CN103385338A - 一种速溶茶粉生产工艺中香气成分的回收方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种速溶茶粉生产工艺中香气成分的回收方法，将茶叶用粉碎机粉碎为粗粉，茶叶粉与水混合，浸提出茶叶的香气成分；用多层板框式压滤机过滤浸提后的茶汤液；板框过滤得到的滤液再经过超滤，得到的澄清的滤液真空浓缩；浓缩后的浓缩液固含量为40～50wt%，喷雾干燥得到茶粉；在真空浓缩的过程中，产生的冷凝水作为渗透汽化的料液，进行渗透汽化膜分离，得到的浓缩的茶叶芳香物经喷雾干燥回收至茶粉中。本发明可以回收大部分的茶叶芳香物，改善茶粉的品质，提高茶叶的利用率。用渗透汽化膜分离的方法回收茶叶香气，比传统的萃取蒸馏等方法具体高分离性，低能耗，温和的操作温度和无添加剂等优点。
Description
技术领域
本发明属于植物提取与食品加工领域，特别涉及一种茶粉生产工艺中茶叶香气的回收方法，具体涉及采用渗透汽化的方法实现含有茶叶香气的冷凝水中芳香物的回收。
背景技术
香气是决定茶叶品质的重要因子之一。香味物质是指食品中能产生香味且具有已经确定的化学结构的化合物。一种香味是由几十种或上百种具有一定挥发性的香味物质所组成。这些香味物质共同作用形成某种香味，而其中某种香味物质往往不能单独表现出整体香味。组成香味的香味物质往往绝对含量很低，例如：茶鲜叶中香味物质的含量约为干物重的0.02～0.03%。
茶粉的一般生产工艺为原料茶处理→抽提→冷却→过滤→离心→浓缩→干燥→包装。在茶粉生产过程中的浓缩过程会损失大量茶叶中的香气成分，原茶叶中所含的挥发性成分、营养成分和部分微量元素被消耗和破坏，致使制成的茶粉的色型差、香气低、滋味淡。
为改善茶粉的品质，目前，一些茶粉的生产工艺中增加了香气回收的步骤，如采用超临界二氧化碳萃取、膜分离、萃取、汽提等。超临界二氧化碳萃取是利用超临界二氧化碳对茶叶芳香物具有特殊溶解作用，利用压力和温度对超临界二氧化碳溶解能力的影响将茶叶芳香物萃取出来。此方法对极性大，分子量太大的物质如苷类、多糖类等物质的分离提取时要加夹带剂，并在很高的压力下进行，工业生产成本较高。
本发明采用渗透汽化的方法回收茶叶芳香物，属于膜分离技术的一种。渗透汽化技术与其他的茶叶香气回收的方法相比，有很多优点。（1）具有高分离性，可得到高浓度的浓缩液，提高资源利用率，提升经济价值。（2）简单的操作装置，温和的操作条件，无添加剂，操作过程简单（3）低能耗，环保，无污染，是一种极具前景的分离方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种速溶茶粉生产工艺中香气成分的回收方法，该方法采用渗透汽化的分离方法回收利用茶粉生产过程中产生冷凝水中的茶叶香气，提高茶粉的品质，增加资源利用率。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种速溶茶粉生产工艺中香气成分的回收方法，该方法包括如下步骤：
（1）将茶叶用粉碎机粉碎为粗粉，茶叶粉与水混合，浸提出茶叶的香气成分；
（2）用多层板框式压滤机过滤浸提后的茶汤液，将含有茶叶香气成分的滤液与茶渣初步分离；
（3）板框过滤得到的滤液再经过超滤，除去微细颗粒，得到的澄清的滤液真空浓缩，在真空条件下蒸发滤液中的水分保留茶叶的香气成分；
（4）浓缩后的浓缩液固含量为40～50wt%，喷雾干燥得到茶粉；
（5）在步骤（3）真空浓缩的过程中，产生的冷凝水作为渗透汽化的料液，进行渗透汽化膜分离，得到的浓缩的茶叶芳香物经喷雾干燥回收至茶粉中以提高原料的利用率。
步骤（1）中，将茶叶粉碎成30～60目的粗粉，优选30～50目，最优选40目。
步骤（1）中，茶叶粉与水按照重量比1:15～25混合，在40～100℃的水中浸提20～40min；优选，茶叶粉与水按照重量比1:20～30混合，在90～100℃的水中浸提30～40min；最优选，茶叶粉与水按照重量比1:25，在95℃的水中浸提35min。
步骤（3）中，超滤膜采用聚丙烯中空纤维膜或无机陶瓷膜，其膜孔径在0.01～0.2μm，超滤除去茶提取液中的大分子化合物。
步骤（3）中，真空浓缩在0.1MPa真空度下，浓缩24～48h，温度为50～60℃；优选，真空浓缩在0.1MPa真空度下，浓缩24～32h，温度为50～60℃；最优选，真空浓缩在0.1MPa真空度下，浓缩28h，温度为55℃。
步骤（4）中，喷雾干燥进口温度是150～250℃，优选200～260℃，最优选230℃；出口温度是60～150℃，优选80～120℃，最优选100℃。
步骤（5）中，渗透汽化所用的膜为有机膜、无机膜或有机-无机复合膜。
步骤（5）中，渗透汽化所用膜为片式膜、管式膜或中空纤维膜。
步骤（5）中，渗透汽化膜的支撑体为陶瓷支撑体或PVDF支撑体。
步骤（5）中，渗透汽化膜分离条件为：温度15～70℃，压力为200～2000Pa，进料速度为100～200L/min，时间为20～48h；优选，温度20～40℃，压力为200～1000Pa，进料速度为100～180L/min，时间为24～32h；最优选，温度30℃，压力为200Pa，进料速度为140L/min，时间为28h。
