专利名称：一种化学吸氧剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种用于封存各类食品、粮食、医药、档案、电子器件、光学零部件等物品的化学吸氧剂，本发明还涉及该化学吸氧剂的制备方法。
吸氧剂又叫脱氧剂或除氧剂，易与游离氧起反应生成稳定氧化物。把吸氧剂与被封存物品一起密封于包装容器内，能吸收容器中的氧，从而防止被封物品的氧化，抑制好气性微生物和虫的繁殖，从而达到被封存物品的保藏目的。根据所用原料的不同，吸氧剂分无机类和有机类两大类。无机类一般为铁粉或连二亚硫酸钠，有机类一般为抗坏血酸或儿茶酚。铁与氧气的氧化还原反应是一个微电池反应体系，要在有水和电解质存在的情况下氧化还原反应才能顺利进行，明度可以加快其反应速度。一般以铁粉为原料的吸氧剂，配方主要由A和B两大组分混合而成。组分A为吸氧体，是铁粉和金属卤化物水溶液充分混合，使金属卤化物涂布于铁粉表面，再经干燥而成；组分B为吸氧控制成分，也可称为载体供水体系，主要为适当载体与金属卤化物水溶液均匀混合而成。目前采用的载体为多孔性微粉，如沸石、高岭土、黄土、硅藻土、膨润土、白土、活性炭、二氧化硅、氧化铝、硅胶等，如日本著名的三菱瓦斯公司生产的“Ageless”吸氧剂，便是以沸石作为填料的。中国航天工业部八五一一研究所张雅兴等人(见中国专利CN85100834U)提出也可用稻壳灰作为载体。国外也曾有文献提到用天然淀粉作为载体，但至今为止仍没有一家公司在实际生产中采用天然淀粉作为吸氧剂的载体组分，这是因为天然淀粉的颗粒具有微晶结构，对在冷水中的溶解、溶胀等具有抗性，天然淀粉的颗粒对水分的吸收非常有限，因此作为吸氧剂的水分载体天然淀粉就有着吸水量小，不易搅拌均匀的缺陷，而无实际应用价值。
本发明的目的是提供一种具有新型载体、吸氧效果好的化学吸氧剂。
本发明的另一目的还在于提供该化学吸氧剂的制备方法。
本发明提供的化学吸氧剂，其组分及含量(重量)为20目以上的铁粉 25～80％改性淀粉0.5～10％活性碳 5～50％无毒的碱金属或碱土金属卤化物 1～8％水 3～28％制备本发明化学吸氧剂的优选组分及含量(重量)为
50目以上的铁粉 45～70％改性淀粉 1～5％活性碳 10～25％无毒的碱金属或碱土金属卤化物 2.5～5％水 5～25％制备本发明化学吸氧剂的最优组分及含量(重量)为80目以上的铁粉 45～60％改性淀粉 2～4％活性碳 15～20％无毒的碱金属或碱土金属卤化物 3～4％水 8～20％将上述各组分制成本发明化学吸氧剂的方法是(1)将铁粉、改性淀粉和活性碳按比例混合均匀；(2)将无毒的碱金属或碱土金属卤化物溶于水，制成水溶液；(3)将步骤(2)制得的水溶液加入步骤(1)的混合物中，搅拌均匀，即制得本化学吸氧剂。
本发明化学吸氧剂由铁粉、改性淀粉、活性碳、无毒的碱金属或碱土金属卤化物和水等按一定比例配制而成，以黑色颗粒混合结构为特征，反应产物为红褐色。
铁粉是吸氧剂最基本、最主要的组分，吸氧剂吸氧能力的高低从根本上决定于铁粉含量的多少。本发明吸氧剂对铁粉的来源没有严格要求，还原铁粉、电解铁粉、雾化铁粉、含一定杂质的铸铁粉均可作为组分原料。铁粉的目数应在20目以上，最好在80目以上。
