[发明专利]一种乳状制冰溶液及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种乳状制冰溶液及其制备方法，以及在基于静态磁场制备微晶流态冰中的应用，所述乳状制冰溶液的组成为：油相、水相、聚甘油蓖麻醇酯；本发明乳状制冰溶液具有体系粘度较低、体系较稳定、适合流态冰制取的特性，制备得到的乳状液流态冰流动性能好，不易粘附制冰器壁，含冰率较高、冰晶颗粒细小，呈球状或椭球状；本发明实现了“乳状液降粘附性‑静态磁场促晶成核”的制冰高效协同作用，有效提高了制冰效率，通过该方法获得的流态冰对人体安全无害，拓展了流态冰在食品冷藏的应用，且对设备要求较低，绿色环保，具有较大的应用前景。

技术领域

本发明涉及流态冰技术领域，具体涉及一种乳状制冰溶液及其制备方法，以及在基于静态磁场制备微晶流态冰中的应用。

背景技术

流态冰作为一种典型的相变蓄冷介质，具有冰晶细小、颗粒圆润、冷却速度快、流动性能好等优点，在食品保鲜中可用于快速冷却食品，抑制腐败微生物的生长，并且不破坏食品的表皮层面，可有效地改善食品品质、延长食品货架期，在未来的食品冷链物流中存在广阔的应用前景。然而，在实际制冰过程中，由自来水、纯净水、去离子水生成的冰晶呈针尖状，颗粒较大，易粘附于制冰容器内壁而造成冰堵。此外，制冰过程中普遍存在过冷现象，即将实际制冰温度降低到理论温度以下才开始发生结晶，制冰溶液的过冷状态不稳定，易提前解除而不能稳定制冰，导致制冰效率下降，极大增加了能耗，阻碍了流态冰技术走向成熟。

为了降低最大过冷度、促进冰晶成核，改善流态冰晶颗粒的形状和尺寸，避免冰晶粘附器壁，目前最常用的方法是在制冰溶液中加入醇类物质、表面活性剂、纳米金属氧化物或者这几种物质复配的多元添加剂。

选用醇类物质作为添加剂，如乙二醇、丙二醇、丙三醇等，会降低制冰溶液的凝固点，需要更低的制冷剂温度，从而增大了制冰能耗；另外，醇类水溶液制备得到的流态冰大多呈枝状，在后续输送和储存过程中，流态冰晶容易发生熟化或团聚，导致冰晶直径增大，流动性能较差。

选用表面活性剂作为添加剂，如司盘-80、吐温-20、吐温-80等，可制取获得晶体圆润、柔软絮状的流态冰，但加入后会让流态冰粘度变大，易附着制冰器内壁，不易流动且在后续流通中不易保存。

选用纳米金属氧化物作为添加剂，如氧化铜、氧化铝、二氧化钛等氧化纳米粒子，添加剂中的微粒与基体之间具有较好的润湿效果，通常用作成核剂，并且同时具备较强的亲水性、量子效应、宏观量子隧道效应等，在流态冰制取过程中，可降低制冰溶液的过冷度，促进冰晶快速成核，但因其属于金属类氧化物具有危害性，不宜应用于食品保鲜方面。

同时选用醇类物质、纳米金属氧化物或表面活性剂作为复配添加剂，可降低过冷度、细化冰晶，然而在过冷水状态时难以维持稳定，易分散解除过冷态，同样出现冰堵现象难以稳定出冰，制冰效率较低。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明提供了一种乳状制冰溶液及其制备方法，以及在基于静态磁场制备微晶流态冰中的应用。本发明使用食用油(菜籽油)作为乳状制冰溶液的原料，结合特定的静态磁场作用，获得的冰晶颗粒细小、不易粘附器壁，并且乳状液流态冰在完全融化后经过搅拌、冷却等仍可重新形成流态冰。

本发明的技术方案如下：

一种乳状制冰溶液，其组成为：油相、水相、聚甘油蓖麻醇酯(PGPR)；基于油相和水相的总体积，油相的体积分数为10～30％，水相的体积分数为70～90％；所述聚甘油蓖麻醇酯的体积为油相和水相总体积的3～5％；

所述油相由如下体积分数的组分组成为：菜籽油50～70％、中链甘油三酯(MCT)30～50％；

所述水相为去离子水。

本发明所述乳状制冰溶液的制备方法为：