專利名稱：用于加熱食品的高效發(fā)熱劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及食品加熱的一種方式，具體地說(shuō)，是涉及一種利用化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生熱量加熱帶包裝食品(retort pouch)用的發(fā)熱劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
市場(chǎng)上有一種食品是經(jīng)過(guò)高壓煮熟真空包裝的，如帶包裝(retortpouch)食品，軍用食品，攜帶用方便食品等。這種食品雖然已經(jīng)煮熟，但是仍需要用煤氣或微波爐加熱后食用。當(dāng)我們?cè)谝巴鈺r(shí)想加熱此種食品很不方便，為了能夠簡(jiǎn)便的加熱此種食品，現(xiàn)在市場(chǎng)上已經(jīng)出現(xiàn)了一種加熱食品發(fā)熱袋。這種發(fā)熱袋，其發(fā)熱原料主要由生石灰(CaO)，鋁粉(Al)，氫氧化鈉(NaOH)，無(wú)機(jī)鹽(NaCl，SiO2)為主要成分。此種發(fā)熱袋加入少量水，然后，發(fā)生水化反應(yīng)產(chǎn)生的熱量來(lái)加熱袋裝食品。但是，此種以生石灰(CaO)為主成分的發(fā)熱袋，反應(yīng)時(shí)間及保溫持續(xù)時(shí)間明顯短暫，加熱時(shí)，溫度急劇下降，并不能充分的加熱食品，而且，生石灰(CaO)容易吸收空氣中的水分。在吸收空氣中的水分達(dá)到80％以上的狀態(tài)下，長(zhǎng)期保管，容易產(chǎn)生氧化反應(yīng)，從而大大降低水化反應(yīng)產(chǎn)生的熱量，并且，水化反應(yīng)開(kāi)始時(shí)間的延長(zhǎng)，也將帶來(lái)發(fā)熱效率的下降。因此，當(dāng)務(wù)之急尋找一種物質(zhì)取代上述產(chǎn)品。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足之處，而提供一種新的發(fā)熱效率高，反應(yīng)持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，保溫時(shí)間長(zhǎng)，為包裝食品加熱的發(fā)熱劑及其制備方法。
本發(fā)明可以通過(guò)如下步驟來(lái)實(shí)施用于加熱食品的高效發(fā)熱劑，是包括微細(xì)粉末狀態(tài)鋁粉Al、碳酸鈣CaCO3、氫氧化鈣Ca(OH)2、碳酸氫鈉NaHCO3、氫氧化鈉NaOH，其組分的重量百分比如下鋁粉Al40～44％碳酸鈣CaCO326～29％氫氧化鈣Ca(OH)213～17％碳酸氫鈉NaHCO312～13％氫氧化鈉NaOH 2～4％；其中發(fā)熱劑中的碳酸氫鈉(NaHCO3)，可以用碳酸鈉(Na2CO3)代替。發(fā)熱劑中各個(gè)組合物的含量有所變動(dòng)，但其變化不會(huì)超出上述范圍。發(fā)熱劑的制備方法是將鋁粉Al、碳酸鈣CaCO3、氫氧化鈣Ca(OH)2、碳酸氫鈉NaHCO3、氫氧化鈉NaOH按上述比例攪勻，放入無(wú)紡布袋封口即可。
其中鋁粉(Al)使用了過(guò)200目篩的微細(xì)粉末狀態(tài)的鋁粉(Al)，氫氧化鈣(Ca(OH)2)微溶于水中，與生石灰(CaO)直接與水反應(yīng)的特性成對(duì)比。氫氧化鈣(Ca(OH)2)和鋁粉(Al)水化反應(yīng)保存反應(yīng)初期熱量。并起到幫助其它成分持續(xù)反應(yīng)的作用。而且，氫氧化鈣(Ca(OH)2)和水反應(yīng)的同時(shí)，也和大氣中的二氧化碳(CO2)起反應(yīng)，從而產(chǎn)生部分碳酸鈣(CaCO3)。
