一種水膜吸氧劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種水膜吸氧劑，成品藥劑包括處理鐵粉和反應(yīng)基，所述的處理鐵粉和反應(yīng)基的重量份數(shù)比為0.05～9：1，且所述的處理鐵粉為鐵粉表面復(fù)有中、堿性電介質(zhì)水膜層。本發(fā)明同時公開了水膜吸氧劑的制備方法。本發(fā)明所述的水膜吸氧劑可有效解決傳統(tǒng)的除氧劑易于發(fā)生氫去極化腐蝕反應(yīng)以及傳統(tǒng)的除氧劑性質(zhì)單一、應(yīng)用范圍窄的問題，本發(fā)明所述的水膜吸氧劑不僅適用于吸氧和/吸氧與吸二氧化碳以及氣讕的封存場合，而且還可以用于需經(jīng)高溫消毒處理的封存場合、貯存溫度低于4℃的保鮮場合以及特干燥或特高濕封存場合。
【專利說明】一種水膜吸氧劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種水膜吸氧劑的配方及其制備方法，用于除氧保鮮封存，屬于食品保鮮與產(chǎn)品封存【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]目前我國市場上流通的吸氧劑或雙吸劑產(chǎn)品主要有:本 申請人:為技術(shù)總負責人組織研制成的國產(chǎn)首個除氧劑“801”及其衍生品和本 申請人:發(fā)明的《雙吸型保鮮封存劑》(簡稱504雙吸劑，專利號:ZL88105412.7)及其系列產(chǎn)品。以上所述的“801除氧劑”和“504雙吸劑”均以還原鐵粉、鑄鐵粉作為吸氧成份，以含水粒子、鹽類、活性炭和/或干基稻殼灰組成反應(yīng)基，二者混合在一起后形成成品藥劑。其中，“801”為了提高吸氧速度，鐵粉還用酸性物質(zhì)在真空條件下作活化處理，結(jié)果在無氧貯存中發(fā)生氫去極化腐蝕反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣，造成脹袋鼓氣，導(dǎo)至產(chǎn)品報廢，1984年“801”出口香港，就曾因此發(fā)生成批產(chǎn)品報廢事故。
[0003]為了解決“801”除氧劑存在的上述質(zhì)量問題， 申請人:于1988年申請了《雙吸型保鮮封存劑》的發(fā)明專利，讓鐵粉在中、堿性介質(zhì)中發(fā)生吸氧腐蝕反應(yīng)，解決了“801”除氧劑存在的問題，并促使除氧封存技術(shù)由酸性配方的單純吸氧的吸氧劑階段進入到中堿性配方的雙吸劑或多吸劑發(fā)展階段。該發(fā)明為了解決強堿有可能導(dǎo)致吸氧反應(yīng)“窒息”的技術(shù)關(guān)鍵，除了配方設(shè)計采取了多鹽組合、欠足水份、加速吸氧特性等措施外，成形方法還使供水系統(tǒng)具有自適應(yīng)調(diào)節(jié)功能，確保吸氧反應(yīng)始終處于較佳狀態(tài)，經(jīng)過20多年的應(yīng)用推廣證明上述發(fā)明是成功的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種吸氧效果好、應(yīng)用范圍廣，且可有效防止貯存中發(fā)生氫去極化腐蝕反應(yīng)的水膜吸氧劑及其制備方法。
[0005]為達到上述目的，本發(fā)明是通過以下的技術(shù)方案來實現(xiàn)的:
[0006]一種水膜吸氧劑，其特征在于，成品藥劑包括處理鐵粉和反應(yīng)基，所述的處理鐵粉和反應(yīng)基的重量份數(shù)比為0.05?9:1,即處理鐵粉在0.05?9份范圍內(nèi)選取要求份數(shù):反應(yīng)基為I份，且所述的處理鐵粉為鐵粉表面復(fù)有含中、堿性電介質(zhì)的水膜層。
[0007]或者，一種水膜吸氧劑，其特征在于，成品藥劑包括處理鐵粉和反應(yīng)基，所述的處理鐵粉和反應(yīng)基的質(zhì)量百分含量分別為:處理鐵粉:90?99.5%，反應(yīng)基:0.5?10%，且所述的處理鐵粉為鐵粉表面復(fù)有含中、堿性電介質(zhì)的水膜層。
[0008]又或者，一種水膜吸氧劑，其特征在于，成品藥劑包括處理鐵粉，所述的處理鐵粉為鐵粉表面復(fù)有含中、堿性電介質(zhì)的水膜層。
[0009]且上述的處理鐵粉中水份的質(zhì)量百分含量為< 3%，而所述的處理鐵粉中的電介質(zhì)的質(zhì)量為成品藥劑總質(zhì)量的0.01?10%。其中，所述的處理鐵粉表面復(fù)有的含中、堿性電介質(zhì)的水膜層中的電介質(zhì)為鹽類或堿類，按質(zhì)量百分比計，其中鹽類含量為水膜吸氧劑的成品藥劑總量的0.4?10%;堿類含量為水膜吸氧劑成品藥劑總量的0.01?0.4%。通常選取氯化鈣、氯化鈉、硫酸鈉、硫酸鈣、硫酸亞鐵、氫氧化鉀、氫氧化鈉、氫氧化鈣中的至少一種作電介質(zhì)。
[0010]當所述的處理鐵粉和反應(yīng)基的重量份數(shù)比為:處理鐵粉在0.05~0.7份范圍內(nèi)選取要求份數(shù):反應(yīng)基1份時，主要用于氣調(diào)型水膜吸氧劑產(chǎn)品的選配，稱為1#產(chǎn)品。
