CN102919422B - 一种凉茶浓缩液的提取工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种凉茶浓缩液的提取方法，该方法是将凉茶原材料经粉碎、萃取、粗滤、离心、超滤、膜浓缩、灭菌处理、无菌灌装等工序，采用连续循环渗漉萃取工艺，浓缩工序中收集透析水用于提取，有利于节能减排。另外，采用超滤工艺，保证产品最终的稳定性及饮料的透光度。
Description
技术领域
本发明涉及凉茶制作领域，具体涉及一种凉茶浓缩液的提取工艺。
背景技术
凉茶，是指将药性寒凉和能消解人体内热的中草药煎水做饮料喝，以消除夏季人体内的暑气，或治疗冬日干燥引起的喉咙疼痛等疾患。
近年来，凉茶产业快速发展，为了适应凉茶饮料工业发展，目前市场上出现了多种凉茶浓缩液和速溶凉茶粉，现有的凉茶浓缩液的萃取方法多为罐式提取，该类方法普遍存在耗时长，提取用水多，萃取液固含物含量低，污水排放量大，萃取液香气成分损失大等问题，如要解决以上问题就要从提取工序开始，提取工序决定凉茶浓缩液的成分和风味，也决定整个生产过程的水电气能耗及污水排放量等，因此在提取工序时应在保证提取得率、浓度的同时尽量减少提取用水，避免长时间熬煮，减少香气及有效成分的损失。常规凉茶制备工艺中膜浓缩后的透析水作为污水经处理后直接排放，造成极大的浪费且给环境造成一定的污染，充分利用膜浓缩的透析水也是目前急需解决的问题。目前市场上出现的凉茶浓缩液在过滤工序上多采用离心工艺，由于仙草原料中含有大量凉粉草多糖，离心工艺无法保证凉茶浓缩汁在储存期的稳定性。
发明内容
为克服现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种凉茶浓缩液的提取工艺，保证产品最终的稳定性及饮料的透光度，最大程度的减少原料风味及有效成分的损失。
为实现上述目的本发明所采用的技术方案如下：
一种凉茶浓缩液的提取工艺，其包括以下步骤:
1）粉碎：将干凉茶原料通过多功能粉碎机粉碎至10-60目；
2）萃取：采用连续循环渗漉法萃取粉碎的原料粉两次，分别收集到一次萃取液和二次萃取液；
3）粗滤：将一次萃取液用双层振动筛过筛，除去大颗粒的杂质；
4）离心：采用碟式离心机对粗滤后的萃取液进行离心处理，得到离心液；
5）超滤：用中空纤维膜对离心液进行超滤；
6）膜浓缩：采用聚酰胺复合膜，控制浓缩过程无相变，得到浓缩液；
7）灭菌处理:采用超高温瞬时灭菌对膜浓缩后的浓缩液进行灭菌处理；
8）无菌灌装：超高温瞬时灭菌后的浓缩液在管路中迅速冷却至30-35℃，进入无菌灌注机注入复合铝箔无菌袋中，得到凉茶浓缩液；
9）二次萃取液的利用：将二次萃取液加入到萃取步骤中的热水储存罐中，用于下一批原料的一次萃取用水。
优选的，本发明所述的步骤2）萃取具体步骤为：将粉碎后的凉茶原料装入渗漉器中，渗漉器上部顶盖均匀分布6-10个喷淋球，不断喷入95-98℃的透析用水，透析用水渗透过凉茶原料，渗漉器底部接入管道，收集渗透液，当收集6-8倍于原料重量的萃取液后停止收集，保温8-15分钟后再进行二次喷淋，收集5-6倍于原料重量的二次萃取液用于下一批原料的喷淋用水。通过该步骤既能保证提取得率，减少提取用水，又能保证萃取液的干物质含量。
为了有效保护立新步骤的正常运行，优选的，本发明所述的步骤3）中双层振动筛上层为60-90目，下层180-250目。
优选的，本发明所述的步骤4）中，碟式离心机的转速为6000-8000转/分钟，进料量控制在3.0-3.5吨/小时，每次离心时间≤2小时。该步骤可除去工艺中的部分细小微粒及少量蛋白质、胶体的大分子物质，有效保护下道超滤膜过滤系统中的膜元件。
