電磁電飯鍋內(nèi)膽材料技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

黃永俊，藍(lán)海鳳，李少杰，張 偉，王雙喜

(汕頭大學(xué)工學(xué)院，廣東 汕頭 515063)

1 前 言

電飯鍋又稱作電飯煲，是一種利用電能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，?duì)食物進(jìn)行蒸、煮、燉、煨、燜等多種功能的炊具，具有使用方便、清潔衛(wèi)生等優(yōu)點(diǎn)。世界上第一臺(tái)電飯鍋是由日本東芝公司于1950年發(fā)明的，1976年湛江市家用電器工業(yè)公司也研制出中國(guó)第一臺(tái)簡(jiǎn)易電飯鍋[1]。由于電飯鍋方便實(shí)用，現(xiàn)在幾乎每個(gè)中國(guó)家庭都有一個(gè)電飯鍋，電飯鍋成為現(xiàn)代社會(huì)最受歡迎的家用電器之一。

隨著人民生活水平的不斷提高，老百姓對(duì)廚房電器的要求正在逐步從“使用”向“享用”演化，現(xiàn)代人的飲食觀念逐漸向健康、營(yíng)養(yǎng)、環(huán)保靠攏[2]。特別是近幾年來(lái)“節(jié)能減排、綠色低碳”的理念深入人心，電磁感應(yīng)加熱(induction heating，簡(jiǎn)寫為IH)電飯鍋正逐漸取代傳統(tǒng)電阻加熱電飯鍋而成為市場(chǎng)新寵[3, 4]。其中，內(nèi)膽作為電飯鍋的核心部件，直接影響電飯鍋的品位和蒸煮水平。日本政府觀光局的數(shù)據(jù)顯示[5]，2014年訪日外國(guó)游客中，中國(guó)內(nèi)地游客占比高達(dá)17.96%。中國(guó)人天價(jià)搶購(gòu)日本電磁電飯鍋幾成新聞熱點(diǎn)，最核心的原因之一就是日本特有的先進(jìn)內(nèi)膽材料技術(shù)[6]。目前國(guó)內(nèi)常用的電磁電飯鍋內(nèi)膽材料有不銹鋼、鐵、鋁、銅等，隨著IH技術(shù)和電飯鍋內(nèi)膽材料技術(shù)的發(fā)展，電飯鍋內(nèi)膽材料正由傳統(tǒng)的金屬材料逐漸向非金屬材料演變。綠色環(huán)保、烹調(diào)時(shí)能保持食物原滋原味的碳材料、陶瓷內(nèi)膽相繼在IH電飯鍋上獲得應(yīng)用。

2 電磁電飯鍋行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀

IH技術(shù)[7]，來(lái)源于法拉第發(fā)現(xiàn)的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，即交變的電流產(chǎn)生交變的磁場(chǎng)，當(dāng)交變的磁場(chǎng)因?yàn)閷?dǎo)體中磁通量變化時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流使得導(dǎo)體產(chǎn)生熱量。電磁感應(yīng)加熱技術(shù)相比于傳統(tǒng)的火焰加熱和電阻加熱，具有效率高、無(wú)明火、加熱快速、節(jié)能、安全、清潔和精確控制加熱等優(yōu)點(diǎn)[8]。從其推出以后便得到工業(yè)界的青睞，并因?yàn)槠涮赜械募訜崽攸c(diǎn)相繼在醫(yī)療和飲食工業(yè)等領(lǐng)域得到應(yīng)用[9, 10]。

作為電飯鍋技術(shù)革新的領(lǐng)路人,日本家用電器電子研究試驗(yàn)室用電磁感應(yīng)加熱方式取代傳統(tǒng)的電阻加熱方式并在1988年率先實(shí)現(xiàn)IH感應(yīng)加熱式電飯鍋的商品化[11]。1989年松下電器利用電磁加熱技術(shù)的優(yōu)越性實(shí)現(xiàn)了電飯鍋加熱功率的變頻控制，而且可以精確地控制各個(gè)烹飪階段的溫度[12]。1999年電磁加熱技術(shù)逐漸被中國(guó)企業(yè)順德格蘭仕電器廠有限公司應(yīng)用到電飯鍋領(lǐng)域，有效地提高了電飯鍋的加熱效率[13]。

