本發(fā)明公開了一種可降解生物質(zhì)蓄冷劑的制備方法，屬于蓄冷技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著人們對(duì)食品原汁原味的要求越來越高，大量新鮮食品和土特產(chǎn)品異地間長途運(yùn)輸，以及小批量、多品種、多頻度、短時(shí)間的商品配送要求日益增加，因而，近年來，冷藏鏈中的冷藏運(yùn)輸技術(shù)得到了快速發(fā)展。

冷藏運(yùn)輸主要分為機(jī)械冷藏運(yùn)輸和保冷運(yùn)輸兩大類。如果能實(shí)現(xiàn)長距離運(yùn)輸，則后者的成本將大大低于前者，但其核心技術(shù)是提供保冷時(shí)間長的蓄冷劑。蓄冷劑有很多種類，如：水、無機(jī)鹽溶液、有機(jī)物、高分子材料和復(fù)合物。

蓄冷劑是一種由有機(jī)或無機(jī)化合物組成的半透明的、粘稠膠狀混合物，可在低溫下吸收并儲(chǔ)存大量冷量，而在溫度較高時(shí)又能放出大量冷量，較長時(shí)間保持自身及周圍小范圍內(nèi)的低溫環(huán)境。

目前應(yīng)用比較廣泛的是高分子材料蓄冷劑，主要包括兩類：一類是以聚乙烯醇這類高分子材料為原料，與水助劑制成的凝膠；一類是以高吸水樹脂做原料，與水制成膠體。無論是哪一類蓄冷劑，都存在蓄冷時(shí)間短、吸水速度慢、吸水量小、成本高的問題，有些還含有有害物質(zhì)以及存在相變溫度范圍窄的缺陷。隨著社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)環(huán)境保護(hù)，節(jié)約能源的要求越來越高，如何提供一種溫度可調(diào)、多功能、環(huán)保、高效率的蓄冷劑的需求也越來越多。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題：針對(duì)目前現(xiàn)有蓄冷劑多由不可降解的高分子材料制得，存在吸水速度慢、吸水量小、成本高以及相變溫度范圍窄的缺陷，提供了一種可降解生物質(zhì)蓄冷劑的制備方法。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

（1）取2～3kg草魚皮依次用氫氧化鈉溶液和檸檬酸溶液浸泡后水洗、剁碎和摔打，得到草魚皮膠團(tuán)，將草魚皮膠團(tuán)和15～20l水混合，文火熬煮后過濾去除濾渣，得到魚皮膠質(zhì)液并冷凍，得魚皮膠原凝膠，備用；

（2）取椰子，破殼收集1～2l椰子汁，將椰子汁放入發(fā)酵罐，常溫發(fā)酵，得發(fā)酵椰子汁，將發(fā)酵椰子汁裝入空心瓜皮中，再向發(fā)酵椰子汁中加入木醋桿菌菌粉并用醋酸調(diào)節(jié)發(fā)酵椰子汁ph至6.0～6.3，用保鮮膜將空心瓜皮密封，在30～40℃下發(fā)酵5～7天，發(fā)酵結(jié)束后用鑷子鑷取發(fā)酵液表面的軟膜，用去離子水沖洗軟膜3～5次，得細(xì)菌纖維素膜；

（3）將上述細(xì)菌纖維素膜和水混合、均質(zhì)處理得細(xì)菌纖維素懸浮液，向細(xì)菌纖維素懸浮液中加入透明質(zhì)酸、聚乙二醇后用鹽酸調(diào)節(jié)ph至2.3～2.5，攪拌、過濾去除濾液，得酸性凝膠，再將酸性凝膠水洗至中性、干燥得復(fù)合凝膠；

（4）按重量份數(shù)計(jì)，稱取40～50份步驟（1）備用的魚皮膠原凝膠、40～50份上述復(fù)合凝膠和10～15份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%氯化鉀溶液混合后粉碎20～25min，再將粉碎后的物料和200目的鐘乳石粉末按質(zhì)量比為100:1混合后裝袋密封，即得可降解高吸水性生物質(zhì)蓄冷劑。

