微波爐發(fā)熱陶瓷餐具的研究

摘要：本文闡述了微波爐發(fā)熱陶瓷餐具的發(fā)熱原理、原料配方、工藝流程及其制作方法。經(jīng)驗(yàn)證，能制備出符合衛(wèi)生要求的陶瓷餐具，具有一定的可操作性和適用性。

關(guān)鍵詞：陶瓷餐具 發(fā)熱涂層 微波爐

1 引言

微波爐的工作原理是采用微波加熱食物，它是由電子真空管——磁控管，在通電之后產(chǎn)生2450MHz的超短波電磁波，通過微波傳導(dǎo)元件——波導(dǎo)管，發(fā)射到爐腔內(nèi)。通過發(fā)射傳導(dǎo)，被爐腔內(nèi)存放的食物（含有水分、脂肪、蛋白質(zhì)、糖等）所吸收。由于超短波是以24.5億次/s的極高速振動(dòng)，在食物內(nèi)部產(chǎn)生摩擦并使食物發(fā)熱，達(dá)到對(duì)食物加熱的效果。在微波爐中使用金屬餐具，容易導(dǎo)致微波爐損壞，一般采用陶瓷、玻璃質(zhì)餐具比較安全。但由于陶瓷和玻璃質(zhì)餐具不吸收微波，本身也不發(fā)熱，烹調(diào)的食品欠缺煎烤的風(fēng)味。近幾年來，部分技術(shù)人員開始研究在微波爐中使用的陶瓷餐具，并使烹調(diào)的食物具有煎烤的風(fēng)味，滿足人們對(duì)食物風(fēng)味的需求。筆者經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)，制作出在微波爐中能夠發(fā)熱的陶瓷餐具。其發(fā)熱效果和烹調(diào)速度比日本的制品還優(yōu)越。

2 陶瓷餐具在微波爐使用中的發(fā)熱原理

在陶瓷餐具外表或底部涂上一層發(fā)熱涂層，涂層中含有能吸收微波的材料。當(dāng)餐具在微波爐上使用時(shí)，食物吸收微波并發(fā)熱，發(fā)熱涂層同時(shí)吸收微波發(fā)熱，熱量通過餐具壁傳遞給食物，使食物具有煎烤的風(fēng)味，同時(shí)提高食物烹調(diào)的速度。

3 發(fā)熱陶瓷餐具的原料配方、工藝流程及制作方法

發(fā)熱陶瓷餐具的制備需經(jīng)過兩步，首先要制備陶瓷坯體，然后在坯體上涂上發(fā)熱涂層。因此，需要配制陶瓷坯體和發(fā)熱涂層兩種原料的配方。下面分別介紹這兩種原料的配方。

3.1陶瓷坯體原料配方

陶瓷坯體屬于日用陶瓷中的“精細(xì)陶瓷烹調(diào)器”，如盤、盆、鍋、烤盤等。陶瓷坯體配方由多種原料組成，這些原料在陶瓷行業(yè)中比較常用，不作詳細(xì)介紹。一般要求原料膨脹系數(shù)低，因此通常加入鋰輝石等礦物材料，所采用的原料屬于膨脹系數(shù)較低的泥料和釉料。原料中加入了鋰輝石等礦物材料，生產(chǎn)出來的制品符合QB/T2580—2002《精細(xì)陶瓷烹調(diào)器》標(biāo)準(zhǔn)要求，其熱穩(wěn)定性不低于380℃。

3.2發(fā)熱涂層原料配方

發(fā)熱涂層的材料由聚醚砜樹脂分散液、羰基鐵粉和石墨粉組成。按重量百分比分別為聚醚砜樹脂分散液80%、石墨粉16%、羰基鐵粉4%。聚醚砜樹脂分散液是金屬表面防腐涂料，可以在400℃左右固化成膜，具有較好的抗酸堿腐蝕性能。

石墨粉和羰基鐵粉均能吸收微波，二者相結(jié)合效果更好。聚醚砜樹脂分散液、石墨粉、羰基鐵粉三者混合攪拌均勻后作為涂料備用。

3.3工藝流程

陶瓷餐具制備的工藝流程如圖1所示。

（1） 陶瓷坯體成形

日用陶瓷制品的種類繁多，用途各異，制品的形狀、大小、厚薄、材質(zhì)、燒成問題不一，以及對(duì)各種制品的性能和質(zhì)量要求也不盡相同，因此采用的成形方法也多種多樣。根據(jù)坯體含水量不同，成形方法可分為：

