[发明专利]一种节能型茶皂素提取装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于茶皂素提取领域，具体涉及一种节能型茶皂素提取装置及方法。

背景技术

茶皂素又称茶皂苷或茶皂甙，是皂素中的一类，是从山茶科植物种子或者其种子经榨油后的产物中提取出来的一种糖甙化合物，广泛存在于各种茶类植物中。茶皂素具有良好的乳化、分散、湿润、发泡、稳泡和去污等性能，广泛应用于日用化工、农药、医药、食品、毛纺、针织等行业；更有研究表明茶皂素不仅有良好的表面活性的同时，又具有多种生物活性，茶皂素具有抗炎、抗氧化、抗菌、抗高血压、鱼毒和溶血作用、抑制酒精吸收保护肠胃等药理学功能。

目前茶皂素的提取原料主要是茶籽。我国茶籽资源丰富，是重要的经济产品之一。研究资料表明，国内外茶皂素的提取方法主要有水提法、有机溶剂法、水提-沉淀法和水提-醇萃法，也有对其进行微波辅助强化提取研究和超声波的辅助强化提取研究。但从提取工艺研究来看，大多数为间歇式操作，且流程长，工序繁杂；使用传统茶皂素提取装置，将经处理、粉碎后的茶籽饼颗粒与一定比例的提取剂混合，在一定条件下进行提取，提取完成后将提取混合液过滤分离，所得滤液经蒸发操作浓缩，浓缩液再烘干脱除溶剂，可得茶皂素粗品。但因提取工艺条件中料液比(茶籽饼颗粒质量与提取液体积之比)较大，浓缩过程耗热量较多，且传统提取工艺操作环节多，周期较长、能耗大、经济性较低，难以规模化生产。为此如何减少提取环节，缩短提取周期，降低提取剂用量，增加提取过程的经济效益，就成为工艺研究或开发的关键所在。

发明内容

本发明是针对现有技术中存在的提取操作环节多，周期较长，提取剂用量大的问题，提供一种节能型茶皂素提取装置及方法，该装置不仅结构简单，使用方便，且提取率高。

本发明的目的在于提供一种节能型茶皂素提取装置，该装置包括提取液储存器、泡沫分离塔、泡沫收集器，提供压缩空气的供气系统和补充提取液的补液系统；供气系统分别与泡沫分离塔和提取液储存器连接；泡沫分离塔的上端与泡沫收集器连接，泡沫分离塔的下端设置通入提取液储存器的连接管并与提取液储存器连接，泡沫分离塔上设置加料口，泡沫分离塔底部内设置气体分布器，装有已处理好的茶籽饼颗粒的玻璃纤维袋置于气体分布器的上端。

进一步，所述供气系统包括压缩气体储罐及与其连接的第一管路和第二管路，第一管路与泡沫分离塔的底端连接，第二管路与提取液储存器连接，第一管路上设置第一控制阀和空气转子流量计，第二管路上设置第二控制阀。

进一步，所述提取液储存器上设置用于补充提取液的提取液补加管路，提取液补加管路上设置第三控制阀，第三控制阀管路与计量泵连接。

进一步，所述提取液补加管路中于第三控制阀与提取液储存器之间设置分支管路，分支管路上设置减压阀。

进一步，所述提取液储存器的下方设置超声波辅助提取器，提取液储存器置于超声波辅助提取器内。

进一步，所述泡沫收集器内设置消泡装置。

本发明的另一目的在于提供一种节能型提取茶皂素的方法，该方法包括以下步骤：

取一定量茶籽饼用碱性水溶液进行预处理，过滤烘干，粉碎后过筛备用；

将已处理茶籽饼颗粒，分装于玻璃纤维袋中，将玻璃纤维袋封口并置入泡沫分离塔内；向提取液储存器中加入提取液，提取液为去离子水；

通过调节第二控制阀改变压缩空气压力，使提取液储存器中的提取液压入泡沫分离塔内，控制料液比为1：25-30g/mL，并使提取液液面控制在提取液用量刻度线上下，同时控制超声波辅助提取器的频率，提取温度；20min后开启第一控制阀和空气转子流量计，使压缩空气通过气体分布器流入塔内，保持其空塔气速为0.08-0.12m／s；压缩空气的导入使提取液中茶皂素泡沫化并被压缩气体带出，收集于泡沫收集器中，此条件下连续提取50min；提取结束后停止向泡沫分离塔进压缩空气；

提取完成后泡沫收集器中的消泡装置使泡沫形成消泡液，消泡液烘干，除去溶剂，可得茶皂素粗品；或对消泡液经柱层析精致处理，再干燥可得茶皂素精品；

通过减压阀降低提取液储存器中的气体压力，使得泡沫分离塔中的提取液回流至提取液储存器中，更换玻璃纤维袋，并对提取液储存器中提取液按20％带液率计算及时补加提取液，再进行下一次提取操作。带液率是指泡沫分离过程中泡沫携带出分离器的液体量与原提取液量的比值。

进一步，控制超声波辅助提取器的提取频率25kHz，提取温度60-70℃。