一种铁观音制作过程中香气的收集装置及其方法与流程

本发明涉及一种铁观音制作过程中香气的收集装置及其方法。

背景技术：

茶叶中的芳香物质称为“挥发性香气组分”，是茶叶中易挥发性物质的总称，是决定茶叶品质的重要因子之一。不仅成品茶叶有芳香物质，在鲜茶及制作过程中都能感受和检测到芳香特质的存在，至目前为止，已分离鉴定的茶叶芳香物质约有700种，但主要成份仅为数十种。有关研究资料表明，铁观音茶叶成品中香气主要成分有：乙酸乙酯、2－戊酮、苯乙醛、樟醇、苯甲醇、橙花叔醇、吲哚、α-法呢烯、植醇、丁酸-2-甲基-2-苯乙酯、丁酸苯乙酯、己酸-顺-3-己烯酯、水杨酸甲酯等，而制作过程中的茶叶香气往往成为一种浪费。

铁观音是乌龙茶系中的一种，其制作工艺较为独特，为半发酵型，制作工艺主要包括：采摘－晒青－堆青－摇青－凉青－炒青－揉捻－包揉－烘干。在制作过程中，茶叶中有机质在生物酶作用下发生了如脂质降解、偶联氧化、糖苷水解转化等复杂的生物化学反应，生成了数量种类繁多的芳香物质，正是这些物质形成了铁观音特殊香气。在铁观音制作的各道工序中，由于工艺条件不同，产生的香气也各异，体现在其化学组份及比例有一定的差异，特别是在炒青和烘焙工序中，由于温度较高，挥发生性成份受热更易于从茶叶中大量逸出，香味令人陶醉。

对铁观音制作的炒青和烘干两道工序所产生的香气成份进行检测分析表明，大部分成份的沸点在200℃左右甚至更高，即这些香气成份在常温或低温下不易挥发，只有在炒青和烘干过程中因为温度较高而挥发出来，形成独特的自然香味。

已有的关于茶叶香气的收集方法主要是检测分析香气化学成分时制作样品使用，有：静态顶空法、静态顶空—多聚物吸附法、溶剂提取法、超临界气体提取法、水蒸汽蒸馏—抽提法、连续蒸馏萃取法、吸附丝质法、冲泡—抽提法、柱吸附—溶剂洗脱法等，其中应用较多、较为成熟的全组分制样方法为减压水蒸气蒸馏或连续水蒸气萃取法，以加热的方式将成品茶叶香气驱出再采用吸附或吸收方法收集。由于茶叶香气是多达几十种甚至上百种不同的化学成份，它们在吸附剂或吸附剂中的平衡系数差异大，因此经吸附或吸收后再解吸，所得的解吸气体中各种组份比例与原始茶叶香气中的各组份组成比例相差较大，人所能感受到的味道已与原香气完全不同，这些方法均不适合用于收集茶叶制作过程中产生香气以制成产品。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供了一种铁观音制作过程中香气的收集装置及其方法，解决了上述背景技术中的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供了一种铁观音制作过程中香气的收集装置，包括集气组件、冷凝组件、接收组件和供冷组件；

所述集气组件包括集气口和过滤器；所述集气口的下端设一开口，所述开口罩设于铁观音的杀青锅或烘干器的气体出口上方，用于收集气体；集气口的另一端与过滤器连接，所述过滤器用于过滤收集气体中的粉尘；所述集气口沿竖直方向的剖面为梯形，所述开口尺寸大于与过滤器连接端尺寸；

所述冷凝组件包括混合气加压冷凝器，所述混合气加压冷凝器为一中空的壳体，包括进气口和气液混合物出口，所述进气口设置于壳体顶部，所述气液混合物出口设置于壳体底部；所述壳体内设若干冷凝管，所述冷凝管的入口端管径与出口端管径比为4.4721～1:1，所述冷凝管的入口端与进气口连通，所述冷凝管的出口端与气液混合物出口连通；所述冷凝管数量至少为一，排布于壳体内，冷凝管的外壁与壳体的内壁间形成冷却液的流通通道；

所述接收组件包括茶叶香气液体接受器，所述茶叶香气液体接受器为带夹套的耐压容器，包括一主体，所述主体外包围设置有夹套层，所述主体设有入液口、尾气出口，所述入液口通过管道与混合气加压冷凝器气液混合物出口连通，所述尾气出口用于排出尾气；所述主体内还设有带筛孔的隔板；所述夹套层与壳体、供冷组件连通，形成冷却液的循环通道；

