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處理茶多酚廢水的工藝

發布時間:2023-09-03 08:01:09

A. 怎麼在茶葉中提取茶多酚等物質

茶多酚的提取方法:
1、溶劑萃取法
溶劑萃取法是最傳統的提取工藝,已先後開發出十多種提取工藝。茶多酚易溶(或可溶)於水、醇類、醚類、酮類、酯類等,所以溶劑萃取法可有水提取法和有機溶劑萃取法兩種。水提取法以水為溶劑,採用水浴加熱提取多次,合並提取液後用氯仿萃取,分出氯仿相後改用乙酸乙酯多次萃取,合並乙酸乙酯相並減壓蒸餾濃縮,將其乾燥(真空、冷凍或噴霧乾燥)後用去離子水重結晶即得產品。此法有機溶劑使用少,工藝簡便,成本低,產品純度高,但提取率低。有機溶劑提取方法是傳統的提取茶多酚的一種方法,也是使用最為廣泛的方法,過程比較簡單。其原理是利用茶葉中不同化合物在不同溶劑中的溶解度差異進行提取分離的。常用的溶劑有水、甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯,一般為迴流提取。
工藝流程:茶葉原料→溶劑提取→過濾→有機溶劑脫色、脫咖啡鹼→萃取→回收溶劑乾燥
→茶多酚粗品。浸提、除雜、萃取為必不可少的共同性步驟,常用的去雜質方法有氯仿除雜法,活性碳脫色法,石油醚除或通過低溫靜止除雜法。各工藝的差別僅在於浸提條件、浸提劑、浸提時間、pH值、溫度、次數等)、除雜條件和萃取條件不同。溶劑萃取法的優點是穩定、可靠;缺點是:用水提取,茶多酚提取率低(一般提取率為5% ~6 %),產品純度低,產品易氧化,且其中含有大量雜質(如植物多糖、茶棕色素、色素、咖啡鹼、樹脂等)。而用有機溶劑提取,提取率雖可有所提高(可達到1O% ~15% ),但由於浸提液中不但含有茶多酚,而且還含有茶色素、咖啡鹼等雜質,要得到精品,還須反復除雜精製,工序多,工藝繁瑣復雜,萃取工序一般需經3級錯流萃取;需多次蒸餾,加熱時間長;需要用大量的有機溶劑,有的有機溶劑回收困難,有毒、易燃,不利於安全生產。綜上所述,溶劑法的改進主要應以簡化工藝、降低成本、提高有效成份含量和提取率等為目標。
我國湖北省化學研究所開發出一種新的溶劑萃取法提取茶多酚,茶多酚的含量〉95%,茶多酚萃取率在8%-11%,其中兒茶素含量〉70%,咖啡因〈1%,產品質量達到或超過醫葯保健用茶多酚的要求,已於2000年通過了湖北省科技廳組織的專家鑒定。其提取工藝是將粉碎後的茶葉末用萃取劑在一定溫度下萃取兩次,濃縮後的萃取液加入特定溶劑及脫色劑去雜,過濾,母液經濃縮後用溶劑洗脫咖啡因,經再次濃縮後用溶劑萃取茶多酚,蒸餾溶劑,乾燥後得到茶多酚產品。萃取工藝流程如下: 茶葉末浸提→過濾濃縮→沉降除雜→過濾濃縮→脫鹼萃取→脫溶→乾燥→茶多酚
該工藝創新之處在於:(1)濃縮後的萃取液用特定溶劑處理,能有效去雜並克服過濾困難及後續洗脫咖啡因及色素工序中的乳化問題。(2)篩選出一種有效脫除咖啡因的特定溶液,用該溶液洗脫可使茶多酚中的咖啡因含量降至0.5%以下,同時不影響茶多酚的萃取率及含量。
2、金屬離子沉澱法
