一种多功能蒸煮砂锅及其烧制方法与流程

1.本发明属于砂锅烧制技术领域，具体涉及一种多功能蒸煮砂锅及其烧制方法。


背景技术：

2.砂锅是一种历史悠久的传统烹饪器具，早在新石器时代人们就采用陶土制成简单的烹饪容器，随着工艺发展人们使用的陶器越来越精细；战国时代就已经制作出了器形复杂、花纹丰富的陶器，其中就包括现代意义上的砂锅。如今，砂锅已然成为中华美食文化的重要组成部分，在世界各地备受欢迎。
3.砂锅是一种绿色健康的烹饪器皿，其选用纯天然的陶土和泥土，通过高温烧制而成，原料中含有人体所需多种微量元素及矿物质，于烹饪过程中不断渗出，因而有利于人体健康。砂锅因其独特的结构及材质，能够适用于慢煮、慢炖、煨汤、蒸煮、烘焙、焖烧等众多低温烹调方式。然而也正因砂锅是由不易传热的石英、长石、粘土等原料烧制而成，虽然赋予了其散热慢及较长时间保温的特性，但也同样带来传热慢、传热均匀化速率低的问题，导致烹饪时间进一步延长，而砂锅的烹饪时间相对于其他烹饪方式本就较长，繁琐冗长的烹饪过程也显著抑制了人们使用砂锅的期望。
4.砂锅所具有的特性很大程度由其制作原料、烧制工艺决定，基于此，有必要研究烧制一种散热慢、传热快并能够长时间保温的多功能砂锅。


技术实现要素：

5.针对背景技术所提缺陷及不足，本发明的目的在于提供一种多功能蒸煮砂锅，本发明工艺制备的砂锅在保留传统砂锅散热慢、长时间保温优点的基础上，对砂锅坯体、釉层材质作了进一步深入研究改进，从而使得制备得到的砂锅热学、力学性能显著优化。本发明最终所制砂锅热稳定性高，对温度变化的耐受性大幅度提升，即使直接采用较高的温度对砂锅加热也不会出现炸裂；此外，本发明砂锅还具备传热快、传热均匀化速率高的特性，相较于传统砂锅虽然能够将热量均匀化但所需时间漫长的不足，本发明砂锅一方面能够直接承受一定程度的高温而不需逐渐升温加热，另一方面还能够将热量快速传递至锅体材料的各个部分，最终达到大幅度缩减砂锅烹饪时间的目的。
6.为达成上述目的，本发明具体采用如下技术方案：
7.本发明提供了一种多功能蒸煮砂锅，按重量份数计包括如下配方原料：
8.坯体：石英35-50份、陶土18-28份、麦饭石14-18份、锂云母5-7份、紫木节土7-10份、浮石3-10份、氧化铥0.6-1.2份；
9.釉层：石英12-24份、堇青石8-15份、硅酸锆3-6份、碳酸锶5-8份、霓辉石3.5-4.5份、二氧化钼2.4-6.5份、氧化铥0.3-0.9份。
10.作为优选，所述砂锅按重量份数计包括如下配方原料：
11.坯体：石英42份、陶土22份、麦饭石16份、锂云母6份、紫木节土8份、浮石7份、氧化铥1.0份；
12.釉层：石英20份、堇青石11份、硅酸锆4.6份、碳酸锶6份、霓辉石4.2份、二氧化钼3.5份、氧化铥0.7份。
13.本发明在砂锅坯体及釉层中均添加了微量氧化铥粉末：一方面，掺入的微量氧化铥能够与原料中石英、浮石等形成复杂al-tm系列化合物，其能够大幅度提高砂锅坯体及釉层的高温热稳定性；另一方面，在后期使用中，al-tm系列化合物还能够平衡加热或冷却过程砂锅锅体产生的微小体积变化，进而能够显著提高砂锅对温度变化的耐受性，为高温加热砂锅进而有效缩短烹饪时间提供了基础。
14.本发明在砂锅釉层中加入了碳酸锶、霓辉石、硼镁石、氧化铥：首先，本发明釉层原料体系中，适量碳酸锶、霓辉石、二氧化钼的加入能够促进生成更多的共熔体，保证低膨胀物相的形成，为后续高温条件下釉层与坯体间的稳定反应提供了基础；与此同时，本发明釉层原料釉烧成型过程中，还能够形成具有特殊热学性能的硅/锶/钼/铥玻璃晶界，其能够促进釉层与坯体间化学反应的快速进行，进而加快釉层对外界热量的吸收与内部传递，达到砂锅热量快速均匀化、显著缩短烹饪时间的效果。
