專利名稱：納米雙吸除氧保鮮劑的制作方法
一種用于封存煙葉、糧食、茶葉等的化學(xué)除氧劑及其制造方法和該除氧劑的應(yīng)用。
除氧劑日文叫“脫酸素劑”或“酸素吸收劑”，英文叫Deoxidant或FOR(Free-oxygen Remover)、FOA(Free-oxygen Absorbcr)，應(yīng)用一些可以進(jìn)行氧化反應(yīng)，以吸收密閉空間空氣中的氧來(lái)達(dá)到除氧目的的化學(xué)物質(zhì)。分為有機(jī)和無(wú)機(jī)兩大類，無(wú)機(jī)類中以鐵粉為原料的除氧劑應(yīng)用最廣泛。其原理是利用鐵能生銹而大量除氧。將鐵粉經(jīng)過(guò)特殊處理而得到活性配制成除氧劑，包裝在特制的小包裝內(nèi)即成。
一般以鐵粉為原料的除氧劑，根據(jù)制造方法的不同，分混合法和涂覆法兩種?；旌戏ǔ鮿┩ǔＪ且越?jīng)活化處理的鐵粉為吸氧體再加填料即吸氧控制成分，混合而成。涂覆法是使鐵粉和金屬氯化物水溶液充分混合，使金屬氯化物涂覆于表面，經(jīng)干燥而成。目前采用的填料為多孔性微粉。如活性炭、稻殼灰、沸石、硅膠、氧化鋁、二氧化硅、高嶺土、黃土、硅藻土、膨潤(rùn)土、白土等，按粗細(xì)粒度的體積配比混配使用。本發(fā)明的除氧劑采用高純度活性炭和糠殼作填料，工藝簡(jiǎn)單，成本低廉。
目前，保存煙葉的方法有恒溫法、氣調(diào)法、化學(xué)藥劑熏蒸法。恒溫法和氣調(diào)法儲(chǔ)存煙葉能抑制煙葉霉變和達(dá)到煙葉醇化的效果，卻無(wú)法杜絕煙葉走油、板結(jié)等現(xiàn)象，且需要有良好的庫(kù)房設(shè)施及恒溫設(shè)備等。用化學(xué)藥劑熏蒸法儲(chǔ)存煙葉對(duì)殺滅倉(cāng)蟲和霉菌有作用，但容易使倉(cāng)蟲和霉菌產(chǎn)生抗藥性，而且對(duì)人體健康會(huì)產(chǎn)生影響，對(duì)周圍環(huán)境也不利。
根據(jù)倉(cāng)蟲、霉菌的生態(tài)特點(diǎn)及煙葉醇化與其相關(guān)的環(huán)境條件關(guān)系(溫、濕度)及化學(xué)除氧劑迅速的功能，在密閉煙垛中制造一個(gè)不利于倉(cāng)蟲和霉菌生長(zhǎng)和有利于煙葉醇化的無(wú)氧環(huán)境，為保證煙葉在有效期限內(nèi)無(wú)走油、無(wú)板結(jié)、無(wú)沖燒、無(wú)蟲等損失，其內(nèi)在品質(zhì)不會(huì)發(fā)生劣變，達(dá)到最佳醇化效果，以其安全有效、經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)便的綜合防治目的，研制了本除氧劑。
本發(fā)明的內(nèi)容是一種除氧劑，以及制造該除氧劑的方法和本除氧劑的應(yīng)用。
本除氧劑由納米鐵粉、高純度活性炭、糠殼、堿性氧化物、氯化鈉和水組成。
本除氧劑的成分范圍是納米鐵粉25％～70％(重量)高純度活性炭(不含水干基)1％～10％(重量)糠殼20％～50％(重量)氯化鈉0.6％～8％(重量)氧化鈣1.2％～18％(重量)水5％～28％(重量)各組分的總和為100％(重量)最優(yōu)的成分是納米鐵粉45％(重量)高純度活性炭(不含水干基)5％(重量)糠殼25％(重量)氯化鈉4％(重量)氧化鈣5％(重量)
