CN105360447A - 一种茶制品生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种茶制品生产工艺，属于茶提取物产品生产技术领域，所要解决的技术问题是提高茶叶提取效率、保证茶制品健康卫生以及最大限度地保留茶叶香气物质，解决该问题的技术方案如下：该工艺包括以下步骤：破碎、多功能萃取、分离纯化和低温浓缩，低温浓缩后得到茶叶提取浓缩液可以冷冻干燥成速溶茶粉，也可以无菌冷灌装得到茶浓缩液，其中多功能萃取采用罐组提取与超临界萃取相结合，罐组提取在萃取时进行香气回收，回收后的香气物质可以直接回填到茶叶提取浓缩液中，也可以冷冻干燥得到液态茶香精以添加到茶叶提取浓缩液中，最大限度地保留茶叶提取液中的风味物质，充分保持茶的色、香、味等特征，有效地解决茶叶提取物产品香气低的问题。

Description

一种茶制品生产工艺
技术领域
本发明涉及一种茶制品生产工艺，属于茶提取物产品生产技术领域。
背景技术
目前，茶叶提取工艺主要有水提取和有机溶剂提取；其中，水提取由于提取温度高、时间长，茶叶的有效成分发生氧化而造成气味改变，因此提取效率低、经济效益差；有机溶剂提取的产物中会有残留，降低了提取物的质量，且设备投入大，工艺比较危险。而且，提取生产线上也缺乏对香味进行回收的装置，香味损失严重，在萃取阶段能闻到强烈的茶香气，导致茶的萃取液、浓缩液和粉产品缺乏鲜沏的香味。另外，提取液只是进行简单地过滤掉残渣，没有充分去除农药残留物等有害物质，导致最后的提取物产品不利于身体健康。
发明内容
鉴于现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种提取效率高、健康卫生且有利于香气物质最大限度地保留的茶制品生产工艺。
为了解决上述问题，本发明的技术方案是：一种茶制品生产工艺，包括以下步骤：
（1）破碎：采用低温破壁破碎机对茶叶细胞进行物理低温破碎；
（2）多功能萃取：采用罐组提取与超临界萃取相结合对步骤（1）的破碎茶叶进行萃取，得到茶叶提取液；其中罐组提取在萃取时进行香气回收，捕捉茶叶在喷雾过程中由于高温损失的挥发香气物质；其中超临界萃取工艺是在35～40℃及CO2气体笼罩下进行充分萃取，防止茶叶中热敏性物质的氧化和逸散，保持茶叶中的有效成分；
（3）分离纯化：将步骤（2）的茶叶提取液先进行微孔过滤去除粒子杂质，再进行离心分离排出残渣，接着进行超滤去除大分子杂质，最后进行纳滤分离出茶叶提取液中的有效成分；
（4）低温浓缩：将步骤（3）得到的茶叶提取液依次进行RO多级膜浓缩和MVR真空浓缩，得到茶叶提取浓缩液；
（5.1）冷冻干燥：先将步骤（2）中香气回收捕捉到的挥发香气物质回填到步骤（4）的茶叶提取浓缩液，再将回填后的茶叶提取浓缩液快速冻结，然后在高真空条件下将其中的冰升华为水蒸汽并去除，得到最高质量的速溶茶粉；
（5.2）无菌冷灌装：先将步骤（2）中香气回收捕捉到的挥发香气物质通过冷冻干燥得到液态茶香精，再将液态茶香精添加到步骤（4）的茶叶提取浓缩液中，然后进行超高温瞬时杀菌，接着快速降温至常温并暂存，最后在无菌环境下进行灌装，得到茶浓缩液。
进一步的，步骤（2）采用罐组提取装置，所述罐组提取装置包括旋转式蒸馏塔，所述旋转式蒸馏塔顶部设有送入加热后茶叶提取液的进液口和送出混合蒸汽的出汽口，所述旋转式蒸馏塔底部设有送出蒸馏后茶叶提取液的出液口和送入水蒸汽的进汽口，所述旋转式蒸馏塔的进液口连接有对茶叶提取液进行加热的加热器，所述加热器的进口连接有对茶叶提取液进行预热的预热器，所述预热器的进口连接有送入茶叶提取液的进液泵，所述旋转式蒸馏塔的出液口连接有输出蒸馏后茶叶提取液的出液泵，所述出液泵连接有对蒸馏后茶叶提取液进行冷却的冷却器。
