Ein Paar flammenlose Rationserhitzer

Ein flammenloser Rationserhitzer ( FRH ), umgangssprachlich auch MRE-Erhitzer genannt , ist eine Form der selbsterhitzenden Lebensmittelverpackung, die seit 1993 in den US-amerikanischen Militärrationen Meal , Ready-to-Eat (MRE) enthalten ist.

Der Heizbeutel ist ein Plastikbeutel, gefüllt mit Magnesium- und Eisenpulver sowie Speisesalz. Sobald ein Portionsbeutel hineingelegt und Wasser hinzugegeben wird, setzt eine exotherme Reaktion ein, die das Wasser rasch zum Sieden bringt und so die Nahrung erhitzt.

Die US-Armee begann 1973 mit der Forschung an einer chemischen Methode zum Erhitzen von Mahlzeiten. Der FRH wurde erstmals im Mai 1990 ausgegeben, und seit 1993 ist ein FRH in jeder MRE enthalten.

Geschichte

Vor der Entwicklung des FRH (Fuel Red Hot Hot) erwärmten die Soldaten ihre Mahlzeiten, indem sie die Nahrungsbeutel in einem Feldflaschenbecher über einem brennenden Brennpaste- Gel oder einem tragbaren Kocher kochten . [ 1 ] :5 Dies war langsam, insbesondere bei kaltem Wetter, und wurde bei Wind oder Nässe noch schwieriger. Außerdem entstand dabei eine sichtbare Flamme, die nachts unerwünscht war. [ 1 ] :2 Manchmal erwärmten sie die Beutel, indem sie sie auf den heißen Motorblock oder den Auspuffkrümmer eines Fahrzeugs legten. Aufgrund dieser Probleme aßen die Soldaten ihre Mahlzeiten häufig kalt, entweder weil keine Wärmequelle zur Verfügung stand, weil sie keine Zeit hatten oder beides. [ 1 ] :5

Die Forschung und Entwicklung eines flammenlosen Rationserhitzers begann 1973 im US Army Natick Research, Development, and Engineering Center in Natick, Massachusetts . Untersucht wurde ein patentiertes, wasseraktiviertes Magnesium-Kohlenstoff-Heizprodukt. 1980 erfuhr man in Natick, dass die US Navy ein Magnesium-Eisen-Legierungspulver für Auftriebshilfen und beheizte Taucherwesten entwickelt hatte. Da dieses kostengünstiger war, wurde die University of Cincinnati beauftragt, daraus einen Prototyp für einen MRE-Erhitzer (Meal, Ready-to-Eat) zu entwickeln, der als Dismounted Ration Heating Device (DRHD) bezeichnet wurde. Die Erfinder gründeten später die Zesto-Therm Inc., patentierten das Produkt (heute ZT Energy Pad) und begannen mit dem Vertrieb an Zivilisten. [ 1 ] : 2-4

In 1986 the U.S. Army evaluated the ZT Energy Pad and found that it did not always heat the food adequately and left a messy residue on the outside of the food pouches. A focus group of 26 soldiers was surveyed to compare heating an MRE with a Zesto-Therm pad compared to the canteen cup method heated with a trioxane fuel bar. 100% preferred the flameless ration heater: it was compact, disposable, and didn't require equipment to carry and clean.[1]: 4 However, it was about twice as expensive as a trioxane fuel bar. Although, it was discovered that in cold climates, two or even three trioxane bars would be needed to adequately heat the meal, making the FRH cheaper overall.[1]: 27

A Mounted Ration Heating Device, a prototype Flameless Ration Heater. Service members would power the device using the attached cable and a running vehicle. Up to four MRE pouches could be heated at once.

