本实用新型涉及从茶叶原料制备速溶茶技术领域，尤其是涉及一种速溶茶的塔式逆流浸提装置。

背景技术：

速溶茶以成品茶或茶鲜叶为原料，通过提取或茶鲜叶榨汁后经加工制成的固体饮料。速溶茶含有茶叶的功能成分和风味物质，即冲即饮，品质稳定，深受国内外消费者喜爱。近年来，我国速溶茶产业发展迅速，年产销量已达2万吨以上，且随着茶饮料和茶食品消费增长而具有十分广阔的市场前景。

浸提是速溶茶制备的重要工序，浸提效率直接影响茶叶原料的利用率和速溶茶的品质风味。目前茶叶有效成分的浸提多采用沸水熬煮、溶剂渗漉、有机溶剂浸提，如中国实用新型专利cn209914949u公开了一种速溶茶熬制装置，中国实用新型专利cn208490738u公开了一种采用渗漉法浸提茶叶有效成分的装置。这些浸提装置或方法，制备的速溶茶或提取物存在溶解性差、存在着香气和滋味特征不明显等问题，且浸提过程耗时耗能，提取效率低。在现有的逆流浸提装置中，多采用卧式设计，浸提温度难以控制，难以实现连续化、工业化生产，如中国发明专利cn101703131a、中国实用新型专利cn205903661u、cn206483187u、cn204670300u。本发明设计塔式逆流浸提装置，采用微波与超声波分段联合浸提，充分发挥微波破碎细胞壁效应与超声波的强穿透力与空化效应，既可极大溶出茶叶细胞内容物，又可最大限度保存茶叶风味。本发明公开的装置，与现有装置相比具有以下创新性和先进性：1)采用塔式逆流设计，竖直方向从下往上依次为微波室、超声室和固液分离室，茶叶原料从塔式逆流浸提罐底部进入，在绞龙推动下缓缓向上移动，而浸提溶剂从该超声室顶部进入，与茶叶移动方向相反，逆流而下。在塔式逆流浸提罐内部，茶叶原料浸提程度从下往上依次增大，茶渣从塔式逆流浸提罐顶部分离；而浸提溶液浓度从上往下依次变浓，饱和浸提溶液从该装置底部流出。该设计既能使茶叶浸提充分、溶剂利用完全，又可实现浸提过程连续化，可满足现代工业化生产需求。2)该提取过程，采用微波与超声波分段联合，充分发挥微波破碎细胞壁效应与超声波的强穿透力与空化效应，可极大溶出茶叶细胞内容物，浸提效率高。3)中央控制器连接温度传感器、微波发生器、超声波发生器，可接受温度传感器的信号，自动调节微波和超声波功率，控制浸提温度，保障速溶茶风味，实现智能化生产。本发明可实现速溶茶连续化、智能化、工业化生产。

技术实现要素：

本实用新型的目的就是为了提供一种速溶茶的塔式逆流浸提装置。能够连续化、智能化、工业化生产速溶茶。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

本实用新型第一方面提供一种速溶茶的塔式逆流浸提装置，该装置由贮料罐、塔式逆流浸提罐、贮液罐和中央控制器组成，其连接方式如下：

所述的贮料罐底部设有输料口，所述的输料口通过输料泵，与设置于塔式逆流浸提罐底部的进料口相连，向塔式逆流浸提罐输送茶叶原料；

所述的塔式逆流浸提罐的底部为微波室，其内壁设置微波发生器；塔式逆流浸提罐的中部为超声室，其内壁设置超声波发生器，顶部设有进液口；塔式逆流浸提罐的顶部为固液分离室，固液分离室的侧方设置出料口，所述的塔式逆流浸提罐还设有温度传感器；

