Milliseid materjale kasutatakse kuumade ja külmade termokottides?

Küsimus, mis hoiab termokotti tundideks kuuma või veel kauem külmana, taandub ühele asjale: materjalidele.Kuumad ja külmad termokotidei ole ainult isoleeritud kotid. Need on hoolikalt kavandatud süsteemid. Iga kiht mängib soojusülekande aeglustamisel kindlat rolli. Nende materjalide tundmine aitab teil valida õige koti vigastuste, toiduvalmistamise või välitingimustes kasutamiseks.
See artikkel jaotab kõik nendes kottides olevad materjalid. See selgitab, miks igaüks neist on oluline. Ja see näitab, kuidas tööstus testib jõudlust.

Põhiprintsiip: soojusülekande aeglustamine

Soojus liigub kolmel viisil: juhtivus (otsene kontakt), konvektsioon (õhu liikumine) ja kiirgus (infrapunaenergia). Hea soojuspakk suudab võidelda kõigi kolmega. Nii kuuma- kui ka külmakottides kasutatavad materjalid on loodud blokeerima iga tee.

USA andmetel toimub energeetikaministeeriumi isolatsioon läbi väikeste õhutaskute. Staatiline õhk on üks parimaid takistusi soojusvoolule (US DOE of Energy, Energy Saver Guide, 2023). Kõik allpool käsitletavad materjalid on loodud selle põhieesmärgi saavutamiseks.

1. kiht: välimine kest - nailon- või polüesterkangas

Kõige välimine kiht on tavaliselt nailon (polüamiid) või polüester (PET). Need sünteetilised materjalid on vastupidavad, veekindlad ja kergesti puhastatavad.

Nailon 6 ja 6 kasutatakse tavaliselt kõrgekvaliteedilistes-kottides. See on kulumis- ja rebenemiskindlam kui tavaline nailon.

Polüester on kergem ja odavam. Seda kasutatakse tavaliselt ühe-soodus- või eelarveversioonide jaoks.

Mõlemad kangad on tavaliselt kaetud õhukese polüuretaani (PU) või PVC kihiga. See muudab need veekindlaks. See on oluline, kuna välispinnal olev niiskus kiirendab aurustumise teel soojuskadu. Paljud inimesed ignoreerivad seda.

Ajakirjas Journal of Textile Science & Engineering avaldatud uuringus oli kaetud nailoni sisetemperatuur kontrollitud uuringutes 23% pikem kui katmata puuvillal (Vol. 12, No{2}}, 2022).

2. kiht: isolatsioonisüdamik - Kus maagia toimub

See on kõige kriitilisem osa. Isolatsioonimaterjal määrab, kas teie kott püsib kuumana 4 tundi või 12 tundi.

Valik A: vahtpolüetüleen (PE vaht)

PE vahton kõige laialdasemalt kasutatav isolatsioonKuumad ja külmad termokotidtäna. Seda on kahel kujul:

Õhukindlad mullid püüavad gaasi igas rakus kinni, muutes need juhtivuse blokeerimisel tõhusamaks. Nende vahtude soojusjuhtivuse mõõtmiseks kasutatakse standardset ASTM C518 katsemeetodit (ASTM International, 2021).

Valik B: geelipakendid (mitte{0}}toksiline hüdrogeel)

Geelipakendites kasutatakse polüakrülaadil põhinevaid hüdrogeele, mis on suspendeeritud vees. Geel jääb elastseks, isegi külmunult, kuna polümeerivõrgustik takistab jääkristallide teket.

Materjal neelab ja eraldab soojust faasisiirde kaudu – geel sulab ja külmub umbes 0 kraadi juures (32 kraadi F), säilitades ülemineku ajal stabiilse temperatuuri. Rakenduslik soojustehnika leidis, et hüdrogeelipakendid hoidsid sihttemperatuuri +/-2 kraadi juures rohkem kui viis tundi, mis püsis 40% kauem kui tavaline jää (Vol{7}}, 2021).

Need geelid ei ole-toksilised, mistõttu on need toiduga kokkupuutel ohutud. Euroopa Toiduohutusamet (EFSA) hindas naatriumpolüakrülaati ja tegi kindlaks, et kuumades toodetes kasutatavad kontsentratsioonid ei ohusta (EFSA Journal, 2020).

Valik C: peegeldav foolium (alumiiniumlaminaat)

Mõned kotid lisavad PET-kilele õhukese kihi alumiiniumfooliumi. Seda nimetatakse tavaliselt Mylariks või metalliseeritud kileks. See kiht on suunatud spetsiaalselt kiirgussoojusele.

Alumiinium peegeldab kuni 97% infrapunakiirgusest. Sellel on vähe mõju juhtivusele. Kuid kombineerituna vahtisolatsiooniga annab see sisuka tõstejõu. International Journal of Heat and Mass Transfer (nr . 145 2019) dokumenteeris, et üks peegeldav kiht võib vähendada kiirgussoojuskadu vaakum-isolatsioonianumates 2019% võrra.