[0011]當所述的處理鐵粉和反應(yīng)基的重量份數(shù)比為:處理鐵粉在0.7~3份范圍內(nèi)選取要求份數(shù):反應(yīng)基1份時，主要用于通用型、速效型、干燥型水膜吸氧劑產(chǎn)品的選配，稱為2#
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[0012]而所述的處理鐵粉和反應(yīng)基的重量份數(shù)比為:處理鐵粉在3~9份范圍內(nèi)選取要求份數(shù):反應(yīng)基1份時，主要用于高能型、高濕型水膜吸氧劑產(chǎn)品的選配，稱為3#產(chǎn)品。
[0013]在特殊情況下，可按處理鐵粉和反應(yīng)基的質(zhì)量百分比分別為90~99.5%和0.5~10%配成成品藥劑，用于封存環(huán)境中水汽充足的或需經(jīng)高溫蒸汽滅菌處理的水膜吸氧劑產(chǎn)品的選配，稱為4#產(chǎn)品。
[0014]理論上講，對于特定的反應(yīng)基而言，在配制成品藥劑時，吸氧成份鐵粉與反應(yīng)基配比是可以根據(jù)設(shè)計要求任選 的，并不受區(qū)間影響，我們按不同范圍分成不同產(chǎn)品，是出于方便使用，不是絕對的。
[0015]所述的處理鐵粉中用到的鐵粉原料為過60~300目篩的還原鐵粉、鑄鐵粉、經(jīng)滲碳處理的高碳鐵粉，其中，所述的高碳鐵粉的含碳量為0.3~7%。
[0016]所述的反應(yīng)基包括水和載體粒子，且所述的水在反應(yīng)基中的質(zhì)量百分含量為4-60%。
[0017]當所述的水在反應(yīng)基中的質(zhì)量百分含量為4-20%時，主要用于氣調(diào)型水膜吸氧劑產(chǎn)品的選配，即為上述的1#產(chǎn)品。
[0018]當所述的水在反應(yīng)基中的質(zhì)量百分含量為20~45%時，主要用于通用型、速效型、干燥型水膜吸氧劑產(chǎn)品的選配，即為上述的2#產(chǎn)品。
[0019]而所述的水在反應(yīng)基中的質(zhì)量百分含量為45-60%時，主要用于高能型、高濕型水膜吸氧劑產(chǎn)品的選配，即為上述的3#產(chǎn)品。
[0020]且所述的反應(yīng)基還可以包括附加劑，所述的附加劑的加入量為≤10%成品藥劑總
質(zhì)量，根據(jù)需要添加。
[0021]而所述的附加劑的材料為氯化鈣、氯化鈉、活性炭、沸石、高錳酸鹽、乙醇、香草醛或乙基香草醛、硫代硫酸鹽、pH調(diào)節(jié)劑中的至少一種。其中，所述的pH調(diào)節(jié)劑為堿性物質(zhì)，如氫氧化鉀、氫氧化鈉、氫氧化鈣中的至少一種。且高錳酸鹽主要用于吸收乙烯；乙醇、香草醛或乙基香草醛主要用于提高滅菌功能；而硫代硫酸鹽主要用于提高吸氧性能、降低吸氧生熱溫度；PH調(diào)節(jié)劑用于保證成品藥劑呈中、堿性以確保產(chǎn)品貯存性能穩(wěn)定，有效防止貯存中發(fā)生氫去極化腐蝕反應(yīng)。
[0022]進一步，所述的載體粒子的基質(zhì)材料為石灰、陶土、硅藻土、二氧化硅、膨潤土、碳酸鈣、硫酸鈣、活性白土、蛭石、白炭黑、活性炭中的至少一種。其中，石灰適合配制1#和2#產(chǎn)品；陶土、硅藻土、二氧化硅、膨潤土、碳酸鈣、硫酸鈣適合配制2#產(chǎn)品；活性白土、蛭石、白炭黑吸水能力強，適宜配制3#產(chǎn)品含水粒子，而活性炭主要起消除異味和提高吸氧性能的作用，適合配置1#、2#、3#和4#產(chǎn)品，吸水能力不同的材料可以摻著用。
[0023]而為了提高載體粒子的吸水能力，所述的載體粒子的基質(zhì)材料還可添加高分子吸水樹脂。
[0024]在本發(fā)明中,所述的電介質(zhì)水膜層的厚度為0.5~1.5um, Ium時最佳。
[0025]更進一步，
【發(fā)明內(nèi)容】
還包括所述水膜吸氧劑處理鐵粉的處理方法:
[0026]所述的處理鐵粉的處理方法為混合干燥法，具體步驟為:
[0027](I)備料:準備原料鐵粉、電介質(zhì)和水；
[0028](2)混料:首先將原料電介質(zhì)裹附在鐵粉表面，然后加水后在糖衣機內(nèi)混合至電介質(zhì)和水形成的鹽水均勻地裹附在鐵粉表面，然后裝入金屬罐內(nèi)密閉保存4h以上，至水份平衡；
[0029](3)干燥:將步驟⑵所述的 金屬罐的密封口打開，然后置于干燥箱內(nèi)在≥IlO℃的溫度條件下干燥至處理鐵粉的含水量達到要求，然后再加蓋密封后，在室溫下冷卻儲存，然后經(jīng)檢驗水含量、水膜厚度和質(zhì)量合格后得到處理鐵粉。
[0030]或者，所述的處理鐵粉的處理方法為噴霧法，具體步驟為:
[0031](I)備料:準備原料鐵粉、電介質(zhì)和水；
[0032](2)混料:首先在糖衣機中加入鐵粉，然后在滾動的狀態(tài)下加入電介質(zhì)，將電介質(zhì)裹附在鐵粉表面，然后將水以噴霧的形式噴到鐵粉的表面，直至鐵粉表面形成均勻的電介質(zhì)水I吳層；
[0033](3)密閉保存:將步驟(2)所述的處理鐵粉裝入金屬罐內(nèi)密閉保存4h以上，至水份平衡，經(jīng)檢驗水含量、水膜厚度和質(zhì)量合格后，得到處理鐵粉。