15.作为优选，该多功能蒸煮砂锅锅体厚度控制为0.58-0.65cm。
16.本发明还提供了上述多功能蒸煮砂锅的烧制方法，包括如下步骤：
17.s1、按配方比例分别称取砂锅坯体及釉层制备原料备用；
18.s2、取坯体各制备原料加水研磨成泥浆，再将泥浆经过筛、除铁、压滤、练泥、陈腐处理，得到坯料混合物备用；
19.s3、取釉层各制备原料加水研磨成釉浆，再将釉浆经过筛、除铁处理，得到釉料混合物备用；
20.s4、将s2所得坯料混合物压制成型，干燥、修坯得到初制坯；
21.s5、取s4所得初制坯素烧，然后采用s3所得釉料混合物对其进行施釉，得到素烧坯，素烧坯转入高温环境进行釉烧，得到砂锅成品。
22.作为优选，s2坯体原料加水的质量比为1:0.8，研磨过筛条件为400目筛余不超过1％，出磨过250目筛，随后依次除铁、压滤、练泥、陈腐；控制所得坯料混合物的含水率为15％-20％。
23.作为优选，s3釉层原料加水的质量比为1:1.2，研磨过筛条件为500目筛余不超过0.8％，出磨过250目筛，随后除铁；控制所得釉料混合物的浓度为52-55波美度。
24.作为优选，s5素烧的具体操作为：将初制坯于1150℃条件下高温素烧7-9h，保温1h后随炉冷却后再进行施釉。
25.作为优选，s5釉烧的具体操作为：将施釉得到的素烧坯于1200℃条件烧制2-3h，然后降温至1050℃烧制1-1.5h，再升温至1300℃烧制4.5-6h，保温1h后随炉冷却得到砂锅成品。
26.作为优选，s5施釉的厚度为0.5-0.6mm。
27.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
28.1、本发明工艺制备的多功能砂锅对温度变化具有更高的耐受性，不需逐渐升温加热，能够直接采用较高的温度对砂锅加热而不会出现炸裂，首先从缓慢升温的加热处理上缩短了砂锅烹饪时间。
29.2、本发明工艺制备的多功能砂锅还具备传热快、传热均匀化速率高的特性，有效
解决了传统砂锅虽然能够将热量均匀化但所需时间漫长的不足，进一步缩短了砂锅繁琐冗长的烹饪过程，对砂锅应用发展有积极意义。
具体实施方式
30.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
31.除非另有定义，本文所使用的所有技术和科学术语与本发明技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书所使用的术语只是为了描述具体实施例的目的，并非用于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
32.本发明实验所涉及的砂锅原料均源于市售，其中石英的纯度为96.93％；陶土主要成分sio
2 70.03％、al2o
3 15.89％、fe2o
3 4.75％、cao 1.23％、mgo 1.83％；麦饭石主要成分sio
2 66.32％、al2o
3 17.05％、fe2o
3 2.30％、cao 3.16％、na2o1.1％、k2o 1.2％、tio
2 0.63％、mno 0.75％；锂云母主要成分li2o 3.91％、sio249.82％、al2o
3 22.39％、k2o 10.26％、rb2o 1.33％、cs2o 0.07％、mno 1.97％；紫木节土主要成分sio
2 38.37％、al2o
3 37.88％、fe2o
3 1.81％、tio