水16％(重量)本除氧劑的制造方法是1、高純度活性炭經(jīng)水處理至含水量≤20％；2、將上述活性炭和糠殼、氯化鈉、水混合均勻制得一種混合物；3、將氧化鈣加到混合物中繼續(xù)攪拌；4、再將納米鐵粉加到混合物中攪拌均勻即制成本除氧劑；5、將除氧劑分裝在無(wú)紡布制成的口袋內(nèi)，即可使用。
本除氧劑可用于密封儲(chǔ)存煙葉、糧食、茶葉等物品。
密封儲(chǔ)存煙葉是在煙葉倉(cāng)庫(kù)內(nèi)，鋪上高隔絕性能的塑料薄膜如PA/PE五層共擠薄膜做底層，以舊麻片或舊蓬布作苫墊材料，按密封煙垛的體積大小高標(biāo)準(zhǔn)制作好密封膜罩，堆放好煙垛，然后按標(biāo)準(zhǔn)投放好按本發(fā)明生產(chǎn)出的除氧劑，除氧劑投放位置必須選擇在煙垛的頂層(投放速度快，轉(zhuǎn)包時(shí)間短，除氧效果好；除氧劑鋪放面積大，除氧劑與氧氣接觸面積也就大，反應(yīng)速度快，降氧速度也就迅速)。除氧劑不能直接放在煙包上，必須首先在煙包上堆放2-3層阻濕性能好的墊材。其原因是除氧劑在與氧氣的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中要釋放部分熱量，使得使密閉體內(nèi)外出現(xiàn)較大溫差，造成垛頂短時(shí)間的結(jié)露，使垛頂煙葉受潮。在密封垛內(nèi)(最便于觀察的位置)懸掛氧指示劑，在未完全封好接口前，留一小孔，用抽風(fēng)機(jī)適當(dāng)抽出垛內(nèi)的空氣(至復(fù)合膜緊貼在煙垛上為止)。一是便于檢查密封膜罩的氣密性；二是減少垛內(nèi)部分氧氣，加快降氧速度。最后，高標(biāo)準(zhǔn)密封好膜罩的接口。在確認(rèn)無(wú)滲漏之外，一周之內(nèi)氧指示劑變?yōu)榧t色，則煙葉封存完成。
本配方在封存煙葉時(shí)，解決了煙葉儲(chǔ)存過(guò)程中的幾大難題——蟲蛀、霉變、炭化、走油、板結(jié)、沖燒和破碎等。具有成本低廉、節(jié)省費(fèi)用、煙葉質(zhì)量得到保證、醇化效果好、安全性能好、操作簡(jiǎn)便，密封設(shè)備及材料的投入不高、降氧迅速的優(yōu)點(diǎn)。本納米雙吸除氧劑如以牛皮紙作為包裝，在拆封時(shí)存在易撕破的缺點(diǎn)，會(huì)污染環(huán)境，以耐酸堿的無(wú)紡布為包裝則可克服此缺點(diǎn)。
本除氧劑在封存煙葉、糧食和茶葉方面試驗(yàn)效果顯著。
在煙葉封存方面缺氧封存過(guò)程中，煙葉內(nèi)在質(zhì)量的變化是否能達(dá)到常規(guī)儲(chǔ)存自然醇化的效果，是工藝配方部門極為關(guān)注的問(wèn)題，也是本配方解決的重點(diǎn)。試驗(yàn)對(duì)構(gòu)成煙葉內(nèi)在品質(zhì)關(guān)系的主要化學(xué)成分和單料煙的評(píng)吸質(zhì)量均采用了隨機(jī)抽樣和半葉法(對(duì)照樣和密封樣為同一片煙葉對(duì)半開(kāi)，一半密封除氧儲(chǔ)存，一半常規(guī)儲(chǔ)存)分別進(jìn)行了分析鑒定，力求科學(xué)、準(zhǔn)確地反映其內(nèi)在質(zhì)量的變化情況。