动态监测式黑茶发酵装置及其黑茶发酵方法

摘要

动态监测式黑茶发酵装置及其黑茶发酵方法涉及一种茶叶发酵设备和黑茶发酵方法。其特殊之处在于设有外箱和可转动的渥堆内桶，在渥堆内桶上设有进料口盖，在外箱上设有温度监测器、酒度监测器、透气塞、色度监测器、温度调控器和控制盒。先将杀青揉捻后的茶叶放入渥堆内桶内，启动温度调控器，将箱内温度加热到23-28˚C，启动电机，让渥堆内桶慢慢转动，茶叶在桶内自然发酵，当茶叶发酵至温度达到40˚C-50˚C、叶色变化光敏电阻达到17-19kΩ、醇类物质浓度达到110-140ppm，发酵10-13小时，然后将发酵茶叶倒出进入干燥工序。具有发酵均匀适度、时间短，质量好，发酵桶结构简单、监控方便，是黑茶发酵的一大进步。

权利要求

1.动态监测式黑茶发酵装置，设有外箱[5]，其特征在于：外箱[5]为上下剖分式结构，在外箱[5]内设有渥堆内桶[14]、[16]，渥堆内桶[14] 、[16]的外端分别与从动轮[9]、[13]相连，从动轮由电动机[11]通过主动轮[10]带动从动轮[9]、[13]转动而随之转动，在渥堆内桶上设有进料口盖[15]，盖[15]采用透明有机玻璃，供色度检测，在外箱[5]的一侧设有温度监测器[8]和酒度监测器[12]，在外箱[5]的顶部设有透气塞[3]和色度监测器[4]，在外箱[5]内的底部设有温度调控器[6]，在外箱[5]左侧设有带控制电路的控制盒[1]。

2.采用权利要求1所述的动态监测式黑茶发酵装置的黑茶发酵方法，其特征在于：先将杀青揉捻后的茶叶放入渥堆内桶内，盖上内桶盖，合上外桶，打开电源开关，启动温度调控器，将箱内温度加热到23—28�C，启动电机，让渥堆内桶慢慢转动，茶叶在桶内自然发酵，当茶叶发酵至温度达到40�C—50�C、叶色变化光敏电阻达到17-19 kΩ、醇类物质浓度达到110-130 ppm、发酵10-13小时，然后将发酵茶叶倒出进入干燥工序。

3.根据权利要求2所述的采用动态监测式黑茶发酵装置的黑茶发酵方法，其特征在于：茶叶发酵温度45�C，叶色变化光敏电阻为18 kΩ、醇类物质浓度为130 ppm。

说明书

动态监测式黑茶发酵装置及其黑茶发酵方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种茶叶发酵装置及茶叶发酵方法。

背景技术

[0002] 安化黑茶，以其独特的品质和保健功效越来越被广大消费者认同，其加工过程分为黑毛茶初制和黑茶成品加工两个阶段。黑毛茶初制由茶农散户完成，其中“渥堆”是黑毛茶初制的一道工序，是决定黑毛茶品质和影响生产效率的重要环节，事关茶农的经济效益。茶叶渥堆俗称发酵，实质上是以微生物活动为中心的一种生化作用，是生化动力(胞外酶)、物化动力(微生物热)以及微生物自身代谢的综合作用，即在湿热、微生物及胞外酶三者的相互作用下塑造出黑茶特殊品质风味的过程。黑毛茶渥堆过程中逐渐出现颜色变化、气味冒出和温度升高等外在特征，当茶叶由青色变化到近似黄褐色，并可闻到青香酒精味时，及认为达到了渥堆要求。黑毛茶渥堆不足和过度都是不利黑茶特殊品质形成的，这也是影响黑毛茶等级的重要因素。目前，茶农是通过眼看、鼻闻和手探来掌握翻堆和出堆时机，即采用的是一种感官标准判断法。这种传统方法虽然可行，但也存在主观判断失误、适度标准不规范以及渥堆时间偏长等问题。虽然现有技术中有渥堆装置，但发酵不能实现动态监测控制，其发酵效果也难以符合安化黑茶生产标准要求。为了控制黑茶品质和提高生产效率，有必要对黑茶渥堆方法和机械装置进行技术革新。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于公开一种能实现动态监测试的、发酵效果好的、能符合安化黑茶生产标准要求的黑茶发酵装置及其黑茶发酵方法。

