Состав и способ изготовления растопочно-обогревающего средства
COMPOSITION AND METHOD FOR PRODUCING AN IGNITING AND HEATING AGENT

Предлагаемое изобретение относится к растопочному средству и способу его изготовления, которое может быть использовано в  бытовых условиях   в качестве быстро разжигаемого топлива для жаровни, для разведения огня в печах, в полевых условиях для разведения костров, обогрева в палатках, а также для подогрева пищи  и  кипячения  воды.
Известна технология изготовления и растопочное средство по заявке Франции № 2629835 "Разжигатель огня". Средство содержит твердый горючий наполнитель (горючее тело) и углеводородное связующее. В качестве твердого горючего наполнителя оно содержит древесные отходы длиной 10 мм и диаметром 1 мм. В качестве углеводородного связующего оно содержит гранулированный парафин с размером гранул 1 мм. Соотношение древесины к парафину составляет (60-50):(40-50)% по массе. Для изготовления компактных брикетов эту смесь подвергают холодному прессованию до уменьшения объема на 2/3 с последующим глянцеванием поверхности брикета нагреванием его при 100 - 150°С в течение 5 мин для увеличения прочности.
К недостаткам известного средства можно отнести многоступенчатость технологического процесса включающего прессование с последующим глянцеванием,  наличие в составе наполнителя, при горении которого образуется дым, а в воздухе образуются вредные для дыхания человека вещества и низкая теплоотдача.
Известно растопочное средство и технология его получения по патенту РФ на изобретение  № 2132362, МПК C10L 11/04, включающее твердый горючий наполнитель и парафин, при этом средство дополнительно содержит церезин при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Твердый горючий наполнитель
20-80
Парафин
2-72
Церезин
2-72
В качестве горючего наполнителя используют древесные опилки, торф, солому, бумагу, каменноугольную пыль и пластмассовую крошку. В расплавленное связующее - смесь парафина с церезином - вводят твердый наполнитель и перемешивают при температуре, обеспечивающей получение однородной массы. Затем массу охлаждают и подвергают холодному прессованию под давлением выше 7,0 МПа.
К недостаткам технологии и растопочного средства можно отнести образование дымов вредных для дыхания человека, образующихся при сгорании наполнителей, что препятствует использованию средства при даже кратковременном обогреве жилых помещений, а также палаток и других строений в полевых условиях.
прототип
Известна более совершенная технология и растопочное устройство по патенту РФ на полезную модель № 87164 - , МПК C10L 7/02, C10L 11/04. Растопочное средство, предназначенное в том числе для бытовых целей, содержит горючее тело и защитную оболочку, причем горючее тело представляет собой твердый раствор стеарина и этанола, в том числе с наполнителем, а защитная оболочка представляет из себя металлическую упаковку. Наполнитель выполнен из экологически чистых пористых или капиллярных горючих материалов в форме рыхлых брикетов. С целью придания дополнительных потребительских свойств, необходимых в полевых условиях, в горючее тело добавлены репелленты - вещества, отпугивающие вредных насекомых, птиц, млекопитающих. С целью улучшения потребительских характеристик в горючее тело добавлены эфирные масла растительного происхождения.
К недостаткам известного растопочного устройства можно отнести   недостаточную теплоотдачу,  связанную с низкой теплотворной способностью горючего тела, а так же наличие вредных для здоровья человека веществ при сгорании горючего тела.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является устранение недостатков прототипа, в частности создание технологии обеспечивающей получение экологичного растопочного средства с высокой теплоотдачей и продолжительным временем горения.