在醇化過(guò)程中煙葉總氮含量呈現(xiàn)出小幅下降趨勢(shì)(5％～10％)；煙堿含量發(fā)生了顯著的變化，下降幅度為15％～30％；這些化學(xué)成分的變化有利于降低煙氣的粗糙感、刺激性、雜氣和過(guò)大的勁頭，使煙氣向細(xì)膩、柔和、諧調(diào)、醇和舒適的方向轉(zhuǎn)化。各種高級(jí)脂肪酸含量均呈大幅度減少趨勢(shì)，高級(jí)脂肪酸含量尤其是不飽和脂肪酸含量的降低有利于煙氣粗糙感和刺激性的下降以及小分子香味成分的形成，使得香味成分含量發(fā)生了明顯變化，許多中性香味成分含量呈增加趨勢(shì)。中性香味成分含量的增加有利于煙氣香氣質(zhì)和香氣量的提高，同時(shí)堿性香味成分含量也發(fā)生了顯著提高，這就有利于煙氣香味濃度及豐滿度的增加和風(fēng)格特征的增強(qiáng)。拆封后組織評(píng)吸鑒定這充分說(shuō)明應(yīng)用納米雙吸除氧劑密封儲(chǔ)存的煙葉不僅保障了煙葉儲(chǔ)存的質(zhì)量，而且有效地促進(jìn)了煙葉的醇化，其醇化效果優(yōu)于常規(guī)儲(chǔ)存的煙葉。對(duì)缺氧封存半年和十五個(gè)月的煙葉拆封后，進(jìn)行各項(xiàng)性能指標(biāo)測(cè)定如下1、主要化學(xué)成分分析結(jié)果，見(jiàn)表一、表二。
表一 缺氧封存半年的煙葉主要化學(xué)成分分析結(jié)果(隨機(jī)抽樣)
表二 缺氧封存半年的煙葉主要化學(xué)成分分析結(jié)果(半葉法)
2、煙葉自身水分變化情況及其影響，見(jiàn)表三。
表三 缺氧封存半年的煙葉水分變化情況及其影響(隨機(jī)抽樣)
3、外觀質(zhì)量對(duì)比，見(jiàn)表四。
表四 缺氧封存半年煙葉外觀質(zhì)量對(duì)比(隨機(jī)抽樣)
4、單料煙的評(píng)吸結(jié)果，見(jiàn)表五、表六。
表五 缺氧封存半年單料煙評(píng)吸結(jié)果(隨機(jī)抽樣)
說(shuō)明1、香 型濃、清、中2、香氣型佳(10)、較佳(8)、尚佳(6)、差(4)3、香氣量足(30)、較足(25)、尚足(20)、較少(15)、少(10)4、雜 氣微有(10)、有(9)、少(8)、較重(7)、重(6)5、濃 度濃(10)、較濃(8)、尚濃(6)、淡(4)6、刺激性微有(5)、較小(4)、稍大(3)、大(2)7、勁 頭較大(10)、尚大(8)、較小(6)、小(4)8、余 味舒適(15)、較舒適(13)、尚舒適(11)、滯舌(9)9、燃燒性強(qiáng)(6)、尚強(qiáng)(5)、弱(3)、熄火(0)10、灰 色白(4)、花灰(3)、灰(2)、黑(1)11、質(zhì)量序優(yōu)(91-100)、良(81-90)、中(71-80)、差(70以下)注編號(hào)1、3、5、7、9、為未封存的對(duì)比樣編號(hào)2、4、6、8、10為封存樣品。
表六 缺氧封存十五個(gè)月單料煙評(píng)吸結(jié)果(半葉法)
