CN111704896A

CN111704896A - 一种一次性快速制冷剂及其应用

Info

Publication number: CN111704896A
Application number: CN202010621530.3A
Authority: CN
Inventors: 高建; 陈皓天; 陈健胜; 高达
Original assignee: Xiongxian County Feiyang Plastic Packaging Co ltd
Current assignee: Xiongxian County Feiyang Plastic Packaging Co ltd
Priority date: 2020-06-30
Filing date: 2020-06-30
Publication date: 2020-09-25

Abstract

本发明公开了一种一次性快速制冷剂及其应用，属于自冷产品包装用制冷剂技术领域，包括化学计量比的A组分和B组分，其中A组分为氯化铵固体，B组分为八水合氢氧化钡；A组分和B组分分离放置；按照化学计量比，A组分过量10‑15%；此外还包括与A组分和B组分两两分离放置的C组分，所述C组分为氯化钙固体；所述C组分以透气不透水的PVDF膜与A组分和B组分分离；本发明从多种途径保证了该自冷剂的制冷效果，能够应用于食品、药品和快递包装等方面，整个过程无需加水，使用方便，具有广泛的适用性。

Description

一种一次性快速制冷剂及其应用

技术领域

本发明属于自冷产品包装用制冷剂技术领域，具体涉及一种一次性快速制冷剂及其应用。

背景技术

随着经济社会的快速发展，人们对饮食和饮料的食用要求越来越高。尤其是在外出旅行的过程中，自冷食品或饮品的需求越来越高。但是目前市场上自热的食品包装比较普遍，而自冷食品或饮品则较少见。此外，很多药品或快递均需要在一定的低温下保存，因此自冷技术在药品与快递包装方面需求同样比较大。

目前市场上出现的包装制冷技术有两种，一种是溶解吸热，另一种是升华吸热。

溶解吸热主要是铵盐的溶解吸热，而针对水溶解焓变、安全性、易操作性及经济效益进行综合评价，铵盐一般选用硝酸铵。但是铵盐的溶解吸热用于食品药品包装有以下缺陷：1、需要以水为溶剂。一般可以采用两种手段，一种是外加水，即包装袋上设置有注水口，通过注水的方式进行加水，但是这种方式比较麻烦，操作很不方便；另一种是内置水袋，即铵盐与水分装于两个容纳腔内，使用时需要通过某种方式将二者混合，而水作为包装袋的一部分，必然加大了包装袋的重量和体积，不利于运输和储存。2、水溶解焓变较小，如250g饮料下降10摄氏度需要使用108.3g硝酸铵和110g水。即需要的制冷剂量比较大。3、混合过程需要晃动。

升华吸热一般采用的是液氮或干冰。干冰的沸点是-78℃，而液氮的沸点则是-196℃。这两种制冷剂虽然制冷效果较好，但是保存条件较为苛刻，不适用于产品外包装。如中国实用新型专利CN 2428437Y公开了一种饮料自动制冷包装瓶，其包括瓶体、瓶盖、密封垫。在瓶盖的内侧设置有一密封的制冷剂腔体，在腔体下部连接有一直通瓶盖底部的制冷剂释放管。使用时轻轻向上一拨瓶盖至1-3毫米，则腔体与瓶盖之间的导通结构随即导通，制冷剂通过释放管即可从瓶体的底部进入饮料中，迅速与饮料混合并进行热交换，然后与饮料进行热交换的气体从瓶口处的气体释放网排出并将热量带走。这种包装瓶在使用上具有很大的局限性。

因此，提供一种能够广泛适用于食品、药品和快递包装的自冷用制冷剂是本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种一次性快速制冷剂及其应用，其采用化学反应吸热的原理进行制冷，方便实用。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

技术方案之一：

一种一次性快速制冷剂，包括化学计量比的A组分和B组分，其中A组分为氯化铵固体，B组分为八水合氢氧化钡；A组分和B组分分离放置。

本发明吸热原理如下：

2NH₄Cl(s)+Ba(OH)₂·8H₂O(s)＝BaCl₂+2NH₃↑+10H₂O；

该反应能够在常温下进行，产生零下十几度的低温。

作为本发明的进一步改进，由于氢氧化钡具有一定的毒性，为保证氢氧化钡能够反应完全，氯化铵固体应稍微过量，且以化学计量比计算过量10-15％为宜。多余的氯化铵固体不仅可以保证八水合氢氧化钡固体反应完全，而且随着时间的延长，降温形成的冰会逐渐融化，而此时多余的氯化铵固体会溶于该反应生成的水中，氯化铵属于铵盐，铵盐在水中的溶解是吸热过程，因此，本发明利用反应热与溶解热的双重效应，延长了整体的降温时间。此外，为了避免氢氧化钡的毒性对人体的影响，A组分氯化铵固体和B组分八水合氢氧化钡晶体必须各自密封放置，避免与人体和被包装的物品直接接触。