为了进一步去除大部分大分子物质，保证饮料的透光度及稳定性，本发明优选的，本发明所述的步骤5）中，中空纤维膜的膜孔径为0.1-0.2μm；进口压力为0.1-0.15MPa，出口压力为0.04-0.06MPa；温度≤40℃，通量为6000-2000Kg/h，当通量小于2000Kg/L时，停止进料。
步骤6）中，浓缩时间为80-120min，温度≤40℃，出料浓度控制在10.0±0.5Brix。由于聚酰胺复合膜芯中水是唯一通过的介质，浓缩过程中始终保持常温状态，处理过程无相变，对萃取液中的有效成分尤其是热敏性成分无任何不良影响，可显著提高有效成分含量。
本发明一个优选的方案中，所述凉茶浓缩液的提取工艺还包括在步骤6）膜浓缩后收集膜下的透析水的步骤，收集的透析水加入到萃取步骤中的热水储存罐中，经加热至95-98℃后用于下一批原料的一次萃取用水。该步骤中收集的透析水可以用于一次萃取用水也可以用于二次萃取用水。膜浓缩过程中的透析水中含有大量小分子的香气成分，收集透析水来提取，使香气成分重新回到萃取液中，保留了凉茶的有效成分和风味物质，另外大大的减少提取用水，降低污水处理的费用。
优选的，本发明所述的步骤7）中超高温瞬时灭菌的条温度为135-137℃，灭菌时间为25-30秒。采用该步骤能最大限度的减少凉茶浓缩液有效成分及风味损失。
本发明所采用的渗漉器为江阴市东新药化设备有限公司生产的SD-1000型，渗漉器包括一个渗漉缸和一个热水储存罐，渗漉器顶盖上部均匀分布6-10个喷淋球。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
1.方法中采用连续循环渗漉萃取工艺，提取用时比常规方法节约100-120%，提取用水比常规提取方法减少40%左右，萃取液浓度比常规的提取方法高100-150%，加工费用方面节约50-70%左右。有效成分及香气成分更丰富。
2.本发明将膜浓缩的透析水用于提取用水，大大减少提取用水的同时，减少污水排放量，最大程度的减少小分子风味物质的损失。
3. 本发明采用超滤工艺，产品在2.5Brix时的透光率（625nm）≥90%，产品在保质期12个月内无明显沉淀及凝胶现象出现。
下面结合具体的实施方式对本发明作进一步详细说明。
具体实施方式
实施例1
一种凉茶浓缩液的制备工艺，包括以下步骤：
1） 材料选择：选择仙草、鸡蛋花、布渣叶、菊花、金银花、夏枯草、甘草为原料，其中各种组分的用量按照重量比计分别是：仙草80%、鸡蛋花8%、布渣叶5%、菊花2%、金银花2%、夏枯草1.5%、甘草1.5%；
2）粉碎：将干原料通过多功能粉碎机粉碎至10-60目；
3）萃取：原料加入渗漉器后关闭带有喷淋球的顶盖，将顶盖完全覆盖原料，开启喷淋系统喷入95℃的热纯水，一次喷淋时间控制在10分钟，当收集7倍于原料重量的一次萃取液后关闭喷淋系统，保温10分钟后，再开启喷淋系统进行二次萃取，收集6倍于原料重量的二次萃取液后关闭喷淋系统，最后排渣；
4）粗滤：一次萃取液经80/200目的双层振动筛粗滤，并冷却至15℃；
5）离心：采用碟式离心机对粗滤后的萃取液进行离心处理，碟式离心机转速为8000转/分钟，流量控制在3.5吨/小时，得到离心液；
6）超滤：用中空纤维膜对离心液进行超滤，超滤采用循环过滤，批次量为5.0吨/批，通量为 4.0吨/小时，进口压力为0.12MPa，出口压力为0.05MPa；温度为40℃，当通量小于2000Kg/L时，停止进料；
