料分離旋風分離器排出的干茶多少會帶有點水蒸汽。因此，利用物料分離旋風分離器將其分離，并通過冷卻輸送，最后由成品回收旋流器將成品回收。

與現有技術相比，本發(fā)明的有益效果如下：

采用本發(fā)明的技術方案，在保證茶葉本身具有的品質質量的同時，能夠高效地殺菌滅菌。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的功能結構示意圖；

圖2～3是本發(fā)明的整體裝置結構示意圖；

圖4為本發(fā)明中加料機的結構示意圖。

圖5為本發(fā)明中加料機的螺旋輸送軸結構示意圖。

圖6～7為本發(fā)明中加料機的下料斗結構示意圖。

圖8為本發(fā)明中加料機的上料斗結構示意圖。

圖9～10為本發(fā)明中熱交換器結構示意圖。

具體實施方式

以下的實施例可以使本專業(yè)技術領域的技術人員更全面的了解本發(fā)明，但不以任何方式限制本發(fā)明。

如圖1至圖10所示，本發(fā)明提供一種蒸汽干茶殺菌工藝的具體實施例，如圖1～3所示：一種蒸汽干茶殺菌工藝，包括如下步驟：

步驟(1)、先將干茶加入到上料斗中，并通過加料機控制干茶均勻并定時定量地輸送進入殺菌盤管的進料口內；

步驟(2)、在0.2mpa·g的壓力下的蒸汽加熱器，將該蒸汽加熱器內的水進行加熱，達到133℃成為飽和水蒸汽，再繼續(xù)加熱至180℃，這個點的狀態(tài)就稱為0.2mpa·g、180℃的過熱水蒸汽；

步驟(3)、接著通過熱風正壓輸送干茶進入殺菌盤管，同時在殺菌盤管內以5～15m/s的高速注入步驟(2)中獲得的過熱水蒸汽，將茶葉原料與過熱水蒸汽充分混合，茶葉原料在殺菌盤管內被過熱水蒸汽沖擊并分散形成浮游狀態(tài)，發(fā)生換熱，并在2～4s時間內將殺菌后干茶輸送進入物料分離旋風分離器內進行分離，這樣殺菌后的干茶內總菌量將降低99.99％；同時將多余水蒸汽從物料分離旋風分離器頂部排出，熱交換器回收后的熱量用于冷風加熱，送到殺菌盤管的進風口；同時將受高溫后的干茶從物料分離旋風分離器的底部排出。

其中：將由步驟(3)中分離出來干茶物料再由冷風正壓輸送至冷風旋風分離器中，熱風從冷風旋風分離器的頂部排出，冷卻后的干茶從旋風分離器的底部排出，進行包裝即可。

如圖4～8所示：所述加料機包括上料斗20、第二伺服電機22、螺旋輸送軸24、下料斗27、翻轉氣缸272和旋轉計量板271，所述上料斗20用于實時收集由滾筒式烘干機輸送出來的烘干茶葉，上料斗20底端開設有的出料口21與螺旋輸送軸24的進料端相連通，所述第二伺服電機22用于驅動螺旋輸送軸24進行自轉，將由螺旋輸送軸24的進料端內烘干茶葉輸送到螺旋輸送軸24的出料端；第二伺服電機22通過電機固定座23安裝在支架28上；

如圖4～5所示：所述螺旋輸送軸24的出料端與下料斗27相連通，下料斗27內設有旋轉計量板271，由螺旋輸送軸24的出料端輸送出來的烘干茶葉下落到該旋轉計量板271上，翻轉氣缸272通過其前端設有的翻轉氣缸272芯與旋轉計量板271連接，該旋轉計量板271在翻轉氣缸272驅動作用下，旋轉計量板271能夠進行翻轉，以實現旋轉計量板271在其收集到預定重量的烘干茶葉后進行翻轉將這些烘干茶葉投送進入殺菌盤管內。

在茶葉的自身重力作用下，上料頭20內的茶葉能夠逐漸進入到螺旋輸送軸24內；螺旋輸送軸24包裹在外殼26內，以避免茶葉在螺旋輸送軸4翻轉過程中脫離灑落出來；螺旋輸送軸24能夠將由上料斗20內成堆的茶葉進行打散分離開來，在螺旋輸送軸24自轉帶動作用下，茶葉能夠在螺旋輸送軸24內進行上下翻轉并逐漸向前輸送進入下料斗27內；實現茶葉在翻轉過程中充分散開。

如圖9～10所示：所述熱交換器包括圓柱形殼體30和分流板34，所述圓柱形殼體30呈臥式布置，所述分流板34所在平面與圓柱形殼體30的軸線相垂直，該分流板34與圓柱形殼體30的內圓間呈密封狀焊接在一起；

如圖10所示：所述圓柱形殼體30兩端焊接有第一橢圓封頭371和第二橢圓封頭372，第一橢圓封頭371與分流板34之間形成腔室31；在該腔室31的中間位置設置有一分程隔板313，將該腔室31分為余熱進腔311和余熱出腔312；

其中：分程隔板313與分流板34相垂直，分程隔板313與分流板34之間以及分程隔板313與第一橢圓封頭371之間呈密封狀焊接在一起；第一橢圓封頭371上設置有余熱進口321和余熱出口322，該余熱進口321、余熱出口322分別與余熱進腔311和余熱出腔312相連通；該熱交換器能夠充分利用物料分離旋風分離器中的余熱，達到節(jié)能節(jié)排的效果；在靠近第一橢圓封頭371的圓柱形殼體30頂部設置有與殺菌盤管相連通的出風口332，靠近第二橢圓封頭372的圓柱形殼體30底部設置有與輸送風機相連通的進風口331；在分流板34上均勻設置有通孔341，圓柱形殼體30內設置有呈臥式布置的多個彎曲形換熱管36，這些彎曲形換熱管36一端分別呈密封狀固定焊接在與余熱進腔311連通的分流板34通孔341內，其另一端分別呈密封狀固定焊接在與余熱出腔312連通的分流板34通孔341內；在圓柱形殼體30內設置有多個折流板35，這些折流板35的板面與分流板34平行，每個折流板35呈扇形狀，相鄰兩個折流板35呈一上一下交替狀布置。

使用狀態(tài)下，余熱進口321與從物料分離旋風分離器中回收的余熱連接，進風口331與輸送風機連接，出風口332與殺菌盤管連接；工作時，回收的余熱從第一橢圓封頭371上的余熱進口321先進入余熱進腔311，再經分流板34上的通孔341進入彎曲形換熱管36，流過彎曲形換熱管36和余熱出腔312后從第一橢圓封頭371的余熱出口322流出。

由輸送風機鼓入的自然風則從圓柱形殼體30一端底部的進風口331進入圓柱形殼體30內，在圓柱形殼體30內被彎曲形換熱管36及其內的余熱加熱后從圓柱形殼體另一端頂部的出風口332流出，以此實現了對自然風加熱為熱風輸送進入殺菌盤管內。

需要強調的是：以上僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，凡是依據本發(fā)明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術方案的范圍內。