[發(fā)明專利]一種高濃度臭氧冰的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110576530.0
• 申請(qǐng)日: 2021-05-26
• 公開（公告）號(hào): CN113251714B
• 公開（公告）日: 2022-10-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱常亮;馬曉宇;周元全;欒東磊;涂曉波;徐維維;牟海津
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)海洋大學(xué);武漢威蒙環(huán)保科技有限公司
• 主分類號(hào): F25C1/00
• 分類號(hào): F25C1/00;C25B1/13;C25B15/029;B01F23/232;B01F25/50;B01F35/213;B01D19/04
• 代理公司: 北京載博知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11116
• 代理人: 韋群

本發(fā)明公開了一種制備高濃度臭氧冰的方法，該方法利用電解法制備高濃度臭氧氣體，將臭氧氣體與低溫冷卻水循環(huán)結(jié)合，制備高濃度臭氧水，并將臭氧水添加非硅乳化劑進(jìn)行消泡，消泡后的臭氧水進(jìn)行二次冷凍定型得到臭氧冰，該方法制備的臭氧水濃度高，成本低廉、操作簡(jiǎn)便、綠色無污染，臭氧冰具有緩慢釋放功能且能夠有效減少臭氧的逸散，對(duì)水產(chǎn)品中有害微生物的抑制具有重要意義和應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種臭氧冰制備的方法和設(shè)備，具體是涉及一種通過循環(huán)冷卻水制備高濃度臭氧冰的方法。

背景技術(shù)

臭氧是一種高效、廣譜的消毒劑，廣泛應(yīng)用于諸多領(lǐng)域。傳統(tǒng)上將臭氧用作淡水養(yǎng)殖系統(tǒng)的消毒劑，臭氧水在改善魚的感官質(zhì)量和貨架期方面的應(yīng)用得到了認(rèn)可。但是，臭氧在常溫下極不穩(wěn)定，隨著水溫的升高，水中臭氧濃度快速降低，水中臭氧濃度快速降低，0℃水中的臭氧半衰期為40min，40℃時(shí)降低為3min。臭氧水中溶解的臭氧極易從水中逸出，難以長(zhǎng)時(shí)間維持較好的效果。

冰作為儲(chǔ)熱材料可提供較大的熔化潛熱，冰可用于在恒定溫度下提供冷卻功能。但冰鮮技術(shù)只能在一定程度上抑制微生物的活動(dòng)，并不能減少水產(chǎn)品的活菌數(shù)。有研究將含有溶解的氣態(tài)臭氧的水制成冰作為食品冷藏的方法，但由于臭氧在水中的溶解度不高難以制備高濃度的臭氧冰。

目前已有的臭氧制備法有紫外輻照法、電解法、放射化學(xué)法、高頻高壓電暈法等，紫外輻照法與放射化學(xué)法只適用于某些特殊情況，不適合于工業(yè)大量生產(chǎn)；而高頻高壓電暈法生產(chǎn)臭氧的條件比較苛刻(干燥、低溫、純氧等)，產(chǎn)生的臭氧氣體純度通常僅有3％-6％，且以干燥空氣作為介質(zhì)的臭氧生產(chǎn)過程中會(huì)伴隨氮氧化合物等致癌物產(chǎn)生，長(zhǎng)期蓄積在人體內(nèi)引發(fā)癌癥。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種低成本、無污染、易操作的高濃度臭氧冰制備方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的的技術(shù)方案是：通過反復(fù)循環(huán)混合提高低溫臭氧水的臭氧濃度，將高濃度臭氧水分離后通入制冰機(jī)制備高濃度臭氧冰，該設(shè)備包括電解式臭氧發(fā)生裝置、水氣混合裝置、安全裝置、預(yù)冷水系統(tǒng)、內(nèi)循環(huán)增效系統(tǒng)、制冰系統(tǒng)；自來水與純水機(jī)相連，臭氧發(fā)生器與純水機(jī)相連，臭氧發(fā)生器電解純水，陽極罐產(chǎn)生臭氧氣體，經(jīng)分配器分配后進(jìn)入混合泵在混合罐中與低溫水混合，多余的臭氧氣體在臭氧催化分解塔分解，水氣混合罐的出水口A與預(yù)冷水箱的進(jìn)水口C相連，預(yù)冷水箱的出水口D與混合罐的進(jìn)水口B相連，循環(huán)混合，預(yù)冷水箱的出水口E與制冰機(jī)相連。該方案包括以下步驟：

步驟1：打開電解式臭氧發(fā)生裝置，利用電解法電解純水，產(chǎn)生臭氧氣體；

步驟2：打開水氣混合裝置和內(nèi)循環(huán)增效系統(tǒng)，將臭氧氣體與4℃恒溫水循環(huán)混合得到臭氧水；

步驟3：使用臭氧濃度在線監(jiān)控傳感器對(duì)所述臭氧水中的臭氧濃度進(jìn)行監(jiān)控，濃度達(dá)標(biāo)的所述臭氧水進(jìn)入步驟4，否則通過回流管進(jìn)入步驟2；

步驟4：在濃度達(dá)標(biāo)的臭氧水中添加非硅乳化劑進(jìn)行消泡；所述非硅乳化劑與所述臭氧水的比例為1-5：10000；

步驟5：將消泡后的所述臭氧水在溫≤－5℃的冷凍設(shè)備中進(jìn)行急速冷凍定型，使其表面快速形成冰晶膜，凍結(jié)成初級(jí)臭氧冰；

步驟6：將步驟5所得到的所述初級(jí)臭氧冰輸送至另一冷凍設(shè)備中，在＜0℃的溫度下進(jìn)行保存，形成成品臭氧冰。

優(yōu)選的，電解式臭氧發(fā)生裝置內(nèi)配有純水機(jī)，為電解式臭氧發(fā)生裝置提供原料水。

優(yōu)選的，步驟1中電解式臭氧發(fā)生裝置運(yùn)行1小時(shí)后進(jìn)行步驟2，確保制備的臭氧氣體純度較高。

優(yōu)選的，在水氣混合前打開預(yù)冷水系統(tǒng)，將水溫降至4℃并保持恒定，預(yù)冷水箱的水容量為200L。

優(yōu)選的，預(yù)冷水系統(tǒng)選用適用于臭氧水的抗腐蝕材質(zhì)。

優(yōu)選的，水氣混合裝置的流速控制在800L/h。