專(zhuān)利名稱(chēng)：一種高活性鐵系除氧劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及食品貯藏技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高活性鐵系除氧劑的制備方法及其用途。
背景技術(shù)：
延長(zhǎng)食品保質(zhì)期，減少食品在貯、運(yùn)、銷(xiāo)過(guò)程中的腐敗變質(zhì)是食品加工中的一個(gè)重要問(wèn)題。而食品氧化變質(zhì)是食品變質(zhì)的主要因素之一。采用降低食品環(huán)境中的氧氣而抑制需氧微生物和昆蟲(chóng)的生長(zhǎng)繁殖，并防止油脂等易氧化成分的氧化變質(zhì)，是食品常用的保鮮技術(shù)，因此人們常采用加入除氧劑來(lái)達(dá)到延長(zhǎng)食品貨架期的目的。除氧劑利用其本身具有還原作用，能在常溫下與包裝容器內(nèi)的游離氧和溶解氧發(fā)生氧化反應(yīng)形成氧化物，將密封容器內(nèi)的氧氣吸收掉，使食品處于無(wú)氧狀態(tài)下貯藏而不變質(zhì)。目前使用的除氧劑種類(lèi)很多， 按原材料可分為無(wú)機(jī)類(lèi)和有機(jī)類(lèi)。其中無(wú)機(jī)系列除氧劑包括鐵系除氧劑、亞硫酸鹽系除氧劑、加氫催化劑型除氧劑等；有機(jī)系列除氧劑包括抗壞血酸類(lèi)、兒茶酚類(lèi)、和維生素類(lèi)等，其中鐵系除氧劑因其原料易得、成本低廉、除氧效果好、安全性高而被廣泛應(yīng)用。鐵系除氧劑是靠包裝內(nèi)的單質(zhì)鐵與空氣中的氧氣反應(yīng)，達(dá)到除去包裝容器內(nèi)氧氣的目的，因此單質(zhì)鐵顆粒的大小直接決定了鐵粉與氧氣的反應(yīng)速度即除氧性能。鐵系除氧劑通常采用的是普通還原鐵粉，粒徑大小一般在幾十到幾百微米，比表面積較小，反應(yīng)活性低，因此在實(shí)際應(yīng)用中存在除氧效率低、除氧速度緩慢等缺點(diǎn)；同時(shí)，鐵粉除氧其實(shí)質(zhì)是利用空氣中的水分通過(guò)電化學(xué)腐蝕而發(fā)生的，因此受包裝環(huán)境內(nèi)含水量的限制或受食品含水率的影響較大。為了增加除氧劑中為完成電化學(xué)腐蝕所必需的水分，往往預(yù)先要在鐵系除氧劑中混入一定量的水，但這不僅增加了鐵系除氧劑在制備中的工藝要求，同時(shí)還會(huì)對(duì)貯藏食品帶來(lái)受潮的負(fù)面影響。目前對(duì)鐵系除氧劑的改進(jìn)大多是從改變除氧劑中助劑的成分、配比來(lái)提高其除氧能力，例如專(zhuān)利 87105536,99114469. 4,03132265. 4,200910040377. 9 中提到的方法，而從提高鐵粉活性入手的方法還很少。因此在食品保鮮中急需一種高活性的鐵粉來(lái)解決鐵系除氧劑中的不足。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是，針對(duì)目前鐵系除氧劑通常以粒徑較大的普通還原鐵粉為原料和在制備或使用中需添加微量水分，導(dǎo)致除氧效率低、除氧速度緩慢和易對(duì)貯藏食品帶來(lái)受潮負(fù)面影響的缺陷，提供一種活性高，工藝簡(jiǎn)單，除氧效果好用于食品貯藏的高活性鐵系除氧劑產(chǎn)品；本發(fā)明的另一目的是提供該高活性鐵系除氧劑產(chǎn)品的制備方法。本發(fā)明目的通過(guò)以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)一種高活性鐵系除氧劑，該除氧劑的組分與各組分的重量％含量為粒徑0. 5-2微米的超細(xì)鐵粉 10-40%，活性碳20-50%，金屬鹵化物30-60 %。
