CN104087360A - 一种茶叶资源节能环保综合利用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种茶叶资源节能环保综合利用方法，①取茶叶原料，经热水提取，固液分离后得到茶水和茶渣部分；②茶水部分，经速溶茶生产线制成速溶茶产品，生产过程中会产生废水；③对废水进行污水处理，处理后分出达到排放标准的清水和污泥，清水排放；④将污泥经隔膜式板框压滤机压干；⑤将步骤①所得的茶渣部分用隔膜式板框压滤机压干；⑥将压干茶渣放入三回程滚筒烘干机烘干；⑦将步骤④得到的压干污泥和步骤⑥得到的烘干茶渣混合后通过环模颗粒机挤压成型，即得到茶渣生物质颗粒燃料；⑧将茶渣生物质颗粒燃料作为生物质热水炉和生物质热风炉的燃料。

Description

一种茶叶资源节能环保综合利用方法
技术领域
本发明涉及一种茶叶资源利用方法，具体涉及一种速溶茶生产用茶叶资源节能环保综合利用方法。
背景技术
速溶茶生产工艺一般采用热水对茶叶原料进行提取，这就需要能源加热热水，目前使用的能源主要是煤炭、石油、天然气等化石能源，既增加生产成本又造成环境污染；生产剩余的茶叶渣目前主要用来做有机肥料和饲料，但需求量有限，不足以应对茶渣的产生量，因此会造成茶渣堆积污染环境；如将茶渣直接焚烧，因所含水分高且不成型，需借助煤炭、石油、天然气等其他能源混合焚烧，且燃烧过程不充分，产生大量烟尘污染环境，为政府明令禁止行为；生产过程中因设备清洗等原因必定会产生废水，废水经过专用的污水处理设施可以做到达标排放，但污水处理过程中产生的污泥必须支付费用委托外部公司焚烧处理，又增加了生产成本。
现有技术中，是将茶叶提取完后只对茶水处理，而分离出的茶渣常规做法是将其作为肥料或者直接抛弃，这种做法既造成了茶渣的浪费，降低了茶渣的利用率，也会污染环境，不环保。目前国内已有对茶渣处理的研究：一种利用废弃茶渣制备抗氧化肽的方法(201210406361.7)、一种茶渣的资源化利用方法(201010551142.9)等中国发明专利只是从废弃茶渣中提取某些有用成分，最终仍有大量茶渣排出，未真正解决茶渣利用问题。201020119566.9的发明专利《茶渣处理装置》，该项发明做的茶渣处理是通过沥干输送机将茶渣进行干燥处理，将烘干的茶渣作为肥料或饲料。虽然有对茶渣进行处理，只是减少它的浪费，如果茶渣过多，作为肥料添加剂也只能部分，茶渣中的生物碱残留多会导致土壤、水质的富营养化，故而未真正解决茶渣利用的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是根据上述不足之处，提供一种适合速溶茶生产用的清洁节能的新发明，提供一种茶叶资源节能环保综合利用方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种茶叶资源节能环保综合利用方法，它包括以下步骤：
①取茶叶原料，经热水提取，固液分离后得到茶水部分和茶渣部分；
②取步骤①所得的茶水部分，经速溶茶生产线制成速溶茶产品，生产过程中会产生废水；
③对步骤②得到的废水进行污水处理，处理后分出达到排放标准的清水和污泥，清水排放；
④将步骤③处理得到的污泥经隔膜式板框压滤机压干；
⑤将步骤①所得的茶渣部分用隔膜式板框压滤机压干；
⑥将步骤⑤中压干茶渣放入三回程滚筒烘干机烘干；
⑦将步骤④得到的压干污泥和步骤⑥得到的烘干茶渣混合后通过环模颗粒机挤压成型，即得到茶渣生物质颗粒燃料；
⑧将步骤⑦得到的茶渣生物质颗粒燃料作为生物质热水炉和生物质热风炉的燃料，生物质热水炉可为步骤①提供茶叶提取用热水，生物质热风炉可为步骤⑥三回程滚筒烘干机提供烘干茶渣用热风。
步骤①中，热水提取采用二级逆流提取，提取水温为90～95℃，提取时间20～40分钟，加水重量为茶叶原料重量的15～20倍，茶叶原料可以为绿茶、红茶、乌龙茶、花茶、白茶、黑茶中的一种或数种的混合物。
步骤①中，所述的固液分离方法为带式过滤机过滤，滤带为160目滤网。
步骤②中，所述的速溶生产线为离心、浓缩、精滤、超滤、杀菌和干燥程序中的任意一种或几种组成的一整套制备速溶茶的生产线。生产过程中因设备清洗会有废水产生。
