КОМПЛЕКТ ДЛЯ БЕСПЛАМЕННОГО РАЗОГРЕВАНИЯ ЕДЫ В ГЕРМЕТИЧНОЙ УПАКОВКЕ

Полезная модель относится к упаковочным элементам, хранение которых представляет собой особые трудности, которые образованы путем вкладывания в сформированную заранее тару съедобных продуктов, предназначенных для разогревания в герметичной укупорке.
Уровень данной области техники характеризует полимерная упаковка для комплекта продуктов питания, описанная в патенте RU 2125009, B65D 81/32, 77/00, 1999 г., в составе которой выполнен дополнительный отсек для размещения разогревателя и водоустойчивых спичек.
Сбалансированный дробный рацион питания сочетает в себе комплектующие, обеспечивающие полную автономность пользователя, его выживаемость в удаленных условиях существования.
Недостатком разогревателя известного комплекта является пламенное горение таблетки сухого спирта, для чего необходим таганок и спички, инициирующие воспламенение и устойчивое горение источника тепловой энергии, что усложняет переносной комплект и технологию разогрева съестных продуктов.
Отмеченный недостаток устранен в саморазогревающемся комплекте портативного беспламенного разогревателя продуктов, описанный в e-mail:info@savinglives.ru, который по технической сущности и числу совпадающих признаков выбран в качестве наиболее близкого аналога предложенному.
Беспламенный разогреватель включает упакованную в герметичный пленочный чехол термореактивный элемент, взаимодействующий с добавленной водой, вступая в химическую реакцию, в ходе которой выделяется тепло, направленное на разогрев до температуры 80°С продуктов, готовых к употреблению в пищу.
Герметично упакованный разогреватель размещается в полимерном пакете, торец которого герметично запечатан с возможностью ручного оперативного открывания сваренного шва пакета.
Пакет имеет поперечную разметку линиями отрыва торца со сварным швом запечатывания и перегиба пакета при нагревании уложенной вовнутрь упаковки с продуктами.
Концы перегнутого пакета фиксируются полосками липкой ленты, которые в служебном обращении и хранении приклеены на пакете.
Технологическая вода хранится в автономной герметично запечатанной упаковке.
Продукты питания, представляющие собой разнообразную готовую к употреблению еду сбалансированного рациона, герметично упакованы в полимерных емкостях.
Недостатком известного технического решения является функциональная ненадежность термореактивного элемента, который может взаимодействовать с неизбежно проникающей вовнутрь полимерной упаковки атмосферной влаги, что приводит к образованию непроницаемого слоя на поверхности термореактивного элемента из спекшихся веществ химического взаимодействия, или несанкционированному срабатыванию и деструкции термореактивного элемента, что лишает возможности при необходимости автономно разогреть продукты.
Технической задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является повышение функциональной надежности комплекта для беспламенного разогрева еды, готовой к употреблению, в герметичной упаковке.
Требуемый технический результат достигается тем, что в известном комплекте для беспламенного разогревания еды, готовой к употреблению, в герметичной упаковке, содержащем запечатанный в пористую оболочку термореактивный элемент, помещенный внутри изолированного полимерного пакета, размеченного поперечными линиями перегиба и отрыва сваренного торца, на котором закреплены полоски липкой ленты, и упаковку с технологической водой, по предложению авторов, пористая оболочка из термосвариваемой фильтровальной бумаги примыкает к прослойке из гидрофильного нетканого материала, покрывающей термореактивный элемент, которые автономно упакованы в герметичный пленочный чехол, при этом термореактивный элемент выполнен из смеси извести, алюминиевого порошка, поваренной соли и соды кальцинированной, которые содержатся в следующем диапазоне соотношения, мас.%:
известь
45-85
алюминиевый порошок
5-20
поваренная соль
5-15
сода кальцинированная
5-20,
2
2
причем плотность гидрофильного нетканого материала и термосвариваемой фильтровальной бумаги, формообразующих композитное покрытие термореактивного элемента, составляет 17-30 г/м и 28-38 г/м соответственно.