[0034]或者，所述的處理鐵粉的處理方法為水蒸氣浸潤法，具體步驟為:
[0035](I)備料:準備原料鐵粉、電介質(zhì)和水蒸氣；
[0036](2)裹附:首先在糖衣機中加入鐵粉，然后在滾動的狀態(tài)下加入電介質(zhì)，將電介質(zhì)裹附在鐵粉表面；
[0037](3)密閉浸潤:將步驟(2)所述的裹附好的物料裝入密閉容器中，然后向密閉容器中通入相對濕度為80~100%的水蒸氣，然后，在密閉條件下保存至水份平衡，經(jīng)檢驗水含量、水膜厚度和質(zhì)量合格后，得到處理鐵粉。
[0038]在上述的第一種和第二種處理鐵粉的處理方法中，還包括在水中添加粘接材料的步驟，所述的粘接材料和水形成水溶液，且所述的水溶液中粘接材料的質(zhì)量百分含量< 0.5%。
[0039]更進一步，
【發(fā)明內(nèi)容】
還包括所述水膜吸氧劑的制備方法
[0040]所述水膜吸氧劑的一種普通包裝機制備方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0041](I)備料:按處理鐵粉和反應(yīng)基的重量份數(shù)比或質(zhì)量百分含量配比選取處理鐵粉和反應(yīng)基；
[0042](2)混合:將步驟(1)所述的處理鐵粉和反應(yīng)基混合均勻形成成品藥劑；
[0043](3)包裝:將步驟⑵所述的成品藥劑加入到普通包裝機中包裝得到可應(yīng)用的水膜吸氧劑，此時配方水份主要取決于載體材料吸水能力，一般不受包裝影響。
[0044]或者，所述水膜吸氧劑的一種雙物料包裝機制備方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0045](I)備料:按處理鐵粉和反應(yīng)基的重量份數(shù)比或質(zhì)量百分含量配比選取處理鐵粉和反應(yīng)基；[0046](2)包裝:將步驟(I)所述的處理鐵粉和反應(yīng)基分別下料，利用雙物料包裝機進行包裝；
[0047](3)混合:將步驟(2)包裝后的物料通過混料裝置進行密封混合，得到可應(yīng)用的水膜吸氧劑，此時配方水份除了取決于載體材料吸水能力之外，還受雙物料流動性影響，為此所述的水膜吸氧劑，其特征在于處理鐵粉含水份將降至0.5-1% ;反應(yīng)基載體粒子基質(zhì)材料以石灰、陶土、硅藻土、二氧化硅、膨潤土、碳酸鈣、硫酸鈣為主時，反應(yīng)基含水份不超過27% ;反應(yīng)基載體粒子基質(zhì)材料以活性白土、蛭石、白炭黑為主時，反應(yīng)基含水份不超過43%。
[0048]這點將結(jié)合具體實施例進一步加以說明。
[0049]另外，水膜吸氧劑的第三種制備方法則為將處理鐵粉用除氧劑包材包成產(chǎn)品，得到水膜吸氧劑。
[0050]在配制上述水膜吸氧劑時，為了調(diào)整反應(yīng)速度，允許處理鐵粉與未處理過的原料鐵粉摻著用，二者配比根據(jù)實際配方設(shè)計要求選定，總量由上述水膜吸氧劑中的鐵粉含量所定。
[0051]本發(fā)明的有益效果是:
[0052]本發(fā)明所述的水膜吸氧劑可有效解決傳統(tǒng)的除氧劑易于發(fā)生氫去極化腐蝕反應(yīng)以及傳統(tǒng)的除氧劑性質(zhì)單一、應(yīng)用范圍窄的問題，本發(fā)明所述的水膜吸氧劑不僅適用于吸氧、吸氧與吸二氧化碳以及氣調(diào)的封存場合，而且還可以用于需經(jīng)高溫消毒處理的封存場合、貯存溫度低于4°C的保鮮場合以及特干燥或特高濕的封存場合。
【具體實施方式】
[0053]以下結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進行具體的介紹，著重介紹雙物料包裝情況。
[0054]水膜吸氧劑成品藥劑包括處理鐵粉和反應(yīng)基，所述的處理鐵粉和反應(yīng)基的重量份數(shù)比為:0.05?9:1 ;或按照處理鐵粉和反應(yīng)基的質(zhì)量百分含量分別為90?99.5%和
0.5?10%配比；
[0055]另外一種水膜吸氧劑成品藥劑，則只有處理鐵粉。
[0056]所述的處理鐵粉為鐵粉表面復(fù)有含中、堿性電介質(zhì)的水膜層。其中，處理鐵粉中用到的鐵粉為過60?300目篩的還原鐵粉、鑄鐵粉、經(jīng)滲碳處理的聞碳鐵粉，其中，所述的聞碳鐵粉的含碳量為0.3?7%。
[0057]而處理鐵粉水膜層中的電介質(zhì)包括鹽類或堿類，鹽類含量為水膜吸氧劑成品藥劑總質(zhì)量的0.4?10%;堿類含量為水膜吸氧劑成品藥劑總質(zhì)量的0.01?0.4%。通常選取氯化鈣、氯化鈉、硫酸鈉、硫酸鈣、硫酸亞鐵、氫氧化鉀、氫氧化鈉、氫氧化鈣中的至少一種作電介質(zhì)。
[0058]在本實施例中，以CaCl2、NaCl、FeS04.7Η20三種鹽作為電解質(zhì)為例，鹽用量取最佳值，單獨或混合使用；水份隨方法不同而變，且配置高速型產(chǎn)品選取過100?200目篩的還原鐵粉、鑄鐵粉或過100目篩的高碳鐵粉；其他產(chǎn)品選取過60?100目篩的還原鐵粉、鑄鐵粉、聞碳鐵粉。
[0059]制備處理鐵粉:
