脫咖啡因?yàn)觚埐枭a(chǎn)工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于茶葉加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及利用超臨界二氧化碳萃取技術(shù)生產(chǎn)脫咖 啡因?yàn)觚埐璧墓に嚒?br>【背景技術(shù)】
[0002] 茶葉中普遍含有較高的咖啡因，一般占到茶葉干物質(zhì)的2% -5%。咖啡因物質(zhì)容易 溶解于熱水中，可達(dá)總量的80%，且容易被人體吸收，其吸收量往往能達(dá)到90%。因此，人們 在飲用茶水時(shí)會(huì)攝入較多的咖啡因物質(zhì)。但是，過量攝入咖啡因物質(zhì)可能會(huì)產(chǎn)生一些副作 用，尤其是對咖啡因物質(zhì)敏感的人群更為明顯。因此，出于食品安全的考慮，一些國家對茶 制品中咖啡因含量作了限量規(guī)定。因此，開發(fā)低咖啡因含量甚至無咖啡因茶制品具有重要 意義，既可以滿足特殊人群對茶制品的需求，又能充分發(fā)揮茶制品的保健功能，從而開拓更 大的茶葉消費(fèi)市場。
[0003] 在低咖啡因含量甚至無咖啡因茶制品的制備過程中，最重要的工作是將咖啡因物 質(zhì)從茶葉中脫除。目前，在脫除咖啡因方面，出現(xiàn)了熱水浸提法、有機(jī)溶劑萃取法、超臨界流 體萃取法等多種脫除工藝，其中，由于具有對有機(jī)物溶解度大、傳遞速率高、操作條件溫和 等優(yōu)點(diǎn)，超臨界流體萃取技術(shù)在近20-30年逐漸發(fā)展起來，且由于二氧化碳的臨界值低、流 體密度對壓力和溫度變化敏感，二氧化碳無毒無害等特點(diǎn)，在茶葉脫咖啡因的超臨界流體 萃取工藝中，普遍采用超臨界二氧化碳流體作為萃取溶劑使用。
[0004] 所謂超臨界二氧化碳萃取，其分離過程的原理是利用超臨界二氧化碳對某些特殊 天然產(chǎn)物具有特殊溶解作用，利用超臨界二氧化碳的溶解能力與其密度的關(guān)系，即利用壓 力和溫度對超臨界二氧化碳溶解能力的影響而進(jìn)行的。在超臨界狀態(tài)下，將超臨界二氧化 碳與待分離的物質(zhì)接觸，使其有選擇性地把極性大小、沸點(diǎn)高低和分子量大小不同的成分 依次萃取出來。
[0005] 現(xiàn)有技術(shù)中，在利用超臨界二氧化碳流體制備脫咖啡因茶葉方面進(jìn)行了很多研 宄，但這些研宄基本都集中在對紅茶和綠茶的處理上，鮮見該工藝在烏龍茶制品上的研宄。 目前的烏龍茶脫咖啡因處理工藝通常存在處理效率低、咖啡因脫除率不足、存在有機(jī)物污 染、茶葉經(jīng)處理后口味差等問題中的一個(gè)或多個(gè)。然而，不同類型(紅茶、綠茶、烏龍茶等)的 茶葉由于原料和制備工藝的差異，在組分及其含量、色澤及湯色影響條件等方面存在差異， 因此，仍然需要對超臨界流體萃取法應(yīng)用于烏龍茶脫咖啡因處理時(shí)的工藝、尤其是適合工 業(yè)化生產(chǎn)要求的脫咖啡因處理工藝進(jìn)行研宄。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 針對上述問題，本發(fā)明針對烏龍茶，在利用超臨界二氧化碳流體脫除其中咖啡因 成分的工藝設(shè)計(jì)、工藝條件等方面進(jìn)行了研宄，提出了適于工業(yè)應(yīng)用的烏龍茶超臨界二氧 化碳脫咖啡因工藝。根據(jù)本發(fā)明的脫咖啡因工藝，所獲得的脫咖啡因?yàn)觚埐杈哂锌Х纫蚝?量低(低于〇. 1%)，茶葉的其它品質(zhì)（外形、香氣、滋味及湯色等等)與普通烏龍茶相當(dāng)；同時(shí)， 根據(jù)本發(fā)明的脫咖啡因工藝簡單，超臨界流體的萃取效率高、用量少，萃取周期短，適用于 工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用。
[0007] 本發(fā)明提出了一種脫咖啡因?yàn)觚埐枭a(chǎn)工藝，其依次包括以下步驟。
[0008] 步驟（1-1):備料。
[0009]步驟（1-2):給茶葉加濕。
[0010] 步驟（1-3):將經(jīng)加濕的茶葉置于萃取塔中，并通入二氧化碳使萃取塔內(nèi)部處于二 氧化碳氛圍中。
[0011] 步驟（1-4):向萃取塔通入超臨界二氧化碳流體萃取茶葉中咖啡因。
[0012] 步驟（1-5):將含有咖啡因的二氧化碳通過水以將二氧化碳中的咖啡因洗脫去除。
[0013]步驟（1-6):將洗脫咖啡因的超臨界二氧化碳流體循環(huán)到萃取塔中，對茶葉進(jìn)行循 環(huán)萃取預(yù)定時(shí)間； 循環(huán)萃取預(yù)定時(shí)間后，將茶葉取出干燥。
