Wprowadzenie
Ta świąteczna pora roku jest dla wielu sezonem pieczenia ciasteczek i herbatników. Masło. Cukier. Mąka. Mikser. Wałek. Wycinarka do ciastek... Ale potem musimy zdecydować: Papier pergaminowy czy silikonowa mata do pieczenia?
Wiele osób preferuje silikonową matę do pieczenia ze względu na jej nieprzywierającą powierzchnię do pieczenia wykonaną z silikonu spożywczego oraz fakt, że jest ona wielokrotnego użytku - w przeciwieństwie do papieru pergaminowego, który jest produktem jednorazowego użytku.
Silikony lub gumy silikonowe należą do klasy usieciowanych polimerów. Szkielet każdego silikonu opiera się na naprzemiennych atomach krzemu (Si) i tlenu (O); dwie grupy organiczne są związane z każdym atomem Si. Najpopularniejszym silikonem jest polidimetylosiloksan (PDMS). W zależności od ich struktury molekularnej i gęstości usieciowania, silikony te mają postać fizyczną od sztywnej do elastycznej. Mają one wiele wspaniałych właściwości, które sprawiają, że nadają się do różnych zastosowań technicznych; jednak ich doskonała odporność na ciepło do 260°C - a niektóre gatunki nawet powyżej 300°C - sprawiają, że są doskonałym wyborem do form do pieczenia, mat i szpatułek.
Jednak większość klientów i naszych ekspertów ds. analiz w Laboratorium Zastosowań NETZSCH zastanawia się, czy są one bezpieczne w użyciu?
Podczas wulkanizacji, cykliczne i liniowe oligomery siloksanowe są powszechnymi produktami ubocznymi. W związku z tym przydatne jest zbadanie, czy jakiekolwiek substancje pomocnicze lub produkty uboczne są uwalniane podczas procesu pieczenia, a także wykrycie potencjalnie niebezpiecznego odgazowania podczas ogrzewania - np. uwalnianie plastyfikatorów lub toksycznych produktów pirolizy - które mogą zostać przeniesione na wypieki.
Analiza termiczna jako odpowiednie narzędzie do określania bezpieczeństwa produktu
Analiza termiczna może być stosowana do wykrywania uwalniania substancji podczas procesu pieczenia. Za pomocą analizy TGAFT-IR można Identify określić rodzaj i temperaturę uwalniania substancji.
Aby odpowiedzieć na to pytanie, nasi specjaliści TGA-FTIR pocięli silikonową matę do pieczenia i pokryty silikonem papier pergaminowy na kawałki i umieścili kilka kawałków każdego materiału w tyglu. Pomiary przeprowadzono za pomocą urządzenia PERSEUS® TGA 209 F1 Libra® w temperaturze 230°C, maksymalnej temperaturze dla tej maty.
Tabela 1 zawiera szczegółowe informacje na temat warunków pomiaru.
Tabela 1: Warunki pomiaru
| Przyrząd | PERSEUS® TG 209 Libra® |
| Masa próbki | ≈ 130 mg (obie próbki) |
| Program temperatury | RT do 230°C, utrzymywana na stałym poziomie przez 60 min |
| Szybkość ogrzewania | 10 K/min |
| Atmosfera | Powietrze |
Określenie utraty masy w dwóch próbkach
Silikonowa mata do pieczenia (zielona) traci 0,4% swojej masy podczas cyklu ogrzewania. Z drugiej strony, papier pergaminowy (czerwony) traci 5,1% swojej początkowej masy podczas ogrzewania i kolejne 4,3% podczas obróbki izotermicznej. Utrata masy nie jest zakończona po 60 minutach w żadnym z dwóch przypadków (rysunek 1).
Analiza gazów wydzielających się z silikonowej maty do pieczenia
Rozwijające się gazy są transportowane bezpośrednio z termowagi do FT-IR powyżej za pomocą sprzęgła i identyfikowane w komorze gazowej spektrometru.
Ulatniające się gazy są identyfikowane za pomocą spektrometrii w podczerwieni z transformacją Fouriera (FT-IR, patrz rysunek 2). W przypadku maty silikonowej (widmo w 230°C w kolorze czerwonym), stwierdzono uwalnianieCO2 (niebieski) i ślady produktów degradacji gumy silikonowej (zielony), które mogą być również produktami ubocznymi oligomeru z produkcji. Więcej szczegółów na temat poszczególnych uwalnianych składników można znaleźć na stronie GC-MS.
Analiza gazów wydzielających się z papieru Parchment Paper
Papier pergaminowy uwalnia tylko wodę, która występuje w zakresie temperatur do 150°C. Rysunek 3 przedstawia zmierzone widmo w temperaturze 100°C w kolorze czerwonym w porównaniu z widmem z bazy danych dla wody (niebieski).
Widmo dla papieru pergaminowego (czerwony) w temperaturze 230°C, przedstawione na rysunku 4, pokazuje uwalnianie CO (pomarańczowy),CO2 (zielony) i small śladów metanolu (czarny) i kwasu mrówkowego (niebieski). Te produkty rozkładu są przypuszczalnie wytwarzane przez Reakcja rozkładuReakcja rozkładu to wywołana termicznie reakcja związku chemicznego tworząca produkty stałe i/lub gazowe. rozkład termiczny papieru. Po pomiarze można zaobserwować brązowe przebarwienie papieru.
Wnioski
Gazowanie wody, CO iCO2 jest nieszkodliwe, ponieważ opuszczają one piec w postaci gazowej. Ilości zawartego metanolu i kwasu mrówkowego są prawdopodobnie bardzo small. Ponadto produkty degradacji silikonu są prawdopodobnie również nieistotne, ponieważ są nieszkodliwe. Niemniej jednak, podgrzanie silikonowej maty do pieczenia bez pieczenia produktów przed jej pierwszym użyciem byłoby z pewnością rozsądnym działaniem.