春茶的采摘已經(jīng)開始,許多茶廠現(xiàn)在已經(jīng)不局限于茶葉的生產(chǎn)銷售了,更多人將茶葉深加工作為新的盈利增長點,目前茶葉深加工的產(chǎn)品還很少,而門檻相對較低的就是茶粉的生產(chǎn)了,而超微茶粉和抹茶作為茶粉中最好的產(chǎn)品其生產(chǎn)過程有著許多制約因素,今天我們就把茶粉生產(chǎn)的關(guān)鍵一環(huán)---茶葉超微粉碎拿出來單獨為大家講解,哪些關(guān)鍵點和關(guān)鍵因素是茶葉超微粉碎機使用時所必須關(guān)注的。
需要準備的材料與操作方法。
1.1主要儀器與主要原料。
儀器:LA2920型激光衍射粒度分析儀,某公司的噴射氣流超微粉碎機,粗粉碎機(雙軸微粉碎機 )等。
原料:市售普通袋裝綠茶。
1.2實驗方法。
茶葉首先進行干燥處理,粗粉碎后用氣流式粉碎機進行超微粉碎。影響氣流式粉碎機粉碎效果的操作參數(shù)主要有粉碎工質(zhì)壓力,進料速度,分級輪分選頻率,粉碎次數(shù)等。分別對其進行研究,通過激光衍射粒度分析儀測定其粒度分布,最后確定最佳實驗條件。
實驗結(jié)果與討論。
2.1工質(zhì)壓力對粉碎效果的影響。
粉碎工質(zhì)壓力指的是經(jīng)除油除水后進入粉碎機超音速噴嘴入口的干空氣的表壓力。
在其它條件不變的情況下,提高工質(zhì)壓力,則加工物料的產(chǎn)量增加,粒度變細。這是因為氣流式粉碎機的工作原理是利用高音速,高能量氣流使物料之間,物料與氣體之間,物料與器壁之間發(fā)生相互碰撞,摩擦,剪切,沖擊,擠壓等物理作用,從而達到粉碎的目的。粉碎工質(zhì)壓力提高使噴嘴出口氣流速度提高,從而提高被粉碎物料的速度,顆粒獲得的動能增加,使顆粒碰撞的能量增加,粉碎產(chǎn)品粒度變細。
但是從表1中可以看到,工質(zhì)壓力增加到0.7MPa時,粒度的減小趨緩。這是因為噴嘴出口速度與噴射壓力并非線性關(guān)系,當工質(zhì)壓力超過一定值時,打破了噴嘴前后的壓力比,從而可能在粉碎室產(chǎn)生激波,氣相穿過激波時速度下降,固相速度幾乎不變,氣固相的速度差導致固相撞擊速度下降而影響了粉碎效果。因此,工質(zhì)壓力應(yīng)有一最優(yōu)值,從表中數(shù)據(jù)可知最佳粉碎工質(zhì)壓力為0.7MPa. 2.2進料速度對粉碎效果的影響。
進料速度是影響粉碎效果的重要參數(shù)之一。進料速度的大小決定粉碎室每個顆粒受到的能量大小。當加料速度過小,粉碎室內(nèi)顆粒數(shù)目不多時,顆粒碰撞機會下降,顆粒粒徑變大;當進料速度過大時,粉碎室內(nèi)顆粒濃度增加,每個顆粒所獲得的動能減少,導致由碰撞轉(zhuǎn)變成顆粒粉碎的應(yīng)變能變小,顆粒粒徑增加粒度分布變寬,因此尋找最佳進料速度是很重要的。本次實驗中所用設(shè)備的進料速度為一定值。
2.3分級輪分選頻率對粉碎效果的影響。
不同分選頻率下得到超微茶粉的情況如表2所示。從表中可以看出,隨著分選頻率的增大,粉體的粒徑D50和D90越來越小,呈線性關(guān)系。分選頻率越大粒子在離心場中受到的離心力越大,粉碎次數(shù)越多,因此其粒度越小。
茶葉顆粒粒徑的大小直接影響著水浸出物,茶多酚,纖維素,氨基酸,咖啡堿等的溶出速度和溶出率。作為飲用的茶粉,一般要求顆粒越細越好。一則因其具有較好的溶解性和穩(wěn)定性,二則粒徑細可以改善纖維素的不良口感。但是文獻表明,當茶粉過細時,其茶多酚含量,水浸出物含量都不理想。
且過細的茶粉會使一些難溶性成分較多溶出,影響滋味和口感。當其粒徑小于5μm時用水沖服則能全部被飲用,并被腸胃直接吸收。應(yīng)用到其它食品方面時粒度為300目以下(約60μm)即可。從節(jié)省能源提高產(chǎn)量的實際出發(fā),在達到產(chǎn)品要求的情況下,沒有必要一味追求更細的粉體,因此從表2中數(shù)據(jù)確定分選頻率為25Hz. 2.4粉碎次數(shù)對粉碎效果的影響。
有些產(chǎn)品對于粒徑和粒度分布有很高的要求,往往通過1次粉碎不能達到目的,那么就需要對其進行2次甚至3次粉碎。但是,在各種影響因素固定的條件下,粉碎的環(huán)境是不變的,變的只是粉碎的次數(shù)。這樣,隨著一次次的反復粉碎,產(chǎn)品的粉碎最終會達到一種平衡狀態(tài)。在這種平衡狀態(tài)中,粉碎旋流和分級旋流穩(wěn)定不變,它們對產(chǎn)品的粉碎和分級作用不會有變化。
在粉碎旋流中,氣流的流速以及物料之間的碰撞幾率沒有大的變化,所以產(chǎn)品的粉碎效果在經(jīng)歷幾次反復的粉碎之后,不會有大的變化;在分級旋流中,顆粒受到氣流排出的作用力和離心力也是不變的。所以,這時的分級只能篩選出固定粒徑的顆粒,不會隨著反復的粉碎篩選出更細小的顆粒。一定條件下經(jīng)過不同次數(shù)粉碎得到超微粉的粒徑分布情況如表3所示。對比其中數(shù)據(jù)可知它們的粒徑D50和D90變化不大,只是經(jīng)過3次粉碎的超微粉粒度分布更加集中,篩選出更多數(shù)量固定粒徑附近的顆粒。因此,在生產(chǎn)中想要通過反復粉碎來提高產(chǎn)品的粉碎效果是不經(jīng)濟的,以不超過2次為宜,本次實驗中采用粉碎1次的方法。
結(jié)論。
通過上述工藝參數(shù)比較分析,茶葉超微粉碎最佳工藝條件為:工質(zhì)壓力0.7MPa,分選頻率為25 Hz,粉碎1次。在此條件下得到超微細茶粉D50和D90分別為12.41μm和40.21μm,且粒度分布集中。茶葉超微粉碎是茶葉深加工的一種新手段,新思路,它對于拓展茶葉的應(yīng)用領(lǐng)域,提高茶原料的利用率,開發(fā)茶葉新產(chǎn)品均具有重要的促進作用。
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