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Sep 23, 2023

DIY-Elektrolyse für Gusseisen

Beseitigen Sie den Rost, indem Sie lernen, Pfannen mit DIY-Elektrolyse für Gusseisen zu reinigen und sie mit einem speziell hergestellten Produkt oder einem gewöhnlichen Speiseöl zu würzen. Wasser und Strom vermischen sich nicht, außer in

Beseitigen Sie den Rost, indem Sie lernen, Pfannen mit DIY-Elektrolyse für Gusseisen zu reinigen und sie mit einem speziell hergestellten Produkt oder einem gewöhnlichen Speiseöl zu würzen.

Wasser und Strom vermischen sich nicht, außer bei der Elektrolyse. Wer altes gusseisernes Kochgeschirr sammelt und restauriert, nutzt Elektrolysetanks (E-Tanks), um Rost und sogar Gewürze zu entfernen. Der Bau und die Verwendung eines selbstgebauten E-Tanks ist bei richtiger Durchführung relativ sicher. Doch bevor wir ins Detail gehen, werfen wir einen Blick darauf, was Elektrolyse ist und wie sie funktioniert.

Elektrolyse hat viele Einsatzmöglichkeiten. Bei der Rostentfernung handelt es sich um eine elektrische Ladung, die durch eine Elektrolytlösung (eine Flüssigkeit, die geladene Ionen enthält, die es in die Lage versetzen, elektrischen Strom zu leiten) von einem Metallstück zum anderen wandert. Dadurch kommt es zu einer chemischen Veränderung der Metallteile, die ein Opferteil (sogenannte „Opferanode“) beschädigt und gleichzeitig den anderen Gegenstand im Tank (die gusseiserne Pfanne Ihrer Großmutter) repariert.

Elektrochemisch gesehen zersetzt die Elektrolyse chemische Verbindungen. Einige der dabei entstehenden Atome werden als Wasserstoff und Sauerstoff freigesetzt, während andere sich als Feststoff auf den Elektroden ablagern (schwarzes Natriumcarbonat und Rost). Der Rost auf Ihrer Pfanne löst sich entweder von der Oberfläche des Gusseisens oder verwandelt sich in einen Belag, der sich leicht entfernen lässt. Elektrolyse ist technisch gesehen eine Methode zur Rostreduzierung und nicht zur Rostentfernung, da sie harten, roten Rost in weichen, schwarzen Rost reduziert, den Sie dann entfernen können. Da die Elektrolyse keine Narben oder Lochfraß auf der Pfanne verursacht, ist sie die bevorzugte Methode fast aller Sammler und Restauratoren von Gusseisen.

Hier ist eine Liste der Materialien und Materialien, die Sie zum Bau eines selbstgebauten E-Tanks benötigen, um den Rost auf Ihrem gusseisernen Kochgeschirr zu reduzieren.

Identifizieren Sie einen sicheren Ort mit ausreichender Belüftung für Ihren E-Tank, da dieser Wasserstoff in geringen Mengen produziert. Wasserstoff ist leicht entflammbar. Stellen Sie den Tank daher nicht neben Ihren Grill oder ein brennendes Fass. Möglicherweise müssen Sie den Tank irgendwann auch entleeren. Wenn Sie also einen großen Behälter verwenden, der schwer zu bewegen ist, stellen Sie ihn an einem Ort auf, an dem er zum Entleeren gekippt werden kann, wenn Sie das Wasser auffrischen möchten. (Das Wasser ist nicht giftig, da Sie Anoden aus reinem Stahl verwenden.) Schließlich erzeugt dieses Projekt eine geringe elektrische Ladung, seien Sie daher bei der Verwendung vorsichtig.

Sehen Sie sich die Abbildung an, um Ihren E-Tank zusammenzubauen. Beginnen Sie mit dem Bohren von Löchern an der Oberseite des Behälters. Befestigen Sie die Anoden mit Kabelbindern lose am Tank und befestigen Sie die Anoden dann mit Draht aneinander. Um jede Anode sollte ein einzelner Draht gewickelt werden, bis alle Anoden verbunden sind. Wenn Sie Kupferdraht verwenden, achten Sie darauf, dass dieser nicht mit Wasser in Berührung kommt, da dies das Eisen weiter korrodieren kann.

Jetzt können Sie mit dem Elektrolyseprozess beginnen. Geben Sie zunächst Waschsoda in den leeren Tank und gießen Sie dann Wasser hinein. Verwenden Sie 1⁄2 Tasse Waschsoda pro 10 Gallonen Wasser. Rühren, bis sich das Waschsoda aufgelöst hat.

