Pergamen vs. silikon: Která varianta pečení je bezpečnější?

Toto roční období je pro mnohé obdobím pečení sušenek a cukroví. Máslo. Cukr. Mouka. Mixér. Váleček. Vykrajovátka na sušenky... Ale pak se musíme rozhodnout: Pergamenový papír nebo silikonová podložka na pečení?

Mnozí dávají přednost silikonové podložce na pečení díky jejímu nepřilnavému povrchu na pečení z potravinářského silikonu a skutečnosti, že je možné ji opakovaně používat - na rozdíl od pergamenového papíru, který je na jedno použití.

Silikony neboli silikonové kaučuky patří do třídy zesíťovaných polymerů. Základem páteře každého silikonu jsou střídavě atomy křemíku (Si) a kyslíku (O); na každý atom Si jsou vázány dvě organické skupiny. Nejběžnějším silikonem je polydimethylsiloxan (PDMS). V závislosti na své molekulární struktuře a hustotě zesíťování mají tyto silikony různou fyzikální formu od tuhé po pružnou. Mají mnoho skvělých vlastností, díky nimž jsou vhodné pro různé technické aplikace; díky své vynikající tepelné odolnosti až do 260 °C - a některé druhy dokonce nad 300 °C - jsou však skvělou volbou pro pečicí formy, podložky a špachtle.

Většinu zákazníků i našich odborníků na analýzy v Aplikační laboratoři NETZSCH však zajímá, zda je jejich použití bezpečné?

Při vulkanizaci jsou běžnými vedlejšími produkty cyklické a lineární siloxanové oligomery. Proto je užitečné zkoumat, zda se při pečení neuvolňují některé z pomocných látek nebo vedlejších produktů, a také zjišťovat potenciálně nebezpečné zplodiny při zahřívání - např. uvolňování změkčovadel nebo toxických produktů pyrolýzy - které mohou přecházet do pečiva.

Termická analýza je vhodná pro stanovení bezpečnosti výrobku

Termickou analýzou lze zjistit uvolňování látek během pečení. Pomocí TGA-FT-IR analýzy je možné Identify zjistit typ a teplotu uvolňování.

Pro zodpovězení této otázky naši specialisté na TGA-FTIR rozřezali silikonovou podložku na pečení a pergamenový papír potažený silikonem na kousky a několik kusů každého materiálu vložili do kelímku. Měření byla provedena pomocí přístroje PERSEUS^® TGA 209 F1 Libra^® při teplotě 230 °C, což je maximální teplota pro tuto podložku.

Hmotnost vzorku	~ 130 mg (oba vzorky)
Teplotní program	RT - 230 °C, konstantní teplota po dobu 60 min
Rychlost zahřívání	10 K/min
Atmosféra	Vzduch

Tabulka 1: Podmínky měření

Stanovení hmotnostního úbytku u obou vzorků

Silikonová podložka na pečení (zelená) ztratí během ohřevu 0,4 % své hmotnosti. Naproti tomu pergamenový papír (červený) ztratí během zahřívání 5,1 % své původní hmotnosti a dalších 4,3 % během IzotermickýZkoušky při kontrolované a konstantní teplotě se nazývají izotermické.izotermického zpracování. Úbytek hmotnosti není dokončen po 60 minutách ani v jednom z obou případů.

3D tiskárna se svítícím modelem, obklopená ikonami představujícími technologie SLM, SLA a DLP, které zdůrazňují aditivní výrobu. — Obrázek 1: Změna hmotnosti silikonového vzorku (zeleně) a pergamenového papíru (červeně) v závislosti na teplotě

Analýza plynů uvolňovaných ze silikonové pečicí podložky

Vyvíjející se plyny jsou pomocí spojky přenášeny přímo z termováhy do FT-IR a identifikovány v plynové komoře spektrometru.

Unikající plyny se přenášejí a identifikují pomocí infračervené spektrometrie s Fourierovou transformací (FT-IR). V případě silikonové rohože (spektrum při 230 °C červeně) bylo zjištěno uvolňování_CO2 (modře) a stopy degradačních produktů silikonového kaučuku (zeleně), což by mohly být také vedlejší produkty oligomerů z výroby. Podrobnější informace o jednotlivých uvolňovaných složkách by mohla poskytnout spojka GC-MS.

Analýza naměřeného spektra silikonové pečicí podložky při 230 °C, která ukazuje uvolňování CO2 a produkty degradace silikonu. — Obrázek 2: Naměřené spektrum silikonové pečicí podložky při 230 °C (červeně), uvolňování CO2 (modře) a stopy degradačních produktů silikonové pryže (zeleně)

Analýza plynů uvolňovaných z pergamenového papíru

Pergamenový papír uvolňuje pouze vodu, a to v teplotním rozmezí do 150 °C. Na obrázku 3 je červeně znázorněno naměřené spektrum při 100 °C v porovnání s databázovým spektrem pro vodu (modře).

Srovnání naměřených FTIR spekter při 100 °C ukazuje emise silikonové pečicí podložky (červeně) oproti spektrům vody (modře). — Obrázek 3: Naměřené spektrum při 100 °C (červené) v porovnání s literárními spektry pro vodu (modré)

Spektrum pergamenového papíru (červené) při 230 °C ukazuje uvolňování CO (oranžové),_CO2 (zelené) a small stop metanolu (černé) a kyseliny mravenčí (modré). Tyto produkty rozkladu pravděpodobně vznikají při tepelném rozkladu papíru. Po měření lze pozorovat hnědé zabarvení papíru.

Analýza naměřených spekter při teplotě 230 °C zobrazující emise plynů: (oranžová), CO2 (zelená), methanol (černá) a kyselina mravenčí (modrá). — Obrázek 4: Naměřená spektra při 230 °C (červená), CO (oranžová), CO2 (zelená), methanolu (černá) a kyseliny mravenčí (modrá)

Závěr

Vypouštění vody, CO a_{CO2 je}neškodné, protože opouštějí pec v plynné formě. Množství obsaženého metanolu a kyseliny mravenčí je pravděpodobně velmi small. Kromě toho jsou pravděpodobně nevýznamné i produkty rozkladu silikonu, protože jsou neškodné. Nicméně zahřátí silikonové podložky na pečení bez pečiva před jejím prvním použitím by jistě bylo rozumným opatřením.

My ve společnosti NETZSCH Analyzing & Testing doufáme, že vám tyto poznatky pomohou ještě více si vychutnat čerstvě upečené cukroví v tomto velikonočním období. My to teď rozhodně děláme!