Способ изготовления растопочно-обогревающего средства
Изобретение описывает способ изготовления растопочно-обогревающего средства, включающий приготовление составляющих горючего тела, их нагрев, смешивание, розлив и охлаждение с последующим затвердеванием, отличающийся тем, что первоначально в емкость для приготовления горючего тела растопочно-обогревающего средства заливают этанол и нагревают его до температуры 35-45°С, затем в емкость с этанолом засыпают гранулированную стеариновую кислоту и при перемешивании и последующем нагреве смеси до температуры, не превышающей температуру закипания этанола 79°С, стеариновую кислоту растворяют, далее осуществляют омыливание смеси, для чего в емкость с разогретой смесью добавляют щелочь 44-48-процентной концентрации при следующем соотношении компонентов, мас.%:
затем полученную смесь в горячем состоянии разливают в подготовленные формы, охлаждают и получают на наружной поверхности затвердевшей смеси омыленную оболочку-пленку. Технический результат заключается в получении растопочного средства с повышенным сроком хранения и более высокой теплоотдачей. 2 з.п. ф-лы, 1 пр., 3 ил.
Предлагаемое изобретение относится к технологии изготовления растопочных средств, которые могут быть использованы для бытовых целей в качестве быстро разжигаемого топлива для жаровни, для разведения огня в печах, в полевых условиях для разведения костров, временного обогрева в палатках, а также как средство для подогрева пищи и кипячения воды.
Известна технология изготовления и растопочное средство по заявке Франции №2629835. Средство содержит твердый горючий наполнитель и углеводородное связующее. В качестве твердого горючего наполнителя оно содержит древесные отходы длиной 10 мм и диаметром 1 мм. В качестве углеводородного связующего оно содержит гранулированный парафин с размером гранул 1 мм. Соотношение древесины к парафину составляет (60-50):(40-50)% по массе. Для изготовления компактных брикетов эту смесь подвергают холодному прессованию до уменьшения объема на 2/3 с последующим глянцеванием поверхности брикета нагреванием его при 100-150°С в течение 5 мин для увеличения прочности.
К недостаткам известной технологии и средства можно отнести сложность технологического процесса и наличие в составе веществ, при горении которых в воздухе образуются вредные для дыхания человека вещества.
Известна технология и растопочное средство по патенту РФ на изобретение №2132362, МПК C10L 11/04, включающее твердый горючий наполнитель и парафин, при этом средство дополнительно содержит церезин при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Твердый горючий наполнитель | 20-80 |
| Парафин | 2-72 |
| Церезин | 2-72 |
В качестве горючего наполнителя используют древесные опилки, торф, солому, бумагу, каменноугольную пыль и пластмассовую крошку. В расплавленное связующее - смесь парафина с церезином - вводят твердый наполнитель и перемешивают при температуре, обеспечивающей получение однородной массы. Затем массу охлаждают и подвергают холодному прессованию под давлением выше 7,0 МПа.
К недостаткам известной технологии и растопочного средства можно отнести образование вредных для человека дымов при сгорании наполнителей, что препятствует широкому использованию средства при временном обогреве жилых помещений, а также палаток и других строений в полевых условиях.
Известна более совершенная технология и растопочное устройство по патенту РФ на полезную модель №87164 - прототип, МПК C10L 7/02, C10L 11/04. Растопочное устройство предназначено для бытовых целей, содержит горючее тело и защитную оболочку, причем горючее тело представляет собой твердый раствор стеарина и этанола, в том числе с наполнителем, а защитная оболочка представляет из себя металлическую упаковку. Наполнитель выполнен из экологически чистых пористых или капиллярных горючих материалов в форме рыхлых брикетов. С целью придания дополнительных потребительских свойств, необходимых в полевых условиях, в горючее тело добавляют репелленты - вещества, отпугивающие вредных насекомых, птиц, млекопитающих. С целью улучшения потребительских характеристик, в горючее тело добавлены эфирные масла растительного происхождения.