2 1.70％、p2o50.17％、zro
2 0.09％；浮石主要成分sio
2 70.15％、al2o
3 13.66％、fe2o
3 1.30％、na2o 1.72％、k2o 1.94％、tio
2 0.13％、mgo 0.67％；堇青石主要成分sio246.70％、al2o
3 34.08％、feo 3.12％、mgo 12.10％；霓辉石主要成分sio
2 45.23％、fe2o
3 34.49％、na2o 11.85％、sc2o
3 0.07％、nb2o
5 0.03％。
33.实施例1
34.一种多功能砂锅的制备方法，包括：
35.1、按重量份数称取石英42份、陶土22份、麦饭石16份、锂云母6份、紫木节土8份、浮石7份、氧化铥1.0份混合，加入混合物80％质量的水混匀，对所得泥浆研磨(400目筛余不超过1％即可)、出磨过250目筛，然后依次进行除铁、压滤、练泥、陈腐处理，得到坯料混合物(控制含水率为18％)。
36.2、按重量份数称取石英20份、堇青石11份、硅酸锆4.6份、碳酸锶6份、霓辉石4.2份、二氧化钼3.5份、氧化铥0.7份，加入混合物120％质量的水混匀，对所得釉浆研磨(500目筛余不超过0.8％即可)、出磨过250目筛，然后进行除铁处理，得到釉料混合物(控制浓度为54波美度)。
37.3、将所得坯料混合物压制成型，干燥、修坯得到初制坯；取初制坯于1150℃条件下高温素烧8h，保温1h后随炉冷却，然后采用所得釉料混合物对其进行施釉(厚度0.6mm)，得到素烧坯，素烧坯于1200℃条件烧制2.5h，然后降温至1050℃烧制1.2h，再升温至1300℃烧制5h，保温1h后随炉冷却得到砂锅成品。
38.实施例2
39.一种多功能砂锅的制备方法，包括：
40.1、按重量份数称取石英35份、陶土28份、麦饭石16份、锂云母5份、紫木节土10份、浮石3份、氧化铥0.6份混合，加入混合物80％质量的水混匀，对所得泥浆研磨(400目筛余不超过1％即可)、出磨过250目筛，然后依次进行除铁、压滤、练泥、陈腐处理，得到坯料混合物
(控制含水率为15％)。
41.2、按重量份数称取石英12份、堇青石15份、硅酸锆3份、碳酸锶5份、霓辉石4.5份、二氧化钼2.4份、氧化铥0.3份，加入混合物120％质量的水混匀，对所得釉浆研磨(500目筛余不超过0.8％即可)、出磨过250目筛，然后进行除铁处理，得到釉料混合物(控制浓度为55波美度)。
42.3、将所得坯料混合物压制成型，干燥、修坯得到初制坯；取初制坯于1150℃条件下高温素烧7h，保温1h后随炉冷却，然后采用所得釉料混合物对其进行施釉(厚度0.6mm)，得到素烧坯，素烧坯于1200℃条件烧制3h，然后降温至1050℃烧制1.5h，再升温至1300℃烧制4.5h，保温1h后随炉冷却得到砂锅成品。
43.实施例3
44.一种多功能砂锅的制备方法，包括：
45.1、按重量份数称取石英50份、陶土18份、麦饭石16份、锂云母7份、紫木节土7份、浮石10份、氧化铥1.2份混合，加入混合物80％质量的水混匀，对所得泥浆研磨(400目筛余不超过1％即可)、出磨过250目筛，然后依次进行除铁、压滤、练泥、陈腐处理，得到坯料混合物(控制含水率为20％)。
46.2、按重量份数称取石英24份、堇青石8份、硅酸锆6份、碳酸锶8份、霓辉石3.5份、二氧化钼6.5份、氧化铥0.9份，加入混合物120％质量的水混匀，对所得釉浆研磨(500目筛余不超过0.8％即可)、出磨过250目筛，然后进行除铁处理，得到釉料混合物(控制浓度为52波美度)。
