膜技术在茶叶深加工应用：澄清、分离、浓缩

膜技术在茶叶深加工应用：澄清、分离、浓缩 　　茶叶深加工主要包含：茶多酚、速溶茶、茶饮料、绿茶食品、茶饮品、茶叶中其他功能性有效成分的提取及茶叶下脚料的综合利用 　　概述 　　茶叶深加工主要是指对茶树全部或部分活体、初制品加工品进行精细加工，生产出含有茶叶固有特性或功能因子的新型食品、饮料、添加剂、日用品、保健品、天然药物等的过程。当前，茶叶深加工通常是根据终产品的不同而采用下述工艺过程： 　　鲜叶榨汁或用水、溶剂浸提干茶（取其可溶性成分）→过滤与离心（去其悬浮颗粒与杂质）→沉淀、萃取、离子交换、吸附、层析等（取其功能成分）→减压蒸馏、浓缩与回收→喷雾干燥或冷冻干燥。 　　存在的缺陷： 　　* 过滤、离心的工效不高，加工出的茶液透明度欠佳，速溶茶、茶提取物的冷溶性较差。 　　* 热敏性物质的损失与变化难以控制。 　　* 沉淀剂或溶剂萃取对目标物的选择性欠佳，产品得率较低，并且沉淀剂与溶剂的回收较为困难。 　　* 在提取功能性成分中，只取其一而废其它，茶叶利用不完全，产品纯度也不高。 　　* 耗能大，污染重，成本高。 　　因此，茶叶深加工领域中有赖于其它高新技术的应用。 　　膜技术经过多年的发展，已在食品、生物医药、环保、化工等领域得到较为广泛的应用。膜技术应用于茶叶深加工，不向分离体系添加化学成分，不改变目标产品的色、香、味，因而具有潜在的应用价值。当前，在茶叶深加工中膜技术应用较多的是微滤、超滤、纳滤、反渗透等，主要是根据分离体系中杂质颗粒的特性、有效成分的分子（或离子）大小、形状、电荷等特性和膜的分子筛效应与电荷效应而达到澄清、除菌、分离纯化、浓缩等效果。 　　膜技术在茶叶深加工中的应用特点是： 　　* 膜法澄清技术是替代传统澄清技术的有效措施 　　* 膜法除菌加工茶饮料 　　* 膜分离是富集茶叶功能成分以及制备特种茶叶提取物的有效途径 　　* 膜法浓缩是实现高效提制茶叶功能成分的保证 　　茶多酚的提取 　　1.茶多酚总述; 　　茶多酚是茶叶中酚类及其衍生物的总称，因此常称为多酚类。其主要成分是黄烷醇类、羟基-4-黄烷醇类、花色甘类、黄酮醇类和黄酮类。这些化合物都具有2- 苯基苯并吡喃的基本结构，故统称为类黄酮物质。茶叶中绿原酸、鸡鈉酸、咖啡酸等酚酸类化合物也是茶多酚的组分之一。在茶多酚各组分之一黄烷醇类为主，黄烷醇类优异儿茶素类物质为主。儿茶素类含量约占茶多酚总量的70%左右，包括4 种形式的儿茶素:没食子儿茶素没食子酸酯( EGCG) 、没食子儿茶素( EGC) 、儿茶素没食子酸酯( ECG) 、儿茶素( EC)。    它们在B 环和C 环上的酸性羟基具有很强的供氢能力,能中断自动氧化成氢过氧化物的连锁反应,从而阻断氧化过程。 　　茶多酚纯品为白色无定形粉末,易溶于热水、乙醇、乙酸乙酯,微溶于油脂。难溶于苯、氯仿、石油醚。略有吸湿性。耐热性及耐酸性好,在pH = 2～7 范围内均十分稳定。在碱性介质中不稳定,易氧化褐变。 　　2. 茶多酚的传统提取方法 　　目前从茶叶中制备茶多酚常用的方法主要分三类：溶剂提取法，离子沉淀法和柱分离制备法。 　　2.1溶剂提取法 　　溶剂提取法是用极性溶剂从茶叶中浸取，然后把浸取液进行液-液萃取分离，最后浓缩并得到产品。目前工业化生产茶多酚主要采用此法。产品收率为5% ～10%，产品的纯度约为80％～98%，咖啡因4%～7%。所用有机溶剂如：丙酮、乙醚、甲醇、己烷以及三氯甲烷等。该方法使用多种有机溶剂，生产成本高，有些有毒物质的有机浴剂使产品和操作不尽安全，且易造成环境污染。 　　2.2离子沉淀法 　　离子沉淀法是利用金属能够沉淀茶多酚，而使其与咖啡碱分离，如铜盐、铅盐或三氯化铝。该方法使用了对人体有毒的重金属作沉淀剂，影响制品安全。 　　2.3柱分离制备法 　　柱分离制备法有凝胶柱，吸附柱和离子交换柱。近年来注重提高纯度的研究，为此以层析柱分离的研究较多，此项技术的关键是柱填充料和淋洗研究表明，采用柱分离制备法茶多酚得率在4%-8%之间，纯度可达98.1%，如用凝胶柱分离可高度脱咖啡碱，其残留量仅为0.1%。