Nieprzywierająca powierzchnia
Nieprzywierająca powierzchnia została zaprojektowana tak, aby zmniejszyć zdolność innych materiałów do przyklejania się do niej. Naczynia z powłoką nieprzywierającą to powszechne zastosowanie, w przypadku których powłoka nieprzywierająca umożliwia brązowienie potraw bez przyklejania się do patelni. Termin nieprzywierający jest często używany w odniesieniu do powierzchni pokrytych politetrafluoroetylenem (PTFE) , którego dobrze znaną marką jest teflon . W XXI wieku inne powłoki nieprzywierające były sprzedawane jako nieprzywierające, takie jak anodowane aluminium , krzemionka , emaliowane żeliwo i sezonowane naczynia kuchenne .
typy
Przyprawa
Naczynia z żeliwa , stali węglowej , stali nierdzewnej i odlewanego aluminium [ potrzebne źródło ] można sezonować przed gotowaniem, nakładając tłuszcz na powierzchnię i podgrzewając go w celu jego polimeryzacji. Tworzy to suchą, twardą, gładką, hydrofobową powłokę, która nie przywiera, gdy żywność jest gotowana z niewielką ilością oleju jadalnego lub tłuszczu.
Fluoropolimer
Nowoczesne patelnie z nieprzywierającą powłoką zostały wykonane z teflonu (politetrafluoroetylenu lub PTFE). PTFE został wynaleziony nieoczekiwanie przez Roya Plunketta w 1938 roku, kiedy pracował dla spółki joint venture firmy DuPont . Stwierdzono, że substancja ma kilka unikalnych właściwości, w tym bardzo dobrą odporność na korozję i najniższy współczynnik tarcia ze wszystkich wyprodukowanych dotąd substancji. PTFE został po raz pierwszy użyty do stworzenia uszczelnień odpornych na sześciofluorek uranu, który był używany do budowy bomby atomowej podczas II wojny światowej i był traktowany jako tajemnica wojskowa. Dupont zarejestrował znak towarowy Teflon w 1944 roku i wkrótce zaczął planować powojenne komercyjne wykorzystanie nowego produktu.
Do 1951 roku Dupont opracował zastosowania teflonu w komercyjnym pieczywie i ciastkach; firma unikała jednak rynku konsumenckich naczyń kuchennych ze względu na potencjalne problemy związane z uwalnianiem toksycznych gazów w przypadku przegrzania patelni kuchennych w nieodpowiednio wentylowanych pomieszczeniach. Pracując w firmie DuPont , absolwent NYU Tandon School of Engineering, John Gilbert, został poproszony o ocenę nowo opracowanego materiału zwanego teflonem. Jego eksperymenty z użyciem fluorowanego polimeru jako powłoki powierzchniowej garnków i patelni pomogły zapoczątkować rewolucję w naczyniach kuchennych z powłoką nieprzywierającą.
Kilka lat później francuski inżynier zaczął pokrywać swój sprzęt wędkarski teflonem, aby zapobiec splątaniu. Jego żona Colette zasugerowała użycie tej samej metody do pokrycia swoich patelni. Pomysł okazał się strzałem w dziesiątkę iw 1954 roku przyznano francuski patent na ten proces. Tefal powstała w 1956 roku w celu produkcji patelni z powłoką nieprzywierającą.
Nie wszystkie patelnie z powłoką nieprzywierającą wykorzystują teflon; dostępne stały się inne powłoki nieprzywierające. Na przykład mieszaninę tytanu i ceramiki można wypiaskować na powierzchni patelni, a następnie wypalić w temperaturze 2000 ° C (3630 ° F), aby uzyskać nieprzywierającą powłokę ceramiczną.
PTFE (teflon)
Politetrafluoroetylen (PTFE) to syntetyczny fluoropolimer stosowany w różnych zastosowaniach, w tym w powłokach nieprzywierających. Teflon to marka PTFE, często używana jako ogólne określenie PTFE. Metalowe podłoże jest szorstkowane przez obróbkę strumieniowo-ścierną , a następnie czasami natryskiwanie łukiem elektrycznym stali nierdzewnej . Nieregularna powierzchnia sprzyja przyczepności PTFE, a także jest odporna na ścieranie PTFE. Następnie natryskuje się lub nawija od jednej do siedmiu warstw PTFE, przy czym większa liczba warstw i natryskiwanie są lepsze. Liczba i grubość warstw oraz jakość materiału decydują o jakości powłoki nieprzywierającej. Powłoki lepszej jakości są trwalsze, mniej podatne na łuszczenie się i łuszczenie oraz dłużej zachowują właściwości nieprzywierające. Każda powłoka na bazie PTFE szybko straci swoje właściwości zapobiegające przywieraniu, jeśli zostanie przegrzana; wszyscy producenci zalecają utrzymywanie temperatur poniżej, zwykle 260 ° C (500 ° F).
