一種茶葉資源節能環保綜合利用方法
2023-05-31 16:23:31
一種茶葉資源節能環保綜合利用方法
【專利摘要】本發明公開了一種茶葉資源節能環保綜合利用方法，①取茶葉原料，經熱水提取，固液分離後得到茶水和茶渣部分；②茶水部分，經速溶茶生產線製成速溶茶產品，生產過程中會產生廢水；③對廢水進行汙水處理，處理後分出達到排放標準的清水和汙泥，清水排放；④將汙泥經隔膜式板框壓濾機壓幹；⑤將步驟①所得的茶渣部分用隔膜式板框壓濾機壓幹；⑥將壓幹茶渣放入三回程滾筒烘乾機烘乾；⑦將步驟④得到的壓幹汙泥和步驟⑥得到的烘乾茶渣混合後通過環模顆粒機擠壓成型，即得到茶渣生物質顆粒燃料；⑧將茶渣生物質顆粒燃料作為生物質熱水爐和生物質熱風爐的燃料。
【專利說明】一種茶葉資源節能環保綜合利用方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種茶葉資源利用方法，具體涉及一種速溶茶生產用茶葉資源節能環 保綜合利用方法。
【背景技術】
[0002] 速溶茶生產工藝一般採用熱水對茶葉原料進行提取，這就需要能源加熱熱水，目 前使用的能源主要是煤炭、石油、天然氣等化石能源，既增加生產成本又造成環境汙染；生 產剩餘的茶葉渣目前主要用來做有機肥料和飼料，但需求量有限，不足以應對茶渣的產生 量，因此會造成茶渣堆積汙染環境；如將茶渣直接焚燒，因所含水分高且不成型，需藉助煤 炭、石油、天然氣等其他能源混合焚燒，且燃燒過程不充分，產生大量煙塵汙染環境，為政府 明令禁止行為；生產過程中因設備清洗等原因必定會產生廢水，廢水經過專用的汙水處理 設施可以做到達標排放，但汙水處理過程中產生的汙泥必須支付費用委託外部公司焚燒處 理,又增加了生產成本。
[0003] 現有技術中，是將茶葉提取完後只對茶水處理，而分離出的茶渣常規做法是將其 作為肥料或者直接拋棄，這種做法既造成了茶渣的浪費，降低了茶渣的利用率，也會汙染 環境，不環保。目前國內已有對茶渣處理的研究：一種利用廢棄茶渣製備抗氧化肽的方 法（201210406361. 7)、一種茶渣的資源化利用方法（201010551142.9)等中國發明專利只 是從廢棄茶渣中提取某些有用成分，最終仍有大量茶渣排出，未真正解決茶渣利用問題。 201020119566. 9的發明專利《茶渣處理裝置》，該項發明做的茶渣處理是通過浙幹輸送機將 茶渣進行乾燥處理，將烘乾的茶渣作為肥料或飼料。雖然有對茶渣進行處理，只是減少它的 浪費，如果茶渣過多，作為肥料添加劑也只能部分，茶渣中的生物鹼殘留多會導致土壤、水 質的富營養化，故而未真正解決茶渣利用的問題。
【發明內容】
[0004] 本發明所要解決的技術問題是根據上述不足之處，提供一種適合速溶茶生產用的 清潔節能的新發明，提供一種茶葉資源節能環保綜合利用方法。
[0005] 為解決上述技術問題，本發明採用的技術方案如下：
[0006] -種茶葉資源節能環保綜合利用方法，它包括以下步驟：
[0007] ①取茶葉原料，經熱水提取，固液分離後得到茶水部分和茶渣部分；
[0008] ②取步驟①所得的茶水部分，經速溶茶生產線製成速溶茶產品，生產過程中會產 生廢水；
[0009] ③對步驟②得到的廢水進行汙水處理，處理後分出達到排放標準的清水和汙泥， 清水排放；
[0010] ④將步驟③處理得到的汙泥經隔膜式板框壓濾機壓幹；
[0011] ⑤將步驟①所得的茶渣部分用隔膜式板框壓濾機壓幹；
[0012] ⑥將步驟⑤中壓幹茶渣放入三回程滾筒烘乾機烘乾；
