CN112646554B - 一种食品加工设备冷却液及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及工业设备冷却液技术领域，具体涉及一种食品加工设备冷却液及其制备方法。本发明提供一种食品加工设备冷却液，其包含由糖类缓蚀剂和氨基酸类缓蚀剂组成的复合缓蚀剂以及丙三醇、杀菌剂、抗菌剂、表面活性剂和纤维素衍生物。本发明提供的食品加工设备冷却液的原料低毒安全，对多种金属均具有优异的防锈、缓蚀作用，能够有效防止冷却系统中的金属腐蚀，同时具有良好的防冻功效，能够有效保证食品加工设备的正常运行并延长其使用寿命。

Description

一种食品加工设备冷却液及其制备方法

技术领域

本发明涉及工业设备冷却液技术领域，具体涉及一种食品加工设备冷却液及其制备方法。

背景技术

食品加工设备冷却液主要用于食品加工设备冷却传热系统，作为热传导介质，将热量及时散发出去，保证设备在适宜的温度下工作。与其它工业设备冷却系统对于冷却液的性能要求相同，食品加工设备冷却液也需要具有防冻、防锈、散热的功能。但是，由于食品加工设备的传热系统型式较为多样，主要零部件可由钢、铁、铝等多种金属组成，其对于冷却液的防锈性能提出了更高的要求，同时，由于食品安全与人类健康息息相关，食品加工设备冷却液还应保证低毒性。

目前，市场上专用的食品加工设备冷却液较少见，很多食品加工设备的冷却液多用水或其他非专用冷却液代替，而这可能会对设备运行性能或食品安全造成不利影响或产生隐患，例如：用水代替冷却液，容易产生金属腐蚀问题，引发渗漏，缩短设备使用寿命；使用其他非食品加工设备冷却液，则可能会由于冷却液含有高毒性物质而产生食品安全隐患。

因此，开发适用于食品加工设备的、低毒安全且对多种金属均具有较好的缓蚀作用的冷却液对于保障食品加工设备的正常运行和寿命维持具有重要意义。

发明内容

为解决现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是提供一种低毒安全且对多种金属均具有较好的抗腐蚀作用的食品加工设备冷却液及其制备方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

为开发具有优性能的适用于食品加工设备的冷却液，本发明首先研发了低毒安全且具有优异抗腐蚀、抗锈功能的缓蚀剂。本发明通过对现有技术中低毒安全且具有缓蚀功能的组分进行大量的筛选和复配组合以及缓蚀功能测试后发现：出于对安全性的考虑，很多具有优异缓蚀性能的物质无法使用，而很多缓蚀组分虽然能够满足低毒安全的要求，但是其缓蚀功能十分有限，尤其对食品加工设备中经常使用的钢、铸铁和铸钢等易腐蚀的金属的缓蚀功能效果更为不佳，而且即便复配或增加用量也很难达到较好的效果。经大量尝试和性能测试，本发明最终发现将糖类缓蚀剂(尤其是富勒烯多糖、羧甲基壳聚糖、海藻多糖、棉子糖)和氨基酸类缓蚀剂(尤其是N-油酰基肌氨酸钠、N-十二烷甘氨酸、辛酰谷氨酸、S-苄基-L-半胱氨酸)进行复配使用，既能够保证低毒安全，还能够保证对于多种金属的优异的缓蚀性能。

具体地，本发明提供一种复合缓蚀剂，其包含糖类缓蚀剂和氨基酸类缓蚀剂。

作为优选，所述糖类缓蚀剂为选自富勒烯多糖、羧甲基壳聚糖、海藻多糖、棉子糖中的一种或多种。所述氨基酸类缓蚀剂为选自N-油酰基肌氨酸钠、N-十二烷甘氨酸、辛酰谷氨酸、S-苄基-L-半胱氨酸中的一种或多种。

