专利名称：南美白对虾保活运输的相变蓄冷材料制备方法
技术领域：
本发明属于材料应用技术，特别是涉及一种相变蓄冷材料，是一种适用于南美白 对虾生态冰温保活运输的相变蓄冷材料制备方法。
背景技术：
比较而言，活水产品价格要比冻品高出数倍，保活运输是保持水产品最佳鲜度、以 满足消费者需求的最有效方式，同时也提高了企业的经济效益。水产品的传统保活运输方 法，一般分为有水运输和无水活运，无水活运相对于有水运输来说，具有运输密度增加，运 输时间延长，不需进行水质管理，节约运输成本，搬运操作方便等诸多优点。目前水产品常 用的无水保活运输技术为生态冰温保活运输，它是在生态冰温区域进行的，其原理是有效 的利用了活水产品的生态冰温。鱼虾贝等冷血动物都存在一个区分生死的生态冰温零点， 或叫临界温度。从生态冰温零点到冻结点的该段温度范围叫生态冰温区，处于生态冰温区 的冷血动物能够保持冬眠状态而不死亡，动物呼吸和新陈代谢非常缓慢，为无水保活运输 提供了条件。因此，实现活水产品生态冰温保活运输的关键是生态冰温的控制。相变蓄冷材料可以在相变时吸收大量的热量，同时其温度可维持在相变温度点， 采用相变蓄冷技术可以准确高效的使温度达到生态冰温点。目前常用的相变蓄冷材料主 要包括有机物和无机物两大类。有机相变材料腐蚀性小、性能比较稳定，但是导热系数小、 储能密度小、容易挥发，且价格较高；而无机相变材料相变潜热较大、贮能密度大、导热系数 大、价格较便宜，但是可能存在腐蚀、过冷和相分离现象。因此，研究开发相变温度合适、潜 热大、性能稳定、成本低廉、安全无污染的相变蓄冷材料是用于南美白对虾无水保活运输的 关键。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种用于南美白对虾生态冰温保活运输的相 变蓄冷材料制备方法，制备的相变蓄冷材料具有稳定性好，对环境无污染，价廉易得，相变 潜热高，相变温度适宜等特点，提高南美白对虾运输存活率，增加运输密度，延长运输时间。本发明解决所述技术问题采用的技术方案是，一种用于南美白对虾生态冰温保活 运输的相变蓄冷材料制备方法，包括以下步骤a、将蒸馏水和无水硫酸钠按质量比值为1.53 1混合，放置于40°C恒温水浴中搅 拌，形成混合溶液；b、加入氯化钠，与无水硫酸钠质量比值为0.45 1。再加入二氧化硅和四硼酸钠， 与无水硫酸钠质量比值均为0. 18 1的，搅拌均勻；C、将步骤b所得的溶胶中加入羧甲基纤维素钠(CMC)，与无水硫酸钠质量比值为 0. 04 1，40°C恒温搅拌3-4小时，形成凝胶；d、将步骤c制备的混合溶液放入超声波振荡器中超声2h，得到符合条件的相变蓄 冷材料。
所述步骤a中，在40°C恒温水浴中搅拌30分钟，至下部无明显沉淀。所述步骤b中，氯化钠要沿搅拌器搅起的漩涡边缘缓慢加入。所述步骤c中，将CMC缓慢加入溶液中，调节搅拌器至较大转速，40°C恒温搅拌 3 4小时，混合溶液体系稳定成乳白色凝胶状，没有明显盐颗粒存在为止。所述步骤d中，制备的材料应在40°C左右时灌装，然后放置冰箱中冷藏或冷冻保 存。所述的相变蓄冷材料，相变温度为11. 75°C。本发明与现有南美白对虾保活运输技术相比具有如下突出优点①利用南美白对 虾的生态冰温，采用无水保活运输，运输密度增加，运输时间延长，成本低廉，不需进行水质 管理，减少环境污染，节约运输成本，搬运操作方便等，特别适合于水产品的长途活运，使运 输量达到了有水活运的3倍以上。②针对南美白对虾的生态冰温点开发的相变蓄冷材料， 稳定性好，相变潜热高，相变温度适宜于南美白对虾的生态冰温；制备工艺简单，原料价廉 易得。