IH技術(shù)成功引入到電飯鍋領(lǐng)域后，IH技術(shù)和IH電飯鍋內(nèi)膽材料的開發(fā)成為行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的重點(diǎn)。IH技術(shù)應(yīng)用的初期，電飯鍋的發(fā)熱基材主要是不銹鋼，且只在內(nèi)膽的底部進(jìn)行電磁加熱，因此整體來(lái)看，內(nèi)膽的發(fā)熱面積小、受熱不均勻。1997年，松下通過引入多級(jí)線圈實(shí)現(xiàn)了對(duì)整個(gè)內(nèi)膽環(huán)繞加熱[14]，使得內(nèi)膽發(fā)熱面積變大、加熱更均勻，但不銹鋼內(nèi)膽導(dǎo)熱性差。2000年，三洋電機(jī)嘗試采用導(dǎo)熱性遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出不銹鋼的銅材料制成電飯鍋內(nèi)膽[15]。然而銅的IH加熱特性差，加熱效率不高，所以三洋電機(jī)隨后開發(fā)出銅、鋁合金和不銹鋼材質(zhì)復(fù)合的多層鍋[16]，有效地改善了內(nèi)膽的導(dǎo)磁性、導(dǎo)熱性和加熱均勻性。多層復(fù)合內(nèi)膽的制備工藝復(fù)雜、成本高，日本象印用具有導(dǎo)熱性適中、蓄熱性和導(dǎo)磁性優(yōu)良的鐵制材料作內(nèi)膽[17]，該產(chǎn)品因?yàn)樾詢r(jià)比高受到人們的歡迎。2005年，日本三菱首次發(fā)明了金屬以外的電磁加熱鍋，即用純度99.9%的炭切削加工制作“本炭釜”[18]。炭是熱傳遞的優(yōu)良基材，用炭材料作為鍋的基材成為劃時(shí)代的技術(shù)進(jìn)步。

在逐漸完善IH技術(shù)和內(nèi)膽材料技術(shù)的同時(shí)，各廠商也將多種技術(shù)應(yīng)用到IH電飯鍋來(lái)改善米飯的口感。2002年，三洋電機(jī)研發(fā)出“可變壓力IH煮飯方式”[15]，通過在煮飯的沸騰過程中反復(fù)進(jìn)行加壓至1.2×105Pa和減壓的操作，使米飯不斷翻滾，受熱更均勻。2003年，松下進(jìn)一步將蒸汽技術(shù)運(yùn)用在電飯鍋中，研發(fā)了蒸汽IH電飯鍋[19]。蒸汽技術(shù)的應(yīng)用，為電飯鍋烹煮后半程時(shí)米飯的保濕與保溫問題提供了全新的解決思路。2006年，Matsuoka通過在內(nèi)膽中設(shè)置真空層使得熱量保持在鍋的內(nèi)部，開發(fā)了真空壓力IH電飯鍋[20]，在有效降低能耗的同時(shí)提高了內(nèi)膽的保溫性能。2011年，日立創(chuàng)造性地糅合了“真空隔熱”和“蒸汽壓力”兩大技術(shù)[21]，為美味的米飯創(chuàng)造了一個(gè)全新標(biāo)準(zhǔn)。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的普及，IH電飯鍋越來(lái)越智能化、親民化，例如松下推出了加載WIFI控制功能的IH電飯鍋[19]，小米推出支持手機(jī)APP智能控制的IH壓力電飯鍋等[6]。