[0013] ⑦將步驟④得到的壓幹汙泥和步驟⑥得到的烘乾茶渣混合後通過環模顆粒機擠 壓成型，即得到茶渣生物質顆粒燃料；
[0014] ⑧將步驟⑦得到的茶渣生物質顆粒燃料作為生物質熱水爐和生物質熱風爐的燃 料，生物質熱水爐可為步驟①提供茶葉提取用熱水，生物質熱風爐可為步驟⑥三回程滾筒 烘乾機提供烘乾茶渣用熱風。
[0015] 步驟①中，熱水提取採用二級逆流提取，提取水溫為90?95 °C，提取時間20?40 分鐘，加水重量為茶葉原料重量的15?20倍，茶葉原料可以為綠茶、紅茶、烏龍茶、花茶、白 茶、黑茶中的一種或數種的混合物。
[0016] 步驟①中，所述的固液分離方法為帶式過濾機過濾，濾帶為160目濾網。
[0017] 步驟②中，所述的速溶生產線為離心、濃縮、精濾、超濾、殺菌和乾燥程序中的任意 一種或幾種組成的一整套製備速溶茶的生產線。生產過程中因設備清洗會有廢水產生。
[0018] 步驟③中，所述的汙水處理為食品加工業用汙水處理設施，經處理達到《汙水綜合 排放標準》（GB8978-96)中三級標準後排入城鎮汙水處理廠進行再處理。
[0019] 步驟④中，汙泥經隔膜式板框壓濾機壓榨至水分為68?73wt%，壓榨壓力L 2? 1. 5Mpa，壓榨時間20?30分鐘。
[0020] 步驟⑤中，茶渣經隔膜板框壓濾機壓榨至水分為55?60wt%，壓榨壓力1. 2? 1. 5Mpa，壓榨時間20?30分鐘。
[0021] 步驟⑥中，三回程滾筒烘乾機將茶渣水分烘乾至13?17wt%，烘乾時間10?15 分鐘，烘乾進風溫度400?500°C。
[0022] 步驟⑦中，烘乾茶渣與壓幹汙泥的按重量比10?20 :1混合，環模顆粒機將混合物 擠壓成Φ8mm?Φ 12mm圓柱形顆粒，該茶漁生物質顆粒燃料熱值達到4800?5000大卡/ 千克。
[0023] 步驟⑧中生物質熱水爐和生物質熱風爐的熱效率都在75?85%，生物質熱水爐 鍋體採用不鏽鋼製作，產生的熱水符合食品加工要求。
[0024] 按照上述方法，步驟⑦中所得茶渣生物質顆粒產量與步驟①提取茶葉原料數量相 關，單位質量茶葉原料可制的〇. 73?0. 78單位質量的茶渣生物質顆粒燃料；步驟⑧加熱 步驟①中提取熱水消耗的茶渣生物質顆粒數量與步驟①中提取茶葉原料數量相關，單位質 量茶葉原料需消耗0. 31?0. 40單位質量的茶渣生物質顆粒；步驟⑧烘乾步驟⑥中溼茶渣 消耗的茶渣生物質顆粒數量與步驟①中提取茶葉原料數量相關，單位質量茶葉原料需消耗 0. 25?0. 30單位質量的茶渣生物質顆粒；0. 40+0. 30 < 0. 73,因此按照上述方法生產速溶 茶，提取過程不需提供外部熱源，並有部分茶渣生物質顆粒燃料結餘。
[0025] 有益效果：本發明與現有技術相比具有以下優點：
[0026] 1、速溶茶生產一般均採用熱水提取茶葉原料，這就需要外部能源用於加熱熱水， 目前採用的主要有煤炭、石油、天熱氣等化石燃料；本發明將速溶生產過程中廢茶渣轉化為 可再生生物質能源，可充分滿足茶葉提取過程所需熱水能源，減少化石能源投入，降低了生 產成本和環境汙染；
[0027] 2、因茶飲料行業規模大，每天所產生的茶渣數量巨大，如只是用來作為有機肥料 和飼料，需求量遠低於產生量，勢必造成廢棄茶渣堆積，造成環境汙染；本發明將茶渣轉化 成一種可再生生物質能源，市場範圍廣，不會造成茶渣堆積；
[0028] 3、目前有將溼茶渣作為燃料直接焚燒的案例，但此種方法往往燃燒不充分，熱效 率低，造成嚴重的環境汙染，為政府明令禁止行為；本發明將茶渣烘乾後擠壓成規則顆粒， 具有燃燒充分環保的特點，為政府大力支持的可再生生物質能源；