所述的塔式逆流浸提罐的内部设置有竖置的绞龙，绞龙贯穿微波室、超声室和固液分离室，绞龙的下端连接有电机；

所述的中央控制器与温度传感器、微波发生器以及超声波发生器连接，用于接受温度传感器反馈的信号，自动调节微波和超声波功率；

所述的塔式逆流浸提罐的底部设有出液口，与贮液罐相连。

作为本实用新型优选的实施方式，塔式逆流浸提罐采用塔式逆流设计，竖直方向从下往上依次为微波室、超声室和固液分离室，茶叶原料从塔式逆流浸提罐的底部进入，在绞龙推动下缓缓向上移动，茶叶浸提程度从下往上依次增大，茶渣从塔式逆流浸提罐顶部分离；而浸提溶剂从超声室顶部进入，与茶叶原料移动方向相反，而浸提溶液浓度从上往下依次变浓，饱和浸提溶液从塔式逆流浸提罐底部流出。

作为本实用新型优选的实施方式，所述的绞龙由螺旋轴和螺旋叶片组成，螺旋叶片与螺旋轴垂直，且呈3-60°倾斜螺旋上升。

作为本实用新型优选的实施方式，螺旋叶片每半圈设置向上凸起的辐条，螺旋叶片外侧边缘设置倾斜向上的翻边，且正对固液分离室的螺旋叶片外侧边缘不设倾斜向上的翻边。

所述的进液口设置正对螺旋叶片的喷淋头，喷淋头的流通量通过进液阀控制。

作为本实用新型优选的实施方式，该浸提装置采用微波与超声波分段联合，充分发挥微波破碎细胞壁效应与超声波的强穿透力与空化效应，极大溶出茶叶细胞内容物。

作为本实用新型优选的实施方式，微波室的微波发生器设有多个，均正对绞龙设置；超声室的超声波发生器设有多个，均正对绞龙设置。

作为本实用新型优选的实施方式，所述的微波室和超声室均设置温度传感器，探测微波室和超声室的浸提温度。

作为本实用新型优选的实施方式，所述的中央控制器接受温度传感器反馈的信号，自动调节微波和超声波功率，控制塔式逆流浸提罐内的浸提温度。

作为本实用新型优选的实施方式，塔式逆流浸提罐底部的出液口设有多层过滤器，且出液口与贮液罐之间设置真空泵，用于使饱和浸提液真空抽滤分离。

本实用新型第二方面提供一种速溶茶的塔式逆流浸提方法，采用所述的装置，包括以下过程：

1)茶叶原料从进料口进入塔式逆流浸提罐底端，绞龙不断推动茶叶原料上升，而浸提溶剂从超声室顶端由进液口输入，与茶叶原料流向相反，逆流向下；

2)在微波室，茶叶原料在微波作用下，在被加热的同时茶叶细胞壁被破坏，茶叶细胞内容物溶出；在绞龙的向上推动下，茶叶原料不断向上进入超声室，在超声波的“空化”效应作用下，茶叶内容物加速溶出和扩散；

3)在固液分离室，浸提后的茶渣被绞龙螺旋向上的推力甩出出料口，而茶渣中残存的溶剂沿螺旋叶片向下流动，再次进入超声室浸提茶叶，逆流而下的浸提溶剂在塔式逆流浸提罐底端形成饱和浸提液，从塔式逆流浸提罐底端流出，实现了浸提过程动态连续化。