7）膜浓缩：采用聚酰胺复合膜，控制浓缩过程无相变，浓缩温度为40℃，出料浓度为10.0Brix，得到浓缩液；
8）灭菌处理：采用137℃超高温瞬时灭菌对膜浓缩后的浓缩液进行灭菌处理，灭菌时间为25秒；
9）无菌灌装：超高温瞬时灭菌后的浓缩液在管路中迅速冷却至35℃，进入无菌灌注机注入复合铝箔无菌袋中，得到凉茶浓缩液；
10）二次萃取液的利用：将二次萃取液加入到萃取步骤中的热水储存罐中，用于下一批原料的一次萃取用水。
实施例2
一种凉茶浓缩液的制备工艺，包括以下步骤：
1） 材料选择：选择仙草、鸡蛋花、布渣叶、菊花、金银花、夏枯草、甘草为原料，其中各种组分的用量按照重量比计分别是：仙草70%、鸡蛋花10%、布渣叶5%、菊花5%、金银花4%、夏枯草3%、甘草3%；
2）粉碎：将干原料通过多功能粉碎机粉碎至10-60目；
3）萃取：原料加入渗漉器后关闭带有喷淋球的顶盖，将顶盖完全覆盖原料，开启喷淋系统喷入95℃的热纯水，一次喷淋时间控制在12分钟，当收集6倍于原料重量的一次萃取液后关闭喷淋系统，保温8分钟后，再开启喷淋系统进行二次萃取，收集5倍于原料重量的二次萃取液后关闭喷淋系统，最后排渣；
4）粗滤：一次萃取液经60/180目的双层振动筛粗滤，并冷却至15℃；
5）离心：采用碟式离心机对粗滤后的萃取液进行离心处理，碟式离心机转速为6000转/分钟，流量控制在3.0吨/小时，得到离心液；
6）超滤：用中空纤维膜对离心液进行超滤，超滤采用循环过滤，批次量为5.0吨/批，通量为 2.0吨/小时，进口压力为0.1MPa，出口压力为0.04MPa；温度为35℃，当通量小于2000Kg/L时，停止进料；
7）膜浓缩：采用聚酰胺复合膜，控制浓缩过程无相变，浓缩温度为38℃，出料浓度为10.0Brix，得到浓缩液；
8）灭菌处理：采用135℃超高温瞬时灭菌对膜浓缩后的浓缩液进行灭菌处理，灭菌时间为30秒；
9）无菌灌装：超高温瞬时灭菌后的浓缩液在管路中迅速冷却至30℃，进入无菌灌注机注入复合铝箔无菌袋中，得到凉茶浓缩液；
10）二次萃取液的利用：将二次萃取液加入到萃取步骤中的热水储存罐中，用于下一批原料的一次萃取用水。
实施例3
一种凉茶浓缩液的制备工艺，包括以下步骤：
1） 材料选择：选择仙草、鸡蛋花、布渣叶、菊花、金银花、夏枯草、甘草为原料，其中各种组分的用量按照重量比计分别是：仙草65%、鸡蛋花10%、菊花8%、布渣叶7%、金银花6%、夏枯草2%、甘草2%；
2）粉碎：将干原料通过多功能粉碎机粉碎至10-60目；
3）萃取：原料加入渗漉器后关闭带有喷淋球的顶盖，将顶盖完全覆盖原料，开启喷淋系统喷入95℃的热纯水，一次喷淋时间控制在15分钟，当收集8倍于原料重量的一次萃取液后关闭喷淋系统，保温15分钟后，再开启喷淋系统进行二次萃取，收集6倍于原料重量的二次萃取液后关闭喷淋系统，最后排渣；
4）粗滤：一次萃取液经90/250目的双层振动筛粗滤，并冷却至15℃；
5）离心：采用碟式离心机对粗滤后的萃取液进行离心处理，碟式离心机转速为8000转/分钟，进料量控制在3.5吨/小时，得到离心液；
6）超滤：用中空纤维膜对离心液进行超滤，超滤采用循环过滤，批次量为5.0吨/批，通量为 6.0吨/小时，进口压力为0.15MPa，出口压力为0.06MPa；温度为35℃，6当通量小于2000Kg/L时，停止进料；
7）膜浓缩：采用聚酰胺复合膜，控制浓缩过程无相变，浓缩温度为35℃，出料浓度为10.0Brix，得到浓缩液，并收集膜下透析水；
8）灭菌处理：采用135℃超高温瞬时灭菌对膜浓缩后的浓缩液进行灭菌处理，灭菌时间为30秒；