氫氧化鈣(Ca(OH)2)在發(fā)熱劑組份中的重量百分比，如果小于13％，那么和鋁粉進(jìn)行初次反應(yīng)時(shí)，反應(yīng)時(shí)間短暫，不能充分的產(chǎn)生熱量。如果氫氧化鈣(Ca(OH)2)重量百分比，超過(guò)17％，和鋁粉反應(yīng)時(shí)不能充分溶解，相對(duì)產(chǎn)生的熱量不夠充分，并且勢(shì)必減少碳酸鈣的總量比，從而降低溫度。
碳酸鈣(CaCO3)幾乎不溶解于水中，但是容易溶解在有二二氧化碳的水中。碳酸鈣反應(yīng)緩慢，相對(duì)使用氧化鈣(CaO)的發(fā)熱劑，能夠延長(zhǎng)1.5～2倍的反應(yīng)時(shí)間，防止溫度急劇下降。當(dāng)碳酸鈣在氫氧化鈣和鋁粉起水化反應(yīng)溫度達(dá)到60度以上時(shí)，與溶解于水中的碳酸氫根離子開(kāi)始慢慢地起反應(yīng)。碳酸鈣(CaCO3)與碳酸氫根離子反應(yīng)，生成易溶于水中的碳酸氫鈣(Ca(HCO3)2)。
碳酸鈣在發(fā)熱劑組分中的所占重量百分比，低于26％，反應(yīng)時(shí)間和溫度維持時(shí)間就會(huì)變短，而重量比超過(guò)29％，則不能充分溶解，使得溫度下降。上述鋁粉(Al)和酸反應(yīng)產(chǎn)生高熱量，同時(shí)Al+溶于水中。鋁粉首先和氫氧化鈉(NaOH)反應(yīng)，溶于水中，幫助發(fā)熱劑組合物升溫，并且?guī)椭渌煞值姆磻?yīng)，發(fā)生化合反應(yīng)。
鋁粉在發(fā)熱劑組分中的重量百分比，不足40％，則發(fā)熱量不足，使得其它成分的反應(yīng)不能徹底進(jìn)行，進(jìn)而導(dǎo)致溫度下降。上述鋁粉在發(fā)熱劑組合物中的重量百分比，超過(guò)44％，雖然能產(chǎn)生高熱量，但是反應(yīng)時(shí)間短暫，連帶降低其它成分的重量比，帶來(lái)保溫時(shí)間變短。
碳酸氫鈉(NaHCO3)不溶于水中，在發(fā)熱劑溫度達(dá)到65度以上時(shí)，分解成無(wú)水碳酸鈉(Na2CO3)，并排放二氧化碳和水，排放出的二氧化碳溶于水中，與碳酸鈣反應(yīng)，生成溶于水中的碳酸氫鈣(Ca(HCO3)2)，促進(jìn)化合物的反應(yīng)。
碳酸氫鈉(NaHCO3)中的(Na+)和(OH-)結(jié)合生成易溶于水中的氫氧化鈉。上述碳酸氫鈉(NaHCO3)在發(fā)熱劑組分中的重量百分比，低于12％時(shí)，降低碳酸氫根離子的生成，使得碳酸鈣的反應(yīng)進(jìn)行不徹底，進(jìn)而降低溫度，碳酸氫鈉在發(fā)熱劑組合物中的重量百分比，超過(guò)13％，生成過(guò)多不必要的水和氣體，降低保溫時(shí)間。
能夠代替碳酸氫鈉(NaHCO3)的化合物是碳酸鈉(Na2CO3)，與碳酸氫鈉(NaHCO3)相比，吸水性強(qiáng)，容易溶解于水中(以100g水為基準(zhǔn)，0攝氏度時(shí)可以溶解7.1g；100攝氏度時(shí)，可以溶解45.5g)。
碳酸鈉(Na2CO3)與發(fā)熱劑組合物發(fā)生反應(yīng)時(shí)，所起的作用與碳酸氫鈉(NaHCO3)的作用差不多。并與水反應(yīng)生成碳酸氫鈉(NaHCO3)。
氫氧化鈉(NaOH)易溶于水中產(chǎn)生大量的熱量，并促進(jìn)鋁粉(Al)的反應(yīng)。