天然淀粉经适当改性后，淀粉颗粒中规则排列的胶束被破坏，微晶消失，能够直接在冷水中溶胀、溶解，形成具有一定粘度的糊液。改性手段可以是多样的，通过预糊化、酸降解、酯化或接枝共聚等手段都可以达到该目的。预糊化淀粉、淀粉糊精、酯化淀粉、接枝淀粉等均具有上述特性，其中尤以预糊化淀粉改性手段简单易行、成本低廉而成为首选。本发明吸氧剂采用改性淀粉作为载体，主要具有以下优越性能第一，改性淀粉的PH值为6.5～8.5，对吸氧反应极为有利；第二，改性淀粉在冷水中溶胀后裹复铁粉的效果很好；第三，改性淀粉可以在冷水中溶液胀溶解，裹水能力强，水及盐电解质可以均匀分布于整个体系，可以保证吸氧反应的平稳进行；
第四，由于改性淀粉可以在冷水中形成均匀的糊状，使整个混配操作变得简单可行。
本发明吸氧剂中活性碳也是基本组分之一。活性碳是一类多孔性具吸附性质的物质，它可增大整个系统的表面积，增加透气性，使氧在铁的周围形成较高的密度，从而可以提高吸氧能力和吸氧速度。活性碳同时还有分散剂的作用。
本发明吸氧剂中的金属卤化物在吸氧反应的微电池中起到传递电子的作用，其含量对吸氧速度和吸氧能力的影响很大。高效吸氧剂中的金属卤化物一般采用无毒的碱金属或碱土金属卤化物，其中以安全性甚好的氯化钠最佳。
综上所述，本发明化学吸氧剂具有吸氧速度快、吸氧能力强的优点，在密闭条件下，能有效地抑制细菌、霉菌等微生物的生长，起到防霉变、防虫蛀、防氧化变质的作用，可用于封存粮食、加工食品、干果类、干菜类、山珍海味、海产品类、炒货、茶叶、烟叶、以及光学仪器、电子元件、药材、纺织品、毛皮制品、精密机械、胶卷、书画、文物、档案等物品。
下面通过实施例具体说明本发明实施例1将100g还原铁粉，5g预糊化淀粉和20g活性碳混合均匀，在氮气保护下边搅拌边慢慢加入20％的氯化钠溶液30ml，搅拌均匀后，在氮气气氛下用透气性复合材料薄膜分装，每3g为一袋，制成小袋装吸氧剂。
拿取上述小袋吸氧剂一袋，用专门测量吸氧量的装置测定其总吸氧量，72小时后，总吸氧量在300ml以上。
拿取上述吸氧剂一袋，置于1.5升的密闭容器中，24小时后用测氧仪测得容器内的氧气浓度降至0.1％以下。
实施例2将实施例1中所制得的吸氧剂置于新出炉的175g广式月饼包装袋内(包装袋为阻氧性较好的KOP/PE复合袋)连同月饼一起密封，空白样品15天后即见霉点，放有吸氧剂的月饼三个月仍无发霉。
实施例3将50kg铁粉、3.5kg接枝淀粉(淀粉与丙烯腈的共聚物)和12kg活性碳搅拌均匀后在氮气保护下边搅拌边加入20％的氯化钠溶液15kg，加完氯化钠溶液后，再搅拌半小时，保证搅拌均匀，用牛皮纸制成的口袋分装封口，即制得本高效吸氧剂。
实施例4在普通房式粮仓内，铺上拉伸尼龙/聚乙烯薄膜作底层，在底层上将150吨包装大米紧密堆成体积为188立方米(长×宽×高＝11.2米×4.8米×3.5米)的大垛，然后安放由实施例3制得的吸氧剂在垛的周围，将4粒通用氧气指示剂置于易观察到的地方。立即将准备好的拉伸尼龙/聚乙烯大帐幕罩上，用热封工具把底层和大帐幕严密封口，确认无渗漏之处，一周内氧指示剂变红，封存即完成。
实施例5将24kg铁粉、1.2kg酯化淀粉和5.5kg活性碳搅拌均匀后在氮气保护下边搅拌边加入20％的氯化钠溶液7kg，加完氯化钠溶液后，再搅拌半小时，保证搅拌均匀，在氮气气氛下用透气性复合材料薄膜分装，每6g为一袋，制成小袋装吸氧剂。