由于该反应会产生氨气与水，而氨气溶于水的反应是放热反应，为了避免氨气溶解产生的热量对反应吸收的热量进行抵消，作为本发明的进一步改进，本发明还包括与A组分和B组分两两分离放置的C组分，所述C组分为氯化钙固体。氯化钙固体可以将反应生成的，还未来得及溶于水的氨气进行吸收，减少了氨气溶于水的量，从而进一步提高了反应的降温作用。

由于C组分氯化钙固体不仅可以吸收氨气，其作为一种常用的干燥剂，还可以吸收反应生成的水，但是氯化钙吸水是放热的，为了避免该放热过程对反应吸收的热进行的抵消，作为本发明的进一步改进，所述C组分以透气不透水的PVDF膜与A组分和B组分分离，即只有氨气可以透过该膜进入氯化钙中被吸收，而生成的水则与氯化钙固体隔离，从而进一步提高了吸热的效果。

技术方案之二：

本发明提供了一种一次性快速制冷剂在食品、药品及快递包装方面的应用。

本发明具有如下技术效果：

氢氧化钡(八水)，中文别名:八水合氢氧化钡；氢氧化钡,八水；八水氢氧化钡；氢氧化钡八水合物，主要用于化工、轻工、医药等行业，还用于制造钡盐，石油工业中作多效能添加剂等。本发明以氯化铵固体和八水合氢氧化钡为制冷剂的A组分和B组分，采用化学反应的方式进行吸热，在常温下即可进行，并且能够产生零下十几度的低温，能够很好的为被包装物进行快速有效的降温。其吸热原理如下：2NH₄Cl(s)+Ba(OH)₂·8H₂O(s)＝BaCl₂+2NH₃↑+10H₂O；氯化铵固体和八水合氢氧化钡分装于两个容纳腔内，使用时以某种方式进行混合，即可发生上述化学反应，从而吸收大量的热量。

本发明中氯化铵固体过量10-15％，多余的氯化铵固体不仅可以保证八水合氢氧化钡固体反应完全，而且随着时间的延长，降温形成的冰会逐渐融化，而此时多余的氯化铵固体会溶于该反应生成的水中，氯化铵属于铵盐，铵盐在水中的溶解是吸热过程，因此，本发明利用反应热与溶解热的双重效应，延长了整体的降温时间。同时，氯化铵溶于水的过程中会发生铵根离子的水解，抑制了氨气在水中的溶解，进一步提高了整体的降温效果。

该反应过程中会产生氨气，由于氨气溶解过程为放热反应，为了避免放热对制冷效果的抵消作用，需要再另外设置一个容纳腔，且氯化钙固体容纳腔以透气不透水的PVDF膜进行包装，内部装有氯化钙固体，以氯化钙固体吸收氨气。本发明从多种途径保证了该自冷剂的制冷效果，能够应用于食品、药品和快递包装等方面，整个过程无需加水，使用方便，具有广泛的适用性。

具体实施方式

现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。

应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明。另外，对于本发明中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。

除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料，但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。

在不背离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见得的。本申请说明书和实施例仅是示例性的。

关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。

本发明吸热原理如下：

2NH₄Cl(s)+Ba(OH)₂·8H₂O(s)＝BaCl₂+2NH₃↑+10H₂O；

该反应能够在常温下进行，产生零下十几度的低温。

作为本发明的一个优选实施例，由于氢氧化钡具有一定的毒性，为保证氢氧化钡能够反应完全，氯化铵固体应稍微过量，且以化学计量比计算过量10-15％为宜。多余的氯化铵固体不仅可以保证八水合氢氧化钡固体反应完全，而且会溶于该反应生成的水中，氯化铵属于铵盐，铵盐在水中的溶解是吸热过程，因此，本发明利用反应热与溶解热的双重效应，进一步提高了降温效果。同时，为了避免氢氧化钡的毒性对人体的影响，A组分氯化铵固体和B组分八水合氢氧化钡晶体必须各自密封放置，避免与人体和被包装的物品直接接触。

由于该反应会产生氨气与水，而氨气溶于水的反应是放热反应，为了避免氨气溶解产生的热量对反应吸收的热量进行抵消，作为本发明的一个优选实施例，本发明还包括与A组分和B组分两两分离放置的C组分，所述C组分为氯化钙固体。氯化钙固体可以将反应生成的，还未来得及溶于水的氨气进行吸收，减少了氨气溶于水的量，从而进一步提高了反应的降温作用。

