[发明专利]一种降低水过冷度的方法

说明书

本发明涉及制冰技术领域，涉及一种降低制冰过程中水过冷度的方法，所述方法包括在水中加入纳米壳聚糖。所述水可为自来水、纯水、矿泉水、海水中的一种或多种。

技术领域

本发明涉及制冰技术领域，涉及一种降低制冰过程中水过冷度的方法。

背景技术

流化冰具有冰晶细小、颗粒圆润和获取方便等优点，用于水产品快速降温，并不刺破水产品表皮，可有效提高水产品品质、延长货架期，在冷链物流中存在广阔的应用前景。但由于实际制冰过程中存在的过冷现象，需要将实际制冰温度降低到理论温度以下才能开始结冰，一般溶液存在5.0～6.0℃的过冷度，而海水的过冷度则更高，导致制冰机需要极低的蒸发温度在进行工作，使得能耗加大，阻碍了流化冰的应用前景。

在水中添加适量的成核剂是降低过冷度的有效方法。微粒作为成核剂使用需要满足一定的条件，即微粒与基体溶液之间存在较好的润湿效果。现研究报道的金属纳米粒子、氧化物纳米粒子、碳(硅)化物纳米粒子、硫化物纳米粒子和复合纳米粒子等，具有纳米级的微小尺寸(100nm以下)及极强的亲水性，并有小尺寸效应、表面效应、量子效应和宏观量子隧道效应等特性，作为成核剂应用于空调蓄冷以及食品工业等领域。目前研究较多的是金属纳米粒子Cu、Al以及CuO、Al₂O₃和TiO₂等氧化纳米粒子，上述纳米粒子可作为成核剂应用于制冰过程中，减少水过冷度，但因其金属对人体的危害，无法应用于食品保鲜上。因此，有必要寻找一种对人体无害的纳米颗粒作为成核剂来提高制冰效率。

发明内容

本发明的目的是针对流化冰制取过程因过冷现象的存在导致制冰机能耗增大的技术问题，提供一种降低水过冷度的方法，通过在水中加入纳米壳聚糖，有效降低水过冷度。

为了达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种降低水过冷度的方法，所述方法包括在水中加入纳米壳聚糖。所述水可为自来水、纯水、矿泉水、海水中的一种或多种。

作为优选，所述纳米壳聚糖的粒径为50-400nm。

进一步优选，所述纳米壳聚糖的粒径为300-400nm。

作为优选，所述纳米壳聚糖在水中的质量分数为0.05-0.11％。

进一步优选，所述纳米壳聚糖在水中的质量分数为0.09-0.11％。

作为优选，所述纳米壳聚糖的相对分子量为50000-200000。

本发明中，在水中添加纳米级壳聚糖作为成核剂，可有效消除水制冰过程中的过冷度，从而缩短成冰时间、提高制冰机制冰效率、降低制冰机能量消耗。纳米级壳聚糖对人体安全无害，由纳米级壳聚糖作为成核剂形成的流化冰可用于食品保鲜。

附图说明

图1为本发明一个实例中流化冰制取实验台示意图；

图2为水降温理论曲线；

图3为添加不同粒径纳米壳聚糖的纯水降温曲线；

图4为添加不同粒径纳米壳聚糖的纯水过冷度对比；

图5为不同粒径纳米壳聚糖作用下纯水出现白浊时间对比；

图6为添加不同浓度纳米壳聚糖的纯水降温曲线；

图7为添加不同浓度纳米壳聚糖的纯水过冷度对比；

图8为不同浓度纳米壳聚糖作用下纯水出现白浊时间对比；

图9为添加不同粒径纳米壳聚糖的海水降温曲线；

图10为添加不同粒径纳米壳聚糖的海水过冷度对比；

图11为不同粒径纳米壳聚糖作用下海水出现白浊时间对比；