一种用于果蔬保鲜的海绵状凝胶相变蓄冷剂及制备方法

专利2025-05-04  27


本发明属于蓄冷剂,具体涉及一种用于果蔬保鲜的海绵状凝胶相变蓄冷剂及制备方法。


背景技术:

1、随着互联网的快速发展,蓄冷剂在果蔬、生鲜等产品运输中起着重要的作用。传统的蓄冷剂需要额外的包装袋或包装盒包装,产品形状固定,在运输时通常只能放于包装箱一角,且存在硬度大或包装边缘锋利的情况,容易对果实造成机械损伤,不适用于果实的零售需求;另外,现有的相变蓄冷剂在使用过程中,蓄冷剂的外包装如果发生破裂,使得蓄冷剂发生泄漏,则会造成果蔬的污染;如果在运输过程中直接使用冰块而不进行包装,则会在使用过程中产生大量水,增加微生物侵染概率;且当前的相变蓄冷剂成分固定,相变潜热固定,鲜有适合果蔬贮运体系的蓄冷剂,且使用过程中难以根据具体的使用对象进行调整。

2、中国专利cn115216276a公开了及一种基于瓜尔胶的果冻状相变蓄冷剂的制备方法,具体的制备思路为:以瓜尔胶、水以及氯化钾/尿素/氯化铵为原料,以硼砂、有机螯合钛、有机螯合铬中的任一种或一种以上的组合物作为交联剂。该专利制备蓄冷剂中含有尿素等不适合与果蔬接触的原料,且相变温度的选择未对果蔬进行优化。

3、专利cn115386347a公开了一种速配凝胶型相变蓄冷剂,具体的制备思路为:以sap高分子树脂、尿素和水制成凝胶型蓄冷剂。该专利制备蓄冷剂需要额外包装,使得柔性无法得到保证,且未对果蔬体系进行优化匹配,不适用与果蔬运输保鲜。

4、专利cn117659954a公开了一种柔性复合蓄冷剂及其制备方法,具体制备思路为:以羟甲基纤维素钠、聚乙烯醇、九水合硅酸钠、丙二醇、二氧化硅、硼砂溶液和水制成。该专利制备的蓄冷剂箱变潜热过小,达到相同蓄冷效果所需要的蓄冷剂质量过大,将增加运输成本,不适合采后果蔬物流的实际应用。


技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题,本发明设计的目的在于提供一种用于果蔬保鲜的海绵状凝胶相变蓄冷剂及制备方法,具体通过以下技术方案加以实现:

2、一种用于果蔬保鲜的海绵状凝胶相变蓄冷剂的制备方法,包括以下步骤:

3、1)丙烯酰胺水溶液于80℃水浴下搅拌的同时添加海藻酸钠粉末,充分搅拌10-30min混匀,置于4℃冰箱中预冷1-3h,备用;

4、2)将步骤1)预冷后的混合溶液于冰水浴下继续搅拌5min,搅拌后向混合溶液中加入n,n'-亚甲基双丙烯酰胺水溶液作为交联剂,继续于冰水浴下搅拌5min,得到含有交联剂的混合溶液;

5、3)将步骤2)制得的含有交联剂的混合溶液继续于冰水浴下搅拌,然后加入四甲基乙二胺作为聚合反应加速剂,继续搅拌5min后加入过硫酸铵水溶液作为引发剂;

6、4)将步骤3)的混合溶液持续在冰水浴下搅拌10min后,在冰上转移至聚四氟乙烯容器中,从冰上取出后迅速置于放有变色硅胶的真空干燥器中,采用循环水真空泵抽真空30 min后,密封过夜交联,制得海绵状凝胶;

7、5)将步骤4)制得的海绵状凝胶浸泡于10-20倍体积的溶液中,溶液组成为质量分数0-10 %的氯化钾溶液,每24 h更换一次溶液,持续浸泡14天;之后取出,吸去残余水分,得到海绵状凝胶相变蓄冷剂。

