呂全彬 林鎮(zhèn)城 吳紹鳳

（汕頭天際電器實(shí)業(yè)有限公司 汕頭 515021）

引言

中國(guó)陶瓷已有五千年文化，目前陶瓷應(yīng)用至廚房電器已是遍布各地，逐步的被消費(fèi)者的認(rèn)知、認(rèn)同，然而在市面上存在很多烹飪器具中的陶瓷在運(yùn)輸過(guò)程中損壞和存放不規(guī)范導(dǎo)致?lián)p壞，具不完全統(tǒng)計(jì)，目前就市場(chǎng)反饋損壞率達(dá)到3 %左右，并在在烹飪過(guò)程中存在一定的破裂或滲水等安全隱。因此需要配合廚房電器烹飪而成的烹飪陶瓷是目前廚房電器領(lǐng)域中研究重點(diǎn)之一。烹飪陶瓷的特點(diǎn)，在于器具在烹飪過(guò)程中陶瓷所需要承受的來(lái)自溫度、鹽度、油漬等不可預(yù)估的混合物，作為此次重點(diǎn)研究對(duì)象，首先是要考慮陶瓷本身的含有成分和耐酸堿程度，從而達(dá)到不滲透、不吸臟、染色等效果。因此陶瓷烹飪?nèi)萜鞯膹?qiáng)度、滲水性、吸水率以及可靠性的研究的關(guān)鍵技術(shù)。

1 烹飪陶瓷的成型研究與實(shí)踐效果

1）采用含有土壤中帶有石英、長(zhǎng)石、高嶺石形成的陶土，進(jìn)行攪拌成型（見(jiàn)圖1），經(jīng)過(guò)水發(fā)酵后加入5 %的鋰輝石（根據(jù)烹飪陶瓷的特性來(lái)增加）柔和，形成固有的陶瓷胚。

圖1 烹飪陶瓷胚

2）為了更好的發(fā)揮陶瓷胚體的軟潤(rùn)性，在成型烹飪器皿前，需經(jīng)過(guò)24 h 的密封放置（圖2）使其不受風(fēng)燥的影響，保障胚體充分吸收鋰輝石的成分融合。

圖2 密封放置

3）然后將經(jīng)過(guò)密封后的陶瓷胚體進(jìn)行，分段切割，形成具有規(guī)則的“圓”狀體，使用不用容積的模具進(jìn)行深加工（圖3），形成具有符合國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的容器，風(fēng)干24 h。再進(jìn)行裝窯燒制（圖4），在（1 100 ～1 300）℃的高溫下燒制8 h，回爐4 h 形成陶瓷烹飪?nèi)萜鳌?/p>

圖3 陶胚深加工圖和成型的烹飪陶瓷容器

圖4 進(jìn)爐燒結(jié)（1 100 ～1 300）℃

4）經(jīng)過(guò)燒結(jié)成型后的陶瓷烹飪?nèi)萜鳎▓D5）其表面帶有光澤、潤(rùn)滑、細(xì)膩等表面效果。

圖5 成型陶瓷容器

5）在燒結(jié)技術(shù)上，目前在整個(gè)陶瓷行業(yè)內(nèi)基本采用燃?xì)飧G進(jìn)行燒結(jié)，而燒結(jié)的時(shí)間和溫度各有不同，（主要分為：高溫瓷、中溫瓷、低溫瓷），在時(shí)間上也同樣存在一定的差異，其廣泛采用燃?xì)飧G燒結(jié)的目前在于節(jié)能環(huán)保，減少?gòu)U氣和煙霧帶來(lái)的環(huán)境污染。

2 針對(duì)不同成分方案對(duì)比分析

針對(duì)添加不同占比的鋰輝石原料，經(jīng)過(guò)燒結(jié)而成的陶瓷容器進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)比試驗(yàn)。首先對(duì)試驗(yàn)前設(shè)備及輔助設(shè)備儀器精度明確。如下：

