[发明专利]一种用于冰浆制取的复配添加剂

说明书

本发明涉及一种用于冰浆制取的复配添加剂，所述复配添加剂由纳米二氧化硅、氯化钠和聚乙烯醇复配组成，添加了所述复配添加剂的制冰溶液中各组分的质量百分比配比为：0.25%~1%纳米二氧化硅，1%~5%氯化钠，0.1%~1%聚乙烯醇，余量为水。在真空法冰浆制取过程中加入该添加剂可降低系统所需的真空度，并获得颗粒细小的冰晶，制得絮状冰浆，冰晶颗粒呈球状或椭球状，平均粒径仅为30μm~60μm，且冰浆在储存过程中，冰晶颗粒不易团聚和熟化，改善了冰浆的流动性能和换热性能，并有效防止了运输过程中因冰晶颗粒过大而产生的冰堵现象。

技术领域

本发明涉及冰浆蓄冷技术领域，特别涉及一种用于冰浆制取的复配添加剂。

背景技术

冰浆作为一种典型的相变蓄冷介质，具有蓄能密度高、释冷速度快、流动性能好等优点，可应用于区域供冷、矿井降温、食品保鲜等领域。冰浆中冰晶颗粒的形状和尺寸大小是决定其流动性能、换热性能及物性参数的关键，同时也会影响系统设备（如泵、阀门）的使用，过大的冰晶颗粒还可能导致冰浆流动过程中管道堵塞并最终使系统发生故障。因此，工业应用中希望制取得到冰晶颗粒细小的冰浆，且要求在储存和运输过程中冰晶颗粒不易团聚和熟化。

为了改善冰晶颗粒的形状和尺寸，目前最常用的做法是在制冰溶液中加入添加剂。工业应用中，最常用的添加剂包括醇类物质、表面活性剂及这两种物质复配的二元添加剂。

其一是选用醇类物质为添加剂，如乙二醇、丙二醇、丙三醇等。此类添加剂会降低溶液的冰点，提高真空制备过程所需的真空度，造成制冰过程能耗增大。同时，乙二醇水溶液制备得到的冰浆大多现枝状，在储存过程中，冰晶极易团聚使得冰晶颗粒粗大，不具有良好的流动性。

其二是选用表面活性剂为添加剂，如吐温-20、吐温-80等。此类添加剂虽可制备出柔软、颗粒较小的冰浆，但吐温的添加会使冰浆粘度增大，且冰浆储存过程中的冰晶再生长现象同样较为严重。

其三是同时选用醇类物质和表面活性剂，作为复配添加剂。然而醇类物质和表面活性剂都将使溶液的冰点降低，且无法很好地抑制冰晶的团聚和熟化，因此流动过程中易出现的冰堵现象仍无法避免，冰浆流动性能和换热性能均较差。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的问题，提供一种用于冰浆制取的复配添加剂，在冰浆制取过程中加入该添加剂可获得颗粒细小的冰晶，且冰浆在储存过程中，冰晶颗粒不易团聚和熟化，改善了冰浆的流动性能和换热性能。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种用于冰浆制取的复配添加剂，所述复配添加剂由纳米二氧化硅、氯化钠和聚乙烯醇复配组成，添加了所述复配添加剂的制冰溶液中各组分的质量百分比配比为：0.25%~1%纳米二氧化硅，1%~5%氯化钠，0.1%~1%聚乙烯醇，余量为水。

进一步的，所述复配添加剂应用于真空法冰浆制取。添加所述复配添加剂后，冰晶生成时的系统真空度降低10~30Pa。

进一步的，所述纳米二氧化硅的平均粒径为20~50μm。

在本发明一实施例中，添加了所述复配添加剂的制冰溶液中各组分的质量百分比配比为：0.5%纳米二氧化硅，其平均粒径为30nm，1%氯化钠，0.25%聚乙烯醇，余量为水。

在本发明又一实施例中，添加了所述复配添加剂的制冰溶液中各组分的质量百分比配比为：0.5%纳米二氧化硅，其平均粒径为25nm，3%氯化钠，0.5%聚乙烯醇，余量为水。

相较于现有技术，本发明的有益效果是：

1．冰浆制取过程中，加入本发明的添加剂后，生成的冰浆呈絮状，冰晶颗粒呈球状或椭球状，平均粒径仅为30μm~ 60μm，十分细小，换热过程中，可迅速融化并提高换热效率。