[0014] 針對該生產(chǎn)工藝，本發(fā)明還針對具體的烏龍茶品種，詳細(xì)說明了與一種新的多萃 取塔配置及具有多層多孔隔板結(jié)構(gòu)的萃取塔配合使用的工藝各項(xiàng)參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)了一種高 效、茶葉原有風(fēng)味保留度高且適于工業(yè)化批量連續(xù)生產(chǎn)的脫咖啡因?yàn)觚埐枭a(chǎn)工藝。
[0015]
【具體實(shí)施方式】
[0016] 下面將結(jié)合具體實(shí)施例來說明本發(fā)明的脫咖啡因?yàn)觚埐枭a(chǎn)工藝。
[0017]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的烏龍茶脫咖啡因工藝包括以下步驟： 在步驟（1-1)中，選取武夷巖茶茶葉500kg，完成備料工序。
[0018] 在步驟（1-2)中，用常溫水調(diào)配茶葉，使得烏龍茶葉的含水量占總重的10%左右， 攪拌均勻，完成對茶葉的預(yù)處理工序。
[0019] 在步驟（1-3)中：將步驟（1-2)調(diào)配得到的茶葉放入萃取塔中，并且向萃取塔中充 入二氧化碳，將萃取塔內(nèi)部處于無氧狀態(tài)。
[0020] 在本發(fā)明的萃取塔中，其內(nèi)部可以沿高度方向從底部至頂部依次設(shè)置多層隔板。 相鄰兩隔板與塔壁共同圍出茶葉容納空間（位于相鄰兩隔板之間)，用于容納待處理的茶 葉。在將茶葉置于萃取塔中時(shí)，保證使茶葉均勻散布于相應(yīng)容納空間內(nèi)。所述隔板上均勻 設(shè)有多個(gè)通孔，以使得流體在萃取塔的橫截面上均勻地、以基本相同的速率進(jìn)入該隔板上 方的茶葉容納空間。因此，通過設(shè)置該多孔隔板，能夠避免流體在通過萃取塔時(shí)在橫截面方 向上分布不均，導(dǎo)致萃取效率在空間分布上存在差異進(jìn)而使得同批處理的產(chǎn)品品質(zhì)存在差 異的問題，有利于產(chǎn)品整體品質(zhì)的提高。
[0021] 此外，現(xiàn)有技術(shù)中由于通常將茶葉置于萃取塔內(nèi)的同一容納空間，因此在茶葉數(shù) 量較大時(shí)，容易出現(xiàn)茶葉分布不均等現(xiàn)象。在本發(fā)明的多層隔板結(jié)構(gòu)下，萃取塔內(nèi)的茶葉可 以被分別置于多個(gè)獨(dú)立的容納空間中，每個(gè)容納空間中的茶葉數(shù)量僅為總量的一部分，從 而有效緩解了上述茶葉數(shù)量較大時(shí)可能發(fā)生的問題，能夠提高單次處理量，適合工業(yè)實(shí)用 的需求。
[0022] 進(jìn)一步，還可以結(jié)合待處理茶葉的外形尺寸及數(shù)量、超臨界流體的壓強(qiáng)及流速等 參數(shù)，對隔板數(shù)量(容納空間的大小)、隔板上通孔尺寸及其密度進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以增大萃取 過程中超臨界二氧化碳流體與茶葉之間的接觸程度及時(shí)間，從而提高萃取效率。
[0023] 因此，在本發(fā)明的實(shí)施例中，可以設(shè)置20層隔板從而形成20個(gè)茶葉容納空間，每 個(gè)容納空間容置25kg的茶葉，各個(gè)隔板上的開孔目數(shù)為80、開孔率取為35%。
[0024] 在步驟（1-4)中，使萃取塔處于溫度為78°C、壓強(qiáng)為185bar的工作環(huán)境下，同時(shí) 從底部通入溫度為78°C、壓強(qiáng)為185bar的超臨界二氧化碳流體，流體的流速約為10-20噸 /小時(shí)，該超臨界二氧化碳流體處于水飽和狀態(tài)下，從而借助二氧化碳流體萃取出茶葉中的 咖啡因。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，對于待處理的武夷巖茶，經(jīng)預(yù)處理后，在相同壓力下，將萃取溫度提高 至78°C左右時(shí)，對茶葉中芳香物質(zhì)的溶解能力并未出現(xiàn)明顯提高，而對茶葉中咖啡因的溶 解能力則表現(xiàn)出持續(xù)顯著增大；如進(jìn)一步提高萃取溫度，對茶葉中芳香物質(zhì)的溶解能力的 增大速率則明顯變大。同時(shí)，發(fā)明人還注意到，適當(dāng)?shù)母邷靥幚韺τ诓枞~醇香的提高也有積 極的影響，而通常情況下溫度過高對于紅茶或綠茶而言是不利的。因此，對于烏龍茶而言， 將萃取溫度設(shè)定在78°C左右較為適宜，在該溫度下能夠?qū)崿F(xiàn)茶葉中芳香物質(zhì)的保留與茶葉 中咖啡