專利名稱：動態監測式黑茶發酵裝置及其黑茶發酵方法
技術領域：
本發明涉及一種茶葉發酵裝置及茶葉發酵方法。
背景技術：
安化黑茶，以其獨特的品質和保健功效越來越被廣大消費者認同，其加工過程分為黑毛茶初制和黑茶成品加工兩個階段。黑毛茶初制由茶農散戶完成，其中“渥堆”是黑毛茶初制的一道工序，是決定黑毛茶品質和影響生產效率的重要環節，事關茶農的經濟效益。茶葉渥堆俗稱發酵，實質上是以微生物活動為中心的一種生化作用，是生化動力(胞外酶)、物化動力(微生物熱)以及微生物自身代謝的綜合作用，即在濕熱、微生物及胞外酶三者的相互作用下塑造出黑茶特殊品質風味的過程。黑毛茶渥堆過程中逐漸出現顏色變化、 氣味冒出和溫度升高等外在特征，當茶葉由青色變化到近似黃褐色，并可聞到青香酒精味時，及認為達到了渥堆要求。黑毛茶渥堆不足和過度都是不利黑茶特殊品質形成的，這也是影響黑毛茶等級的重要因素。目前，茶農是通過眼看、鼻聞和手探來掌握翻堆和出堆時機， 即采用的是一種感官標準判斷法。這種傳統方法雖然可行，但也存在主觀判斷失誤、適度標準不規范以及渥堆時間偏長等問題。雖然現有技術中有渥堆裝置，但發酵不能實現動態監測控制，其發酵效果也難以符合安化黑茶生產標準要求。為了控制黑茶品質和提高生產效率，有必要對黑茶渥堆方法和機械裝置進行技術革新。
發明內容
本發明的目的在于公開一種能實現動態監測試的、發酵效果好的、能符合安化黑茶生產標準要求的黑茶發酵裝置及其黑茶發酵方法。本發明的技術解決方案是動態監測式黑茶發酵裝置及其黑茶發酵方法，設有外箱，其特殊之處在于在外箱內設有渥堆內桶，渥堆內桶的外端連接有從動輪，從動輪由電動機通過主動輪帶動從動輪帶動轉動而隨之轉動，在渥堆內桶上設有進料口蓋，在外箱的一側設有溫度監測器和酒度監測器，在外箱的頂部設有透氣塞和色度監測器，在外箱內的底部設有溫度調控器，在外箱左側設有控制盒。本發明的技術解決方案是動態監測式黑茶發酵裝置及其黑茶發酵方法，其特殊之處在于先將殺青揉捻后的茶葉放入渥堆內桶內，蓋上內桶蓋，合上外桶，打開電源開關， 啟動溫度調控器，將箱內溫度加熱到23—觀C，啟動電機，讓渥堆內桶慢慢轉動，茶葉在桶內自然發酵，當茶葉發酵至溫度達到40 C—50 C、葉色變化光敏電阻達到17-19 kQ、醇類物質濃度達到110-140 ppm，發酵10-13小時，然后將發酵茶葉倒出進入干燥工序。本發明由于采用了以上技術方案，具有以下優點1.探索出了安化黑茶渥堆適度的監測指標體系及其指標。在黑茶渥堆原理和茶農經驗的基礎上，通過渥堆實驗研究認為可以采用色度、酒度和溫度的協同來構建安化黑毛茶渥堆適度的監測指標體系，并提出了 “三度”的監控指標，為幫助渥堆作業的茶農從感官判斷進化到物理指標監測提供了先進的技術支持；2.優化渥堆環境。采用發酵溫度可調的外箱內桶式結構，營造出可調控的、均
3衡的渥堆小環境，有利微生物的生長；3.改變渥堆方式。采用渥堆圓桶低速轉動的渥堆方式，使茶葉與氧氣動態接觸，加劇生化作用。而且這種方式不需要安排傳統的翻堆工步，能縮短作業時間；4.改變監測手段。采用物理指標監測來代替傳統感官判斷手段，能夠科學、 客觀、方便地提供渥堆適度信息；5.發酵均勻適度，可防止了發酵過頭，比使統渥堆時間縮短了 8—12小時，茶葉的品質(色、香、味)均提升較大，使發酵效果符合安化黑茶生產標準要求；6.裝置結構簡單，操作方便、成本低廉，易于推廣應用。