[0004] 本发明的技术解决方案是：动态监测式黑茶发酵装置及其黑茶发酵方法，设有外箱，其特殊之处在于：在外箱内设有渥堆内桶，渥堆内桶的外端连接有从动轮，从动轮由电动机通过主动轮带动从动轮带动转动而随之转动，在渥堆内桶上设有进料口盖，在外箱的一侧设有温度监测器和酒度监测器，在外箱的顶部设有透气塞和色度监测器，在外箱内的底部设有温度调控器，在外箱左侧设有控制盒。

[0005] 本发明的技术解决方案是：动态监测式黑茶发酵装置及其黑茶发酵方法，其特殊之处在于：先将杀青揉捻后的茶叶放入渥堆内桶内，盖上内桶盖，合上外桶，打开电源开关，启动温度调控器，将箱内温度加热到23—28�C，启动电机，让渥堆内桶慢慢转动，茶叶在桶内自然发酵，当茶叶发酵至温度达到40�C—50�C、叶色变化光敏电阻达到17-19 kΩ、醇类物质浓度达到110-140 ppm，发酵10-13小时，然后将发酵茶叶倒出进入干燥工序。

[0006] 本发明由于采用了以上技术方案，具有以下优点：1．探索出了安化黑茶渥堆适度的监测指标体系及其指标。在黑茶渥堆原理和茶农经验的基础上，通过渥堆实验研究认为可以采用色度、酒度和温度的协同来构建安化黑毛茶渥堆适度的监测指标体系，并提出了“三度”的监控指标，为帮助渥堆作业的茶农从感官判断进化到物理指标监测提供了先进的技术支持；2．优化渥堆环境。采用发酵温度可调的外箱内桶式结构，营造出可调控的、均衡的渥堆小环境，有利微生物的生长；3．改变渥堆方式。采用渥堆圆桶低速转动的渥堆方式，使茶叶与氧气动态接触，加剧生化作用。而且这种方式不需要安排传统的翻堆工步，能缩短作业时间；4．改变监测手段。采用物理指标监测来代替传统感官判断手段，能够科学、客观、方便地提供渥堆适度信息；5．发酵均匀适度，可防止了发酵过头，比使统渥堆时间缩短了8—12小时，茶叶的品质（色、香、味）均提升较大，使发酵效果符合安化黑茶生产标准要求；6．装置结构简单，操作方便、成本低廉，易于推广应用。

附图说明

[0007] 图1为动态监测式黑茶发酵装置的主视结构示意图；

[0008] 图2为动态监测式黑茶发酵装置的俯视结构示意图；

[0009] 图3动态监测式黑茶发酵装置的控制面板结构示意图；

[0010] 图4动态监测式黑茶发酵装置控制电原理图；

[0011] 图5本发明动态监测式黑茶发酵装置黑茶发酵的特征值曲线图。

具体实施方式

[0012] 下面结合附图对本发明作进一步的说明。实施例如附图所示，动态监测式黑茶发酵装置，设有外箱[5]，外箱[5]可以为上下剖分式结构，外箱[5]内设有渥堆内桶[14]、[16]，两渥堆内桶的一端分别与从动轮[9]、[13]相连，由电动机[11]通过主动轮[10]带动从动轮[9]、[13]转动，渥堆内桶可以彩圆桶结构。在渥堆内桶上设有进料口盖[15]，盖[15]采用透明有机玻璃，可供色度检测。在外箱的一侧设有温度监测器[8]和酒度监测器[12]，传感器可以伸入内桶的内部，以测试桶中心处的温度和酒度。在外箱的顶部设有透气塞[3]和色度监测器[4]，在外箱内的底部设有温度调控器[6]，在外箱左侧设有控制盒[1]。控制盒[1]内设有控制面板[18]，控制面板[18]上依次设有与控制电路相连的堆内温控仪[17]、报警指示灯[19]、加热指示灯[20]、色变指示灯[21]、检测转换[22]、电源开关[23]、指示电表[24]。电源选用输入220V、输出12V、1A的开关电源；温度调控器[6]采用双金属片调节器，限温可调；堆内温控仪[17]采用XMT系列数字显示仪；酒度监测器[12]选用TP-3C酒敏传感器；色调传感器自制，采用三只绿色发光二极管、可调电阻、光敏电阻各一只，用绿色发光二极管组件去照射茶叶、用带绿色过滤片的光敏管去接收茶叶的反射光线，茶叶从“暗绿”到“黄褐”时，反射到光敏管上的光线发生变化，从而光敏管的电阻值不同，即由色调的变化转化为电阻值的变化；温度调控器[6]采用两支220V/300W卤素管加热器； 显示仪器用mA表改装。