[0029] 4、速溶茶生產過程中因設備清洗等必定會產生廢水，廢水經汙水處理設施處理達 標後可正常排放，但汙水處理過程中產生的汙泥必須支付高額費用委託外部公司焚燒處 理；本發明將產生的汙泥混入茶渣後製作成生物質顆粒燃料，可自主完成焚燒處理，減少環 保投入。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0030] 圖1為本發明的流程示意圖。
【具體實施方式】
[0031] 下面結合具體實施例，進一步闡明本發明，應理解這些實施例僅用於說明本發明 而不用於限制本發明的範圍，在閱讀了本發明之後，本領域技術人員對本發明的各種等價 形式的修改均落於本申請所附權利要求所限定的範圍。
[0032] 實施例1 :
[0033] 取10噸綠碎茶原料加入170噸93°C的熱水逆流提取30分鐘，提取完成後經帶 式過濾機過濾成茶水和茶渣兩部分，茶水部分經後續速溶茶生產線製得速溶茶粉2. 50噸； 茶渣部分先經隔膜式板框壓濾機壓榨至水分為58wt% (壓榨壓力1. 3Mpa，壓榨時間30分 鍾），再由三回程滾筒烘乾機烘乾至水分為15wt% (烘乾進風溫度480°C，烘乾時間12分 鍾），得烘乾茶渣7. 05噸；將烘乾茶渣混入經隔膜壓濾機壓榨水分至70wt % (壓榨壓力 1. 4Mpa，壓榨時間30分鐘）的汙泥0. 47噸，再將混合物經環模顆粒機擠壓成Φ8mm圓柱形 顆粒，既得生物質顆粒燃料7. 46噸，經檢測熱卡為4856大卡/千克；另加熱170噸93°C的 熱水消耗掉同等生物質燃料顆粒3. 66噸，三回程滾筒烘乾機烘乾茶渣消耗掉同等生物質 燃料顆粒2. 73噸，7. 46- 3. 66- 2. 73 = 1. 07噸，既通過此方法10噸綠茶原料在滿足自身 提取耗能外還結餘1. 07噸茶渣生物質顆粒燃料。
[0034] 實施例2 :
[0035] 取20噸紅茶原料加入360噸92°C的熱水逆流提取25分鐘，提取完成後經帶式過 濾機過濾成茶水和茶渣兩部分，茶水部分經後續速溶茶生產線製得速溶茶粉4. 85噸；茶渣 部分先經隔膜式板框壓濾機壓榨至水分為60wt% (壓榨壓力1. 3Mpa，壓榨時間28分鐘）， 再由三回程滾筒烘乾機烘乾至水分為17wt % (烘乾進風溫度450°C，烘乾時間10分鐘），得 烘乾茶渣14. 3噸；將烘乾茶渣混入經隔膜壓濾機壓榨水分至70wt % (壓榨壓力1. 4Mpa，壓 榨時間30分鐘）的汙泥0. 9噸，再將混合物經環模顆粒機擠壓成Φ 10_圓柱形顆粒，既得 生物質顆粒燃料15噸，經檢測熱卡為4880大卡/千克；另加熱360噸92°C的熱水消耗掉 同等生物質燃料顆粒7. 6噸，三回程滾筒烘乾機烘乾茶渣消耗掉同等生物質燃料顆粒5. 56 噸，15- 7. 6- 5. 56 = 1. 84噸，既通過此方法20噸紅茶原料在滿足自身提取耗能外還結餘 1. 84噸茶渣生物質顆粒燃料。
【權利要求】