步骤③中，所述的污水处理为食品加工业用污水处理设施，经处理达到《污水综合排放标准》(GB8978-96)中三级标准后排入城镇污水处理厂进行再处理。
步骤④中，污泥经隔膜式板框压滤机压榨至水分为68～73wt％，压榨压力1.2～1.5Mpa，压榨时间20～30分钟。
步骤⑤中，茶渣经隔膜板框压滤机压榨至水分为55～60wt％，压榨压力1.2～1.5Mpa，压榨时间20～30分钟。
步骤⑥中，三回程滚筒烘干机将茶渣水分烘干至13～17wt％，烘干时间10～15分钟，烘干进风温度400～500℃。
步骤⑦中，烘干茶渣与压干污泥的按重量比10～20：1混合，环模颗粒机将混合物挤压成Φ8mm～Φ12mm圆柱形颗粒，该茶渣生物质颗粒燃料热值达到4800～5000大卡/千克。
步骤⑧中生物质热水炉和生物质热风炉的热效率都在75～85％，生物质热水炉锅体采用不锈钢制作，产生的热水符合食品加工要求。
按照上述方法，步骤⑦中所得茶渣生物质颗粒产量与步骤①提取茶叶原料数量相关，单位质量茶叶原料可制的0.73～0.78单位质量的茶渣生物质颗粒燃料；步骤⑧加热步骤①中提取热水消耗的茶渣生物质颗粒数量与步骤①中提取茶叶原料数量相关，单位质量茶叶原料需消耗0.31～0.40单位质量的茶渣生物质颗粒；步骤⑧烘干步骤⑥中湿茶渣消耗的茶渣生物质颗粒数量与步骤①中提取茶叶原料数量相关，单位质量茶叶原料需消耗0.25～0.30单位质量的茶渣生物质颗粒；0.40+0.30＜0.73，因此按照上述方法生产速溶茶，提取过程不需提供外部热源，并有部分茶渣生物质颗粒燃料结余。
有益效果：本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、速溶茶生产一般均采用热水提取茶叶原料，这就需要外部能源用于加热热水，目前采用的主要有煤炭、石油、天热气等化石燃料；本发明将速溶生产过程中废茶渣转化为可再生生物质能源，可充分满足茶叶提取过程所需热水能源，减少化石能源投入，降低了生产成本和环境污染；
2、因茶饮料行业规模大，每天所产生的茶渣数量巨大，如只是用来作为有机肥料和饲料，需求量远低于产生量，势必造成废弃茶渣堆积，造成环境污染；本发明将茶渣转化成一种可再生生物质能源，市场范围广，不会造成茶渣堆积；
3、目前有将湿茶渣作为燃料直接焚烧的案例，但此种方法往往燃烧不充分，热效率低，造成严重的环境污染，为政府明令禁止行为；本发明将茶渣烘干后挤压成规则颗粒，具有燃烧充分环保的特点，为政府大力支持的可再生生物质能源；
4、速溶茶生产过程中因设备清洗等必定会产生废水，废水经污水处理设施处理达标后可正常排放，但污水处理过程中产生的污泥必须支付高额费用委托外部公司焚烧处理；本发明将产生的污泥混入茶渣后制作成生物质颗粒燃料，可自主完成焚烧处理，减少环保投入。
附图说明
图1为本发明的流程示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
实施例1：
取10吨绿碎茶原料加入170吨93℃的热水逆流提取30分钟，提取完成后经带式过滤机过滤成茶水和茶渣两部分，茶水部分经后续速溶茶生产线制得速溶茶粉2.50吨；茶渣部分先经隔膜式板框压滤机压榨至水分为58wt％(压榨压力1.3Mpa，压榨时间30分钟)，再由三回程滚筒烘干机烘干至水分为15wt％(烘干进风温度480℃，烘干时间12分钟)，得烘干茶渣7.05吨；将烘干茶渣混入经隔膜压滤机压榨水分至70wt％(压榨压力1.4Mpa，压榨时间30分钟)的污泥0.47吨，再将混合物经环模颗粒机挤压成Φ8mm圆柱形颗粒，既得生物质颗粒燃料7.46吨，经检测热卡为4856大卡/千克；另加热170吨93℃的热水消耗掉同等生物质燃料颗粒3.66吨，三回程滚筒烘干机烘干茶渣消耗掉同等生物质燃料颗粒2.73吨，7.46—3.66—2.73＝1.07吨，既通过此方法10吨绿茶原料在满足自身提取耗能外还结余1.07吨茶渣生物质颗粒燃料。
实施例2：