沉澱法的原理是利用茶多酚在一定的介質條件下可以和某些物質絡合形成沉澱物的性質,使其從浸提液中分離出來,從而與水溶液中咖啡鹼、單糖、氨基酸等組分分離,來提取茶多酚。一般工藝流程為:茶葉原料一熱水提取一過濾一沉澱一轉溶一萃取一濃縮一真空乾燥,得到茶多酚粗品。已報道使用的沉澱劑有4類,即無機鹽類、生物鹼、蛋白質類和高分子聚合物。其中無機鹽類最常用,其他3類沉澱劑成本高,目前尚處在實驗階段。無機鹽類常用沉澱劑有3種:① 重金屬鹼式鹽,如Pb(OH)Ac、Cu(0H)Ac等;② 氫氧化物,如Ca(OH)2,這類沉澱劑價廉,但強鹼均有腐蝕作用;③ 鹽離子,如Ca2+、Zn2+、Mg2+、Ba2+ 和Fe3+等,是一類較有前途的沉澱劑。可在鹼性條件下沉澱,在酸、中性條件下轉溶。這些金屬離子可以單獨使用,也可以復合使用。由於每種沉澱劑存在一定的適宜pH 沉澱環境,一般認為偏鹼性的沉澱劑易誘發茶多酚的氧化,因此Zn2+和A13+沉澱劑被認為是較適宜的弱酸性環境的沉澱劑。余兆祥等採用了Zn2+和A13+復合型沉澱劑進行沉澱試驗,分別與Zn2+和A13+單一型沉澱劑進行對比,結果表明,復合型沉澱劑比單一沉澱劑效果要好。沉澱法的優點是:① 減少了有機溶劑的使用量,從而大大減少了環境污染,生產安全性好;② 工藝較簡單:茶葉經浸泡後,加入沉澱劑即可得到茶多酚與金屬結晶性沉澱物,不必濃縮提液,可在一定程度上降低能耗,成本低;③選擇性強,因而產品的純度較好,可達95 %以上,有的高達99.5% ;④ 產品色澤好,水溶性好。缺點是:① 無機鹽沉澱劑沉澱轉溶時pH值波動大,而茶多酚在鹼性條件下易氧化,影響產品品質;② 過濾和稀酸轉溶過程中茶多酚的損失較大;③ 溶液中咖啡鹼等干擾物質因與茶多酚配合物的吸附產生共沉澱作用而被帶人沉澱中,影響茶多酚的純度。此外,有些金屬鹽殘留對產品安全性也構成隱患;④ 工藝操作控制比較嚴格,廢渣、廢液處理量大。
3、樹脂吸附法
樹脂吸附分離法提取茶多酚是利用樹脂能對茶多酚發生吸附—解離作用的特性來實現茶多酚與其他浸提物組分之間的分離。根據所採用的樹脂類型的不同可分為吸附柱分離法、離子交換柱分離法和凝膠柱分離法,這三種方法原理相同,只是操作上有一定的差異。
工藝流程:茶葉→沸水浸提→過濾→濾液→樹脂洗脫→洗脫液→濃縮乾燥→茶多酚
目前,國產的92-2型和92-3型樹脂對茶多酚的分離提取效果較好,吸附率達93%以上,解析率達92%以上,適合於茶多酚的分離。陳勁春等採用硅藻土、活性炭、聚醯胺樹脂、D-301樹脂作為吸附劑,並對其吸附容量與分離效果做比較。呂遠平等比較11種不同樹脂對茶多酚的吸附特性,得到NKA吸附樹脂更適於茶多酚分離純化。當供試液茶多酚含量為10mg/ml,以80%乙醇作為洗脫劑,洗脫速度為0.8ml/min時,茶多酚純度可達95.8%。
該法有以下優點:① 樹脂吸附法簡便,工藝簡單,能耗少;② 操作條件溫和,避免了有效成分失活;③ 在整個過程中使用的有機溶劑主要是乙醇,它的回收容易,而且無毒、無污染。環境污染少,符合清潔化生產的發展趨勢;④樹脂再生容易,反復利用,成本低。缺點是:① 樹脂用量大,樹脂價格高、飽和吸附量低、且由於樹脂失活,使用壽命短;②大規模連續性生產的設備缺乏,只適合於小量的生產。
4、超臨界流體萃取法