氫氧化鈉(NaOH)在發(fā)熱劑組分中的重量百分比，低于2％時(shí)，反應(yīng)起始時(shí)間推遲1～3分鐘，反應(yīng)初期溫度不高，妨礙其它成分的中和反應(yīng)。氫氧化鈉(NaOH)在發(fā)熱劑中的重量百分比，超過(guò)4％，則吸收空氣中過(guò)多不必要的水分和二氧化碳，導(dǎo)致提前反應(yīng)，并且水化反應(yīng)時(shí)，由于高壓高溫的影響，促使反應(yīng)急劇發(fā)生，從而給發(fā)熱劑的實(shí)際使用帶來(lái)不便。
為了使本發(fā)明發(fā)熱劑組合物的水化反應(yīng)，和中和反應(yīng)產(chǎn)生足夠的熱量，加入的水量占發(fā)熱劑重量百分比的150～250％為最佳。
同時(shí)，水與發(fā)熱劑組份反應(yīng)時(shí)釋放出熱量，水也是重要的組成物。水的加入量低于發(fā)熱劑重量百分比的150％，則水化反應(yīng)不徹底，水的加入量超過(guò)發(fā)熱劑重量百分比的250％時(shí)，會(huì)妨礙各種成分起反應(yīng)。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明的發(fā)熱劑組合物與已知的以生石灰(CaO)為主要成分的發(fā)熱劑相比，反應(yīng)持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，能充分的保持加熱食品所需的90度高溫，沒(méi)有急劇的溫度下降。其主要成分氫氧化鈣(Ca(OH)2)，碳酸鈣(CaCO3)及碳酸氫鈉(NaHCO3)不易溶于水，不容易吸收空氣中的水分，因此能夠長(zhǎng)時(shí)間保存，最大限度的加長(zhǎng)市場(chǎng)流通時(shí)間，解決了以生石灰(CaO)為主的現(xiàn)存發(fā)熱劑的缺點(diǎn)。同時(shí)，由于本發(fā)熱劑的組合物使用的是親環(huán)境物質(zhì)，所以使用完畢后的廢棄物不會(huì)帶來(lái)土壤污染，有效的保護(hù)環(huán)境。
本發(fā)明在帶包裝(retort pouch)食品，攜帶用方便食品，軍用食品等加熱中能夠廣泛使用，并有效地提高本產(chǎn)品對(duì)外的競(jìng)爭(zhēng)力。
具體實(shí)施例方式
下面舉兩個(gè)實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步對(duì)比說(shuō)明，但本發(fā)明不只限于這些實(shí)施例1把本發(fā)明的發(fā)熱劑20g(其中鋁粉8.4克、碳酸鈣5.6克、氫氧化鈣3克、碳酸氫鈉2.4克、氫氧化鈉0.6克，把上述組分均勻攪拌，放入無(wú)紡布袋封口即可。和重量300g的帶包裝(retort pouch)的液態(tài)食品，一起放入塑料袋中，并在塑料袋中倒入40g水，在25分鐘內(nèi)，以一分鐘為單位測(cè)量發(fā)熱劑組合物的外部溫度，并在25分鐘后，檢測(cè)液態(tài)食品的溫度。
檢測(cè)結(jié)果，如下述試驗(yàn)結(jié)果表中的數(shù)據(jù)，發(fā)熱劑的溫度在前13分鐘內(nèi)溫度逐漸升高，在后面的12分鐘的時(shí)間里，溫度一直保持90度的高溫。最終檢測(cè)液態(tài)食品的溫度，達(dá)到了82度。液態(tài)食品充分得到加熱，這說(shuō)明發(fā)熱劑發(fā)熱充分，發(fā)熱效率高。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果1