所述的活性炭其顆粒目數(shù)不小于200-400目。所述的金屬鹵化物為氯化鈣和氯化鈉的混合物。一種高活性鐵系除氧劑的制備方法，按以下步驟進(jìn)行(1)硫酸亞鐵溶液的配制將硫酸亞鐵溶于水中至鐵離子濃度為0. 05-0. 15mol/L 的溶液；再將該溶液與聚乙二醇按體積重量IOOOmL 2-6g比例溶解、攪勻后，備用；(2)硼氫化鈉或硼氫化鉀溶液的配制將硼氫化鈉或硼氫化鉀溶解于水中至濃度為0. 15-0. 5mol/L的溶液后，備用；(3)超細(xì)鐵粉的制備將等體積的步驟( 溶液，在攪拌下滴入步驟(1)溶液中； 滴完后在20-40°C下繼續(xù)攪拌10-60min ；靜置沉降分離、洗滌、氮?dú)飧稍锖蟮昧?. 5-2微米的黑色超細(xì)鐵粉，備用；(4)除氧劑的配制將超細(xì)鐵粉和活性碳及金屬鹵化物按重量 10-40% 20-50% 30-60%比例稱(chēng)量、混合即成除氧劑;(5)除氧劑的包裝將步驟⑷除氧劑稱(chēng)量裝入PE袋中，封口即成除氧劑產(chǎn)品。本發(fā)明的有益效果是1、本發(fā)明針對(duì)傳統(tǒng)鐵系除氧劑中鐵粉粒徑較大(幾十到幾百微米)，除氧活性不高的缺點(diǎn)，采用粒徑0. 5-2微米的超細(xì)鐵粉替代普通的還原鐵粉作為除氧劑的主要活性成分后，具有吸氧容量高、除氧速率快的優(yōu)點(diǎn)。2、本發(fā)明中超細(xì)鐵粉具有較大的比表面積及高的反應(yīng)活性，因此無(wú)需在除氧劑中添加水分，即能進(jìn)行除氧反應(yīng)，這就避免了傳統(tǒng)除氧劑添加水分對(duì)貯藏物產(chǎn)生的不良影響， 不僅更宜適用于易氧化的富油脂類(lèi)等食品的保鮮，還可以用于藥材，茶葉等商品的貯藏，拓寬了除氧劑在某些需干燥環(huán)境中的應(yīng)用范圍。3、本發(fā)明以聚乙二醇做為表面改性劑，起到了控制鐵粒子大小的作用，采用液相法制備的超細(xì)鐵粉，工藝簡(jiǎn)單易行，適合工業(yè)化生產(chǎn)的應(yīng)用。4、本發(fā)明針對(duì)傳統(tǒng)除氧劑中鐵粉反應(yīng)活性不高的缺點(diǎn)進(jìn)行了改進(jìn)，可在密封的包裝內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)無(wú)氧環(huán)境，并維持較長(zhǎng)時(shí)間，在性能、貯藏效果等方面具有良好表現(xiàn)，可使商品的貨架期延長(zhǎng)30%以上，優(yōu)于現(xiàn)有的普通除氧劑，對(duì)防止食品營(yíng)養(yǎng)成分的氧化，較好地保持產(chǎn)品的色、香、味具有明顯作用。
具體實(shí)施例方式通過(guò)以下實(shí)施例和試驗(yàn)例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明并不受這些內(nèi)容所限制。以下實(shí)施例與試驗(yàn)例所涉原材料均為市場(chǎng)購(gòu)買(mǎi)產(chǎn)品，無(wú)特殊要求。實(shí)施例1 :(高活性除氧劑制備1)按如下步驟進(jìn)行(1)硫酸亞鐵溶液的配制將硫酸亞鐵溶于水中至鐵離子濃度為0. 05mol/L的溶液；再將該溶液與聚乙二醇按重量IOOOmL 2g比例溶解、攪勻后，備用；(2)硼氫化鈉溶液的配制將硼氫化鈉溶解于水中至濃度為0. 15mol/L的溶液，備
4用；(3)超細(xì)鐵粉的制備將硫酸亞鐵溶液放入反應(yīng)器中，另取等體積的硼氫化鈉水溶液在攪拌下滴入硫酸亞鐵溶液中；滴完后在20°C下繼續(xù)攪拌55min ；停止攪拌后靜置至所得鐵粉沉降在反應(yīng)器底部，棄上清液后用50%丙酮水溶液洗滌鐵粉3次；向反應(yīng)器中通入氮?dú)庵粮稍锖蟮昧?. 5-2微米的黑色超細(xì)鐵粉，備用；(4)除氧劑的配制將超細(xì)鐵粉、活性碳、氯化鈣和氯化鈉按重量 40% 20% 20% 20%比例混合均勻得除氧劑；(5)除氧劑的包裝將步驟⑷除氧劑稱(chēng)量裝入PE袋中，封口即成除氧劑產(chǎn)品。實(shí)施例2 (高活性除氧劑制備2)本例中，步驟(1)硫酸亞鐵溶液的配制至鐵離子濃度為0. lmol/L的溶液，再在 IOOOmL該溶液中加入聚乙二醇4g ；步驟( 硼氫化鉀溶液的配制將硼氫化鉀溶解于水中至濃度為0. 3mol/L的溶液；步驟(3)超細(xì)鐵粉的制備取同體積的硼氫化鉀水溶液在攪拌下滴入同體積的硫酸亞鐵溶液中，滴完后在30°C下繼續(xù)攪拌30min;步驟除氧劑的配制將超細(xì)鐵粉、活性碳、氯化鈣和氯化鈉按重量20% 50% 15% 15%比例混合均勻得除氧劑；其余步驟、工藝同實(shí)施例1。實(shí)施例3 (高活性除氧劑制備3)本例中，步驟(1)硫酸亞鐵溶液的配制至鐵離子濃度為0. 