양피지와 실리콘 베이킹 매트 - 사용해도 안전한가요?

이 계절은 많은 사람들에게 쿠키와 비스킷을 굽는 계절입니다. 버터. 설탕. 밀가루. 믹서. 롤링핀. 쿠키 커터... 하지만 우리는 결정해야합니다: 양피지 또는 실리콘 베이킹 매트?

많은 사람들이 식품 등급의 실리콘으로 만든 붙지 않는 베이킹 표면과 일회용 품목인 양피지와 달리 재사용이 가능하다는 사실 때문에 실리콘 베이킹 매트를 선호합니다.

실리콘 또는 실리콘 고무는 가교 폴리머의 종류에 속합니다. 모든 실리콘의 골격은 실리콘(Si)과 산소(O) 원자가 교대로 결합되어 있으며, 각 Si 원자에는 두 개의 유기 그룹이 결합되어 있습니다. 가장 일반적인 실리콘은 폴리디메틸실록산(PDMS)입니다. 이러한 실리콘은 분자 구조와 가교 밀도에 따라 딱딱한 형태부터 유연한 형태까지 다양한 물리적 형태를 갖습니다. 다양한 기술적 용도에 적합한 여러 가지 훌륭한 특성을 가지고 있지만, 최대 260°C, 일부 등급은 300°C 이상의 뛰어난 내열성으로 인해 제빵용 몰드, 매트 및 주걱에 적합한 제품입니다.

하지만 대부분의 고객과 NETZSCH 응용 연구소의 분석 전문가들은 이 제품을 사용해도 안전한지 궁금해합니다

가황 과정에서 고리형 및 선형 실록산 올리고머는 일반적인 부산물입니다. 따라서 베이킹 공정 중에 가공 보조제나 부산물이 방출되는지 연구하고, 가열 중 가소제나 독성 열분해 생성물의 방출 등 잠재적으로 위험한 가스 방출을 감지하여 베이킹 제품에 전달될 수 있는 유해 물질을 검출하는 것이 유용합니다.

열 분석은 제품 안전성을 판단하는 데 적합합니다

열 분석은 베이킹 공정 중 물질의 방출을 감지하는 데 사용할 수 있습니다. TGA-FT-IR 분석을 통해 방출되는 물질의 종류와 온도를 파악할 수 있습니다.

이 질문에 답하기 위해 TGA-FTIR 전문가들은 실리콘 베이킹 매트와 실리콘 코팅 양피지를 조각으로 자르고 각 재료의 여러 조각을 도가니에 넣었습니다. 측정은 이 매트의 최대 온도인 230°C에서 PERSEUS^® TGA 209 F1 Libra^® 로 수행되었습니다.

샘플 질량	~ 130mg(두 샘플 모두)
온도 프로그램	RT - 230°C, 60분 동안 일정하게 유지
가열 속도	10 K/min
분위기	공기

표 1: 측정 조건

두 샘플의 질량 손실 결정하기

실리콘 베이킹 매트(녹색)는 가열 과정에서 질량의 0.4%가 손실됩니다. 반면 양피지(빨간색)는 가열하는 동안 초기 질량의 5.1%를 잃고 등온 처리하는 동안 4.3%를 추가로 잃습니다. 두 경우 모두 60분이 지나면 질량 손실이 완료되지 않습니다.

그림 1: 실리콘 샘플(녹색)과 양피지(빨간색)의 온도에 따른 질량 변화

실리콘 베이킹 매트에서 발생하는 가스 분석

진화하는 가스는 커플링을 통해 서모밸런스에서 위의 FT-IR로 직접 운반되어 분광기 가스 전지에서 식별됩니다.

빠져나가는 가스는 푸리에 변환 적외선 분광법(FT-IR)을 통해 확인된 상태로 이송됩니다. 실리콘 매트(230°C에서 빨간색 스펙트럼)의 경우,_CO2 (파란색)와 실리콘 고무(녹색)의 분해 산물 흔적이 발견되었으며, 이는 생산 과정에서 발생하는 올리고머 부산물일 수도 있습니다. 방출된 개별 성분에 대한 자세한 내용은 GC-MS 커플링을 통해 확인할 수 있습니다.

그림 2: 230°C에서 실리콘 베이킹 매트의 측정 스펙트럼(빨간색), CO2 방출량(파란색), 실리콘 고무의 분해 산물 흔적(녹색)을 측정한 결과

양피지에서 발생하는 기체 분석하기

양피지는 최대 150°C의 온도 범위에서 발생하는 물만 방출합니다. 그림 3은 100°C에서 측정한 스펙트럼(빨간색)을 물의 데이터베이스 스펙트럼(파란색)과 비교하여 보여줍니다.

그림 3: 100°C에서 측정한 스펙트럼(빨간색)을 물의 문헌 스펙트럼(파란색)과 비교한 결과

230°C에서 양피지(빨간색)의 스펙트럼은 CO(주황색),_CO2 (녹색), small 미량의 메탄올(검은색) 및 포름산(파란색)의 방출을 보여줍니다. 이러한 분해 생성물은 아마도 종이의 열분해에 의해 생성된 것으로 추정됩니다. 측정 후 용지가 갈색으로 변색되는 것을 관찰할 수 있습니다.

그림 4: 230°C(빨간색), CO(주황색), CO2(녹색), 메탄올(검은색), 포름산(파란색)에서 측정한 스펙트럼

결론

물, CO 및_CO2의가스 배출은 기체 형태로 오븐을 떠나기 때문에 무해합니다. 포함된 메탄올과 포름산의 양은 매우 적을 가능성이 높습니다 small. 또한 실리콘 분해 생성물도 무해하기 때문에 미미할 것입니다. 그럼에도 불구하고 실리콘 베이킹 매트를 처음 사용하기 전에 베이킹 제품 없이 가열하는 것은 현명한 행동이 될 수 있습니다.

저희 NETZSCH 분석 및 테스트 팀은 이러한 인사이트가 이번 부활절 시즌에 갓 구운 쿠키를 더욱 맛있게 드시는 데 도움이 되기를 바랍니다. 지금 바로 확인해보세요!