本發(fā)明的有益效果是：

（1）本發(fā)明以魚皮膠原為蓄冷基體，將具有高吸水性的細(xì)菌纖維素膜和透明質(zhì)酸復(fù)配制得復(fù)合凝膠，利用復(fù)合凝膠的高吸水性來提高蓄冷劑的吸水速度和吸水量，本發(fā)明蓄冷劑吸水量大，吸水速度較快，吸水量是傳統(tǒng)蓄冷劑的1.5～2.8倍，吸水速度較傳統(tǒng)蓄冷劑提高了40～65%；

（2）本發(fā)明通過改變氯化鉀用量調(diào)節(jié)蓄冷劑的相變溫度，而添加鐘乳石粉末作為成核劑，則可降低蓄冷劑的過冷，所用材料純天然，且容易生物降解，所制備的蓄冷劑無毒、無味、無污染，本發(fā)明制得的可降解高吸水性生物質(zhì)蓄冷劑蓄冷時(shí)間較長，可使泡沫箱內(nèi)溫度在24～48h內(nèi)維持在15℃以下，相變溫度為-30～-15℃，相變潛熱為360～390kj/kg，相變溫度范圍廣，相變潛熱大，適用范圍廣，且本發(fā)明蓄冷劑具有較好的生物降解性能，廢棄后8～12個(gè)月，可自行降解。

具體實(shí)施方式

準(zhǔn)備草魚皮、濃度為0.1mol/l氫氧化鈉溶液、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%檸檬酸溶液、水、新鮮椰子、西瓜、木醋桿菌菌粉、濃度為0.5mol/l醋酸、去離子水、透明質(zhì)酸、聚乙二醇、濃度為0.5mol/l鹽酸、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%氯化鉀溶液和200目的鐘乳石粉末，完成備料。

首先收集2～3kg草魚皮，依次用濃度為0.1mol/l氫氧化鈉溶液和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%檸檬酸溶液浸泡3～5h，將浸泡后的草魚皮取出并用水沖洗15～20min后剁碎，將剁碎后的草魚皮人工摔打200～300次得到草魚皮膠團(tuán)，再將草魚皮膠團(tuán)放入鍋中，向鍋中加入15～20l水，文火熬煮3～5h，過濾去除濾渣，得到魚皮膠質(zhì)液，放入冰箱在2～4℃下冷凍處理10～12h，得到魚皮膠原凝膠，隨后取新鮮椰子，破殼收集1～2l椰子汁，將椰子汁裝入陶瓷發(fā)酵罐中，敞開罐口，在常溫下自然發(fā)酵8～12天，得到發(fā)酵椰子汁，取西瓜一個(gè)，以瓜蒂為圓心挖開一個(gè)半徑為5cm的圓孔，將內(nèi)部瓜瓤掏空，得到空心瓜皮，再將500～600ml發(fā)酵椰子汁轉(zhuǎn)入空心瓜皮中，再加入發(fā)酵椰子汁總質(zhì)量1～3%的木醋桿菌菌粉，用玻璃棒攪拌均勻后滴加濃度為0.5mol/l醋酸調(diào)節(jié)ph至6.0～6.3，用保鮮膜將空心瓜皮密封，放置在溫度為30～40℃的恒溫箱中發(fā)酵5～7天，撕開保鮮膜，并用鑷子鑷取發(fā)酵液表面的軟膜，用去離子水沖洗3～5次，即得細(xì)菌纖維素膜，隨后將得到的細(xì)菌纖維素膜和去離子水按質(zhì)量比為1:100混合后用高壓均質(zhì)機(jī)以60～70mpa的壓力均質(zhì)處理15～20min，得到細(xì)菌纖維素懸浮液，取細(xì)菌纖維素膜質(zhì)量10～20倍的透明質(zhì)酸和細(xì)菌纖維素膜質(zhì)量10%的聚乙二醇加入到細(xì)菌纖維素懸浮液中，用濃度為0.5mol/l鹽酸調(diào)節(jié)ph至2.3～2.5，用磁力攪拌機(jī)以300～400r/min轉(zhuǎn)速攪拌20～30min后過濾去除濾液，得到吸水性強(qiáng)、吸水量大的酸性凝膠，最后用去離子水沖洗凝膠至中性，真空干燥后即得復(fù)合凝膠，再按重量份數(shù)計(jì)，稱取40～50份魚皮膠原凝膠、40～50份復(fù)合凝膠和10～15份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%氯化鉀溶液混合后倒入組織粉碎機(jī)中粉碎20～25min，最后將粉碎后的物料和200目的鐘乳石粉末按質(zhì)量比為100:1混合后裝袋密封，以魚皮膠原為蓄冷基體，將具有高吸水性的細(xì)菌纖維素膜和透明質(zhì)酸復(fù)配制得復(fù)合凝膠，利用復(fù)合凝膠的高吸水性來提高蓄冷劑的吸水速度和吸水量，再通過改變氯化鉀用量調(diào)節(jié)蓄冷劑的相變溫度，以鐘乳石粉末作為成核劑，降低蓄冷劑的過冷，即得可降解生物質(zhì)蓄冷劑。