液態(tài)食品(300g)溫度82度；發(fā)熱劑內(nèi)部溫度最高突破100度以上實(shí)施例2把市場(chǎng)上流通的，以生石灰(CaO)6克，鋁粉(AI)10克氫氧化鈉(NaOH)1克，無(wú)機(jī)鹽(氯化鈉或二氧化硅)2克、硅藻土1克為主要成分的發(fā)熱劑組合物20g和重量為300g的retort pouch包裝的液態(tài)食品，一起放入塑料袋中，并在塑料袋中倒入40g水，在25分鐘內(nèi)，以一分鐘為單位測(cè)量發(fā)熱劑組合物的外部溫度，并在25分鐘后，檢測(cè)液態(tài)食品的溫度。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在前6分鐘溫度逐漸升高，從第6分鐘到12分鐘大約7分鐘的時(shí)間，溫度保持90度，而從13分鐘開(kāi)始到25分鐘，溫度逐漸下降。最終檢測(cè)液態(tài)食品的溫度76度。說(shuō)明發(fā)熱劑發(fā)熱不充分，液態(tài)食品的加熱效果不理想。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果2

液態(tài)食品(300g)溫度76度以上針對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)和說(shuō)明，本發(fā)明具有上述優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明在帶包裝(retort pouch)食品，攜帶用方便食品，軍用食品等加熱中，能夠廣泛使用，并有效地提高本產(chǎn)品對(duì)外的競(jìng)爭(zhēng)力。
權(quán)利要求
1.用于加熱食品的高效發(fā)熱劑，其特征在于它是包括微細(xì)粉末狀態(tài)鋁粉Al、碳酸鈣CaCO3、氫氧化鈣Ca(OH)2、碳酸氫鈉NaHCO3、氫氧化鈉NaOH，其組分的重量百分比如下鋁粉Al 40～44％碳酸鈣CaCO326～29％氫氧化鈣Ca(OH)213～17％碳酸氫鈉NaHCO312～13％氫氧化鈉NaOH2～4％；發(fā)熱劑的制備方法是將鋁粉、碳酸鈣、氫氧化鈣、碳酸氫鈉、氫氧化鈉按上選比例攪勻，放入無(wú)紡布袋封口即可。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于加熱食品的高效發(fā)熱劑，其特征是加熱原料中的碳酸氫鈉，可以用碳酸鈉代替。
全文摘要
本發(fā)明是涉及一種利用化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生熱量加熱帶包裝食品用的發(fā)熱劑及其制備方法，它是包括微細(xì)粉末狀態(tài)的鋁粉、碳酸鈣、氫氧化鈣、碳酸氫鈉、氫氧化鈉。其中發(fā)熱劑組合中的碳酸氫鈉可以用碳酸鈉代替。此時(shí)，組合物的含量有所變動(dòng)，但其變化不會(huì)超出上述范圍。詳細(xì)原料配比及反應(yīng)條件見(jiàn)說(shuō)明書(shū)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是反應(yīng)持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，能充分的保持加熱食品所需的90度高溫，沒(méi)有急劇的溫度下降，不容易吸收空氣中的水分，長(zhǎng)時(shí)間保存，最大限度的加長(zhǎng)市場(chǎng)流通時(shí)間，不會(huì)帶來(lái)土壤污染，有效的保護(hù)環(huán)境，提高本產(chǎn)品對(duì)外的競(jìng)爭(zhēng)力，并沒(méi)有任何副作用，可被社會(huì)廣泛的應(yīng)用。
文檔編號(hào)C09K5/00GK1888006SQ200610098940
公開(kāi)日2007年1月3日 申請(qǐng)日期2006年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月18日
發(fā)明者牛鳳娟 申請(qǐng)人:牛鳳娟