Pergamentti vs. silikoni: Kumpi leivontavaihtoehto on turvallisempi?

Tämä vuodenaika on monille evästeiden ja keksien leipomisen aikaa. Voi. Sokeri. Jauhot. Sekoitin. Nyrkki. Keksien leikkuri... Mutta sitten meidän on päätettävä: Pergamenttipaperi vai silikonileivinmatto?

Monet suosivat silikonista valmistettua leivinmattoa, koska sen tarttumaton leivontapinta on valmistettu elintarvikekelpoisesta silikonista ja koska se on uudelleenkäytettävissä - toisin kuin pergamenttipaperi, joka on kertakäyttöinen tuote.

Silikonit eli silikonikumit kuuluvat ristisilloitettujen polymeerien luokkaan. Kaikkien silikoneiden runko perustuu vuorotteleviin pii- (Si) ja happiatomeihin (O); kuhunkin Si-atomiin on sitoutunut kaksi orgaanista ryhmää. Yleisin silikoni on polydimetyylisiloksaani (PDMS). Molekyylirakenteesta ja silloitustiheydestä riippuen tällaisten silikonien fyysinen muoto vaihtelee jäykästä joustavaan. Niillä on monia hyviä ominaisuuksia, joiden ansiosta ne soveltuvat moniin teknisiin sovelluksiin; niiden erinomainen lämmönkestävyys jopa 260 °C:seen - ja joissakin laaduissa jopa yli 300 °C:seen - tekee niistä kuitenkin erinomaisen valinnan leivontamuotteihin, -mattoihin ja -lastoihin.

Useimmat asiakkaat ja analyysiasiantuntijamme osoitteessa NETZSCH Applications Laboratory ihmettelevät kuitenkin, ovatko ne turvallisia käyttää?

Vulkanoinnin aikana sykliset ja lineaariset siloksaani-oligomeerit ovat yleisiä sivutuotteita. Siksi on hyödyllistä tutkia, vapautuuko leivontaprosessin aikana prosessin apuaineita tai sivutuotteita, sekä havaita mahdolliset vaaralliset savukaasut kuumennuksen aikana - esimerkiksi pehmittimien tai myrkyllisten pyrolyysituotteiden vapautuminen - jotka voivat siirtyä leivonnaisiin.

Lämpöanalyysi soveltuu tuotteen turvallisuuden määrittämiseen

Lämpöanalyysin avulla voidaan havaita aineiden vapautuminen leivontaprosessin aikana. TGA-FT-IR-analyysin avulla on mahdollista Identify selvittää vapautumisen tyyppi ja lämpötila.

Vastataksemme tähän kysymykseen TGA-FTIR-asiantuntijamme leikkasivat silikonisen leivinmattoa ja silikonipäällysteistä pergamenttipaperia paloiksi ja laittoivat useita paloja kutakin materiaalia upokkaaseen. Mittaukset suoritettiin PERSEUS^® TGA 209 F1 Libra^® -laitteella 230 °C:n lämpötilassa, joka on tämän maton maksimilämpötila.

Näytteen massa	~ 130 mg (molemmat näytteet)
Lämpötilaohjelma	RT - 230 °C, pidetään vakiona 60 minuutin ajan
Lämmitysnopeus	10 K/min
Atmosfääri	Ilma

Taulukko 1: Mittausolosuhteet

Massahäviön määrittäminen kahdessa näytteessä

Silikoninen leivontamatto (vihreä) menettää 0,4 % massastaan lämmitysjakson aikana. Pergamenttipaperi (punainen) sen sijaan menettää 5,1 % alkuperäisestä massastaan lämmityksen aikana ja vielä 4,3 % isotermisen käsittelyn aikana. Massan menetys ei ole päättynyt 60 minuutin jälkeen kummassakaan tapauksessa.

3D-tulostin, jossa on hehkuva malli, jota ympäröivät SLM-, SLA- ja DLP-tekniikoita edustavat kuvakkeet, jotka korostavat additiivista valmistusta. — Kuva 1: Silikoninäytteen (vihreä) ja pergamenttipaperin (punainen) lämpötilasta riippuva massanmuutos

Silikonisesta leivontamatosta vapautuvien kaasujen analysointi

Kehittyvät kaasut siirretään kytkennän avulla suoraan lämpövaakakeskuksesta edellä mainittuun FT-IR-mittalaitteeseen ja tunnistetaan spektrometrin kaasukennossa.

Vapautuvat kaasut siirretään ja tunnistetaan Fourier-muunnosinfrapunaspektrometrialla (FT-IR). Silikonimaton tapauksessa (spektri 230 °C:n lämpötilassa punaisena) havaittiin_CO2:n vapautuminen (sininen) ja jälkiä silikonikumin hajoamistuotteista (vihreä), jotka voivat olla myös tuotannossa syntyviä oligomeerien sivutuotteita. Yksittäisistä vapautuneista komponenteista saataisiin lisätietoja GC-MS kytkennällä.

Mitattu spektrianalyysi silikonisesta leivontamatosta 230 °C:n lämpötilassa, jossa näkyy hiilidioksidin vapautuminen ja silikonin hajoamistuotteet. — Kuva 2: Mitattu spektri silikonileivontamatosta 230 °C:ssa (punainen), CO2:n vapautuminen (sininen) ja jälkiä silikonikumin hajoamistuotteista (vihreä)

Pergamenttipaperista vapautuvien kaasujen analysointi

Pergamenttipaperi luovuttaa vettä vain 150 °C:n lämpötilassa. Kuvassa 3 esitetään mitattu spektri 100 °C:n lämpötilassa punaisella värillä verrattuna tietokannan spektriin vedelle (sininen).

Mitattujen FTIR-spektrien vertailu 100 °C:n lämpötilassa osoittaa silikonileivinmattojen emissiot (punainen) ja veden spektrit (sininen). — Kuva 3: Mitattu spektri 100 °C:n lämpötilassa (punainen) verrattuna kirjallisuuden spektriin vedelle (sininen)

Pergamenttipaperin (punainen) spektri 230 °C:n lämpötilassa osoittaa CO:n (oranssi) ja_CO2:n (vihreä) vapautumisen sekä small metanolin (musta) ja muurahaishapon (sininen) jäljet. Nämä hajoamistuotteet ovat oletettavasti peräisin paperin lämpöhajoamisesta. Mittauksen jälkeen paperissa voidaan havaita ruskea värimuutos.

Mitattu spektrianalyysi 230 °C:n lämpötilassa, jossa näkyy kaasupäästöjä: CO (oranssi), CO2 (vihreä), metanoli (musta) ja muurahaishappo (sininen). — Kuva 4: Mitatut spektrit 230 °C:ssa (punainen), CO (oranssi), CO2 (vihreä), metanoli (musta) ja muurahaishappo (sininen)

Päätelmä

Veden, hiilidioksidin ja_{hiilidioksidin}haihtuminen on vaaratonta, koska ne poistuvat uunista kaasumaisessa muodossa. Metanolin ja muurahaishapon määrät ovat todennäköisesti hyvin small. Lisäksi silikonin hajoamistuotteet ovat todennäköisesti merkityksettömiä, koska ne ovat vaarattomia. Silikonisen leivontamattojen lämmittäminen ilman leivontatuotteita ennen niiden ensimmäistä käyttöä olisi kuitenkin varmasti järkevä toimenpide.

Me täällä osoitteessa NETZSCH Analyzing & Testing toivomme, että nämä oivallukset auttavat sinua nauttimaan tuoreista leivonnaisista entistä enemmän tänä pääsiäiskautena. Me todellakin pidämme nyt!