由于IH感應(yīng)加熱方式具有效率高、無(wú)明火、加熱快速、安全、清潔和精確控制加熱等優(yōu)點(diǎn)，從其推出以后便立即得到各企業(yè)和消費(fèi)者的青睞。據(jù)尚普咨詢數(shù)據(jù)顯示[22]，2016年，日本IH電飯鍋銷量占比已達(dá)到90%以上。因?yàn)槭杖胨讲罹嗪拖M(fèi)者認(rèn)知度低的原因，我國(guó)在電飯鍋產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上始終落后日韓很多，IH電飯鍋和智能電飯鍋的普及率遠(yuǎn)低于日韓。但自2014年開始，傳統(tǒng)小家電龍頭蘇泊爾、九陽(yáng)、美的相繼發(fā)布IH產(chǎn)品，2016年小米高調(diào)宣布進(jìn)入電飯鍋領(lǐng)域，同時(shí)，格力、愛仕達(dá)等眾多廠商也紛紛推出IH電飯鍋，中國(guó)電飯鍋行業(yè)已經(jīng)著手產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)升級(jí)。

3 電磁電飯鍋的加熱原理

電磁電飯鍋的加熱原理是通過向IH線圈輸入高頻電流，在線圈周圍產(chǎn)生交變的磁場(chǎng)，當(dāng)電磁電飯鍋內(nèi)膽放入到這個(gè)交變的磁場(chǎng)中時(shí)，內(nèi)膽在高頻磁場(chǎng)的作用下產(chǎn)生誘導(dǎo)電流，此時(shí)由于電流的熱效應(yīng)而產(chǎn)生熱量,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)內(nèi)膽的加熱。電磁電飯鍋加熱原理如圖1所示[1]。

圖1 電磁電飯鍋加熱原理示意圖[1]Fig.1 Schematic of induction heating principle of rice cooker [1]

熱產(chǎn)生機(jī)理主要取決于材料特性，主要包括焦耳損耗發(fā)熱、電介質(zhì)損耗發(fā)熱和磁滯損耗發(fā)熱[23]。焦耳損耗發(fā)熱是由導(dǎo)電材料固有電阻產(chǎn)生，發(fā)熱量主要取決于導(dǎo)電材料的長(zhǎng)度、電阻率和橫截面積；電介質(zhì)損耗發(fā)熱是由基體材料在導(dǎo)電材料之間形成的電勢(shì)差下充當(dāng)電容產(chǎn)生的，在導(dǎo)電材料之間會(huì)發(fā)生電荷移動(dòng)和分子轉(zhuǎn)動(dòng)，從而產(chǎn)生熱量；磁滯損耗發(fā)熱是當(dāng)磁性材料處于交變磁場(chǎng)中時(shí)，其中的磁偶極子或磁疇發(fā)生重排，產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)和振動(dòng)而引起摩擦發(fā)熱。因此，電磁感應(yīng)加熱要求被加熱材料必須具備導(dǎo)電性或?qū)Т判?，電磁感?yīng)加熱是一個(gè)集電場(chǎng)、磁場(chǎng)、熱場(chǎng)多重物理作用的復(fù)雜過程[24]。

4 電磁電飯鍋內(nèi)膽

內(nèi)膽作為電飯鍋的關(guān)鍵部件，是決定電飯鍋品質(zhì)的核心要素，直接影響電飯鍋行業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力，因此內(nèi)膽成為各品牌產(chǎn)品在市場(chǎng)中進(jìn)行差異化競(jìng)爭(zhēng)的重點(diǎn)。對(duì)于電磁電飯鍋，選擇合適的內(nèi)膽材料，對(duì)電飯鍋內(nèi)膽的導(dǎo)熱性、穩(wěn)定性和可靠性都具有十分重要的影響。目前，國(guó)內(nèi)外電磁電飯鍋內(nèi)膽主要有不銹鋼內(nèi)膽、復(fù)合內(nèi)膽、鐵質(zhì)內(nèi)膽、IH砂鍋內(nèi)膽以及炭?jī)?nèi)膽等種類。