47.3、将所得坯料混合物压制成型，干燥、修坯得到初制坯；取初制坯于1150℃条件下高温素烧9h，保温1h后随炉冷却，然后采用所得釉料混合物对其进行施釉(厚度0.6mm)，得到素烧坯，素烧坯于1200℃条件烧制2h，然后降温至1050℃烧制1h，再升温至1300℃烧制6h，保温1h后随炉冷却得到砂锅成品。
48.对比例1
49.本对比例参照实施例1的步骤参数，不同之处在于砂锅坯体、釉层原料中均不添加氧化铥，即坯体原料为：石英42份、陶土22份、麦饭石16份、锂云母6份、紫木节土8份、浮石7份；釉层原料为：石英20份、堇青石11份、硅酸锆4.6份、碳酸锶6份、霓辉石4.2份、二氧化钼3.5份。
50.对比例2
51.本对比例参照实施例1的步骤参数，不同之处在于砂锅釉层原料中不添加霓辉石、二氧化钼，即釉层原料为：石英20份、堇青石11份、硅酸锆4.6份、碳酸锶6份、氧化铥0.7份。
52.对比例3
53.本对比例参照实施例1的步骤参数，不同之处在于将所得素烧坯按如下条件进行釉烧：素烧坯于1200℃条件烧制3.7h，再升温至1300℃烧制5h，保温1h后随炉冷却得到砂锅成品。
54.对上述实施例1-3及对比例1-3制得的样品砂锅进行性能检测。(待检测样品尺寸相关数据相差不超过0.1％，每组均采用20个样品进行测试取平均值)
55.根据gb/t 3298-2022、gb/t 3299-2022有关标准对上述样品砂锅进行抗热震性、吸水率测试，结果如下。
56.表1
[0057] 抗热震性吸水率实施例1450℃-20℃交换十次不裂1.8％实施例2450℃-20℃交换十次不裂1.7％实施例3450℃-20℃交换十次不裂1.9％对比例1350℃-20℃交换三次不裂2.0％对比例2450℃-20℃交换八次不裂1.8％对比例3450℃-20℃交换十次不裂1.7％
[0058]
向样品砂锅分别加入等量、适量的大米和水，采用家用燃气炉(4kw)、中火加热3min再换大火加热条件下烹制白粥，每隔一段时间测量锅中混合物中心温度取平均值，结果如下。
[0059]
表2
[0060] 实施例1实施例2实施例3对比例2对比例3初始20℃20℃20℃20℃20℃加热5*20℃20℃20℃20℃20℃加热10*32℃29℃30℃23℃25℃加热15*68℃62℃64℃35℃43℃加热20*99℃99℃99℃57℃78℃加热25*99℃99℃99℃92℃98℃加热30*99℃99℃99℃98℃99℃
[0061]
注：*代表一个时间段
[0062]
综上，本发明工艺制备的多功能砂锅传热速度得到明显提升，对比例2砂锅传热速度相较于实施例1大幅度降低，对比例3砂锅传热速度也有小幅度下降，可见本发明砂锅能够有效提高传热速度，进而大幅度缩短砂锅烹饪时间(大火直接加热条件下对实施例1样品砂锅进行复测，经10个时间段锅中混合物中心温度即达98℃)。将上述实验样品砂锅即刻转入相同环境中自然冷却，比较其散热保温性，结果如下。
[0063]
表3
[0064] 实施例1实施例2实施例3对比例2对比例3初始99℃98℃99℃98℃99℃冷却10*98℃95℃96℃82℃97℃冷却20*94℃88℃92℃49℃92℃冷却30*83℃76℃76℃23℃80℃冷却40*66℃51℃54℃22℃58℃
[0065]
综上，本发明工艺制备的多功能砂锅保温性能良好，而对比例2的保温性能明显降低。可见，本发明克服了传统砂锅传热慢、传热均匀化速率低的缺陷且保留了砂锅散热慢及较长时间保温的特性，成功制得了散热慢、传热快并能够长时间保温的多功能砂锅。
[0066]
