CN114617161A - 一种恒压型气调剂 - Google Patents

Abstract

本申请涉及保鲜、封存的技术领域，公开了一种恒压型气调剂，其包括A组分和B组分，所述A组分包括如下重量份的组分：50‑60份60‑80目还原铁粉、1‑3份活性炭、1‑3份氯化钠、10‑40份填充剂、14‑18份水；所述B组分的制备过程包括如下步骤：S1：按重量份计，将3‑5份碳酸氢钠和2‑3份柠檬酸混合后加入到融化的石蜡中，并加入1‑2份分散剂，搅拌均匀后静置20‑30min，然后过滤后冷却，得到石蜡包覆微球。本申请能够使密闭空间内的气压保持恒压状态。

Description

一种恒压型气调剂

技术领域

本申请涉及保鲜、封存的技术领域，尤其是涉及一种恒压型气调剂。

背景技术

气氛调控剂也称气调剂，是一种吸收氧气并释放二氧化碳的氧化剂，主要应用于中药材、烟草、坚果、茶叶、五谷杂粮等干货的贮藏，在中药材领域应用最广。

传统的铁系气调剂中通常包括铁粉、活性炭、盐、碱性化合物、蛭石以及水等，上述气调剂的工作过程时：铁粉与密闭空间内的氧气发生氧化反应，使得密闭空间内的氧气含量减少，从而达到保存的目的，此时密闭空间内会出现负压。

当上述气调剂放在较软的塑料罐子内使用时，当氧气被消耗后塑料罐子内出现负压，塑料罐子容易瘪掉，有待改进。

发明内容

为了使密闭空间内的气压保持恒压状态，本申请提供一种恒压型气调剂。

第一方面，本申请提高一种恒压型气调剂采用如下技术方案：

一种恒压型气调剂包括A组分和B组分，所述A组分包括如下重量份的组分：50-60份60-80目还原铁粉、1-3份活性炭、1-3份氯化钠、10-40份填充剂、14-18份水；所述B组分的制备过程包括如下步骤：S1：按重量份计，将3-5份碳酸氢钠和2-3份柠檬酸混合后加入到融化的石蜡中，并加入1-2份分散剂，搅拌均匀后静置20-30min，然后过滤后冷却，得到石蜡包覆微球。

通过采用上述技术方案，将A组分和B组分混合在一起制成气调剂，A组分会和密闭空间内的氧气反应，来吸收密闭空间中的氧气，B组分释放二氧化碳气体来使密闭空间内的气压保持恒定。A组分采用还原铁粉作为与氧气反应的主要原料，在氯化钠和水的促进作用下，铁粉通过与氧气发生电化学反应来吸收密闭空间内的氧气，这一过程会释放热量。B组分中碳酸氢钠和柠檬酸颗粒表面包覆石蜡，由于石蜡具有输水性，因此石蜡能够将碳酸氢钠、柠檬酸与水分隔绝，从而使得在A组分和B组分在混合过程中，碳酸氢钠和柠檬酸不易发生反应生成二氧化碳，从而减少A组分和B组分在混合过程中二氧化碳气体的过渡释放。当将上述气调剂放入密闭空间内进行使用时，由于石蜡的熔点很低，则A组分吸氧产生的热量会将碳酸氢钠和柠檬酸表面包覆的石蜡融化，A组分中的水分会渗入碳酸氢钠和柠檬酸中使两者发生反应，并放出二氧化碳气体来平衡密闭空间内的负压。

可选的，所述B组分的制备过程还包括S2：按重量份计，先将1-2份氧化钙颗粒浸入在融化的石蜡中，并加入0.1-0.5份分散剂，搅拌均匀后静置15-20min，过滤后冷却，制得石蜡包覆氧化钙微球，再将上述制得的石蜡包覆氧化钙微球与5-7份S1制得的石蜡包覆微球混合，得到产气混合物。