Other prototypes were developed, such as the Mounted Ration Heating Device (MRHD), an electrical device that could be powered from a vehicle's power supply and used to heat up to four rations at once. The MRHD was generally preferred over the Zesto-Therm pads, but not all vehicles had the proper connections to power the device, and having a single device meant service members needed to take turns using it.[2]

A package needed to be developed to safely cook the food in while the chemical reaction was activated. Zesto-Therm already had a line of insulated cooking pouches on the market, but they were found to be too expensive and impractical to be issued with each MRE. A high-density polyethylene bag was developed that was food safe, would protect the chemical from accidental activation when stored, could withstand the temperatures required during cooking, and was transparent so the service member could easily measure a quantity of water by filling it to a line printed on the bag.[1]: 10

Once the design was finalized, the acquisition process was quickly completed. In May 1990, the FRH was approved for bulk issue.[1]: 34 A process that normally takes four to six years to award contracts was instead completed in one year so the FRH could be used in Operation Desert Storm.[1]: 38 51 million FRHs were purchased for $25 million, and approximately 4.5 million FRHs were shipped to Southwest Asia for the Gulf War.[1]: 35 Beginning in 1993, one FRH was packaged with each MRE.[1]: 1

Usage

The instructions advise that the heater should rest against a "rock or something"

The flameless ration heater is issued in a plastic bag with instructions printed on it. Inside the bag is a small quantity of metallic powders, which does the actual heating. To heat a meal, the bag is first torn open, and a sealed food pouch is placed inside. About 1 US fluid ounce (30 mL) of water is then added to the bag, using the line printed on the bag as a marker. The chemical reaction begins immediately, and takes about 12 to 15 minutes to heat a food pouch to about 60 °C (140 °F). It is recommended to place the bag within the cardboard carton the MRE is issued with to prevent injury, and to prop it upright so the water does not leak out and prematurely stop the reaction.[3]

Chemical reaction

Ration heaters generate heat in an electron-transfer process called an oxidation-reduction reaction. Water oxidizes magnesium metal, according to the following chemical reaction:

Mg + 2H2O → Mg(OH)2 + H2 [+ heat (q)]

This reaction is analogous to iron being rusted by oxygen, and proceeds at about the same slow rate, which is too slow to generate usable heat. To accelerate the reaction, metallic iron particles and table salt (NaCl) are mixed with the magnesium particles.[3][4][5]

Iron and magnesium metals, when suspended in an electrolyte, form a galvanic cell that can generate electricity. When water is added to a ration heater, it dissolves the salt to form a salt-water electrolyte, thereby turning each particle of magnesium and iron into a tiny battery. Because the magnesium and iron particles are in contact, they essentially become thousands of tiny short-circuited batteries which quickly burn out, producing heat in a process the patent holders call "supercorroding galvanic cells".[4]

One brand of self-heating rations uses 7.5 grams of a powdered magnesium-iron alloy, consisting of 95% magnesium and 5% iron by weight, 0.5 grams of salt, in addition to an inert filler and anti-foaming agent. Upon adding one US fluid ounce (30 ml) of water, this mixture can raise the temperature of a 8-ounce (230 g) meal packet by 100 °F (38 °C) in about 10 minutes, releasing approximately 50 kilojoules (47 BTU) of heat energy at about 80 watts.[6]

Der Hauptnachteil von Heizgeräten auf Magnesiumbasis ist die Entstehung von Wasserstoffgas. Während dies im praktischen Einsatz selten ein Risiko darstellt, kann es bei der Verwendung durch Verbraucher eine Brandgefahr bergen. Um die Wasserstoffbildung zu vermeiden, wurden alternative Zusammensetzungen entwickelt, beispielsweise die Kombination von Aluminiumchlorid mit Calciumoxid (AlCl₃ / CaO ) und Diphosphorpentoxid mit Calciumoxid (P₂O₅ / CaO ). [ 7 ]