将糖类缓蚀剂与氨基酸类缓蚀剂以特定的比例复配使用，具有更优的防锈缓蚀性能。作为优选，所述糖类缓蚀剂和氨基酸类缓蚀剂的质量比为(1～10)：(2～10)。

进一步地，本发明提供所述复合缓蚀剂在设备冷却系统中的应用。

基于本发明的复合缓蚀剂的低毒安全及缓蚀性能，本发明所述的复合缓蚀剂尤其适用于食品加工设备冷却液。

在上述开发的复合缓蚀剂的基础上，本发明进一步提供一种食品加工设备冷却液，其包含所述复合缓蚀剂。

针对食品加工设备，为更好地满足食品加工设备中常用的易腐蚀金属对于防锈缓蚀性能的要求，所述复合缓蚀剂中糖类缓蚀剂和氨基酸类缓蚀剂的优选复配方式如下：

(1)糖类缓蚀剂为富勒烯多糖、羧甲基壳聚糖和海藻多糖；氨基酸类缓蚀剂为N-油酰基肌氨酸钠、N-十二烷甘氨酸、辛酰谷氨酸；

(2)糖类缓蚀剂为富勒烯多糖、羧甲基壳聚糖、海藻多糖和棉子糖；氨基酸类缓蚀剂为N-十二烷甘氨酸、S-苄基-L-半胱氨酸；

(3)糖类缓蚀剂为羧甲基壳聚糖；氨基酸类缓蚀剂为N-十二烷甘氨酸、辛酰谷氨酸和S-苄基-L-半胱氨酸；

(4)糖类缓蚀剂为海藻多糖和棉子糖；氨基酸类缓蚀剂为辛酰谷氨酸；

(5)糖类缓蚀剂为羧甲基壳聚糖和棉子糖；氨基酸类缓蚀剂为N-油酰基肌氨酸钠、N-十二烷甘氨酸、辛酰谷氨酸和S-苄基-L-半胱氨酸。

优选地，所述复合缓蚀剂的组成为选自如下(1)～(5)中的任一种：

(1)富勒烯多糖0.5-1份、羧甲基壳聚糖0.5-1.5份、海藻多糖1-3份、N-油酰基肌氨酸钠1-4份、N-十二烷甘氨酸0.5-2份和辛酰谷氨酸1-4份；

(2)富勒烯多糖0.5-1份、羧甲基壳聚糖0.5-1.5份、海藻多糖1-3份、棉子糖0.2-3份、N-十二烷甘氨酸0.5-2份和S-苄基-L-半胱氨酸0.5-4份；

(3)羧甲基壳聚糖0.5-2份；N-十二烷甘氨酸0.5-2份、辛酰谷氨酸2-4份和S-苄基-L-半胱氨酸1-3份；

(4)海藻多糖1-3份、棉子糖2-5份和辛酰谷氨酸1-4份；

(5)羧甲基壳聚糖0.5-2份、棉子糖1-4份、N-油酰基肌氨酸钠0.5-2份、N-十二烷甘氨酸0.2-2份、辛酰谷氨酸1-3份和S-苄基-L-半胱氨酸0.2-2份。

作为优选，所述糖类缓蚀剂和氨基酸类缓蚀剂的质量比为(1～5)：(2～7)。

作为优选，所述食品加工设备冷却液中所述复合缓蚀剂的质量百分含量为5～20％。

除缓蚀功能外，食品加工设备冷却液还需具有防冻、分散缓冲、抗菌等功能，以保证食品加工设备更好地运行。本发明所述的食品加工设备冷却液还包括防冻剂、杀菌抗菌剂和阻垢分散剂。

为更好地保证低毒安全性，本发明选择毒性低且能够有效降低冰点的防冻组分丙三醇作为防冻剂，能够有效防止液体在低温下冻结。

然而，本发明在将上述开发的复合缓蚀剂与丙三醇复配时，发现其经一段时间的使用后，其分散性会有所下降，产生水垢会使得冷却液在设备中的循环性降低，性能发挥也会受到影响。

进一步地，本发明通过筛选合适的阻垢分散剂解决上述问题，并发现，通过将非离子表面活性剂与纤维素衍生物复配使用，或在此基础上再复配阴离子表面活性剂，能够很好地解决长期使用的分散性问题，有效防止冷却液中产生水垢。

作为优选，所述阻垢分散剂包含纤维素衍生物和选自非离子表面活性剂和阴离子表面活性剂中的一种或多种。

更优选地，所述非离子表面活性剂为烷基糖苷。所述阴离子表面活性剂为油酸单乙醇酰胺磺基琥珀酸酯盐。所述纤维素衍生物为选自阳离子羟乙基纤维素、纤维素硝酸酯中的一种或两种。

更优选地，所述表面活性剂与所述纤维素衍生物的质量比为1：(1-20)。

本发明通过各组分配比的优化，使得各组分更好地协调配合，更有利于其性能发挥。

作为优选，所述食品加工设备冷却液，包括如下重量份的组分：防冻剂20-60份、杀菌剂0.01-3份、抗菌剂0.01-3份、复合缓蚀剂2～20份、表面活性剂0.5-5份、纤维素衍生物1-10份。

更优选地，所述食品加工设备冷却液包括如下重量份的组分：防冻剂30-50份、杀菌剂0.05-2份、抗菌剂0.05-2份、复合缓蚀剂3～12份、表面活性剂0.5-4份、纤维素衍生物1-8份、去离子水35-60份。