由于C组分氯化钙固体不仅可以吸收氨气，其作为一种常用的干燥剂，还可以吸收反应生成的水，但是氯化钙吸水是放热的，为了避免该放热过程对反应吸收的热进行的抵消，作为本发明的一个优选实施例，所述C组分以透气不透水的PVDF膜与A组分和B组分分离，即只有氨气可以透过该膜进入氯化钙中被吸收，而生成的水则与氯化钙固体隔离，从而进一步提高了吸热的效果。

上述一次性快速制冷剂在食品、药品及快递包装方面具有广泛的应用。

实施例一：

一种一次性快速制冷剂，用于饮料包装，其包括化学计量比的A组分和B组分，其中A组分为氯化铵固体，B组分为八水合氢氧化钡；A组分和B组分分离放置。为延长低温时间，饮料外包装采用保温材料。

本发明吸热原理如下：

2NH₄Cl(s)+Ba(OH)₂·8H₂O(s)＝BaCl₂+2NH₃↑+10H₂O；

饮料净重500g，A组分氯化铵固体质量为5.35g,B组分八水合氢氧化钡晶体用量为15.8g，将A组分和B组分混合后，内部饮料即由21℃变为冰水混合物，且27min时，冰水比例达到最大，冰水比例为2:5，经过47min冰全部融化，经过79min恢复到原来温度。

实施例二：

本发明吸热原理如下：

2NH₄Cl(s)+Ba(OH)₂·8H₂O(s)＝BaCl₂+2NH₃↑+10H₂O；

饮料净重500g，A组分氯化铵固体质量为5.90g,B组分八水合氢氧化钡晶体用量为15.8g，将A组分和B组分混合后，内部饮料即由21℃变为冰水混合物，且25min时，冰水比例达到最大，冰水比例为2.2:5，经过52min冰全部融化，经过81min恢复到原来温度。

实施例三：

一种一次性快速制冷剂，用于饮料包装，其包括化学计量比的A组分和B组分，其中A组分为氯化铵固体，B组分为八水合氢氧化钡；A组分和B组分分离放置。还包括与A组分和B组分两两分离放置的C组分，所述C组分为氯化钙固体；所述C组分以透气不透水的PVDF膜与A组分和B组分分离。为延长低温时间，饮料外包装采用保温材料。

本发明吸热原理如下：

2NH₄Cl(s)+Ba(OH)₂·8H₂O(s)＝BaCl₂+2NH₃↑+10H₂O；

饮料净重500g，A组分氯化铵固体质量为6.1g,B组分八水合氢氧化钡晶体用量为15.8g，将A组分和B组分混合后，内部饮料即由21℃变为冰水混合物，且21min时，冰水比例达到最大，冰水比例为2.35:5，经过61min冰全部融化，经过92min恢复到原来温度。

对比例一：

一种一次性快速制冷剂，用于饮料包装，其包括化学计量比的A组分和B组分，其中A组分为硝酸铵固体，B组分为蒸馏水；A组分和B组分分离放置。

饮料净重500g，A组分硝酸铵固体质量为6.1g,B组分为蒸馏水30g，将A组分和B组分混合后，内部饮料即由21℃变为冰水混合物，且16min时，冰水比例达到最大，冰水比例为0.8:5，经过29min冰全部融化，经过41min恢复到原来温度。

以上实施例及对比例中采用的饮料均为同品牌冰红茶，且外包装和保温材料也完全相同。通过以上实施例与对比例的对比可以发现，本发明的快速制冷剂制冷迅速，制冷时间短，且制冷时间持续较长，结合良好的保温材料可以更进一步延长保冷时间，在食品、药品及快递运输方面均可以广泛应用。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims

1.一种一次性快速制冷剂，其特征在于，包括化学计量比的A组分和B组分，其中A组分为氯化铵固体，B组分为八水合氢氧化钡；A组分和B组分分离放置。

2.根据权利要求1所述的一种一次性快速制冷剂，其特征在于，按照化学比，A组分过量10-15%。

3.根据权利要求1所述的一种一次性快速制冷剂，其特征在于，还包括与A组分和B组分两两分离放置的C组分，所述C组分为氯化钙固体。

4.根据权利要求2所述的一种一次性快速制冷剂，其特征在于，所述C组分以透气不透水的PVDF膜与A组分和B组分分离。

5.如权利要求1-3所述的快速制冷剂在食品、药品及快递包装方面的应用。