[0013] 控制电路由电源电路、酒气味检测电路、茶叶电阻检测电路、颜色变化检测电路、温控电路所组成。电源电路由源变换器提供12V直流输出，按至自制电路12V输入端，三端稳压器7809为本控制电路提供9伏直流稳压，三端稳压器7805为酒敏传感器提供5伏直流稳压，作加热电源。酒气味检测电路由半导体酒精传感器MQ-3、三极管BG1、BG2、电阻R1、R2、电容C1等元件构成。当传感器MQ-3所处环境中存在酒精蒸汽时，传感器的电导率随空气中酒精气体浓度的增加而增大。12V电源经R7加到MQ-3，R7、MQ-3、R8形成分压器。渥堆发酵开始时，茶叶内无酒精气味，MQ-3阻值大，R8上电压小，BG1不导通。接近渥堆发酵适度时，茶叶内产生“甜酒香气味”，酒精浓度升高，MQ-3阻值变小，R8上电压增大，BG1导通量加大，集电极电位降低，BG2跟随导通，通过D1向继电器供电，接通报警灯、启动排气风扇降温，防止发酵过头；与此同时，发光二板管D4被点亮，显示的信息是“酒气味浓度”达标，R9与D4串联，为限流电阻；茶叶电阻检测电路由茶堆内探针电阻R12、三极管BG3、BG4、电阻R3、R4、电容C2等元件构成。R11、D5、D6串联，提供1.4V稳压，经茶叶电阻R12、可调电阻W1组成的分压器为BG3提供偏压。接近渥堆发酵适度时，茶叶内呈现出弱酸性，基导电性会增强，R12阻值减小，W1上的电压增大，BG3导通、集电极电位降低，BG4跟随导通，通过D2向继电器供电，接通报警灯、启动排气风扇降温，防止发酵过头；经实际测量发现，茶叶内探针间电阻值有不稳定现象，此电路可作为开发“黑茶渥堆pH值检测电路”的备用电路。颜色变化检测电路由可调电阻W2、绿色发光二极管D7、D8、D9、光敏电阻R13、三极管BG5、BG6、电阻R5、R6、电容C3等元件构成，R11、D5、D6串联，提供的1.4V稳压，经可调电阻W3、光敏电阻R13构成的分压器电路，为BG5提供偏压。W2、D7、D8、D9构成绿光照明电路，经茶叶反射后照到光敏电阻R13上。刚开始渥堆时，茶叶为深绿色，被绿光照射后反光强，光敏电阻阻值小，压降小，BG5基极偏压低，不导通，BG6也不导通；渥堆适度时，茶叶变为黄褐色，被绿光照射后反光弱，光敏电阻阻值大，压降大，BG5基极偏压高，BG5导通、集电极电位降低，BG4跟随导通，通过D3向继电器供电，接通报警灯、启动排气风扇降温，防止发酵过头；测量电路由测量转换开关K、mA电流表、限流电阻R10组成。K确定毫安表的测量指标是酒精气浓度还是茶叶内电阻值。“茶叶电阻检测电路”改作“黑茶渥堆pH值检测电路”时，电表内相应的“茶内电阻”改为“茶叶pH值”。温控电路采用市场产品欣灵牌XMTG-3002 PT100 型温控仪，控制模式：机械式温度控制器，温度范围：299（℃），工作电压；220（V）。

[0014] 用动态监测式黑茶发酵装置进行黑茶发酵方法，其步骤是：先将杀青揉捻后的茶叶放入渥堆内桶内，盖上内桶盖，打开电源开关，启动温度调控器，将箱内温度加热到23—28�C后停止，启动电机，让渥堆内桶慢慢转动，茶叶在桶内自然发酵，当茶叶发酵至温度达到40�C—50�C、叶色变化光敏电阻达到17-19 kΩ、醇类物质浓度达到110-140 ppm，发酵10-13小时，然后将发酵茶叶倒出进入干燥工序。茶叶发酵的最佳温度为45�C，叶色变化光敏电阻最佳为18 kΩ，醇类物质最佳浓度为130ppm。

[0015] 本发明的实验数据如下：

[0016] 发酵时间与温度变化数据表：

[0017]时间（时） 箱内温度 桶内温度 时间（时） 箱内温度 桶内温度
渥前 20 20 9 29 40
1 25 24 10 29 42
2 25 25 11 30 43
3 26 28 12 30 44
4 26 30 13 31 45
5 27 32 14 32 46
6 27 33 15 32 46
7 28 36 16 33 47
8 28 38 17 34 47

[0018] 发酵时间与醇类物质浓度变化表：

[0019]

[0020] 发酵时间与叶色变化、光敏电阻变化表：

[0021]