[0060]1、混合干燥法:[0061](1)備料:準備原料鐵粉、電介質(zhì)和水，其中，按重量份數(shù)計:
[0062]100 份 Fe+0.8-1.1 份 CaC12+3 ~4 份 H2O ；
[0063]或100 份 Fe+1.2-1.4 份 NaCl/ 或 FeSO4.7H20+3 ~4 份 H2O ；
[0064](2)混料:首先將原料電介質(zhì)裹附在鐵粉表面，然后加水后在糖衣機內(nèi)混合至電介質(zhì)和水形成的鹽水均勻地裹附在鐵粉表面，然后裝入金屬罐內(nèi)密閉保存4h以上，至水份平衡；
[0065](3)干燥:將步驟⑵所述的金屬罐的密封口打開，然后置于干燥箱內(nèi)在≥1lO.C的溫度條件下干燥至處理鐵粉的含水量達到要求，然后再加蓋密封后，在室溫下冷卻儲存，然后經(jīng)檢驗水含量、水膜厚度和質(zhì)量，檢驗合格后得到處理鐵粉。
[0066]2、噴霧法:
[0067](1)備料:準備原料鐵粉、電介質(zhì)和水，其中，按重量份數(shù)計:
[0068]100份Fe+0.8-1.1份CaCl2+H20(H2O的重量份數(shù)由選定的水膜厚度所定)；
[0069]或:100份Fe+1.2-1.4份NaCl/或FeSO4.7H20+H20 (H2O的重量份數(shù)由選定的水膜厚度所定)；
[0070](2)混料:首先在糖衣機中加入鐵粉，然后在滾動的狀態(tài)下加入電介質(zhì)，將電介質(zhì)裹附在鐵粉表面，然后將水以噴霧的形式噴到鐵粉的表面，直至鐵粉表面形成均勻的電介質(zhì)水I吳層；
[0071](3)密閉保存:將步驟(2)所述的處理鐵粉裝入金屬罐內(nèi)密閉保存4h以上，至水份平衡，經(jīng)檢驗水含量、水膜厚度和質(zhì)量合格后，得到處理鐵粉。
[0072]3、水蒸氣浸潤法
[0073](I)備料:準備原料鐵粉、電介質(zhì)，其中，按重量份數(shù)計:
[0074]100 份 Fe+0.8-1.1 份 CaCl2 ；
[0075]或100 份 Fe+1.2-1.4 份 NaCl/ 或 FeSO4.7H20 ；
[0076](2)裹附:首先在糖衣機中加入鐵粉，然后在滾動的狀態(tài)下加入電介質(zhì)，將電介質(zhì)裹附在鐵粉表面；
[0077](3)密閉浸潤:將步驟(2)所述的裹附好的物料裝入密閉容器中，然后向密閉容器中通入相對濕度為80~100%的水蒸氣，然后，在密閉條件下保存至水份平衡，經(jīng)檢驗水含量、水膜厚度和質(zhì)量合格后，得到處理鐵粉。
[0078]在上述三種處理鐵粉的制備方法中，混合干燥法形成的水膜最牢，水蒸氣浸潤法效率最高。為了提高鹽膜粘結(jié)牢度，在水中可加一點濃度小于0.5%化學(xué)漿糊類粘結(jié)材料。鐵粉先裹復(fù)電介質(zhì)后浸潤有利于水膜形成，處理中要否除氧視實際成膜過程中銹蝕損失，通常靠水汽蒸發(fā)就可帶走氧氣，達到防氧影響。上述三種處理鐵粉本身就是一種水膜吸氧劑，遇氧就會發(fā)生吸氧反應(yīng)(參見實施例7、8中Nol樣品)，因此需絕氧貯存。
[0079]在上述三種處理鐵粉的制備方法中，需滿足條件:
[0080]a、處理鐵粉中含水量≤ 3%，適于與反應(yīng)基混合后在通用機上包裝情況，在雙物料包裝機上包裝處理鐵粉中含水量需降至0.5~I %，否則會因流動性不好而影響下料；
[0081]b、水膜厚度 0.5 ~1.5um。
[0082]制備反應(yīng)基:
[0083]反應(yīng)基包括水和載體粒子，以及可根據(jù)需要添加附加劑。且水在反應(yīng)基中的質(zhì)量百分含量為4-60%，而附加劑的加入量為≤10%成藥劑總質(zhì)量。
[0084]當所述的水在反應(yīng)基中的質(zhì)量百分含量為4-20%時，主要用于氣調(diào)型水膜吸氧劑產(chǎn)品的選配，為1#產(chǎn)品，此時，載體粒子除起反應(yīng)基作用外，還起二氧化碳吸收劑作用，通常選以石灰為主的堿性物質(zhì)為載體粒子，摻加硅藻土、膨潤土、陶土、碳酸鈣、硫酸鈣等造成含水份的堿性粒子使用，造粒用粘結(jié)劑材料可不作限制，由于堿對鐵有“鈍化”作用，會影響吸氧反應(yīng)，含堿量要按C02吸收要求從嚴控制。
[0085]當所述的水在反應(yīng)基中的質(zhì)量百分含量為20-45%時，主要用于通用型、速效型、干燥型水膜吸氧劑產(chǎn)品的選配，為2#產(chǎn)品，此時，載體粒子宜選用吸水能力一般的一些通用的材料，如陶土、硅藻土、二氧化硅、膨潤土、碳酸鈣、硫酸鈣等作為原料，選硅藻土、膨潤土、陶土作水份載體時宜添加一些堿性物質(zhì)如石灰粒作PH調(diào)節(jié)劑，確保成品藥劑PH ^ 7。
[0086]而所述的水在反應(yīng)基中的質(zhì)量百分含量為45-60%時，主要用于高能型、高濕型水膜吸氧劑產(chǎn)品的選配，為3#產(chǎn)品，此時，載體粒子宜選用吸水能力強的活性白土、蛭石、白炭黑等作為主要原料。
[0087]以上三種類型產(chǎn)品均可根據(jù)需要添加活性炭，其用量< 10%藥劑總質(zhì)量，如果鐵粉選用的是高碳鐵粉，則活性炭可以不加或少加。