所述供冷组件包括低温恒温水槽、制冷机和水循环泵，所述制冷机用于保持低温恒温水槽内冷却液温度为-30℃～室温。

在本发明一较佳实施例中，所述接收组件的主体的底部设有排液口，所述排液口通过阀门控制开闭。

在本发明一较佳实施例中，所述接收组件还包括测温计，所述主体上设插口，所述测温计插入主体，设置于隔板上部。

在本发明一较佳实施例中，所述接收组件还包括气体流量计、阀门和气泵，所述气体流量计设置于尾气出口，所述阀门用于控制尾气出口的开启程度，所述气泵设置于尾气出口的排气管上。

在本发明一较佳实施例中，所述接收组件还包括保冷层，所述保冷层包围设置于夹套层外部。

在本发明一较佳实施例中，所述冷凝管的管径逐渐减小，其入口端管径与出口端管径比为1.7320:1。

在本发明一较佳实施例中，所述低温恒温水槽内冷却液温度为0±0.5℃。

本发明还提供了一种铁观音制作过程中香气收集方法，采用上述的收集装置；具体步骤包括：

1)将集气口倒置于铁观音杀青锅或烘干器的气体出口上方；

2)关闭茶叶香气冷凝液接收器底部排液口的阀门；

3)设定低温恒温水槽冷却液的恒温温度，开启制冷机，将恒温水槽中的冷却液冷却至设定温度，所述温度为-30℃～室温；

4)启动水循环泵，冷却液串连或并联泵入茶叶香气冷凝液接收器夹套层和混合气加压冷凝器的壳体内，最后返回到低温恒温水槽；

5)开启气阀阀门，启动气泵，将混有茶叶香气的空气从集气口吸入，经过滤器过滤除去粉尘，经混合气加压冷凝器加压冷却将茶叶香气液化，气液混合物自混合气加压冷凝器流入到茶叶香气冷凝液接收器，茶叶香气冷凝液保存在主体的隔板下部，尾气从接受器顶部的尾气出口经气体流量计、气阀再由气泵排出；

6)观察测温计显示的温度，调节气阀开启程度，使温度显示的温度为收集工艺确定的温度。

7)茶叶香气收集结束后，关闭气泵，打开茶叶香气冷凝液接收器的阀门，取出茶叶香气冷凝液，贮存备用。

本技术方案与背景技术相比，它具有如下优点：

1.采用加压冷凝的方法把铁观音制作过程中所产生的香气冷凝为液体并收集，无需引入吸附剂或吸收剂，可以避免引入异味，而且将香气的各组分几近完全地收集起来，有效保留香气的原味。

2.通过冷凝管的入口端和出口端的管径设置，无需引入额外的加压工具，方便快捷，节省能源。

3.铁观音制作过程中，有效保证茶叶周围空间的香气成分不逸散到大气中而白白浪费，具有巨大的商业价值。

附图说明

图1为本发明装置结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例具体说明本发明的内容：

实施例1

请查阅图1，本实施例的一种铁观音制作过程中香气的收集装置，包括集气组件、冷凝组件、接收组件和供冷组件；

所述集气组件包括集气口1和过滤器2；所述集气口1的下端设一开口，所述开口罩设于铁观音的杀青锅或烘干器的气体出口上方，用于收集气体；集气口1的另一端与过滤器2连接，所述过滤器2用于过滤收集气体中的粉尘；本实施例中，所述集气口沿竖直方向的剖面为梯形，所述开口尺寸大于与过滤器连接端尺寸，大的开口尺寸利于吸收茶叶制作过程中的香气。

所述冷凝组件包括混合气加压冷凝器3，所述混合气加压冷凝器3为一中空的壳体，包括进气口和气液混合物出口，所述进气口设置于壳体顶部，所述气液混合物出口设置于壳体底部；所述壳体内设若干冷凝管，所述冷凝管的入口端管径与出口端管径比为4.4721～1:1，本实施例中，所述冷凝管的管径逐渐减小，其入口端管径与出口端管径比为1.7320:1，且冷凝管的长度为0.5m～10m，可根据茶叶香气处理量调节长度。所述冷凝管的入口端与进气口连通，所述冷凝管的出口端与气液混合物出口连通；所述冷凝管为直管时，数量至少为一，平行间隔排布于壳体内，冷凝管的外壁与壳体的内壁间形成冷却液的流通通道；所述冷凝管也可根据面积和处理量的需要，设置为蛇形排布的曲管。