Поставленный технический результат достигается использованием сочетания общих с прототипом известных признаков, включающих горючее тело, представляющее отвердевший раствор  стеариновой кислоты и спирта и новых признаков, заключающихся в том, что состав представляет собой эфироальдегидную фракцию нагретую предварительно до  температуры от 65 до 79°С с растворением гранул стеариновой  кислоты, который, в качестве средства повышающего температуру горения насыщен метил-трет-бутиловым эфиром (МТБЭ), при следующем соотношении компонентов мас. %:
стеариновая кислота
3,0-15,0
метил-трет-бутиловый эфир
5,0-15,0
эфироальдегидная фракция
остальное
Новизной предлагаемого изобретения является то, что состав представляет собой эфироальдегидную  фракцию нагретую предварительно до  температуры от 65 до 79°С с растворением  гранул стеариновой  кислоты, который, в качестве  средства  повышающего  температуру  горения  насыщен метил–трет-бутиловым эфиром (МТБЭ),  при  следующем соотношении компонентов мас. %:
стеариновая кислота
3,0-15,0
метил-трет-бутиловый эфир
5,0-15,0
эфироальдегидная фракция
остальное
Так, признак наличия в составе эфироальдегидной  фракции  обеспечивает высокую теплоотдачу, безвредность и возможность использовать средство в помещении, палатке.
Так, признак предварительного нагрева до  температуры   от 65 до 79 °С с растворением  гранул стеариновой  кислоты обеспечивает полное растворение стеариновой кислоты. Если добавить стеариновую кислоту при температуре ниже 65°С то она не растворится, так  как ее  температура  плавления равна 65°С. Нагревать смесь более 79°С не целесообразно, так как будет происходить   интенсивное  испарение эфироальдегидной фракции, что отрицательно скажется на продолжительности горения растопочно-обогревательного средства.
Так, признак насыщения метил-трет-бутиловым эфиром - в качестве средства повышающего температуру горения, обеспечивает при горении средства выделение кислорода, что повышает температуру пламени и обеспечивает тем самым высокую теплоотдачу, и более полное выгорание компонентов и составляющих  эфироальдегидной фракции. Насыщение метил-трет-бутиловым эфиром  смеси менее чем 5,0%,  при горении средства,  не обеспечивает выделения  достаточного количества кислорода для повышения теплоотдачи.  При  насыщении смеси  метил-трет-бутиловым эфиром  более чем 15% повышается температура горения растопочного средства, однако происходит его быстрое  сгорание.
Так, признак  наличия  стеариновой  кислоты в объёме  3,0-15,0     мас.% обеспечивает затвердевание раствора стеариновой кислоты и  эфироальдегидной фракции. Если стеариновой кислоты будет менее 3,0 % то раствор останется мягким - не затвердеет. Содержание стеариновой кислоты в средстве более 15,0 мас. % приведет к удорожанию растопочного средства.
Так же, поставленный технический результат достигается использованием сочетания общих с прототипом известных признаков, включающий приготовление составляющих горючего тела, их нагрев, смешивание, розлив и охлаждение с последующим затвердеванием, отличающийся тем, что первоначально в емкость для приготовления горючего тела растопочно-обогревающего средства заливают, мас. %,  эфироальдегидной  фракции  от 92 до 70% нагревают до температуры   65°С и при постоянном перемешивании добавляют гранулированную стеариновую кислоту, равномерно распределяя её по всему объёму, постепенно  нагревая  до температуры  79°С растворяют и доводят смесь до гомогенного состояния, после чего смесь охлаждают до температуры от 45 до 52°С и в качестве средства повышающего температуру горения, при перемешивании насыщают полученную смесь метил-трет-бутиловым эфиром (МТБЭ), при следующем соотношении компонентов, мас. %:
стеариновая кислота
3,0-15,0
метил-трет-бутиловый эфир
5,0-15,0
эфироальдегидная фракция
остальное,
затем полученную смесь в горячем состоянии разливают в подготовленные формы и охлаждают.
Смесь эфироальдегидной  фракции  со стеариновой кислотой выдерживают при температуре не более 79°С от 5 до 20 минут при постоянном  перемешивании.