[0088]而為了提高上述三種類型中的粒子的吸水能力，所述的載體粒子的基質(zhì)材料還可以添加高分子吸水樹脂。
[0089]另外，附加劑的材 料可以為氯化鈣、氯化鈉、活性炭、沸石、高錳酸鹽、乙醇、香草醛或乙基香草醛、硫代硫酸鹽、pH調(diào)節(jié)劑中的至少一種。其中，活性炭、沸石主要起消除異味和提高吸氧性能的作用；高錳酸鹽主要用于吸收乙烯；乙醇、香草醛或乙基香草醛主要用于提高滅菌功能；而硫代硫酸鹽主要用于提高吸氧性能、降低吸氧生熱溫度；PH調(diào)節(jié)劑用于保證成品藥劑呈中、堿性，且pH調(diào)節(jié)劑為堿性物質(zhì)，其可以為氫氧化鉀、氫氧化鈉、氫氧化鈣中的至少一種。在此要強調(diào)附加劑屬附加成份，根據(jù)需要選用。
[0090]制備水膜吸氧劑:
[0091](I)備料:按處理鐵粉和反應(yīng)基的重量份數(shù)比或按處理鐵粉和反應(yīng)基的質(zhì)量百分含量選取處理鐵粉和反應(yīng)基；
[0092](2)混合:將步驟(1)所述的處理鐵粉和反應(yīng)基混合均勻形成成品藥劑；
[0093](3)包裝:將步驟(2)所述的成品藥劑加入到普通包裝機中包裝得到可應(yīng)用的水膜吸氧劑。
[0094]或者，采取以下步驟:
[0095](I)備料:按處理鐵粉和反應(yīng)基的重量份數(shù)比或按處理鐵粉和反應(yīng)基的質(zhì)量百分含量及所含水份選取處理鐵粉和反應(yīng)基；
[0096](2)包裝:將步驟(1)所述的處理鐵粉和反應(yīng)基分別下料，在雙物料包裝機上進行包裝；
[0097](3)混合:將步驟(2)包裝后的物料通過混料裝置進行密封混合，得到可應(yīng)用的水膜吸氧劑。
[0098]上述水膜吸氧劑的配置方法中，當形成的成品藥劑為:
[0099](I)所述的處理鐵粉和反應(yīng)基的重量份數(shù)比為:處理鐵粉在0.05~0.7份范圍內(nèi)選取要求份數(shù):反應(yīng)基1份時，主要用于氣調(diào)型水膜吸氧劑產(chǎn)品的選配，稱為1#產(chǎn)品。[0100](2)所述的處理鐵粉和反應(yīng)基的重量份數(shù)比為:處理鐵粉在0.7~3份范圍內(nèi)選取要求份數(shù):反應(yīng)基1份時，主要用于通用型、速效型、干燥型水膜吸氧劑產(chǎn)品的選配，稱為2#產(chǎn)品。
[0101](3)所述的處理鐵粉和反應(yīng)基的重量份數(shù)比為:處理鐵粉在3~9份范圍內(nèi)選取要求份數(shù):反應(yīng)基1份時，主要用于高能型、高濕型水膜吸氧劑產(chǎn)品的選配，稱為3#產(chǎn)品。
[0102]此外，當處理鐵粉和反應(yīng)基的質(zhì)量百分含量分別為90~99.5%和0.5~10%配成成品藥劑時，用于封存環(huán)境中水汽充足的或需經(jīng)高溫蒸汽滅菌處理的水膜吸氧劑產(chǎn)品的選配，稱為4#產(chǎn)品。
[0103]因此，處理鐵粉重量份數(shù)的選擇與要配制的產(chǎn)品使用要求及性能有關(guān)，從使用要求出發(fā)可按上述的1#、2#、3#、4#產(chǎn)品述及的處理鐵粉與反應(yīng)基的重量份數(shù)比的變化范圍內(nèi)選用。
[0104]或者直接將處理鐵粉用除氧劑包材包成產(chǎn)品，得到水膜吸氧劑。
[0105]性能檢測與儲存試驗:
[0106]包裝好的產(chǎn)品要經(jīng)外觀、密封良好性檢查；吸02、C02、H20性能測試；PH、重金屬砷、鉛等抽查和毒理檢驗，試制階段還得進行貯存試驗，確定產(chǎn)品貯存壽命。
[0107]本發(fā)明所述的水膜吸氧劑除了適于配制一般通用產(chǎn)品之外，特別適于配制特種產(chǎn)品，如要求幾小時內(nèi)脫氧特高速低溫水膜吸氧劑；要求配方水份< 5%、脫氧時間< 48h干燥型產(chǎn)品；要求需經(jīng)121°C消毒處理的醫(yī)用水膜吸氧劑等等，這些產(chǎn)品用現(xiàn)有方法配制會非常困難，而采用本發(fā)明所述的方法則變得非常容易。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0108]圖1為空氣相對濕度與鋼鐵腐蝕速率的相關(guān)曲線圖；
[0109]圖2為鋼鐵腐蝕速度與水膜厚度關(guān)系圖；
[0110]圖3為實施例6所述的水膜吸氧劑的吸氧特性線圖；
[0111]圖4為實施例7所述的用含水份0.67%的CaCl2處理鐵粉配成的水膜吸氧劑吸氧性能隨水份變化圖；
[0112]圖5為實施例8所述的用含水份0.85%的NaCl處理鐵粉配成的水膜吸氧劑吸氧性能隨水份變化圖；
[0113]圖6為實施例9所述的三種鹽處理鐵粉吸氧特性比較圖；
[0114]圖7為實施例10所述的烘干與浸潤法處理鐵粉吸氧特性線隨活性炭含量變化圖。
[0115]本發(fā)明所述的處理鐵粉法的理論依據(jù)為:
[0116](I)鋼鐵在中性或堿性條件下發(fā)生的吸氧腐蝕反應(yīng):[0117]負極:2Fe_4e-= 2Fe2+
[0118]正極:02+2H20+4e-= 40!
