專利名稱：食品自熱劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于食品自熱技術(shù)。
背景技術(shù)：
自熱食品非常適用于野外作業(yè)，尤其在解決軍隊(duì)單兵野外飲食方面具有重要意義?，F(xiàn)代高技術(shù)條件下的局部戰(zhàn)爭，具有機(jī)動、快速的特點(diǎn)，傳統(tǒng)的戰(zhàn)場飲食保障方式已不再適應(yīng)戰(zhàn)爭的需要。自熱食品可以在任何環(huán)境條件下，無需任何烹飪加熱工具，即可迅速吃上熱食，對于維持士兵體能、鼓舞士氣、提高戰(zhàn)斗力具有重要意義。我國幅原遼闊，南北氣候和季節(jié)性溫差大，在“三北”地區(qū)冬季氣溫可達(dá)到-30℃以下。自熱食品加熱器中最關(guān)鍵的部分是自熱劑。
食品自熱劑要求啟動速度快、安全可靠、使用簡單、反應(yīng)物和產(chǎn)物均無毒、無味、無煙火等。放熱的方法很多，而能作為食品自熱劑的卻很少。根據(jù)發(fā)熱原理的不同，食品自熱劑可分為如下幾類1)生石灰美國專利(US Patent 6.289.889、專利名“自熱柔性包裝Self-heatingflexible package”
公開日2001年9月18日)公開了一種以生石灰為主要原料的自熱劑。生石灰CaO與水反應(yīng)生成氫氧化鈣Ca(OH)2并放出熱量。該自熱劑已被大量使用，包括食品、酒和飲料的自熱，民用市場上隨處可見。其特點(diǎn)是原材料非常便宜、使用方便，但是單位質(zhì)量發(fā)熱量太低、消耗大量水、反應(yīng)太快不易控制、易出現(xiàn)包裝物灼穿和食品燒焦等現(xiàn)象，而且在潮濕的環(huán)境中不能長期保存，所以逐漸被淘汰。
2)酸堿中和美國專利(US Patent 5.117.809、專利名“即食食品無焰加熱器及其制造過程Flameless heater product for ready-to-eat meals and process for makingsame”
公開日1992年6月2日)公開了一種酸堿中和放熱的自熱劑。五氧化二磷P2O5吸水生成磷酸H3PO4并急劇放熱，生石灰與水反應(yīng)生成氫氧化鈣也放出大量熱。將兩者分別存放，分別用水做引發(fā)劑并混合。該方法利用了兩種放熱方式，即吸水放熱與中和放熱，最終產(chǎn)物是環(huán)保的磷酸鈣Ca3(PO4)2沉淀。該自熱劑不放出氫氣、產(chǎn)熱量較大而且價格適中。但五氧化二磷吸水性非常強(qiáng)，而且產(chǎn)物磷酸有很強(qiáng)的腐蝕性，因此自熱劑的包裝過程復(fù)雜，而且包裝袋一旦破裂將產(chǎn)生嚴(yán)重的腐蝕。
3)鎂-鐵合金及活潑金屬鎂Mg與水反應(yīng)放出氫氣和大量熱。鎂-鐵合金是比較成熟的自熱劑，在美軍和我軍部隊(duì)已經(jīng)大量使用。其特點(diǎn)是單位質(zhì)量放熱量大、放熱均勻、放熱速度可控、價格低廉、環(huán)保。不足之處是加熱時需要大量水做反應(yīng)介質(zhì)、產(chǎn)生大量氫氣、使用不方便，存在爆炸隱患，特別是在密閉、有明火以及多人聚集在一起熱飯的情況下。在強(qiáng)堿性條件下，鋁Al和鋅Zn都與水反應(yīng)放出大量熱，放熱過程中也產(chǎn)生大量氫氣。
中國專利(公開號1284533、專利名“無火焰自熱化學(xué)材料組成及自熱片”
公開日2001年2月21日)公開了一種鎂-鐵合金與水放熱的自熱劑配方和自熱片的制造方法。該自熱劑放熱量大、放熱時間長而且均勻、重量輕。其缺點(diǎn)是產(chǎn)生大量氫氣而且發(fā)熱過程中自熱劑必須平放和翻動、使用不方便。其它與鎂-鐵合金自熱劑相關(guān)的專利還有美國專利(US Patent 5.220.909、專利名“自熱單份食品模塊Self-heating individual meal module”
公開日1993年6月22日)。
中國專利(公開號1439688A、專利名“無火焰自熱化學(xué)材料組成及自熱裝置”
公開日2003年9月3日)公開了一種鋁粉與過氧化鈉Na2O2發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而放熱的自熱劑及其裝置。該自熱劑的特點(diǎn)是產(chǎn)熱量大、只需要少量水作引發(fā)劑。嚴(yán)重不足的是，反應(yīng)產(chǎn)生大量氫氣、存在安全隱患，而且過氧化鈉非常不穩(wěn)定、極易失效、操作困難，包裝一旦破裂將產(chǎn)生嚴(yán)重腐蝕。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種食品自熱劑。
食品自熱劑的組成和質(zhì)量百分比含量分別是10-40％鐵，20-70％高錳酸鉀，5-30％活性炭，5-30％食鹽。所有原料都是粉末狀的，將原料按一定質(zhì)量比混合均勻即可配制成自熱劑。
