一种层状结构镁铁自热粉末及其制备方法技术

本发明专利技术属于食品自加热粉末领域，具体涉及一种层状结构镁铁自热粉末及其制备方法。所述粉末包括镁片和铁粉，所述粉末为层状结构，所述铁粉位于相邻两层所述镁片之间，按照质量百分比计算，所述粉末中铁和镁的比例不低于1:20，所述镁片呈矩形，所述粉末的粒径不超过3毫米。本发明专利技术的一种层状结构镁铁自热粉末的制备方法，包括基材制备、基材挤压、微孔制备、基材切割、粉末整理等主要步骤。本发明专利技术制备的层状结构镁铁自热粉末，自热反应启动快、热量反应充分、持续时间长，并且反应剩余量可控，可显著提高对速食食品加热效率和加热速度。提高对速食食品加热效率和加热速度。提高对速食食品加热效率和加热速度。

【技术实现步骤摘要】
一种层状结构镁铁自热粉末及其制备方法


[0001]本专利技术属于食品自热粉末领域，具体涉及一种层状结构镁铁自热粉末及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着社会生活节奏的加快和人们生活方式的转变，食品受到人们原来越多的欢迎。但是不同于传统方便面的地方在于，市场上的现有食品充分考虑了食品食材的多样性和食用环境的多样化。当前市场上的食品种类丰富，包括自热米饭、自热米线、自热面条和自热火锅等。其食用环境则最大程度兼顾了家庭和野外等环境，特别是满足了很多无法提供开水的条件，这使得食品不仅适用于民用，也成为部队士兵欢迎的野外食粮。
[0003]而其中的关键就在于，食品包装盒底部的自加热包。自加热包中的自热粉末可以发生自热反应（即自腐蚀反应），其能够与水快速反应来释放热量，实现快速自行加热。目前的自热粉末主要包括生石灰、铝粉、镁铁粉末等几大类，其中镁铁粉末是应用非常广泛的一种自热粉末。由于镁和铁之间较大的标准电位差，使得镁铁粉末在加水或盐溶液的条件下发生强烈的自腐蚀反应，短时间内释放大量的热和氢气，对位于自加热包上部的食品进行充分加热。
[0004]然而，现有的技术制备镁铁粉末时，都以球磨法为主，对镁粉颗粒和铁粉颗粒进行加工。由于球磨过程需要受到不锈钢球等球磨介质在不同球料比和球磨时间的条件下进行球磨冲击，使得镁粉颗粒和铁粉颗粒会发生变形和粉碎等现象，获得的镁铁粉末往往存在粉末粒度范围区间太大，粉末颗粒粒度控制难度大，镁粉和铁粉的粉末原料因粉碎等原因浪费严重，另外还可能出现粉末氧化不可控，以及镁粉表面铁粉的分布不可控等问题，最终导致镁铁自热粉末在反应启动速度上稳定性不好、自热反应持续时间短、由于镁铁比例不可控导致自热反应结束后剩余粉末量不可控，最终导致自热粉末加热效果和效率不够理想。
[0005]因此，基于以上问题，开发一种新型镁铁自热粉末，将有助于推动镁铁自热粉末在食品加热领域的应用，更好地满足人们对美好生活质量的追求。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于针对以上现有问题，提供了一种层状结构镁铁自热粉末及其制备方法，采用镁片/铁粉/镁片的多层结构，采用平铺
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挤压
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切割的全新方法制备层状结构镁铁自热粉末，获得大小均匀且Mg/Fe比例可控的粉末，使得该自热粉末的自热反应启动快、反应更充分、持续时间长，并且粉末剩余量可控，可显著提高对食品的加热效率和加热速度。
[0007]本专利技术一种层状结构镁铁自热粉末，采用的技术方案如下：所述粉末包括镁片和铁粉，所述粉末为层状结构，所述铁粉位于相邻两层所述镁片之间，按照质量百分比计算，所述粉末中铁和镁的比例不低于1:20。所述粉末的粒径不超
过3 mm，优选的，所述镁片呈矩形，所述镁片的边长不超过3毫米，所述铁粉的粒径不大于1毫米。
[0008]所述粉末中的镁片厚度不超过1毫米，单个所述粉末中不同层的镁片厚度相同或不同。
[0009]所述粉末中镁片表面上均匀分布有贯通的微孔。
[0010]所述微孔的直径不超过0.5毫米。
[0011]一种层状结构镁铁自热粉末的制备方法，包括以下步骤：S1：基材制备，将第一张矩形纯镁薄板水平放置，在纯镁薄板的表面上均匀铺放铁粉并覆盖整个纯镁薄板表面，将第二张矩形纯镁薄板水平放置在所述铁粉的上方，再将铁粉均匀铺放在第二张纯镁薄板表面，根据需要重复以上过程，在最后一张纯镁薄板铺放好后，将获得的层状结构薄板的边缘进行固定，从而制备得到需要的基材；S2：基材挤压，将上一步骤中的基材水平放置在惰性气体保护的密封空间中，利用载荷可控的平面压板对所述基材在纯镁薄板的厚度方向进行挤压，使得基材内的纯镁薄板和铁粉均发生明显塑性变形，并形成机械结合，使得基材边缘的固定结构去除后仍保持牢固结合；S3：微孔制备，对将经过上一步骤处理的基材，采用粒径不超过0.5毫米的硬质合金针，在纯镁薄板的厚度方向进行针刺处理，从而获得表面均匀分布贯通微孔的基材；S4：基材切割，将上一步骤中的基材整体水平浸泡于工业无水乙醇中并固定好，在可控载荷作用下沿竖直方向对基材进行挤压切割，切割完毕后采用筛网将工业无水乙醇中的基材粉末过滤收集；S5：粉末整理，将上一步骤中收集得到的基材粉末进行自然风干，即得到所述层状结构镁铁自热粉末。
