一种脱出茶叶中咖啡因的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于物质提取技术领域，具体涉及一种脱出茶叶中咖啡因的方法。
【背景技术】
[0002]茶是中国常见的饮品，汉族人饮茶，始于神农，有4700多年。直到现在，中国汉族同胞还有民以茶代礼的风俗。茶属于山茶科，为常绿灌木或小乔木植物，植株高达1-6米。茶树喜欢湿润的气候，在中国长江流域以南地区广泛栽培。茶树叶子制成茶叶，泡水后使用。茶树种植3年就可以采叶子。一般清明前后采摘长出4-5个叶的嫩芽，制作茶叶质量非常好，属于珍品。茶与可可、咖啡并称世界的三大无酒精饮料。
然而由于茶叶中的咖啡因对特殊人群(如孕妇、儿童、老年人和心脏病、失眠症、神经衰弱者)有一定的危害，因此并非所有人都适合饮茶，而通过降低茶叶中咖啡因的含量可以解决这个技术问题。现有技术中从茶叶中脱咖啡因的技术主要有水脱除、溶剂萃取和吸附分离等，这些方法存在溶剂残留、脱咖啡因效果不佳、破坏其它成分等缺陷。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于，提供一种脱出茶叶中咖啡因的方法，提高从茶叶中脱去咖啡因的效率，减小环境污染，降低提取成本。
本发明的技术方案:
该方法是采用超临界二氧化碳流体从茶叶中提取咖啡因，主要包括预处理、萃取、分离和保存几个步骤。提取时将二氧化碳气体注入萃取釜，保持萃取釜内温度和压力在二氧化碳气体的超临界状态与茶叶的天然原料接触，使茶叶中的咖啡因成分溶解于超临界流体之中，从萃取釜的萃取出口收集含有咖啡因的流体；其萃取温度为37?40°C，压力为35?40MPa ;二氧化碳气体通过萃取釜的流量为150?250kg/h，萃取时间为2?3h。采用该技术方案，相比现有技术，萃取温度较低，压力较小，可以保护装置，延长设备使用寿命，同时提取率也十分理想。
在萃取前对茶叶进行预处理，该预处理是将茶叶摊铺于铁盘上，摊铺厚度0.8?
1.2cm，然后将铁盘放入烘箱，在50?60°C温度下对茶叶烘干4?6小时，控制其含水率在10%内；烘干后的茶叶继续留在烘干炉内自然冷却至常温。
本发明在最佳工艺条件下可脱去茶叶原料质量中2?3%的咖啡因(咖啡因的总含量约为5%)。分离完成后将同一批完成脱咖啡因的茶叶进行灌装和保存。
与现有技术相比，本发明具有以下特点:用超临界态下的二氧化碳流体作为萃取溶剂，该溶剂在同一系统中循环使用，溶剂消耗小，且售价便宜，因此萃取成本低。萃取周期短，仅2?3h，而现有技术需要6?7h。咖啡因脱除效果好，不损伤其它有效成分，无异味，无溶剂残留，无环境污染等特点。本发明工艺简单，能耗低。
【具体实施方式】
[0004]下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。
本发明的技术方案包括以下步骤，选料一烘干一冷却一萃取一分离一保存。选料是购买(也可自制)新鲜、优质原茶，即只经过杀青、揉捻、压制、干燥等加工的原茶。烘干和冷却步骤是将购买或自制的茶叶摊铺于铁盘上，摊铺厚度约1cm，然后将茶叶放入烘箱，在50?60°C温度下对茶叶烘干4?6小时，控制其含水率在10%内；烘干后的茶叶继续留在烘干炉内自然冷却至常温。选料、烘干、冷却作为咖啡因萃取前的预处理步骤，可以提高萃取率，并降低萃取温度和压力。
萃取步骤是将冷却后的茶叶放入萃取釜的物料桶中，将二氧化碳气体注入萃取釜，保持萃取釜内温度和压力在二氧化碳气体的超临界状态与天然原料接触，使茶叶中的咖啡因成分溶解于超临界流体之中，从萃取釜的萃取出口收集含有咖啡因的流体。其中，本发明采用的超临界温度为37?40°C，压力为35?40MPa ;二氧化碳气体通过萃取釜的流量为150?250kg/h，萃取时间为2?3h。
