Hur gör värmekokspannor av olika material?

21

I en annan fråga hade jag en liten kommentar-diskussion med TFD om effekten av chockkylning på pannor. I ett nötskal sagt jag att det är dåligt för pannan och han sa att speciellt om pannan är gjord av stål, borde den ha varit vid 500 ° C för chockerna att få konsekvenser, inte vid matlagningstemperaturen. Jag tror att om det händer ofta, även vid låga temperaturer, skulle panens interna struktur vara mindre jämn (på grund av mikroskador eller kanske någon skillnad i metallets kristallstruktur), vilket leder till heta fläckar.

Jag skulle vilja bredda frågan en bit. Jag tror att vi alla är överens om att stora temperaturchocker har dåliga konsekvenser för metaller (tänk smidning). Jag tror att mindre chocker kommer att få vissa (men mindre konsekvenser), men efter TFD: s kommentarer är jag inte säker. Kan någon som har bättre kunskaper om metaller förklara vad som händer i olika kombinationer av följande kombinationer:

  • Kylningsmetod
  • Fördjupning av hela pannan i kallt vatten (som i, jag har varm sockersirap i den och vill stoppa uppvärmningen omedelbart).
  • Häll en liten mängd kallvätska i den tomma hetpannan (som vid avfettning).
  • Panmaterial
  • Rostfritt stål
  • Aluminium
  • Smörgås botten
  • Belagd (t ex emalj, PTFE, keramik)
  • Koppar
  • Järn
  • Temperaturskillnad (vårt kalla vatten är i alla fall inom intervallet 5 ° C (kylskåp) - 15 ° C (kran))
  • Biff / godis temperatur (låt oss välja mellan 160 ° C - 200 ° C på grund av karamellisering och Leidenfrost)
  • Hottaste spisstemperaturen (för att jag vill veta om det extrema fallet. 400 ° C eller 500 ° ska göra, det första eftersom det är det jag säkert har haft på min spis, den andra eftersom TFD nämnde det).
  • Låt oss inte anta en enda chock, men regelbundna chocker (kanske två chocker per vecka under panternas livstid). Vad kommer effekterna att bli? Och det finns också en kombination som kan (men inte alltid resultera i) spricka en gjutjärnspanna omedelbart?

        
    uppsättning rumtscho 14.04.2011 18:56

    4 svar

    12

    Coated (e. g. enamel, PTFE, ceramic)

    Jag kan inte svara i allmänhet, men det är enkelt. Plötslig termisk chock orsakar belastning i ett material genom ojämn expansion, antingen i samma material med höga termiska gradienter, eller i gränssnitt mellan material med olika värmeutvidgningskoefficienter. Spänningen i detta fall (två olika material) kan vara mycket hög. Om det ifrågavarande materialet inte är elastiskt (t ex emalj + keramik, jag tror PTFE är annorlunda, men jag är inte säker), så skulle bindningarna mellan beläggningen och metallen vara kraftigt ansträngda och det skulle troligen spricka och chipa.

    Jag kan berätta från personlig erfarenhet att jag faktiskt har använt detta till min fördel:

    På våren producerar jag en liten mängd lönnsirap genom kokande juice i en obelagd rostfritt stålpanna. I sällsynta fall, tillsammans med utsläpp av många förklaringar, har jag låt sirapen koka ner för långt, vid vilken tid det brinner och verkar belägga botten av pannan med ett tunt men hårt och mycket fjädrande lager av kolsvart. Tricket att ta bort dessa saker är att få någon typ av spänningsprickning påbörjad, t.ex. genom att skrubbas med stålull eller en kopparplatta, och då gör jag vad jag gör med att jag sätter pannan på spisen ett tag för att låta det värma upp varmt (men inte rött hett) och sedan ta det över till diskbänken och spraya kallt vatten på insidan av panelen där kolsvart har fastnat. Efter några gånger börjar kolsvartet flyta och det blir lättare att ta bort genom en kombination av nötning och termisk chock. (De två pannorna jag har gjort här har varit bra, båda är rostfritt stål med en tjock (> 8mm) botten, och jag har satt dem igenom minst 30 eller 40 termiska cykler av den här typen.)

    redigera re: allmän ämne:

    Wikipedia säger detta :

    The robustness of a material to thermal shock is characterized with the thermal shock parameter:

    R_T = k * sigma_T * (1-nu) / (alpha * E)

    where

    • k is thermal conductivity,
    • σT is maximal tension the material can resist,
    • α is the thermal expansion coefficient
    • E is the Young's modulus, and
    • ν is the Poisson ratio.

    Högre värmeledningsförmåga innebär att det är svårare att få en stor termisk gradient över materialet (mindre utsatt för chock). högre termisk expansion betyder mer belastning (mer benägen att chocka) och högre unges modul betyder mer stress för en given stam (mer benägen att chocka).

