CN107961561A - 一种茶多酚制备废水处理装置及处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种茶多酚制备废水处理装置及其处理工艺，装置包括超临界萃取装置、溶剂萃取装置、陶瓷膜分离器Ⅰ、中间罐、厌氧反应器、好氧反应池、陶瓷膜分离器Ⅱ、茶渣处理器。本发明采用超临界萃取和溶剂萃取联合萃取茶多酚，提高产品纯度。茶多酚提取具有能耗低、提取率高、产品纯度高等优点；针对茶叶提取废水进行处理，出水的水质无色澄清无味。该工艺能够高效迅速的处理茶叶加工过程中的废水。
Description
技术领域
本发明涉及一种废水处理装置及其处理工艺，特别是一种茶多酚制备过程中的废水处理过程。
背景技术
茶多酚（Tea Polyphenols）是茶叶中多酚类物质的总称，包括黄烷醇类、花色苷类、黄酮类、黄酮醇类和酚酸类等。主要为黄烷醇（儿茶素）类，儿茶素占60~80%。 类物质茶多酚又称茶鞣或茶单宁，是形成茶叶色香味的主要成份之一，也是茶叶中有保健功能的主要成份之一。研究表明，茶多酚等活性物质具解毒和抗辐射作用，能有效地阻止放射性物质侵入骨髓，并可使锶90和钴60迅速排出体外。
茶多酚可用于食品保鲜防腐，无毒副作用，食用安全同时配上植酸防腐效果更佳。茶叶能够保存较长的时间而不变质，这是其他的树叶、菜叶、花草所达不到的。茶多酚参入其他有机物（主要是食品）中，能够延长贮存期，防止食品退色，提高纤维素稳定性，有效保护食品各种营养成份。
茶多酚的提取方法主要有溶剂提取法、离子沉淀法、柱分离制备法；单一方法提取不够完全，分离效率低，产品纯度低，产生较多的废水。
工业上茶多酚生产过程中排放的废水，不仅含有茶多酚，而且还含有茶多糖，茶氨酸，蛋白质，胶体等物质，有机物浓度高，色度大，多环大分子芳香类化
合物含量高。直接排放会对环境造成极大的危害，引发地表及地下水体污染、生态环境恶化，直接危害人体健康。所以需要开发一种提取茶多酚并且对提取过程中的废水进行处理的联合装置及其工艺。
发明内容
本发明的目的是提供一种茶多酚提取并连续处理其废水的连续装置。采用超临界萃取和溶剂萃取联合萃取，提高产品纯度。该装置操作简单、能耗低、产品满足纯度要求、废水处理达标。
本发明的技术方案如下：
一种茶多酚制备废水处理装置，包括超临界萃取装置、溶剂萃取装置、陶瓷膜分离器Ⅰ、中间罐、厌氧反应器、好氧反应池、陶瓷膜分离器Ⅱ、茶渣处理器，上述各个装置通过管线依次连接；所述陶瓷膜分离器Ⅱ为超滤和纳滤集成装置，陶瓷膜表面负载纳米银，银的平均颗粒粒径为10nm。
所述陶瓷膜分离器Ⅰ的膜孔径为30-200nm。
所述陶瓷膜分离器Ⅱ的膜孔径为50-300nm。
所述陶瓷膜分离器Ⅰ过滤的错流速度为1～5m/s；所述陶瓷膜分离器Ⅱ中超滤膜设备对污水进行过滤的错流速度为1～5m/s ，操作压力为0.1~0.5MPa ，纳滤膜设备的操作压力为0.8～1.2MPa。
所述超临界萃取为二氧化碳超临界萃取，溶剂萃取采用二氯甲烷和乙酸乙酯溶剂进行萃取。
所述陶瓷膜表面负载纳米银，是将陶瓷膜浸渍于0.1mol/L的硝酸银溶液中24h，干燥，600℃煅烧制得。