本發(fā)明蓄冷劑吸水量大，吸水速度較快，吸水量是傳統(tǒng)蓄冷劑的1.5～2.8倍，吸水速度較傳統(tǒng)蓄冷劑提高了40～65%，蓄冷時(shí)間較長，可使泡沫箱內(nèi)溫度在24～48h內(nèi)維持在15℃以下，相變溫度范圍為-30～-15℃，相變潛熱為360～390kj/kg，具有較好的生物降解性能，廢棄后8～12個(gè)月，可自行降解。

實(shí)例1

首先收集2kg草魚皮，依次用濃度為0.1mol/l氫氧化鈉溶液和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%檸檬酸溶液浸泡3h，將浸泡后的草魚皮取出并用水沖洗15min后剁碎，將剁碎后的草魚皮人工摔打200次得到草魚皮膠團(tuán)，再將草魚皮膠團(tuán)放入鍋中，向鍋中加入15l水，文火熬煮3h，過濾去除濾渣，得到魚皮膠質(zhì)液，放入冰箱在2℃下冷凍處理10h，得到魚皮膠原凝膠，隨后取新鮮椰子，破殼收集1l椰子汁，將椰子汁裝入陶瓷發(fā)酵罐中，敞開罐口，在常溫下自然發(fā)酵8天，得到發(fā)酵椰子汁，取西瓜一個(gè)，以瓜蒂為圓心挖開一個(gè)半徑為5cm的圓孔，將內(nèi)部瓜瓤掏空，得到空心瓜皮，再將500ml發(fā)酵椰子汁轉(zhuǎn)入空心瓜皮中，再加入發(fā)酵椰子汁總質(zhì)量1%的木醋桿菌菌粉，用玻璃棒攪拌均勻后滴加濃度為0.5mol/l醋酸調(diào)節(jié)ph至6.0，用保鮮膜將空心瓜皮密封，放置在溫度為30℃的恒溫箱中發(fā)酵5天，撕開保鮮膜，并用鑷子鑷取發(fā)酵液表面的軟膜，用去離子水沖洗3次，即得細(xì)菌纖維素膜，隨后將得到的細(xì)菌纖維素膜和去離子水按質(zhì)量比為1:100混合后用高壓均質(zhì)機(jī)以60mpa的壓力均質(zhì)處理15min，得到細(xì)菌纖維素懸浮液，取細(xì)菌纖維素膜質(zhì)量10倍的透明質(zhì)酸和細(xì)菌纖維素膜質(zhì)量10%的聚乙二醇加入到細(xì)菌纖維素懸浮液中，用濃度為0.5mol/l鹽酸調(diào)節(jié)ph至2.3，用磁力攪拌機(jī)以300r/min轉(zhuǎn)速攪拌20min后過濾去除濾液，得到吸水性強(qiáng)、吸水量大的酸性凝膠，最后用去離子水沖洗凝膠至中性，真空干燥后即得復(fù)合凝膠，再按重量份數(shù)計(jì)，稱取40份魚皮膠原凝膠、40份復(fù)合凝膠和10份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%氯化鉀溶液混合后倒入組織粉碎機(jī)中粉碎20min，最后將粉碎后的物料和200目的鐘乳石粉末按質(zhì)量比為100:1混合后裝袋密封，即得可降解生物質(zhì)蓄冷劑。