作为本实用新型优选的实施方式，所述的茶叶原料包括绿茶、乌龙茶、红茶、黑茶、代用茶和花果茶。

作为本实用新型优选的实施方式，茶叶原料：粉碎至40-100目。

作为本实用新型优选的实施方式，微波功率：0.5-5kw，频率：2000-3000mhz，提取时间5-30min。

作为本实用新型优选的实施方式，超声波功率：0.5-5kw，频率：20-30khz，提取时间5-30min。

作为本实用新型优选的实施方式，绞龙转速：5-1000r/min。

作为本实用新型优选的实施方式，提取溶剂：水、乙醇或两者的混合溶剂。

作为本实用新型优选的实施方式，中央控制器接受温度传感器反馈的信号，自动调节微波和超声波功率，控制浸提温度为30-70℃。

作为本实用新型优选的实施方式，该方法将进料、浸提、固液分离和真空抽滤工序联合，实现速溶茶浸提过程连续化、智能化、工业化生产。

本实用新型的关键在于：1)绞龙螺旋叶片倾斜角度及其转速的调整：利用浸提溶剂与茶叶原料或茶渣流变性和密度的不同，选择合适的绞龙螺旋叶片倾斜角度及绞龙转速，使茶叶原料或茶渣在浸提过程中随螺旋叶片转动而缓缓螺旋上升，并是浸提溶剂随螺旋叶片转动而缓缓螺旋下降。从而使塔式逆流浸提装置内部，茶叶原料浸提程度从下往上依次增大，茶渣从该装置顶部分离；而浸提溶液浓度从上往下依次变浓，饱和浸提溶液从该装置底部流出。如此，既能使茶叶浸提充分、溶剂利用完全，又可实现浸提过程连续化，可满足现代工业化生产需求。2)微波和超声波工作功率的选择：采用中央控制器反馈调节微波和超声波功率，从而达到既可充分发挥微波破碎细胞壁效应与超声波的强穿透力与空化效应，极大溶出茶叶细胞内容物，又可控制浸提温度，保障速溶茶风味，实现智能化生产。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1)采用塔式逆流设计，竖直方向从下往上依次为微波室、超声室和固液分离室，茶叶原料从塔式逆流浸提罐底部进入，在绞龙推动下缓缓向上移动，而浸提溶剂从该超声室顶部进入，与茶叶移动方向相反，逆流而下。在塔式逆流浸提罐内部，茶叶原料浸提程度从下往上依次增大，茶渣从塔式逆流浸提罐顶部分离；而浸提溶液浓度从上往下依次变浓，饱和浸提溶液从该装置底部流出。该设计既能使茶叶浸提充分、溶剂利用完全，又可实现浸提过程连续化，可满足现代工业化生产需求。

2)该提取过程，采用微波与超声波分段联合，充分发挥微波破碎细胞壁效应与超声波的强穿透力与空化效应，可极大溶出茶叶细胞内容物，浸提效率高。

3)中央控制器连接温度传感器、微波发生器、超声波发生器，可接受温度传感器的信号，自动调节微波和超声波功率，控制浸提温度，保障速溶茶风味，实现智能化生产。本实用新型可实现速溶茶连续化、智能化、工业化生产。

附图说明

图1为本实用新型速溶茶的塔式逆流浸提装置的示意图。

图2为本实用新型绞龙的局部示意图。

图中，i为贮料罐，ii为塔式逆流浸提罐，iii为贮液罐，iv为中央控制器，1为输料口，2为输料泵，3为微波室，4为微波发生器，5为绞龙，501为螺旋轴，502为螺旋叶片，503为翻边，6为超声室，7为温度传感器，8为超声波发生器，9为进液口，10为固液分离室，11为出料口，12为电机，13为过滤器，14为出液口，15为真空泵。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。

实施例1

一种速溶茶的塔式逆流浸提装置，如图1所示，该装置由贮料罐i、塔式逆流浸提罐ii、贮液罐iii和中央控制器iv组成，其连接方式如下：

1)贮料罐i底部设有输料口1，输料口1通过输料泵2，与设置于塔式逆流浸提罐ii底部的进料口相连，向塔式逆流浸提罐ii输送茶叶原料；

2)塔式逆流浸提罐ii的底部为微波室3，其内壁设置微波发生器4(优选设有多个，且均正对绞龙5设置)；塔式逆流浸提罐ii的中部为超声室6，其内壁设置超声波发生器8(优选设有多个，且均正对绞龙5设置)，顶部设有进液口9；塔式逆流浸提罐ii的顶部为固液分离室10，固液分离室10的侧方设置出料口11，塔式逆流浸提罐ii还设有温度传感器7(优选微波室3和超声室6均设置温度传感器7)；