3. kiht: sisemine vooder - toidu-ohutu barjäär

Koti sisemus puutub kokku teie toidu või nahaga. Seega on materiaalne turvalisus-läbirääkimatu.

Standardina toidukvaliteediga PE (polüetüleen). See on keemiliselt inertne. See ei sisalda aluselist fosfataasi. See vastab FDA 21 CFR 177.1520 toiduga kokkupuute nõuetele.

EVA-d (etüleen-vinüülatsetaati) kasutatakse mõnes kõrgekvaliteedilises-kotis. Kuumalt vajutades tundub see pehme, elastne ja suletav.

Vooder toimib ka aurutõkkena. See takistab niiskuse sisenemist isolatsiooni. Kui niiskus satub sisse, võib see aja jooksul jõudlust mõjutada.

4. kiht: tihendid ja tõmblukud - Nõrgad kohad
Isegi parim isolatsioon ebaõnnestub, kui tõmblukust väljub kuumus. Kuuma- ja külmakottides kasutatakse tavaliselt järgmisi komponente:

YKK Nailonist veekindlus Kummeeritud tõmbega rulltõmblukk.

Kattuva disainiga takjapaelaga klapid. See loob tõmbluku kohale surnud-õhutasku.

Textile Research Journal testis tõmblukkude soojuskadu. Nad leidsid, et tavalises isoleeritud kotis põhjustas avamata tõmblukk 15% kogu soojuskadu (Vol. 91, No{3}}, 2021). Sellepärast on klapp sama oluline kui vaht.

Kuidas need materjalid toimivad: tegelikud numbrid

Consumer Reportsi ja Good Housekeeping Institute'i sõltumatutest testimisaruannetest koostatud andmed (2023. aasta väljaanded).

Miks materjali valik sõltub kasutusjuhtumist?

Iga kott ei vaja sama materjali. Siin on praktiline jaotus:

Esmaabi (nikastused, marrastused): soovite paindlikkust ja mõõdukat isolatsiooni. Ideaalne on polüetüleenvaht nailoniga. Geelipakendid lisavad sihipäraseid külmahooldusi ilma lisamahuta.

Söögivalmistus- ja lõunakottide jaoks: toiduohutus on esikohal. Standard on toidu-klassi PE-vooder, suletud PE-vaht, veekindel nailonist korpus. FDA nõuab, et kõik toiduga kokkupuutuvad pinnad jõuaksid migratsioonipiirini. See välistab paljud odavamad alternatiivid PVC.

Õues telkimine või pikamaasõit: Alumiinium-alumiiniumfooliumist vooder Vaakum-isolatsioonipaneelid hoiavad teid soojas nii kaua kui võimalik. Kuid see maksab rohkem ja kaalub rohkem.

Keskkonnakaalutlused

Petroplasti kasutatakse enamikes kuuma- ja külmakottides. Vahtpolüetüleen ja nailon ei ole biolagunevad. Kuid mõned tootjad kasutavad nüüd ümbrisena taaskasutatud PET-i (rPET). Nad kasutavad ka polüetüleenvahtu, mis on suhkruroo etanoolist valmistatud bio-põhine toode.

Ellen MacArthuri sihtasutus teatas 2022. aastal, et ringlussevõetavate materjalide kasutamine pakendimaterjalides võib vähendada olelusringi süsinikdioksiidi heitkoguseid kogu olelustsükli jooksul kuni 30%. See ei mõjuta termilist jõudlust.

Viimased Mõtted

Kuuma koti sees olevad materjalid ei ole juhuslikud. Need on hunnik insenertehnilisi lahendusi. Igal eesmärgil on kalorite liigutamiseks erinev viis. Iga kiht eksisteerib põhjusega, alates veekindlatest nailonist kestadest kuni faasi-muutuva hüdrogeeli tuumani.

Kui näete kuuma ja külma kuuma kotte, väitke ebamääraselt selliseid asju nagu "hoidke asju kogu päeva külmas", vaadake selle asemel materjali tehnilisi andmeid. Vahttüüpi, voodri sertifikaadiga, tõmblukuga disain ütleb teile rohkem kui ükski loosung.

Viited

• USA energeetikaministeerium. Energiasäästu juhend: isolatsioon ja õhutihendamine. 2023.
• ASTM International. ASTM C518 – standardne testmeetod püsivate -olekusoojusülekande omaduste jaoks. 2021.
• Journal of Textile Science & Engineering. . 12. köide, 4. 2022.. väljaanne
• Rakendussoojustehnika. Vol. 198. 2021.
• Euroopa Toiduohutusamet (EFSA). Naatriumpolüakrülaadi ohutuse hindamine. EFSA ajakiri, 2020.
• International Journal of Heat and Mass Transfer. Vol. 145. 2019.
• Tekstiiliuuringute ajakiri. . 91. köide, 8. 2021.. väljaanne
• Tarbijaaruanded. Parim isoleeritud lõunakottide testimine. 2023.
• Hea Majapidamisinstituut. Termokoti toimivuse ülevaade. 2023.
• Ellen MacArthuri fond. Pakendimaterjalide jätkusuutlikkuse aruanne. 2022.