一种液固流化床生产速溶茶的方法与流程

本发明涉及食品加工领域，具体涉及一种液固流化床生产速溶茶的方法。

背景技术：

液固流化床反应器具有良好的混合、传热、传质等优点，已经被广泛应用于化工、能源、轻工、冶金、材料、医药、食品和环保等诸多领域。目前对于气固流化床的研究比较系统、深入，而对于液固流化床的研究较少。利用流化床的优点，将其应用于液固反应体系之中，有必要对液固流化床内的流动规律特别是固体流场及固含率的分布进行考察。而且由于流化床内颗粒流体系统的非线性、结构的不均匀性和流域的多态性，迄今为止仍然没有一套完整的理论体系来描述流化床内液固两相体系的动态特性，更缺乏反应器放大与设计的普遍方法，因此国际上此领域的研究仍然非常活跃。

固体流态化现象是一种由于流体向上流过固体颗粒堆积的床层带动固体颗粒流动而使其具有一般流体性质的现象。与传统固定床相比，流化床采用的固体颗粒尺寸要小得多，相际接触表面积大为增加，而且悬浮在流体中的颗粒处于强烈的湍动，从而强化了热、质传递，提高了生产效率，加之能像流体一样的自由流动，便于物料转移和控制，实现自动化操作。这些特性对大规模现代化生产具有诱人的吸引力，得到工业部门的广泛应用。流态化技术不仅适用于颗粒物料的加热、冷却、物料输送、矿物的分选和产品的分级、粉料制粒、表面浸渍和包膜、干燥脱水、工件恒温热处理等物理过程，而且还适用于催化和非催化、吸热和放热多种化学过程，在能源转换、石油化工、生物化工、化工冶金、功能材料、环境防治等工业部门中已经开发了多种流态化新工艺、新设备。

而现有技术中，还未记载采用液固流化床用于速溶茶的生产，以提高速溶茶的茶多酚含量。

技术实现要素：

为了解决现有技术中的不足，本发明提供一种能够有效提高茶多酚含量的液固流化床生产速溶茶的方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种液固流化床生产速溶茶的方法，将提取后的茶汁送入液固流化床，通过液固流化床中不同的树脂进行选择性吸附，以提高速溶茶中茶多酚含量以及分离提纯副产物。

本发明中的液固流化床包括：

第一容器，用于储纳提取后的茶汁；

流化床，流化床的下端具有进液口，流化床的上端具有出液口和回流口，流化床内部具有三种不同的树脂，分别为1号树脂、2号树脂和3号树脂，

1号树脂的粒径为425μm，用于吸附茶汁中的茶氨酸；

2号树脂的粒径为250μm，用于吸附茶汁中的咖啡因；

3号树脂的粒径为180μm，用于吸附茶汁中的无机盐；

液体分离器，位于流化床进液口的内侧，使得进入流化床的液体能够均匀充满整个流化床并起到初步过滤茶汁中杂质以及不溶性大颗粒的作用；

第二容器，用于储纳吸后的茶汁；

回流阀，其两端通过管道分别连接至第一容器和流化床的回流口；

出液阀，其两端通过管道分别连接至第二容器和流化床的出液口；

糖度计，连接于流化床的侧壁上，用于检测流化床中茶汁的糖度；

泵，将第一容器内的茶汁泵入流化床内。

进一步的，所述液体分离器由颗粒直径为0.5-2mm、堆积高度为50-100mm的食品级不锈钢珠固定床组成，固定床上部有150-200目的食品级不锈钢编织筛网。

进一步的，所述泵和流化床的进液口之间连接有流量计。

进一步的，本发明的具体方法为：提取后的茶汁通过泵打入液固流化床中，由于流速以及三种不同树脂重量不同，控制茶汁的流速达到分层的效果，1号树脂、2号树脂、3号树脂分别吸附茶氨酸、咖啡因、无机盐后，原来的茶汁中茶多酚所占的比例提高而达到提高速溶茶中茶多酚含量的目的，由于三种不同树脂的吸附作用，原来的茶汁的浓度会有所下降，通过流化床上的糖度计判断吸附终点，到达吸附终点时，打开出液阀门而关闭回流阀将流化床中液体排出而得到吸附后茶汁。

进一步的，所述提取后的茶汁为绿茶茶汁，通过1:15-20加水比，60-65℃提取30min-1h，通过制冷至20±3℃后经过碟式离心分离所得，其浓度为2.5-3.0birx。

进一步的，提取后的绿茶茶汁泵入流化床的流速为0.5-1mm/s。

进一步的，当流化床中的糖度计检测到糖度不再下降且处于相对稳定时即为吸附终点。

进一步的，吸附后的茶汁，通过浓缩、uht杀菌后干燥制得高茶多酚速溶茶。

进一步的，吸附后的三种树脂，通过筛网过筛分离得到1号树脂、2号树脂和3号树脂，再分别将1号树脂和2号树脂填充到树脂柱中，用有机溶剂进行洗脱，得到茶氨酸与咖啡因粗品这两种副产物。