超臨界流體萃取是一種正處於積極開發階段的新型分離技術,它是利用溫度和壓力略超過或靠近臨界的介於氣體和液體之間的流體作為萃取劑,從固體或液體中萃取某種高沸點和熱敏性成分,以達到分離和提純的目的。由於其介質通常為無毒的二氧化碳,對產品無毒,特別適合於醫葯、食品添加劑等產品的提取。 王小梅等人運用超臨界二氧化碳萃取方法對茶多酚進行了提取試驗,結果表明:超臨界二氧化碳萃取茶葉中的茶多酚在工藝上是完全可行的。採用超臨界二氧化碳萃取茶葉中的茶多酚的適宜條件是:萃取壓力為20MPa,萃取溫度為50℃,分離壓力為5Mpa,分離溫度為40℃,二氧化碳流量為25l/h,萃取時間為5h,在此條件下,茶多酚的萃取率達90%。超臨界流體萃取具有萃取速度快、效能高、溶劑消耗量少、沒有殘留等優點,特別是在天然植物以及食品中的熱敏性化合物的萃取過程中,能使被萃取成分不因氧化、分解、逸散而變質,是傳統的萃取方法不可比擬。
5、超聲波浸提法
超聲波浸提法是對提取過程進行超聲波強化處理,是利用超聲波的機械破碎和空化作用,加速茶多酚浸提物從茶葉中向溶劑擴散的速度,縮短浸提時間,增加有效成分的提取率。從已有研究結果表明,採用超聲波輔助提取不到1小時效果可相同於傳統提取數小時效果。傳統提取工藝提取時間較長,在溫度較高的情況下,茶多酚易發生氧化,造成品質下降,得率降低。而採用超聲波提取,所需時間短,避免茶多酚長時間處於高溫下而發生氧化,從而使得率和產品質量都得以提高。尹蓮將超聲波提取與水提取進行對比,在頻率為20KHz超聲波下,提取10min,比水提取30min得率提高40%以上,省時、節能,避免茶多酚高溫氧化。
6、微波浸提法
近年來,用微波萃取法提取茶葉中的茶多酚正在成為研究熱點。微波輔助萃取技術,簡稱微波萃取技術,是指使用適合的溶劑在微波反應器中從天然葯用植物、礦物、動物組織中提取各種化學成分的技術和方法。微波浸提法是最近幾年發展的一種新方法,基本原理是利用在微波場中分子發生高頻的運動,擴散速率增大,因此茶多酚等浸提物在微波的輻射作用下可快速浸取出來。影響微波提取過程的主要因素包括:微波加熱功率;提取溶劑的種類,萃取時間;溶劑用量以及潤濕水量等。微波輔助萃取技術比目前常規使用的工藝有以下特點:① 處理時間快,微波方法僅用數分鍾乃至數十秒即可,具有高效節能的作用;② 提取率高,節約了溶劑,大大提高了提取效率;③ 避免使用有毒溶劑、產品安全;④ 熱效率高,控制容易,便於自動化和提高生產率。所以,微波輔助萃取技術節省能源,省工、省時、對環境友好,是一種可持續發展的技術。

B. 茶多酚生產廢水處理

那就用活性污泥法吧。
整個過程為通過粗格刪的原污水經過污水提升泵提升後,經過格刪或者篩率器,之後進入沉砂池,經過砂水分離的污水進入初次沉澱池,以上為一級處理(即物理處理)。初沉池的出水進入生物處理設備(此處用活性污泥法),其中活性污泥法的反應器有曝氣池,氧化溝等。生物處理設備的出水進入二次沉澱池,二沉池的出水經過消毒排放或者進入三級處理,一級處理結束到此為二級處理,三級處理包括生物脫氮除磷法,混凝沉澱法,砂濾法,活性炭吸附法,離子交換法和電滲析法。

C. 茶葉廠要處理煮茶的廢水,因為都是茶水,顏色很深,處理出來的色度很差,用的是MBR生物膜處理工藝,有

建議採用生化脫色,進生化前記得把茶多酚等採用物化方法去除,不然生化效果很不理想的

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