4.1 不銹鋼內(nèi)膽

不銹鋼根據(jù)不同的金相組織分為奧氏體、馬氏體和鐵素體等種類[25]。奧氏體(如304)不銹鋼機(jī)械性能好、耐腐蝕性強(qiáng)，但是沒有磁性；馬氏體不銹鋼脆而硬，主要用于蒸汽輪機(jī)葉片、餐具、外科手術(shù)器械等；鐵素體不銹鋼導(dǎo)熱系數(shù)大、膨脹系數(shù)小且具有良好的導(dǎo)磁性能，是電磁電飯鍋內(nèi)膽的常用材料。目前市場(chǎng)上的不銹鋼內(nèi)膽主要采用鐵素體不銹鋼沖壓成型，具有成本低、制備工藝簡(jiǎn)單、適于批量生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)。圖2所示為不銹鋼內(nèi)膽的制備工藝：首先將不銹鋼板沖壓成一塊一定尺寸的圓形，然后用壓力機(jī)將圓形的不銹鋼板沖壓成鍋體雛形，最后將鍋的上沿進(jìn)行向外側(cè)卷邊、壓實(shí)和修邊，表面經(jīng)酸洗、拋光處理，即得到不銹鋼內(nèi)膽。

圖2 不銹鋼內(nèi)膽的制備工藝[26]Fig.2 Fabrication process of stainless steel inner pot[26]

不銹鋼內(nèi)膽具有外觀漂亮、耐腐蝕、易加工等優(yōu)點(diǎn)，是炊具市場(chǎng)的主流產(chǎn)品。不銹鋼內(nèi)膽不需要進(jìn)行表面保護(hù)，可直接與食物接觸使用，具有較理想的食品安全性能[27]。但不銹鋼的表面抗粘性較差，煮飯時(shí)容易粘鍋，且不銹鋼的導(dǎo)熱性能較差，加熱時(shí)鍋內(nèi)區(qū)域溫度過高容易使食物燒焦。因此，單層不銹鋼內(nèi)膽目前只在低端市場(chǎng)使用。

4.2 復(fù)合內(nèi)膽

不銹鋼的導(dǎo)熱系數(shù)為16～27 W/(m·K)，鋁的導(dǎo)熱系數(shù)為220 W/(m·K)[28]。為了改善單層不銹鋼鍋具導(dǎo)熱不均勻、傳熱慢等不足，眾多品牌的不銹鋼內(nèi)膽采用了復(fù)合底結(jié)構(gòu)，將高導(dǎo)熱的鋁金屬與不銹鋼復(fù)合，提高鍋體導(dǎo)熱性和加熱均勻性[29]。

不銹鋼復(fù)合內(nèi)膽結(jié)構(gòu)如圖3所示。不銹鋼內(nèi)膽復(fù)合底外層為導(dǎo)磁率高的430不銹鋼，中間層是熱導(dǎo)率高的純鋁，內(nèi)層為機(jī)械性能好、耐腐蝕性強(qiáng)的304不銹鋼。不銹鋼和鋁材之間通過加熱及加壓使表層金屬原子互相滲透融合在一起制成復(fù)合板，然后通過模具及壓力機(jī)將復(fù)合板沖壓成型，最后經(jīng)酸洗、噴砂和機(jī)械拋光處理后得到不銹鋼復(fù)合內(nèi)膽。不銹鋼復(fù)合內(nèi)膽綜合了不銹鋼和純鋁各自的優(yōu)越性能，有效地改善了單層不銹鋼內(nèi)膽的導(dǎo)熱性和加熱均勻性。

圖3 不銹鋼復(fù)合內(nèi)膽結(jié)構(gòu)[30]Fig.3 Structure of stainless steel composite inner pot [30]

純銅的熱傳導(dǎo)率近乎鋁的2倍[31]，能使鍋體傳熱更快、更均勻，但銅質(zhì)內(nèi)膽在反復(fù)使用過程中容易析出有毒的銅離子，因此，銅不能作為鍋體的里層直接與米飯接觸。三洋電機(jī)開發(fā)了以銅為主導(dǎo)熱層的多層內(nèi)膽，其復(fù)合結(jié)構(gòu)如圖4所示[32]。