但柱填充料如吸附型树脂，亲脂凝胶等非常昂贵，且淋洗时要用多种，大量有机溶剂，显然对工业化生产茶多酚是不合宜的。 　　3. 新技术——膜法提取技术 　　提取茶多酚时用短时间加热提取法：茶汁中加入0.01%左右果胶酶，在50℃下保温4小时，以分解果胶酶，从而可提高超滤时的透过速度。再用截留相对分子质量40000~50000的超滤（UF）膜进行分离，约12%茶多酚被截留，而咖啡碱不为膜所截留。透过液再用反渗透（RO）膜进行浓缩。茶多酚的平均截留率约为87%，比用蒸馏法的得率高18%以上。浓缩液再进行干燥后可得茶多酚产品。 · 行业聚焦： 双锥回转真空干燥机是目前市场干燥设备中非常成熟的产品之一，也是大多数企业做为理想的干燥设备的选择之一。双锥回转真空干燥机随着国际宏观经济增速趋缓，现阶段，正是石油和化工产业结构调整的最有利时机。石油和化工企业应该以产业结构调整、节能减排和战略性新兴产业培育为切入点和工作重点，加快调结构、转方式、转型升级的步伐。他认为，宏观经济低速增长可能会持续一段时间。加快转变经济增长方式、学会在低增长中发展和在低价位下生存与竞争，是石油和化工企业走出市场困境、提升竞争能力和保持可持续发展的根本出路。 　　双锥回转真空干燥机的基本维护与保养，应注意下面几点： 　　1、在生产完成后系统化技术应用于物料干燥的一种方法。于干燥室中将稀料经雾化后，在与热空气的接触中，水分迅速汽化，即得到干燥产品。该法能直接使溶液、乳浊液干燥成粉状或颗粒状制品，可省去蒸发、粉碎等工序。 　　喷雾干燥具传热快，水分蒸发迅速，干燥时间瞬间的特点，且制品质量好，质地松脆，溶解性能也好，能改善某些制剂的溶出速率，适用于热敏性药物，此外，喷雾干燥还可用于制备微囊。 　　染料干燥广泛采用的方法。将染料雾化而去除水分的干燥方法。适用于各类染料的干燥。可以干燥染料细粉、超细粉、无粉尘粉剂及空心颗粒剂。按染料雾化方式可分为三类：（1）气流式雾化，利用压缩空气或水蒸气1 概述 　　在药品精制设备中，旋转真空干燥机是结构相对比较复杂、加工要求较高的一种设备。首先是为了保证真空度必须设旋转机械密封件，处于旋转动态干燥中的药品易起粉尘，为减少产品损失又必须阻止粉尘随真空尾气散失。因真空干燥中的水蒸气呈饱和状态，稍低于露点即冷凝析出，还会和产品粉尘一起凝析在壁面上，所以还必需将尾气过滤器设在干燥机内部。还需要给旋转运动中的设备提供可靠的热量和检测控制产品及热源的温度，这一切结构均需要严格符合GMP的规范，于是使旋转真空干燥机的结构变得复杂起来。 　　设备按规模需要分大型和小型的，大型干燥机筒体内空间大，易于加工施焊和清1、工作可靠，热效率高，物料烘干效果好，容易实现自动化控制，操作人员少。 　　2、转筒烘干机具有结构紧凑，占地面积少，是相同产量单筒烘干占地面积的地二分之一。 　　3、烘干机设备所需投资是国外进口产品6/1。 　　4、烘干机筒体自我保温热效率高达80%以上(传统单筒烘干机热效率仅为35%)提高热效率45%。 　　5、物料终水份确保0.5%以下，是干混沙浆及矿渣粉生产线首选产品。 　　6、比单筒烘干机减少干燥机排除的废气也全部是水蒸气，所以干燥过程中只有一种气态成分存在，因此传质阻力非常小。同时排除的废气温度保持在100℃以上，所以回收比较容易，可利用冷凝、压缩等方法回收蒸汽的潜热再加以利用，因而热效率高。另外，由于水蒸气的热容量要比空气大1倍，干燥介质的消耗量明显减少，故单位能耗低。过热干燥技术有很多优点：传热系数大、传质阻力小、蒸汽用量少、无爆炸和失火的危险、有利于保护环境、灭菌消毒的作用等等。但过热蒸汽干燥也有一定的应用范围，对热敏性物料则此干燥方法不适宜，若回收不利则节能效果将受到极大影响，另外其成本也相对较高。在饲料工业中，过热蒸汽干燥机技术可以应用在酒糟、牧草等方面。

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