其中，所述杀菌剂优选为季铵盐类杀菌剂。更优选为选自双癸基二甲基氯化铵、聚六二甲基双胍盐酸、二氯化N,N-双(十二烷基二甲基)-3-氮杂-1,5-戊二胺中的一种或多种。上述季铵盐类杀菌剂可杀灭冷却液中的病原体，防止污染食品。

所述抗菌剂优选为选自β-N-乙酰己糖胺酶、内肽酶、甘露聚糖酶、壳多糖酶中的一种或多种。上述抗菌剂具有优异的抗菌效果，可避免冷却液中产生病菌。

作为本发明的一种优选方案，所述食品加工设备冷却液包括如下组分：丙三醇30-50份、双癸基二甲基氯化铵0.05-2份、β-N-乙酰己糖胺酶0.2-0.6份，内肽酶0.5-0.8份、富勒烯多糖0.5-1份、羧甲基壳聚糖0.5-1.5份、海藻多糖1-3份、N-油酰基肌氨酸钠1-4份、N-十二烷甘氨酸0.5-2份、辛酰谷氨酸1-4份、烷基糖苷1-4份、阳离子羟乙基纤维素3-8份、去离子水35-60份。

作为本发明的另一种优选方案，所述食品加工设备冷却液包括如下组分：丙三醇30-50份、聚六二甲基双胍盐酸0.05-2份、甘露聚糖酶0.05-2份、富勒烯多糖0.5-1份、羧甲基壳聚糖0.5-1.5份、海藻多糖1-3份、棉子糖0.2-3份、N-十二烷甘氨酸0.5-2份、S-苄基-L-半胱氨酸0.5-4份、油酸单乙醇酰胺磺基琥珀酸酯盐0.2-1份、纤维素硝酸酯1-7份、去离子水35-60份。

本发明还提供所述食品加工设备冷却液的制备方法：将防冻剂、杀菌剂、抗菌剂、复合缓蚀剂、表面活性剂、纤维素衍生物、去离子水在室温下混匀。

本发明的有益效果在于：本发明提供的食品加工设备冷却液具有如下优势：

(1)采用的原料组分均为低毒安全的物质，降低由冷却液造成的食品安全隐患；

(2)对多种金属均具有良好的缓蚀作用，能够有效防止与冷却液接触的金属部件生锈，保证设备正常运行，延长设备的使用寿命；

(3)具有优异的防冻性能，能防止设备在低温下冻裂；

(4)具有优异的分散性能，能够有效防止长时间使用过程中的水垢产生。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的优选实施方式进行详细说明。需要理解的是以下实施例的给出仅是为了起到说明的目的，并不是用于对本发明的范围进行限制。本领域的技术人员在不背离本发明的宗旨和精神的情况下，可以对本发明进行各种修改和替换。

下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。

下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

实施例1

本实施例提供一种食品加工设备冷却液，其配方如下：丙三醇40份、双癸基二甲基氯化铵0.4份、β-N-乙酰己糖胺酶0.5份，内肽酶0.6份、富勒烯多糖0.8份、羧甲基壳聚糖1份、海藻多糖1.2份、N-油酰基肌氨酸钠1.5份、N-十二烷甘氨酸0.5份、辛酰谷氨酸2份、烷基糖苷2份、阳离子羟乙基纤维素5份、去离子水44.5份。

本实施例还提供上述食品加工设备冷却液的制备方法，具体如下：按各组分的质量配比将各组分在室温下混合均匀，即得。

实施例2

本实施例提供一种食品加工设备冷却液，其配方如下：丙三醇30份、聚六二甲基双胍盐酸1份、甘露聚糖酶0.8份、富勒烯多糖0.5份、羧甲基壳聚糖0.7份、海藻多糖1份、棉子糖0.3份、N-十二烷甘氨酸1份、S-苄基-L-半胱氨酸3.5份、油酸单乙醇酰胺磺基琥珀酸酯盐0.5份、纤维素硝酸酯1份、去离子水59.7份。

本实施例还提供上述食品加工设备冷却液的制备方法，具体如下：按各组分的质量配比将各组分在室温下混合均匀，即得。

实施例3

本实施例提供一种食品加工设备冷却液，其配方如下：丙三醇35份、双癸基二甲基氯化铵2份、β-N-乙酰己糖胺酶0.02份、内肽酶0.02份、甘露聚糖酶0.01份、壳多糖酶0.01份、羧甲基壳聚糖1份、N-十二烷甘氨酸1份、辛酰谷氨酸3份、S-苄基-L-半胱氨酸2份、烷基糖苷0.2份、油酸单乙醇酰胺磺基琥珀酸酯盐0.3份、纤维素硝酸酯10份、去离子水45.46份。