К недостаткам известного растопочного устройства можно отнести малый срок его хранения и снижение теплотворной способности, связанные с испарением этанола.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является устранение недостатков прототипа, в частности создание технологии, обеспечивающей получение растопочного средства с повышенным сроком хранения и более высокой теплоотдачей.
Поставленный технический результат достигается использованием сочетания общих с прототипом известных признаков, включающих приготовление составляющих горючего тела, их нагрев, смешивание, розлив и охлаждение с последующим затвердеванием и новых признаков, заключающихся в том, что первоначально в емкость для приготовления горючего тела растопочно-нагревательного средства заливают этанол и нагревают его до температуры 35-45°С, затем в емкость с этанолом засыпают гранулированную стеариновую кислоту и при перемешивании и нагреве смеси до температуры, не превышающей температуру закипания этанола 79°С, стеариновую кислоту растворяют, далее осуществляют омыливание смеси, для чего в емкость с разогретой смесью добавляют щелочь при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| стеариновая кислота | 2,5-3,5 |
| едкий натр | 6,0-8,0 |
| этанол | остальное, |
затем полученную смесь в горячем состоянии разливают в подготовленные формы, охлаждают и получают на наружной поверхности затвердевшей смеси омыленную оболочку-пленку.
Омыливание смеси осуществляют едким натром 44-48-процентной концентрации.
Розлив разогретой смеси осуществляют в готовую упаковку - в металлические или пластмассовые формы с крышкой.
Розлив разогретой смеси осуществляют в формы, а упаковку застывшей и принявшей форму смеси осуществляют в бумагу, картон или полиэтилен.
Перемешивание разогретой до температуры, не превышающей температуру закипания этанола в 79°С, смеси этанола со стеариновой кислотой осуществляют периодически с перерывами между перемешиваниями в 0,1 времени всего процесса приготовления смеси.
Новизной предложенного способа является первоначальная заливка в емкость для приготовления горючего тела растопочно-нагревательного средства этанола и нагрев его до температуры 35-45°С, затем в емкость с этанолом засыпают гранулированную стеариновую кислоту и при перемешивании и нагреве смеси до температуры, не превышающей температуру закипания этанола 79°С, стеариновую кислоту растворяют, далее осуществляют омыливание смеси, для чего в емкость с разогретой смесью добавляют щелочь при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| стеариновая кислота | 2,5-3,5 |
| едкий натр | 6,0-8,0 |
| этанол | остальное, |
затем полученную смесь в горячем состоянии разливают в подготовленные формы, охлаждают и получают на наружной поверхности затвердевшей смеси омыленную оболочку-пленку.
Так, первоначальная заливка в емкость для приготовления горючего тела растопочно-нагревательного средства этанола и нагрев его до температуры 35-45°С предотвращает интенсивное испарение этанола и начинается растворение гранулированной стеариновой кислоты.
Засыпка в емкость с подогретым этанолом гранулированной стеариновой кислоты и последующее ее перемешивание с этанолом и растворение при нагреве смеси до температуры, не превышающей температуру закипания этанола 79°С, стеариновую кислоту обеспечивает хорошее равномерное растворение и распределение стеариновой кислоты в объеме этанола, что благоприятно сказывается на эксплуатационных свойствах растопочного средства - хорошее воспламенение, достаточная высота пламени и создаваемой температуры.
Омыливание смеси, при добавлении в емкость с разогретой смесью щелочи (едкого натра) при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| стеариновая кислота | 2,5-3,5 |
| едкий натр | 6,0-8,0 |
| этанол | остальное, |
затем полученную смесь в горячем состоянии разливают в подготовленные формы, охлаждают и получают на наружной поверхности затвердевшей смеси омыленную оболочку-пленку, которая позволяет получить на наружной поверхности затвердевшей смеси устойчивую к истиранию оболочку-пленку, которая препятствует испарению этанола и способствует увеличению сроков хранения готовой продукции.