本发明采用以上技术方案，具有以下有益技术效果：本发明将液固流化床应用于速溶茶加工过程中，通过泵打入带有液体分布器的液固流化床中，由于流速以及三种不同树脂重量不同，在控制好茶汁流速的状态下可达到分层的效果，用树脂分别吸附茶氨酸、咖啡因、无机盐后，原来的茶汁中茶多酚所占的比例提高而达到提高速溶茶中茶多酚含量的目的，吸附后的茶汁，通过浓缩、uht杀菌后干燥制得高茶多酚速溶茶；吸附后的树脂，可通过筛网过筛分离得到树脂1号、2号和3号，再分别将1号和2号树脂填充到树脂柱中，用有机溶剂进行洗脱，得到茶氨酸与咖啡因粗品这两种副产物，通过液固流化床可达到茶汁过滤、澄清以及副产品浓缩富集一体完成；可通过多个流化床的串联并联方式提高吸附效率，实现连续式生产，工艺可进一步优化，并可通过树脂的吸附选择应用于其他成分的富集和应用于其他品种的速溶茶中。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明；

图1为本发明中流固流化床的示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明所采用的液固流化床包括：

第一容器1，用于储纳提取后的茶汁；

流化床2，流化床2的下端具有进液口21，流化床2的上端具有出液口22和回流口23，流化床2内部具有三种不同的树脂，分别为1号树脂、2号树脂和3号树脂，

1号树脂的粒径为425μm，用于吸附茶汁中的茶氨酸；

2号树脂的粒径为250μm，用于吸附茶汁中的咖啡因；

3号树脂的粒径为180μm，用于吸附茶汁中的无机盐；

液体分离器3，位于流化床2进液口21的内侧。液体分离器3由颗粒直径为0.5-2mm、堆积高度为50-100mm的食品级不锈钢珠固定床组成，固定床上部有150-200目的食品级不锈钢编织筛网；

使得进入流化床2的液体能够均匀充满整个流化床2并起到初步过滤茶汁中杂质以及不溶性大颗粒的作用；

第二容器4，用于储纳吸后的茶汁；

回流阀5，其两端通过管道分别连接至第一容器1和流化床2的回流口23；

出液阀6，其两端通过管道分别连接至第二容器4和流化床2的出液口22；

糖度计7，连接于流化床2的侧壁上，用于检测流化床2中茶汁的糖度；

泵8，将第一容器1内的茶汁泵8入流化床2内。

所述泵8和流化床2的进液口21之间连接有流量计9。

本发明的具体方法为：提取后的茶汁通过泵打入液固流化床中，由于流速以及三种不同树脂重量不同，控制茶汁的流速达到分层的效果（茶汁进入液固流化床之后，由于茶汁流速以及三种不同粒径颗粒的树脂存在质量差而使流化床呈现分层状态，增大树脂与液体的接触面从而提高吸附效率），1号树脂、2号树脂、3号树脂分别吸附茶氨酸、咖啡因、无机盐后，原来的茶汁中茶多酚所占的比例提高而达到提高速溶茶中茶多酚含量的目的，由于三种不同树脂的吸附作用，原来的茶汁的浓度会有所下降，通过流化床上的糖度计判断吸附终点，到达吸附终点时，打开出液阀门而关闭回流阀将流化床中液体排出而得到吸附后茶汁。

所述提取后的茶汁为绿茶茶汁，通过1:15-20加水比，60-65℃提取30min-1h，通过制冷至20±3℃后经过碟式离心分离所得，其浓度为2.5-3.0birx。

提取后的绿茶茶汁泵入流化床的流速为0.5-1mm/s。

当流化床中的糖度计检测到糖度不再下降且处于相对稳定时即为吸附终点，一般浓度会下降原浓度25%-35%。

吸附后的茶汁，通过浓缩、uht杀菌后干燥制得高茶多酚速溶茶。而吸附后的三种树脂，通过筛网过筛分离得到1号树脂、2号树脂和3号树脂通过筛网过筛分离，再分别将1号树脂和2号树脂填充到树脂柱中，用有机溶剂进行洗脱，得到茶氨酸与咖啡因粗品这两种副产物。

实施例：取绿茶茶叶20公斤，按1:18加水比，温度63℃进行提取30min后过滤出液，冷却至20℃后经过8000r/min的碟式离心分离器，制备得2.8birx的绿茶茶汁，通过调节泵的频率，按流速为0.7mm/s打入下端带液体分布器的流化床中，流化床中按1:1:1填充1号树脂、2号树脂和3号树脂，三种树脂在茶汁流速的作用下产生分层进行选择性吸附茶氨酸、咖啡因和无机盐，当茶汁浓度下降至2.0birx的时候趋于稳定并不再下降时，切换流化床顶端的阀门，得到吸附后的茶汁。

吸附后的茶汁通过浓缩、uht杀菌后喷雾干燥制得高茶多酚速溶茶，茶多酚含量为56.4%，茶汁浓缩温度≤40℃，浓缩出液浓度为12birx，uht杀菌温度为123℃，杀菌时间5s，喷雾干燥进风温度200℃，出风温度103℃；

将吸附后的1号树脂、2号树脂和3号树脂通过筛网过筛分离，再分别将1号树脂和2号树脂填充到树脂柱中，用有机溶剂进行洗脱，得到茶氨酸与咖啡因粗品这两种副产物。

相比速溶绿茶未吸附前的茶多酚含量（占干物质含量%）39.7%，本实施例较大程度地提高了茶多酚含量。

上面结合附图对本发明的实施加以描述，但是本发明不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式是示意性而不是加以局限本发明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

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