茶葉桶球機整型前後最適水分含量及其簡易測定方法之研究

Studies on Proper Moisture Contents and Brief Measuring Method of Tea Leaves During Drum-rolling Process

【試驗目的】

本試驗之目的為能簡易估算包種茶初乾葉在桶球機滾揉時，能於最適之水分含量時及時停止桶揉操作以確保茶葉品質。

【材料與方法】

(一)試驗設備：桶球機。溫、濕度測定器、風速計等。　

(二)試驗材料：小葉種初乾後在製品。

(三)試驗方法：

1.經初乾的茶葉，先測定其水分含量後，置入桶球機滾揉，其置入量為桶球機之 7∼8分滿，先以150℃熱風加溫，當排風口之風溫到達45℃左右時，調整熱風溫度並保持之。

2.利用微電腦溫濕度連續記錄器全程監測，桶球機排風之溫濕度。

3.桶揉中每30分鐘取樣一次，並測定水分含量及葉溫。

4.依據經驗判斷，當初乾茶葉的水分含量減少至約30％時即停止，桶球之滾揉操作，然後接續傳統之布球揉捻製程。

(四)起迄年月：自民國八十六年七月至八十八年六月

【結果與討論】

  1. 桶揉整型前後之茶葉在製品水分含量估測法：

    2. 在茶葉製造過程中，從鮮葉原料開始直到製成茶乾之整個過程，最主要的變化是水分不斷的乾燥減少，同時其乾物重量沒有什麼變化，依據湯（1995）提出的估算公式如下：

    R=M前 ／ M後 ------------------------------------------------（1）

    R ：為兩道製程之間茶葉在製品的重量比值，因為後一道製程的在製品重量永遠小於前一道的重量，所以R值＞1，而且兩道製程相隔愈遠，R值愈大。

    M前：表示前一道製程在製品的重量。

    M後：表示後一道製程在製品的重量。

    因為M前=Wd ／ (1-W前)，同理 M後= Wd ／ (1-W後)

    W前：表示前一道製程在製品含水率。

    W後：表示後一道製程在製品含水率。

    根據公式（1）可換算為R=(1－W後) ／ (1－W前) --------------（2）

    將公式（2）換算為 W前=(R+W後－1)／ R ------------------------（3）

    或 W後=1－R + R ×W前 --------------------（4）

    計算實例1：

    以本分場86年台茶12號鮮葉採摘（晴天）14次為例，其平均乾物量為25.46％，平均水分含量100％－25.46％＝74.54％，平均每100公斤鮮葉製造半球型包種茶至初乾在製品重量為42公斤，計算初乾在製品的水分含量，用公式（4）代入：

    W後=1－（100/42）＋（100/42）×0.7454

    ＝1－2.381＋2.381×0.7454

    ＝0.394＝39.4％ → 此即為初乾在製品的平均含水百分率。

    計算實例2：

    假設利用例1之初乾在製品進行桶揉製程，依據過去桶揉整型試驗的結果，認為桶揉後以含水量減少至30％左右，其後續之布球揉捻的適揉性最佳，則平均每100公斤的初乾後在製品在桶揉後的重量減少量，用公式（3）代入：

    0.394＝（R＋0.3－1）/ R ＝1＋0.3 / R－1 / R

    R＝1.155， 將R值代入（1）式

    1.155＝100公斤 / M後

    M後＝100公斤 / 1.155＝86.6公斤 → 此即為桶揉後在製品的剩重。換言之，不論桶球機每次置入之初乾茶葉在製品（含水率39.4％）重量多寡，只要其在製品重量減少率達13.4％即表示其含水百分率約為30％左右。

    　

    　

    　

    　

    　

  2. 桶揉操作中各項相關資料變化：

表一、桶揉製程中相關資料調查表

在製品

重 量

取 樣 及

測試時段

排 風 口

風 溫 ℃

排 封 口

風濕R.H.%

葉 溫

℃

桶 溫

℃

累 計

排風量m3

在製品重量減少率

95公斤

30分鐘

33.7

78.8

-

34.7

46.6

0

60分鐘

41.5

86.0

43.1

41.2

93.3

2.5

90分鐘

42.3

83.6

43.3

41.3

139.9

6.7

120分鐘

42.8

81.3

47.2

41.4

186.6

10.8

70公斤

30分鐘

41.3

77.2

-

38.5

46.6

0

60分鐘

44.2

72.2

42.3

39.2

98.9

5.7

90分鐘

44.5

70.7

43.5

39.6

151.2

9.7

120分鐘

45.5

66.2

49.2

40.7

250.1

13.2

表一所示，桶揉製程要能妥善掌握，其必須考慮的操作條件因素相當多。一般而言，使用之熱風溫度高低、排風口開放的比率，以及在製品置入重量的多寡，都會影響各相關的溫濕度變化，另外在桶揉的製程中在製品的水分減少亦有「減率乾燥」的現象產生。如依據表一的結果顯示，應以70公斤處理，即桶球機容量70％左右，在二小時後其重量減少率即能符合前面所做之估算值，但以半球型包種茶製造之複雜性，此一結果並不能作為評估停止桶球操作之唯一參考。比較可行的桶揉操作是否可以分段操作的方法較容易掌握在製品的水分含量變動。例如在桶球1∼1.5小時後先卸下在製品，先行布球揉捻一回合並稱量其重量以確知在製品水分含量的多寡，如需再次桶揉時，即可依據所得資料調控操作條件進行之。

本題目負責人：副研究員兼課長 邱瑞騰

協助人：游志隆 黃耀德 楊士昇