茶叶中富含多酚类的物质，俗称“茶多酚”，现代研究表明，茶多酚具有清除人体内自由基、抗衰老、抗辐射，抗癌和降血脂等一系列药理功能。传统茶多酚的提取方法主要是溶剂法，但该提取方法存在着大量溶剂残留，对环境污染大等问题。本研究主要利用茶叶下脚料，采用物理法(超声场强化超临界流体萃取、微波萃取、分子蒸馏、喷雾干燥等)提取茶叶中的有效成分，该方法具有提取温度低、提取效率高，无任何有机溶剂残留，产品质量好等优点，并对超声场强化超临界脱除咖啡碱的机理进行探讨。研究结果表明： 本研究通过单因素实验、正交实验系统研究了超声场强化超临界流体脱除咖啡碱过程中各影响因素对提取率的影响及提取工艺优化参数。对影响咖啡碱脱除率的五个因素(萃取压力、萃取温度、萃取时间、含水率、超声功率)的研究表明：萃取压力的影响最大，萃取温度的影响最小。其影响茶多酚提取率的大小次序先后为：萃取压力>萃取时间>超声功率>含水率>萃取温度，即超声场强化超临界脱除咖啡碱的优化工艺参数(以40g低档茶叶的定量研究，下同)为：萃取压力30MPa、萃取温度55℃、萃取时间4h、含水率30％和超声功率100W。 在利用微波技术的提取上，微波强度、微波辐射时间、微波辐射次数、不同茶水比等四个因素对茶多酚的提取率有一定的影响。随着微波强度的增大，茶多酚的提取率也逐渐增大；延长微波时间，对茶多酚的提取率也较有利；微波次数增加，虽然提取率会提高，但会消耗更多的能耗，提取效率低；茶水比对茶多酚的影响为先增大后减少，但是，茶水比越高，耗水量越多，在浓缩过程中需消耗更多的能源。 在影响微波提取的四个因素(微波强度、微波辐射时间、微波辐射次数、不同茶水比)中，微波时间的影响最大，茶水比的影响最小，其影响茶多酚提取率的大小次序先后为：微波辐射时间>微波强度>茶水比>微波辐射次数；微波提取茶多酚的优化工艺参数为：微波强度600W、微波辐射时间3min、微波辐射次数1次、茶水比1：20；影响茶多酚含量的大小次序先后为：微波辐射时间>微波强度>茶水比>微波辐射次数，微波提取茶多酚的优化工艺参数为：微波强度600W、微波辐射时间3min、微波辐射次数2次、茶水比1：5。 在影响分子蒸馏蒸出率的三个因素(蒸馏温度、转速和进料量)中，蒸馏温度的影响最大，转速的影响最小，影响分子蒸馏蒸出率的大小次序先后为：蒸馏温度>进料量>转速。优化的工艺参数为：蒸馏温度70℃、进料量10ml/min和转速1200转/分。在蒸馏过程中，茶多酚受热的时间只有十几秒钟，加热温度较低，所以经过分子蒸馏浓缩后的提取液，体积减少了60％，而溶液颜色、气味保持不变，比用减压蒸馏的效率高、品质好，说明用分子蒸馏对微波提取液进行浓缩是可行的。 通过对进风温度、进料速度、进料浓度和风量对喷雾干燥茶多酚的喷雾效果和含水率的影响进行了研究，并对进风温度、进料浓度、进料速度、风量四种因素进行了4因素3水平的正交实验，确定了B-290型小型喷雾干燥加工茶多酚的最佳工艺条件为：进风温度170℃、进料速度3ml/min、进料浓度30％、风量30m<3>/h。 通过物理法对茶叶有效成分的实验研究，确定了茶多酚生产的工艺流程，并对相关的设备进行研究。 超声强化超临界脱除咖啡碱的过程主要是由超声的机械效应、微扰效应、界面效应和聚能效应共同作用的结果。本论文将超声技术、微波技术和超临界萃取技术结合起来对茶叶中的有效成分进行提取，对丰富超临界萃取理论，促进微波技术、超声技术和超临界流体萃取技术的应用以及为天然产物方面的开发生产提供了理论研究成果和实际应用方法。