說(shuō)明1、香 型濃、清、中2、香氣質(zhì)佳(10)、較佳(8)、尚佳(6)、差(4)、3、香氣量足(30)、較足(25)、尚足(20)、較少(15)、少(10)4、雜 氣微有(10)、有(9)、少(8)、較重(7)、重(6)5、濃 度濃(10)、較濃(8)、尚濃(6)、淡(4)6、刺激性微有(5)、較小(4)、稍大(3)、大(2)7、勁 頭較大(10)、尚大(8)、較小(6)、小(4)8、余 味舒適(15)、較舒適(13)、尚舒適(11)、滯舌(9)9、燃燒性強(qiáng)(6)、尚強(qiáng)(5)、弱(3)、熄火(0)10、灰 色白(4)、花灰(3)、灰(2)、黑(1)11、質(zhì)量序優(yōu)(91-100)、良(81-90)、中(71-80)、差(70以下)5、拆垛轉(zhuǎn)入常規(guī)儲(chǔ)存后煙葉外觀質(zhì)量變化情況，見(jiàn)表七。
表七 拆垛轉(zhuǎn)入常規(guī)儲(chǔ)存三個(gè)月后煙葉外觀質(zhì)量變化情況
拆封后的煙葉轉(zhuǎn)入常規(guī)儲(chǔ)存，從無(wú)氧環(huán)境中回到了有氧的環(huán)境，煙葉的外觀質(zhì)量是否會(huì)發(fā)生突變，尤其煙葉的顏色是否變深變褐，這是較為關(guān)注的問(wèn)題。因此，分別對(duì)不同封存期的煙葉進(jìn)行拆垛后轉(zhuǎn)入常規(guī)儲(chǔ)存的延伸試驗(yàn)，試驗(yàn)期為3～5個(gè)月。結(jié)果表明經(jīng)缺氧封存的煙葉，其附帶的霉菌、倉(cāng)蟲已全部死亡，自身水分略有降低，且均衡一致，抗蟲抗霉能力增強(qiáng)，未發(fā)現(xiàn)有異常變化現(xiàn)象。其外觀質(zhì)量保持著拆封時(shí)原有的基本色澤，雖然略有加深，但始終優(yōu)于常規(guī)對(duì)照垛煙葉的外觀質(zhì)量。
6、缺氧環(huán)境儲(chǔ)存煙葉的蟲蛀、霉變、炭化和走油板結(jié)的情況。
煙葉密封后，由于除氧劑大量吸氧，垛內(nèi)氧氣濃度相應(yīng)下降。當(dāng)外界氣溫在30℃以上時(shí)，煙垛封好的第24小時(shí)垛內(nèi)的氧氣濃度便降至5％左右，靠氧生存的昆蟲紛紛從垛內(nèi)煙包爬到膜罩四周，至第三天后垛內(nèi)的昆蟲生命活動(dòng)受到抑制，甚至窒息全部死亡。霉菌等好氧性微生物也因缺氧而無(wú)法生存。對(duì)封存期為三個(gè)月、半年和一年以上的煙葉分別拆垛檢查，煙垛內(nèi)倉(cāng)蟲已全部干枯，無(wú)成蟲、幼蟲和卵的存在。堆碼12個(gè)煙包高的密封垛，底層煙葉雖然壓得緊實(shí)，但甩把時(shí)煙葉松散，無(wú)走油、粘結(jié)、結(jié)板和霉變的現(xiàn)象。這說(shuō)明運(yùn)用除氧劑密封缺氧儲(chǔ)存煙葉對(duì)防止儲(chǔ)存過(guò)程中煙葉的蟲蛀、霉變和走油板結(jié)有十分理想的效果。
7、醇化條件佳。