[0119]電池反應(yīng):2Fe+02+2H20= 2Fe(0H)2(不穩(wěn)定)
[0120]進一步反應(yīng):4Fe(OH) 2+02+2H20 = 4Fe (OH) 3
[0121]上述反應(yīng)步驟為本發(fā)明所述的反應(yīng)步驟。
[0122](2)鋼鐵處于酸性環(huán)境中發(fā)生的析氫腐蝕反應(yīng):
[0123]負極:Fe_2e-= Fe2+[0124]正極:2H++2e-=H2 ?
[0125]電池反應(yīng):Fe+2H+=Fe2++H2 個
[0126]這是傳統(tǒng)除氧劑鐵粉活化處理法引起脹袋的原因。
[0127]圖1為空氣相對濕度與鋼鐵腐蝕速率的相關(guān)曲線圖。
[0128]如圖1所示:金屬發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)與氧和水的作用關(guān)系甚大，在大氣環(huán)境中，受空氣相對濕度的影響，當空氣中相對濕度超過60%以上時，鋼鐵的腐蝕速率呈指數(shù)曲線上升，空氣相對濕度低于50%，腐蝕速率極低。
[0129]圖2為鋼鐵腐蝕速度與水膜厚度關(guān)系圖。
[0130]如圖2所示:在相對濕度大，溫差變化劇烈的環(huán)境中，容易形成水膜，而鋼鐵在水膜下的腐蝕速度極快，鋼鐵的大氣腐蝕速度與其表面形成的水膜厚度的關(guān)系可分為以下四種情況:
[0131]第一、在臨界相對濕度附折(即在相對濕度為70%~75%時)，水膜為100A以下時，未能形成連續(xù)的電介質(zhì)溶液，屬干的大氣腐蝕情況，腐蝕速度很?。?br> [0132]第二、當濕度超過臨界相對濕度時，其腐蝕速度將成倍增加，尤其是相對濕度為80%~100%、水膜在Iym以 下時，由于形成連續(xù)的電介質(zhì)層，氧氣的擴散速度快，因而鋼鐵在這種水膜下的腐蝕速度迅速增加，屬潮的大氣腐蝕情況；
[0133]第三、隨著水膜增加到約Imm厚度時，將形成肉眼可見的液膜，這時由于氧氣通過水膜擴散到金屬表面變得困難，使擴散速度變慢，因而使腐蝕速度相對降低，屬濕的大氣腐蝕情況；
[0134]第四、當金屬表面的水膜厚度逐漸增加到大于Imm形成水滴時，其腐蝕的速度與金屬在液體中浸潰條件下的腐蝕相類似，屬全浸入電介質(zhì)中的腐蝕情況，腐蝕速度由電介質(zhì)性質(zhì)確定，基本保持不變。
[0135]以上水膜理論是本發(fā)明所述的鐵粉處理法的理論依據(jù)，用中、堿性電介質(zhì)進行表面浸潤處理，使鐵粉表面形成一層厚度落入最佳區(qū)間內(nèi)的水膜，為吸氧反應(yīng)創(chuàng)造較為有利的條件，以提高產(chǎn)品的吸氧性能。
[0136]假定鐵粉為半徑為R (mm)的球體，則鐵粉體積Vl = (4/3) X 3.1416 X R3, (mm3)，
[0137]水膜厚度δ =Iym = 0.001mm,則含水膜鐵粉體積V2 =(4/3) X 3.1416 X (R+ δ )3，(mm3)
[0138]水膜體積ΛV = V2 — VI, (mm3),鐵粉比重 7.8 (g/cm3),水的比重 I (g/cm3)，
[0139]則得水膜重量占鐵粉重量百分數(shù)的計算式:
[0140]水膜體積Λ VX水的比重/鐵粉體積VlX鐵粉比重=(3R35+3R 5 2+ 5 3)/7.8R3X (100% )
[0141]100 目鐵粉 0.150mm R0.075mm δ = I μ m = 0.001mm，水膜重量占鐵粉重量 0.51%;
[0142]300 目鐵粉 0.050mm R0.025mm δ = I μ m = 0.0Olmm,水膜重量占鐵粉重量 1.60%;
[0143]據(jù)此可粗估處理鐵粉形成I μ m厚的水膜需要加水量。在中、堿性條件下，Ig鐵粉可吸氧約300ml，消耗水份約0.49g，完成吸氧反應(yīng)所缺水份可通過反應(yīng)基提供。
[0144]下面結(jié)合具體實施例和附圖對本發(fā)明進行進一步的說明。
[0145]實施例1:通用性水膜吸氧劑的配制
[0146]按處理鐵粉重量份數(shù):反應(yīng)基重量份數(shù)比=處理鐵粉在1.11一1.47或1.59~2.21范圍內(nèi)選取要求份數(shù):反應(yīng)基1份配制為成品藥劑，其中，處理鐵粉中的電介質(zhì)為NaCl，即形成NaCl水膜層，且含水量0.5~I % ;反應(yīng)基包括水、硅藻土、活性白土和pH調(diào)節(jié)劑，可添加藥劑總量< 2%的活性炭作附加劑，且含水量22~26%。
[0147]500ml空氣取藥量3~4g進行包裝，不同規(guī)格產(chǎn)品藥量可按比例增減。在通用機上包裝要按所述的配置成品藥劑的要求，將處理鐵粉和反應(yīng)基先均勻混合形成成品藥劑再上機包裝；或在雙物料包裝機上包裝，配好的處理鐵粉和反應(yīng)基分別下料、包裝好后再混合形成產(chǎn)品。前者優(yōu)點是配方水份由材料吸水能力決定，不受包裝方式影響，水份和鐵粉含量可以選得較高，其缺點是包裝過程會產(chǎn)生吸氧能力工藝損失；后者好處是包裝好后才混合，包裝過程不會產(chǎn)生吸氧能力工藝損失，其缺點是處理鐵粉和反應(yīng)基水份均受流動性限制，影響水份和鐵粉含量的提高。本實施例水份按雙物料包裝要求配制。