2.1 試驗(yàn)原料和設(shè)備

1）標(biāo)準(zhǔn)染色液（采用濃度為1 ∶10（墨汁配比水））；

2）烤箱：精度為±5 ℃；

3）煮水容器：容器水溫達(dá)到（95±3）℃；

4）電子稱(chēng)：相對(duì)誤差不超過(guò)±0.1 %。

2.2 常規(guī)試驗(yàn)研究

針對(duì)添加鋰輝石的陶瓷容器和未添加鋰輝石的陶瓷容器，按照國(guó)家相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)（采用：三層瓦楞紙+泡沫）進(jìn)行60 CM 高度的跌落試驗(yàn)，如圖6、圖7 所示。

圖6 未添加鋰輝石

圖7 添加5 %鋰輝石

從上述試驗(yàn)的結(jié)果可以看出，在未添加鋰輝石的陶瓷容器在經(jīng)過(guò)跌落后基本成碎壯。而添加鋰輝石的陶瓷容器經(jīng)過(guò)跌落后完好無(wú)損，僅在外包裝箱上有些變形的狀況，但對(duì)陶瓷容器本身沒(méi)有任何的問(wèn)題。

因此在后面的試驗(yàn)中，本文將對(duì)添加鋰輝石的陶瓷容器進(jìn)行逐一的試驗(yàn)，確保添加鋰輝石的陶瓷容器能經(jīng)受各種不同的試驗(yàn)。

未添加鋰輝石的陶瓷容器不再進(jìn)行試驗(yàn)。

2.3 抗熱震性試驗(yàn)研究

烹飪陶瓷容器主要用于家用廚房中的各種以電能轉(zhuǎn)化為熱能的烹飪器具中，而烹飪器具在烹飪過(guò)程中容器所接收到的溫度在（90 ～110）℃之間，在消費(fèi)者使用過(guò)程中難免會(huì)造成誤操作等行為，因此本文將針對(duì)烹飪陶瓷容器超過(guò)（90 ～110）℃之間的溫度值進(jìn)行抗熱震性沖擊試驗(yàn)。

烹飪陶瓷容器自規(guī)定溫度至20 ℃熱交換3 次。

將試樣放入已達(dá)到規(guī)定溫度的加熱設(shè)備內(nèi)（可控溫度±5 ℃），待溫度回升到規(guī)定溫度后，保溫30 min。試樣保溫結(jié)束后，取出樣品，樣品口沿與水面約成45 °，以最快的速度投入（20±2）℃的水中（從取出樣品到投入水中時(shí)間不得超過(guò)15 s，水面應(yīng)高出試樣至少20 mm，水溫增加不應(yīng)超過(guò)4℃） ，浸泡10 min，取出試樣用布揩干，一次試驗(yàn)結(jié)束。然后進(jìn)行第二次、第三次試驗(yàn)結(jié)果，見(jiàn)圖8。

圖8 連續(xù)進(jìn)行三次試驗(yàn)結(jié)果

通過(guò)以上試驗(yàn)結(jié)果看出，在經(jīng)過(guò)180 ℃、190 ℃、200 ℃、210 ℃高溫烘烤后得出的結(jié)果，180 ℃基本100 %合格。而190 ℃的不合格率占10 %，不符合本文研究的方向。剩余的200 ℃和210 ℃的不符合率占60 %和93 %，因此不再考慮接下來(lái)的試驗(yàn)比對(duì)。

2.4 抗冷沖擊試驗(yàn)研究

首先是模擬消費(fèi)者的使用習(xí)慣，將烹飪陶瓷容器置入器具中，按一個(gè)常規(guī)功能進(jìn)行正常烹飪，待烹飪時(shí)間達(dá)到后，在第一次轉(zhuǎn)入保溫時(shí)，迅速將烹飪?nèi)萜髦械氖澄锏沟?，? s 的時(shí)間內(nèi)，迅速放置在-5 ℃的冷水中，反復(fù)進(jìn)行三次，見(jiàn)表1。

表1 抗冷沖擊試驗(yàn)

經(jīng)過(guò)上述的試驗(yàn)可以看出，烹飪陶瓷在正常使用用，即是消費(fèi)者誤操作的情況下將烹飪?nèi)萜髟跊](méi)有冷卻至室溫的情況下，將烹飪陶瓷放置冰水中，不會(huì)因?yàn)槔涞姆磻?yīng)造成破損。