图1 相变材料的冻结曲线和融解曲线DSC图。图2 相变材料保温实验保温袋放置图示正方形为材料放置点；圆点为温度计探 头插入位置；A图放置3份相变材料，B图放置6份相变材料。图3 保温试验温度曲线图。
具体实施例方式本发明解决所述技术问题采用的技术方案是，一种用于南美白对虾生态冰温保活 运输的相变蓄冷材料制备方法，包括以下步骤a、将蒸馏水和无水硫酸钠按质量比值为1.53 1混合，置于40°C恒温水浴中搅拌 溶解30分钟，至下部无明显沉淀，形成混合溶液。b、加入氯化钠，与无水硫酸钠质量比值为0.45 1。再加入二氧化硅和四硼酸钠， 与无水硫酸钠质量比值均为0.18 1的，搅拌均勻；氯化钠要沿搅拌器搅起的漩涡边缘缓 慢加入。C、将步骤b所得的溶胶中加入CMC，与无水硫酸钠质量比值为0.04 1，调节搅拌 器至较大转速，将CMC缓慢加入溶液中，40°C恒温搅拌3-4小时，混合溶液体系稳定成乳白 色凝胶状，没有明显盐颗粒存在为止。d、将步骤c制备的混合溶液放入超声波振荡器中超声2h，得到符合条件的相变材 料。制备的材料应在40°C左右时灌装，然后放置冰箱中冷藏或冷冻保存。e、采用差示扫描量热法(DSC)测定相变材料，进行相变材料工作性能的评价。下面通过实施例结合附图详细叙述本发明的技术内容实施例1 相变蓄冷材料的制作。
取蒸馏水58mL，水浴加热至40°C恒温放置，准确称取无水硫酸钠38g，缓慢加入恒 温水中，搅拌溶解30分钟，至下部无明显沉淀为止。称取氯化钠17g，沿搅拌器搅起的漩涡 边缘，缓慢加入。再准确称取二氧化硅和四硼酸钠各3g，加入溶液中，搅拌。最后称取称取 CMC 1. 5g，缓慢加入溶液中，调节搅拌器至较大转速，40°C恒温搅拌3 4小时，至混合溶 液体系稳定呈乳白色凝胶状，没有明显盐颗粒存在为止。将混合溶液放入超声波振荡器中 超声2h至无晶体及颗粒沉淀存在(此时手摸并无颗粒粗糙感)，并于40°C时将其灌装到 500mL塑料袋中，封口，放置冰箱中冷藏或冷冻保存。相变材料工作性能的评价采用差示扫描量热法(DSC)对相变材料进行测定(图 1)。从图1可知该无机水合盐相变材料由40°c降温至11. 75°C时，开始发生了由液体转变 成固体的相变过程，说明其相变温度点为11. 75°C，相变潜热为71. 51J/g，该材料可以在南 美白对虾的生态冰温点范围内进行冷量释放。实施例2材料保温实验。按照图2中相变材料保温实验保温袋放置图示设计方法进行试验，保温箱尺寸为 400mmX220mmX275mm,A图中只放置了 3份相变材料，B图中共放置了 6份材料。将相变蓄 冷材料放入保温箱后，用胶带密封。保温箱放置于25°C恒温房间中，自动温度记录仪记录设 定为2min/次，进行温度记录，然后将探头沿中部蓝色圆孔处插入保温箱，悬空放置，随时 采集温度数据，放置3天后取出，进行数据处理。保温箱放置于25°C恒温房间中2天后发现其温度已经接近室温，分别取出探头， 对数据进行处理分析，得到结果如图3。