拿取上述小袋装吸氧剂一袋，用专门测量吸氧量的装置测定其总吸氧量，72小时后，总吸氧量在600ml以上。
拿取上述吸氧剂一袋，置于3升的密闭容器中，24小时后用测氧仪测得容器内的氧气浓度降至0.1％以下。
实施例6将30kg铁粉、1.5kg淀粉糊精和8kg活性碳搅拌均匀后在氮气保护下边搅拌边加入20％的氯化钠溶液9kg，加完氯化钠溶液后，再搅拌半小时，保证搅拌均匀，在氮气气氛下用透气性复合材料薄膜分装，每2g为一袋，制成小袋装吸氧剂。
拿取上述小袋装吸氧剂一袋，用专门测量吸氧量的装置测定其总吸氧量，72小时后，总吸氧量在180ml以上。
拿取上述吸氧剂一袋，置于0.5升的密闭容器中，24小时后用测氧仪测得容器内的氧气浓度降至0.1％以下。
实施例7将50kg铁粉、2.5kg预糊化淀粉和12kg活性碳搅拌均匀后在氮气保护下边搅拌边加入20％的氯化钠溶液15kg，加完氯化钠溶液后，再搅拌半小时，保证搅拌均匀，在氮气气氛下用透气性复合材料薄膜分装，每1kg为一袋，制成袋装吸氧剂。
将上述袋装吸氧剂一袋和一片氧气指示剂，与一担烟草一起抽真空后密封(外包装袋为阻氧性较好的K尼龙/PE复合袋)，三天后氧气指示剂变红，烟草的封存即告完成。
权利要求
1.一种化学吸氧剂，其组分及含量(重量)为20目以上的铁粉 25～80％改性淀粉 0.5～10％活性碳 5～50％无毒的碱金属或碱土金属卤化物 1～8％水 3～28％
2.根据权利要求1所述的化学吸氧剂，其组分及含量(重量)为50目以上的铁粉 45～70％改性淀粉1～5％活性碳 10～25％无毒的碱金属或碱土金属卤化物 2.5～5％水 5～25％
3.根据权利要求1所述的化学吸氧剂，其组分及含量(重量)为80目以上的铁粉 45～60％改性淀粉2～4％活性碳 15～20％无毒的碱金属或碱土金属卤化物 3～4％水 8～20％
4.根据权利要求1所述的化学吸氧剂，其特征在于所述的铁粉为一般工业用的还原铁粉、电解铁粉、雾化铁粉或有一定杂质的铸铁粉。
5.根据权利要求1所述的化学吸氧剂，其特征在于所述的活性碳为黑色粉末状活性碳。
6.根据权利要求1所述的化学吸氧剂，其特征在于所述的无毒的碱金属或碱土金属卤化物为市售精制氯化钠。
7.权利要求1所述的化学吸氧剂的制备方法，该方法包括以下步骤(1)将铁粉、改性淀粉和活性碳按比例混合均匀；(2)将无毒的碱金属或碱土金属卤化物溶于水，制成水溶液；(3)将步骤(2)制得的水溶液加入步骤(1)的混合物中，搅拌均匀，即制得本化学吸氧剂。
全文摘要
本发明公开了一种化学吸氧剂及其制备方法,本发明化学吸氧剂由铁粉、变性淀粉、活性炭、无毒的碱金属或碱土金属卤化物和水等组分按一定比例制成。在密闭条件下,能有效地抑制细菌、霉菌等微生物的生长,起到防霉变、防虫蛀、防氧化变质的作用,可用于封存粮食、加工食品、干果类、干菜类、海产品类、调味品类、炒货、茶叶、烟叶、以及光学仪器、电子元件、药材、纺织品、毛皮制品、精密机械、胶卷、书画、文物、档案等物品。
文档编号B01J20/20GK1332034SQ0111485
公开日2002年1月23日 申请日期2001年6月26日 优先权日2001年6月26日
发明者王三永, 李春荣, 李晓光, 刘庆峰, 李韶雄 申请人:广州番禺凯德食品科技有限责任公司