Признаки выполнения омыливания смеси, осуществляемые едким натром 44-48-процентной концентрации, розлив разогретой смеси в готовую упаковку - в металлические или пластмассовые формы с крышкой, розлив разогретой смеси в формы, а упаковку застывшей и принявшей форму смеси осуществляют в бумагу, картон или полиэтилен, а также перемешивание разогретой до температуры, не превышающей температуру закипания этанола в 79°С, смеси этанола со стеариновой кислотой периодически с перерывами между перемешиваниями в 0,1 времени всего процесса приготовления смеси - являются признаками, зависимыми от основных, раскрывающих основные признаки и направлены на достижение поставленного предлагаемым изобретением технического результата.
Согласно проведенных патентно-информационных исследований, сочетания известных и новых признаков предлагаемого изобретения в источниках патентной и научно-технической информации не обнаружено, что позволяет отнести признаки к обладающим новизной.
Поскольку предложенное сочетание признаков не известно из существующего уровня техники и не вытекает из него явным образом, и позволяет получить более высокий и даже неожиданный технический результат, то предлагаемые существенные признаки и их сочетание можно считать имеющими изобретательский уровень.
Описание осуществления предлагаемого способа при помощи устройства, в том числе на конкретном примере позволяет отнести его к промышленно выполнимым.
На фиг. 1 схематично представлено растопочно-обогревающего средство, залитое в металлическую емкость с крышкой в разрезе, при помощи которого осуществляется предлагаемый способ.
На фиг. 2 схематично показано растопочно-обогревающее средство в бумажной упаковке.
На фиг. 3 в увеличенном масштабе показана омыленная защитная оболочка-пленка на наружной поверхности затвердевшего горючего состава средства.
Предлагаемый способ изготовления растопочно-обогревающего средства поясняется графическими изображениями, на которых растопочно-обогревающее средство 1 залито в металлическую емкость 2 с плотно закрывающейся крышкой 3. Емкость 2 может быть изготовлена как из металла, так и из пластмассы или картона. Упаковка затвердевшего растопочно-обогревающего средства 1 может быть выполнена из бумаги 4. На наружной поверхности растопочно-обогревающего средства 1 образована защитная оболочка-пленка 5, препятствующая испарению этанола и позволяющая увеличить сроки хранения растопочно-обогревающего средства, изготовленного при помощи предлагаемого способа. Горючее тело средства 1 представляет собой твердый раствор стеариновой кислоты, этанола и щелочи.
Растопочно-обогревающее средство изготавливают следующим способом.
В емкость для приготовления средства заливают заданное весовое количество этанола. Затем этанол подогревают до температуры в 35-45°С, засыпают в него гранулированную стеариновую кислоту в количестве 2,5-3,5%, после чего полученную смесь продолжают нагревать до температуры 75-78°С, не доводя смесь до кипения. При снижении количества стеариновый кислоты менее чем 2,5% уменьшается температура горения горючего тела и не достигается необходимая степень отвердения готового продукта. При увеличении количества стеариновой кислоты более 3,5% в составе смеси увеличится количество сгораемых вредных для здоровья человека примесей. При этом смесь этанола со стеариновой кислотой периодически перемешивают для более полного растворения стеариновой кислоты в этаноле, предотвращения комкования и прохождения более полной и качественной химической реакции. После растворения стеариновой кислоты и разогрева смеси до температуры 75-78°С в смесь добавляют щелочь (едкий натр) в количестве 6,0-8,0% и вновь смесь перемешивают. Добавление щелочи в смесь стеариновой кислоты с этанолом при температуре, близкой к закипанию смеси, позволяет наиболее эффективно осуществить омыливание. При более раннем добавлении щелочи в смесь, как и при повышении температуры смеси более 79°С омыливание теряет свои технические характеристики и свойства. Если щелочи в составе будет меньше 6,0%,то резко снизится омыливание смеси. Увеличение количества щелочи в составе более 8,0% приводит к удорожанию конечного продукта и не влияет на качество омыливания смеси. Затем в жидком состоянии смесь стеариновой кислоты, этанола и щелочи разливают в приготовленные заранее металлические, или бумажные, или пластиковые формы, которые после наполнения плотно закрывают и упаковывают в тару. После охлаждения и затвердевания смеси на наружной поверхности горючего тела растопочно нагревательного средства образуется защитная оболочка-пленка из омыленной при помощи щелочи смеси этанола со стеарином. Упаковку средства осуществляют либо в металлическую тару с крышками, либо в бумагу, картон или полиэтилен.