通过采用上述技术方案，氧化钙表面包覆一层石蜡，在A组分和B组分混合过程中，石蜡能够阻挡氧化钙与水的接触，从而减少氧化钙的吸湿放热。当将气调剂放入密闭空间内时，A组分吸氧后释放热量会融化氧化钙表面的石蜡，由于氧化钙具有一定的吸湿性，氧化钙能够吸收密闭空间内的水分并具有一定的湿度，与氧化钙接触的碳酸氢钠同样具有一定程度的湿度，使得碳酸氢钠和柠檬酸更易发生反应。此外，氧化钙吸水后会放热，产生的热量会使石蜡进一步溶解，同时也会使碳酸氢钠分解，提高了二氧化碳的释放速率，使得二氧化碳能够快速补充被消耗的氧气，从而使得密闭空间内不易出现负压情况。

可选的，所述B组分的制备过程还包括S3：按重量份计，将3-5份S2制得的产气混合物与6-8份10-50目的天然沸石充分混合后，得到B组分。

通过采用上述技术方案，B组分中加入沸石，当二氧化碳气体产生过多时，沸石能够吸收密闭空间内多余的二氧化碳气体，当密闭空间内产生负压时，沸石能够释放二氧化碳气体来平衡负压，从而保证了密闭空间内能够持续保持气压平衡状态。

可选的，所述天然沸石的粒度为20-30目。

通过采用上述技术方案，天然沸石的粒径过大时，二氧化碳不易进入天然沸石颗粒中心部的孔隙中，使得天然沸石的利用率较低。当天然沸石的粒径较小时，沸石内吸附的二氧化碳很容易被释放出来，经过试验，天然沸石的最佳粒径在20-30目之间。

可选的，所述天然沸石经过如下表面改性处理：将天然沸石浸渍在3-5wt％的碳酸溶液中，保持5-10h，然后过滤并晾干后，制得改性天然沸石。

通过采用上述技术方案，碳酸分解产生二氧化碳和水，经过碳酸处理的天然沸石内富集一定的二氧化碳和水，提高天然沸石内二氧化碳的储存量。当气调剂刚放入密闭空间内时，前期的降氧反应温度还没有升起来的时候，天然沸石中储存的二氧化碳气体能够释放出来，以平衡氧气消耗产生的负压。

可选的，所述分散剂为焦磷酸钠。

通过采用上述技术方案，焦磷酸钠有助于将碳酸氢钠和柠檬酸均匀的分散在石蜡中，形成大小较为均匀的石蜡包覆微球。

可选的，所述填充剂为硅藻土、白炭黑或蛭石中的一种。

通过采用上述技术方案，脱氧剂中加入填充剂，使得物料内部较为分散，从而使物料更容易充分反应，减少了浪费和降低原材料成本。同时填充剂还具有一定的保暖性能。

第二方面，本申请提供一种恒压型气调剂的制备方法采用如下技术方案：

一种恒压型气调剂的制备方法包括如下步骤：

S1：将A组分中的各个物质：还原铁粉、活性炭、氯化钠、填充剂按所需重量份充分混合，然后将水加入上述混合物中，充分混合后得到A组分。

S2：按重量份计，将3-6份A组分与6-8份B组分充分混合后，装袋密封。

通过采用上述技术方案，将A组分中的各个物质先混合后，再将水加入上述混合物中，水会被分散在A组分的其他物质中，不会存在流动的液态水，接着再将B组分加入上述混合物中，上述过程中B组分不会和液态水直接接触，从而减少混合过程中二氧化碳的释放。

综上所述，本申请具有以下有益效果：

1.本申请将碳酸氢钠和柠檬酸表面包覆一层低熔点的石蜡，以此使碳酸氢钠和柠檬酸与水分隔绝而不易发生反应。当将上述气调剂放入密闭空间内时，A组分吸收的氧气能够融化石蜡，碳酸氢钠、柠檬酸会和A组分中的水分接触后反应释放二氧化碳，补偿密闭空间内消耗的氧气，从而使密闭空间内的气体压力保持相对恒定；