1. 一種茶葉資源節能環保綜合利用方法，其特徵在於，它包括以下步驟： ① 取茶葉原料，經熱水提取，固液分離後得到茶水部分和茶渣部分； ② 取步驟①所得的茶水部分，經速溶茶生產線製成速溶茶產品，生產過程中會產生廢 水； ③ 對步驟②得到的廢水進行汙水處理，處理後分出達到排放標準的清水和汙泥，清水 排放； ④ 將步驟③處理得到的汙泥經隔膜式板框壓濾機壓幹； ⑤ 將步驟①所得的茶渣部分用隔膜式板框壓濾機壓幹； ⑥ 將步驟⑤中壓幹茶渣放入三回程滾筒烘乾機烘乾； ⑦ 將步驟④得到的壓幹汙泥和步驟⑥得到的烘乾茶渣混合後通過環模顆粒機擠壓成 型，即得到茶渣生物質顆粒燃料； ⑧ 將步驟⑦得到的茶渣生物質顆粒燃料作為生物質熱水爐和生物質熱風爐的燃料，生 物質熱水爐可為步驟①提供茶葉提取用熱水，生物質熱風爐可為步驟⑥三回程滾筒烘乾機 提供烘乾茶渣用熱風。
2. 根據權利要求1所述的茶葉資源節能環保綜合利用方法，其特徵在於，步驟①中，茶 葉提取採用二級逆流提取，提取水溫為90?95°C，提取時間20?40分鐘，加水重量為茶葉 原料重量的15?20倍，茶葉原料可以為綠茶、紅茶、烏龍茶、花茶、白茶、黑茶中的一種或數 種的混合物。
3. 根據權利要求1所述的茶葉資源節能環保綜合利用方法，其特徵在於，步驟①中，所 述的固液分離方法為帶式過濾機過濾，濾帶為160目濾網。
4. 根據權利要求1所述的茶葉資源節能環保綜合利用方法，其特徵在於，步驟②中，所 述的速溶生產線為離心、濃縮、精濾、超濾、殺菌和乾燥程序中的任意一種或幾種組成的一 整套製備速溶茶的生產線。
5. 根據權利要求1所述的茶葉資源節能環保綜合利用方法，其特徵在於，步驟③中，所 述的汙水處理為食品加工業用汙水處理設施，經處理達到《汙水綜合排放標準》GB8978-96 中三級標準後排入城鎮汙水處理廠進行再處理。
6. 根據權利要求1所述的茶葉資源節能環保綜合利用方法，其特徵在於，步驟④中，汙 泥經隔膜式板框壓濾機壓榨至水分為68?73wt %，壓榨壓力1. 2?1. 5Mpa，壓榨時間20? 30分鐘。
7. 根據權利要求1所述的茶葉資源節能環保綜合利用方法，其特徵在於，步驟⑤中，茶 渣經隔膜板框壓濾機壓榨至水分為55?60wt %，壓榨壓力1. 2?1. 5Mpa，壓榨時間20? 30分鐘。
8. 根據權利要求1所述的茶葉資源節能環保綜合利用方法，其特徵在於，步驟⑥中， 三回程滾筒烘乾機將茶渣水分烘乾至13?17wt%，烘乾時間10?15分鐘，烘乾進風溫度 400 ?500。。。
9. 根據權利要求1所述的茶葉資源節能環保綜合利用方法，其特徵在於，步驟⑦中， 烘乾茶渣與壓幹汙泥的按重量比10?20 :1混合，環模顆粒機將混合物擠壓成Φ8πιπι? Φ 12mm圓柱形顆粒，該茶渣生物質顆粒燃料熱值達到4800?5000大卡/千克。
10. 根據權利要求1所述的茶葉資源節能環保綜合利用方法，其特徵在於，步驟⑧中生 物質熱水爐和生物質熱風爐的熱效率都在75?85%，生物質熱水爐鍋體採用不鏽鋼製作， 產生的熱水符合食品加工要求。
11.根據權利要求1所述的茶葉資源節能環保綜合利用方法，其特徵在於，單位質量茶 葉原料按本方法可製得〇. 73?0. 78單位質量的茶渣生物質顆粒燃料；單位質量茶葉原料 提取用熱水需消耗〇. 31?0. 40單位質量的茶渣生物質顆粒燃料；三回程滾筒烘乾機烘乾 單位質量茶葉原料所產生的溼茶渣需消耗〇. 25?0. 30單位質量的茶渣生物質顆粒燃料； 本方法產生的茶渣生物質顆粒燃料充分滿足生產過程燃料需求，並有結餘。
【文檔編號】C10L5/44GK104087360SQ201410302010
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年6月27日 優先權日:2014年6月27日
【發明者】邵增琅, 嶽鵬翔, 鍾亮, 唐杏燕 申請人:南京融點食品科技有限公司