圖4 銅復(fù)合內(nèi)膽結(jié)構(gòu)[32]Fig.4 Structure of copper-based composite pot[32]

這種以純銅為主導(dǎo)的多層復(fù)合內(nèi)膽，外層的導(dǎo)磁不銹鋼實(shí)現(xiàn)內(nèi)膽的電磁加熱功能，中間層為純銅，由于銅的導(dǎo)熱更加均勻，再加之立體式加熱功能，使得米飯受熱更均勻，里層的鋁合金經(jīng)過陽(yáng)極化表面處理可以使電飯鍋不粘鍋，非常方便清洗。

4.3 鐵質(zhì)內(nèi)膽

多層復(fù)合內(nèi)膽的制備工藝復(fù)雜、成本高，日本象印公司用具有導(dǎo)熱性適中、蓄熱性和導(dǎo)磁性優(yōu)良的鐵質(zhì)內(nèi)膽取代不銹鋼與多層內(nèi)膽，并命名為“南部鐵器極羽膽”[33]。該內(nèi)膽從形狀上模擬了日本傳統(tǒng)的柴火鍋的結(jié)構(gòu)，內(nèi)膽口寬而淺，可加強(qiáng)對(duì)熱流，能夠更加高效地將熱量傳導(dǎo)至米飯，使米飯受熱更充分，很好地還原傳統(tǒng)柴火土灶煮出的米香。為了克服傳統(tǒng)鐵鍋易銹蝕的問題，對(duì)鐵鍋表面進(jìn)行了防銹處理[34]。南部鐵器極羽膽制備過程如圖5所示。

南部鐵器極羽膽使用了在日本鐵器界享譽(yù)盛名的“南部鐵器”，鐵質(zhì)內(nèi)膽用于燒煮時(shí)，二價(jià)鐵離子會(huì)不斷釋放到食物中，這有利于人體吸收鐵質(zhì)，可預(yù)防貧血。且鐵器本身有細(xì)微的凹凸和孔隙，更容易在鍋體表面產(chǎn)生氣泡，在烹飪中使食物受熱均勻，保留食物的鮮美滋味。鐵鍋是中國(guó)傳統(tǒng)的烹飪器具，2016年，適用于IH電飯鍋的灰鑄鐵內(nèi)膽也在我國(guó)應(yīng)運(yùn)而生?；诣T鐵內(nèi)膽表面經(jīng)過施釉和涂層處理，有效解決了鐵鍋的生銹問題，其性價(jià)比更有優(yōu)勢(shì)，制備工藝如圖6所示[35]。

圖5 南部鐵器極羽膽制備過程[34]Fig.5 Fabrication process of the nambu cast ironware[34]

圖6 灰鑄鐵內(nèi)膽制備工藝[35]Fig.6 Fabrication process of gray cast iron inner pot[35]

灰鑄鐵內(nèi)膽首先通過鑄造成型，內(nèi)外表面經(jīng)過精心切削打磨后，把美國(guó)福祿公司的瓷釉噴涂于鍋膽外表面，經(jīng)過800 ℃高溫?zé)Y(jié)形成防銹搪瓷層；接著將特種合金噴涂在內(nèi)膽的內(nèi)表面，形成熱噴涂層；最后將高分子粉體涂料靜電吸附于內(nèi)膽表面，經(jīng)過405 ℃高溫固化，形成不粘粉體涂層，表面更加光滑，使內(nèi)膽更易清理。

