用于果蔬生鲜冷链运输的蓄冷剂及应用的制作方法

本发明涉及食品运输保温保冷技术，尤其是涉及一种用于果蔬生鲜冷链运输的蓄冷剂及其应用。

背景技术：

随着“互联网+”的快速发展，人们的消费方式由传统的实体购物向网络购物转变。生鲜市场作为网络购物的一部分，发展迅速，平均保持80％以上的增长率，且目前占农产品总额比率的3.4％，2017年中国生鲜网购市场交易额达到1537亿，2018年预计达到2000亿元，未来具有较大的空间，但生鲜产品面临高腐烂率，年损失量6000万吨左右，显著高于发达国家水平。“最后一公里”的运输保存问题是解决该问题重要环节。由此便产生了一个新的难题：如何为生鲜提供一个较低温度的环境，使生鲜产品从配送站点到消费者的这个环节中始终处于规定的低温环境中，以确保质量减少损耗，因此便需要蓄冷剂作为冷源，保证生鲜产品的品质。

果蔬生鲜等为易腐烂的食品，这些温度敏感型产品的储存温度高于或者低于其最适储存温度时，都会造成品质的损坏，并且冷链运输过程中易出现“断链”，物流工作人员越发关注于如何使冷藏类生鲜产品从生产到运输到消费者的每个环境始终处于规定的低温环境下，以确保产品质量，减少损耗。所以开发研制一种可以为周围环境提供较低温度的蓄冷剂，更好的保存生鲜产品就显得格外重要。

目前国内存在着大量蓄冷剂产品，但大部分蓄冷剂产品的相变温度都处于零度以下，而针对樱桃、海参等这类对温度要求极为苛刻的易腐烂产品来说，零度以下会对其品质造成损害，而且有些蓄冷剂还存在过冷现象、相分离现象。这些问题严重影响蓄冷剂作用和价值，影响冷链运输商品的品质。根据这一现状，研制一种相变温度合适、无过冷现象和相分离现象的蓄冷剂，实现0℃以上产品的冷链运输，对完善冷链运输有着至关重要的作用。

技术实现要素：

本发明为了克服上述缺陷，所解决的技术问题是提供一种针对某类温度敏感类果蔬或生鲜产品(最适保存温度在3-5℃左右)的环保型中温蓄冷剂。

本发明提供一种用于果蔬生鲜冷链运输的蓄冷剂，利用相变储能技术为理论基础，即相变材料在物态变化的过程时，吸收或放出大量热量，从而达到调控环境温度和能量利用的目的，本发明采用的相变材料为硫酸钠水溶液(无水硫酸钠与水的配比为71:90)，通过向硫酸钠水溶液中加入各种助剂，配制出一种无不良现象、价格低廉、无毒的蓄冷剂，所述水合盐蓄冷剂的相变温度范围可以控制在0-8℃之间。同时本发明提供的蓄冷剂具备分布均匀、无相分离现象、对身体无害、价格较便宜等特点。

根据本发明最优选的实施方式，本发明尤其提供一种相变温度为3.5℃的蓄冷剂，过冷度为0.6℃，相变时长在60min左右。所述蓄冷剂尤其可用于一些像生蚝、海参、樱桃这类易腐烂但不可低温保存的生鲜食品。

本发明的蓄冷剂，由以下重量份的组分组成：

硫酸钠水溶液：7000-9000；

气相白炭黑：300-400；

琼脂：30-40；

硼砂：250-350；

硼酸：250-350；

氯化钾：700-900；

氯化铵：1100-1300。

最优选由以下重量份的组分组成：

硫酸钠水溶液：8000；

气相白炭黑：350；

琼脂：35；

硼砂：300；

硼酸：300；

氯化钾：800；

氯化铵：1200。

本发明尤其改善了硫酸钠水合盐溶液的不良现象，通过采用硼砂作为防过冷剂来消除混合体系的过冷现象；添加硼酸中和体系中的ph值，得到中性的溶液体系；添加琼脂与气相白炭黑作为防相分离剂共同来解决相分离现象；添加不同配比的降温剂kcl和nh4cl来降低混合体系的相变温度，最终制得一种相变温度在0-8℃左右的蓄冷剂，大为改善硫酸钠水合盐溶液的不良现象。取得了分布均匀、无相分离现象、对身体无害、价格较便宜等技术效果。同时通过适当调整所述组分的用量，还可以获得相变温度在3℃、3.5℃、4℃、4.5℃或5℃等等的蓄冷剂，可根据果蔬的种类、生鲜的种类进行选择和调节使用，更加适用于果蔬生鲜等食品的冷链运输。

本发明的一个特殊效果是采用了气相白炭黑和琼脂共同解决相分离现象。由于气相白炭黑市场价格较贵，故采用琼脂作为增稠剂，减少气相白炭黑的用量，以达到降低成本的目的。但由于硫酸钠水合盐溶液中含有大量离子，这些离子可能会对琼脂的质构性质产生影响，因此我们充分考虑ph值、钠与钾离子等因素对琼脂的影响。本发明采用加入硼酸，中和溶液体系的ph值并维持在7，保证琼脂的凝胶粘裹性不会受到影响，同时也控制混合体系中钠与钾离子的摩尔比例，确保琼脂凝胶的弹性最大。最终通过精确控制各组分的用量，完美的解决该蓄冷剂的相分离现象。