Новизной предложенного способа является то, что первоначально в емкость для приготовления горючего тела растопочно - обогревающего средства заливают, мас. %, эфироальдегидной  фракции  от 92 до 70% нагревают до температуры 65°С и при постоянном перемешивании добавляют гранулированную стеариновую кислоту, равномерно распределяя её по всему объёму, постепенно  нагревая  до температуры  79°С растворяют и доводят смесь до гомогенного состояния, после чего смесь охлаждают до температуры от 45 до 52°С и в качестве средства повышающего температуру горения, при перемешивании насыщают полученную смесь метил-трет-бутиловым эфиром (МТБЭ), при следующем соотношении компонентов, мас. %:
стеариновая кислота
3,0-15,0
метил-трет-бутиловый эфир
5,0-15,0
эфироальдегидная фракция
остальное.
затем полученную смесь в горячем состоянии разливают в подготовленные формы и охлаждают.
Так, признак первоначальной заливки в емкость для приготовления горючего тела растопочно-обогревающего средства  эфироальдегидной фракции  от 92 до 70% обеспечивает возможность растворения  следующего ингредиента, а так же являясь основой растопочно - обогревающего средства обеспечивает экологичность, отсутствие копоти высокую теплоотдачу и возможность использовать средство в помещении, палатке. При этом, если эфироальдегидной  фракции будет более 92%, то смесь не затвердеет. Если менее 70%, то сокращается время горения средства и его удорожания.
Так, признак нагрева до температуры 65°С при постоянном перемешивании и добавлении гранулированной стеариновой кислоты, равномерного распределения её по всему объёму, постепенному  нагреву  до температуры  79°С растворение  и доведение  смеси  до гомогенного состояния, обеспечивает полное растворение стеариновой кислоты. Если добавить стеариновую кислоту при температуре ниже 65°С то она не растворится, так как ее  температура  плавления равна 65°С. Нагревать смесь более 79°С не целесообразно, так как при температуре более 79°С начинает более интенсивно испаряться эфироальдегидная фракция. Что отрицательно сказывается на продолжительности  горения  растопочно - обогревательного средства.
Так, признак охлаждения смеси  до температуры не более 52°С перед введением метил-трет-бутилового эфира, обеспечивает  его сохранность предотвращая испарение, поскольку температура кипения  метил-трет-бутилового эфира составляет 52°С.
Так, признак охлаждения смеси до температуры от 45 до 52°С и насыщение при перемешивании в качестве средства повышающего температуру горения,   метил-трет-бутиловым эфиром (МТБЭ) обеспечивает при горении средства выделение кислорода, что повышает температуру пламени и обеспечивает тем самым высокую теплоотдачу, и более полное выгорание компонентов средства.
Насыщение метил-трет-бутиловым эфиром смеси менее чем 5,0%, при горении средства, не обеспечивает выделения  достаточного количества кислорода для повышения теплоотдачи.  При  насыщении смеси  метил-трет-бутиловым эфиром  более чем 15% повышается температура горения растопочного средства, однако происходит его быстрое  сгорание.
Так, признак  добавления  стеариновой  кислоты в объёме  3,0-15,0 мас. % обеспечивает затвердевание раствора стеариновой кислоты и  эфироальдегидной фракции. Если стеариновой кислоты будет менее 3,0%, то раствор останется мягким - не затвердеет. Содержание стеариновой кислоты в средстве более 15,0 мас. % приведет к удорожанию растопочного средства.
Выдержка смеси эфироальдегидной  фракции  со стеариновой кислотой при температуре не более 79°С от 5 до 20 минут при постоянном  перемешивании способствует полному растворению стеариновой кислоты и доведению смеси до гомогенного состояния. При выдержке более  20 минут происходит испарение  фракции, что негативно сказывается на теплоотдаче при горении средства. Если время выдержки составит меньше 5 минут, то даже при перемешивании возможно не полное растворение и комкование стеариновой кислоты.
Именно сочетание указанных выше признаков обеспечивает получение заявленного технического результата, а именно создание технологии обеспечивающей получение экологичного растопочного средства с более высокой теплоотдачей и продолжительным временем горения.
Согласно проведенных патентно-информационных исследований, сочетания известных и новых признаков предлагаемого изобретения в источниках патентной и научно-технической информации не обнаружено, что позволяет отнести признаки к обладающим новизной.