Naczynia używane z patelniami pokrytymi PTFE mogą porysować powłokę, jeśli są twardsze niż powłoka; można temu zapobiec, stosując niemetalowe (zwykle plastikowe lub drewniane) narzędzia kuchenne.
Obawy zdrowotne
Kiedy patelnie są przegrzane powyżej około 350 ° C (660 ° F), powłoka PTFE zaczyna się dysocjować, uwalniając kwas fluorowodorowy i różne związki fluoroorganiczne , które mogą powodować gorączkę oparów polimerów u ludzi i mogą być śmiertelne dla ptaków. Pojawiły się obawy dotyczące możliwych negatywnych skutków używania patelni pokrytych PTFE.
Przetwarzanie PTFE w przeszłości obejmowało PFOA jako emulgator; jednak PFOA jest trwałym zanieczyszczeniem organicznym i stwarza problemy zarówno dla środowiska, jak i zdrowia , a obecnie jest wycofywany z użycia w przetwarzaniu PTFE.
PFOA jest teraz zastępowany przez produkt GenX wytwarzany przez spin-off firmy DuPont Chemours, który wydaje się stwarzać podobne problemy zdrowotne jak obecnie zakazany PFOA.
Zastosowania kulinarne i ograniczenia
W przypadku innych rodzajów patelni wymagana jest pewna ilość oleju lub tłuszczu, aby gorące potrawy nie przywierały do powierzchni patelni. Żywność nie ma takiej samej tendencji do przyklejania się do nieprzywierającej powierzchni; patelnie mogą być używane z mniejszą ilością oleju lub bez oleju i są łatwiejsze do czyszczenia, ponieważ pozostałości nie przyklejają się do powierzchni.
Według pisarza Tony'ego Polombo, patelnie, które nie są nieprzywierające, są lepsze do produkcji sosu do patelni, ponieważ fond ( karmelizowane ścieki, które przyklejają się do patelni podczas gotowania mięsa) przyklejają się do nich i można je zamienić w sos do patelni przez odszkliwienie je — rozpuszczając je w płynie.
Ceramiczny
Ceramiczne patelnie nieprzywierające wykorzystują wykończenie z krzemionki (dwutlenku krzemu), aby zapobiec przywieraniu. Nakłada się go metodą zol-żel bez użycia PFAS . Powłoka naczyń kuchennych z PTFE zaczyna pękać po podgrzaniu do 426°C (800°F). Ponieważ EPA nakłada surowsze ograniczenia na stosowanie PFAS, niektóre firmy dobrowolnie zastępują swoje naczynia kuchenne z PTFE opcjami ceramicznymi.
Superhydrofobowy
Powłoka superhydrofobowa to cienka warstwa powierzchniowa, która odpycha wodę. Wykonany jest z materiałów superhydrofobowych ( ultrahydrofobowych ). Kropelki uderzające w tego rodzaju powłokę mogą się całkowicie odbić. Ogólnie rzecz biorąc, powłoki superhydrofobowe są wykonane z materiałów kompozytowych, w których jeden składnik zapewnia chropowatość, a drugi niską energię powierzchniową.
Powierzchnia impregnowana płynem
Powierzchnia impregnowana płynem składa się z dwóch odrębnych warstw. Pierwszym z nich jest wysoce teksturowane lub porowate podłoże z elementami rozmieszczonymi wystarczająco blisko, aby stabilnie zawierać drugą warstwę, która jest cieczą impregnującą, która wypełnia przestrzenie między elementami. Ciecz musi mieć energię powierzchniową dobrze dopasowaną do podłoża, aby tworzyła stabilną warstwę. Te powierzchnie bioimitują mięsożerną wenezuelską roślinę dzbaneczną , który wykorzystuje mikrowłosy do stworzenia zjeżdżalni wodnej, która powoduje, że mrówki ślizgają się na śmierć. Śliskie powierzchnie znajdują zastosowanie w produktach komercyjnych, powierzchniach przeciwporostowych, urządzeniach medycznych zapobiegających oblodzeniu i biofilmowi.
Zobacz też
Linki zewnętrzne
- Jak działa patelnia z nieprzywierającą powłoką
- „Science planuje łódź podwodną nieprzywierającą” , bbc.co.uk , 10 października 2003 r.
- Rebeka Morelle ; Liz Seward (13 września 2007). „ Praktycznie nieprzywierająca” guma stworzona” . wiadomości BBC .
- Jak działa nieprzywierająca powierzchnia — ilustracja z książki How Stuff Works .
- Właściwości PTFE