專利名稱：一種化學(xué)吸氧劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于封存各類食品、糧食、醫(yī)藥、檔案、電子器件、光學(xué)零部件等物品的化學(xué)吸氧劑，本發(fā)明還涉及該化學(xué)吸氧劑的制備方法。
吸氧劑又叫脫氧劑或除氧劑，易與游離氧起反應(yīng)生成穩(wěn)定氧化物。把吸氧劑與被封存物品一起密封于包裝容器內(nèi)，能吸收容器中的氧，從而防止被封物品的氧化，抑制好氣性微生物和蟲的繁殖，從而達(dá)到被封存物品的保藏目的。根據(jù)所用原料的不同，吸氧劑分無機(jī)類和有機(jī)類兩大類。無機(jī)類一般為鐵粉或連二亞硫酸鈉，有機(jī)類一般為抗壞血酸或兒茶酚。鐵與氧氣的氧化還原反應(yīng)是一個(gè)微電池反應(yīng)體系，要在有水和電解質(zhì)存在的情況下氧化還原反應(yīng)才能順利進(jìn)行，明度可以加快其反應(yīng)速度。一般以鐵粉為原料的吸氧劑，配方主要由A和B兩大組分混合而成。組分A為吸氧體，是鐵粉和金屬鹵化物水溶液充分混合，使金屬鹵化物涂布于鐵粉表面，再經(jīng)干燥而成；組分B為吸氧控制成分，也可稱為載體供水體系，主要為適當(dāng)載體與金屬鹵化物水溶液均勻混合而成。目前采用的載體為多孔性微粉，如沸石、高嶺土、黃土、硅藻土、膨潤土、白土、活性炭、二氧化硅、氧化鋁、硅膠等，如日本著名的三菱瓦斯公司生產(chǎn)的“Ageless”吸氧劑，便是以沸石作為填料的。中國航天工業(yè)部八五一一研究所張雅興等人(見中國專利CN85100834U)提出也可用稻殼灰作為載體。國外也曾有文獻(xiàn)提到用天然淀粉作為載體，但至今為止仍沒有一家公司在實(shí)際生產(chǎn)中采用天然淀粉作為吸氧劑的載體組分，這是因?yàn)樘烊坏矸鄣念w粒具有微晶結(jié)構(gòu)，對在冷水中的溶解、溶脹等具有抗性，天然淀粉的顆粒對水分的吸收非常有限，因此作為吸氧劑的水分載體天然淀粉就有著吸水量小，不易攪拌均勻的缺陷，而無實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
本發(fā)明的目的是提供一種具有新型載體、吸氧效果好的化學(xué)吸氧劑。
本發(fā)明的另一目的還在于提供該化學(xué)吸氧劑的制備方法。
本發(fā)明提供的化學(xué)吸氧劑，其組分及含量(重量)為20目以上的鐵粉 25～80％改性淀粉0.5～10％活性碳 5～50％無毒的堿金屬或堿土金屬鹵化物 1～8％水 3～28％制備本發(fā)明化學(xué)吸氧劑的優(yōu)選組分及含量(重量)為
50目以上的鐵粉 45～70％改性淀粉 1～5％活性碳 10～25％無毒的堿金屬或堿土金屬鹵化物 2.5～5％水 5～25％制備本發(fā)明化學(xué)吸氧劑的最優(yōu)組分及含量(重量)為80目以上的鐵粉 45～60％改性淀粉 2～4％活性碳 15～20％無毒的堿金屬或堿土金屬鹵化物 3～4％水 8～20％將上述各組分制成本發(fā)明化學(xué)吸氧劑的方法是(1)將鐵粉、改性淀粉和活性碳按比例混合均勻；(2)將無毒的堿金屬或堿土金屬鹵化物溶于水，制成水溶液；(3)將步驟(2)制得的水溶液加入步驟(1)的混合物中，攪拌均勻，即制得本化學(xué)吸氧劑。
本發(fā)明化學(xué)吸氧劑由鐵粉、改性淀粉、活性碳、無毒的堿金屬或堿土金屬鹵化物和水等按一定比例配制而成，以黑色顆?；旌辖Y(jié)構(gòu)為特征，反應(yīng)產(chǎn)物為紅褐色。
鐵粉是吸氧劑最基本、最主要的組分，吸氧劑吸氧能力的高低從根本上決定于鐵粉含量的多少。本發(fā)明吸氧劑對鐵粉的來源沒有嚴(yán)格要求，還原鐵粉、電解鐵粉、霧化鐵粉、含一定雜質(zhì)的鑄鐵粉均可作為組分原料。鐵粉的目數(shù)應(yīng)在20目以上，最好在80目以上。