Отличительные признаки предложенного технического решения повысили функциональную надежность комплекта для беспламенного разогревания пищи в автономных условиях жизнеобеспечения туристов, охотников, военнослужащих и т.п.
Выполнение термореактивного элемента из смеси извести, алюминиевого порошка, поваренной соли и соды кальцинированной по определению гарантирует при взаимодействии с добавленной водой выделение тепловой энергии, достаточной для нагрева упаковки с пищевым продуктом до температуры не ниже 50°C.
Выделение при этом большого количества водяного пара и безвредных газов служит для повышения конвективного теплообмена внутри упаковочного пакета, что обеспечивает равномерный объемный нагрев еды, готовой к употреблению в пищу.
Размещение на термореактивном элементе дополнительной прослойки из гидрофобного нетканого материала при функционировании по назначению обеспечивает интенсивную диффузию технологической воды, распределение поступающей из пакета вовнутрь через капилляры примыкающей оболочки фильтровальной бумаги, а паров воды и генерируемых газов, а также тепловой энергии (за счет теплопроводности) в обратном направлении - непосредственно к упаковке с едой.
Пористая оболочка из термосвариваемой фильтровальной бумаги в сочетании с гидрофильной прослойкой из нетканого материала образует композитное покрытие термореактивного элемента, которое обеспечивает реверсивную водо- и газопроницаемость автономно запечатанной укупорки продукта.
При хранении термореактивного элемента, упакованного посредством композитного пористого покрытия, в герметичном пленочном чехле создается гидро- и газодинамический баланс на разделительной обменной стенке, которая погранично стабилизирует диффузию атмосферной влаги, адсорбируемой в капиллярах, что надежно предотвращает запуск химических реакций.
Использование в качестве наружного слоя композитного покрытия оболочки из термосвариваемой бумаги обеспечивает возможность автономного запечатывания термореактивного элемента в герметичный пленочный чехол, дополнительно изолируя от внешней среды, и сохранять при этом компактную форму функционального элемента в служебном обращении длительное время.
Оптимизация массового соотношения компонентов смеси термореактивного элемента рассчитана по математической модели планирования эксперимента, диапазоны содержания каждого из них были отработаны при испытаниях опытных образцов, при соблюдении безопасности и достижении максимальной энергонасыщенности.
2
Плотность гидрофильного нетканого материала в диапазоне 17-30 г/мобеспечивает наилучшее соотношение массообмена и сохранения каркасности прослойки, примыкающей к термореактивному элементу.
2
Плотность фильтровальной бумаги в диапазоне 28-38 г/м ограничена несущими функциями композитной оболочки, изолирующей термореактивный элемент, и гарантированной проницаемостью для реакционных газов и пара, генерируемых при функционировании нагревательного элемента.
Следовательно, каждый существенный признак необходим, а их совокупность в устойчивой взаимосвязи являются достаточными для достижения новизны качества, неприсущего признакам в разобщенности, то есть поставленная в полезной модели техническая задача решена не суммой эффектов, а новым сверхэффектом суммы признаков.
Сущность предложенного технического решения поясняется чертежом, который имеет чисто иллюстративную цель и не ограничивает объема притязаний совокупности признаков формулы.
На чертеже изображены:
на фиг.1 - общий вид пакета с уложенным термореактивным элементом, упакованным в многослойную герметичную оболочку;
на фиг.2 - запечатанный термореактивный элемент, поперечный разрез.
Полимерный пакет 1 (фиг.1), выполненный шириной под упакованный термореактивный элемент 2 для свободного размещения рядом упаковки с пищевым продуктом.
Пакет 1 имеет длину, превышающую не менее чем вдвое габариты элемента 2 и упаковки с едой, которые свободно размещается в его нижней части после перегиба по разметке 3, причем верхняя часть которого образует клапан с открытой горловиной.
2
2
3
Термореактивный элемент 2 представляет собой смесь порошковых веществ в следующем оптимизированном массовом соотношении, %: 45-85 негашеная известь (CaO) или гашеная известь (Ca(OH)), 5-20 алюминиевый порошок, 5-15 поваренная соль (NaCl), 5-15 сода кальцинированная (NaCO), герметично упакованный в композитную оболочку (фиг.2).
