基本信息
- 项目名称：
- 即饮即热饮品包装设计
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 生命科学
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 本课题“YYR——小太阳”装置结构主要以“针筒”构型为主题构思而成，设计结合压力学和化学等原理，很巧妙地处理了热膨胀问题；不用明火、电等其他能源物质，选用生石灰和水反应放热，加热饮品；无毒，且加热用料量不大，放出热量的速度快，符合安全﹑简便﹑环保的设计理念。
- 详细介绍：
- 装置主要分为易拉罐外层和柱形加热器 ，他们中间的隔层放的是被加热的饮品。柱形加热器就是由两个抽象的针筒组成的。柱形加热器结构主要以“针筒”构型为主题构思，分为两层：柱形加热器外层，是一个变形较大的针筒，它的推注柄的角色由柱形加热器里层承担，橡胶活塞变为紧贴两壁的滑动密封橡胶环；柱形加热器里层，是一个将推注柄换成伸缩弹簧的一个“小针筒”。 柱形加热器里层上方盛放的是生石灰，柱形加热器里层和外层之间的密封橡胶圈可以在两壁之间来回滑动，同时为了其滑动顺利我们在两臂之间的底部区域设计4个对称的小孔。 底部旋钮的结构说明： 弹簧与托盘相连，被压缩的弹簧是靠丁字杆和托盘的拉力而保持压缩状态的，拧动底部旋钮,使旋钮连接的丁字杆对准卡槽的出口，托盘失去拉力，在弹簧的弹力作用下启动反应见附件。 由于设计的装置有独特的构型和大小，制作时需制作特定模具，但是资金投入不在能力范围之外，因此，没有做出具体的实物。利用生活中现有大小的材料，制作出用来测量实验数据的简易装置 见附件。 为了更能充分的说明我们的装置的设计原理，制作了3D原理动画特以说明(见附件1)
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 目的：用一种简单、安全、方便的方法让饮品变热，给人一种新选择，饮品加热不再受环境的限制，启动装置外包装底部的旋钮，即可让人随时随地能喝上一杯热饮。基本思路：在易拉罐形状的饮料瓶中，安装一个双层柱形加热装置，称为加热器。使用块状生石灰作为加热原料，利用其与水反应，放出热量。热量通过外层柱形壁传导至饮品，使饮品温度上升。反应过程结束后，将罐体略加摇动，促使罐内饮品冷热均匀，达到适合平时饮用的习惯温度。 创新点： 1、研究了加热饮品的新型装置 2、为户外活动等随身携带热饮提供了可能 技术关键：利用压力学和化学的原理，巧妙的构造了这种内部加热的装置，并且也解决了放热过程中的热膨胀问题，不用明火、电等其他能源物质，选用生石灰和水反应放热的方式来加热饮品。 本实用新型采取的技术方案是：一种自加热易拉罐，包括外层，中层，内层，所述的中层设在外层内部，所述的内层设在所述的中层内部，所述的外层、中层、内层分别为相互独立密封的空间，所述的内层顶上设有一密封橡胶环与所述的中层内壁紧贴，所述的密封橡胶环上方的中层内部空间盛放有生石灰，所述的内层底部内壁上设有一弹簧，在所述的弹簧顶部设有一托盘，在所述的托盘下表面上设有一卡槽，在所述的托盘顶上设有一密封橡胶环与所述的内层内壁紧贴，在所述的密封橡胶环上方的内层内部空间里盛放有水。在所述的外层底部上设有一T字杆旋钮，T字杆伸入内层内部,横杆与所述的托盘下表面上的卡槽卡接。
科学性、先进性