进一步的，步骤（2）采用超临界萃取装置，所述超临界萃取装置包括CO2钢瓶、夹带剂罐、混合器、萃取釜、第一分离釜、第二分离釜和精馏柱，所述CO2钢瓶的瓶口经CO2高压泵后与混合器的进口相连接，所述夹带剂罐的出液口经夹带剂泵后与混合器的进口相连接，所述混合器的出口与萃取釜底部的进口相连接，所述萃取釜顶部的出口与第一分离釜顶部的进口相连接，所述第一分离釜顶部的出口与第二分离釜顶部的进口相连接，所述第二分离釜顶部的出口与精馏柱底部的进口相连接，所述精馏柱顶部设有输出精馏液的出口。
进一步的，所述第二分离釜顶部的出口和精馏柱顶部的出口还分别通过回气管连接至CO2钢瓶的瓶口。
进一步的，步骤（3）采用分离纯化装置，所述分离纯化装置包括对茶叶提取液进行粗过滤的微孔过滤膜，所述微孔过滤膜的出液口连接有对茶叶提取液进行固液分离以排出残渣的离心分离机，所述离心分离机的出液口串联有至少一个对茶叶提取液进行连续精过滤的超滤膜，最后一个超滤膜的出液口连接有对茶叶提取液进行分离提纯的纳滤膜。
进一步的，步骤（4）采用MVR真空浓缩装置，所述MVR真空浓缩装置包括预热器、加热器和蒸发室，所述预热器底部设有输入茶叶提取膜浓缩液的进液口和输出预热液的出液口，所述加热器底部设有输入预热液的进液口，所述预热器的出液口通过管道与加热器的进液口相连接，所述加热器顶部设有输出热蒸汽的出汽口，所述蒸发室侧部设有输入热蒸汽的进汽口，所述加热器的出汽口通过弯管与蒸发室的进汽口相连接，所述加热器侧部设有用于输入二次蒸汽的回汽口，所述蒸发室顶部设有输出二次蒸汽的排汽口，所述蒸发室的排汽口经压缩风机后与加热器的回汽口相连接，所述蒸发室底部设有输出茶叶提取浓缩液的出液口。
进一步的，步骤（5.1）采用冷冻干燥装置，所述冷冻干燥装置包括用于盛放茶叶提取浓缩液的干燥槽，所述干燥槽经主阀连接有使茶叶提取浓缩液冻结成固态的冷阱，所述冷阱内设有冷媒管，所述冷媒管的一端与冷冻机的冷媒出口相连接，所述冷媒管的另一端经冷媒泵与冷冻机的冷媒进口相连接，所述冷阱经抽真空阀连接有真空泵组，所述冷媒管一端还经冷媒阀与干燥槽的热媒出口相连接，所述冷媒管另一端还经膨胀槽与干燥槽的热媒出口相连接，所述干燥槽的热媒进口连接有使固态中的冰升华为水蒸汽的加热器，所述干燥槽的热媒出口还经热媒泵与冷却器的热流道进口相连接，所述冷却器的热流道出口与加热器的热媒进口相连接。
进一步的，步骤（5.2）采用无菌冷灌装装置，所述无菌冷灌装装置包括超高温瞬时灭菌机和无菌罐，所述超高温瞬时灭菌机的出液口连接有将灭菌后茶叶提取浓缩液快速冷却至常温的冷却器，所述冷却器的出液口连接至无菌罐的进液口以暂存常温茶叶提取浓缩液，所述无菌罐底部连接有用于缓存待灌装茶叶提取浓缩液的灌装腔体，所述灌装腔体的出液口连接有控制茶叶提取浓缩液是否流出的柱塞阀，所述柱塞阀由缸体和柱塞组成，所述柱塞由上方的凸轮驱动机构带动其在缸体内上下往复直线运动，所述缸体侧壁的进液口与灌装腔体的出液口相连通，所述缸体底部设有由柱塞控制其与进液口是否连通的灌装口。
进一步的，所述凸轮驱动机构包括驱动轴、凸轮盘、滚轮和连杆，所述驱动轴由电机驱动，所述凸轮盘固定在驱动轴上，所述滚轮与凸轮盘上的凸轮槽相配合，所述滚轮安装在连杆上端，所述连杆下端与柱塞上端相铰接。
进一步的，所述灌装腔体的出液口通过倾斜管与缸体侧壁的进液口相连接，所述缸体侧壁的进液口高于灌装腔体的出液口。
本发明具有以下有益效果：
（1）通过低温破壁机对茶叶细胞进行全物理低温破壁提取，解决了传统高温浸提破坏茶叶活性成分、低温浸提提取效率低的问题，不但提取效率高，而且茶叶有效成分不发生相变，可最大限度地保留茶叶提取液中的风味物质，充分保持茶的色、香、味等特征。
（2）使用罐组与超临界萃取技术相结合，可以在接近室温及CO2气体笼罩下进行提取，有效地防止了热敏性物质的氧化和逸散。因此，在萃取物中保持着茶叶的有效成分，而且能把高沸点、低挥发性、易热解的物质在远低于其沸点温度下萃取出来；由于[a1]，因此萃取物绝无残留的溶剂物质，从而防止了提取过程中对人体有害物的存在和对环境的污染，保证了100%的纯天然性，在常温状态下提取出茶叶中的有效成分，使茶粉的口感达到最佳状态。
