專利名稱：用于加熱食品的高效發熱劑及其制備方法
技術領域：
本發明涉及食品加熱的一種方式，具體地說，是涉及一種利用化學反應產生熱量加熱帶包裝食品(retort pouch)用的發熱劑及其制備方法。
背景技術：
市場上有一種食品是經過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。這種食品雖然已經煮熟，但是仍需要用煤氣或微波爐加熱后食用。當我們在野外時想加熱此種食品很不方便，為了能夠簡便的加熱此種食品，現在市場上已經出現了一種加熱食品發熱袋。這種發熱袋，其發熱原料主要由生石灰(CaO)，鋁粉(Al)，氫氧化鈉(NaOH)，無機鹽(NaCl，SiO2)為主要成分。此種發熱袋加入少量水，然后，發生水化反應產生的熱量來加熱袋裝食品。但是，此種以生石灰(CaO)為主成分的發熱袋，反應時間及保溫持續時間明顯短暫，加熱時，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到80％以上的狀態下，長期保管，容易產生氧化反應，從而大大降低水化反應產生的熱量，并且，水化反應開始時間的延長，也將帶來發熱效率的下降。因此，當務之急尋找一種物質取代上述產品。
發明內容
本發明的目的在于克服現有技術中存在的不足之處，而提供一種新的發熱效率高，反應持續時間長，保溫時間長，為包裝食品加熱的發熱劑及其制備方法。
本發明可以通過如下步驟來實施用于加熱食品的高效發熱劑，是包括微細粉末狀態鋁粉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％；其中發熱劑中的碳酸氫鈉(NaHCO3)，可以用碳酸鈉(Na2CO3)代替。發熱劑中各個組合物的含量有所變動，但其變化不會超出上述范圍。發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，放入無紡布袋封口即可。
其中鋁粉(Al)使用了過200目篩的微細粉末狀態的鋁粉(Al)，氫氧化鈣(Ca(OH)2)微溶于水中，與生石灰(CaO)直接與水反應的特性成對比。氫氧化鈣(Ca(OH)2)和鋁粉(Al)水化反應保存反應初期熱量。并起到幫助其它成分持續反應的作用。而且，氫氧化鈣(Ca(OH)2)和水反應的同時，也和大氣中的二氧化碳(CO2)起反應，從而產生部分碳酸鈣(CaCO3)。
氫氧化鈣(Ca(OH)2)在發熱劑組份中的重量百分比，如果小于13％，那么和鋁粉進行初次反應時，反應時間短暫，不能充分的產生熱量。如果氫氧化鈣(Ca(OH)2)重量百分比，超過17％，和鋁粉反應時不能充分溶解，相對產生的熱量不夠充分，并且勢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。碳酸鈣反應緩慢，相對使用氧化鈣(CaO)的發熱劑，能夠延長1.5～2倍的反應時間，防止溫度急劇下降。當碳酸鈣在氫氧化鈣和鋁粉起水化反應溫度達到60度以上時，與溶解于水中的碳酸氫根離子開始慢慢地起反應。碳酸鈣(CaCO3)與碳酸氫根離子反應，生成易溶于水中的碳酸氫鈣(Ca(HCO3)2)。
碳酸鈣在發熱劑組分中的所占重量百分比，低于26％，反應時間和溫度維持時間就會變短，而重量比超過29％，則不能充分溶解，使得溫度下降。上述鋁粉(Al)和酸反應產生高熱量，同時Al+溶于水中。鋁粉首先和氫氧化鈉(NaOH)反應，溶于水中，幫助發熱劑組合物升溫，并且幫助其它成分的反應，發生化合反應。
鋁粉在發熱劑組分中的重量百分比，不足40％，則發熱量不足，使得其它成分的反應不能徹底進行，進而導致溫度下降。上述鋁粉在發熱劑組合物中的重量百分比，超過44％，雖然能產生高熱量，但是反應時間短暫，連帶降低其它成分的重量比，帶來保溫時間變短。
碳酸氫鈉(NaHCO3)不溶于水中，在發熱劑溫度達到65度以上時，分解成無水碳酸鈉(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，生成溶于水中的碳酸氫鈣(Ca(HCO3)2)，促進化合物的反應。
碳酸氫鈉(NaHCO3)中的(Na+)和(OH-)結合生成易溶于水中的氫氧化鈉。上述碳酸氫鈉(NaHCO3)在發熱劑組分中的重量百分比，低于12％時，降低碳酸氫根離子的生成，使得碳酸鈣的反應進行不徹底，進而降低溫度，碳酸氫鈉在發熱劑組合物中的重量百分比，超過13％，生成過多不必要的水和氣體，降低保溫時間。
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，容易溶解于水中(以100g水為基準，0攝氏度時可以溶解7.1g；100攝氏度時，可以溶解45.5g)。
碳酸鈉(Na2CO3)與發熱劑組合物發生反應時，所起的作用與碳酸氫鈉(NaHCO3)的作用差不多。并與水反應生成碳酸氫鈉(NaHCO3)。
