一次性发热包(自热包)是一种便捷的化学发热装置,广泛应用于自热食品(如火锅、米饭、汤羹)中,通过化学反应提供热量。其结构组成和主要类型如下:
一、 主要结构组成
1. 外包装层:
* 材料: 通常采用透气不透水的无纺布(如聚PP纺粘无纺布)制成。
* 功能: 这是外层,直接接触水。它允许水蒸气进入包内触发反应,同时有效防止包内发热材料和反应产生的固体残渣泄漏到食物中,保证安全卫生。其强度和透气性是关键。
2. 内袋/密封层:
* 材料: 位于无纺布内层,常用不透水、不透气的复合塑料薄膜(如PE/PE或铝塑复合膜)制成。
* 功能: 在储存期间,此层严密包裹发热剂,隔绝空气和水分,防止发热剂在运输和储存过程中因受潮或接触空气而提前失效或发生危险。使用时,当水渗透过无纺布后,此内层会迅速溶解或,释放出发热剂与水接触。
3. 发热剂(成分):
* 主要成分:
* 生石灰(氧化钙, CaO): 这是的发热剂。与水发生剧烈放热反应:`CaO + H₂O → Ca(OH)₂ + 热量`。此反应速度快,产热量大。
* 金属粉(常用, Al): 作为辅助发热剂和产气剂。与水(在碱性环境下)反应:`2Al + 2NaOH + 6H₂O → 2NaAl(OH)₄ + 3H₂↑ + 热量`。此反应产生大量氢气(,需注意安全)和额外热量,并能搅动水,使热量分布更均匀。有时也使用铁粉、等。
* 碳酸钠(Na₂CO₃)或(NaOH): 提供碱性环境,促进等金属粉的反应,并能与生石灰水合产生的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀,起到一定的缓冲和稳定作用。
* 功能: 混合在一起的这些固体粉末是热量的根本来源。
4. 缓释剂与添加剂:
* 缓释剂(如硅酸盐、硅藻土): 吸收部分水分,减缓反应速率,避免瞬间剧烈放热导致危险,使发热过程更平稳持久(通常维持15-20分钟高温)。
* 吸水剂(如蛭石、硅藻土): 吸收反应中产生的水分,防止结块,保证反应物充分接触。
* 填料(如砂、高岭土): 增加体积,改善粉末流动性,并有助于分散热量。
* 消石灰(氢氧化钙, Ca(OH)₂): 有时预先加入少量,作为晶种,诱导生石灰水合反应更平稳进行。
二、 主要类型
一次性发热包主要根据其启动()方式和功能侧重点进行分类:
1. 按启动方式分:
* 水型: 主流类型。用户需要向发热包上或自热食品的特定隔层中加入冷水(通常是自来水或纯净水)。水通过无纺布渗透,溶解内袋,触发内部的生石灰等与水发生反应。这是目前自热食品几乎使用的类型。
* 空气型: 相对少见。发热剂(通常含铁粉)暴露在空气中,与氧气和水分发生氧化反应(生锈)放热。这种类型反应启动慢,发热量相对较低且不易控制,在一次性食品加热领域应用。
2. 按功能侧重点分:
* 基础发热型: 主要提供持续稳定的高温热量(通常中心温度可达90-120°C),用于加热食物。这是常见的类型。
* 多功能型:
* 蒸汽发生型: 在基础发热剂基础上,通过配方的优化(如增加比例或特定添加剂),或在包装结构上设计蒸汽孔,在产生热量的同时产生大量高温蒸汽。这不仅能加热食物,还能快速加热上层空间,更适合加热火锅等需要“蒸煮”效果的食物。
* 催化型(较少见): 可能加入催化剂以更地控制反应速率或温度曲线。
总结
一次性发热包是一个精巧设计的多层结构化学产热单元。其是生石灰、金属粉(如)和碱性物质(如碳酸钠)组成的发热剂,通过水发生剧烈放热反应。无纺布外包装保证透水防漏,内密封层确保储存稳定性。缓释剂和添加剂则调控反应速度与安全性。目前市场上几乎所有的自热食品都使用水型的发热包,主要分为侧重稳定高温的基础发热型和侧重产生高温蒸汽的多功能(蒸汽发生)型。切勿拆开发热包,以免接触生石灰等危险化学品。