天然淀粉經(jīng)適當(dāng)改性后，淀粉顆粒中規(guī)則排列的膠束被破壞，微晶消失，能夠直接在冷水中溶脹、溶解，形成具有一定粘度的糊液。改性手段可以是多樣的，通過預(yù)糊化、酸降解、酯化或接枝共聚等手段都可以達(dá)到該目的。預(yù)糊化淀粉、淀粉糊精、酯化淀粉、接枝淀粉等均具有上述特性，其中尤以預(yù)糊化淀粉改性手段簡單易行、成本低廉而成為首選。本發(fā)明吸氧劑采用改性淀粉作為載體，主要具有以下優(yōu)越性能第一，改性淀粉的PH值為6.5～8.5，對吸氧反應(yīng)極為有利；第二，改性淀粉在冷水中溶脹后裹復(fù)鐵粉的效果很好；第三，改性淀粉可以在冷水中溶液脹溶解，裹水能力強(qiáng)，水及鹽電解質(zhì)可以均勻分布于整個(gè)體系，可以保證吸氧反應(yīng)的平穩(wěn)進(jìn)行；
第四，由于改性淀粉可以在冷水中形成均勻的糊狀，使整個(gè)混配操作變得簡單可行。
本發(fā)明吸氧劑中活性碳也是基本組分之一?；钚蕴际且活惗嗫仔跃呶叫再|(zhì)的物質(zhì)，它可增大整個(gè)系統(tǒng)的表面積，增加透氣性，使氧在鐵的周圍形成較高的密度，從而可以提高吸氧能力和吸氧速度?；钚蕴纪瑫r(shí)還有分散劑的作用。
本發(fā)明吸氧劑中的金屬鹵化物在吸氧反應(yīng)的微電池中起到傳遞電子的作用，其含量對吸氧速度和吸氧能力的影響很大。高效吸氧劑中的金屬鹵化物一般采用無毒的堿金屬或堿土金屬鹵化物，其中以安全性甚好的氯化鈉最佳。
綜上所述，本發(fā)明化學(xué)吸氧劑具有吸氧速度快、吸氧能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，在密閉條件下，能有效地抑制細(xì)菌、霉菌等微生物的生長，起到防霉變、防蟲蛀、防氧化變質(zhì)的作用，可用于封存糧食、加工食品、干果類、干菜類、山珍海味、海產(chǎn)品類、炒貨、茶葉、煙葉、以及光學(xué)儀器、電子元件、藥材、紡織品、毛皮制品、精密機(jī)械、膠卷、書畫、文物、檔案等物品。
下面通過實(shí)施例具體說明本發(fā)明實(shí)施例1將100g還原鐵粉，5g預(yù)糊化淀粉和20g活性碳混合均勻，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下邊攪拌邊慢慢加入20％的氯化鈉溶液30ml，攪拌均勻后，在氮?dú)鈿夥障掠猛笟庑詮?fù)合材料薄膜分裝，每3g為一袋，制成小袋裝吸氧劑。
拿取上述小袋吸氧劑一袋，用專門測量吸氧量的裝置測定其總吸氧量，72小時(shí)后，總吸氧量在300ml以上。
拿取上述吸氧劑一袋，置于1.5升的密閉容器中，24小時(shí)后用測氧儀測得容器內(nèi)的氧氣濃度降至0.1％以下。
實(shí)施例2將實(shí)施例1中所制得的吸氧劑置于新出爐的175g廣式月餅包裝袋內(nèi)(包裝袋為阻氧性較好的KOP/PE復(fù)合袋)連同月餅一起密封，空白樣品15天后即見霉點(diǎn)，放有吸氧劑的月餅三個(gè)月仍無發(fā)霉。
實(shí)施例3將50kg鐵粉、3.5kg接枝淀粉(淀粉與丙烯腈的共聚物)和12kg活性碳攪拌均勻后在氮?dú)獗Ｗo(hù)下邊攪拌邊加入20％的氯化鈉溶液15kg，加完氯化鈉溶液后，再攪拌半小時(shí)，保證攪拌均勻，用牛皮紙制成的口袋分裝封口，即制得本高效吸氧劑。
實(shí)施例4在普通房式糧倉內(nèi)，鋪上拉伸尼龍/聚乙烯薄膜作底層，在底層上將150噸包裝大米緊密堆成體積為188立方米(長×寬×高＝11.2米×4.8米×3.5米)的大垛，然后安放由實(shí)施例3制得的吸氧劑在垛的周圍，將4粒通用氧氣指示劑置于易觀察到的地方。立即將準(zhǔn)備好的拉伸尼龍/聚乙烯大帳幕罩上，用熱封工具把底層和大帳幕嚴(yán)密封口，確認(rèn)無滲漏之處，一周內(nèi)氧指示劑變紅，封存即完成。
實(shí)施例5將24kg鐵粉、1.2kg酯化淀粉和5.5kg活性碳攪拌均勻后在氮?dú)獗Ｗo(hù)下邊攪拌邊加入20％的氯化鈉溶液7kg，加完氯化鈉溶液后，再攪拌半小時(shí)，保證攪拌均勻，在氮?dú)鈿夥障掠猛笟庑詮?fù)合材料薄膜分裝，每6g為一袋，制成小袋裝吸氧劑。
拿取上述小袋裝吸氧劑一袋，用專門測量吸氧量的裝置測定其總吸氧量，72小時(shí)后，總吸氧量在600ml以上。
