РОЗРОБКА ТА ОПТИМІЗАЦІЯ СКЛАДУ БЕЗПОЛУМЕНЕВИХ НАГРІВАЧІВ ДЛЯ ІНДИВІДУАЛЬНИХ ПАЙКІВ НА ОСНОВІ ВТОРИННОЇ І ДОСТУПНОЇ СИРОВИНИ
DOI:
https://doi.org/10.31319/2519-2884.48.2026.20Ключові слова:
безполуменевий нагрівач їжі, алюміній, оксид кальцію, екзотермічна реакція, тепловиділення, водень, термогенний агент, індивідуальні пайкиАнотація
Досліджено процеси розроблення та оптимізації складів безполуменевих нагрівачів їжі на основі системи «алюміній – оксид кальцію – вода» з додаванням карбонату натрію. Обґрунтовано актуальність використання таких систем для забезпечення автономного розігріву харчових продуктів, зокрема в умовах польового застосування та забезпечення військових підрозділів. Досліджено механізм багатостадійних екзотермічних реакцій, що включають гідратацію оксиду кальцію, утворення лужного середовища та активацію корозії алюмінію з виділенням значної кількості тепла і водню. Встановлено вплив складу суміші на тепловиділення, швидкість реакції та температурний профіль нагрівача. Експериментально підтверджено нерівномірний розподіл температури в об’ємі нагрівача та встановлено оптимальний вміст алюмінію в межах 45—65 %, що забезпечує ефективний тепловий ефект і безпечність експлуатації. Отримані результати можуть бути використані для створення економічно ефективних та екологічно безпечних безполуменевих нагрівачів їжі на основі доступної сировини.
Посилання
Barrett, A.H., Cardello, A.V. Military food engineering and ration technology, DEStech Publications Inc, Lancaster, 2012 ISBN-13:978–1605950495.
Bhosale, R. R., Kumar, A., Sutar, P. Thermodynamic analysis of solar driven SnO2/SnO based thermochemical water splitting cycle. Energy Conversion and Management. 2017. 135, 226–235. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2016.12.067
Bounie, D., Arcot, J., Cole, M., Egal, F., Juliano, P., Mejia, C., Rosa, D., Sellahewa, J. The role of Food Science and Technology in Humanitarian response. Trends in Food Science & Technology, 2020, 103, 367–375. https://doi.org/10.1016/j.tifs.2020.06.006
Bumbudsanpharoke, N., Ko, S. Packaging technology for home meal replacement: Innovations and future prospective. Food Control, 2022, 132, Article 108470. https://doi.org/10.1016/j.foodcont.2021.108470
Caldwell, W. A., Gillies, J. Development of self-heating food can. Industrial Chemist, 1950, 26, 301–304.
Chen, W.-H., & Syu, Y.-J. Hydrogen production from water gas shift reaction in a high gravity (Higee) environment using a rotating packed bed. International Journal of Hydrogen Energy, 2010, 35, 10179–10189. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2022.123317
David, E., Kopac, J. Hydrolysis of aluminum dross material to achieve zero hazardous waste. Journal of Hazardous Materials, 2012, 209–210, 501–509. https://doi. org/10.1016/j.jhazmat.2012.01.064
Deng, Z.-Y., Ferreira, J. M., Tanaka, Y., & Ye, J. Physicochemical mechanism for the continuous reaction of γ-Al2O3-modified aluminum powder with water. Journal of the American Ceramic Society, 2007, 90, 1521–1526. https://doi.org/10.1111/j.1551-2916.2007.01546.x
Dukhan, N., Al-Rammahi, M. A., Suleiman, A. S. Fluid temperature measurements inside metal foam and comparison to Brinkman–Darcy flow convection analysis. International Journal of Heat and Mass Transfer, 2013, 67, 877–884. https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2013.08.055
Ferreira Rodrigues, J., Cunha dos Santos Filho, M. T., Aparecida de Oliveira, L. E., Brandemburg Siman, I., Barcelos, Ade, de Paiva Anciens Ramos, G. L., Almeida Esmerino, E., Gomes da Cruz, A., Arriel, R. A. Effect of the COVID-19 pandemic on food habits and perceptions: A study with Brazilians. Trends in Food Science & Technology, 2021, 116, 992–1001. https://doi.org/10.1016/j.tifs.2021.09.005
Barrett, A.H., & Cardello, A.V. (2012). Military food engineering and ration technology, DEStech Publications Inc, Lancaster. ISBN-13:978–1605950495.
Bhosale, R. R., Kumar, A., & Sutar, P. (2017). Thermodynamic analysis of solar driven SnO2/SnO based thermochemical water splitting cycle. Energy Conversion and Management, 135, 226–235. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2016.12.067
Bounie, D., Arcot, J., Cole, M., Egal, F., Juliano, P., Mejia, C., Rosa, D., & Sellahewa, J. (2020). The role of Food Science and Technology in Humanitarian response. Trends in Food Science & Technology, 103, 367–375. https://doi.org/10.1016/j.tifs.2020.06.006
Bumbudsanpharoke, N., & Ko, S. (2022). Packaging technology for home meal replacement: Innovations and future prospective. Food Control, 132, Article 108470. https://doi.org/10.1016/j.foodcont.2021.108470
Caldwell, W. A., & Gillies, J. (1950). Development of self-heating food can. Industrial Chemist, 26, 301–304.
Chen, W.-H., & Syu, Y.-J. (2010). Hydrogen production from water gas shift reaction in a high gravity (Higee) environment using a rotating packed bed. International Journal of Hydrogen Energy, 35, 10179–10189. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2022.123317
David, E., & Kopac, J. (2012). Hydrolysis of aluminum dross material to achieve zero hazardous waste. Journal of Hazardous Materials, 209–210, 501–509. https://doi. org/10.1016/j.jhazmat.2012.01.064
Deng, Z.-Y., Ferreira, J. M., Tanaka, Y., & Ye, J. (2007). Physicochemical mechanism for the continuous reaction of γ-Al2O3-modified aluminum powder with water. Journal of the American Ceramic Society, 90, 1521–1526. https://doi.org/10.1111/j.1551-2916.2007.01546.x
Dukhan, N., Al-Rammahi, M. A., & Suleiman, A. S. (2013). Fluid temperature measurements inside metal foam and comparison to Brinkman–Darcy flow convection analysis. International Journal of Heat and Mass Transfer, 67, 877–884. https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2013.08.055
Ferreira Rodrigues, J., Cunha dos Santos Filho, M. T., Aparecida de Oliveira, L. E., Brandemburg Siman, I., Barcelos, Ade, de Paiva Anciens Ramos, G. L., Almeida Esmerino, E., Gomes da Cruz, A., & Arriel, R. A. (2021). Effect of the COVID-19 pandemic on food habits and perceptions: A study with Brazilians. Trends in Food Science & Technology, 116, 992–1001. https://doi.org/10.1016/j.tifs.2021.09.005