本实施例还提供上述食品加工设备冷却液的制备方法，具体如下：按各组分的质量配比将各组分在室温下混合均匀，即得。

实施例4

本实施例提供一种食品加工设备冷却液，其配方如下：丙三醇40份、聚六二甲基双胍盐酸0.05份、二氯化N,N-双(十二烷基二甲基)-3-氮杂-1,5-戊二胺0.05份、壳多糖酶2份、海藻多糖2份、棉子糖3份、辛酰谷氨酸2份、烷基糖苷4份、纤维素硝酸酯4份、去离子水42.9份。

本实施例还提供上述食品加工设备冷却液的制备方法，具体如下：按各组分的质量配比将各组分在室温下混合均匀，即得。

实施例5

本实施例提供一种食品加工设备冷却液，其配方如下：丙三醇45份、双癸基二甲基氯化铵0.1份、聚六二甲基双胍盐酸0.1份、二氯化N,N-双(十二烷基二甲基)-3-氮杂-1,5-戊二胺0.3份、β-N-乙酰己糖胺酶0.6份、内肽酶0.5份、甘露聚糖酶0.3份、羧甲基壳聚糖1份、棉子糖2份、N-油酰基肌氨酸钠1份、N-十二烷甘氨酸0.5份、辛酰谷氨酸2份、S-苄基-L-半胱氨酸0.5份、烷基糖苷1份、阳离子羟乙基纤维素7份、去离子水38.1份。

本实施例还提供上述食品加工设备冷却液的制备方法，具体如下：按各组分的质量配比将各组分在室温下混合均匀，即得。

对比例1

本对比例提供一种食品加工设备冷却液，其配方如下：丙三醇40份、双癸基二甲基氯化铵0.4份、β-N-乙酰己糖胺酶0.5份，内肽酶0.6份、富勒烯多糖2份、羧甲基壳聚糖2份、海藻多糖3份、烷基糖苷2份、阳离子羟乙基纤维素5份、去离子水44.5份。

上述食品加工设备冷却液的制备方法同实施例1。

对比例2

本对比例提供一种食品加工设备冷却液，其配方如下：丙三醇40份、双癸基二甲基氯化铵0.4份、β-N-乙酰己糖胺酶0.5份，内肽酶0.6份、N-油酰基肌氨酸钠2份、N-十二烷甘氨酸2份、辛酰谷氨酸3份、烷基糖苷2份、阳离子羟乙基纤维素5份、去离子水44.5份。

上述食品加工设备冷却液的制备方法同实施例1。

对比例3

本对比例提供一种食品加工设备冷却液，其配方如下：丙三醇40份、双癸基二甲基氯化铵0.4份、β-N-乙酰己糖胺酶0.5份，内肽酶0.6份、N-油酰基肌氨酸钠1份、N-十二烷甘氨酸1.5份、辛酰谷氨酸2.5份、亚硝酸二环己烷基胺2份、烷基糖苷2份、阳离子羟乙基纤维素5份、去离子水44.5份。

上述食品加工设备冷却液的制备方法同实施例1。

实验例1食品加工设备冷却液的防冻和缓蚀性能测试

按照SH/T 0090、SH/T 0085的方法，测定实施例1-5和对比例1-3中的食品加工设备冷却液的冰点、玻璃器皿腐蚀，检测结果如表1所示。

表1食品加工设备冷却液检测结果

实验结果表明，与对比例1-3相比，实施例1-5的食品加工设备冷却液具有优良的金属缓蚀能力和优异的防冻能力，能够对食品加工设备提供优良的防冻和防腐蚀保护。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (2)

1.一种食品加工设备冷却液，其特征在于，由如下重量份的组分组成：丙三醇40份、双癸基二甲基氯化铵0.4份、β-N-乙酰己糖胺酶0.5份，内肽酶0.6份、富勒烯多糖0.8份、羧甲基壳聚糖1份、海藻多糖1.2份、N-油酰基肌氨酸钠1.5份、N-十二烷甘氨酸0.5份、辛酰谷氨酸2份、烷基糖苷2份、阳离子羟乙基纤维素5份、去离子水44.5份。

2.权利要求1所述的食品加工设备冷却液的制备方法，其特征在于，将丙三醇、双癸基二甲基氯化铵、β-N-乙酰己糖胺酶、内肽酶、富勒烯多糖、羧甲基壳聚糖、海藻多糖、N-油酰基肌氨酸钠、N-十二烷甘氨酸、辛酰谷氨酸、烷基糖苷、阳离子羟乙基纤维素和去离子水在室温下混匀。