（3）采用冷冻干燥设备对水蒸汽中携带的挥发性香气物质进行了捕捉回收，弥补了茶叶提取液在蒸馏萃取过程中由于高温带来的损失，有利于将茶叶提取液的香气物质最大限度地保留下来，从而提供最高质量的茶叶提取物产品。
（4）通过多级不同截留分子量的膜分离出茶叶提取液中的有效成分，除杂除沉，去除茶叶提取液中的不溶性残渣和农药残留物等有害物质，最大限度地保留茶叶中的营养成份，确保最终茶叶提取物产品的品质（如确保茶粉即冲即化），无任何残留，健康卫生。
（5）RO浓缩为低温膜浓缩（≤35℃），无相变，最大限度保持产品色、香、味。MVR真空浓缩仅需要极少量生蒸汽，极大地降低企业运行成本，减少环境污染；和传统蒸发器相比，温差小得多，能够达到温和蒸发，极大地提高产品质量、降低结垢。
（6）在冷冻干燥时，由于冰的升华带走热量使冻干整个过程保持低温冻结状态，有利于将茶叶提取液的香气物质最大限度地保留下来，从而提供最高质量的速溶茶粉。
（7）在无菌状态下进行茶叶提取浓缩液的冷灌装，避免茶浓缩液的生产损耗，可靠性高，不同定量灌注容易调节，无需计量，安全卫生，维护少。
附图说明
图1为本发明实施例的工艺流程图。
图2为罐组提取装置的结构示意图。
图3为超临界萃取装置的结构示意图。
图4为分离纯化装置的结构示意图。
图5为MVR真空浓缩装置的结构示意图。
图6为冷冻干燥装置的结构示意图。
图7为无菌冷灌装装置的结构示意图。
图2中标记：110-旋转式蒸馏塔，120-冷冻干燥设备，121-冷凝器，122-过冷器，123-加热装置，124-真空泵，130-回收泵，140-加热器，150-预热器，160-进液泵，170-出液泵，180-冷却器。
图3中标记：201-CO2钢瓶，202-夹带剂罐，203-混合器，204-萃取釜，205-第一分离釜，206-第二分离釜，207-精馏柱，208-CO2高压泵，209-夹带剂泵，210-回气管，211-旁通管，212-净化器，213-清洗系统，214-制冷系统，P-电接点压力表，F-流量表，T-温度表。
图4中标记：601-微孔过滤膜，602-离心分离机，603-超滤膜，604-纳滤膜，605-输送泵。
图5中标记：301-预热器，302-加热器，303-蒸发室，304-弯管，305-回流泵，306-压缩风机，307-冷凝管，308-出液泵，PI-压力表，F-流量表，TI-温度表。
图6中标记：401-干燥槽，402-主阀，403-冷阱，404-冷媒管，405-冷冻机，406-冷媒泵，407-抽真空阀，480-真空泵组，481-第一罗茨泵，482-第二罗茨泵，483-第一水环真空泵，484-第二水环真空泵，409-冷媒阀，410-膨胀槽，411-加热器，412-热媒泵，413-冷却器，414-排空阀，415-进汽阀，416-安全阀，417-水池，418、419-冷却水阀门，A-压力表。
图7中标记：510-无菌罐，520-灌装腔体，530-柱塞阀，531-缸体，532-柱塞，540-凸轮驱动机构，541-驱动轴，542-凸轮盘，542-1-凸轮槽，543-滚轮，544-连杆，550-倾斜管，560-超高温瞬时灭菌机，570-冷却器。
具体实施方式
为了让本发明的上述特征和优点更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下。
如图1所示，一种茶制品生产工艺，包括以下步骤：
（1）破碎：采用现有的低温破壁破碎机对茶叶细胞进行物理低温破碎，采用全物理低温破壁萃取技术，可以解决高温浸提破坏茶叶活性成份、低温浸提提取效率低的问题；
