专利名称：用于加热食品的高效发热剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及食品加热的一种方式，具体地说，是涉及一种利用化学反应产生热量加热带包装食品(retort pouch)用的发热剂及其制备方法。
背景技术：
市场上有一种食品是经过高压煮熟真空包装的，如带包装(retortpouch)食品，军用食品，携带用方便食品等。这种食品虽然已经煮熟，但是仍需要用煤气或微波炉加热后食用。当我们在野外时想加热此种食品很不方便，为了能够简便的加热此种食品，现在市场上已经出现了一种加热食品发热袋。这种发热袋，其发热原料主要由生石灰(CaO)，铝粉(Al)，氢氧化钠(NaOH)，无机盐(NaCl，SiO2)为主要成分。此种发热袋加入少量水，然后，发生水化反应产生的热量来加热袋装食品。但是，此种以生石灰(CaO)为主成分的发热袋，反应时间及保温持续时间明显短暂，加热时，温度急剧下降，并不能充分的加热食品，而且，生石灰(CaO)容易吸收空气中的水分。在吸收空气中的水分达到80％以上的状态下，长期保管，容易产生氧化反应，从而大大降低水化反应产生的热量，并且，水化反应开始时间的延长，也将带来发热效率的下降。因此，当务之急寻找一种物质取代上述产品。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足之处，而提供一种新的发热效率高，反应持续时间长，保温时间长，为包装食品加热的发热剂及其制备方法。
本发明可以通过如下步骤来实施用于加热食品的高效发热剂，是包括微细粉末状态铝粉Al、碳酸钙CaCO3、氢氧化钙Ca(OH)2、碳酸氢钠NaHCO3、氢氧化钠NaOH，其组分的重量百分比如下铝粉Al40～44％碳酸钙CaCO326～29％氢氧化钙Ca(OH)213～17％碳酸氢钠NaHCO312～13％氢氧化钠NaOH 2～4％；其中发热剂中的碳酸氢钠(NaHCO3)，可以用碳酸钠(Na2CO3)代替。发热剂中各个组合物的含量有所变动，但其变化不会超出上述范围。发热剂的制备方法是将铝粉Al、碳酸钙CaCO3、氢氧化钙Ca(OH)2、碳酸氢钠NaHCO3、氢氧化钠NaOH按上述比例搅匀，放入无纺布袋封口即可。
其中铝粉(Al)使用了过200目筛的微细粉末状态的铝粉(Al)，氢氧化钙(Ca(OH)2)微溶于水中，与生石灰(CaO)直接与水反应的特性成对比。氢氧化钙(Ca(OH)2)和铝粉(Al)水化反应保存反应初期热量。并起到帮助其它成分持续反应的作用。而且，氢氧化钙(Ca(OH)2)和水反应的同时，也和大气中的二氧化碳(CO2)起反应，从而产生部分碳酸钙(CaCO3)。
氢氧化钙(Ca(OH)2)在发热剂组份中的重量百分比，如果小于13％，那么和铝粉进行初次反应时，反应时间短暂，不能充分的产生热量。如果氢氧化钙(Ca(OH)2)重量百分比，超过17％，和铝粉反应时不能充分溶解，相对产生的热量不够充分，并且势必减少碳酸钙的总量比，从而降低温度。
碳酸钙(CaCO3)几乎不溶解于水中，但是容易溶解在有二二氧化碳的水中。碳酸钙反应缓慢，相对使用氧化钙(CaO)的发热剂，能够延长1.5～2倍的反应时间，防止温度急剧下降。当碳酸钙在氢氧化钙和铝粉起水化反应温度达到60度以上时，与溶解于水中的碳酸氢根离子开始慢慢地起反应。碳酸钙(CaCO3)与碳酸氢根离子反应，生成易溶于水中的碳酸氢钙(Ca(HCO3)2)。
碳酸钙在发热剂组分中的所占重量百分比，低于26％，反应时间和温度维持时间就会变短，而重量比超过29％，则不能充分溶解，使得温度下降。上述铝粉(Al)和酸反应产生高热量，同时Al+溶于水中。铝粉首先和氢氧化钠(NaOH)反应，溶于水中，帮助发热剂组合物升温，并且帮助其它成分的反应，发生化合反应。
铝粉在发热剂组分中的重量百分比，不足40％，则发热量不足，使得其它成分的反应不能彻底进行，进而导致温度下降。上述铝粉在发热剂组合物中的重量百分比，超过44％，虽然能产生高热量，但是反应时间短暂，连带降低其它成分的重量比，带来保温时间变短。
碳酸氢钠(NaHCO3)不溶于水中，在发热剂温度达到65度以上时，分解成无水碳酸钠(Na2CO3)，并排放二氧化碳和水，排放出的二氧化碳溶于水中，与碳酸钙反应，生成溶于水中的碳酸氢钙(Ca(HCO3)2)，促进化合物的反应。
碳酸氢钠(NaHCO3)中的(Na+)和(OH-)结合生成易溶于水中的氢氧化钠。上述碳酸氢钠(NaHCO3)在发热剂组分中的重量百分比，低于12％时，降低碳酸氢根离子的生成，使得碳酸钙的反应进行不彻底，进而降低温度，碳酸氢钠在发热剂组合物中的重量百分比，超过13％，生成过多不必要的水和气体，降低保温时间。
能够代替碳酸氢钠(NaHCO3)的化合物是碳酸钠(Na2CO3)，与碳酸氢钠(NaHCO3)相比，吸水性强，容易溶解于水中(以100g水为基准，0摄氏度时可以溶解7.1g；100摄氏度时，可以溶解45.5g)。