煙葉自燃醇化(發(fā)酵)，一般認(rèn)為是煙葉在本身酶參與下的生化反應(yīng)過(guò)程，是經(jīng)過(guò)調(diào)制加工后的煙葉保留下來(lái)的活性酶作用的結(jié)果，影響煙葉酶活性的主要因素是溫度和水分。煙草酶在有氧和無(wú)氧的狀況下均能進(jìn)行，只是葡萄糖被分解后的中間產(chǎn)物不同，納米雙吸除氧劑既除氧又除二氧化碳，能保證煙葉在缺氧狀況下醇化的正常進(jìn)行。醇化過(guò)程是一個(gè)放熱過(guò)程，溫度過(guò)高或過(guò)低對(duì)煙葉的醇化過(guò)程都不利，而密封除氧儲(chǔ)存可以將煙垛的中心溫度控制在21℃～29℃之間，煙葉的水分值控制在11％～13％之間(國(guó)內(nèi)外專家認(rèn)為，煙葉的最佳醇化條件是，溫度為20℃～30℃，水分值為11％～13％)。在此適宜的溫度和水分條件下，煙草酶的活性比較強(qiáng)，醇化速度比較均衡，醇化時(shí)間比較充分。而常規(guī)儲(chǔ)存煙葉不能有效地控制煙垛的中心溫度(受外界的溫度影響很大)和煙葉的水分值(隨環(huán)境濕度的變化而變化，普遍高于14％)。經(jīng)過(guò)封存一年至15個(gè)月的煙葉，其醇化質(zhì)量均能達(dá)到生產(chǎn)配方使用工藝的要求。
煙葉的醇化機(jī)理為煙葉有氧醇化
煙葉無(wú)氧醇化焦耳本除氧劑雙吸機(jī)理為吸氧反應(yīng)吸二氧化碳反應(yīng)
從煙葉無(wú)氧醇化的化學(xué)反應(yīng)式可以看出，CO2在醇化過(guò)程中為生成物，密封體中CO2濃度的增加，不利于化學(xué)平衡向右移動(dòng)，因此，本項(xiàng)目借助納米雙吸除氧劑，具有既除氧又除二氧化碳的雙重功能，以達(dá)到吸收CO2保證煙葉在缺氧狀況下醇化的正常進(jìn)行的目的。
本除氧劑包裝封存與其他幾種包裝封存技術(shù)相比較，優(yōu)點(diǎn)顯著，見(jiàn)表八。
表八 幾種包裝封存技術(shù)比較一覽表
在糧食封存方面在高溫條件下，用不同儲(chǔ)存方法封存150噸大米，經(jīng)過(guò)半年封存后即拆封進(jìn)行各項(xiàng)性能指標(biāo)測(cè)定如下1、糧食品質(zhì)變化情況，見(jiàn)表九?？梢?jiàn)和原始值比較，用本除氧劑封存的堆垛脂肪酸增長(zhǎng)的平均值(上、中、下米樣)為49.2KOH毫克/100克)，磷化氫低垛量為69.6KOH毫克/100克)，可見(jiàn)除氧劑有控制脂肪酸值急劇上升的作用。封存半年后的除氧劑大米粘度下降0.17厘沲。表九中的延伸樣是指大垛大米拆封后轉(zhuǎn)入常溫倉(cāng)儲(chǔ)第18天的米樣。
表九 糧食品質(zhì)變化情況
2、感官鑒定經(jīng)有關(guān)科研單位、衛(wèi)生部門及有經(jīng)驗(yàn)的糧食保管人員按照常規(guī)方法，采用5分制評(píng)分，進(jìn)行了大米感官鑒定和品嘗品評(píng)，其結(jié)果見(jiàn)表十，用本除氧劑封存的得分見(jiàn)表。
表十 感官鑒定和品嘗品評(píng)結(jié)果(五分制)
3、對(duì)倉(cāng)蟲和霉菌分析比較得出用除氧劑封存的大米含霉菌量最少，充氮垛次之，磷化氫低劑量垛最多；在密封48小時(shí)以后，密封垛含氧量降至0.2％以下，各種害蟲全部死亡。
