改性铁系脱氧剂A型的研制

参考文献
1 Japanese Pat . No. 19729/ 1972
2 U . S. Pat . No. 2 , 285 , 651
3 British Pat . No. 553 , 991 4 韩兆让等 铁系脱氧剂特性及在 食品 防 氧 包 装 中 的 应 用 食 品 科 学 , 1994 (1) : 22～25
Composition , disoxidation capacity and dynamic properties of Type A have been studied. The compositions (a) and ( b) are combined equally. Disoxidation capacity is 50. 625ml/ g. Disoxidation rate is increasing wit h temperature , but t he effect of humidity upon t he rate is little.
脱氧剂包装是继真空包装和充气包 装之后的一种新的包装方法 。它既可彻 底去除产品内的溶解氧 , 又可及时除掉 加工和贮存中缓慢渗入的氧 。由于除氧 的彻底性和不污染内存食品 , 在食品领 域应用广泛 。日本和美国等在这领域研 究较早 , 并有脱氧剂系列产品问世 。而 我国成型的脱氧剂产品生产较薄弱 , 多 见在应用效果领域的研究 , 而对其基础 的研究较少 。
本论文针对自动反应型的铁系脱氧 剂进行改性 , 对其组成部分的用量及使 用技术参数和温度与湿度对其脱氧速度 的影响进行了深入研究 , 旨在为其工业 化生产和广泛应用提供详尽的数据 。
一 、材料与仪器
1. 材料 还原铁粉 、硫酸钙 、氯化钠 ; CR 。 2. 仪器 RSS - 5100 型测氧仪 、ZK - 82B 型 真空干燥箱 、302A 型恒温恒湿箱 、真 空干燥箱 (4050ml) 。
从本实验结果 : 8g 脱氧 剂 , 30 ℃, 经 24hr 时 , 使真 空干燥器内 ( 4050ml) 的氧 浓度降到 0 , 脱氧量为 850. 5ml 。实际应用时 , 根据包装 空间的体积和食品对氧的敏 感性 , 决定铁粉的用量 。
②氯化钠 由图 2 : 氯化钠添加的最适量即脱 氧量最大的取量为 0. 4g/ 100gFe 粉 。 氯化钠是脱氧反应的催化剂 。量不 足 ( 0. 06g/ 100gFe 粉) , 脱 氧 速 度 很 慢 ; 量过多 (0. 8g/ 100gFe 粉) , 一方 面包裹在铁粉表面 , 减少铁粉与氧的接 触面积 , 另一方面氯化钠易潮解 , 影响 脱氧剂的流动性 。综合各因素 , 脱氧剂 A 型 选 择 氯 化 钠 用 量 为 0. 4gNaCl/ 100gFe 粉 。
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改性铁系脱氧剂 A 型的研制
北京农学院 綦菁华 孙容芳 郭宝红
Study of Type A of Disoxidant of Changeable Po wder Iron BY Qi Jinghua , Sun Rongfang and Guo Baohong
图 3 水分量与脱氧量的关系 4. 温度与脱氧速度的关系 配制 24. 6g 的脱氧剂 , 置于真空 干燥器中 , 相对湿度 56 % , 改变温度 。 每隔 1hr , 测 定 各 温 度 下 的 残 留 氧 浓 度 。结果见图 4 。 5. 湿度与脱氧速度的关系 配制 24. 6g 脱氧剂 , 置于真空干 燥器 内 , 将 其 放 于 恒 温 恒 湿 箱 中 (30 ℃) , 改变湿度 , 相应湿度由饱和盐 溶液 (醋酸钾 、碳酸钾 、亚硝酸钠 、氯 化钠) 提供 。每隔 1hr 分别测定各湿度 条件下的残留氧浓度 。具体数据及结果 见图 5 。