拿取上述吸氧劑一袋，置于3升的密閉容器中，24小時(shí)后用測氧儀測得容器內(nèi)的氧氣濃度降至0.1％以下。
實(shí)施例6將30kg鐵粉、1.5kg淀粉糊精和8kg活性碳攪拌均勻后在氮?dú)獗Ｗo(hù)下邊攪拌邊加入20％的氯化鈉溶液9kg，加完氯化鈉溶液后，再攪拌半小時(shí)，保證攪拌均勻，在氮?dú)鈿夥障掠猛笟庑詮?fù)合材料薄膜分裝，每2g為一袋，制成小袋裝吸氧劑。
拿取上述小袋裝吸氧劑一袋，用專門測量吸氧量的裝置測定其總吸氧量，72小時(shí)后，總吸氧量在180ml以上。
拿取上述吸氧劑一袋，置于0.5升的密閉容器中，24小時(shí)后用測氧儀測得容器內(nèi)的氧氣濃度降至0.1％以下。
實(shí)施例7將50kg鐵粉、2.5kg預(yù)糊化淀粉和12kg活性碳攪拌均勻后在氮?dú)獗Ｗo(hù)下邊攪拌邊加入20％的氯化鈉溶液15kg，加完氯化鈉溶液后，再攪拌半小時(shí)，保證攪拌均勻，在氮?dú)鈿夥障掠猛笟庑詮?fù)合材料薄膜分裝，每1kg為一袋，制成袋裝吸氧劑。
將上述袋裝吸氧劑一袋和一片氧氣指示劑，與一擔(dān)煙草一起抽真空后密封(外包裝袋為阻氧性較好的K尼龍/PE復(fù)合袋)，三天后氧氣指示劑變紅，煙草的封存即告完成。
權(quán)利要求
1.一種化學(xué)吸氧劑，其組分及含量(重量)為20目以上的鐵粉 25～80％改性淀粉 0.5～10％活性碳 5～50％無毒的堿金屬或堿土金屬鹵化物 1～8％水 3～28％
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)吸氧劑，其組分及含量(重量)為50目以上的鐵粉 45～70％改性淀粉1～5％活性碳 10～25％無毒的堿金屬或堿土金屬鹵化物 2.5～5％水 5～25％
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)吸氧劑，其組分及含量(重量)為80目以上的鐵粉 45～60％改性淀粉2～4％活性碳 15～20％無毒的堿金屬或堿土金屬鹵化物 3～4％水 8～20％
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)吸氧劑，其特征在于所述的鐵粉為一般工業(yè)用的還原鐵粉、電解鐵粉、霧化鐵粉或有一定雜質(zhì)的鑄鐵粉。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)吸氧劑，其特征在于所述的活性碳為黑色粉末狀活性碳。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)吸氧劑，其特征在于所述的無毒的堿金屬或堿土金屬鹵化物為市售精制氯化鈉。
7.權(quán)利要求1所述的化學(xué)吸氧劑的制備方法，該方法包括以下步驟(1)將鐵粉、改性淀粉和活性碳按比例混合均勻；(2)將無毒的堿金屬或堿土金屬鹵化物溶于水，制成水溶液；(3)將步驟(2)制得的水溶液加入步驟(1)的混合物中，攪拌均勻，即制得本化學(xué)吸氧劑。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種化學(xué)吸氧劑及其制備方法,本發(fā)明化學(xué)吸氧劑由鐵粉、變性淀粉、活性炭、無毒的堿金屬或堿土金屬鹵化物和水等組分按一定比例制成。在密閉條件下,能有效地抑制細(xì)菌、霉菌等微生物的生長,起到防霉變、防蟲蛀、防氧化變質(zhì)的作用,可用于封存糧食、加工食品、干果類、干菜類、海產(chǎn)品類、調(diào)味品類、炒貨、茶葉、煙葉、以及光學(xué)儀器、電子元件、藥材、紡織品、毛皮制品、精密機(jī)械、膠卷、書畫、文物、檔案等物品。
文檔編號B01J20/20GK1332034SQ0111485
公開日2002年1月23日 申請日期2001年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月26日
發(fā)明者王三永, 李春榮, 李曉光, 劉慶峰, 李韶雄 申請人:廣州番禺凱德食品科技有限責(zé)任公司