3)塔式逆流浸提罐ii的内部设置有竖置的绞龙5，绞龙5贯穿微波室3、超声室6和固液分离室10，绞龙5的下端连接有电机12；

4)中央控制器iv与温度传感器7、微波发生器4以及超声波发生器8连接，用于接受温度传感器7反馈的信号，自动调节微波和超声波功率；

5)塔式逆流浸提罐ii的底部设有出液口14，与贮液罐iii相连。

本实施例中，塔式逆流浸提罐ii采用塔式逆流设计，竖直方向从下往上依次为微波室3、超声室6和固液分离室10，茶叶原料从塔式逆流浸提罐ii的底部进入，在绞龙5推动下缓缓向上移动，茶叶浸提程度从下往上依次增大，茶渣从塔式逆流浸提罐ii顶部分离；而浸提溶剂从超声室6顶部进入，与茶叶原料移动方向相反，而浸提溶液浓度从上往下依次变浓，饱和浸提溶液从塔式逆流浸提罐ii底部流出。

本实施例中，优选中央控制器iv(可采用微机或plc)接受温度传感器7反馈的信号，自动调节微波和超声波功率，控制塔式逆流浸提罐ii内的浸提温度。

本实施例中，优选塔式逆流浸提罐ii底部的出液口14设有多层过滤器13(优选为多层滤网)，且出液口14与贮液罐iii之间设置真空泵15，用于使饱和浸提液真空抽滤分离。

本实施例中，如图2所示，优选绞龙5由螺旋轴501和螺旋叶片502组成，螺旋叶片502与螺旋轴501垂直，且呈3-60°倾斜螺旋上升；螺旋叶片502每半圈设置向上凸起的辐条，且螺旋叶片502外侧边缘设置倾斜向上的翻边503，且正对固液分离室10的螺旋叶片502外侧边缘不设倾斜向上的翻边503。进一步优选进液口9设置正对螺旋叶片502的喷淋头，喷淋头的流通量通过进液阀控制。

上述装置可应用于速溶茶浸提过程连续化、智能化、工业化生产。

上述装置的中央控制器iv、温度传感器7、微波发生器4和超声波发生器8均可以采用现有技术的产品。

一种速溶茶的塔式逆流浸提方法，采用上述装置，包括以下过程：

1)茶叶原料从进料口进入塔式逆流浸提罐ii底端，绞龙5不断推动茶叶原料上升，而浸提溶剂从超声室6顶端由进液口9输入，与茶叶原料流向相反，逆流向下；

2)在微波室3，茶叶原料在微波作用下，在被加热的同时茶叶细胞壁被破坏，茶叶细胞内容物溶出；在绞龙5的向上推动下，茶叶原料不断向上进入超声室6，在超声波的“空化”效应作用下，茶叶内容物加速溶出和扩散；

3)在固液分离室10，浸提后的茶渣被绞龙5螺旋向上的推力甩出出料口11，而茶渣中残存的溶剂沿螺旋叶片向下流动，再次进入超声室6浸提茶叶。逆流而下的浸提溶剂在塔式逆流浸提罐ii底端形成饱和浸提液，从塔式逆流浸提罐ii底端流出，实现了浸提过程动态连续化。

茶叶原料包括绿茶、乌龙茶、红茶、黑茶，以及代用茶和花果茶等。

逆流浸提过程包括以下工艺参数：

茶叶原料：粉碎至40-100目；

微波功率：0.5-5kw，频率：2000-3000mhz，提取时间5-30min；

超声波功率：0.5-5kw，频率：20-30khz，提取时间5-30min；

绞龙转速：5-1000r/min；

提取溶剂：水、乙醇或两者的混合溶剂。

中央控制器iv接受温度传感器7反馈的信号，自动调节微波和超声波功率，控制浸提温度为30-70℃。保障速溶茶品质风味，实现智能化生产。

上述对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用实用新型。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本实用新型不限于上述实施例，本领域技术人员根据本实用新型的揭示，不脱离本实用新型范畴所做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。