利用茶多酚制备废水处理装置进行茶多酚制备及废水处理，该工艺包括两步：1）将茶叶粉末加入到超临界二氧化碳流体萃取装置中进行萃取，萃取温度40~60℃，压力20-30MPa，取得到茶多酚提取液；然后分离出萃取液后剩余的茶粉部分再进入溶剂萃取装置进一步萃取，并分离出茶多酚提取液；2）将溶剂萃取过程中溶剂回收的废水和陶瓷膜分离器Ⅰ分离出来的废水输入中间罐调节PH值，然后进入厌氧反应器进行反应；接着进入好氧反应池，经好氧微生物作用，净化污水；反应后的固形物部分进入茶渣处理器进行干燥处理；反应后废水进入陶瓷膜分离器Ⅱ进行过滤。
本发明的有益效果：
1. 采用超临界萃取和溶剂萃取联合萃取，提高产品纯度。
2. 采用陶瓷膜技术应用到茶多酚的提取和后处理过程中，茶多酚提取和废水处理联合装置操作简单、能耗低、产品满足纯度要求、废水处理达标。
3.采用载银陶瓷膜可以有效抗菌，净化水质。
附图说明
图1为本发明的装置流程图。
具体实施方式
下面结合附图说明本发明的实施方式。下列实施例仅用于说明本发明，但并不用来限定本发明的实施范围。
一种茶多酚制备废水处理装置，包括超临界萃取装置、溶剂萃取装置、陶瓷膜分离器Ⅰ、中间罐、厌氧反应器、好氧反应池、陶瓷膜分离器Ⅱ、茶渣处理器，上述各个装置通过管线依次连接；所述陶瓷膜分离器Ⅱ为超滤和纳滤集成装置，陶瓷膜表面负载纳米银，银的平均颗粒粒径为10nm。
其中，陶瓷膜分离器Ⅰ的膜孔径为30-200nm，陶瓷膜分离器Ⅱ的膜孔径为50-300nm。
陶瓷膜分离器Ⅰ过滤的错流速度为1～5m/s；陶瓷膜分离器Ⅱ中超滤膜设备对污水进行过滤的错流速度为1～5m/s ，操作压力为0.1~0.5MPa ，纳滤膜设备的操作压力为0.8～1.2MPa。
超临界萃取为二氧化碳超临界萃取，溶剂萃取采用二氯甲烷和乙酸乙酯溶剂进行萃取。
所述陶瓷膜表面负载纳米银，是将陶瓷膜浸渍于0.1mol/L的硝酸银溶液中24h，干燥，600℃煅烧制得。
实施例1
1.茶多酚提取
首先将茶叶粉末加入到超临界二氧化碳流体萃取装置中进行萃取，萃取温度40℃，压力20MPa，取得到茶多酚提取液；然后分离出萃取液后剩余的茶粉部分再进入溶剂萃取装置进一步萃取，并分离出茶多酚提取液。将两次萃取得到的茶多酚提取液加入到陶瓷膜分离器Ⅰ进行分离，陶瓷膜孔径30nm，过滤的错流速度为1m/s。茶多糖，茶氨酸，蛋白质，胶体等物质被截留，茶多酚浓缩液经渗透侧分离出来。茶渣进入茶渣处理器进行干燥处理。
2.废水处理
将溶剂萃取过程中溶剂回收的废水和陶瓷膜分离器Ⅰ分离出来的废水输入中间罐冷却，调节PH值为6-7，COD 为20000mg/L，然后进入厌氧反应器进行反应20h。反应去除掉废水中的高COD等有机成分。接着进入好氧反应池，经好氧微生物作用20h，净化污水。反应后的固形物部分进入茶渣处理器进行干燥处理。反应后废水进入陶瓷膜分离器Ⅱ进行过滤，超滤膜设备对污水进行过滤的错流速度为1m/s ，操作压力为0.1MPa ，纳滤膜设备的操作压力为0.8MPa。过滤处理后的水进行理化指标检测，未检出茶多酚，COD的去除率达到了99.9%。
实施例2
1.茶多酚提取
