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茶皂素的加工工艺详析
浏览次数:338发布时间:2019-04-30 14:46:03 文章来源:
  茶皂素是一种糖苷类的化合物,是优良的可溶性农药的优良助剂,能够有效的提高药物在表面的吸附能力。而且整个过程无毒、易分解。但是在传统工艺的提取过程中,并不能满足茶皂素的生产需求。需要对相关设备技术进行革新换代,所以引入膜分离设备,以此来进行提高产量。
  茶皂素加工技术
  一、茶粕浸出
  脱脂茶粕内含有10% —15%的茶皂素,采用浸出方法可将茶皂提取出来。目前茶皂浸出可采用的溶剂有两种类型 :醇类和水。通常,欲提高提取率宜选择醇浸法,而水浸法虽提取率较低,但从生产成本上考虑,还是一种很经济的生产工艺。茶皂素的交货状态通常有两种:粉末固体、浆状液体。
  1.   醇浸法
  醇浸法使用的溶剂主要是甲醇、乙醇。由于后者易于采购 ,对人体危害程度较小,因此, 在工业化生产茶皂时通常采用乙醇作溶剂。醇浸法提取茶皂的设备绝大部分都是由不锈钢制造的 。
  1.1   浸出  新鲜溶剂为95%浓度的乙醇,在循环使用过程中乙醇浓度会逐渐降低,在不断添加新鲜溶剂的条件下,溶剂浓度可以维持在85%以上; 要求进入浸出器的茶粕含水量控制在3%以内。
  1.2    脱溶  对醇浸法湿粕脱溶的难度较大,根据水 —醇互溶、水 —醇共沸的特点,脱溶亦应采用以烘烤脱溶为主汽提脱溶为辅的工艺,在设备设计上 采用多料层结构,料层薄而间接加热的面积加大;在汽提脱溶的脱溶质量把关层,首先要求料层厚度适中,其次要求直接蒸汽的质量要好,不但要分水彻底还要把饱和蒸汽加热成过热蒸汽,再次则是严格控制水蒸汽的用量,这是很关键的技术问题。
  1.3    蒸发 由浸出得到的茶皂素—乙醇溶液通过蒸发而加以浓缩。经过升膜式蒸发、降膜式蒸发以及中央循环式蒸发 ,可得到较稠的浆状茶皂。
  1.4 溶剂回收 将上述脱溶和蒸发两工序的溶剂汽加以冷凝回收 ,暂存后再重新使用。由于在浸出工序中物料所含水的溶入、在脱溶工序中喷入直接蒸汽的混入,因此回收的溶剂被稀释,浓度有所下降。但由于皂素浆带走一些溶剂,生产过程中损耗一些溶剂,于是循环使用的溶剂浓度下降幅度不大,定期补充新鲜溶剂,溶剂浓度尚可维持在正常运行水平,毋须使用酒精蒸馏塔提纯。
  2.   水浸法
  水浸法使用的溶剂是水,因此生产车间无须防火防爆,可以在较简陋的条件下提取茶皂素。为提高茶皂素的质量 ,设备的材质也选用不锈钢。
  2.1   浸出  于40℃—50℃的温水条件下操作,溶剂比为1∶(1—1.5),在敞口浸泡罐或浸泡池内进行,为提高得率和皂浆浓度,须循环浸出二至三次。如果采用一次浸出工艺,则在80℃热水条件下操作,溶剂比为1∶(3—4),一次浸出,一次清洗。水浸法的提取效率较醇浸法低,粕内仍残留一定的茶皂素,如茶粕欲用作饲料,则应采用碱液作去毒(即去除残皂)处理。
  2.2    脱水  浸渍的茶粕含水量很高,利用真空吸滤或离心分离可将绝大部分水脱除 。
  2.3   烘干  提取皂浆后的粕烘干后,可再行粉碎作饲料,亦可用作生态肥料。
  (作肥料则无须作去毒处理)
  2.4  浓缩   提取的皂浆先行沉淀,去除杂质,再进行真空浓缩,即可获得一定浓度的皂素浆。在实际生产中,此工序常并入后续的精制工段完成。
  二、    茶皂精制
  由浸出得到的茶皂素浆粗品,含有溶剂、水、粗纤维、蛋白、糖类等杂质,这些物质对茶皂素的品质影响很大 ,因此必须去除之。茶皂精制主要是根据这些杂质的类型及其特性,确定相应的工艺。茶皂精制大致包括以下几个工序 :脱杂、脱色、纯化、浓缩、干燥 。
  1    常规精制技术
  1.1    脱杂   主要是去除固体杂质。既可采用机械过滤,也可采用静臵沉淀的方法。还可用澄清剂(比如明矾)使胶状物质沉淀分离,若通过高速离心机分离,效果大为改善。
  1.2    脱色   即去除色素。通常使用过氧化氢作脱色剂。若以阴离子交换纤维作吸附剂 ,再由过氧化氢脱色,效果更好。
  1.3 纯化 即提纯,主要是脱除浸出茶皂时所使用的溶剂和部分其他夹带物质,以纯化茶皂素。序之后再行脱色。)1.4   浓缩  在真空条件下加热浓缩,提高皂素浆浓度 。
  1.5   干燥  是将浆状茶皂制成粉末茶皂成品的过程。最简单的方法是烘干,而利用喷雾干燥工艺制得的茶皂素粉品质更佳 。
  2高新精制技术
  近年来,国家粮食储备局西安油脂科学研究设计院开发了利用膜分离技术精制 茶皂素的新工艺。该工艺是依据溶液中各种物质组分的分子量的大小不同所存在的差异 ,采用具有选择透过性的膜将物质分离于两个界面 。
  2.1   脱杂  采用上述常规法的脱杂工艺,将茶皂浆的大杂去除 。
  2.2   膜分离设备  用两道膜滤工序进行精制。其中膜滤精制工艺过程为:先用预过滤器去除大分子物质(如蛋白质、糖类物质等),后用超滤膜去除小分子物质(如水、溶剂等),得到纯度较高的茶皂素浆。此膜分离技术可达到常规法中的脱色、纯化、浓缩工艺目的。(如茶皂素浆的色泽仍较深,可在膜分离工序之后再行脱色)2.3   干燥 采用上述常规法的干燥工艺 ,得到粉状茶皂素。
  在这之中,膜分离设备的提取法较为精致,而且能够有效的提高相关纯度,而且属于物理变化,不会在生产过程中产生污染物。