stringtranslate.com

Антипригарная поверхность

Еда на сковороде с антипригарным покрытием

Антипригарная поверхность спроектирована так, чтобы уменьшить способность других материалов прилипать к ней. Посуда с антипригарным покрытием — распространенное применение: антипригарное покрытие позволяет пище подрумяниваться, не прилипая к сковороде. Антипригарным часто называют поверхности, покрытые политетрафторэтиленом (ПТФЭ) , известной маркой которого является тефлон . В двадцать первом веке другие покрытия продавались как антипригарные, такие как анодированный алюминий , кремнезем , эмалированный чугун и выдержанная кухонная посуда .

Типы

Приправа

Чугунные сковороды до добавления приправ (слева) и после нескольких лет использования (справа)
Коммерческая вафельница, требующая приправы

Посуду из чугуна , углеродистой стали , [1] из нержавеющей стали [2] и литого алюминия [ нужна ссылка ] перед приготовлением можно приправить, нанеся на поверхность жир и нагрев его для полимеризации. В результате получается сухое, твердое, гладкое гидрофобное покрытие, которое не прилипает, когда пища готовится с небольшим количеством растительного масла или жира.

Фторполимер

Современные сковороды с антипригарным покрытием были изготовлены с покрытием из тефлона (политетрафторэтилена или ПТФЭ). ПТФЭ был изобретен Роем Планкеттом по счастливой случайности в 1938 году [3] [4] во время работы на совместном предприятии компании DuPont . Было обнаружено, что это вещество обладает рядом уникальных свойств, в том числе очень хорошей коррозионной стойкостью и самым низким коэффициентом трения среди всех когда-либо производимых веществ. ПТФЭ впервые был использован для изготовления уплотнений, устойчивых к газообразному гексафториду урана , использованному при разработке атомной бомбы во время Второй мировой войны , и считался военной тайной. Компания Dupont зарегистрировала торговую марку Teflon в 1944 году и вскоре начала планировать послевоенное коммерческое использование нового продукта. [5]

К 1951 году компания Dupont разработала возможности применения тефлона в промышленном производстве хлеба и печенья; однако компания избегала рынка потребительской посуды из-за потенциальных проблем, связанных с выбросом токсичных газов, если кастрюли на плите перегревались в недостаточно вентилируемых помещениях. Во время работы в DuPont выпускника инженерной школы Тандон Нью-Йоркского университета Джона Гилберта попросили оценить недавно разработанный материал под названием тефлон. Его эксперименты с использованием фторированного полимера в качестве поверхностного покрытия для кастрюль и сковородок помогли совершить революцию в производстве посуды с антипригарным покрытием. [6] [7]

Несколько лет спустя французский инженер начал покрывать свои рыболовные снасти тефлоном, чтобы предотвратить запутывание. Его жена Колетт предложила использовать тот же метод для покрытия сковородок. Идея оказалась успешной, и в 1954 году на этот процесс был выдан французский патент. Компания Tefal была основана в 1956 году для производства сковородок с антипригарным покрытием. [5]

ПТФЭ (Тефлон)

Политетрафторэтилен (ПТФЭ) — синтетический фторполимер , используемый в различных областях, включая антипригарные покрытия. Тефлон — это марка ПТФЭ, часто используемая как общий термин для ПТФЭ. Металлическую подложку придают шероховатость абразивоструйной обработкой , а затем иногда напыляют нержавеющей сталью с помощью электрической дуги . [8] [9] Неровная поверхность способствует адгезии ПТФЭ, а также препятствует истиранию ПТФЭ. [10] Затем напыляют или накатывают от одного до семи слоев ПТФЭ, причем чем больше слоев, тем лучше распыление. Количество и толщина слоев, а также качество материала определяют качество антипригарного покрытия. [11] Покрытия более высокого качества более долговечны, с меньшей вероятностью отслаиваются и отслаиваются, а также дольше сохраняют свои антипригарные свойства. Любое покрытие на основе ПТФЭ быстро потеряет свои антипригарные свойства при перегреве; все производители рекомендуют поддерживать температуру обычно ниже 260 ° C (500 ° F). [12]

Посуда, используемая со сковородами с тефлоновым покрытием, может поцарапать покрытие, если посуда тверже покрытия; этого можно предотвратить, используя неметаллические (обычно пластиковые или деревянные) кухонные принадлежности.