以上所描述的实施例仅表达了本发明的几种优选实施例，其描述较为具体和详细，但并不用于限制本发明。应当指出，对于本领域的技术人员来说，本发明还可以有各种
变化和更改，凡在本发明的构思和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种多功能蒸煮砂锅，其特征在于，按重量份数计包括如下配方原料：坯体：石英35-50份、陶土18-28份、麦饭石14-18份、锂云母5-7份、紫木节土7-10份、浮石3-10份、氧化铥0.6-1.2份；釉层：石英12-24份、堇青石8-15份、硅酸锆3-6份、碳酸锶5-8份、霓辉石3.5-4.5份、二氧化钼2.4-6.5份、氧化铥0.3-0.9份。2.根据权利要求1所述多功能蒸煮砂锅，其特征在于，所述砂锅按重量份数计包括如下配方原料：坯体：石英42份、陶土22份、麦饭石16份、锂云母6份、紫木节土8份、浮石7份、氧化铥1.0份；釉层：石英20份、堇青石11份、硅酸锆4.6份、碳酸锶6份、霓辉石4.2份、二氧化钼3.5份、氧化铥0.7份。3.根据权利要求1所述多功能蒸煮砂锅，其特征在于，该多功能蒸煮砂锅锅体厚度控制为0.58-0.65cm。4.一种如权利要求1-3任一项所述多功能蒸煮砂锅的烧制方法，包括如下步骤：s1、按配方比例分别称取砂锅坯体及釉层制备原料备用；s2、取坯体各制备原料加水研磨成泥浆，再将泥浆经过筛、除铁、压滤、练泥、陈腐处理，得到坯料混合物备用；s3、取釉层各制备原料加水研磨成釉浆，再将釉浆经过筛、除铁处理，得到釉料混合物备用；s4、将s2所得坯料混合物压制成型，干燥、修坯得到初制坯；s5、取s4所得初制坯素烧，然后采用s3所得釉料混合物对其进行施釉，得到素烧坯，素烧坯转入高温环境进行釉烧，得到砂锅成品。5.根据权利要求4所述多功能蒸煮砂锅的烧制方法，其特征在于，s2坯体原料加水的质量比为1:0.8，研磨过筛条件为400目筛余不超过1％，出磨过250目筛，随后依次除铁、压滤、练泥、陈腐；控制所得坯料混合物的含水率为15％-20％。6.根据权利要求4所述多功能蒸煮砂锅的烧制方法，其特征在于，s3釉层原料加水的质量比为1:1.2，研磨过筛条件为500目筛余不超过0.8％，出磨过250目筛，随后除铁；控制所得釉料混合物的浓度为52-55波美度。7.根据权利要求4所述多功能蒸煮砂锅的烧制方法，其特征在于，s5素烧的具体操作为：将初制坯于1150℃条件下高温素烧7-9h，保温1h后随炉冷却后再进行施釉。8.根据权利要求4所述多功能蒸煮砂锅的烧制方法，其特征在于，s5釉烧的具体操作为：将施釉得到的素烧坯于1200℃条件烧制2-3h，然后降温至1050℃烧制1-1.5h，再升温至1300℃烧制4.5-6h，保温1h后随炉冷却得到砂锅成品。9.根据权利要求4所述多功能蒸煮砂锅的烧制方法，其特征在于，s5施釉的厚度为0.5-0.6mm。

技术总结
本发明公开了一种多功能蒸煮砂锅及其烧制方法，属于砂锅烧制技术领域。本发明砂锅坯体原料采用石英、陶土、麦饭石、锂云母、紫木节土、浮石、氧化铥，釉层原料采用石英、堇青石、硅酸锆、碳酸锶、霓辉石、二氧化钼、氧化铥。本发明工艺对砂锅坯体、釉层材质作了进一步深入研究改进，制备得到的砂锅热稳定性高，对温度变化的耐受性大幅度提升，即使直接采用较高的温度对砂锅加热也不会出现炸裂；本发明砂锅还具备传热快、传热均匀化速率高的特性，有效缩短了砂锅繁琐冗长的烹饪过程，对砂锅应用发展有积极意义。极意义。


技术研发人员：吴超 邵姝萌 吴新汉
受保护的技术使用者：江西拓本科技有限公司
技术研发日：2023.06.20
技术公布日：2023/9/20