茶叶机械红外加热技术的应用与优化方向

张祖德 张世民 胡文号 章立斌

（安徽绿源机械科技股份有限公司，安徽宣城 242000）

红外加热技术是20 世纪70 年代兴起的一种辐射加热技术，其主要是通过红外线传递能量，产生辐射，使物体内部分子、原子在共振效应下，产生强烈振动旋转，进而提升物体温度[1-2]。目前，红外加热技术在各领域的应用已经非常广泛，其在茶叶机械加热程序中，也体现出了一系列突出的应用优势。对茶叶机械红外加热技术的研究与探索，也是茶叶机械技术升级和创新发展的可行选择。

1 茶叶机械红外加热技术的应用优势

1.1 茶叶加热效率更高 在茶叶生产加工中，加热处理是必不可少的，传统茶叶加热方式主要是使用锅炒、滚筒加热、加热槽加热、高温蒸汽加热等手段，达到加热的目的，这些加热手段普遍需要一定的中间介质进行传热，且受介质导热能力、导热均匀性、热源供热均匀性等因素的影响，常导致加热效率不高，茶叶生产加工周期较长。在茶叶机械化生产中，加强红外加热技术的应用，开发红外加热茶叶机械设备或完善原有设备的红外加热功能，可以较有效地提高茶叶加热效率。从红外加热原理来看，其主要为辐射加热的方式，可以直接作用于茶叶表面，不需要中介介质导热，通过红外波长的合理控制，还能够更容易实现对茶叶的全面、均匀加热，在较大量的茶叶加热处理中也能够保证其良好的加热效率。

1.2 更能保证茶叶质量 加热环节对茶叶的质量是具有重要的影响，在茶叶加热加工中，如加热不足、加热不均、加热过度或加热时间控制不当，就可能导致酶活性抑制效果不良、干燥度不足、易氧化、有异味、缺少香气，茶叶质量和品质也下降。红外加热技术在应用中，能够提高加热效率，在较短时间内达到良好的加热效果，也能够保证茶叶加热的均匀度，在加热程度、温度的控制上相对更精准，可以更方便地根据茶叶品类、加热需要进行调控。同时，由于减少了中间导热介质的应用，还能够避免中间介质导热不均、材质不良、热源供热不均对茶叶品质的影响，这就能够更好地保证茶叶的生产质量，这也是茶叶机械红外加热技术应用优势的重要体现。

1.3 更具经济性和环保性 在传统茶叶加工过程中，萎凋、杀青、烘焙等环节都可能需要加热处理，使用传统加热工艺需要花费较多的人工成本和时间成本进行加热操作，而加热所需的热源大多为燃料燃烧提供，不仅需要投入燃料成本，还会产生能源消耗和环境污染物，且如果操作人员的技术不到位、经验不足，就可能导致茶叶品质不良，难以卖上好价钱，长远来看其需要投入的整体成本是较高的。借助茶叶机械设备中的红外加热技术进行茶叶加工，不仅加热效率高、时间短、不需要准备中间介质，在能源消耗上也要远低于传统加热方式，对人工操作的需求也较低，可以大大节约人工成本和时间成本。虽然机械设备的价格较为昂贵，但在人工成本逐年增加、茶叶生产规模持续扩大的总体趋势下，红外加热具有良好的长远经济效益，而其不适用燃料加热，对于环境的污染影响也极其微小，具有环保性的优势。

2 茶叶机械红外加热技术的应用途径

2.1 基于红外加热技术的茶叶萎凋工艺 加热萎凋加工是茶叶加工中的一道重要工序，其主要通过持续恒温加热使青茶逐渐蔫萎，失去水分，去除茶叶的青草气，这也是茶叶产生醇香的前提。在茶叶机械红外加热的应用中，可以使用红外加热优化茶叶萎凋工艺，在具体实践中，温度设定为40℃，辐射功率设定为1 kW，同时依据原工艺规范开展其他操作。红外加热技术在萎凋加工中应用时，由于红外线具有一定的传统性，且红外线加热主要是调动物体内部分子、原子的共振运动，因而可以保证茶叶内部组织的均匀全面加热，相较于传统由外而内的导热方式，更容易提高萎凋加工的质量，保证茶叶的品质。

2.2 基于红外加热技术的茶叶杀青工艺 杀青加工的目的是对茶叶酶活性进行有效抑制，避免茶叶在后续加工和保存中出现氧化，传统茶叶杀青工艺大多采取锅炒或滚筒加热方式，这对于操作者的经验和技术水平都有着较高的要求，如加热杀青不足，就会导致酶活性抑制效果不理想，易造成茶叶氧化，如加热过度，则可能对茶叶造成破坏，还可能导致茶叶产生异味。在杀青工艺中，红外加热技术可以同微波加热技术配合使用。在实际操作中需要控制好微波与红外线的功率及及加热时间，这些都需要通过实验进行精准确定。以春茶的杀青工艺为例，较为适宜的功率设置为微波功率10 kW、红外线加热功率设置为6 kW，两者适宜的加热时间均为1.5 min，而每次杀青处理投入的茶叶量，以500 g/min 为宜。通过红外加热技术与微波加热技术相结合的杀青处理，更能够保持茶叶的醇香气息，且茶叶外观也更好。

2.3 基于红外加热技术的茶叶烘焙及提香工艺 在茶叶烘焙工艺环节中，以往的烘焙技术主要有炒制和热风干燥等，烘焙加工后容易造成茶叶外观色泽下降，还可能损失其茶香。使用红外加热技术进行茶叶的烘焙干燥，能够避免对茶叶的过度加热，并保证茶叶受热均匀，其加热速度和干燥效率都较快，不仅有利于节约加工作业时间，还能够减少对茶叶外观色泽的影响，加工出来的茶叶表面更加润泽，成色更优。同时，在红外加热技术下，茶叶失水速度更加均匀，不易出现因快速失水导致的茶香损失，这也更有助于对茶叶的提香，使茶叶色、香、味俱全，更好地满足消费者的品茶、赠礼等多元需求。

3 茶叶机械红外加热技术的优化方向

3.1 对设备智能化连续作业功能的优化 目前，市面上出现的茶叶机械设备多种多样，以红外加热技术为基础或带有红外加热功能的设备也较多，但整体来看，设备的智能化水平还相对较低，自动连续作业能力存在不足。在未来茶叶机械红外加热技术优化中，可以在保证红外加热功能正常发挥的情况下，对红外加热茶叶设备的智能化控制功能进行开发，增加智能化模块，建立完整的连续作业工艺流程，减少茶叶机械加工过程中对人工操作的依赖，并进一步提高加工作业的效率。

3.2 对设备制造及维护成本的优化 目前，市面上的红外加热茶叶机械设备在售价上相对较为昂贵，且使用过程中的维修养护成本也相对较高，这也是限制茶叶机械红外加热技术推广的一个重要因素。因此，在未来茶叶机械红外加热技术的优化发展中，还需要加强技术成本控制，通过技术创新和优化机械制造工艺，降低茶叶机械设备的生产成本。同时，还要考虑维修养护的便捷性以及工艺的标准化，降低维修养护成本，促进茶叶机械红外加热技术的有效推广应用。

4 结语

茶叶机械红外加热技术的应用是茶叶生产现代化的重要趋势，也是提升我国茶叶品质层次的重要手段。目前，茶叶产品及茶文化已经逐步在世界范围内得到推广，而要使中国茶叶得到世界上更多人的认可，既要着力提高茶叶的品质，也要注重提高生产加工效率和工艺完善性，加强红外加热技术等各类先进技术的融入和应用，将能够为中国茶产品真正走向世界提供更有力的支持。