1） 注漿成形法，坯體含水量為30%~40%；

2） 可塑成形法，坯體含水量為18%~26%；

3） 干壓成形法，坯體含水量為6%~8%；

4） 等靜壓成形法，坯體含水量為1.5%~3%。

本文中的陶瓷坯體的含水量較多，可采用注漿成形和可塑成形中的滾壓成形工藝。

（2） 干燥

所謂坯體干燥即坯體中水分排出的工藝過程。通過干燥，坯體獲得一定的強(qiáng)度以適應(yīng)運(yùn)輸及修坯、粘接、施釉等加工的要求，避免在燒成時(shí)由于水份汽化為水蒸汽所帶來的能量損失及其體積膨脹所導(dǎo)致的坯體破壞。

干燥方法可分為自然空氣干燥、熱空氣干燥、輻射干燥、微波干燥等。本試驗(yàn)采用自然空氣干燥法進(jìn)行坯體干燥。（3） 修坯

可塑法和注漿法成形后的生坯，一般其表面不太光滑，邊口都呈毛邊現(xiàn)象，多合模型的注漿坯還會(huì)有接縫痕跡。因此，都需要進(jìn)一步加工修平。修坯是成形工藝中的一項(xiàng)重要工序，它對(duì)于坯體的表面質(zhì)量影響很大，是直接影響制品外觀質(zhì)量的因素，必須予以足夠重視。

（4） 施釉

生坯或素?zé)骶柽M(jìn)行表面的清潔處理，以除去積存的塵垢或油漬，然后進(jìn)行施釉，以保證釉層的良好結(jié)合。施釉工藝的方法有：浸釉法、噴釉法、澆釉法、刷釉法、蕩釉法。本試驗(yàn)采用浸釉法進(jìn)行施釉，需噴涂涂料的部位不需施釉。

（5） 燒成

在熱處理過程中坯體、釉層發(fā)生一系列物理化學(xué)變化，最終形成所需形態(tài)，具有所要求的物化性能及所期望的裝飾效果。本試驗(yàn)所采用的燒成溫度應(yīng)在1250℃以上，確保燒成制品的吸水率小于1%。

（6） 噴涂發(fā)熱涂料

采用壓出式噴漆槍，裝入已調(diào)配好的涂料，將涂料均勻地噴涂在陶瓷制品外表面（或底部）沒有施釉的位置，涂層厚度為1~2mm。

（7） 燒結(jié)

經(jīng)噴涂涂料的陶瓷制品放在窯爐中進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為390~400℃，燒結(jié)時(shí)間為40~50min。

（8） 陶瓷制品檢驗(yàn)

陶瓷制品進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)，一般檢驗(yàn)制品的外觀質(zhì)量、發(fā)熱涂層的結(jié)合情況及其衛(wèi)生安全要求。發(fā)熱涂層的結(jié)合應(yīng)保證涂層無龜裂、脫落等現(xiàn)象；發(fā)熱涂層沒有直接接觸食物，但作為日用餐具的組成部分，應(yīng)符合衛(wèi)生要求。

制品檢驗(yàn)包括：QB/T2580—2002《精細(xì)陶瓷烹調(diào)器》技術(shù)要求的全部項(xiàng)、美國FDA175.300.C3 條款要求。其指標(biāo)檢測結(jié)果如表1所示。

從表1可知，發(fā)熱涂層的各項(xiàng)指標(biāo)都符合衛(wèi)生要求，可以放心使用。

4 發(fā)熱陶瓷餐具的試用試驗(yàn)

4.1設(shè)備和儀器

采用格蘭仕750W微波爐、紅外線測溫儀對(duì)發(fā)熱陶瓷餐具進(jìn)行驗(yàn)證。

4.2試驗(yàn)

將直徑為20cm、深度為2cm、底部涂有100cm2發(fā)熱涂層的陶瓷餐盤放入微波爐中，開機(jī)通電30s后停機(jī)斷電，采用紅外線測溫儀測出餐盤內(nèi)中心點(diǎn)溫度為120℃。

使用以上餐盤，放入厚度為0.8cm的地瓜切片，在微波爐中加熱2min。地瓜切片熟透，并有煎烤風(fēng)味。

5 結(jié)論

陶瓷餐具與發(fā)熱涂層結(jié)合后，涂層在使用時(shí)能吸收微波發(fā)熱，并將熱量通過陶瓷壁傳遞給食物，使食物具有煎烤風(fēng)味。

本試驗(yàn)中的陶瓷餐具與發(fā)熱涂層結(jié)合良好，制品通過驗(yàn)證，具有適應(yīng)性和可操作性。原料配方和工藝為微波發(fā)熱陶瓷的研發(fā)提供了啟示和借鑒。