4.4 IH砂鍋內(nèi)膽

陶瓷鍋烹調(diào)時(shí)能保持食物的原汁原味，是健康、環(huán)保、安全的烹飪器具之一[36]。但陶瓷本身不導(dǎo)磁、不導(dǎo)電，因而陶瓷鍋一直難以在IH電飯鍋上獲得應(yīng)用。直到2006年，日本虎牌魔法瓶株式會(huì)社在銅復(fù)合內(nèi)膽的基礎(chǔ)上，模仿傳統(tǒng)的砂鍋工藝，由發(fā)熱效率高的不銹鋼層和導(dǎo)熱效率高的銅與鋁合金層交替復(fù)合構(gòu)成主體，且采用接近土鍋材質(zhì)的遠(yuǎn)紅外陶瓷顆粒作為土鍋內(nèi)膽內(nèi)外側(cè)涂層，有效地提高了內(nèi)膽的熱效率[37]。在內(nèi)膽表面噴涂了遠(yuǎn)紅外陶瓷涂層，使得IH電飯鍋基本上呈現(xiàn)了傳統(tǒng)砂鍋的優(yōu)越性能。陶瓷顆粒的表面浮凸，使得該種銅復(fù)合內(nèi)膽不但具備極佳的儲(chǔ)熱性，而且能均勻地把熱量通過遠(yuǎn)紅外輻射到內(nèi)膽中的食物，內(nèi)膽中的溫度場(chǎng)更均勻一致。早期的虎牌金屬?gòu)?fù)合土鍋內(nèi)膽結(jié)構(gòu)如圖7所示。

然而這種金屬?gòu)?fù)合型土鍋內(nèi)膽，由于金屬與陶瓷的熱膨脹系數(shù)相差較大，其制造工藝復(fù)雜、反復(fù)循環(huán)加熱也易導(dǎo)致表面層脫落，制造成本高、使用壽命低。隨著IH發(fā)熱技術(shù)的進(jìn)步，2015年，虎牌推出了具有高性價(jià)比的全粘土IH電飯鍋[39]，該電飯鍋使用與日本土鍋相同的粘土作為內(nèi)膽材質(zhì)，其制備工藝如圖8所示。

圖7 金屬?gòu)?fù)合土鍋內(nèi)膽結(jié)構(gòu)示意圖[38]Fig.7 Schematic of structure of metal-clay composite pot [38]

圖8 全粘土土鍋內(nèi)膽的制備工藝[39]Fig.8 Fabrication process of earthenware pot[39]

這種全粘土土鍋內(nèi)膽經(jīng)過3次煅燒而成。第一次素?zé)菫榱硕ㄐ?，溫度控制?200～1300 ℃；上釉后進(jìn)行第二次燒制，溫度控制在1000 ℃左右；內(nèi)膽底部涂上磁性發(fā)熱體后進(jìn)行第三次燒制，起到固定發(fā)熱材料的作用。該內(nèi)膽從材質(zhì)上模擬了日本傳統(tǒng)的柴火鍋，很好地還原了傳統(tǒng)柴火土灶煮出的米香。

虎牌全粘土IH電飯鍋內(nèi)膽制備工藝復(fù)雜，成本難以被普通家庭所承受。本文作者采用傳統(tǒng)的滾壓成型工藝和一體化高溫?zé)Y(jié)的方法制備了一種內(nèi)嵌電磁發(fā)熱體的陶瓷膽，其制備工藝如圖9所示[40]。首先采用滾壓成型工藝制備出底部帶凹槽的陶瓷鍋坯體，然后將抗高溫氧化的電磁發(fā)熱體放置于坯體凹槽中并用土坯蓋封接，接著將陶瓷鍋坯體晾干并在其外表面涂上釉料，最后把陶瓷鍋坯體置于1250 ℃的燒結(jié)爐中燒成，從而獲得內(nèi)嵌電磁發(fā)熱體的陶瓷膽。該導(dǎo)磁陶瓷膽通過在底部中間內(nèi)嵌電磁發(fā)熱體實(shí)現(xiàn)陶瓷鍋電磁加熱，與虎牌全粘土土鍋內(nèi)膽有著相似之處，但由于一體化高溫?zé)Y(jié)成型方法的采用，其生產(chǎn)工藝更為簡(jiǎn)單。

