湖北理工学院 毕业设计
1.7 茶多酚的使用限量
我国《食品添加剂使用卫生标准》（GB 2760-1996）规定：茶多酚用于含油脂酱料时最大使用限量为0.1/㎏；用于油炸食品、方便面时最大使用限量为0.2/㎏； 用于肉制品、鱼制品时最大使用限量为0.3/㎏；用于油脂、火腿、糕点及其馅时最大使用限量为0.4/㎏。[8]
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第2章 工艺流程设计
2.1工艺流程示意图
采用热水浸提茶汤，对茶汤进行离心沉降和膜分离处理后，用乙酸乙酯进行三级逆流萃取。对萃取相进行真空浓缩，喷雾干燥可得低纯度茶多酚；对浓缩液进行进一步的纯化沉析，低温真空干燥可得高纯度茶多酚。工艺流程示意图如图2-1所示：其中的投料量为生产一批的用量。
杀青温度：320-380， 杀青时间：不超过90s 收集新鲜绿茶及下脚料16.67吨。 八角滚筒杀青机进行杀青处理 锤式粉碎机粉碎茶叶，磨碎粗细度20-30目 茶汤 90℃热水浸提10-15分钟，茶水比1：15 最终萃余液作为废液进入废液处理池 乙酸乙酯作为萃取剂 进行三级逆流萃取浸提茶多酚 过滤液经过螺旋卷膜分离器，PH为3-8,温度上限为40-45℃ 蝶式离心机进行离心沉降 废渣回收作为肥料 10-30s 萃取液进入离心式薄膜蒸发器 气流喷雾干燥塔 低纯度茶多酚 萃余液作为废液进入废液处理池 36%盐酸 AlCl3:ZnCl2=1∶2的混合溶液，5.5 成品包装 滤液进行回收处理 7 湖北理工学院 毕业设计 2.1 茶多酚制备工艺的发展 茶多酚易溶于热水、乙醇、乙醚、乙酸乙酯等极性溶剂，不溶于氯仿、正丁烷等非极性溶剂，故用溶剂萃取法较多。同时茶多酚在一定条件下易与金属离子生成沉淀，能达到分离的目的。通过研究，目前已开发出许多茶多酚的提取工艺，主要为溶剂萃取法，沉淀法，树脂法以及超声波提取法等。 表2-1 茶多酚生产工艺比较 制备工艺 溶液浸提 原理 利用不同化合物的溶解度不同进行 分离 优点 工艺简单，设备要求低， 缺点 蒸馏、浓缩时间长，耗能大，有机溶剂用量大 金属离子沉淀法 茶多酚与金属离子产生络合沉淀的原理，再离心分离、酸溶、溶剂萃 取等实现 溶剂少，耗能低，产率高， 纯度高 工序多，操作严格，废渣、废液处理量大。 树脂吸附法 利用不同物质与树脂亲和力的不同 实现分离 超临界流体萃取 利用温度与压力略超过或靠近临界温度与临界压力介于气体与液体之间的流体作为萃取剂，从固体或液体中萃取某种高沸点与热敏性成分、以达到分离与提纯的目的。 超声波浸提 法 利用超声波作用，加速茶多酚等浸提物向溶剂扩散，缩短时间，浸提 液精制过程与传统相同 微波萃取 利用分子高频的运动，扩散速率增 大，因此浸提时间缩短 纯度高，杂质少 设备成本高，效率低 传递性能，较强的渗透力好，选择性良好，对有机物溶解度大，萃取率高，产品质量好，条件温和，特别适用于分离热敏性物质 浸提时间短，避免了茶多酚的氧化，收率和质量都比传 统方法高。 品质与收率有较大提高，短时、高效、节能。 [5] 设备成本高，技术难度 高 设备成本高 技术复杂，成本高 常用的茶多酚提取方法是把纯化去杂工安排在萃取工艺之前，其缺点是纯化效果差，制品质量低，对于工业化规模生产茶多酚来说，由于茶汤量很大，这样不但要耗用大量的纯化溶剂，而且设备投资高，产品质量无法保证。 8 湖北理工学院 毕业设计 本工艺用乙酸乙酯萃取茶多酚，初步分离杂质，然后对萃取相真空浓缩、冷凝回收溶剂，再对浓缩液进行纯化沉析去杂，茶多酚呈白色絮状析出，茶多酚经专门设计的组合分离设备分离后，低温真空干燥8个小时可得到最终产品，这样的工艺设计，保证了茶多酚的产品的色泽白，纯度高，儿茶素含量也高，产品质量稳定，降低了成本，适合工业化生产要求。 