- 装置结构主要以“针筒”构型为主题构思而成，设计结合压力学和化学等原理，很巧妙地处理了热膨胀问题；不用明火、电等其他能源物质，选用生石灰和水发生化学反应，利用其反应放热原理，产生热量，加热饮品；无毒，且加热原料用量少，放热速度快，符合安全﹑简便﹑环保的设计理念。 目前在市场还没有广泛应用这种自加热饮品，随着科技的不断进步，相信这种装置会被广泛的应用，同时由于这种装置简单，热的饮品就可以随时携带，相信会得到大家的认可。 [1] 樊全舫，蔺毅峰.自加热易拉罐罐装设计初探.食品科学，1997，18（6） 60～63 [2] 张世汝.新型材料及其应用.四川：四川科技出版社，1985 [3] 林刚、林慧国、赵玉涛.铝合金应用手册.机械工业出版社，2006.1：163～166 [4] 叶康尼.金属腐蚀与保护概论．北京：高等教育出版社，1965
获奖情况及鉴定结果
- 【1】魏婷等.即饮即热饮品包装设计.科技与生活，2010，22:109~110 【2】 周冬香、魏婷等.即饮即热饮品包装设计. 实用新型专利或外观设计（授权）. 申请号：201020581606.6 【3】已获得上海市大学生创新活动优秀奖
作品所处阶段
- 已完成
技术转让方式
- 转让
作品可展示的形式
- 现场演示 图片
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- （1）适用面广 此包装装置适用任何人群，特别适合在室外工作、外出旅行、户外活动和在加热设施不佳环境中的人使用；还可以应用到军事，为军人野外训练或战斗提供方便。 （2）良好的社会效益 饮品温热以后，会使一些饮品的香味得到更好的挥发，吸引更多的消费者购买饮品。同时由于携带方便，为外出旅行或野外活动的人员提供新的选择。热的饮品能暖身，促进血液循环，对身体有益，对保障人们的身体健康起到促进作用。
同类课题研究水平概述
- 比利时和荷兰是最先研制自加热食品的国家。其加热容器由两个金属罐套装组成，大罐底部预先放入生石灰等热剂，小罐内盛放已加工的食品，上盖密封后放人大罐中，大小罐夹缝空隙处放有加热剂。塑料袋装激活剂和具有绝热作用的发泡聚苯乙烯材料，最后将大罐封口。使用时，取下外壳上的针状杆，在大罐外侧标定的固定针孔上刺穿装有激活剂的塑料袋，激活剂与生石灰等接触发生化学反应放热。这种加热装置加热温度可达50 C以上。加热时间10～20分钟。日本在20世纪80年代开发出符合日本饮食习惯的自加热食品，1985年由日本东洋公司生产出用于加热日本清酒的自热罐。为了防止生石灰吸潮，采取密封包装。为在低温条件下使用，在激活剂中加入了防冻剂。1988年推出了能加热米饭团的“喷气盒”产品及一次性使用的加热主菜快餐盒。美军从1973年开始研究自热食品。1980年研制成功了一种非车载式食品加热装置，反应类类型为镁水水合型，主要用于加热单兵快餐食品中的主菜，该产品的缺点是略显笨重，易破碎。1983至1986年，非车载式食品加热装置的发明者对其结构和组成进行全面改进，柔韧性大大增强。其后正式组建ZestoTherm公司生产ZT牌无火焰野战食品加热器。1990年，无火焰食品加热器下正式大量作为军队的供给品。1991年，有4500万个无火焰食品加热器运到海湾地区，用以支持美军的“沙漠风暴”行动，使前线士兵在恶劣的环境下仍能吃到可口的热食，鼓舞了士气，提高了部队的战斗力。1993年，无火焰食品加热器与单兵快餐食品第八餐谱正式配套，并全面装备部队，美军从而实现了真正意义上的野战快餐食品热食化。为确保在单兵野战食品热食化研究领域的领先地位，美军除继续投入资金对镁水水合型食品加热器进行改进研究，以进一步提高效率，减少氢气产生。1997年山西运城高等专科学校樊全舫等人研究发表的自加热易拉罐罐装设计初探，应用的是高能燃料，还要饮用者自己用火柴点燃，带来很多不便（樊全舫，蔺毅峰.自加热易拉罐罐装设计初探.食品科学，1997，18（6）60～63）；自加热易拉罐装流质食品实用新型专利中在加热过程中有热气从出气口放出，有安全隐患，也对使用人群有了限制，带来不便（专利号ZL 200620111946.6）
