CN102634322B

CN102634322B - 自热食品加热剂的制备方法

Info

Publication number: CN102634322B
Application number: CN201110433927.0A
Authority: CN
Inventors: 肖蓉; 李子繁; 孙红旗; 王璐
Original assignee: 8511 Research Institute of CASIC
Current assignee: 8511 Research Institute of CASIC
Priority date: 2011-12-22
Filing date: 2011-12-22
Publication date: 2014-01-01
Anticipated expiration: 2031-12-22
Also published as: CN102634322A

Abstract

本发明涉及一种自热食品加热剂的制备方法，其主要成分包括：镁粉，铁粉、表面活性剂，用一定的配比，通过新型高效能表面改性工艺，在不改变镁粉颗粒形状的情况下，使镁粉和铁粉形成稳定镁铁合金，构成加热剂；该加热剂不但具有镁铁体系产热效率高、剂量小的特点，最主要加工工艺简单，产量高、生产成本低，适合大规模批量化生产的需求；携带轻便，在没有热源和火源的情况下，可用于加热各种食品。

Description

自热食品加热剂的制备方法

技术领域

本发明属于化学发热材料领域，特别是一种自热食品加热剂的制备方法。

背景技术

食品自加热剂要求启动速度快、加热效率高、使用简单、体积小携带轻便、同时安全环保。目前国内外自加热技术各种各样，能满足以上要求且实现规模化生产的，大致可分为如下几类：

1、生石灰：美国专利US Patent6.289.889公开了一种以生石灰为主要原料的自热剂。通过生石灰CaO与水反应生成氢氧化钙Ca（OH）2同时放出大量热量。此类热剂由于原料低廉被大量使用，但由于其单位发热量低，发热速度无法控制，容易受潮失效，已逐步退出市场。

2、铝水体系：目前国内市场主要采用此类型加热剂，原理基本一致但各家加工工艺各有不同，从而造成加热效果良莠不齐。铝水体系主要原理是铝粉与碱性物质发生水化合反应，同时放出大量热量。其特点是发热速度快、发热量大，温度最高可达150℃以上，缺点是单位克重产热效率不高，加工工艺处理不到位，极容易受潮失效，影响发热效果。另外反应物具有一定腐蚀性。

3、镁水体系：镁水体系最早发明于美国军方，我国90年代已成功研制出类似产品并实现生产。此体系热剂是利用电化学反应原理，镁-铁形成微电池与水发生反应，放出大量热量。特点是单位质量放热量大、发热均匀、发热时间长，反应物环保无污染。目前的生产工艺其不足之处是：大多采用球磨工艺进行加工，生产周期长、生产工艺复杂；物料发生严重形变，影响发热效率，同时产量低、成本高。

中国专利（CN1284533A、专利名“无火焰自热化学材料组成及自热片”）公开了一种镁-铁合金与水放热的自热剂配方和自热剂的制造方法。其具备镁水体系热剂的特点，但组分较多、单位产热量偏低、生产工艺复杂、从而产量低成本高，不能适应大规模生产的需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种加热迅速、单位发热量高、持续时间长、保温效果好的优点，而且大大简化生产工艺，缩短加工时间、产品不发生形变、发热效率高、产量高、适合大规模批量化生产的自热食品加热剂及其制备方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种自热食品加热剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：称取镁粉、铁粉和纳米二氧化硅，并倒入具有高频碾压功能的表面改性设备中；

步骤二：设备转速设定100-200转/分钟，加工时间2分钟，使各物料混合分散均匀；

步骤三：具有高频碾压功能的表面改性设备中通入惰性气体，保证物料表面改性过程中的活性，开启物料加热装置，将料温升至50～80℃；

步骤四：将设备转速调节为400-500转/分钟，进行表面改性处理，加工时间5分钟；

步骤五：具有高频碾压功能的表面改性设备中通入液氮进行急速冷却，温度降至常温即可出料。

本发明与现有技术相比，其显著优点：本发明的自热食品加热剂及其制备方法，不但具有加热迅速、单位发热量高、持续时间长、保温效果好的优点，而且大大简化生产工艺，缩短加工时间、产品不发生形变、发热效率高、产量高、适合大规模批量化生产。