    Så teoretiskt kunde man jämföra de olika materialen. (övning för läsaren;) Mest sannolikt koppar skulle vara mer fjädrande än de andra metallerna, på grund av dess högre värmeledningsförmåga och högre duktilitet.

    Värmeledningsförmåga k : Koppar = 401, Aluminiumlegeringar = 120-180, rostfritt stål = 12-45 (enheter = W / m * K)

    σT: ingen aning:

    Termisk expansionskoefficient α : Koppar = 17, Aluminium = 23, Järn = 11,1, Rostfritt stål = 17,3 ( enheter = 10-6 / ° C)

    Unga modul E : Koppar = 117, aluminium = 69, järn / stål = omkring 200 (enheter = GPa)

    Poisson-förhållandet v : Koppar / rostfritt stål / aluminium är runt 0,3-0,33, gjutjärn = 0,21 -0,26

    Så rostfritt stål är sämre än aluminium eller koppar (mycket lägre värmeledningsförmåga, högre Youngs modul).

        
    svaret ges 15.04.2011 00:28
    4

    Jag har aldrig genomfört vetenskapliga tester på pannor, men från många års erfarenhet har jag observerat det med hjälp av inhemsk elektrisk spis, ugn och gasspisar.

    Gjutjärn: En bra kvalitetspanna verkar oförstörbar, låg kvalitet med brister kommer att slumpa slumpmässigt, men oftare när den plötsligt upphettas eller kyls. När du köper en ny gjutjärnspanna ger det några extrema termiska stötar på din inhemska spis innan du stör det. Om det spricker, skicka det tillbaka enligt garantin. Jag har en panna som är äldre än jag som har varit termiskt chockad upprepade gånger inklusive kastade i super heta bränder, och visar ingen tecken eller skada. Faktum är att det är kryddat yta bättre än vissa PTFE-pannor

    Belagd aluminium: (PTFE) Aluminiumet blir snabbt svagare och varmar med termisk chock. Att bara använda för hög en värme orsakar vridning och beläggningen försämras också snabbt. Efter ett tag kan du använda handtrycket för att "omforma" botten: -)

    Rostfritt stål: God kvalitet verkar oförstörbar, det här passet kan varpa mycket litet men tenderar att lösa sig tillbaka med regelbunden användning. Pannor som används för avglasning verkar få slicker (mindre klibbig) över tiden (det här är bra). Jag har en 55 cm rostfritt stål wok som har haft regelbunden användning under de senaste tio åren och tvättas varje gång genom att dumpa i kallt vatten och skrubbas omedelbart efter att ha serverats.

    Smörgås botten: Jag har aldrig termiskt chockat den här typen av pan avsiktligt, normalt inte används för denna typ av matlagning. Används för låg jämn värme

    Jag skulle bli förvånad om en inhemsk spis skulle kunna nå 400 ° C, än mindre 500 ° C. De flesta ugnar kan inte gå över 260 ° C och det finns en sluten låda

    Stål är i allmänhet härdad över 500 ° C (930 ° F), typiskt över 700 ° C (1300 ° F). Detta gör dem också spröda. Härdningsprocesserna slutar med den heta metallen kyldes snabbt med luft, olja eller vatten. För hög stabilitetsstål kan delarna kylas till under -75 ° C (-100 ° F)

    De är dem härdade från 230 ° C (445 ° F), vanligen 270 ° C (520 ° F). Tempering gör metall hård men inte spröd. Tempereringsprocessen avslutas med gradvis kylning till rumstemperatur

    Intervallet 400 ° C (750 ° F) - 510 ° C (950 ° F) undviks under vilken tid som helst, eftersom detta kan orsaka sprödhet

        
    svaret ges 15.04.2011 02:00
    0

    Behandlade en billig vit keramikbelagd pan såhär (inte veta om det skulle ta den behandlingen och vill ta reda på), kyldes det regelbundet under rinnande vatten (först applicerat på basen) så att jag kunde rengöra och lagra den rätt efter tömning. Efter 10-20 sådana behandlingar skulle allt som stod i rostfritt stål hålla sig till keramiken, så nonstick-egenskaperna gick mycket snabbt. Ingen synlig chipping, men märkbart färgade beläggningen lätt ur gurkmeja, karamell etc ... på ett sätt som du knappast kunde få den vit igen.

        
    svaret ges 04.05.2015 23:19
    0

    Ja termisk chock skadad nonstick keramisk beläggning. om botten är smörgås finns det fler chanser att inte bara förlora nonstick utan också få mikrobrytning.

    Vid normal vattenbaserad PTFE beläggning ser du inte samma sak.

        
    svaret ges 21.09.2015 07:33