2.2 制备工艺过程设计 2.2.1原料的选择与预处理设计 （1）原料的选择： 表2-2 茶叶原料理化指标检测结果 茶叶原料 鲜叶 老叶 杀青 成品 茶叶中茶多酚含量（%） 茶粉中茶多酚含量（%） 21.99±0.56 11.25±0.34 29.46±0.17 27.58±0.21 53.40±0.11 35.87±0.28 72.07±0.79 59.65±0.38 干基制备量（%） 25.45±0.98 22.21±1.41 21.90±0.67 21.56±2.74 表2-2研究了鲜叶、老叶、杀青叶、成品叶等4种茶叶原料对速溶茶粉茶多酚含量的影响，结果表明，以杀青叶为原料制备出的茶粉的茶多酚含量最高、为72．07％；老叶茶粉茶多酚含量最低为35.87%。[9]直接利用杀青叶为原料制备出的茶粉含有较高的功能性成分——茶多酚；鲜叶通过高温杀青处理，得到的杀青叶中水分蒸发，叶绿素减少，其他色素不同程度地变化，使这些物质的提取率减少。杀青叶可作为较适宜的提取茶多酚的原料。本设计中选择的是杀青处理的绿茶叶及其下脚料来提取茶多酚，一方面茶多酚提取率较高，杂质少，另一方面成本较低。 （2）杀青工艺设计 目前，较普遍使用的杀青机是锅式杀青机，尤其是乡镇茶厂几乎全部应用锅式杀青机。但锅式杀青机即使锅温掌握好，最后出叶时，往往难以出尽，这部分在锅中未出之叶，常是烟焦味产生所在。因此认为，解决当前绿茶中普遍存在的烟焦气问题，关键在于改用杀青机具。据相关试验表明，认为八角滚筒杀青机比较理想。 9 湖北理工学院 毕业设计 表2-3 不同型号八角滚筒杀青机技术参数 型号 滚筒直径/mm 额定功率/kw 加工能力/kg/h 控温范围/℃ 控温精度/℃ 外形尺寸/mm 6CST-40型 400 30 40-80 室温-380 ±5 2263371231269 6CST-50型 515 36 70-120 室温-380 ±5 2513381531370 6CST-70型 700 36 200-250 室温-380 ±5 20703110032620 年产1000吨茶多酚，一年按300天计算，1天提取一批，则每批的产量为1000000/300=3334kg，茶多酚占干绿茶的20%（18%-35%），因此每批加入绿茶3334 ㎏/（0.2320）=830㎏/h。由表2-3可以看出，选择6CST-70型八角滚筒杀青机5台。加入待杀青的绿茶时，待温度表升至320℃时开始投叶，温度最高不得高于380℃，在生产过程中确保温度稳定。鲜叶从进口到出口大约为90秒，具体时间要根据鲜叶量而区别对待。[10] （3）粉碎工艺、 粉碎可分为干式粉碎和湿式粉碎两类。前者是将干物料直接送入粉碎机中。粉碎时有一定的粉尘涌出。湿式粉碎是将水和原料一起加入粉碎机中，从粉碎机中出来时即成粉浆。这种方法无原料粉末飞扬，缺点是粉浆必须随产随用，不宜贮藏，且耗电量大。在本设计中选择干式粉碎，能减少茶多酚的流失，且能耗相对小。 干式粉碎机械常见的有：锤式粉碎机、锟式粉碎机、圆盘钢磨、 表2-4 不同粉碎机的性能比较 粉碎机类型 锤式粉碎机 优点 缺点 适用范围 脆性物料、中等硬度物料、难粉碎物料 不适合纤维状物料 颗粒状物料的中碎和细碎 不适合纤维状物料、粉碎小麦、玉米、大脆性物料 豆、大米等物料 构造简单，物料适应型强，机械磨损比较大 粉碎度大，生产能力高 锟式粉碎机 结构简单、运行成本低、高效节能 圆盘钢磨 结构简单、剪切力大、粉碎度较大 由表2-4可以看出，锤式粉碎机构造简单，紧凑，适应性强，生产能力高，运行可靠，对茶叶等脆性物料能较好的粉碎，故本设计中选择锤式粉碎机。 10