15mol/L的溶液，再在 IOOOmL該溶液中加入聚乙二醇6g;步驟( 硼氫化鈉溶液的配制將硼氫化鈉溶解于水中至濃度為0. 45mol/L的溶液；步驟( 超細(xì)鐵粉的制備取同體積的硼氫化鈉水溶液在攪拌下滴入同體積的硫酸亞鐵溶液中，滴完后在40°C下繼續(xù)攪拌15min ；步驟(4)除氧劑的配制將超細(xì)鐵粉、活性碳、氯化鈣和氯化鈉按重量10% 35% 30% 25%比例混合均勻得除氧劑；其余步驟、工藝同實(shí)施例1。試驗(yàn)例1 (不同除氧劑的總吸氧量和脫氧時(shí)間的對(duì)比試驗(yàn))測(cè)試方法總吸氧量和脫氧時(shí)間按照SB/T 10514-2008測(cè)定；總吸氧量為除氧劑能吸收氧氣的最大體積，脫氧時(shí)間為除氧劑將相應(yīng)密閉空間中氧氣濃度體積百分?jǐn)?shù)降低到 0. 1以下所需的時(shí)間。高活性鐵系除氧劑按實(shí)施例1的配方與工藝制備而成； 普通除氧劑除以普通還原鐵粉替代超細(xì)還原鐵粉外，其余配方、工藝均按實(shí)施例 1的方法制備而成；測(cè)定兩者的最大吸氧量和脫氧時(shí)間，結(jié)果見(jiàn)表1。表1不同除氧劑總吸氧量和脫氧時(shí)間
權(quán)利要求
1. 一種高活性鐵系除氧劑，其特征在于該除氧劑的組分與各組分的重量百分比含量為
2.按權(quán)利要求1所述的除氧劑，其特征在于所述活性炭的顆粒目數(shù)不小于200-400目。
3.按權(quán)利要求1所述的除氧劑，其特征在于所述的金屬鹵化物為氯化鈣和氯化鈉的混合物。
4.一種高活性鐵系除氧劑的制備方法，其特征在于按以下步驟進(jìn)行(1)硫酸亞鐵溶液的配制將硫酸亞鐵溶于水中至鐵離子濃度為0.05-0. 15mol/L的溶液；再將該溶液與聚乙二醇按體積重量IOOOmL 2-6g比例溶解、攪勻后，備用；(2)硼氫化鈉或硼氫化鉀溶液的配制將硼氫化鈉或硼氫化鉀溶解于水中至濃度為 0. 15-0. 5mol/L的溶液后，備用；(3)超細(xì)鐵粉的制備將等體積的步驟( 溶液，在攪拌下滴入步驟(1)溶液中；滴完后在20-40°C下繼續(xù)攪拌10-60min ；靜置沉降分離、洗滌、氮?dú)飧稍锖蟮昧?. 5-2微米的黑色超細(xì)鐵粉，備用；(4)除氧劑的配制將超細(xì)鐵粉和活性碳及金屬鹵化物按權(quán)利要求1所述重量 10-40% 20-50% 30-60%比例稱(chēng)量、混合即成除氧劑;(5)除氧劑的包裝將步驟⑷除氧劑稱(chēng)量裝入PE袋中，封口即成除氧劑產(chǎn)品。粒徑0. 5-2微米的超細(xì)鐵粉活性碳金屬鹵化物10-40%, 20-50%, 30-60%。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種高活性鐵系除氧劑，屬于食品貯藏技術(shù)領(lǐng)域。該除氧劑的組分與各組分的重量％含量為超細(xì)鐵粉10-40％，活性碳20-50％，金屬鹵化物30-60％。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于采用反應(yīng)活性高、比表面積大的超細(xì)鐵粉替代傳統(tǒng)除氧劑中的還原鐵粉，并添加了合適的助劑，其除氧速率提高了5倍，并能快速使容器內(nèi)氧氣含量控制在0.1％以下，具有吸氧容量高、除氧速率快、需水量少、制備工藝簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了食品在貯藏過(guò)程中要求高效、快速除氧和延長(zhǎng)貯藏期之目的。本發(fā)明可在食品、堅(jiān)果、茶葉、藥材等貯藏中推廣應(yīng)用。
文檔編號(hào)A23L3/3436GK102342564SQ20101022619
公開(kāi)日2012年2月8日 申請(qǐng)日期2010年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月13日
發(fā)明者周擁軍, 宋麗麗, 房祥軍, 毛金林, 穆宏磊, 葛林梅, 郜海燕, 陳文煊, 陳杭君, 陶菲 申請(qǐng)人:浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院