2.氧化钙具有一定的吸湿性，与氧化钙接触的碳酸氢钠具有一定程度的湿度，使得碳酸氢钠和柠檬酸更易发生反应；

3.天然沸石能够吸收或释放二氧化碳气体来平衡密闭空间内的压力。

具体实施方式

以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例采用的部分原料如下：

石蜡的型号为40号，购买自东莞市晟邦高分子材料有限公司。

制备例

制备例1：

A组分的制备过程如下：

将5.5kg 60-80目还原铁粉、2kg活性炭、2kg氯化钠和25kg蛭石混合在一起，然后加入16kg水搅拌均匀，得到A组分。

制备例2：

B组分制备过程如下：

将3kg碳酸氢钠和2kg柠檬酸混合均匀后加入融化后的石蜡中，并加入1kg焦磷酸钠，搅拌均匀后静置20min，趁热过滤后冷却，得到石蜡包覆微球。

制备例3：

B组分制备过程如下：

将4kg碳酸氢钠和2.5kg柠檬酸混合均匀后加入融化后的石蜡中，并加入1.5kg焦磷酸钠，搅拌均匀后静置25min，趁热过滤后冷却，得到石蜡包覆微球。

制备例4：

B组分制备过程如下：

将5kg碳酸氢钠和3kg柠檬酸混合均匀后加入融化后的石蜡中，并加入2kg焦磷酸钠，搅拌均匀后静置30min，趁热过滤后冷却，得到石蜡包覆微球。

制备例5：

B组分制备过程如下：

先将1.5kg的氧化钙颗粒浸入在融化的石蜡中，并加入0.3kg的焦磷酸钠，搅拌均匀后静置18min，过滤后冷却，制得石蜡包覆氧化钙微球，再将上述过程制得的石蜡包覆氧化钙微球和6kg制备例3制得的石蜡包覆微球混合，得到产气混合物。

制备例6：

B组分制备过程如下：

将4kg制备例5制得的产气混合物与7kg 10-50目的天然沸石充分混合后，得到B组分。

制备例7：

与实施例6的区别在于，天然沸石的粒度为20-30目。

制备例8：

与制备例6的区别在于，天然沸石等质量替换为改性天然沸石。

改性天然沸石的制备过程如下：将天然沸石浸渍在4wt％的碳酸溶液中，保持7.5h，然后过滤并晾干后，制得改性天然沸石。

实施例

实施例1：

将3kg制备例1制得A组分和6kg制备例2制得的B组分充分混合后，密封袋装。

实施例2：

将4.5kg制备例1制得A组分和7kg制备例3制得的B组分充分混合后，密封袋装。

实施例3：

将6kg制备例1制得A组分和8kg制备例4制得的B组分充分混合后，密封袋装。

实施例4：

与实施例2的区别在于，制备例3制得的B组分等质量替换为制备例5制得的B组分。

实施例5：

与实施例2的区别在于，制备例3制得的B组分等质量替换为制备例6制得的B组分。

实施例6：

与实施例2的区别在于，制备例3制得的B组分等质量替换为制备例7制得的B组分。

实施例7：

与实施例2的区别在于，制备例3制得的B组分等质量替换为制备例8制得的B组分。

对比例1：

与实施例2的区别在于，气调剂中未加入B组分。

对比例2：

与实施例2的区别在于，制备例3制得的B组分等质量替换为碳酸氢钠。

气调剂的性能测试：

将实施例1-7和对比例1-2制得的气调剂分别取5g放置在500ml的密闭容器内，然后测定密闭容器内气体压强随时间的变化。

表1气调剂性能测试结果记录表

时间(s)	10	20	30	40	50
						实施例1(KPa)	95.1	96.2	97.5	98.2	100.6
实施例2(KPa)	94.6	95.8	97.6	98.5	100.5
						实施例3(KPa)	96.2	97.2	97.5	99.1	100.9
实施例4(KPa)	100.2	101.9	102	102.2	101.9
						实施例5(KPa)	100.5	101.4	101.2	101.0	101.1
实施例6(KPa)	100.6	101.3	100.9	101.0	101.0
						实施例7(KPa)	101.2	101.0	101.1	101.0	101.1
对比例1(KPa)	89.2	85.2	84.0	82.3	81.5
						对比例2(KPa)	90.1	86.2	87.3	89.4	83.5