通过对两份数据进行对比可以发现，在A图中只放置了 3份相变材料，保温效果并 不太理想，恒温区域大约为18小时，然后温度就开始逐渐上升，接近室温，该恒温区域并不 能满足实际应用要求。为了得到延长恒温时间的目的，我们在B图中共放置了 6份材料，并 且在保温箱的盖子上也加了 1份材料，通过改进，最终恒温区域(11_12°C )为26小时。保 温试验表明，增加相变材料用量可以显著延长恒温时间。本发明制备了用于南美白对虾保活运输的相变蓄冷材料，相变温度为11. 75°C，材 料稳定性好，成本低廉，不需进行水质管理，延长运输时间，相变温度适宜于南美白对虾的 生态冰温，可提高南美白对虾运输存活率，具有很好的推广应用价值。
权利要求
一种南美白对虾保活运输的相变蓄冷材料制备方法，其特征在于所述方法包括以下步骤a、将蒸馏水和无水硫酸钠混合，蒸馏水和无水硫酸钠的质量比值为1.53∶1，放置于40℃恒温水浴中搅拌，混合均匀；b、加入氯化钠，氯化钠与无水硫酸钠质量比值为0.45∶1。再加入二氧化硅和四硼酸钠，二氧化硅和四硼酸钠与无水硫酸钠质量比值均为0.18∶1的，搅拌均匀；c、将步骤b所得的溶胶中加入羧甲基纤维素钠，羧甲基纤维素钠与无水硫酸钠质量比值为0.04∶1，40℃恒温搅拌3 4小时，形成凝胶；d、将步骤c制备的混合溶液放入超声波振荡器中超声2h，得到符合条件的相变材料。
2.根据权利要求1所述的南美白对虾保活运输的相变蓄冷材料制备方法，其特征在于 所述步骤a中，在40°C恒温水浴中搅拌30分钟，至下部无明显沉淀。
3.根据权利要求1所述的南美白对虾保活运输的相变蓄冷材料制备方法，其特征在于 所述步骤b中，氯化钠要沿搅拌器搅起的漩涡边缘缓慢加入。
4.根据权利要求1所述的南美白对虾保活运输的相变蓄冷材料制备方法，其特征在于 所述步骤c中，将羧甲基纤维素钠缓慢加入溶液中，调节搅拌器至较大转速，40°C恒温搅拌 3 4小时，混合溶液体系稳定成乳白色凝胶状，没有明显盐颗粒存在为止。
5.根据权利要求1所述的南美白对虾保活运输的相变蓄冷材料制备方法，其特征在于 所述步骤d中，制备的材料应在40°C左右时灌装，然后放置冰箱中冷藏或冷冻保存。
6.根据权利要求1所述的南美白对虾保活运输的相变蓄冷材料制备方法，其特征在于 所述的相变材料，相变温度为11. 75°c。
全文摘要
一种南美白对虾保活运输的相变蓄冷材料制备方法，是将蒸馏水和无水硫酸钠按质量1.53∶1混合，放置于40℃水浴中搅拌；缓慢加入与无水硫酸钠质量比值为0.45的氯化钠，再加入与无水硫酸钠质量比值均为0.18的二氧化硅和四硼酸钠，搅拌均匀；所得的溶胶中加入与无水硫酸钠质量比值为0.04的羧甲基纤维素钠，40℃搅拌3～4h；在超声波振荡器中超声2h；再经包装即可作为南美白对虾保活运输的相变蓄冷材料，该相变材料的相变温度为11.75℃。本发明的相变材料稳定性好，对环境无污染，价廉易得，相变温度适宜于南美白对虾的生态冰温，可提高南美白对虾运输存活率，增加运输密度，延长运输时间，具有很好的推广应用价值。
文档编号C09K5/06GK101942289SQ20101023973
公开日2011年1月12日 申请日期2010年7月29日 优先权日2010年7月29日
发明者冷凯良, 刘梅, 孙伟红, 王宝杰, 王泽文, 王雷, 苗钧魁, 蒋克勇, 许洋, 邢丽红 申请人:中国水产科学研究院黄海水产研究所