5 TORSTEN KL EIN. Journal of Food Science , 1990 (3) : 869 - 870 !
中国包装 1999 年第 19 卷第 3 期 101 © 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
(0. 05g) , 改变水分量 , 分别配制脱氧 剂 , 置于真空干燥器内 (30 ℃) , 每隔 1hr , 测定残留氧浓度 。具体数据及结 果见图 3 。
3. 脱氧剂脱氧效果的测定 ①包装空间残留氧测定 将脱氧剂置于真空干燥器内 , 利用 测氧仪 , 测定密闭包装空间 (真空干燥 器内) 的氧浓度 。 ②脱氧剂脱氧量测定 据脱氧剂配制方法 , 配制定量脱氧 剂 , 置 于 真 空 干 燥 器 内 ( 30 ℃、 4050ml) , 每 隔 1hr , 测 定 残 留 氧 浓 度 (C) 。采用公式 (21 % - C) ×4050ml ,
图 1 铁粉用量与脱氧量的关系
100 1999 Vol. 19 No . 3 CHINA PACKA GIN G © 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
二 、方法
1. 脱氧剂配制 组分 a : 100g 铁粉与 2ml20 %氯化
钠溶液均匀混合 , 于 40mmHg、40 ℃真 空干燥 , 使其含水量接近 0 。
组分 b : 100g 硫酸钙与 20ml 水均 匀混合 。
组分 c : 改性剂 。 按不 同 氧 浓 度 和 所 需 控 制 时 间 要 求 , 选择适当的脱氧剂用量 , a 、b 与 c 按一定的比例均匀混合 。 2. 配方组分的用量与脱氧速度的 关系 ①铁粉 改变 铁 粉 量 , 定 量 b 、c , 配 制 脱 氧剂 。然后分别将脱氧剂置于真空干燥 器中 ( 30 ℃恒 温) , 每 隔 1hr , 测 定 干 燥器内残留氧浓度 。具体数 据及结果见图 1 。 ②氯化钠 定量铁粉 (12. 3g) 、水 分 ( 2. 46ml ) 和 c ( 0. 05g) , 改变氯化钠量 , 分别 配制脱氧剂 , 置于真空干燥 器 中 ( 30 ℃) , 每 隔 0. 5hr 测定 干 燥 器 内 残 留 氧 浓 度 。 具体数据及结果见图 2 。 ③水分 定量铁粉 (12. 3g) 、氯 化钠 溶 液 ( 0. 246ml ) 和 c
三 、结果与分析
1. 配方组分用量与脱氧速度的关 系
①铁粉 从图 铁粉用量的增加而增大 。 铁粉是脱氧反应物 , 在此研究中 ,
图 5 湿度与脱氧量的关系 ③水分 由图 3 及 实 验 现 象 : 加 水 不 足 (10ml H2O/ 100gCaSO4 ) , 降 低 反 应 物 (水) 浓度 , 脱氧反应不充分 , 曲线较 平缓, 脱 氧 速 度 较 低; 加 水 过 多 (30ml H2O/ 100gCaSO4 ) , 脱 氧 剂 结 块 , 减少与氧接触的表面积 , 影响脱氧效 果 , 同时流动性较差 , 易粘在包装机械 的内壁 。脱氧反应为放热 反 应 , 后 期 (3hr 后) 热量促使部分水分蒸发 , 曲 线变陡 , 脱氧速度变快 。 从脱 氧 剂 的 流 动 性 的 脱 氧 效 果 考
四 、结论
1. 改性铁系脱氧剂 A 型配方为组 分 a ( 0. 4gNaCl/ 100gFe 粉) 、组 分 b ( 20ml H2O/ 100gCaSO4 ) 、组 分 c ( 0. 5g/ 100gFe 粉) 。
2. A 型脱氧剂 8g , 24hr , 脱氧量 为 850. 5ml 。
3. A 型脱氧剂脱氧速度随温度升 高而加快 ; 湿度对其影响很小 。
图 4 温度与脱氧量的关系 虑 , 选 择 水 分 用 量 20ml H2O/ 100gCaSO4 。
2. 温度与脱氧速度的关系 由图 4 : 脱氧剂 A 型的脱氧速度随 温度的升高而加快 。因此适当控制温度 可以提高脱氧速度 。温度升高 , 快速提 供反应所需活化能 , 反应速度加快 , 脱 氧速度提 高 , 但 过 高 将 影 响 食 品 的 品 质。 3. 湿度与脱氧速度的关系 由图 5 : 本课题研制的 A 型脱氧剂 是自动反应型 , 自身带水 , 故环境湿度 对其影响不大 。但环境湿度和脱氧剂内 的水分平衡情况将涉及脱氧剂的流动状 态 , 故对其脱氧效果也有影响 , 相对湿 度对 A 型号脱氧剂的脱氧效果影响很 小。
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计算一定时间 , 定量脱氧剂的脱氧体 积。
图 2 氯化钠用量与脱氧量的关系
也适当增加其它组分量 , 即 加大反应物浓度 , 使脱氧速 度加快 。故在要求脱氧快的 包装体系 , 可适当增加铁粉 量 。但这将影响脱氧剂的成 本。