（2）多功能萃取：采用罐组提取与超临界萃取相结合对步骤（1）的破碎茶叶进行萃取，得到茶叶提取液；其中罐组提取在萃取时进行香气回收，捕捉茶叶在喷雾过程中由于高温损失的挥发香气物质；其中超临界萃取工艺是在35～40℃及CO2气体笼罩下进行充分萃取，防止茶叶中热敏性物质的氧化和逸散，保持茶叶中的有效成分；
（3）分离纯化：将步骤（2）的茶叶提取液先进行微孔过滤去除粒子杂质，再进行离心分离排出残渣，接着进行超滤去除大分子杂质，最后进行纳滤分离出茶叶提取液中的有效成分；
（4）低温浓缩：将步骤（3）得到的茶叶提取液依次进行RO多级膜浓缩和MVR真空浓缩，得到茶叶提取浓缩液；
（5.1）冷冻干燥：先将步骤（2）中香气回收捕捉到的挥发香气物质回填到步骤（4）的茶叶提取浓缩液，再将回填后的茶叶提取浓缩液快速冻结，然后在高真空条件下将其中的冰升华为水蒸汽并去除，得到最高质量的速溶茶粉；
（5.2）无菌冷灌装：先将步骤（2）中香气回收捕捉到的挥发香气物质通过冷冻干燥得到液态茶香精，再将液态茶香精添加到步骤（4）的茶叶提取浓缩液中，然后进行超高温瞬时杀菌，接着快速降温至常温并暂存，最后在无菌环境下进行灌装，得到茶浓缩液。
在本发明实施例中，如图2所示，步骤（2）可采用以下罐组提取装置：其包括旋转式蒸馏塔110，所述旋转式蒸馏塔110顶部设有送入加热后茶叶提取液的进液口和送出混合蒸汽的出汽口，所述旋转式蒸馏塔110底部设有送出蒸馏后茶叶提取液的出液口和送入水蒸汽的进汽口，所述旋转式蒸馏塔110的进液口连接有对茶叶提取液进行加热的加热器140，所述加热器140的进口连接有对茶叶提取液进行预热的预热器150，所述预热器150的进口连接有送入茶叶提取液的进液泵160，茶叶提取液在预热、加热到预定的加工温度后送入旋转式蒸馏塔110内进行萃取；所述旋转式蒸馏塔110的出液口连接有输出蒸馏后茶叶提取液的出液泵170，所述出液泵170连接有对蒸馏后茶叶提取液进行冷却的冷却器180。
其中，所述预热器150为列管式或板式换热器，所述进液泵160的出口与换热器的冷流体通道进口相连接，所述换热器的冷流体通道出口与加热器140的进口相连接，所述出液泵170的出口与换热器的热流体通道进口相连接，所述换热器的热流体通道出口与冷却器180的进口相连接，充分利用了蒸馏后茶叶提取液所含的热量，节约能源，降低生产成本。
其中，所述旋转式蒸馏塔110的出汽口可以连接至冷冻干燥设备120，所述冷冻干燥设备120设有将混合蒸汽冷凝成液态的冷凝器121、将液态冻结成固态的过冷器122、将冰升华为水蒸汽的加热装置123和抽真空并去除水蒸汽的真空泵124，所述冷冻干燥设备120连接有输出升华后液态茶香精的回收泵130。当然，所述旋转式蒸馏塔110的出汽口也可以直接通向步骤（5.1）的冷冻干燥之前的工序中，以使香气回填到茶叶提取液中，有利于茶叶提取液的香气物质最大限度地保留下来。
该罐组提取装置的工作原理如下：茶叶提取液依次经过预热、加热后送入旋转式蒸馏塔110内，高温水蒸汽在旋转式蒸馏塔110内自下而上对茶叶进行汽提，水蒸汽在茶叶挥发性香气物质刚一挥发就将其汇集，蒸馏后的茶叶提取液先进入换热器内对待蒸馏的茶叶提取液进行预热、再进行冷却输送到下一工序；蒸馏后的水蒸汽携带着茶叶挥发性香气物质可以进入冷冻干燥设备120，混合蒸汽先冷凝成液态、再快速冻结成固态、接着再在高真空条件下将其中的冰升华为水蒸气并去除，干燥得到液态茶香精。这些香精包含了所有的精致成分，可单独分离贮藏以避免剧烈的后序加工，可根据工艺要求添加到任何工序或单独当茶香精使用，有效地解决茶叶提取物产品香气低的问题。另外，还可以对设备的一些参数（时间、温度）进行调整，来控制回收的茶香精的组分，这样可以用相同的原料生产出不同组分的香味物质。