2.5 烹飪陶瓷容器吸水率試驗(yàn)研究

通過(guò)樣品的準(zhǔn)備和對(duì)試驗(yàn)方法的確認(rèn)，參照QB/T5266-2018 標(biāo)準(zhǔn)中第6.10.2 章節(jié)中進(jìn)行，測(cè)試結(jié)果如表2。

表2 吸水率測(cè)試結(jié)果 單位：%

2.6 滲水性

以同樣的方式參照QB/T 5266-2018 標(biāo)準(zhǔn)中第6.10.3章節(jié)中進(jìn)行。擺放如圖9 所示。

圖9 滲水性排放

通過(guò)本試驗(yàn)得出在吸水率（0.52 ～4.86）%之間的的烹飪陶瓷鍋，在經(jīng)過(guò)24 h 的靜放，不會(huì)因吸水率過(guò)大的原因?qū)е聺B水。

3 燉煮烹飪效果試驗(yàn)研究

經(jīng)過(guò)上述對(duì)烹飪陶瓷容器的各種論證得出，經(jīng)過(guò)加工而成的烹飪陶瓷容器是能夠經(jīng)受各種試驗(yàn)的，接下來(lái)將針對(duì)陶瓷容器在食品衛(wèi)生安全上的數(shù)據(jù)研究，見(jiàn)表3。

表3 食品衛(wèi)生指標(biāo)

首先是將烹飪陶瓷容器放置在一個(gè)特定的器具內(nèi)，器具功率為600 W 進(jìn)行煮沸2 h 水試驗(yàn)，其目的是要得出經(jīng)過(guò)高溫的沸騰，是否有對(duì)烹飪陶瓷容器中的殘留有毒有害物質(zhì)溶出。

通過(guò)以上的理化指標(biāo)試驗(yàn)，總結(jié)出在經(jīng)過(guò)高溫煮的烹飪陶瓷容器，在食品安全上是符合相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的。

接下來(lái)，本文再次用可食原料進(jìn)行試驗(yàn)，以鴨湯為舉證，評(píng)測(cè)用耐溫180 ℃的烹飪陶瓷容器進(jìn)行烹飪4 h的燉煮所獲得的營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)，見(jiàn)表4。

表4 烹飪燉煮營(yíng)養(yǎng)指標(biāo) 單位：100 mL/g

通過(guò)上述試驗(yàn)驗(yàn)證，使用其耐溫在180 ℃的烹飪陶瓷容器所獲得的營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)具有一定的參考價(jià)值。

4 結(jié)論

本文以耐溫180 ℃陶瓷烹飪?nèi)萜鳛槔?，首先是從陶瓷容器的原材料到深加工，?jīng)過(guò)燒結(jié)成型，通過(guò)抗熱震性、吸水率、滲水性以及食品衛(wèi)生、烹飪營(yíng)養(yǎng)等參數(shù)指標(biāo)。通過(guò)以上過(guò)程，得出以下結(jié)論：

1）本文對(duì)烹飪陶瓷容器中所含有5 %的鋰輝石進(jìn)行了大量的數(shù)據(jù)研究，在陶瓷廚房電器行業(yè)具有較高的實(shí)用性和應(yīng)用價(jià)值。

2）本文提出通過(guò)抗熱震性的研究，達(dá)到一定的強(qiáng)度，具有先進(jìn)性；通過(guò)吸水率的研究，可以滿足陶瓷容器不會(huì)在烹飪過(guò)程中有液體吸入容器內(nèi)，產(chǎn)生吸臟或異味等影響；通過(guò)滲水性的研究，可以使在使用過(guò)程中，不會(huì)因液體滲出導(dǎo)致器具的損壞和電氣安全隱患。

3）通過(guò)對(duì)烹飪陶瓷的原材料改善在各種條件下進(jìn)行驗(yàn)證，滿足市場(chǎng)需求及使用條件。

4）本文分析和論證的邏輯較為清晰，研究方法合理，研究結(jié)論具有對(duì)目前整個(gè)陶瓷應(yīng)用廚房電器具有參考價(jià)值和借鑒。