Перед использованием, например для обогрева палатки, верх растопочного средства вскрывают (на металлической емкости снимают крышку), устанавливают на не горючую подставку и поджигают. Время горения растопочного средства, в зависимости от его объема, продолжается в течение 6,0-24,0 часов. Растопочное средство объемом в 300 мл горит в течение 6-8 часов плюс-минус 1 час в том числе при ветре и дожде.
Конкретный пример осуществления предлагаемого способа.
В емкость объемов в 250 л для приготовления средства залили 200 л этанола. Затем этанол подогрели до температуры в 40°С и засыпали в него гранулированную стеариновую кислоту в количестве 3,0 л, после чего полученную смесь продолжали нагревать до температуры 77°С, не доводя смесь до кипения. При этом смесь этанола со стеариновой кислотой периодически перемешивают для более полного растворения стеариновой кислоты в этаноле, предотвращения комкования и прохождения более полной и качественной химической реакции. После растворения стеариновой кислоты и разогрева смеси до температуры 77°С в смесь добавили щелочь (едкий натр) в количестве 7,0 л и вновь смесь перемешали. При этом процесс омыливания осуществлялся более эффективно. Затем в жидком состоянии смесь стеариновой кислоты, этанола и щелочи разлили в приготовленные заранее металлические и пластиковые формы, которые после наполнения и отверждения упаковывали в тару. После охлаждения и затвердевания смеси на наружной поверхности горючего тела растопочно-нагревательного средства образовалась защитная оболочка-пленка из омыленной при помощи щелочи смеси этанола со стеариновой кислотой. Упаковку части средства осуществили в металлическую тару с крышками, а часть обернули плотной бумагой. Перед использованием, например для обогрева палатки, растопочное средство, обернутое в бумагу, вскрыли (на металлической емкости сняли крышку), установили на не горючую подставку и подожгли. Время горения растопочного средства объемом в 300 мл продолжалось в течение 6,0 - часов.
В настоящее время на предприятии на предлагаемое растопочное средство разработана техническая документация, изготовлена опытная партия средства и проведены испытания, показавшие положительные результаты.
Воздух в палатке с размерами 3×4 метра и средней высотой 1,8 метра при помощи одного растопочного средства объемом в 300 мл был нагрет до температуры в 21°С в течение 30-ти минут. Такая температура поддерживалась в течении 8,0 часов при наружной температуре воздуха в минут 12°С.
1. Способ изготовления растопочно-обогревающего средства, включающий приготовление составляющих горючего тела, их нагрев, смешивание, розлив и охлаждение с последующим затвердеванием, отличающийся тем, что первоначально в емкость для приготовления горючего тела растопочно-обогревающего средства заливают этанол и нагревают его до температуры 35-45°С, затем в емкость с этанолом засыпают гранулированную стеариновую кислоту и при перемешивании и последующем нагреве смеси до температуры, не превышающей температуру закипания этанола 79°С, стеариновую кислоту растворяют, далее осуществляют омыливание смеси, для чего в емкость с разогретой смесью добавляют щелочь 44-48-процентной концентрации при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| стеариновая кислота | 2,5-3,5 |
| едкий натр | 6,0-8,0 |
| этанол | остальное, |
затем полученную смесь в горячем состоянии разливают в подготовленные формы, охлаждают и получают на наружной поверхности затвердевшей смеси омыленную оболочку-пленку.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что розлив разогретой смеси осуществляют в готовую упаковку - в металлические или пластмассовые формы с крышкой.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что розлив разогретой смеси осуществляют в формы, а упаковку застывшей и принявшей форму смеси осуществляют в бумагу, картон или полиэтилен.