在本发明实施例中，如图3所示，步骤（2）可采用以下超临界萃取装置：其包括CO2钢瓶201、夹带剂罐202、混合器203、萃取釜204、第一分离釜205、第二分离釜206和精馏柱207，所述CO2钢瓶201的瓶口经CO2高压泵208后与混合器203的进口相连接，所述夹带剂罐202的出液口经夹带剂泵209后与混合器203的进口相连接，所述混合器203的出口与萃取釜204底部的进口相连接，所述萃取釜204顶部的出口与第一分离釜205顶部的进口相连接，所述第一分离釜205顶部的出口与第二分离釜206顶部的进口相连接，所述第二分离釜206顶部的出口与精馏柱207底部的进口相连接，所述精馏柱207顶部设有输出精馏液的出口。
为了充分利用CO2，所述第二分离釜206顶部的出口和精馏柱207顶部的出口还分别通过回气管210连接至CO2钢瓶201的瓶口。其中，所述回气管210上设置有流量计F。所述萃取釜204顶部的出口还通过旁通管211连接至精馏柱207顶部的出口。所述CO2钢瓶201的瓶口与CO2高压泵208之间的连接管路上设置有净化器212。所述CO2钢瓶201的瓶口与CO2高压泵208之间的连接管路上还设置有清洗系统213，清洗时关闭CO2供气管路。所述萃取釜204底部的进口、第一分离釜205顶部的进口、第二分离釜206顶部的进口和精馏柱207底部的进口均设置有制冷系统214，可以是风冷或水冷。
其中，所述萃取釜204的容积为6000L，所述第一分离釜205的容积为1000L，所述第二分离釜206的容积为600L，所述精馏柱207是4节控温的。所述萃取釜204、第一分离釜205、第二分离釜206和精馏柱207均配有水夹套循环加热系统，温度可调。所述萃取釜204、第一分离釜205和第二分离釜206均设置有温度表T、电接点压力表P和安全阀，可设定工作压力，超压自动泄压保护。所述CO2高压泵208的出口设置有电接点压力表P，可设定工作压力，进行超压自动停泵保护。
该超临界萃取装置的工作原理如下：CO2钢瓶201内的CO2经CO2高压泵208送入混合器203内，夹带剂罐202内的夹带剂经夹带剂泵209送入混合器203内，CO2与夹带剂混合后进入萃取釜204内，在接近室温（35～40℃）及CO2气体笼罩下进行提取茶叶中的有效成分；接着依次在第一分离釜205、第二分离釜206中改变条件使溶解物质解析出以达到分离的目的；最后在精馏柱207对分离出的物质再进行提纯。
在本发明实施例中，如图4所示，步骤（3）可采用以下分离纯化装置：其包括对茶叶提取液进行粗过滤的微孔过滤膜601，所述微孔过滤膜601的出液口连接有对茶叶提取液进行固液分离以排出残渣的离心分离机602，所述离心分离机602的出液口串联有至少一个对茶叶提取液进行连续精过滤的超滤膜603，最后一个超滤膜603的出液口连接有对茶叶提取液进行分离提纯的纳滤膜604。其中，所述离心分离机602电性连接至PLC控制系统，可以由PLC控制系统在线分析监控并自动控制设备运行和品质状态。所述离心分离机602为碟式离心机，所述超滤膜603为管式超滤膜。其中，可在该些设备之间合理设置多个输送茶叶提取液的输送泵605。
在本发明实施例中，如图5所示，步骤（4）可采用以下MVR真空浓缩装置：其包括预热器301、加热器302和蒸发室303，所述预热器301底部设有输入茶叶提取膜浓缩液的进液口和输出预热液的出液口，所述加热器302底部设有输入预热液的进液口，所述预热器301的出液口通过管道与加热器302的进液口相连接，所述加热器302顶部设有输出热蒸汽的出汽口，所述蒸发室303侧部设有输入热蒸汽的进汽口，所述加热器302的出汽口通过弯管304与蒸发室303的进汽口相连接，所述加热器302侧部设有用于输入二次蒸汽的回汽口，所述蒸发室303顶部设有输出二次蒸汽的排汽口，所述蒸发室303的排汽口经压缩风机306后与加热器302的回汽口相连接，所述蒸发室303底部设有输出茶叶提取浓缩液的出液口。其中，所述压缩风机306通过对二次蒸汽进行压缩，提高了装置内二次蒸汽的热焓，为装置连续提供蒸汽。