Термореактивный элемент 2 покрыт прослойкой 4 из гидрофильного нетканого материала, к которой примыкает оболочка 5 из фильтровальной термосвариваемой бумаги.
Оболочка 5 по периметру элемента 2, покрытого прослойкой 4, герметично соединяется сварным швом 6, который формируется в электронагревательном приспособлении.
Упакованный элемент 2 размещается внутри пленочного чехла 7, открытый торец которого заваривается, изолируя свободный доступ к функциональной смеси реакционных порошков.
После размещения сформированной упаковки термореактивного элемента 2 ее помещают в полимерный пакет 1 (фиг.1), горловину которого заваривают проплавлением его материала с образованием торцового шва 8, герметизирующего объем пакета 1.
Вдоль сварного шва 8 на пакете 1 нанесена разметка 9 линии отрыва для технологического доступа вовнутрь.
На пакете 1 сверху приклеены отрезки 10 липкой ленты для фиксирования в работе сомкнутых концов пакета 1 при его перегибе.
В автономной герметичной упаковке (условно не показано) хранится технологическая вода, совместно с упаковками еды.
Функционирует комплект следующим образом.
По разметке 9 сварного шва 8 отрывается торец пакета 1, открывая доступ к герметичной упаковки элемента 2.
Далее аналогично вскрывается чехол 7, после чего упаковку с едой укладывают в примыкании с элементом 2.
Затем в пакет 1 помещают упаковку с продуктом питания и заливают технологическую воду из автономной упаковки и складывают пакет 1 вдоль поперечной разметки 3, после чего его совмещенные концы скрепляют отрезками 10 липкой ленты.
Сложенный пакет 1 (клапаном открытой горловины вверх) укладывают на ровную твердую поверхность на 15-30 минут.
Вода через газопроницаемую композитную оболочку 4-5 проникает к термореактивному элементу 2, где вступает в химическую реакцию негашеной известью.
При этом раствор хлорида натрия (поваренной соли) разрушает оксидную пленку на поверхности алюминиевого порошка, чем ускоряется процесс его взаимодействия с реакционно промежуточным едким натром (NaOH).
Температура кипения раствора хлорида натрия в воде в выбранном массовом соотношении составляет 102-105°C, что обеспечивает активное образование пара, который диффундирует через композитную пористую оболочку к упаковке с продуктами и ускоряет теплообмен суммарно генерируемой при химическом взаимодействии компонентов смеси тепловой энергии 850 КДж/моль.
Водяной пар и генерируемые в результате химических реакций газообразные продукты служат в качестве рабочего тела для автоматического теплообмена внутри пакета 1, в результате которого продукты в герметичной упаковке нагреваются за 15-30 минут до температуры не ниже 50°C.
Избыток генерируемых газов из пакета 1 естественно удаляются через каналы открытой его горловины, образованные в клапане между отрезками 10 липкой ленты, что предотвращает разрыв пакета 1, пригодного для повторного использования при нагреве другой упаковки еды.
Упаковку с разогретой едой извлекают через отклеенную от ленты 10 горловину пакета 1 для употребления в пищу, а остатки термореактивного элемента 2 удаляют для утилизации.
Освободившийся пакет 1 споласкивают водой и просушивают. Далее процесс разогрева можно повторить с запасом структурных элементов комплекта.
Положительные результаты испытаний опытной партии беспламенных разогревателей, которые подтвердили функциональность и надежность реакционной смеси компонентов в выбранном массовом их соотношении, простое и удобное использование комплектующих, обеспечивающих быстрый и качественный нагрев различных продуктов, позволяют рекомендовать его для серийного изготовления по заказам потребителей.
Проведенный сопоставительный анализ предложенного технического решения с выявленными аналогами уровня техники, из которого предложенная полезная модель явным образом не следует для специалиста по комплектованию рационов питания групп экстремальных профессий, показал, что она неизвестна, а с учетом возможности промышленного изготовления комплектов для беспламенного разогревания еды, готовой к употреблению, в герметичной упаковке, можно сделать вывод о соответствии критериям патентоспособности.