[0012]所述步骤S1中的纯镁薄板的厚度不超过1毫米，所述铁粉的粒径不超过1毫米。
[0013]所述步骤S1中的基材的上表面和下表面均为纯镁薄板。
[0014]所述步骤S1中纯镁薄板的厚度及铺放层数和铁粉的粒度及铺放密度，均根据所述粉末中镁铁比例和自热反应需要进行调整。
[0015]所述步骤S2中纯镁薄板和铁粉在厚度方向的塑性变形比例不低于20%。
[0016]所述步骤S3中的硬质合金针在针刺处理过程中同时旋转和竖直移动。
[0017]本专利技术一种层状结构镁铁自热粉末及其制备方法，与现有技术相比，具有以下优点：1.本专利技术的粉末粒度大小均匀且可控，铁粉与镁片均匀有效接触，使得各个粉末的自腐蚀反应可以均匀等速发生。镁铁自热粉末作为一种典型的超腐蚀合金粉末，在水溶液或盐溶液作用下会发生剧烈的自腐蚀反应，进而释放出大量的热量和氢气。本专利技术技术方案可有效控制和调节镁片和铁粉的质量百分含量的比例，可以很好地调节镁铁自热粉末的反应速度、反应时间和加热效率。
[0018]2.本专利技术的粉末为镁片/铁粉/镁片的间隔多层结构，加上镁片厚度方向的微孔设计，使得水或盐溶液可以全方位接触粉末，确保同一时间内镁片的不同位置均发生同等水平的腐蚀反应，同时层状结构使得水或盐溶液可以充分接触镁片和铁粉，进而均匀形成每一个微电池，从而使得所有粉末在加热过程中均可以充分参加腐蚀反应，避免出现明显残
余粉末。
[0019]3.本专利技术的粉末制备方法，显著优于传统的球磨法。采用机械的方法进行铁粉在镁片上的平铺，以及利用平面压制的方法，利用塑性变形使得铁粉牢固的粘附在镁片表面，最后利用机械切割的方式获得粒度可控的镁铁自热粉末。该过程不仅适于工业化批量生产，而且由于该过程中直接挤压变形来形成镁和铁的物理结合，其牢固程度优于球磨，且切割的过程在无水乙醇中进行，确保了粉末不被氧化，并在自腐蚀反应过程中可以保持最佳的活性。
附图说明
[0020]图1为本专利技术的自热粉末的分层结构示意图；图2为本专利技术的自热粉末基材制备过程示意图。
具体实施方式
[0021]参见图1，本专利技术一种层状结构镁铁自热粉末，包括镁片1和铁粉2，所述粉末为层状结构，所述层状结构由镁片/铁粉/镁片的单元组构成，所述粉末至少包括一个单元组，即镁片/铁粉/镁片；优选的，所述粉末结构为镁片/铁粉/镁片/铁粉/镁片，或镁片/铁粉/镁片/铁粉/镁片/铁粉/镁片；所述铁粉2位于相邻两层所述镁片1之间，按照质量百分比计算，所述粉末中铁和镁的比例不低于1:20，所述粉末中铁和镁的比例优选为1:20或1:10或3:20或1:5或1:4；所述粉末的粒径不超过3 mm，所述镁片1优选为矩形，所述镁本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种层状结构镁铁自热粉末，其特征在于，所述粉末包括镁片和铁粉，所述粉末为层状结构，所述铁粉位于相邻两层所述镁片之间。2.如权利要求1所述的一种层状结构镁铁自热粉末，其特征在于，按照质量百分比计算，所述粉末中铁和镁的比例不低于1:20。3.如权利要求1所述的一种层状结构镁铁自热粉末，其特征在于，所述粉末的粒径不超过3毫米，单个所述粉末中不同层的镁片厚度相同或不同。4.如权利要求1所述的一种层状结构镁铁自热粉末，其特征在于，所述粉末中镁片的表面上均匀分布有贯通的微孔。5.如权利要求4所述的一种层状结构镁铁自热粉末，其特征在于，所述微孔的直径不超过0.5毫米。6.一种层状结构镁铁自热粉末的制备方法，包括以下步骤：S1：基材制备，将第一张矩形纯镁薄板水平放置，在纯镁薄板的表面上均匀铺放铁粉并覆盖整个纯镁薄板表面，根据需要重复以上过程，在最后一张纯镁薄板铺放好后，制备得到需要的基材；S2：基材挤压，将上一步骤中的基材水平放置在惰性气体保护的密封空间中，利用载荷可控的平面压板对所述基材在纯镁薄板的厚度方向进行挤压，使得基材内的纯镁薄板和铁粉均发生塑性变形，并形成机械结合；...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘嘉喜，
申请(专利权)人：世纪融合北京科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：