[发明专利]油茶饼粕中茶皂素水提-泡沫分离方法及泡沫分离装置

说明书

本发明涉及一种油茶饼粕中茶皂素水提‑泡沫分离方法，包括茶皂素水提、泡沫分离、重复纯化等步骤。本发明还涉及一种泡沫分离装置，包括原料处理装置、泡沫处理装置以及泡沫回流装置。本发明能够很好的解决茶皂素的提取得率不高及纯化纯度不高的问题，探索出了一项绿色环保、简单实用的茶皂素提取‑纯化技术。

技术领域

本发明涉及油茶饼粕茶皂素的提取纯化技术领域，具体涉及茶皂素的一种水提-泡沫分离方法及泡沫分离装置。

背景技术

我国油茶籽产量丰富，据调查，现阶段油茶籽年产量已超过120万吨，然而其榨油后剩余的茶饼却成为数量巨大的副产品之一，平均每年将得到约85万吨。然而，由于其自身性质不活跃，加上茶皂素纯化工艺落后，因此从中提取出茶皂素十分困难，从而导致大量茶皂素含量丰富的油茶饼被浪费。目前，大多数的茶饼主要被用作燃料燃烧，或廉价出口。如果能充分利用茶饼资源，从中富集浓缩出茶皂素，不仅可变废为宝，提高油茶籽的经济价值；而且也有利于环境的保护。

茶皂素又称茶皂甙、茶皂苷、茶皂角甙，茶皂素是山茶科(Theaceae)山茶属(Camellia) 植物皂素的统称，是一类结构相近的齐墩果烷型五环三萜类皂甙的混合物，习惯上称这种混合物为茶皂素，而把茶皂素单体结构称作茶皂甙，茶皂素纯品为无色柱状晶体。

随着茶皂素应用研究进展，现已发现茶皂素用途十分广泛，它是一种性能优良的非离子型天然表面活性剂，具有较强的发泡、乳化、分散等作用，还可用于制造各种类型的乳化剂、洗涤剂等，显示出广阔的应用前景。

目前工业化生产茶皂素一般采用以甲醇或乙醇等含水溶剂提取，生产成本高。实际上油茶皂苷是一种水溶性极好的物质，在水中比在醇等溶剂中更易于溶解。据长期的应用试验表明，仅仅靠更换溶剂来提高产品得率、纯度等性能指标的局限性很大，因此，只有设法解决以水为溶剂提取油茶皂苷再精制过程的缺陷，在实际生产中才显得更为可行。例如将放入密闭容器的油茶饼加热升压到0.2-1.2MPa作预处理，用水浸提后，经蒸发浓缩再以硅胶为吸附剂吸附茶皂素，然后再以洗脱剂解吸来精制茶皂素；以大孔吸附树脂吸附、解吸来精制茶皂素，但这些方法在不同程度上均存在着产品得率低、加工成本高、设备投资大等缺陷，难于做大规模的工业化推广。

目前，水浸法和水提--醇萃法茶皂素水提过程溶出率低，限制了提取；而单纯使用甲醇等有机溶剂作为提取剂，不仅有毒且生产成本高，在提取过程中溶剂消耗量巨大，且易产生大量废水，同时还会对环境造成危害。茶皂素水提过程中，基于茶皂素的物理性质，提取温度、固液比、pH值以及提取时间对茶皂素的浸提得率影响很大，如何通过对上述因素进行合理设计，获得高的茶皂素得率，为本领域需要解决的技术问题。因此，本发明的目的在于提高水提油茶饼粕中茶皂素的浸出效果，提高茶皂素的浸提得率，寻找绿色环保、简单高效的提取方法以提高茶皂素的使用价值，避免资源的浪费。

从茶皂素的化学性质分析，茶皂素是从各类茶叶籽、油茶籽榨油后的茶饼中提取的一类齐墩果烷型五环三萜类物质，是一种性能优良的天然非离子绿色表面活性剂，具有起泡快，吸附能力强等性质。而泡沫分离法正是利用了其发泡和吸附性质而达到纯化目的的方法。

许多茶皂素纯化方法存在严重缺陷：如现阶段大量研究的吸附法和聚酰胺柱层析法，都需要引入大量杂质，致使产物纯度不高；正丁醇萃取法和硅胶柱层析法，其耗能较高，生产成本高，且生产效率低；而超滤膜法和大孔树脂法，虽然能得到纯度较高的产品，但其技术要求高，且操作复杂，不适用于工业化生产。

而泡沫分离法利用茶皂素自身性质，以水作溶剂，不引入杂质，绿色环保；并且操作简单，产品纯度较高，还可根据生产需要重复提纯等优点。因此对泡沫分离法的研究为日后茶皂素的工业化生产有着十分重要的意义。