CN104017548A - 一种相变温度为-30℃的低温相变蓄冷材料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种相变温度为-30℃的低温相变蓄冷材料，包括下述重量比的原料制得：浓度为26%～35%的硝酸铝溶液100，成核剂1～5。该相变温度为-30℃的低温相变蓄冷材料主要用于冰淇淋、雪糕、冷冻海鲜等冷链运输环节，能实现稳定相变循环，大大方便了当前冷冻物品最后一公里的配送，且制备工艺简单，成本低廉，易于实现产业化开发。
Description
技术领域
本发明涉及一种相变蓄冷材料，尤其涉及主要用于冰淇淋、雪糕、冷冻海鲜等冷冻物品冷链运输的相变温度为-30℃的低温相变蓄冷材料。
背景技术
冰淇淋、雪糕、冷冻海鲜的最佳储存温度为-25℃，最高不能高于-18℃，否则冷冻物品就将融化。以冰淇淋为例，众所周知，冰淇淋化掉之后再冻起来就不能算作冰淇淋，只能算作冰和奶油的混合物，而正是基于冰淇淋对于温度的高度敏感，使得冰淇淋对生产以及运输整个过程的全程冷链要求非常高，不仅温度不能超过上限，同时在运输途中也要求其温度波动幅度越小越好、频率越低越好。
尽管低温冷冻物品生产过程中，制冷机可以非常严格的控制过程温度，保证物品品质，并且出厂的运输过程中可以采用专业的冷藏车进行配送，但是，冷冻物品进入最后一公里的配送时，经常会受到市区交通拥挤、停车难、冷藏车禁行等限制，全部采用冷藏车进行配送不仅极不方便、而且成本高昂。以冰淇淋为例，冰淇淋的最后一公里配送点通常都比较分散，每个点单次配送量低但配送频率高，因此迫切需要可以蓄冷、无需搭载制冷机的装置进行配送，而适合冰淇淋配送的低温蓄冷材料就成为实现最后一公里配送的关键。
目前的低温蓄冷材料是通过一些水-盐体系在一定条件下形成共晶盐得到的，即通过在纯水中加入一定浓度的盐，形成溶液，通过合适的浓度调节，可以使两者出现共同的最低凝固温度，在该温度以上为液态，低于该温度则为固态，溶液变成固态过程即为结晶过程，结晶必须先产生晶核，然后晶核长大，加入成核剂的目的就是加快晶核剂的形成，促进结晶，降低过冷度。共晶盐发生固液相变时要吸收大量的潜热（放出冷量），共晶盐相变蓄冷就是先把这部分冷量储存起来，需要时再释放。
冰淇淋、雪糕、冷冻海鲜的最佳温度为-25℃，最高不能高于-18℃，用于满足冷冻物品配送的低温蓄冷相变材料，其最佳相变温度点一般应在-30℃，而当前市场上并未有该相变温度点的低温蓄冷材料。已有的-21℃的蓄冷材料，运输过程中只能控制货物温度在-15℃，不能满足产品需求。如申请号为CN201310170576.8、公开号为CN103242806A、名称为无机盐相变蓄冷材料的专利申请公开了一种无机盐相变蓄冷材料，由以下重量份数的原料组成：100重量分数的浓度为15～25%的无机盐溶液、1～7重量分数的晶核剂、2～15重量分数的增稠剂。但该无机盐相变蓄冷材料最低只能达到-21℃，而无法达到-30℃。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的在无冷冻冰箱等冷源条件下，相变蓄冷材料的相变温度无法达到-30℃等缺陷，提供了一种新的相变温度为-30℃的低温相变蓄冷材料。
为了解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案实现：
一种相变温度为-30℃的低温相变蓄冷材料，包括下述重量比的原料制得：
浓度为26%～35%的硝酸铝溶液 100，
成核剂 1～5。
采用上述原料可制备得到相变温度点为-30℃，蓄冷容量达100-200 J/g，能实现稳定相变循环、成本低的低温相变蓄冷材料。
作为优选，上述所述的一种相变温度为-30℃的低温相变蓄冷材料，所述的成核剂为硫酸钠、硫酸钾、硼酸钾中的一种或者多种。成本低，且使得得到的低温相变蓄冷材料品质更好。
附图说明
图1为本发明一种相变温度为-30℃的低温相变蓄冷材料的降温曲线图。
具体实施方式
下面结合附图1和具体实施方式对本发明作进一步详细描述，但它们不是对本发明的限制：