为了充分利用装置内的热能，所述预热器301底部旁侧设有回液口，所述加热器302底部旁侧设有排液口，所述加热器302的排液口经回流管道与预热器301的回液口相连接，所述回流管道上设置有回流泵305。所述预热器301顶部设有输出水蒸汽的排汽口，所述预热器301的排汽口连接有对水蒸汽进行冷凝并排出冷凝水的冷凝管307。所述预热器301可采用列管式或板式换热器对茶叶提取膜浓缩液进行预加热，以充分利用装置内的热能。
为了方便输出浓缩液，所述蒸发室303的出液口连接有出液管，所述出液管上设有出液泵308，茶叶浓缩液可以暂存于储液罐内，也可以直接送入冷冻干燥装置或设备。为了监测蒸发室303内的压力、蒸汽流量和温度，所述蒸发室303侧壁安装有压力表PI、流量表F和温度表TI。
该MVR真空浓缩装置的工作原理如下：茶叶提取膜浓缩液进入预热器301内进行低温加热并排出预热产生的水蒸汽，接着预热液进入加热器302内进行高温加热并输出高温蒸汽，又接着高温蒸汽通过弯管304进入蒸发室303内进行冷却分离，分离出的二次蒸汽经压缩风机306压缩冷却后回流到加热器302内，最后输出茶叶提取浓缩液。
在本发明实施例中，如图6所示，步骤（5.1）可采用以下冷冻干燥装置：其包括用于盛放茶叶提取浓缩液的干燥槽401，所述干燥槽401经主阀402连接有使茶叶提取浓缩液冻结成固态的冷阱403，所述冷阱403内设有冷媒管404，所述冷媒管404的一端与冷冻机405的冷媒出口相连接，所述冷媒管404的另一端经冷媒泵406与冷冻机405的冷媒进口相连接，所述冷阱403经抽真空阀407连接有真空泵组480，所述冷媒管404一端还经冷媒阀409与干燥槽401的热媒出口相连接，所述冷媒管404另一端还经膨胀槽410与干燥槽401的热媒出口相连接，所述干燥槽401的热媒进口连接有使固态中的冰升华为水蒸汽的加热器411，所述干燥槽401的热媒出口还经热媒泵412与冷却器413的热流道进口相连接，所述冷却器413的热流道出口与加热器411的热媒进口相连接。
其中，所述主阀402与干燥槽401之间设有排空阀414，以排出水。所述真空泵组480包括第一罗茨泵481、第二罗茨泵482、第一水环真空泵483和第二水环真空泵484，所述第一水环真空泵483和第二水环真空泵484并联后依次串联第二罗茨泵482、第一罗茨泵481、抽真空阀407和冷阱403。所述冷冻机405内还设有对冷媒进行冷却的冷水水道，所述冷冻机405上设有冷却水进口和冷却水出口。
其中，所述加热器411内还设有对热媒进行加热的蒸汽通道，所述加热器411上设有蒸汽进口和蒸汽出口，所述蒸汽进口设有进汽阀415、压力表A和安全阀416，所述安全阀416出口和蒸汽出口均通向水池417。所述热媒泵412内还设有对热媒进行冷却的冷却水道，所述热媒泵412上设有冷却水进口和冷却水出口，所述冷却水进口上设有冷却水阀门418，所述冷却水出口通向水池417。所述冷却器413还设有对热媒进行冷却的冷却水道，所述冷却器413上设有冷却水进口和冷却水出口，所述冷却水进口上设有冷却水阀门419，所述冷却水出口通向水池417。
该冷冻干燥装置的工作原理如下：茶叶提取浓缩液先通过冷阱403冻结成固态，再在高真空条件下通过加热器411将固态中的水升华成水蒸汽，使得固态上层物料干燥、固态下层物料仍冻结，即得到干燥茶粉，同时再进行冷却使水蒸汽凝华为冰霜，待干燥的茶粉输出后再将冰霜加热融化成水并排出。
在本发明实施例中，如图7所示，步骤（5.2）可以采用以下无菌冷灌装装置：其包括超高温瞬时灭菌机560和无菌罐510，所述超高温瞬时灭菌机560的出液口连接有将灭菌后茶叶提取浓缩液快速冷却至常温的冷却器570，所述冷却器570的出液口连接至无菌罐510的进液口以暂存常温茶叶提取浓缩液，所述无菌罐510底部连接有用于缓存待灌装茶叶提取浓缩液的灌装腔体520，所述灌装腔体520的出液口连接有控制茶叶提取浓缩液是否流出的柱塞阀530，所述柱塞阀530由缸体531和柱塞532组成，所述柱塞532由上方的凸轮驱动机构540带动其在缸体531内上下往复直线运动，所述缸体531侧壁的进液口与灌装腔体520的出液口相连通，所述缸体531底部设有由柱塞532控制其与进液口是否连通的灌装口。