Проблемы со здоровьем

Когда сковороды перегреваются выше примерно 260°C (500°F), покрытие из ПТФЭ начинает диссоциировать, выделяя плавиковую кислоту и различные фторорганические соединения, которые могут вызвать лихорадку полимерного дыма у людей и могут быть смертельными для птиц. Высказывались опасения по поводу возможных негативных последствий использования сковородок с тефлоновым покрытием. [5] [13] [14] [15]

Раньше обработка ПТФЭ включала ПФОК в качестве эмульгатора; однако ПФОК является стойким органическим загрязнителем и создает проблемы как для окружающей среды, так и для здоровья , и в настоящее время его использование в переработке ПТФЭ постепенно прекращается. [16]

ПФОК теперь заменен продуктом GenX , производимым дочерней компанией DuPont Chemours, который, похоже, создает те же проблемы со здоровьем, что и ныне запрещенный ПФОК. [17]

Кулинарное использование и ограничения

При использовании других типов сковородок требуется немного масла или жира, чтобы горячая пища не прилипала к поверхности сковороды. Еда не имеет такой тенденции прилипать к антипригарной поверхности; Сковороды можно использовать с меньшим количеством масла или вообще без него, и их легче чистить, поскольку остатки не прилипают к поверхности.

По мнению писателя Тони Поломбо, сковороды с антипригарным покрытием лучше подходят для приготовления подливки для сковороды, потому что фонд ( карамелизированные капли, которые прилипают к сковороде во время приготовления мяса) прилипает к ним и может быть превращен в подливку для сковороды путем удаления глазури . их — растворяя их в жидкости. [18]

Керамика

Не во всех сковородах с антипригарным покрытием используется тефлон; стали доступны и другие антипригарные покрытия. Например, смесь титана и керамики можно подвергнуть пескоструйной обработке на поверхности сковороды, а затем обжечь при температуре 2000 °C (3630 °F) для получения антипригарного керамического покрытия. [19]

Керамические сковороды с антипригарным покрытием имеют покрытие из диоксида кремния (диоксида кремния), чтобы предотвратить прилипание. Он наносится золь-гель-методом без использования PFAS . [20] Слой покрытия керамических сковородок с антипригарным покрытием начинает разрушаться при температуре около 370 °C (700 °F). [21] Покрытие посуды из ПТФЭ начинает разрушаться при нагревании до 426 °C (800 °F).

Поскольку Агентство по охране окружающей среды вводит более строгие ограничения на использование PFAS, [22] некоторые компании добровольно заменяют свою посуду из ПТФЭ керамической. [23]

Супергидрофобный

Супергидрофобное покрытие представляет собой тонкий поверхностный слой, отталкивающий воду. Изготовлен из супергидрофобных ( ультрагидрофобных ) материалов. Капли, попавшие на такое покрытие, могут полностью отскочить. [24] [25] Вообще говоря, супергидрофобные покрытия изготавливаются из композиционных материалов, где один компонент обеспечивает шероховатость, а другой обеспечивает низкую поверхностную энергию. [26]

На этом изображении показана фильтровальная бумага с высокой впитывающей способностью, покрытая супергидрофобной краской, разработанной в Университетском колледже Лондона . Отталкивает воду (для большей контрастности окрашена в оранжевый цвет).