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

附图说明

图1是本发明表面改性设备的工作示意图。

具体实施方式

本发明主要原理是：通过设备低速机械力作用，铁粉粘结到镁粉表面，再提高转速加入压缩和剪切应力，在铁粉之间进一步产生了界面，这些应力起到了减少表面能的作用，随着密度的增加，铁粉颗粒层受到进一步的压缩，为不造成单一颗粒的粉碎，在颗粒的接触点产生一种强烈的接触能，压缩和摩擦会导致极为短暂的局部温度高峰，这种温度峰值会扩大到在接触点出现的烧结温度范围，从而发生了固体烧结。经过反复作用，镁粉表面形成稳定均一储热合金，同时镁粉颗粒外形不发生改变，为后续包装生产提供流动性较好的物料。

实施例1

一种自热食品加热剂的组分及其重量百分比：65%镁粉、25%铁粉、10%表面活性剂。

按配比称量物料，倒入表面改性设备中，设备转速设定100转/分钟，加工时间2分钟，使各物料混合分散均匀。表面改性设备中通入惰性气体，开启物料加热装置，将料温升至60℃，将设备转速调节为500转/分钟，进行表面改性处理，加工时间5分钟。表面改性设备中通入液氮进行急速冷却，温度降至常温即可出料。

取该食品加热剂10g对250g饭菜包进行加热试验。从加入反应水到热剂发热所需时间为25s，热剂包装表面温度达160℃，加热持续时间可达30min，此时表面温度为110℃。15min时饭菜包温度达90℃，30min时饭菜包温度达80℃。

实施例2

一种自热食品加热剂的组分及其重量百分比：75%镁粉、20%铁粉、5%表面活性剂。

按配比称量物料，倒入表面改性设备中，设备转速设定100转/分钟，加工时间2分钟，使各物料混合分散均匀。表面改性设备中通入惰性气体，开启物料加热装置，将料温升至60～80℃，将设备转速调节为500转/分钟，进行表面改性处理，加工时间5分钟。表面改性设备中通入液氮进行急速冷却，温度降至常温即可出料。

取该食品加热剂10g对250g饭菜包进行加热试验。从加入反应水到热剂发热所需时间为20s，热剂包装表面温度达160℃，加热持续时间可达30min，此时表面温度为110℃。15min时饭菜包温度达90℃，30min时饭菜包温度达80℃。

实施例3

一种自热食品加热剂的组分及其重量百分比：78%镁粉、17%铁粉、5%表面活性剂。

按配比称量物料，倒入表面改性设备中，设备转速设定150转/分钟，加工时间2分钟，使各物料混合分散均匀。表面改性设备中通入惰性气体，开启物料加热装置，将料温升至60～80℃，将设备转速调节为400转/分钟，进行表面改性处理，加工时间5分钟。表面改性设备中通入液氮进行急速冷却，温度降至常温即可出料。

实施例4

一种自热食品加热剂的组分及其重量百分比：80%镁粉、15%铁粉、5%表面活性剂。

按配比称量物料，倒入表面改性设备中，设备转速设定200转/分钟，加工时间2分钟，使各物料混合分散均匀。表面改性设备中通入惰性气体，开启物料加热装置，将料温升至60～80℃，将设备转速调节为500转/分钟，进行表面改性处理，加工时间5分钟。表面改性设备中通入液氮进行急速冷却，温度降至常温即可出料。

取该食品加热剂10g对250g饭菜包进行加热试验。从加入反应水到热剂发热所需时间为15s，热剂包装表面温度达160℃，加热持续时间可达30min，此时表面温度为110℃。15min时饭菜包温度达90℃，30min时饭菜包温度达80℃。

实施例5

一种自热食品加热剂的组分及其重量百分比：85%镁粉、10%铁粉、5%表面活性剂。

具有高频碾压功能的表面改性设备操作原理：为了提供粘结和熔化所需的能量，需要一种对粉体成分提供强烈机械应力，要实现颗粒的均匀分布，混合过程，不要造成单一颗粒的粉碎，在颗粒的接触点要产生一种强烈的接触能。

Claims

1.一种自热食品加热剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：称取镁粉，铁粉和纳米二氧化硅，并倒入具有高频碾压功能的表面改性设备中；所述镁粉形状为球形、柱形，粒径范围20-200目，占总重量的60-85%，铁粉的粒径范围300-400目，占总重量的10-25%，纳米二氧化硅占总重量的5-10%；

2.根据权利要求1所述的一种食品加热剂的制备方法，其特征在于，步骤三中所述的惰性气体选自氮气、氩气中的一种，气体充入改性设备中起到加工过程保持物料活性的作用。