有益效果：本发明的优势在于：
1.本发明可以回收大部分的茶叶芳香物，改善茶粉的品质，提高茶叶的利用率。
2.用渗透汽化膜分离的方法回收茶叶香气，比传统的萃取蒸馏等方法具体高分离性，低能耗，温和的操作温度和无添加剂等优点。
3.此方法能最大程度上保留香气成分，对环境无污染，具有明显的技术上和经济上的优势。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的内容仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。
实施例1：
将通过机械粉碎制成粉末状的茶叶（30目）与水按照质量比1:20进行配置，90℃下浸提30min，板框过滤，将滤液用聚丙烯中空纤维膜超滤，滤液在0.1Mpa下真空浓缩24h，浓缩温度为50℃，浓缩液喷雾干燥得到茶粉，喷雾干燥进口温度是200℃，出口温度是80℃。浓缩步骤中的冷凝水中含有大量未被利用的芳香物，作为渗透汽化的料液，渗透汽化的操作条件为温度20℃，压力为500Pa，进料速度为100L/min，时间为24h。芳香物的渗透率为0.46Kg/m-2·h采用GC-MS测得芳香物的收率高于90%，而常规工艺收率不超过70%。
实施例2：
将通过机械粉碎制成粉末状（40目）的茶叶与水按照质量比1:25进行配置，95℃下浸提35min，板框过滤，将滤液用聚丙烯中空纤维膜超滤，滤液在0.1Mpa下真空浓缩28h，浓缩温度为55℃，浓缩液喷雾干燥得到茶粉，喷雾干燥进口温度是230℃，出口温度是100℃。浓缩步骤中的冷凝水中含有大量未被利用的芳香物，作为渗透汽化的料液，渗透汽化的操作条件为温度30℃，压力为200Pa，进料速度为140L/min，时间为28h。芳香物的渗透率为0.67Kg/m-2·h，采用GC-MS测得芳香物的收率高于95%，而常规工艺收率不超过70%。
实施例3：
将通过机械粉碎制成粉末状的茶叶（60目）与水按照质量比1:30进行配置，100℃下浸提40min，板框过滤，将滤液用聚丙烯中空纤维膜超滤，滤液在0.1Mpa下真空浓缩32h，浓缩温度为60℃，浓缩液喷雾干燥得到茶粉，喷雾干燥进口温度是260℃，出口温度是120℃。浓缩步骤中的冷凝水中含有大量未被利用的芳香物，作为渗透汽化的料液，渗透汽化的操作条件为温度40℃，压力为1000Pa，进料速度为180L/min，时间为32h。芳香物的渗透率为0.33Kg/m-2·h,采用GC-MS测得芳香物的收率高于85%，而常规工艺收率不超过70%。
Claims (10)
1.一种速溶茶粉生产工艺中香气成分的回收方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
（1）将茶叶用粉碎机粉碎为粗粉，茶叶粉与水混合，浸提出茶叶的香气成分；
（2）用多层板框式压滤机过滤浸提后的茶汤液；
（3）板框过滤得到的滤液再经过超滤，得到的澄清的滤液真空浓缩；
（4）浓缩后的浓缩液固含量为40～50wt%，喷雾干燥得到茶粉；
（5）在步骤（3）真空浓缩的过程中，产生的冷凝水作为渗透汽化的料液，进行渗透汽化膜分离，得到的浓缩的茶叶芳香物经喷雾干燥回收至茶粉中。
2.根据权利要求1所述的速溶茶粉生产工艺中香气成分的回收方法，其特征在于，步骤（1）中，将茶叶粉碎成30～60目的粗粉。
3.根据权利要求1所述的速溶茶粉生产工艺中香气成分的回收方法，其特征在于，步骤（1）中，茶叶粉与水按照重量比1:15～25混合，在40～100℃的水中浸提20～40min。
4.根据权利要求1所述的速溶茶粉生产工艺中香气成分的回收方法，其特征在于，步骤（3）中，超滤膜采用聚丙烯中空纤维膜或无机陶瓷膜，其膜孔径在0.01～0.2μm。
5.根据权利要求1所述的速溶茶粉生产工艺中香气成分的回收方法，其特征在于，步骤（3）中，真空浓缩在0.1MPa真空度下，浓缩24～48h，温度为50～60℃。
6.根据权利要求1所述的速溶茶粉生产工艺中香气成分的回收方法，其特征在于，步骤（4）中，喷雾干燥进口温度是150～250℃，出口温度是60～150℃。
7.根据权利要求1所述的速溶茶粉生产工艺中香气成分的回收方法，其特征在于，步骤（5）中，渗透汽化所用的膜为有机膜、无机膜或有机-无机复合膜。
8.根据权利要求1所述的速溶茶粉生产工艺中香气成分的回收方法，其特征在于，步骤（5）中，渗透汽化所用膜为片式膜、管式膜或中空纤维膜。
9.根据权利要求1所述的速溶茶粉生产工艺中香气成分的回收方法，其特征在于，步骤（5）中，渗透汽化膜的支撑体为陶瓷支撑体或PVDF支撑体。
10.根据权利要求1所述的速溶茶粉生产工艺中香气成分的回收方法，其特征在于，步骤（5）中，渗透汽化膜分离条件为：温度15～70℃，压力为200～2000Pa，进料速度为100～200L/min，时间为20～48h。
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