为了更好地理解技术，先对图1进行说明，初始部分温度直线下降，说明材料未发生相变。降温曲线先出现凹点，表明材料开始发生相变；平台区表示材料正在发生相变，其中，凹点与平台区的温度差表示相变蓄冷材料的过冷度；过了平台区，曲线温度迅速下降，表明相变过程结束。
实施例1
在250 ml的烧杯中倒入100 ml的水，将烧杯置于35℃的恒温水浴中，待烧杯内部水温到达30℃时缓慢加入35.13克硝酸铝，搅拌直到完全溶解后加入1.35克成核剂，继续搅拌30分钟后自然冷却得到相变蓄冷材料。
其中，成核剂优选为硫酸钠或硫酸钾或硼酸钾。
实施例2
在250 ml的烧杯中倒入100 ml的水，将烧杯置于35℃的恒温水浴中，待烧杯内部水温到达30℃时缓慢加入35.13克硝酸铝，搅拌直到完全溶解后加入6.75克成核剂，继续搅拌30分钟后自然冷却得到相变蓄冷材料。
其中，成核剂优选为硫酸钠或硫酸钾或硼酸钾。
实施例3
在250 ml的烧杯中倒入100 ml的水，将烧杯置于35℃的恒温水浴中，待烧杯内部水温到达30℃时缓慢加入35.13克硝酸铝，搅拌直到完全溶解后加入4.05克成核剂，继续搅拌30分钟后自然冷却得到相变蓄冷材料。
其中，成核剂优选为硫酸钠或硫酸钾或硼酸钾。
实施例4
在250 ml的烧杯中倒入100 ml的水，将烧杯置于35℃的恒温水浴中，待烧杯内部水温到达30℃时缓慢加入35.13克硝酸铝，搅拌直到完全溶解后加入0.69克硫酸钠，0.66克硫酸钾，或加入0.82克硫酸钠，0.53克硼酸钾，或加入0.82克硫酸钾，0.53克硼酸钾，并继续搅拌30分钟后自然冷却得到相变蓄冷材料。
实施例5
在250 ml的烧杯中倒入100 ml的水，将烧杯置于35℃的恒温水浴中，待烧杯内部水温到达30℃时缓慢加入35.13克硝酸铝，搅拌直到完全溶解后加入3.63克硫酸钠，3.12克硫酸钾，或加入4.35克硫酸钠，2.40克硼酸钾，或加入4.35克硫酸钾，2.40克硼酸钾，并继续搅拌30分钟后自然冷却得到相变蓄冷材料。
实施例6
在250 ml的烧杯中倒入100 ml的水，将烧杯置于35℃的恒温水浴中，待烧杯内部水温到达30℃时缓慢加入35.13克硝酸铝，搅拌直到完全溶解后加入2.12克硫酸钠，1.93克硫酸钾，或加入2.54克硫酸钠，1.51克硼酸钾，或加入2.54克硫酸钾，1.51克硼酸钾，并继续搅拌30分钟后自然冷却得到相变蓄冷材料。
实施例7
在250 ml的烧杯中倒入100 ml的水，将烧杯置于35℃的恒温水浴中，待烧杯内部水温到达30℃时缓慢加入35.13克硝酸铝，搅拌直到完全溶解后加入0.41克硫酸钠，0.41克硫酸钾，0.53克硼酸钾并继续搅拌30分钟后自然冷却得到相变蓄冷材料。
实施例8
在250 ml的烧杯中倒入100 ml的水，将烧杯置于35℃的恒温水浴中，待烧杯内部水温到达30℃时缓慢加入35.13克硝酸铝，搅拌直到完全溶解后加入2.18克硫酸钠，2.18克硫酸钾，2.39克硼酸钾并继续搅拌30分钟后自然冷却得到相变蓄冷材料。
实施例9
在250 ml的烧杯中倒入100 ml的水，将烧杯置于35℃的恒温水浴中，待烧杯内部水温到达30℃时缓慢加入35.13克硝酸铝，搅拌直到完全溶解后加入1.27克硫酸钠，1.27克硫酸钾，1.51克硼酸钾并继续搅拌30分钟后自然冷却得到相变蓄冷材料。
实施例10
在250 ml的烧杯中倒入100 ml的水，将烧杯置于35℃的恒温水浴中，待烧杯内部水温到达30℃时缓慢加入53.85克硝酸铝。其它组份的配比和实施步骤同上述实施例1至9。
总之，以上所述仅为发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利的范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (2)
1.一种相变温度为-30℃的低温相变蓄冷材料，其特征在于包括下述重量比的原料制得：
浓度为26%～35%的硝酸铝溶液 100，
成核剂 1～5。
2.根据权利要求1所述的一种相变温度为-30℃的低温相变蓄冷材料，其特征在于：所述的成核剂为硫酸钠、硫酸钾、硼酸钾中的一种或者多种。
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