8、进一步地,丙烯酸水溶液的质量分数为16%,n,n'-亚甲基双丙烯酰胺溶液的浓度为0.1m,过硫酸铵水溶液的浓度为75 g/l。

9、进一步地,步骤1)中海藻酸钠粉末的加入量为每100g丙烯酰胺水溶液中加入2.2-3.2g。

10、进一步地,步骤2)中n,n'-亚甲基双丙烯酰胺水溶液的加入量为每100g丙烯酰胺水溶液中加入450μl。

11、进一步地,步骤3)中四甲基乙二胺的加入量为每100g丙烯酰胺水溶液中加入60μl。

12、进一步地,步骤4)中混合溶液在聚四氟乙烯容器的添加量为:混合溶液的高度处于容器内高的1/3至1/2处。

13、进一步地,步骤5)制得的海绵状凝胶相变蓄冷剂使用时,按照包装需求进行裁切到合适大小即可,使用前在-20℃冰箱中提前冷冻24 h,取出直接放置于果蔬包装箱中即可。

14、上述制备方法制得的海绵状凝胶相变蓄冷剂。

15、本发明方法制得的海绵状凝胶相变蓄冷剂兼具高相变潜热(290 j/g以上)与高柔性;可自由裁剪以贴合物流空间,避免因局部降温而造成的物流空间内部环境温度不均匀的问题;利用氯化钾溶液作为调节凝胶蓄冷剂相变温度的添加剂,可以针对不同果蔬调节合适的相变温度(0℃至-4.8℃)。



技术特征:

1.一种用于果蔬保鲜的海绵状凝胶相变蓄冷剂的制备方法,其特征在于包括以下步骤:

2.如权利要求1所述的一种用于果蔬保鲜的海绵状凝胶相变蓄冷剂的制备方法,其特征在于丙烯酸水溶液的质量分数为16%,n,n'-亚甲基双丙烯酰胺溶液的浓度为0.1m,过硫酸铵水溶液的浓度为75 g/l。

3.如权利要求1所述的一种用于果蔬保鲜的海绵状凝胶相变蓄冷剂的制备方法,其特征在于步骤1)中海藻酸钠粉末的加入量为每100g丙烯酰胺水溶液中加入2.2-3.2g。

4.如权利要求1所述的一种用于果蔬保鲜的海绵状凝胶相变蓄冷剂的制备方法,其特征在于步骤2)中n,n'-亚甲基双丙烯酰胺水溶液的加入量为每100g丙烯酰胺水溶液中加入450μl。

5.如权利要求1所述的一种用于果蔬保鲜的海绵状凝胶相变蓄冷剂的制备方法,其特征在于步骤3)中四甲基乙二胺的加入量为每100g丙烯酰胺水溶液中加入60μl。

6.如权利要求1所述的一种用于果蔬保鲜的海绵状凝胶相变蓄冷剂的制备方法,其特征在于步骤4)中混合溶液在聚四氟乙烯容器的添加量为:混合溶液的高度处于容器内高的1/3至1/2处。

7.如权利要求1所述的一种用于果蔬保鲜的海绵状凝胶相变蓄冷剂的制备方法,其特征在于步骤5)制得的海绵状凝胶相变蓄冷剂使用时,按照包装需求进行裁切到合适大小即可,使用前在-20℃冰箱中提前冷冻24 h,取出直接放置于果蔬包装箱中即可。

8.权利要求1-7任一所述的制备方法制得的海绵状凝胶相变蓄冷剂。


技术总结
本发明一种用于果蔬保鲜的海绵状凝胶相变蓄冷剂及制备方法,步骤为:1)向丙烯酰胺水溶液中依次添加海藻酸钠粉末、N,N'‑亚甲基双丙烯酰胺水溶液、四甲基乙二胺、过硫酸铵水溶液;2)将混合溶液转移至聚四氟乙烯容器中后迅速置于放有变色硅胶的真空干燥器中,采用循环水真空泵抽真空密封过夜交联,制得海绵状凝胶;3)将海绵状凝胶浸泡于氯化钾溶液中制备海绵状凝胶相变蓄冷剂。本发明方法制得的海绵状凝胶相变蓄冷剂兼具高相变潜热与高柔性;可自由裁剪以贴合物流空间,避免因局部降温而造成的物流空间内部环境温度不均匀的问题;利用氯化钾溶液作为调节凝胶蓄冷剂相变温度的添加剂,可以针对不同果蔬调节合适的相变温度。

技术研发人员:罗自生,章晓晨,李栋,陈彦培,李果
受保护的技术使用者:浙江大学
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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