首先将茶叶粉末加入到超临界二氧化碳流体萃取装置中进行萃取，萃取温度60℃，压力30MPa，取得到茶多酚提取液；然后分离出萃取液后剩余的茶粉部分再进入溶剂萃取装置进一步萃取，并分离出茶多酚提取液。将两次萃取得到的茶多酚提取液加入到陶瓷膜分离器Ⅰ进行分离，陶瓷膜孔径200nm，过滤的错流速度为5m/s。茶多糖，茶氨酸，蛋白质，胶体等物质被截留，茶多酚浓缩液经渗透侧分离出来。茶渣进入茶渣处理器进行干燥处理。
2.废水处理
将溶剂萃取过程中溶剂回收的废水和陶瓷膜分离器Ⅰ分离出来的废水输入中间罐冷却，调节PH值为6-7，COD 为20000mg/L，然后进入厌氧反应器进行反应20h。反应去除掉废水中的高COD等有机成分。接着进入好氧反应池，经好氧微生物作用20h，净化污水。反应后的固形物部分进入茶渣处理器进行干燥处理。反应后废水进入陶瓷膜分离器Ⅱ进行过滤，超滤膜设备对污水进行过滤的错流速度为5m/s ，操作压力为0.5MPa ，纳滤膜设备的操作压力为1.2MPa。过滤处理后的水进行理化指标检测，未检出茶多酚，COD的去除率达到了99.9%。
Claims (7)
1.一种茶多酚制备废水处理装置，其特征在于，包括超临界萃取装置、溶剂萃取装置、陶瓷膜分离器Ⅰ、中间罐、厌氧反应器、好氧反应池、陶瓷膜分离器Ⅱ、茶渣处理器，上述各个装置通过管线依次连接；所述陶瓷膜分离器Ⅱ为超滤和纳滤集成装置，陶瓷膜表面负载纳米银，银的平均颗粒粒径为10nm。
2.根据权利要求1所述的茶多酚制备废水处理装置，其特征在于，陶瓷膜分离器Ⅰ的膜孔径为30-200nm。
3.根据权利要求1所述的茶多酚制备废水处理装置，其特征在于，陶瓷膜分离器Ⅱ的膜孔径为50-300nm。
4.根据权利要求1所述的茶多酚制备废水处理装置，其特征在于，陶瓷膜分离器Ⅰ过滤的错流速度为1～5m/s；陶瓷膜分离器Ⅱ中超滤膜设备对污水进行过滤的错流速度为1～5m/s ，操作压力为0.1~0.5MPa ，纳滤膜设备的操作压力为0.8～1.2MPa。
5.根据权利要求1所述的茶多酚制备废水处理装置，其特征在于，超临界萃取为二氧化碳超临界萃取，溶剂萃取采用二氯甲烷和乙酸乙酯溶剂进行萃取。
6.根据权利要求1所述的茶多酚制备废水处理装置，其特征在于，所述陶瓷膜表面负载纳米银，是将陶瓷膜浸渍于0.1mol/L的硝酸银溶液中24h，干燥，600℃煅烧制得。
7.利用权利要求1-6任一所述的茶多酚制备废水处理装置进行茶多酚制备及废水处理工艺，其特征在于，该工艺包括两步：
将茶叶粉末加入到超临界二氧化碳流体萃取装置中进行萃取，萃取温度40~60℃，压力20~30MPa，取得到茶多酚提取液；然后分离出萃取液后剩余的茶粉部分再进入溶剂萃取装置进一步萃取，并分离出茶多酚提取液；
将溶剂萃取过程中溶剂回收的废水和陶瓷膜分离器Ⅰ分离出来的废水输入中间罐调节PH值，然后进入厌氧反应器进行反应；接着进入好氧反应池，经好氧微生物作用，净化污水；反应后的固形物部分进入茶渣处理器进行干燥处理；反应后废水进入陶瓷膜分离器Ⅱ进行过滤。
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