Odolnost proti teplotním šokům
Odolnost porcelánových a keramických střepů tepelným šokům
„Technickou“ definici tepelného šoku naleznete na konci tohoto článku. Tepelný šok je z velké části jedním z přirozených nepřátel porcelánu a konvenční keramiky a často je zpočátku neviditelný. Tepelným šokem rozumíme rychlou změnu z chladu do tepla (horka) nebo naopak z tepla do chladu.
Kde dochází k tepelnému šoku?
Zejména ve restauračních a komerčních kuchyních může rychle dojít k tepelnému šoku v důsledku nevyškoleného personálu. Typický scénář je: Z chladírny do konvektomatu. V hotelovém průmyslu, v bistrech, kavárnách a soukromých domácnostech dochází vždy k tepelnému šoku, když se jídlo, polévky nebo horké nápoje přenášejí přímo z varné nádoby – nebo ze stroje – do nepředehřátého porcelánu.
Prevence tepelného šoku!
Dobrý kávovar má funkci ohřívání šálků! Jednak můžete do předehřátých šálků nalít 70 - 90 °C horkou vodu (čaj, kávu apod.) a nápoj zůstane pro hosta déle teplý (stabilní). Trouby, ohřívače talířů a zásobníky vyhřívaných talířů dělají totéž pro ploché předměty.
Jakýkoli typ předehřívání nebo předehřívání výrazně snižuje teplotní rozdíl, který existuje během tepelného šoku. Jde jen o to snížit tento teplotní rozdíl určitým stupněm snížení. Zde je příklad:
| Pohár | Pokojová teplota 21 °C | předehřátá horká voda 38 °C | předehřátý dávkovač 50 °C |
| Horká voda na čaj | 92 °C | 92 °C | 92 °C |
| Vystavení tepelnému šoku | 71 °C | 54 °C | 42 °C |
| Stupeň redukce | 0 % | 24 % | 60 % |
Závěr: Pokud si nádobí předehřejete, výrazně snížíte riziko tepelného šoku!
Uslyšíte tepelný šok?
Zřetelně uslyšíte rozbití porcelánu v důsledku tepelného šoku: ozve se (1x) tiché prasknutí. V mnoha případech nejsou místa zlomu zpočátku vidět, což svádí nezkušeného uživatele, aby pokračoval v používání příslušného dílu. Toto je chyba! Jakmile porcelán „praskne“, rozhodně by se měl stáhnout z oběhu, aby nedošlo k pozdějšímu velkému poškození nebo dokonce zranění.
Tepelný šok - příklad poškození
Holst Porzellan dodává porcelánové džbány pro nemocniční systémy distribuce potravin. V nemocnici pacient uchopí takový džbán a přesune si ho z podnosu přes tělo, aby se naplnil . Najednou praskne dno hrnce a pacient si horkou kávou opaří stehna. Den po nahlášení škody jsme okamžitě provedli obhlídku na místě.
Ukázalo se, že zásobník kávy na oddělení byl špatně nastaven nebo byl vadný termostat. Teplota plnění byla více než 80 °C a byla tedy nad teplotou pitelné. Expozice teplotnímu šoku byla 60 °C a více. Zkoumání dalších džbánů odhalilo, že asi 20 % všech porcelánových džbánů vykazovalo stopy tepelného šoku.
Nemocnice musela pacientovi zaplatit odškodné 20 000 eur. Zda se na škodě podílel výrobce nebo zákaznický servis automatu na kávu, nevíme. Kdybychom tam nebyli přímo a nezajistili důkazy, byli bychom nespravedlivě pohnáni k odpovědnosti !
Personál na této ošetřovně nebyl vyučen v porcelánu a nestaral se o jeho distribuci. Škoda byla jednoznačně způsobena lidskou chybou a nedostatečným výcvikem.
Porcelánové a keramické nádobí musí být chráněno před tepelným šokem
Obecně platí, že běžný porcelán nesmí být vystaven teplotnímu šoku. Platí základní pravidlo: čím tenčí je porcelánový střep, tím vyšší je citlivost na teplotní šok. Porcelán - též tvrdý porcelán (živcový porcelán) - se skládá ze dvou materiálových složek: glazury a střepů. Střep – tedy „tělo“ porcelánu – reaguje na teplotní šok pomaleji než glazura. Čím větší hmotnost má střep (těleso), tím nižší je jeho poměrný koeficient roztažnosti. Jinými slovy: čím silnější je porcelánové tělo, tím vyšší je jeho odolnost proti tepelným šokům.
High Alumina z porcelánu Holst je odolný proti tepelným šokům!
Všechny položky v kolekci “ High-Alumina Porcelain” od Holst jsou odolné vůči tepelným šokům!
Díky vysoké hustotě a speciální receptuře je porcelán s vysokým obsahem oxidu hlinitého jedním z mála stolního a stolního porcelánu, který je odolný vůči teplotním šokům. Porcelán s vysokým obsahem oxidu hlinitého odolá teplotnímu šoku až 200°C. Abychom však vyrovnali výkyvy související s výrobou a zachovali „rychlostní rezervu“, garantujeme odolnost proti teplotním šokům +/- 180 °C, například od minus 20 °C do plus 160 °C.
Díky tomu je porcelán s vysokým obsahem oxidu hlinitého zvláště vhodný pro použití k regeneraci potravin v horkovzdušné troubě, pro polotovary a pro gratinování nebo další vaření přímo v troubě.
Fyzikální definice tepelného šoku
Tepelný šok je rychlá, šoková změna teploty materiálu. To vede k mechanickému napětí mezi vnější (plášť) a vnitřní oblastí (jádro), protože materiál se na vnější straně zahřívá nebo ochlazuje rychleji než uvnitř. Materiál bude trvale poškozen, pokud teplotní rozdíl překročí určitou hodnotu. Tato kritická hodnota teploty je ovlivněna následovně:
1. Lineární koeficient tepelné roztažnosti a [K –1] udává procentuální roztažnost materiálu při změně teploty o 1K. Materiál s malým koeficientem lineární tepelné roztažnosti je odolnější vůči tepelnému šoku.
2. Tepelná vodivost l [Wm –1 K –1] udává rychlost přenosu tepla materiálem. Vysoká tepelná vodivost zajišťuje větší odolnost proti tepelným šokům.
3. Poissonův poměr n udává vztah mezi lineární expanzí a příčnou kontrakcí. Menší Poissonův poměr také zajišťuje vyšší toleranci tepelného šoku.
4. Modul pružnosti E [GPa] je mírou tuhosti. Menší modul pružnosti má za následek vyšší toleranci tepelného šoku.
5. Pevnost sf [MPa]. Větší pevnost zvyšuje odolnost vůči teplotním šokům. Po tepelném šoku vzorků by se měl modul pružnosti změřit akustickou metodou. Vibrace vzorku se zjišťují pomocí malého kladívka a mikrofonu. Kromě toho by měla být zbytková pevnost po tepelném šoku stanovena pomocí 4bodové zkoušky ohybem . Síla je veličina, která udává sílu, která musí na vzorek působit, aby se zlomil. Tedy sílu, kterou vzorek po tepelném šoku ještě má.
Záznamy nebyly nalezeny...