从表1可以看出：

1、实施例1-3及对比例1的测试数据对比可得，对比例1中未加入B组分，则对比例1中密闭空间内的气压低于标准大气压，而实施例1-3中加入B组分后，密闭空间内的气压在50s后趋近于标准大气压。

2、实施例1-3及对比例2的测试数据对比可得，相较于碳酸氢钠受热分解产生二氧化碳气体，B组分中采用碳酸氢钠和柠檬酸作为产生二氧化碳的原料调控性能更好。

3、实施例1-3及实施例4的测试数据对比可得，B组分中加入氧化钙后，密闭空间内的气压能够快速达到平衡状态，但在20s之后，密闭空间内的气压值略高于标准大气压值。

4、实施例5及实施例4的测试数据对比可得，实施例5中加入天然沸石后，密闭空间内的气压能够快速达到平衡状态，并且气压基本保持稳定。

5、实施例6及实施例5的测试数据对比可得，对天然沸石的粒径进行优化后，密闭空间内的气压能够更快达到平衡状态。

6、实施例7及实施例6的测试数据对比可得，对天然沸石经过改性处理后，密闭空间内的气压能够更快达到平衡状态，且气压波动较小。

本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种恒压型气调剂，其特征在于：包括A组分和B组分，所述A组分包括如下重量份的组分：50-60份60-80目还原铁粉、1-3份活性炭、1-3份氯化钠、10-40份填充剂、14-18份水；所述B组分的制备过程包括如下步骤：S1：按重量份计，将3-5份碳酸氢钠和2-3份柠檬酸混合后加入到融化的石蜡中，并加入1-2份分散剂，搅拌均匀后静置20-30min，然后过滤后冷却，得到石蜡包覆微球。

2.根据权利要求1所述的一种恒压型气调剂，其特征在于：所述B组分的制备过程还包括S2：按重量份计，先将1-2份氧化钙颗粒浸入在融化的石蜡中，并加入0.1-0.5份分散剂，搅拌均匀后静置15-20min，过滤后冷却，制得石蜡包覆氧化钙微球，再将上述制得的石蜡包覆氧化钙微球与5-7份S1制得的石蜡包覆微球混合，得到产气混合物。

3.根据权利要求2所述的一种恒压型气调剂，其特征在于：所述B组分的制备过程还包括S3：按重量份计，将3-5份S2制得的产气混合物与6-8份10-50目的天然沸石充分混合后，得到B组分。

4.根据权利要求3所述的一种恒压型气调剂，其特征在于：所述天然沸石的粒度为20-30目。

5.根据权利要求3所述的一种恒压型气调剂，其特征在于：所述天然沸石经过如下表面改性处理：将天然沸石浸渍在3-5wt%的碳酸溶液中，保持5-10h，然后过滤并晾干后，制得改性天然沸石。

6.根据权利要求1所述的一种恒压型气调剂，其特征在于：所述分散剂为焦磷酸钠。

7.根据权利要求1所述的一种恒压型气调剂，其特征在于：所述填充剂为硅藻土、白炭黑或蛭石中的一种。

8.权利要求1-7任一项所述的气调剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1：将A组分中的各个物质：还原铁粉、活性炭、氯化钠、填充剂按所需重量份充分混合，然后将水加入上述混合物中，充分混合后得到A组分；

S2：按重量份计，将3-6份A组分与6-8份B组分充分混合后，装袋密封。