[0148]實施例2:通用型雙吸劑配制
[0149]按處理鐵粉重量份數(shù):反應(yīng)基重量份數(shù)比=1.16:1或1.45:1或1.96:1或2.91:1選取處理鐵粉和反應(yīng)基份數(shù)配制為成品藥劑，其中，處理鐵粉中的電介質(zhì)為NaCl和/或CaCl2，即形成NaCl和/或CaCl2水膜層，且含水量0.5~1% (雙物料包裝)或≤3% (通用機包裝)；反應(yīng)基選石灰為主的堿性物質(zhì)為載體材料，摻加活性炭、硅藻土、膨潤土、陶土、碳酸鈣、硫酸鈣中的一種或幾種材料一起加水造粒配成含水反應(yīng)基，且含水量22~24%，其中堿性物質(zhì)用量由CO2吸收要求選定。
[0150]500ml空氣取藥量3.0~4g進行包裝，不同規(guī)格產(chǎn)品藥量可按比例增減。包裝方式如實施例1，在此不再重述。對比例1、2，配方最大不同在反應(yīng)基含堿性物質(zhì)用量的不同，實施例1載體材料以硅藻土為主，摻少量堿性物質(zhì)作PH調(diào)節(jié)劑，使成品藥劑pH ^ 7，實施例2的載體材料以石灰為 主，摻加硅藻土等，在保證CO2吸收要求的前提下，盡量降低石灰用量和PH值，以降低堿對吸氧不利影響。
[0151]實施例3:干燥型除氧劑配制
[0152]按處理鐵粉重量份數(shù):反應(yīng)基重量份數(shù)比=處理鐵粉在I~2份范圍內(nèi)選取要求份數(shù):反應(yīng)基1份配制為成品藥劑，成品藥劑的含水量為4.5~7%，其中，處理鐵粉中的電介質(zhì)為NaCl和/或CaCl2,即形成NaCl和/或CaCl2水膜層，且含水量0.5~I % (雙物料包裝)或<3% (通用機包裝)；選娃藻土、石灰、活性炭為載體材料并摻加陶土加水配成反應(yīng)基，含水份11~15%。娃藻土、石灰用量配比隨使用要求而變,有CO2吸收要求時,石灰用量由CO2吸收量確定，沒有CO2吸收要求時，石灰用量盡量少?；钚蕴坑昧渴芨稍镄彤a(chǎn)品水份較低影響，為了減少粉塵污染，宜少不宜多，至多<2%藥劑總量。
[0153]500ml空氣用藥量3.5~4g進行包裝，不同規(guī)格產(chǎn)品藥量可按比例增減.包裝方式如實施例1，在此不再重述。
[0154]實施例4:氣調(diào)型除氧劑配制
[0155]按處理鐵粉重量份數(shù):反應(yīng)基重量份數(shù)=處理鐵粉在0.05~0.24或0.26一0.51份范圍內(nèi)選取要求份數(shù):反應(yīng)基1份配制為成品藥劑，其中，處理鐵粉中的電介質(zhì)為NaCl和/或CaCl2,即形成NaCl和/或CaCl2水膜層，且含水量0.5~I % (雙物料包裝)或≤3%(通用機包裝);選水份3~6%石灰?；蚝?~6%、含活性炭5~6%的石灰粒作反應(yīng)基，石灰造粒成形時允許摻加少量硅藻土、膨潤土、陶土、碳酸鈣、硫酸鈣等以提高粒子硬度。[0156]氣調(diào)型除氧劑成品藥劑配好后根據(jù)氣調(diào)要求與乙烯吸收劑、CO2吸收劑搭配形成組合式保鮮劑使用，藥量隨氣調(diào)要求而變，包裝方式如實施例1，在此不再重述。
[0157]實施例5:高速型除氧劑配制
[0158]高速型除氧劑基本成份由處理鐵粉和反應(yīng)基二部份組成，處理鐵粉重量份數(shù):反應(yīng)基重量份數(shù)=處理鐵粉在1.1~1.4或1.7~2.1或2.6~2.9份范圍內(nèi)選取要求份數(shù):反應(yīng)基1份配制為成品藥劑，其中，處理鐵粉宜從過100~200目篩的范圍內(nèi)選合適目數(shù)的普通還原鐵粉、鑄鐵粉、高碳鐵粉為原料鐵粉,宜選NaCl和/或CaCl2為電介質(zhì)，即形成NaCl和/或CaCl2水膜層，且含水量0.5~1% (雙物料包裝)或≤3% (通用機包裝)；選蛭石、白炭黑和硅藻土、活性白土等為載體材料，選<4%藥劑總量的活性炭為附加劑加水混合形成反應(yīng)基，為了適于雙物料包裝機包裝，反應(yīng)基含水份<42% ;通用機包裝反應(yīng)基含水份可提聞到42%以上。
[0159]500ml空氣取藥量3~4g進行包裝，不同規(guī)格產(chǎn)品藥量可按比例增減，包裝方式如實施例1，在此不再重述。
[0160]實施例6: —種需經(jīng)121°C、20min、100% RH蒸氣消毒處理的醫(yī)用除氧劑配制
[0161 ] 選復(fù)有NaCl和/或CaCl2水膜層的處理鐵粉98~99.5份，含水份≤3 %;加0.5~2份活性炭作載體材料均勻混合形成成品藥劑?；钚蕴坑昧可儆?份時可用粉狀活性炭在處理鐵粉過程中加入制成成品藥劑；活性炭用量大于1份時，宜用椰殼顆?；钚蕴颗c含鹽膜的處理鐵粉混合形成成品藥劑，允許根據(jù)需要摻加其他載體材料，如硅藻土、膨潤土、陶土、碳酸鈣、硫酸鈣等。
[0162]選PET/鋁箔/PE (正面)/杜邦1073B (背面)作包材在通用機上包成5*5cm大小、內(nèi)裝4.5~5g藥的水膜吸氧劑，吸氧反應(yīng)不足的水份通過消毒時吸收封閉環(huán)境中的水汽予以補充。吸氧特性如表1和圖3所示，由測試結(jié)果可知:
[0163](I)本配方能承受121°C、20min、100% RH蒸氣消毒處理，藥劑不會外滲，能保持藥包表面干凈，無可視微粒和銹跡；
