復(fù)合相變蓄冷劑開(kāi)發(fā)及在果蔬保鮮上的應(yīng)用研究.pdf

1、隨著人們生活的提高，對(duì)食品的品質(zhì)要求越來(lái)越高。果蔬等易腐生鮮食品的保鮮期短，在運(yùn)輸和貯存過(guò)程中，受到溫度的影響特別大，很容易腐爛，所以急需發(fā)展冷鏈運(yùn)輸以保證易腐食品的品質(zhì)。
　　相變蓄冷材料近年來(lái)發(fā)展迅速，在食品冷鏈中已有初步的應(yīng)用。本研究旨在發(fā)開(kāi)一系列具有高相變潛熱，相變溫度可調(diào)，無(wú)毒無(wú)害，成本低廉的復(fù)合相變蓄冷劑，著重研究復(fù)合相變蓄冷劑的復(fù)合主儲(chǔ)能劑、載體等以及蓄冷劑的保鮮應(yīng)用效果。
　　根據(jù)文獻(xiàn)和相變材料選擇標(biāo)準(zhǔn)，初步

2、選定了L-蘋(píng)果酸(C4H6O5)，甘露醇(C6h14O6)，木糖醇(C5H12O5)，雙乙酸鈉(C4H6Na2O4)，乳酸鈣(C6 h10CaO6)，丁二醇(C4H10O2)等六種相對(duì)安全且未研究過(guò)的材料的水溶液作為實(shí)驗(yàn)的初選材料。然后利用DSC法分別測(cè)定每種溶液的熱力學(xué)性質(zhì)，選擇一種或幾種物質(zhì)作為蓄冷劑的主貯能劑。研究發(fā)現(xiàn)不同候選材料水溶液的相變潛熱與溶液濃度的的關(guān)系具有顯著差別。其中L-蘋(píng)果酸、木糖醇、雙乙酸鈉、丁二醇水溶液的相變潛

3、熱隨著溶液濃度的增加降低較快，在選定的相變溫區(qū)內(nèi)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不滿足290J/g以上的相變潛熱要求，但Onset溫度變化范圍廣;而甘露醇和乳酸鈣的相變潛熱下降較慢，且在選定的相變溫區(qū)內(nèi)可達(dá)到290 J/g以上的要求，Onset溫度較穩(wěn)定，是很好的可用于配制復(fù)合蓄冷劑的單體物質(zhì)，但由于甘露醇和乳酸鈣的相變溫度隨濃度的變化幅度小，需要利用相變溫區(qū)較寬的物質(zhì)作為相變溫度調(diào)節(jié)劑混配，制成符合要求的復(fù)合主儲(chǔ)能劑。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，0.6mol/L的甘露醇+0.

4、2mol/L氯化鉀按1∶1體積比配制的復(fù)合物和0.2mol/L乳酸鈣+0.2mol/L氯化銨按1∶1體積比配制的復(fù)合物可滿足相變溫度-6℃～-4℃，相變潛熱大于290 J/g的要求。T-t溫度曲線測(cè)試表明，兩種復(fù)合主儲(chǔ)能劑均無(wú)顯著的過(guò)冷度。
　　復(fù)合相變材料在使用過(guò)程中，由固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)，如果包裝破裂，容易泄漏，污染食品。此外，如果蓄冷劑運(yùn)用在冷藏車(chē)上，冷板內(nèi)蓄冷劑晃動(dòng)，容易產(chǎn)生較大載荷。如果將液體狀轉(zhuǎn)成凝膠狀，使得蓄冷劑在液態(tài)時(shí)

5、呈現(xiàn)為粘膠狀，不易流動(dòng)，可擴(kuò)大蓄冷劑的應(yīng)用范圍。因此，向復(fù)合蓄冷劑添加了高吸水性樹(shù)脂(Super-absorbent polymers，簡(jiǎn)稱SAP)。SAP的添加量主要從其吸水性能易受溶液離子濃度的影響，以及添加后對(duì)復(fù)合相變蓄冷劑性能的影響兩方面加以綜合平衡。研究發(fā)現(xiàn)甘露醇/氯化鉀/高吸水樹(shù)脂復(fù)合物的最佳配方為0.1mol/L甘露醇、0.07mol/L KCl+1.1％樹(shù)脂復(fù)合物，其Onset為-4.1℃，相變潛熱可達(dá)299.1J/g。

6、乳酸鈣/氯化銨/高吸水樹(shù)脂復(fù)合物的最佳配方為0.04mol/L的乳酸鈣、0.04mol/L的NH4Cl+2.1％的樹(shù)脂，其Onset為-4.2℃，相變潛熱為297.8 J/g。通過(guò)測(cè)試一系列市面上銷(xiāo)售的蓄冷冰袋，發(fā)現(xiàn)相變潛熱超過(guò)290J/g的冰袋Onset溫度最低的僅為-2.5℃，Onset溫度最低為-2.9℃的冰袋的相變潛熱又達(dá)不到290J/g，因此相變溫度和相變潛熱結(jié)合起來(lái)比較，本課題研究的這2種蓄冷劑的蓄冷性能均比市面上銷(xiāo)售的冰袋

7、的蓄冷性能好。
　　以0-4℃預(yù)冷6h后的楊梅作為實(shí)驗(yàn)材料，考察研發(fā)的甘露醇/氯化鉀/高吸水樹(shù)脂復(fù)合相變蓄冷劑對(duì)楊梅貯藏48h后的保鮮效果，研究表明，相變蓄冷劑的性能對(duì)楊梅保鮮效果有顯著的影響，合適的onset溫度，以及盡可能高的相變潛熱，是提高楊梅貯藏保鮮效果的基本保障。本課題研究開(kāi)發(fā)的復(fù)合相變蓄冷劑對(duì)楊梅的保鮮效果顯著優(yōu)于現(xiàn)有商業(yè)相變蓄冷劑，保鮮楊梅的腐爛指數(shù)、腐爛率、失重率、乙醇含量最低，且硬度最高。在設(shè)計(jì)的onset溫度下