Пропитанная жидкостью поверхность

Пропитанная жидкостью поверхность состоит из двух отдельных слоев. Первый представляет собой сильно текстурированную или пористую подложку с элементами, расположенными достаточно близко, чтобы стабильно содержать второй слой, который представляет собой пропитывающую жидкость, заполняющую пространства между элементами. [27] Жидкость должна иметь поверхностную энергию, хорошо согласованную с подложкой, чтобы сформировать стабильную пленку. [28] Эти поверхности биоимитируют хищное венесуэльское растение-кувшин , которое использует микромасштабные волоски для создания водной горки, заставляющей муравьев скользить насмерть. Скользкие поверхности находят применение в коммерческих продуктах, противообрастающих поверхностях, антиобледенительных и устойчивых к биопленке медицинских устройствах.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Как приправить вок - Serious Eats
  2. ^ «Как превратить сковороду из нержавеющей стали в сковороду с антипригарным покрытием» . 23 марта 2017 г.
  3. ^ "Рой Дж. Планкетт". Институт истории науки . Июнь 2016 года . Проверено 21 февраля 2018 г.
  4. ^ Центр устной истории. «Рой Дж. Планкетт». Институт истории науки . Проверено 21 февраля 2018 г.
  5. ^ abc Энн Купер Фундербург. «Изготовление тефлоновой палочки». Журнал изобретений и технологий . Лето 2000. 16 (1) . Проверено 21 февраля 2015 г.
  6. ^ «Вдохновленные тефлоном, исследователи создают сверхпрочные белки» .
  7. ^ «Изобретения, инновации и предпринимательство начинаются в Политехнической школе Нью-Йоркского университета». 21 апреля 2014 г.
  8. ^ Николас Дж. Уолл, США 5069937  «Термическое напыление нержавеющей стали», 1988 г.
  9. ^ Лоуренс В. Маккин, Справочник по фторированным покрытиям и отделкам , 2006, стр. 117
  10. ^ Брошюра об Экскалибуре, PDF
  11. ^ «Готовим для инженеров». Cookingforengineers.com . Проверено 23 января 2016 г.
  12. ^ «Безопасность кухонной посуды благодаря тефлоновому антипригарному покрытию» . Веб-сайт Chemours . Проверено 23 января 2016 г.
  13. ^ «Безопасность тефлоновых антипригарных покрытий для посуды» . Дюпон . Архивировано из оригинала 17 января 2008 г. Проверено 6 мая 2009 г.
  14. ^ Американское онкологическое общество, тефлон и перфтороктановая кислота (PFOA)
  15. ↑ Тугенд, Алина (14 октября 2006 г.). «Тефлон отлично подходит политикам, но безопасен ли он для обычных людей?». Газета "Нью-Йорк Таймс . Проверено 15 сентября 2013 г.
  16. ^ Джульетта Эйлперин: К 2015 году будет прекращено использование вредного химического вещества тефлона. The Washington Post, 26 января 2006 г.
  17. ^ «Основная информация о PFAS». ПФОК, ПФОС и другие ПФАС . Вашингтон, округ Колумбия: Агентство по охране окружающей среды США (EPA). 18 февраля 2018 г.
  18. ^ Тони Поломбо (2006). "Кастрюли и сковородки". Готовка . iUniverse. п. 20. ISBN 9780595378661.
  19. ^ Пенни Стойлз и Питер Пентленд (2007). «Сковорода с антипригарным покрытием». Изобретений и изобретателей от А до Я: от М до П. Книги о черном кролике. стр. 17. ISBN 9781583407899.
  20. ^ «Не всегда можно доверять заявлениям о «нетоксичной» кухонной посуде» . Отчеты потребителей . 26 октября 2022 г. Проверено 11 ноября 2022 г.
  21. ^ ТРК (28 июля 2020 г.). «Безопасна ли посуда с антипригарным покрытием?». рациональная кухня . Проверено 20 июля 2023 г.
  22. ^ «EPA вводит более строгие ограничения на четыре типа токсичных« вечных химикатов »» . хранитель . 15 июня 2022 г. Проверено 11 ноября 2022 г.
  23. ^ Рэй, Джо. «Сковороды с тефлоновым антипригарным покрытием — это плохо. Рассмотрите эти альтернативы». Проводной . ISSN  1059-1028 . Проверено 11 ноября 2022 г.
  24. ^ Ричард, Дени, Кристоф Клане и Дэвид Кере. «Поверхностные явления: время контакта с прыгающей каплей». Природа 417.6891 (2002): 811-811.
  25. ^ Яхуа Лю, Лиза Моевиус, Синьпэн Сюй, Течжэн Цянь, Джулия М Йоманс, Цзуанкай Ван. «Блин, подпрыгивающий на супергидрофобных поверхностях». Физика природы, 10, 515-519 (2014)
  26. ^ Симпсон, Джон Т.; Хантер, Скотт Р.; Айтуг, Толга (2015). «Супергидрофобные материалы и покрытия: обзор». Отчеты о прогрессе в физике . 78 (8): 086501. Бибкод : 2015РПФ...78х6501С. дои : 10.1088/0034-4885/78/8/086501. PMID  26181655. S2CID  206022154.
  27. ^ «Патент США № US 20130032316 A1» . Патент США . ВПТЗ США . Проверено 18 октября 2013 г.
  28. ^ Айзенберг, Джоанна; Гринталь, Элисон; Хаттон, Бенджамин Д.; Смайт, Элизабет Дж.; Тан, Синди Кентукки; Кан, Сон Хун; Вонг, Так-Синг (сентябрь 2011 г.). «Биоинспирированные самовосстанавливающиеся скользкие поверхности со устойчивой к давлению всефобностью». Природа . 477 (7365): 443–447. Бибкод : 2011Natur.477..443W. дои : 10.1038/nature10447. ISSN  1476-4687. PMID  21938066. S2CID  4300247.

Внешние ссылки