[0164](2)經(jīng)消毒處理后藥劑單位吸氧量可達到116~153ml/g水平，能滿足除氧要求。
[0165]表1、本發(fā)明實施例6所述的水膜吸氧劑的吸氧特性表
【權(quán)利要求】
1.一種水膜吸氧劑，其特征在于，成品藥劑包括處理鐵粉和反應(yīng)基，所述的處理鐵粉和反應(yīng)基的重量份數(shù)比為0.05~9:1，且所述的處理鐵粉為鐵粉表面復(fù)有含中、堿性電介質(zhì)的水膜層。
2.一種水膜吸氧劑，其特征在于，成品藥劑包括處理鐵粉和反應(yīng)基，所述的處理鐵粉和反應(yīng)基的質(zhì)量百分含量分別為:處理鐵粉:90~99.5%，反應(yīng)基:0.5~10%，且所述的處理鐵粉為鐵粉表面復(fù)有含中、堿性電介質(zhì)的水膜層。
3.一種水膜吸氧劑，其特征在于，成品藥劑包括處理鐵粉，所述的處理鐵粉為鐵粉表面復(fù)有含中、堿性電介質(zhì)的水膜層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項權(quán)利要求所述的一種水膜吸氧劑，其特征在于，所述的處理鐵粉中含水量≤ 3%，且處理鐵粉中電介質(zhì)的質(zhì)量為水膜吸氧劑的成品藥劑總質(zhì)量的0.01 ~10%O
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項權(quán)利要求所述的一種水膜吸氧劑，其特征在于，所述的處理鐵粉表面復(fù)有的含中、堿性電介質(zhì)的水膜層中的電介質(zhì)為鹽類或堿類，按質(zhì)量百分比計，其中鹽類含量為水膜吸氧劑的成品藥劑總量的0.4~10% ;堿類含量為水膜吸氧劑成品藥劑總量的0.01~0.4%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項權(quán)利要求所述的一種水膜吸氧劑，其特征在于，所述的處理鐵粉的處理方法為混合干燥法，具體步驟為: (1)備料:準備原料鐵粉、電介質(zhì)和水； (2)混料:首先將原料電介質(zhì)裹附在鐵粉表面，然后加水后在糖衣機內(nèi)混合至電介質(zhì)和水形成的鹽水均勻地裹附在鐵粉表面，然后裝入金屬罐內(nèi)密閉保存4h以上，至水份平衡； (3)干燥:將步驟(2)所述的金屬罐的密封口打開，然后置于干燥箱內(nèi)在≥110°C的溫度條件下干燥至處理鐵粉的含水量達到要求，然后再加蓋密封后，在室溫下冷卻儲存，然后經(jīng)檢驗水含量、水膜厚度和質(zhì)量合格后得到處理鐵粉。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項權(quán)利要求所述的一種水膜吸氧劑，其特征在于，所述的處理鐵粉的處理方法為噴霧法，具體步驟為: (1)備料:準備原料鐵粉、電介質(zhì)和水； (2)混料:首先在糖衣機中加入鐵粉，然后在滾動的狀態(tài)下加入電介質(zhì)，將電介質(zhì)裹附在鐵粉表面，然后將水以噴霧的形式噴到鐵粉的表面，直至鐵粉表面形成均勻的電介質(zhì)水膜層； (3)密閉保存:將步驟(2)所述的處理鐵粉裝入金屬罐內(nèi)密閉保存4h以上，至水份平衡，經(jīng)檢驗水含量、水膜厚度和質(zhì)量合格后，得到處理鐵粉。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的水膜吸氧劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (O備料:按處理鐵粉和反應(yīng)基的重量份數(shù)比或質(zhì)量百分含量配比選取處理鐵粉和反應(yīng)基; (2)混合:將步驟(1)所述的處理鐵粉和反應(yīng)基混合均勻形成成品藥劑； (3)包裝:將步驟(2)所述的成品藥劑加入到普通包裝機中包裝得到可應(yīng)用的水膜吸氧劑。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的水膜吸氧劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (O備料:按處理鐵粉和反應(yīng)基的重量份數(shù)比或質(zhì)量百分含量配比選取處理鐵粉和反應(yīng)基; (2)包裝:將步驟(1)所述的處理鐵粉和反應(yīng)基分別下料，利用雙物料包裝機進行包裝； (3)混合:將步驟(2)包裝后的物料通過混料裝置進行密封混合，得到可應(yīng)用的水膜吸氧劑。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的水膜吸氧劑的制備方法，其特征在于將處理鐵粉用除氧劑包材包成產(chǎn)品，得到水膜吸氧劑。
【文檔編號】B01J20/06GK104028209SQ201410252018
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年6月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月9日
【發(fā)明者】應(yīng)關(guān)雄, 陳美屏, 應(yīng)浙鴻, 應(yīng)丹青 申請人:應(yīng)關(guān)雄