Поскольку предложенное сочетание признаков не известно из существующего уровня техники и не вытекает из него явным образом - позволяет получить более высокий и даже неожиданный технический результат, то предлагаемые существенные признаки и их сочетание можно считать имеющими изобретательский уровень.
Описание осуществления предлагаемого изобретения позволяет отнести его к промышленно выполнимым.
На фиг.1 схематично изображено растопочно-обогревающее средство насыщенное метил-трет-бутиловым эфиром.
Растопочно–обогревающее средство изготавливают следующим образом:
Первоначально, для приготовления горючего тела 1  растопочно-обогревающего средства заливают, мас. %: эфироальдегидную  фракцию  от 92 до 70% (при этом, при добавлении более 92% фракции средство не отвердеет) и осуществляют её нагрев до температуры плавления стеариновой кислоты  65°С. При постоянном перемешивании, предотвращая комкование, засыпают гранулированную стеариновую кислоту (ГОСТ 6484-96. Кислота стеариновая техническая). Т.к. в эфироальдегидной  фракции около 90% - этанол, то смесь постепенно  нагревают  до температуры закипания этанола - не более 79°С, после чего перемешивают - равномерно распределяют стеариновую кислоту по всему объёму и окончательно растворяют гранулы стеариновой кислоты. При нагреве более 79°С происходит  интенсивное испарение  эфироальдегидной  фракции и это снижает время горения средства, поэтому нагревать более указанной температуры не целесообразно. Смесь выдерживают при такой температуре ещё от 5 до 20 минут постоянно перемешивая, доводят её до гомогенного состояния. После чего смесь охлаждают до температуры от 45 до 52°С и, в качестве средства повышающего температуру горения, смесь  при перемешивании насыщают метил-трет-бутиловым эфиром (МТБЭ). Метил-трет-бутиловый эфир способствует выделению кислорода и полному сгоранию средства. Затем горячую смесь разливают в подготовленные формы 3, закрывают крышкой 4 и окончательно охлаждают. Таким образом, получили экологичное растопочно-обогревающее средство с высокой теплоотдачей и продолжительным временем горения.
Конкретный пример изготовления и использования предлагаемого растопочно–обогревающего средства:
Для  приготовления растопочно - обогревающего средства, первоначально в емкость для смешивания, объёмом 250 литров, налили 180 литров эфироальдегидной  фракции и нагрели до температуры  плавления стеариновой кислоты 65°С. При постоянном перемешивании добавили гранулированную стеариновую кислоту (ГОСТ 6484-96. Кислота стеариновая техническая) в количестве 8,0 кг, равномерно распределили её по всему объёму ёмкости. Для предотвращения комкования, перемешивая, смесь нагрели  до температуры 77°С. Смесь выдержали при такой температуре ещё 10 минут постоянно перемешивая, окончательно растворив гранулы, довели её до гомогенного состояния. После чего смесь охладили до температуры 50°С и, в качестве средства повышающего температуру горения, в смесь ввели при перемешивании метил-трет-бутиловый эфир (МТБЭ) в количестве 12 литров. Метил-трет-бутиловый эфир увеличивает количество выделяемого при горении кислорода, повышает теплоотдачу средства и способствует полному его выгоранию. Полученную смесь перемешали, разлили в подготовленные формы, закрыли крышкой и окончательно охладили.
Перед использованием, например для обогрева палатки, растопочно-обогревающее  средство, вскрыли (на металлической емкости сняли крышку), установили на негорючую подставку и подожгли. Время горения средства объемом в 300 мл продолжалось в течение 5,0 часов. Воздух в зимней палатке с размерами 3×3 метра и средней высотой 1,8 метра при помощи одного растопочного средства объемом в 300 мл был нагрет до температуры в 19°С в течение 25-ти минут, при наружной температуре воздуха в минус 8°С.
В настоящее время на предприятии на предлагаемое растопочное средство разработана техническая документация, изготовлена опытная партия средства и проведены испытания, показавшие положительные результаты.