分离步骤在最佳工艺条件下可脱去2?3%的咖啡因(咖啡因的总含量约为5%)。保存步骤是将同一批完成脱咖啡因的茶叶进行灌装和保存。
实施例1:
将购买的茶叶摊铺于铁盘上，摊铺厚度0.8cm，然后将铁盘放入烘箱，在50°C温度下对茶叶烘干4小时，使其含水率达到9%后冷却至常温。将冷却后的茶叶放入萃取釜的物料桶中，将二氧化碳气体注入萃取釜，保持萃取釜内温度和压力在二氧化碳气体的超临界状态与天然原料接触，萃取温度为37°C，压力为35MPa ; 二氧化碳气体通过萃取釜的流量为150kg/h，萃取时间为2h ;最后从萃取釜的萃取出口收集含有咖啡因的流体并将提取咖啡因后的茶叶灌装保存。
实施例2:
将自采的茶叶晒干后粉碎成粉，用容器盛放入烘箱中，在55°C温度下对茶叶粉烘干5小时，使其含水率达到5%后冷却至常温。将冷却后的茶叶粉放入萃取釜的物料桶中，将二氧化碳气体注入萃取釜，保持萃取釜内温度和压力在二氧化碳气体的超临界状态与天然原料接触，萃取温度为39°C，压力为40MPa ;二氧化碳气体通过萃取釜的流量为180kg/h，萃取时间为3h ;最后从萃取釜的萃取出口收集含有咖啡因的流体并将提取咖啡因后的茶叶灌装保存。
实施例3:
将自采的茶叶晒干后在铁盘上摊铺，摊铺厚度为1.0cm，然后将铁盘放入烘箱中，在60°C温度下对茶叶烘干6小时，使其含水率达到7%后冷却至常温。将冷却后的茶叶粉放入萃取釜的物料桶中，将二氧化碳气体注入萃取釜，保持萃取釜内温度和压力在二氧化碳气体的超临界状态与天然原料接触，萃取温度为40°C，压力为38MPa ;二氧化碳气体通过萃取釜的流量为250kg/h，萃取时间为2.5h ;最后从萃取釜的萃取出口收集含有咖啡因的流体并将提取咖啡因后的茶叶灌装保存。
当然，以上只是本发明的具体应用范例，本发明还有其他的实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明所要求的保护范围之内。
【主权项】
1.一种脱出茶叶中咖啡因的方法，其特征在于:该方法是采用超临界二氧化碳流体从茶叶中提取咖啡因，提取时将二氧化碳气体注入萃取釜，保持萃取釜内温度和压力在二氧化碳气体的超临界状态与茶叶的天然原料接触，使茶叶中的咖啡因成分溶解于超临界流体之中，从萃取釜的萃取出口收集含有咖啡因的流体；其萃取温度为37?40°C，压力为35?40MPa ;二氧化碳气体通过萃取釜的流量为150?250kg/h，萃取时间为2?3h。2.根据权利要求1所述的脱出茶叶中咖啡因的方法，其特征在于:在萃取前对茶叶进行预处理，该预处理是将茶叶摊铺于铁盘上，摊铺厚度0.8?1.2cm，然后将茶叶放入烘箱，在50?60°C温度下对茶叶烘干4?6小时，控制其含水率在10%内；烘干后的茶叶继续留在烘干炉内自然冷却至常温。
【专利摘要】本发明公开了一种脱出茶叶中咖啡因的方法，该方法是采用超临界二氧化碳流体从茶叶中提取咖啡因，其萃取温度为37～40℃，压力为35～40MPa；二氧化碳气体通过萃取釜的流量为150～250kg/h，萃取时间为2～3h。本发明用超临界态下的二氧化碳流体作为萃取溶剂，该溶剂在同一系统中循环使用，溶剂消耗小，且售价便宜，因此萃取成本低。萃取周期短，仅2～3h。咖啡因脱除效果好，不损伤其它有效成分，无异味，无溶剂残留，无环境污染等特点。本发明工艺简单，能耗低。
【IPC分类】A23F3/38
【公开号】CN104982618
【申请号】CN201410786784
【发明人】朱成业, 莫莉
【申请人】贵州航天乌江机电设备有限责任公司
【公开日】2015年10月21日
【申请日】2014年12月18日