9）无菌灌装：超高温瞬时灭菌后的浓缩液在管路中迅速冷却至35℃，进入无菌灌注机注入复合铝箔无菌袋中，得到凉茶浓缩液；
10）二次萃取液及透析水的利用：将二次萃取液与收集的透析水合并后加入到萃取步骤中的热水储存罐中，用于下一批原料的一次萃取用水。
性能比较试验
以生产10吨/天的凉茶原料为例，通过本发明制备的凉茶浓缩液在得率、提取用水量、提取液浓度、污水排放量、稳定性、透光率、风味等均优于传统的罐式萃取，具体见表1。
表1传统萃取工艺于本发明萃取工艺参数比较
| 项目 | 传统制备工艺 | 本发明制备方法 |
| 提取用时 | 2-3小时 | 1-1.5小时 |
| 得率 | 110-120%（以10Brix计） | 140-150%（以10Brix计） |
| 提取用水量 | 250-300吨 | 80-100吨 |
| 提取液浓度 | 1.0-1.2Brix | 2.5-3.0Brix |
| 污水排放量 | 170-180吨（不含清洗用水） | 10-20吨（不含清洗用水） |
| 稳定性 | 6个月后有明显沉淀及凝胶现象 | 12个月后有极少量沉淀、无凝胶现象 |
| 透光率 | 75%（开汤浓度2.5Brix） | 90%（开汤浓度2.5Brix） |
| 香气 | 头香弱，有杂味 | 香气纯正，无杂味 |
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。
Claims (3)
1.一种凉茶浓缩液的提取工艺，其特征在于其包括以下步骤:
1）粉碎：将干凉茶原料通过多功能粉碎机粉碎至10-60目；
2）萃取：采用连续循环渗漉法萃取粉碎的原料粉两次，将粉碎后的凉茶原料装入渗漉器中，渗漉器上部顶盖均匀分布6-10个喷淋球，不断喷入95-98℃的透析用水，透析用水渗透过凉茶原料，渗漉器底部接入管道，收集渗透液，当收集6-8倍于原料重量的萃取液后停止收集，保温8-15分钟后再进行二次喷淋，收集5-6倍于原料重量的二次萃取液用于下一批原料的喷淋用水；
3）粗滤：将一次萃取液用双层振动筛过筛，除去大颗粒的杂质；
4）离心：采用碟式离心机对粗滤后的萃取液进行离心处理，碟式离心机的转速为6000-8000转/分钟，进料量控制在3.0-3.5吨/小时，得到离心液；
5）超滤：用中空纤维膜对离心液进行超滤，中空纤维膜的膜孔径为0.1-0.2μm；进口压力为0.1-0.15MPa，出口压力为0.04-0.06MPa；温度≤40℃，通量为6000-2000Kg/h，当通量小于2000Kg/L时，停止进料；
6）膜浓缩：采用聚酰胺复合膜，控制浓缩过程无相变，浓缩时间为80-120min，温度≤40℃，出料浓度控制在10.0±0.5Brix，得到浓缩液；
7）灭菌处理：采用135-137℃对膜浓缩后的浓缩液进行灭菌处理25-30秒；
8）无菌灌装：超高温瞬时灭菌后的浓缩液在管路中迅速冷却至30-35℃，进入无菌灌注机注入复合铝箔无菌袋中，得到凉茶浓缩液；
9）二次萃取液的利用：将二次萃取液加入到萃取步骤中的热水储存罐中，用于下一批原料的一次萃取用水。
2.根据权利要求1所述的凉茶浓缩液的提取工艺，其特征在于：步骤3）中双层振动筛上层为60-90目，下层180-250目。
3.根据权利要求1或2所述的凉茶浓缩液的提取工艺，其特征在于：其还包括在步骤6）膜浓缩后收集膜下的透析水的步骤，收集的透析水加入到萃取步骤中的热水储存罐中，经加热至95-98℃后用于下一批原料的一次萃取用水。
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