4.5 炭?jī)?nèi)膽

炭?jī)?nèi)膽的誕生，是烹飪領(lǐng)域劃時(shí)代的進(jìn)步。它是人類首次采用高純度的炭材料制備的烹飪鍋具。炭可以在電磁場(chǎng)下發(fā)熱，且炭的導(dǎo)熱系數(shù)為110 W/(m·K)，與鐵素體不銹鋼電磁發(fā)熱體相比，炭材質(zhì)電阻大、發(fā)熱率高[41]。用炭作為鍋的基材，整個(gè)鍋壁都是發(fā)熱體，而且炭本身有細(xì)小的凹凸和孔隙，在蒸飯過程中會(huì)產(chǎn)生大的氣泡，在米粒之間形成空間，蒸出松軟可口的米飯。

炭?jī)?nèi)膽的制備工藝如圖10所示。首先，把炭粉與粘結(jié)劑混合，通過加壓制成圓柱素坯；然后將素坯分兩次通過高達(dá)3000 ℃的高溫高壓燒制成純度為99.9%的高強(qiáng)度炭塊體材料；接著把燒制好的圓柱切成兩半，由熟練的工匠切割內(nèi)外面，制成炭?jī)?nèi)膽坯體；最后在炭?jī)?nèi)膽坯體表面涂上耐高溫不粘涂層封閉炭的孔隙以防止漏水，并使炭?jī)?nèi)膽美觀且米飯容易剝離。

圖10 炭?jī)?nèi)膽的制備工藝[42]Fig.10 Fabrication process of carbon pot[42]

由于炭?jī)?nèi)膽材料的制備工藝非常復(fù)雜，燒制溫度高達(dá)3000 ℃，而且炭膽的后續(xù)加工成型技術(shù)對(duì)切割工人的要求非常高，產(chǎn)品良品率難以保證，因此IH炭?jī)?nèi)膽價(jià)格昂貴，僅適用于高端電飯鍋市場(chǎng)。

隨著內(nèi)膽材料技術(shù)的進(jìn)步，2016年，伊萊特公司用石墨炭材料制作內(nèi)膽[43]，由于石墨炭密度小、抗壓性能好，故其制造的電飯鍋內(nèi)膽質(zhì)量輕、強(qiáng)度高，制備工藝如圖11所示。首先將一定比例的焦煤和石墨分別通過磨粉機(jī)進(jìn)行磨粉；然后將上述磨粉后的原料進(jìn)行混料處理，并對(duì)混料后的混合物進(jìn)一步細(xì)磨；接著將完成細(xì)磨后的混合物放入定型好的模具內(nèi)進(jìn)行壓制成型；最后將壓制成型的內(nèi)膽進(jìn)行焙燒至固化定型，焙燒后的內(nèi)膽經(jīng)過自然降溫的過程，再加溫使其石墨化，從而獲得石墨炭?jī)?nèi)膽。該石墨炭?jī)?nèi)膽采用石墨炭材料壓制成型后燒制，與日本炭?jī)?nèi)膽相比，避免了對(duì)高強(qiáng)度炭材料的深加工，產(chǎn)品良品率高，生產(chǎn)工藝更簡(jiǎn)單。

圖11 石墨炭?jī)?nèi)膽的制備工藝[43]Fig.11 Fabrication process of graphitic pot [43]

5 結(jié) 語(yǔ)

隨著人們生活質(zhì)量的不斷提高，對(duì)電飯鍋的質(zhì)量、功能要求也愈來(lái)愈高。未來(lái)，電飯鍋將向綠色、節(jié)能、養(yǎng)生的方向發(fā)展，不斷出現(xiàn)的先進(jìn)材料技術(shù)將越來(lái)越多地應(yīng)用于電磁加熱電飯鍋內(nèi)膽，尤其是烹調(diào)時(shí)能保持食物原滋原味、備受國(guó)人養(yǎng)生追捧的陶瓷鍋。除了諸如虎牌土鍋膽等產(chǎn)品外，以傳統(tǒng)中國(guó)砂鍋為基礎(chǔ)的陶瓷內(nèi)膽將因?yàn)樯a(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、成本低廉的優(yōu)勢(shì)在IH電飯鍋中占有越來(lái)越大的市場(chǎng)份額。