4、對(duì)大米拆封后轉(zhuǎn)入常溫倉(cāng)儲(chǔ)兩個(gè)星期后的米樣進(jìn)行檢驗(yàn)脂肪酸值粘度等有關(guān)大米的品質(zhì)指標(biāo)與拆封時(shí)測(cè)得的結(jié)果比較，差異不大，脂肪酸值除氧垛增值味4.5(KOH毫克/100克)，充氮垛5.1(KOH毫克/100克)，粘度各垛均降低0.1厘沲。
本發(fā)明的非限定實(shí)施例例1除氧劑的制造實(shí)例1、將高純度活性炭2.5公斤和12.5公斤糠殼經(jīng)水處理至含水量≤20％；(重量)2、將上述活性炭和糠殼與2公斤氯化鈉、8公斤水混合均勻；3、將2.5公斤氧化鈣加到混合物中繼續(xù)攪拌；4、再將22.5公斤納米鐵粉加到混合物中攪拌均勻即制成本除氧劑；5、用無(wú)紡布制成的口袋分裝并封口，即制得本除氧劑。
例2 本除氧劑應(yīng)用于封存糧食，實(shí)驗(yàn)在常溫常壓下進(jìn)行1、在普通房式糧倉(cāng)內(nèi)，鋪上PA/PE五層共擠薄膜作底層；2、在底層將150噸包裝糧食緊密堆成體積為188立方米，(長(zhǎng)×寬×高＝11.2米×1.8米×3.5米)的大垛，然后安放本除氧劑100公斤在垛的四周，將4粒通用氧指示劑置于易觀察到的地方；3、立即將準(zhǔn)備好的PA/PE五層共擠薄膜膜罩套上，用手提式熱合機(jī)把底層和膜罩密封好，確認(rèn)無(wú)滲漏之處，一周內(nèi)氧指示劑變紅，封存即完成。
權(quán)利要求
1.一種由納米鐵粉、高純度活性炭、糠殼、堿性氧化物、氯化鈉和水組成的化學(xué)除氧劑。本發(fā)明的特征在于含有納米鐵粉、高純度活性炭和成份范圍為納米鐵粉25％～70％(重量)高純度活性炭(不含水干基)1％～10％(重量)糠殼20％～50％(重量)氯化鈉0.6％～8％(重量)堿性氧化物1.2％～18％(重量)水5％～28％(重量)各組分的總和為100％(重量)
2.根據(jù)權(quán)利1要求的除氧劑，其特征在于組分中的堿性氧化物是采用氧化鈣，各組分總和為100％(重量)
3.一種制造除氧劑的方法(1)將高純度活性炭和糠殼經(jīng)水處理至含水量≤20％；(2)將上述活性炭和糠殼與氯化鈉、水混合均勻制得一種混合物；(3)將氧化鈣加到混合物中繼續(xù)攪拌；(4)再將納米鐵粉加到混合物中攪拌均勻即制成本除氧劑；(5)將除氧劑分裝在無(wú)紡布制成的口袋內(nèi)，即可使用。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的除氧劑，本發(fā)明在于將這些除氧劑應(yīng)用于封存煙葉、糧食、茶葉等物品。
全文摘要
一種用于封存煙葉、糧食、茶葉等的化學(xué)除氧除二氧化碳制劑及其制造方法和該雙吸除氧劑的應(yīng)用。本雙吸除氧劑由納米鐵粉、高純度活性炭、糠殼、堿性氧化物、氯化鈉和水均勻混合，然后將所得除氧劑分裝成袋即可。本雙吸除氧劑封存煙葉等物品時(shí)只需用一種無(wú)毒的高隔絕性材料制成密封膜罩即可封存。
文檔編號(hào)A24B15/00GK1510105SQ0212808
公開(kāi)日2004年7月7日 申請(qǐng)日期2002年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月25日
發(fā)明者王萌, 王 萌 申請(qǐng)人:王萌, 王 萌