碳酸钠(Na2CO3)与发热剂组合物发生反应时，所起的作用与碳酸氢钠(NaHCO3)的作用差不多。并与水反应生成碳酸氢钠(NaHCO3)。
氢氧化钠(NaOH)易溶于水中产生大量的热量，并促进铝粉(Al)的反应。
氢氧化钠(NaOH)在发热剂组分中的重量百分比，低于2％时，反应起始时间推迟1～3分钟，反应初期温度不高，妨碍其它成分的中和反应。氢氧化钠(NaOH)在发热剂中的重量百分比，超过4％，则吸收空气中过多不必要的水分和二氧化碳，导致提前反应，并且水化反应时，由于高压高温的影响，促使反应急剧发生，从而给发热剂的实际使用带来不便。
为了使本发明发热剂组合物的水化反应，和中和反应产生足够的热量，加入的水量占发热剂重量百分比的150～250％为最佳。
同时，水与发热剂组份反应时释放出热量，水也是重要的组成物。水的加入量低于发热剂重量百分比的150％，则水化反应不彻底，水的加入量超过发热剂重量百分比的250％时，会妨碍各种成分起反应。
本发明与现有技术相比具有如下优点本发明的发热剂组合物与已知的以生石灰(CaO)为主要成分的发热剂相比，反应持续时间长，能充分的保持加热食品所需的90度高温，没有急剧的温度下降。其主要成分氢氧化钙(Ca(OH)2)，碳酸钙(CaCO3)及碳酸氢钠(NaHCO3)不易溶于水，不容易吸收空气中的水分，因此能够长时间保存，最大限度的加长市场流通时间，解决了以生石灰(CaO)为主的现存发热剂的缺点。同时，由于本发热剂的组合物使用的是亲环境物质，所以使用完毕后的废弃物不会带来土壤污染，有效的保护环境。
本发明在带包装(retort pouch)食品，携带用方便食品，军用食品等加热中能够广泛使用，并有效地提高本产品对外的竞争力。
具体实施例方式
下面举两个实施例，对本发明进一步对比说明，但本发明不只限于这些实施例1把本发明的发热剂20g(其中铝粉8.4克、碳酸钙5.6克、氢氧化钙3克、碳酸氢钠2.4克、氢氧化钠0.6克，把上述组分均匀搅拌，放入无纺布袋封口即可。和重量300g的带包装(retort pouch)的液态食品，一起放入塑料袋中，并在塑料袋中倒入40g水，在25分钟内，以一分钟为单位测量发热剂组合物的外部温度，并在25分钟后，检测液态食品的温度。
检测结果，如下述试验结果表中的数据，发热剂的温度在前13分钟内温度逐渐升高，在后面的12分钟的时间里，温度一直保持90度的高温。最终检测液态食品的温度，达到了82度。液态食品充分得到加热，这说明发热剂发热充分，发热效率高。
实验结果1
液态食品(300g)温度82度；发热剂内部温度最高突破100度以上实施例2把市场上流通的，以生石灰(CaO)6克，铝粉(AI)10克氢氧化钠(NaOH)1克，无机盐(氯化钠或二氧化硅)2克、硅藻土1克为主要成分的发热剂组合物20g和重量为300g的retort pouch包装的液态食品，一起放入塑料袋中，并在塑料袋中倒入40g水，在25分钟内，以一分钟为单位测量发热剂组合物的外部温度，并在25分钟后，检测液态食品的温度。
实验结果表明，在前6分钟温度逐渐升高，从第6分钟到12分钟大约7分钟的时间，温度保持90度，而从13分钟开始到25分钟，温度逐渐下降。最终检测液态食品的温度76度。说明发热剂发热不充分，液态食品的加热效果不理想。
实验结果2
液态食品(300g)温度76度以上针对本发明的实施例进行了实验和说明，本发明具有上述优点。
本发明在带包装(retort pouch)食品，携带用方便食品，军用食品等加热中，能够广泛使用，并有效地提高本产品对外的竞争力。
权利要求
1.用于加热食品的高效发热剂，其特征在于它是包括微细粉末状态铝粉Al、碳酸钙CaCO3、氢氧化钙Ca(OH)2、碳酸氢钠NaHCO3、氢氧化钠NaOH，其组分的重量百分比如下铝粉Al 40～44％碳酸钙CaCO326～29％氢氧化钙Ca(OH)213～17％碳酸氢钠NaHCO312～13％氢氧化钠NaOH2～4％；发热剂的制备方法是将铝粉、碳酸钙、氢氧化钙、碳酸氢钠、氢氧化钠按上选比例搅匀，放入无纺布袋封口即可。
2.根据权利要求1所述的用于加热食品的高效发热剂，其特征是加热原料中的碳酸氢钠，可以用碳酸钠代替。
全文摘要
本发明是涉及一种利用化学反应产生热量加热带包装食品用的发热剂及其制备方法，它是包括微细粉末状态的铝粉、碳酸钙、氢氧化钙、碳酸氢钠、氢氧化钠。其中发热剂组合中的碳酸氢钠可以用碳酸钠代替。此时，组合物的含量有所变动，但其变化不会超出上述范围。详细原料配比及反应条件见说明书。本发明的优点是反应持续时间长，能充分的保持加热食品所需的90度高温，没有急剧的温度下降，不容易吸收空气中的水分，长时间保存，最大限度的加长市场流通时间，不会带来土壤污染，有效的保护环境，提高本产品对外的竞争力，并没有任何副作用，可被社会广泛的应用。
文档编号C09K5/00GK1888006SQ200610098940
公开日2007年1月3日 申请日期2006年7月18日 优先权日2006年7月18日
发明者牛凤娟 申请人:牛凤娟