食品自熱劑的發(fā)熱原理是Fe+KMnO4＝1/2Fe2O3+MnO2+1/2K2O+824千焦耳。通過鐵的氧化還原反應(yīng)，體系放熱達(dá)到加熱目的，其中活性炭和食鹽可促進(jìn)反應(yīng)速度。
鐵被高錳酸鉀氧化的過程中不放出氫氣以及其它任何有毒副作用的氣體，水起引發(fā)作用，因此安全性很好。產(chǎn)物是無毒的金屬氧化物，pH值在8-9之間。使用時，將少量水倒入自熱劑，室溫下自熱劑在0.5分鐘之內(nèi)開始冒熱汽，-30℃的環(huán)境中在1分鐘之內(nèi)冒熱汽。自熱劑的放熱速度和放熱量可以通過調(diào)配各成分的比例來控制，在90-120℃之間能持續(xù)15分鐘以上。該自熱劑發(fā)熱速度快、發(fā)熱量大、不產(chǎn)氫氣和任何有毒副作用的氣體、產(chǎn)物安全無毒、包裝簡單、使用方便，發(fā)熱過程中可任意擺放，既可在寒冷地帶又可在高熱地區(qū)使用。該食品自熱劑適合于在要求快速、機(jī)動、不能使用明火或密閉的條件下使用，如機(jī)動部隊(duì)、前線作戰(zhàn)、邊防巡邏、隱蔽坑道、潛艇、野外作業(yè)以及登山和旅游等。


圖1、食品自熱劑放熱溫度與時間的關(guān)系。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1按照質(zhì)量百分比10％鐵、30％高錳酸鉀、30％活性炭、30％食鹽，將原料粉末混合，得到食品自熱劑。
實(shí)施例2按照質(zhì)量百分比15％鐵、25％高錳酸鉀、30％活性炭、30％食鹽，將原料粉末混合，得到食品自熱劑。
實(shí)施例3按照質(zhì)量百分比20％鐵、70％高錳酸鉀、5％活性炭、5％食鹽，將原料粉末混合，得到食品自熱劑。
實(shí)施例4按照質(zhì)量百分比25％鐵、60％高錳酸鉀、5％活性炭、10％食鹽，將原料粉末混合，得到食品自熱劑。
實(shí)施例5按照質(zhì)量百分比30％鐵、60％高錳酸鉀、5％活性炭、5％食鹽，將原料粉末混合，得到食品自熱劑。
實(shí)施例6按照質(zhì)量百分比35％鐵、25％高錳酸鉀、25％活性炭、15％食鹽，將原料粉末混合，得到食品自熱劑。
實(shí)施例7按照質(zhì)量百分比40％鐵、20％高錳酸鉀、20％活性炭、20％食鹽，將原料粉末混合，得到食品自熱劑。
權(quán)利要求
1.一種食品自熱劑，它是粉末狀的，其特征在于，自熱劑的構(gòu)成和質(zhì)量百分比含量如下10-40％鐵，20-70％高錳酸鉀，5-30％活性炭，5-30％食鹽。
2.如權(quán)利要求1所述的食品自熱劑，其特征在于，自熱劑的構(gòu)成和質(zhì)量百分比含量如下15-35％鐵，30-60％高錳酸鉀，10-20％活性炭，10-20％食鹽。
3.如權(quán)利要求1所述的食品自熱劑，其特征在于，自熱劑的構(gòu)成和質(zhì)量百分比含量如下20-30％鐵，50-60％高錳酸鉀，5-10％活性炭，10-20％食鹽。
4.如權(quán)利要求1所述的食品自熱劑，其特征在于，自熱劑的構(gòu)成和質(zhì)量百分比含量如下20％鐵，55％高錳酸鉀，15％活性炭，10％食鹽。
5.如權(quán)利要求1所述的食品自熱劑，其特征在于，自熱劑的構(gòu)成和質(zhì)量百分比含量如下25％鐵，60％高錳酸鉀，5％活性炭，10％食鹽。
6.如權(quán)利要求1所述的食品自熱劑，其特征在于，自熱劑的構(gòu)成和質(zhì)量百分比含量如下30％鐵，60％高錳酸鉀，5％活性炭，5％食鹽。
7.如權(quán)利要求1所述的食品自熱劑，其特征在于，自熱劑的構(gòu)成和質(zhì)量百分比含量如下35％鐵，50％高錳酸鉀，5％活性炭，10％食鹽。
8.如權(quán)利要求1所述的食品自熱劑，其特征在于，自熱劑的構(gòu)成和質(zhì)量百分比含量如下40％鐵，50％高錳酸鉀，5％活性炭，5％食鹽。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種食品自熱劑，其構(gòu)成和質(zhì)量百分比含量如下10－40％鐵，20－70％高錳酸鉀，5－30％活性炭，5－30％食鹽。該自熱劑發(fā)熱速度快、發(fā)熱量大、不產(chǎn)氫氣H
文檔編號C09K5/18GK101019614SQ20071005547
公開日2007年8月22日 申請日期2007年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月2日
發(fā)明者曹學(xué)強(qiáng), 劉嘉喜, 趙順來, 王越鵬, 耿戰(zhàn)輝, 許振華 申請人:中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所, 中國人民解放軍總后勤部軍需要裝備研究所