Gefahren in beengten Räumen

Die US-amerikanische Luftfahrtbehörde FAA ( Federal Aviation Administration ) des Verkehrsministeriums (DOT) führte Tests durch und veröffentlichte einen Bericht, der zusammenfassend feststellt: „Die Freisetzung von Wasserstoffgas aus diesen flammenlosen Rationserhitzern ist in ausreichender Menge vorhanden, um eine potenzielle Gefahr an Bord eines Passagierflugzeugs darzustellen.“ [ 8 ] Diese Tests wurden mit handelsüblichen Fertiggerichten durchgeführt, die aus einem offenen, flammenlosen Heizbeutel, einem Beutel mit Salzwasser, einer Styroporschale und einer Mahlzeit in einer verschlossenen, mikrowellen- und kochfesten Schüssel bestanden. [ 8 ]

Entsorgung

Nicht ordnungsgemäß aktivierte MRE-Heizgeräte müssen als Sondermüll entsorgt werden . Die Entsorgung eines nicht aktivierten MRE-Heizgeräts im Hausmüll ist in den Vereinigten Staaten gesetzlich verboten . Nicht aktivierte MRE-Heizgeräte stellen eine potenzielle Brandgefahr dar, wenn sie bei der Abgabe auf einer Deponie nass werden. MRE-Heizgeräte müssen nach ordnungsgemäßer Aktivierung in zugelassenen Hausmüllbehältern auf dem Gelände entsorgt werden. [ 9 ] Das FRH kann nach Aktivierung und Abkühlung als Hausmüll entsorgt werden. [ 10 ]

Siehe auch

Referenzen

  1. ^ a b c d e f g h i j k Oleksyk, Lauren E.; Pickard, Donald; Trottier, Robert (April 1993). „Entwicklung des flammenlosen Rationserwärmers für Fertiggerichte“ (PDF) . United States Army Natick Research, Development, and Engineering Center . Abgerufen am 6. Februar 2014 .
  2. ^ Popper, Richard; Kalick, Joan; Jezior, Barbara (April 1991). „Evaluation of Alternative Concepts for Remote Feeding“ (PDF) . United States Army Natick Research, Development, and Engineering Center . Abgerufen am 6. Februar 2024 .
  3. ^ a b Scott, Dan (Februar 1992). „Hot Meals“ (PDF) . Chem Matters. Archiviert vom Original (PDF) am 12. Juli 2020. Abgerufen am 12. September 2014 .
  4. ^ a b US-Patent 4017414 , Stanley A. Black & James F. Jenkins, „Pulvermetallquelle zur Erzeugung von Wärme und Wasserstoffgas“, veröffentlicht am 12. April 1977, zugewiesen an die Vereinigten Staaten von Amerika, vertreten durch den Marineminister 
  5. ^ US-Patent 4264362 , Sergius S. Sergev, Stanley A. Black, James F. Jenkins, „Superkorrodierende galvanische Zellenlegierungen zur Wärme- und Gaserzeugung“, veröffentlicht am 28. April 1981, eingetragen in den Vereinigten Staaten von Amerika, vertreten durch den Marineminister. 
  6. ^ US-Patent 5611329 , Marc Lamensdorf, „Flammenlose Heizung und Verfahren zu deren Herstellung“, veröffentlicht am 18. März 1997, zugewiesen an Truetech, Inc. 
  7. ^ Bell, William L.; Copeland, Robert J.; Shultz, Amy L. (Januar 2001). „Anwendungen neuer chemischer Wärmequellen, Phase 1“ (PDF) . US Army Soldier and Biological Chemical Command Soldier Systems Center . Abgerufen am 8. Februar 2024 .
  8. ^ a b Summer, Steven M. (Juni 2006). „Die Brandgefahr durch die Verwendung flammenloser Rationserhitzer an Bord von Verkehrsflugzeugen, DOT/FAA/AR-TN06/18“ (PDF) . Federal Aviation Administration . Abgerufen am 9. März 2008 .
  9. ^ „Entsorgung von MRE-Heizgeräten (Meal, Ready-to-Eat)“ (PDF) . Marine Corps Air Station Miramar . 29. August 2007. Abgerufen am 16. Oktober 2023 .
  10. ^ „Sicherer Umgang mit einem flammenlosen Rationsheizgerät“ . luxfermagtech.com . 4. August 2021. Abgerufen am 16. Oktober 2023 .