所述接收组件包括茶叶香气液体接受器4，所述茶叶香气液体接受器4为带夹套的耐压容器，包括一主体，所述主体外包围设置有夹套层；

所述主体设有入液口、尾气出口、排液口，所述入液口通过管道与混合气加压冷凝器气液混合物出口连通，所述尾气出口用于排出尾气，排液口设置于主体的底部并通过阀门控制开闭；所述主体内还设有带筛孔的隔板，所述带筛孔的隔板作为扩散器，用于防止从入口进入的气体直接冲击主体底部的冷凝液致使冷凝液被激起并随尾气从尾气出口被带出。

所述夹套层与壳体、供冷组件连通，形成冷却液的循环通道；所述夹套层的底部设冷却液入口，与供冷组件连通，夹套层的顶部设冷却液出口，与壳体的底部连通，上述的混合气加压冷凝器33为管壳式冷凝器，混合气走管程，冷却液走壳程。

所述接收组件还包括测温计5、气体流量计6、阀门、气泵9，所述主体上设插口，所述测温计5插入主体，设置于隔板上部；所述气体流量计6设置于尾气出口，所述阀门用于控制尾气出口的开启程度，所述气泵9设置于尾气出口的排气管上；所述接收组件还包括保冷层，所述保冷层即保冷材料，包括泡沫、涂层等，包围设置于夹套层外部。

所述供冷组件包括低温恒温水槽10、制冷机和水循环泵，所述制冷机用于保持低温恒温水槽10内冷却液温度为-30℃～室温。本实施例中，所述低温恒温水槽10内冷却液温度为0℃。低温恒温水槽10恒温冷却液出口依次连接到茶叶香气冷凝液接受器底部的冷却液入口、茶叶香气冷凝液接受器顶部的冷却液出口、混合气冷凝器的冷却液入口、混合气冷凝器的冷却液出口，最终返回到低温恒水槽。

实施例2

实施例2提供了实施例1装置的收集方法，包括如下步骤：

1)将集气口1的开口端倒置于铁观音炒青锅或烘干厢的气体出口上方。

2)关闭茶叶香气冷凝液接受器的底阀。

3)设定低温恒温水槽10冷却液的恒温温度，开启低温恒温水槽10的制冷机，将恒温水槽中的冷却液冷却至0±0.5℃。

4)启动低温冷却水循环泵，冷却液泵入茶叶香气冷凝液接受器的夹层，再流经混合气加压冷凝器3夹层，最后返回到低温恒温水槽10。

5)开启气阀8阀门，启动气泵9，将混有茶叶香气的空气从集气口1吸入，经过滤器2过滤除去粉尘，经混合气加压冷凝器3加压冷却将茶叶香气液化，气液混合物自冷凝器流入到茶叶香气冷凝液接受器，茶叶香气冷凝液保存在接受器的下层，尾气从接受器顶部的尾气出口经气体流量计6、气阀8再由气泵9排出。

6)观察茶叶香气冷凝液接受器测温计5显示的温度，调节气阀8开启程度，使温度显示的温度为0±0.5℃。

7)茶叶香气收集结束后，关闭气泵9，打开茶叶香气冷凝液接受器底部阀门，取出茶叶香气冷凝液，加压且温度在0℃以下贮存备用，所述茶叶香气冷凝液的保存压力为1～30atm，较优的压力为5atm。

实施例3

采用实施例1装置和实施例2方法，在福建省泉州市安溪县感德镇五甲村某茶农的铁观音制作作坊，按上述的具体实施方式从铁观音炒青锅的出口热气中收集茶叶香气，所得茶叶香气液体取样经agilent7890a-5975c气相色谱－质谱联用仪检测其组成成份如附表1所示。

实施例4

实施例4与实施例3的区别在于：在福建省泉州市安溪县感德镇五甲村某茶农的铁观音制作作坊，按上述的具体实施方式烘干厢的出口热气中收集茶叶香气，所得茶叶香气液体取样经agilent7890a-5975c气相色谱－质谱联用仪检测其组成成份如附表1所示。

附表1铁观音加工过程中炒青和烘干工序产生香气的化学成份

以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。