圖1為動態監測式黑茶發酵裝置的主視結構示意圖； 圖2為動態監測式黑茶發酵裝置的俯視結構示意圖3動態監測式黑茶發酵裝置的控制面板結構示意圖4動態監測式黑茶發酵裝置控制電原理圖5本發明動態監測式黑茶發酵裝置黑茶發酵的特征值曲線圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明作進一步的說明。實施例如附圖所示，動態監測式黑茶發酵裝置，設有外箱[5]，外箱[5]可以為上下剖分式結構，外箱[5]內設有渥堆內桶[14]、 [16]，兩渥堆內桶的一端分別與從動輪[9]、[13]相連，由電動機[11]通過主動輪[10]帶動從動輪[9]、[13]轉動，渥堆內桶可以彩圓桶結構。在渥堆內桶上設有進料口蓋[15]， 蓋[15]采用透明有機玻璃，可供色度檢測。在外箱的一側設有溫度監測器[8]和酒度監測器[12]，傳感器可以伸入內桶的內部，以測試桶中心處的溫度和酒度。在外箱的頂部設有透氣塞[3]和色度監測器W]，在外箱內的底部設有溫度調控器W]，在外箱左側設有控制盒[1]。控制盒[1]內設有控制面板[18]，控制面板[18]上依次設有與控制電路相連的堆內溫控儀[17]、報警指示燈[19]、加熱指示燈[20]、色變指示燈[21]、檢測轉換[22]、電源開關[23]、指示電表[24]。電源選用輸入220V、輸出12V、1A的開關電源；溫度調控器[6] 采用雙金屬片調節器，限溫可調；堆內溫控儀[17]采用XMT系列數字顯示儀；酒度監測器 [12]選用TP-3C酒敏傳感器；色調傳感器自制，采用三只綠色發光二極管、可調電阻、光敏電阻各一只，用綠色發光二極管組件去照射茶葉、用帶綠色過濾片的光敏管去接收茶葉的反射光線，茶葉從“暗綠”到“黃褐”時，反射到光敏管上的光線發生變化，從而光敏管的電阻值不同，即由色調的變化轉化為電阻值的變化；溫度調控器[6]采用兩支220V/300W鹵素管加熱器；顯示儀器用mA表改裝。控制電路由電源電路、酒氣味檢測電路、茶葉電阻檢測電路、顏色變化檢測電路、 溫控電路所組成。電源電路由源變換器提供12V直流輸出，按至自制電路12V輸入端，三端穩壓器7809為本控制電路提供9伏直流穩壓，三端穩壓器7805為酒敏傳感器提供5伏直流穩壓，作加熱電源。酒氣味檢測電路由半導體酒精傳感器MQ-3、三極管BG1、BG2、電阻R1、 R2、電容Cl等元件構成。當傳感器MQ-3所處環境中存在酒精蒸汽時，傳感器的電導率隨空氣中酒精氣體濃度的增加而增大。12V電源經R7加到MQ-3，R7、MQ-3、R8形成分壓器。渥堆發酵開始時，茶葉內無酒精氣味，MQ-3阻值大，R8上電壓小，BGl不導通。接近渥堆發酵適度時，茶葉內產生“甜酒香氣味”，酒精濃度升高，MQ-3阻值變小，R8上電壓增大，BGl導通電位降低，BG2跟隨導通，通過Dl向繼電器供電，接通報警燈、啟動排氣風扇降溫，防止發酵過頭；與此同時，發光二板管D4被點亮，顯示的信息是“酒氣味濃度”達標， R9與D4串聯，為限流電阻；茶葉電阻檢測電路由茶堆內探針電阻R12、三極管BG3、BG4、電阻R3、R4、電容C2等元件構成。R11、D5、D6串聯，提供1. 4V穩壓，經茶葉電阻R12、可調電阻Wl組成的分壓器為BG3提供偏壓。接近渥堆發酵適度時，茶葉內呈現出弱酸性，基導電性會增強，R12阻值減小，Wl上的電壓增大，BG3導通、集電極電位降低，BG4跟隨導通，通過D2 向繼電器供電，接通報警燈、啟動排氣風扇降溫，防止發酵過頭；經實際測量發現，茶葉內探針間電阻值有不穩定現象，此電路可作為開發“黑茶渥堆PH值檢測電路”的備用電路。顏色變化檢測電路由可調電阻W2、綠色發光二極管D7、D8、D9、光敏電阻R13、三極管BG5、BG6、 電阻R5、R6、電容C3等元件構成，Rl 1、D5、D6串聯，提供的1. 4V穩壓，經可調電阻W3、光敏電阻R13構成的分壓器電路，為BG5提供偏壓。W2、D7、D8、D9構成綠光照明電路，經茶葉反射后照到光敏電阻R13上。