本發(fā)明蓄冷劑吸水量大，吸水速度較快，吸水量是傳統(tǒng)蓄冷劑的1.5倍，吸水速度較傳統(tǒng)蓄冷劑提高了40%，蓄冷時(shí)間較長，可使泡沫箱內(nèi)溫度在24h內(nèi)維持在15℃以下，相變溫度范圍為-30～-15℃，相變潛熱為360kj/kg，具有較好的生物降解性能，廢棄后8個(gè)月，可自行降解。

實(shí)例2

首先收集2kg草魚皮，依次用濃度為0.1mol/l氫氧化鈉溶液和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%檸檬酸溶液浸泡4h，將浸泡后的草魚皮取出并用水沖洗18min后剁碎，將剁碎后的草魚皮人工摔打250次得到草魚皮膠團(tuán)，再將草魚皮膠團(tuán)放入鍋中，向鍋中加入18l水，文火熬煮4h，過濾去除濾渣，得到魚皮膠質(zhì)液，放入冰箱在3℃下冷凍處理11h，得到魚皮膠原凝膠，隨后取新鮮椰子，破殼收集1l椰子汁，將椰子汁裝入陶瓷發(fā)酵罐中，敞開罐口，在常溫下自然發(fā)酵10天，得到發(fā)酵椰子汁，取西瓜一個(gè)，以瓜蒂為圓心挖開一個(gè)半徑為5cm的圓孔，將內(nèi)部瓜瓤掏空，得到空心瓜皮，再將550ml發(fā)酵椰子汁轉(zhuǎn)入空心瓜皮中，再加入發(fā)酵椰子汁總質(zhì)量2%的木醋桿菌菌粉，用玻璃棒攪拌均勻后滴加濃度為0.5mol/l醋酸調(diào)節(jié)ph至6.2，用保鮮膜將空心瓜皮密封，放置在溫度為35℃的恒溫箱中發(fā)酵6天，撕開保鮮膜，并用鑷子鑷取發(fā)酵液表面的軟膜，用去離子水沖洗4次，即得細(xì)菌纖維素膜，隨后將得到的細(xì)菌纖維素膜和去離子水按質(zhì)量比為1:100混合后用高壓均質(zhì)機(jī)以65mpa的壓力均質(zhì)處理18min，得到細(xì)菌纖維素懸浮液，取細(xì)菌纖維素膜質(zhì)量15倍的透明質(zhì)酸和細(xì)菌纖維素膜質(zhì)量10%的聚乙二醇加入到細(xì)菌纖維素懸浮液中，用濃度為0.5mol/l鹽酸調(diào)節(jié)ph至2.4，用磁力攪拌機(jī)以350r/min轉(zhuǎn)速攪拌25min后過濾去除濾液，得到吸水性強(qiáng)、吸水量大的酸性凝膠，最后用去離子水沖洗凝膠至中性，真空干燥后即得復(fù)合凝膠，再按重量份數(shù)計(jì)，稱取45份魚皮膠原凝膠、45份復(fù)合凝膠和13份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%氯化鉀溶液混合后倒入組織粉碎機(jī)中粉碎23min，最后將粉碎后的物料和200目的鐘乳石粉末按質(zhì)量比為100:1混合后裝袋密封，即得可降解生物質(zhì)蓄冷劑。