进一步地，本发明的蓄冷剂可以制作成胶囊装，胶囊壳原料优选为聚丙烯(pp)，实现了将蓄冷剂产品包装化，增加了蓄冷剂的比表面积，使单位质量的蓄冷剂与周围环境的接触面增加，提高了蓄冷剂的制冷效果，并且胶囊装的蓄冷剂可满足不同形状的商品。

附图说明

图1是实施例3的蓄冷剂步冷曲线；

图2是实施例3的蓄冷剂在25℃恒温环境的升温曲线；

图3是实施例4的蓄冷剂胶囊应用示意图。

具体实施方式

为进一步说明本发明，结合以下实施例具体说明。

实施例1

本实施例为相变温度在0℃左右的蓄冷剂，由以下重量份的组分组成：

硫酸钠水溶液：9000；

气相白炭黑：300；

琼脂：40；

硼砂：250；

硼酸：250；

氯化钾：900；

氯化铵：1300；

将所述组分在40℃水浴中搅拌均匀。

实施例2

本实施例为相变温度在8℃左右的蓄冷剂，由以下重量份的组分组成：

硫酸钠水溶液：7000；

气相白炭黑：400；

琼脂：30；

硼砂：350；

硼酸：350；

氯化钾：700；

氯化铵：1100；

将所述组分在40℃水浴中搅拌均匀。

实施例3

本实施例为相变温度在3.5℃左右的蓄冷剂，由以下重量份的组分组成：

硫酸钠水溶液：8000；

气相白炭黑：350；

琼脂：35；

硼砂：300；

硼酸：300；

氯化钾：800；

氯化铵：1200；

将所述组分在40℃水浴中搅拌均匀。

实验例1

按照实施例3的组分配比，向烧杯中加入40g硫酸钠水溶液、1.75g气相白炭黑、0.175g琼脂、1.5g硼砂、1.5g硼酸、4g氯化钾、6g氯化铵，在40℃水浴锅中搅拌均匀后，静置30min后，发现并未出现相分离现象，样品分布均匀，无颗粒状物体出现，用电子温度计在-4℃恒温环境中每隔30s测温一次，绘制出步冷曲线如图1所示。

最终所配置的蓄冷剂的相变温度为3.5℃，过冷度可达0.6℃，相变时长可维持在60min左右。

实验例2

本实验用于验证将实施例3的蓄冷剂直接应用于冷链运输的保冷效果。

按照实施例3的组分配比配置500g蓄冷剂，将蓄冷剂装入密封袋中并用热封机封口，预先置于-15℃的低温环境中冷冻10h至完全凝固，取出，与泡沫箱和水果共同置于0℃的恒温环境中预冷5h。

将泡沫箱生蚝共同置于恒温箱中预冷5h，然后将密封好的蓄冷剂放置在泡沫箱的上下层，电子温度计探针置于泡沫箱正中央，密封完整取出保温箱置于25℃的恒温环境中每隔1min记录一次温度，绘制温度曲线如图2所示，分析制冷时长。

实验结论：所配置的蓄冷剂具有一定的制冷效果，从温度曲线可看出该泡沫箱内的温度缓慢稳定上升，平均每小时上升1-1.3℃，根据探针所测的温度数据看出：箱内温度从0℃到10℃可维持398min，该蓄冷剂具备一定的制冷效果，可在一定的时间内保证商品的质量。

实施例4

本实施例为用于果蔬生鲜冷链运输的保冷产品，是将实施例1-3的蓄冷剂分别加入胶囊壳中，然后用玻璃胶封口。由于该冷剂胶囊形状较小，其可完美的包裹住各类形状的商品，制冷效果更好。

蓄冷剂胶囊壳的原材料采用最优选是聚丙烯(pp)，其组成元素是c、h、o，无论是回收、焚烧、填埋均不会对环境造成危害，并且聚丙烯(pp)具有极佳的可塑性，由于聚丙烯(pp)的维卡软化温度为150℃，结晶度较高，表面刚度、力学性能性和化学稳定性很好、耐温耐撞击，不会被水解。因此pp不存在环境应力开裂和水解问题，故胶囊蓄冷剂的应用与大规模生产是可行的。同时单位质量蓄冷剂胶囊与冰袋相比，胶囊装有更多的表面积，理论上其制冷效果更好。蓄冷剂胶囊内部为所制的硫酸钠水合盐蓄冷剂，其作用是吸收周围空间的热量，在热量的传导过程中聚丙烯(pp)的热传导系数也是一个重要因素，热传导系数高的物质具有良好的导热性能，聚丙烯(pp)的热传导系数为0.21-0.26w/mk,高于pvc、pe、聚苯乙烯等材料，是胶囊壳的最优选材。

本实施例最终制得的蓄冷剂胶囊结构如图3所示(生蚝冷链运输)。由于该冷剂胶囊形状较小，其可完美的包裹住各类形状的商品，制冷效果更好。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。