剛開始渥堆時，茶葉為深綠色，被綠光照射后反光強，光敏電阻阻值小，壓降小，BG5基極偏壓低，不導通，BG6也不導通；渥堆適度時，茶葉變為黃褐色，被綠光照射后反光弱，光敏電阻阻值大，壓降大，BG5基極偏壓高，BG5導通、集電極電位降低， BG4跟隨導通，通過D3向繼電器供電，接通報警燈、啟動排氣風扇降溫，防止發酵過頭；測量電路由測量轉換開關K、mA電流表、限流電阻RlO組成。K確定毫安表的測量指標是酒精氣濃度還是茶葉內電阻值。“茶葉電阻檢測電路”改作“黑茶渥堆PH值檢測電路”時，電表內相應的“茶內電阻”改為“茶葉PH值”。溫控電路采用市場產品欣靈牌XMTG-3002 PT100型溫控儀，控制模式機械式溫度控制器，溫度范圍299 (°C)，工作電壓；220 (V)0
用動態監測式黑茶發酵裝置進行黑茶發酵方法，其步驟是先將殺青揉捻后的茶葉放入渥堆內桶內，蓋上內桶蓋，打開電源開關，啟動溫度調控器，將箱內溫度加熱到23_觀C 后停止，啟動電機，讓渥堆內桶慢慢轉動，茶葉在桶內自然發酵，當茶葉發酵至溫度達到 40 C—50 C、葉色變化光敏電阻達到17-19 k Ω、醇類物質濃度達到110-140 ppm，發酵 10-13小時，然后將發酵茶葉倒出進入干燥工序。茶葉發酵的最佳溫度為45 C，葉色變化光敏電阻最佳為18 kQ，醇類物質最佳濃度為130ppm。
本發明的實驗數據如下 發酵時間與溫度變化數據表
權利要求
1.動態監測式黑茶發酵裝置及其黑茶發酵方法，設有外箱[5]，其特征在于在外箱 [5]內設有渥堆內桶[14]、[16]，渥堆內桶[14]、[16]的外端分別與從動輪[9]、[13]相連，從動輪由電動機[11]通過主動輪[10]帶動從動輪[9]、[13]轉動而隨之轉動，在渥堆內桶上設有進料口蓋[15]，在外箱[5]的一側設有溫度監測器[8]和酒度監測器[12]，在外箱[5]的頂部設有透氣塞[3]和色度監測器W]，在外箱[5]內的底部設有溫度調控器 W]，在外箱[5]左側設有帶控制電路的控制盒[1]。
2.根椐權利要求1所述的動態監測式黑茶渥堆裝置，其特征在于外箱[5]可以為上下剖分式結構。
3.根據權利要求1所述的動態監測式黑茶發酵裝置及其黑茶發酵方法，其特征在于 先將殺青揉捻后的茶葉放入渥堆內桶內，蓋上內桶蓋，合上外桶，打開電源開關，啟動溫度調控器，將箱內溫度加熱到23—觀C，啟動電機，讓渥堆內桶慢慢轉動，茶葉在桶內自然發酵，當茶葉發酵至溫度達到40 C—50 C、葉色變化光敏電阻達到17-19 kQ、醇類物質濃度達到110-130 ppm，發酵10-13小時，然后將發酵茶葉倒出進入干燥工序。
4.根據權利要求3所述的動態監測式黑茶發酵裝置及其黑茶發酵方法，其特征在于 茶葉發酵溫度45 C，葉色變化光敏電阻為18 k Ω、醇類物質濃度為130 ppm。
全文摘要
動態監測式黑茶發酵裝置及其黑茶發酵方法涉及一種茶葉發酵設備和黑茶發酵方法。其特殊之處在于設有外箱和可轉動的渥堆內桶，在渥堆內桶上設有進料口蓋，在外箱上設有溫度監測器、酒度監測器、透氣塞、色度監測器、溫度調控器和控制盒。先將殺青揉捻后的茶葉放入渥堆內桶內，啟動溫度調控器，將箱內溫度加熱到23-28 C，啟動電機，讓渥堆內桶慢慢轉動，茶葉在桶內自然發酵，當茶葉發酵至溫度達到40 C-50 C、葉色變化光敏電阻達到17-19kΩ、醇類物質濃度達到110-140ppm，發酵10-13小時，然后將發酵茶葉倒出進入干燥工序。具有發酵均勻適度、時間短，質量好，發酵桶結構簡單、監控方便，是黑茶發酵的一大進步。
文檔編號A23F3/08GK102232439SQ201110140118
公開日2011年11月9日 申請日期2011年5月27日 優先權日2011年5月27日
發明者龔燁 申請人:龔燁