其中，所述凸轮驱动机构540包括驱动轴541、凸轮盘542、滚轮543和连杆544，所述驱动轴541由电机驱动，所述凸轮盘542固定在驱动轴541上，所述滚轮543与凸轮盘542上的凸轮槽542-1相配合，所述滚轮543安装在连杆544上端，所述连杆544下端与柱塞532上端相铰接。灌装时，可通过改变凸轮盘542的转动角度来调节灌装量，实现不同定量灌装。所述灌装腔体520的出液口可通过倾斜管550与缸体531侧壁的进液口相连接，所述缸体531侧壁的进液口高于灌装腔体520的出液口，使得茶叶提取浓缩液在柱塞532阀530关闭时快速回流，不会溢出。所述冷却器570为水冷却器570，当然也可以采用风冷却器570等。
该无菌冷灌装装置的工作原理如下：先通过超高温瞬时灭菌机560对茶叶提取浓缩液进行瞬时杀菌，然后通过冷却器570将茶叶提取浓缩液快速降温至常温（25℃），接着进入无菌罐510中暂存，无菌罐510内的部分茶叶提取浓缩液进入灌装腔体520内等待灌装；同时，用化学消毒剂将无菌袋或瓶子、盖子进行杀菌，然后在无菌环境下通过柱塞532阀530启闭来进行灌装，直至完全密封后才离开无菌环境。整个过程茶叶提取浓缩液受热时间短，灌装操作均在无菌环境下进行，灌装设备和灌装区也都经过消毒处理，产品的安全性得到有效保证。
本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可以得出其他各种形式的茶制品生产工艺。凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种茶制品生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
（1）破碎：采用低温破壁破碎机对茶叶细胞进行物理低温破碎；
（2）多功能萃取：采用罐组提取与超临界萃取相结合对步骤（1）的破碎茶叶进行萃取，得到茶叶提取液；其中罐组提取在萃取时进行香气回收，捕捉茶叶在喷雾过程中由于高温损失的挥发香气物质；其中超临界萃取工艺是在35～40℃及CO2气体笼罩下进行充分萃取，防止茶叶中热敏性物质的氧化和逸散，保持茶叶中的有效成分；
（3）分离纯化：将步骤（2）的茶叶提取液先进行微孔过滤去除粒子杂质，再进行离心分离排出残渣，接着进行超滤去除大分子杂质，最后进行纳滤分离出茶叶提取液中的有效成分；
（4）低温浓缩：将步骤（3）得到的茶叶提取液依次进行RO多级膜浓缩和MVR真空浓缩，得到茶叶提取浓缩液；
（5.1）冷冻干燥：先将步骤（2）中香气回收捕捉到的挥发香气物质回填到步骤（4）的茶叶提取浓缩液，再将回填后的茶叶提取浓缩液快速冻结，然后在高真空条件下将其中的冰升华为水蒸汽并去除，得到最高质量的速溶茶粉；
（5.2）无菌冷灌装：先将步骤（2）中香气回收捕捉到的挥发香气物质通过冷冻干燥得到液态茶香精，再将液态茶香精添加到步骤（4）的茶叶提取浓缩液中，然后进行超高温瞬时杀菌，接着快速降温至常温并暂存，最后在无菌环境下进行灌装，得到茶浓缩液。
2.根据权利要求1所述的茶制品生产工艺，其特征在于：步骤（2）采用罐组提取装置，所述罐组提取装置包括旋转式蒸馏塔，所述旋转式蒸馏塔顶部设有送入加热后茶叶提取液的进液口和送出混合蒸汽的出汽口，所述旋转式蒸馏塔底部设有送出蒸馏后茶叶提取液的出液口和送入水蒸汽的进汽口，所述旋转式蒸馏塔的进液口连接有对茶叶提取液进行加热的加热器，所述加热器的进口连接有对茶叶提取液进行预热的预热器，所述预热器的进口连接有送入茶叶提取液的进液泵，所述旋转式蒸馏塔的出液口连接有输出蒸馏后茶叶提取液的出液泵，所述出液泵连接有对蒸馏后茶叶提取液进行冷却的冷却器。