取20吨红茶原料加入360吨92℃的热水逆流提取25分钟，提取完成后经带式过滤机过滤成茶水和茶渣两部分，茶水部分经后续速溶茶生产线制得速溶茶粉4.85吨；茶渣部分先经隔膜式板框压滤机压榨至水分为60wt％(压榨压力1.3Mpa，压榨时间28分钟)，再由三回程滚筒烘干机烘干至水分为17wt％(烘干进风温度450℃，烘干时间10分钟)，得烘干茶渣14.3吨；将烘干茶渣混入经隔膜压滤机压榨水分至70wt％(压榨压力1.4Mpa，压榨时间30分钟)的污泥0.9吨，再将混合物经环模颗粒机挤压成Φ10mm圆柱形颗粒，既得生物质颗粒燃料15吨，经检测热卡为4880大卡/千克；另加热360吨92℃的热水消耗掉同等生物质燃料颗粒7.6吨，三回程滚筒烘干机烘干茶渣消耗掉同等生物质燃料颗粒5.56吨，15—7.6—5.56＝1.84吨，既通过此方法20吨红茶原料在满足自身提取耗能外还结余1.84吨茶渣生物质颗粒燃料。

Claims (11)

1.一种茶叶资源节能环保综合利用方法，其特征在于，它包括以下步骤：
①取茶叶原料，经热水提取，固液分离后得到茶水部分和茶渣部分；
②取步骤①所得的茶水部分，经速溶茶生产线制成速溶茶产品，生产过程中会产生废水；
③对步骤②得到的废水进行污水处理，处理后分出达到排放标准的清水和污泥，清水排放；
④将步骤③处理得到的污泥经隔膜式板框压滤机压干；
⑤将步骤①所得的茶渣部分用隔膜式板框压滤机压干；
⑥将步骤⑤中压干茶渣放入三回程滚筒烘干机烘干；
⑦将步骤④得到的压干污泥和步骤⑥得到的烘干茶渣混合后通过环模颗粒机挤压成型，即得到茶渣生物质颗粒燃料；
⑧将步骤⑦得到的茶渣生物质颗粒燃料作为生物质热水炉和生物质热风炉的燃料，生物质热水炉可为步骤①提供茶叶提取用热水，生物质热风炉可为步骤⑥三回程滚筒烘干机提供烘干茶渣用热风。
2.根据权利要求1所述的茶叶资源节能环保综合利用方法，其特征在于，步骤①中，茶叶提取采用二级逆流提取，提取水温为90～95℃，提取时间20～40分钟，加水重量为茶叶原料重量的15～20倍，茶叶原料可以为绿茶、红茶、乌龙茶、花茶、白茶、黑茶中的一种或数种的混合物。
3.根据权利要求1所述的茶叶资源节能环保综合利用方法，其特征在于，步骤①中，所述的固液分离方法为带式过滤机过滤，滤带为160目滤网。
4.根据权利要求1所述的茶叶资源节能环保综合利用方法，其特征在于，步骤②中，所述的速溶生产线为离心、浓缩、精滤、超滤、杀菌和干燥程序中的任意一种或几种组成的一整套制备速溶茶的生产线。
5.根据权利要求1所述的茶叶资源节能环保综合利用方法，其特征在于，步骤③中，所述的污水处理为食品加工业用污水处理设施，经处理达到《污水综合排放标准》GB8978-96中三级标准后排入城镇污水处理厂进行再处理。
6.根据权利要求1所述的茶叶资源节能环保综合利用方法，其特征在于，步骤④中，污泥经隔膜式板框压滤机压榨至水分为68～73wt％，压榨压力1.2～1.5Mpa，压榨时间20～30分钟。
7.根据权利要求1所述的茶叶资源节能环保综合利用方法，其特征在于，步骤⑤中，茶渣经隔膜板框压滤机压榨至水分为55～60wt％，压榨压力1.2～1.5Mpa，压榨时间20～30分钟。
8.根据权利要求1所述的茶叶资源节能环保综合利用方法，其特征在于，步骤⑥中，三回程滚筒烘干机将茶渣水分烘干至13～17wt％，烘干时间10～15分钟，烘干进风温度400～500℃。
9.根据权利要求1所述的茶叶资源节能环保综合利用方法，其特征在于，步骤⑦中，烘干茶渣与压干污泥的按重量比10～20：1混合，环模颗粒机将混合物挤压成Φ8mm～Φ12mm圆柱形颗粒，该茶渣生物质颗粒燃料热值达到4800～5000大卡/千克。
10.根据权利要求1所述的茶叶资源节能环保综合利用方法，其特征在于，步骤⑧中生物质热水炉和生物质热风炉的热效率都在75～85％，生物质热水炉锅体采用不锈钢制作，产生的热水符合食品加工要求。
11.根据权利要求1所述的茶叶资源节能环保综合利用方法，其特征在于，单位质量茶叶原料按本方法可制得0.73～0.78单位质量的茶渣生物质颗粒燃料；单位质量茶叶原料提取用热水需消耗0.31～0.40单位质量的茶渣生物质颗粒燃料；三回程滚筒烘干机烘干单位质量茶叶原料所产生的湿茶渣需消耗0.25～0.30单位质量的茶渣生物质颗粒燃料；本方法产生的茶渣生物质颗粒燃料充分满足生产过程燃料需求，并有结余。
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