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当自加热和自冷却包装技术的发展

发布时间:2021-09-11 10:39:52 阅读: 来源:铝硝酸罐厂家

自加热和自冷却包装技术的发展

自加热和自冷却的包装提供了消费者愿意为之花钱的有用和有价值产销量、保有量、充电桩建成数量为全球第1的功能。

不言而喻,当智能包装给消费者带来费用问题时,它也必然提供了消费者愿意为之花钱的有用和有价值的功能。从这方面看,在自加热和自冷却的包装上可以清楚看到。这种类型的智能包装,对于当今疲于奔命的消费者来说,要接受自加热或自冷却饮料的有用性并不困难。那么实际问题在于有多少人愿意花钱在路途中、海滩上或在任何地方、时间享受到热饮、冷饮和热腾腾的饭食所带来的便利呢?

首先,我们总结一下自加热和自冷却的包装技术,再看看迄今为止这种包装的发展状况。

自加热技术

用于自行加热的惟一可行热源形式是放热化学反应。有几种方案可供选择,其热输出都不相同;其中,反应性能最佳的,也是最危险的选择方案是具有潜在毒性的化学品,反应过程中会产生不受欢迎的有毒气体。

常用的消费品包装所选择的放热化学反应是石灰与水的反应,因为这种反应可产生相当的热量输出,而石灰价格便宜且容易获得,反应产生的副产品也是环境可以接受的。另外一种反应是水解氯化钙,这种反应的优点是不产生反应副产品,但是热量产出较低。

自加热饮料

最为成功的自加热容器之一是2001年在英国市场投放的,由Crown C同时出口化肥农药、塑料橡胶制品和精细化工产品ork公司、Seal Thermotic公司与雀巢公司共同开发的合资项目——“即饮即热”雀巢罐装热咖啡,容量为210毫升,饮用前只需摇动几下,就可在3分钟左右达到40oC以上的温度。不过,通过市场反馈,消费者还是需要一种容量更多的饮料。

与此相反,在许多地中海国家,人们更喜欢的是容量少、味道浓的espresso咖啡,且饮用温度是中等温度,而不是在沸腾温度下饮用。由意大利开发出来的Caldo Caldo产品,采用无水氯化钙与水进行放热反应以满足对温度的要求。在将原料混合之后,消费者摇动容器约40秒钟,热溶液沿装有40毫升饮料的铝制容器旋转,产生大约23?C的温度。这种饮料在整个欧洲的体育场馆、高速公路休息区等很多地方都有销售。

2005年以后,美国市场上推出的自加热咖啡的主要是一种10盎司(约295毫升)的Wolfgang Puck gourmet lattes产品,在32个州的食品杂货店中都可以买到。它采用石灰与水进行放热反应,容器主要是塑料制成的,方便携带,在6分钟内可将咖啡加热到60oC(145oF),其保温时间可达30分钟左右。容器外的标签还可以起到隔热保温的效果,由6色印刷。自加热食品

从军用即开即用食品(MRE)项目衍生出来的技术为自加热食品创建了一个快速成长的市场,这种产品使用反应性能高的放热反应,以氧化镁或高锰酸钾与甘油间的反应为基础,产品用于应急服务和户外消费。

日益显著的追求方便的需求是促进这一市场发展的主要因素,加热的食品和饮料类型,包括高黏度的液体和固体产品,如浓汤、快餐、成品饭、意大利面条、米饭和炖肉等。迄今为止,自加热技术都局限于石灰与水的反应,这种反应产生的热量较低,但是比较安全。不过对于固体食物产品来说,加热时间会很长,主要依靠传导将热量从热源传输到产品上。

Thermotic Developments公司开发了一种新的热传输工艺,即蒸汽直接加热。这种高效的系统将蒸汽直接注入食品和通过食品,从而达到将热传输给产品的目的。因为蒸汽是一种非常有效的传设计出结构简单、工作可靠、效力高、经济好、使用维修方便的液压系统输能量的介质,1克蒸汽可以传输大约2000焦耳的能量。

自冷却技术

这种技术选择方案归结为两种:吸热化学反应和使用水蒸气作为热传输流体的热泵技术。与此相比,水的蒸发可能是一种功能强大的冷却工艺,理论上,蒸发10毫升水可将330毫升水冷却18oC。

自冷却饮料

自冷却包装的推出让投资者和营销人员兴奋不已。可以应用于如可乐、啤酒和果汁等饮料上,容量为330毫升或500毫升,在一个特定的时间内(如3分钟)将温度从现有数值降到4oC左右,且不牺牲包装安全性、便携性或回收等方面的优势。不过,在过去的15年里,寻求一种一次性的自冷却容器的梦想始终未能实现,甚至技术上非常可行的热泵技术也失败了,主要问题在于成本高,可靠性低。

但是,用于聚会的小桶装啤酒的否则成品重量会下降而损及成品之性能热泵技术在欧洲却获得了成功。德国CS-metallbau公司开发出了世界上第一个可靠的自冷却小桶,使用沸石热泵技术。此后这项技术转让给Cool-System Bev公司,并被德国Tucher Br?u啤酒厂和其他许多啤酒酿造厂使用,每个桶的容量为几升。在意大利和其他地方也实现了商业化的姐妹产品有Caldo Caldo, Freddo Freddo,产品利用硫代硫酸钠五水化合物与水之间产生吸热反应。

自加热与自冷却包装的展望

出于对重量轻和携带方便方面的考虑,将来的自加热和自冷却容器主要会用塑料制作,金属容器只会使用在热传导或刚度要求高的地方。

自加热包装技术的开发工作重点定位在石灰和水以及氯化钙和水的化学反应方面,另外会增加温控反馈系统,这样,不管环境温度如何,装置都会产生出最高温度;还会使用热敏变色标签,显示出产品何时变热。随着成本的下降和质量的提高,饮料和较高质量的食品将来都会使用蒸汽直接加热。

此外,寻求经济性更好的一次性自加热饮料容器的工作将会继续,预计到2010年,人们将解决与这种技术相关的工程设计和技术问题。采用热泵技术,让饮料容器内产生的热量可以被相变材料吸收。

饮料容器的全球市场预计将达到3000亿,年增长率大约在%。自冷却容器的市场将增加到占容器总消费的5%,而自冷却容器的单位价格将下降到 美分左右。如果这些预测都实现,自冷却容器的全球市场份额每年可达到150亿。

信息来源:现代包装

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