3.根据权利要求1所述的茶制品生产工艺，其特征在于：步骤（2）采用超临界萃取装置，所述超临界萃取装置包括CO2钢瓶、夹带剂罐、混合器、萃取釜、第一分离釜、第二分离釜和精馏柱，所述CO2钢瓶的瓶口经CO2高压泵后与混合器的进口相连接，所述夹带剂罐的出液口经夹带剂泵后与混合器的进口相连接，所述混合器的出口与萃取釜底部的进口相连接，所述萃取釜顶部的出口与第一分离釜顶部的进口相连接，所述第一分离釜顶部的出口与第二分离釜顶部的进口相连接，所述第二分离釜顶部的出口与精馏柱底部的进口相连接，所述精馏柱顶部设有输出精馏液的出口。
4.根据权利要求3所述的茶制品生产工艺，其特征在于：所述第二分离釜顶部的出口和精馏柱顶部的出口还分别通过回气管连接至CO2钢瓶的瓶口。
5.根据权利要求1所述的茶制品生产工艺，其特征在于：步骤（3）采用分离纯化装置，所述分离纯化装置包括对茶叶提取液进行粗过滤的微孔过滤膜，所述微孔过滤膜的出液口连接有对茶叶提取液进行固液分离以排出残渣的离心分离机，所述离心分离机的出液口串联有至少一个对茶叶提取液进行连续精过滤的超滤膜，最后一个超滤膜的出液口连接有对茶叶提取液进行分离提纯的纳滤膜。
6.根据权利要求1所述的茶制品生产工艺，其特征在于：步骤（4）采用MVR真空浓缩装置，所述MVR真空浓缩装置包括预热器、加热器和蒸发室，所述预热器底部设有输入茶叶提取膜浓缩液的进液口和输出预热液的出液口，所述加热器底部设有输入预热液的进液口，所述预热器的出液口通过管道与加热器的进液口相连接，所述加热器顶部设有输出热蒸汽的出汽口，所述蒸发室侧部设有输入热蒸汽的进汽口，所述加热器的出汽口通过弯管与蒸发室的进汽口相连接，所述加热器侧部设有用于输入二次蒸汽的回汽口，所述蒸发室顶部设有输出二次蒸汽的排汽口，所述蒸发室的排汽口经压缩风机后与加热器的回汽口相连接，所述蒸发室底部设有输出茶叶提取浓缩液的出液口。
7.根据权利要求1所述的茶制品生产工艺，其特征在于：步骤（5.1）采用冷冻干燥装置，所述冷冻干燥装置包括用于盛放茶叶提取浓缩液的干燥槽，所述干燥槽经主阀连接有使茶叶提取浓缩液冻结成固态的冷阱，所述冷阱内设有冷媒管，所述冷媒管的一端与冷冻机的冷媒出口相连接，所述冷媒管的另一端经冷媒泵与冷冻机的冷媒进口相连接，所述冷阱经抽真空阀连接有真空泵组，所述冷媒管一端还经冷媒阀与干燥槽的热媒出口相连接，所述冷媒管另一端还经膨胀槽与干燥槽的热媒出口相连接，所述干燥槽的热媒进口连接有使固态中的冰升华为水蒸汽的加热器，所述干燥槽的热媒出口还经热媒泵与冷却器的热流道进口相连接，所述冷却器的热流道出口与加热器的热媒进口相连接。
8.根据权利要求1所述的茶制品生产工艺，其特征在于：步骤（5.2）采用无菌冷灌装装置，所述无菌冷灌装装置包括超高温瞬时灭菌机和无菌罐，所述超高温瞬时灭菌机的出液口连接有将灭菌后茶叶提取浓缩液快速冷却至常温的冷却器，所述冷却器的出液口连接至无菌罐的进液口以暂存常温茶叶提取浓缩液，所述无菌罐底部连接有用于缓存待灌装茶叶提取浓缩液的灌装腔体，所述灌装腔体的出液口连接有控制茶叶提取浓缩液是否流出的柱塞阀，所述柱塞阀由缸体和柱塞组成，所述柱塞由上方的凸轮驱动机构带动其在缸体内上下往复直线运动，所述缸体侧壁的进液口与灌装腔体的出液口相连通，所述缸体底部设有由柱塞控制其与进液口是否连通的灌装口。
9.根据权利要求8所述的茶制品生产工艺，其特征在于：所述凸轮驱动机构包括驱动轴、凸轮盘、滚轮和连杆，所述驱动轴由电机驱动，所述凸轮盘固定在驱动轴上，所述滚轮与凸轮盘上的凸轮槽相配合，所述滚轮安装在连杆上端，所述连杆下端与柱塞上端相铰接。
10.根据权利要求8所述的茶制品生产工艺，其特征在于：所述灌装腔体的出液口通过倾斜管与缸体侧壁的进液口相连接，所述缸体侧壁的进液口高于灌装腔体的出液口。
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