本發(fā)明蓄冷劑吸水量大，吸水速度較快，吸水量是傳統(tǒng)蓄冷劑的2.3倍，吸水速度較傳統(tǒng)蓄冷劑提高了50%，蓄冷時(shí)間較長，可使泡沫箱內(nèi)溫度在30h內(nèi)維持在15℃以下，相變溫度范圍為-30～-15℃，相變潛熱為380kj/kg，具有較好的生物降解性能，廢棄后10個(gè)月，可自行降解。

實(shí)例3

首先收集3kg草魚皮，依次用濃度為0.1mol/l氫氧化鈉溶液和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%檸檬酸溶液浸泡5h，將浸泡后的草魚皮取出并用水沖洗20min后剁碎，將剁碎后的草魚皮人工摔打300次得到草魚皮膠團(tuán)，再將草魚皮膠團(tuán)放入鍋中，向鍋中加入20l水，文火熬煮5h，過濾去除濾渣，得到魚皮膠質(zhì)液，放入冰箱在4℃下冷凍處理12h，得到魚皮膠原凝膠，隨后取新鮮椰子，破殼收集2l椰子汁，將椰子汁裝入陶瓷發(fā)酵罐中，敞開罐口，在常溫下自然發(fā)酵12天，得到發(fā)酵椰子汁，取西瓜一個(gè)，以瓜蒂為圓心挖開一個(gè)半徑為5cm的圓孔，將內(nèi)部瓜瓤掏空，得到空心瓜皮，再將600ml發(fā)酵椰子汁轉(zhuǎn)入空心瓜皮中，再加入發(fā)酵椰子汁總質(zhì)量3%的木醋桿菌菌粉，用玻璃棒攪拌均勻后滴加濃度為0.5mol/l醋酸調(diào)節(jié)ph至6.3，用保鮮膜將空心瓜皮密封，放置在溫度為40℃的恒溫箱中發(fā)酵7天，撕開保鮮膜，并用鑷子鑷取發(fā)酵液表面的軟膜，用去離子水沖洗5次，即得細(xì)菌纖維素膜，隨后將得到的細(xì)菌纖維素膜和去離子水按質(zhì)量比為1:100混合后用高壓均質(zhì)機(jī)以70mpa的壓力均質(zhì)處理20min，得到細(xì)菌纖維素懸浮液，取細(xì)菌纖維素膜質(zhì)量20倍的透明質(zhì)酸和細(xì)菌纖維素膜質(zhì)量10%的聚乙二醇加入到細(xì)菌纖維素懸浮液中，用濃度為0.5mol/l鹽酸調(diào)節(jié)ph至2.5，用磁力攪拌機(jī)以400r/min轉(zhuǎn)速攪拌30min后過濾去除濾液，得到吸水性強(qiáng)、吸水量大的酸性凝膠，最后用去離子水沖洗凝膠至中性，真空干燥后即得復(fù)合凝膠，再按重量份數(shù)計(jì)，稱取50份魚皮膠原凝膠、50份復(fù)合凝膠和15份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%氯化鉀溶液混合后倒入組織粉碎機(jī)中粉碎25min，最后將粉碎后的物料和200目的鐘乳石粉末按質(zhì)量比為100:1混合后裝袋密封，即得可降解生物質(zhì)蓄冷劑。

本發(fā)明蓄冷劑吸水量大，吸水速度較快，吸水量是傳統(tǒng)蓄冷劑的2.8倍，吸水速度較傳統(tǒng)蓄冷劑提高了65%，蓄冷時(shí)間較長，可使泡沫箱內(nèi)溫度在48h內(nèi)維持在15℃以下，相變溫度范圍為-30～-15℃，相變潛熱為390kj/kg，具有較好的生物降解性能，廢棄后12個(gè)月，可自行降解。