氫氧化鈉(NaOH)易溶于水中產生大量的熱量，并促進鋁粉(Al)的反應。
氫氧化鈉(NaOH)在發熱劑組分中的重量百分比，低于2％時，反應起始時間推遲1～3分鐘，反應初期溫度不高，妨礙其它成分的中和反應。氫氧化鈉(NaOH)在發熱劑中的重量百分比，超過4％，則吸收空氣中過多不必要的水分和二氧化碳，導致提前反應，并且水化反應時，由于高壓高溫的影響，促使反應急劇發生，從而給發熱劑的實際使用帶來不便。
為了使本發明發熱劑組合物的水化反應，和中和反應產生足夠的熱量，加入的水量占發熱劑重量百分比的150～250％為最佳。
同時，水與發熱劑組份反應時釋放出熱量，水也是重要的組成物。水的加入量低于發熱劑重量百分比的150％，則水化反應不徹底，水的加入量超過發熱劑重量百分比的250％時，會妨礙各種成分起反應。
本發明與現有技術相比具有如下優點本發明的發熱劑組合物與已知的以生石灰(CaO)為主要成分的發熱劑相比，反應持續時間長，能充分的保持加熱食品所需的90度高溫，沒有急劇的溫度下降。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，因此能夠長時間保存，最大限度的加長市場流通時間，解決了以生石灰(CaO)為主的現存發熱劑的缺點。同時，由于本發熱劑的組合物使用的是親環境物質，所以使用完畢后的廢棄物不會帶來土壤污染，有效的保護環境。
本發明在帶包裝(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，并有效地提高本產品對外的競爭力。
具體實施例方式
下面舉兩個實施例，對本發明進一步對比說明，但本發明不只限于這些實施例1把本發明的發熱劑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，放入無紡布袋封口即可。和重量300g的帶包裝(retort pouch)的液態食品，一起放入塑料袋中，并在塑料袋中倒入40g水，在25分鐘內，以一分鐘為單位測量發熱劑組合物的外部溫度，并在25分鐘后，檢測液態食品的溫度。
檢測結果，如下述試驗結果表中的數據，發熱劑的溫度在前13分鐘內溫度逐漸升高，在后面的12分鐘的時間里，溫度一直保持90度的高溫。最終檢測液態食品的溫度，達到了82度。液態食品充分得到加熱，這說明發熱劑發熱充分，發熱效率高。
實驗結果1
液態食品(300g)溫度82度；發熱劑內部溫度最高突破100度以上實施例2把市場上流通的，以生石灰(CaO)6克，鋁粉(AI)10克氫氧化鈉(NaOH)1克，無機鹽(氯化鈉或二氧化硅)2克、硅藻土1克為主要成分的發熱劑組合物20g和重量為300g的retort pouch包裝的液態食品，一起放入塑料袋中，并在塑料袋中倒入40g水，在25分鐘內，以一分鐘為單位測量發熱劑組合物的外部溫度，并在25分鐘后，檢測液態食品的溫度。
實驗結果表明，在前6分鐘溫度逐漸升高，從第6分鐘到12分鐘大約7分鐘的時間，溫度保持90度，而從13分鐘開始到25分鐘，溫度逐漸下降。最終檢測液態食品的溫度76度。說明發熱劑發熱不充分，液態食品的加熱效果不理想。
實驗結果2
液態食品(300g)溫度76度以上針對本發明的實施例進行了實驗和說明，本發明具有上述優點。
本發明在帶包裝(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，并有效地提高本產品對外的競爭力。
權利要求
1.用于加熱食品的高效發熱劑，其特征在于它是包括微細粉末狀態鋁粉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，放入無紡布袋封口即可。
2.根據權利要求1所述的用于加熱食品的高效發熱劑，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
本發明是涉及一種利用化學反應產生熱量加熱帶包裝食品用的發熱劑及其制備方法，它是包括微細粉末狀態的鋁粉、碳酸鈣、氫氧化鈣、碳酸氫鈉、氫氧化鈉。其中發熱劑組合中的碳酸氫鈉可以用碳酸鈉代替。此時，組合物的含量有所變動，但其變化不會超出上述范圍。詳細原料配比及反應條件見說明書。本發明的優點是反應持續時間長，能充分的保持加熱食品所需的90度高溫，沒有急劇的溫度下降，不容易吸收空氣中的水分，長時間保存，最大限度的加長市場流通時間，不會帶來土壤污染，有效的保護環境，提高本產品對外的競爭力，并沒有任何副作用，可被社會廣泛的應用。
文檔編號C09K5/00GK1888006SQ200610098940
公開日2007年1月3日 申請日期2006年7月18日 優先權日2006年7月18日
發明者牛鳳娟 申請人:牛鳳娟