Wickeln Sie ein Ende des Stahldrahts um die 2×4 und das andere Ende um den Griff Ihres gusseisernen Kochgeschirrs. Legen Sie die 2×4 über die Oberseite des Tanks, sodass die Pfanne im Wasser hängen kann. Stellen Sie sicher, dass das Kochgeschirr nicht mit den Anoden in Kontakt kommt.

Befestigen Sie das negative (schwarze) Kabel am Bewehrungsdraht, der am Gusseisen befestigt ist. Schließen Sie diese nicht verkehrt herum an! Wenn Sie die positive (rote) Leitung an Ihr Gusseisen anschließen, führt dies dazu, dass es rostet und sich auflöst. Eine einfache Möglichkeit, sich daran zu erinnern, ist der Satz „Rot wird rosten“. Befestigen Sie die positive (rote) Leitung an den Opferanoden.

Schalten Sie das Batterieladegerät ein und stellen Sie Spannung und Strom auf den niedrigsten Wert ein. Das Gusseisen sollte im Wasser anfangen zu sprudeln. Überprüfen Sie die Pfanne regelmäßig, indem Sie zuerst die Stromversorgung ausschalten und dann das Gusseisen mit den 2×4 aus dem Tank heben.

Der Vorgang ist abgeschlossen, wenn der gesamte rotbraune Rost verschwunden ist oder sich schwarz verfärbt hat. Dies kann je nach Rostmenge, Größe und Position der Anoden sowie der Stromstärke Ihrer Stromversorgung zwischen einer Stunde und einem Tag dauern.

Stellen Sie das gusseiserne Gefäß in ein Spülbecken und reinigen Sie alle verbleibenden Rückstände mit Stahlwolle oder einer Stahldrahtbürste. Wenn Sie Schwierigkeiten haben, die schwarzen Rückstände zu entfernen, müssen Sie die Pfanne möglicherweise für eine Weile wieder in den Tank stellen.

Die Elektrolytlösung wird nach mehrmaligem Gebrauch schwarz, Sie können sie jedoch unbegrenzt weiter verwenden. Fügen Sie einfach Wasser hinzu, um verdunstetes Wasser zu ersetzen. Wenn Sie die Lösung auffrischen möchten, können Sie sie auf das Gras schütten. Aus diesem Grund sollten Sie niemals Edelstahlanoden in einem E-Tank verwenden (siehe „Sichere Opferanoden“ auf der gegenüberliegenden Seite). Achten Sie darauf, die Anoden regelmäßig zu reinigen, da verschmutzte Anoden den Rost nur unzureichend entfernen.

Nachdem Sie den Rost entfernt haben, schrubben Sie alle Oberflächen Ihrer Pfanne abschließend mit einem Scheuerschwamm aus Stahl. Fügen Sie etwas mildes Geschirrspülmittel hinzu und schrubben Sie weiter, bis es sauber ist. Gründlich mit kaltem Wasser abspülen und trocknen. Wenn die Handtücher merklich schmutzig werden, schrubben Sie die Pfanne erneut mit Seife.

Nachdem Ihr Gusseisen sauber und handtuchtrocken ist, legen Sie es für 15 Minuten in einen warmen Ofen (zwischen 200 und 350 Grad Fahrenheit), um es gründlich zu trocknen. Dann können Sie die Pfanne erneut würzen.

Im Internet gibt es zahlreiche Informationen über die besten Öle und Temperaturen zum Würzen. Um herauszufinden, welche Methode für Sie am besten geeignet ist, ist es hilfreich, die Wissenschaft zu verstehen. Beim Einbrennen wird Öl auf das Gusseisen aufgetragen und anschließend erhitzt. Durch die Hitze polymerisiert das Öl, was bedeutet, dass sich Hunderte von Molekülen durch chemische Bindungen miteinander verbinden. Diese Polymere werden in der narbigen Oberfläche der Pfanne eingeschlossen und teilweise mit der Pfanne selbst verbunden, wodurch die Antihaftschicht entsteht, die wir Gewürze nennen.

Die zum richtigen Würzen erforderliche Wärmemenge ist in der Sammlergemeinschaft ein heißes Thema. Ein Lager besteht darauf, dass das Öl über den Rauchpunkt hinaus erhitzt werden muss, während ein anderes argumentiert, dass das Öl niemals über den Rauchpunkt hinaus erhitzt werden sollte. Das Problem ist die Sicherheit: Der Rauchpunkt ist die Temperatur, bei der das Öl beginnt, sich zu zersetzen und krebserregende Dämpfe freizusetzen. Leute wie ich, die das Einatmen dieser Dämpfe vermeiden möchten, achten darauf, ihre Pfannen unterhalb des Rauchpunkts zu würzen. (Einige häufige Rauchpunkte aus meinem Buch Modern Cast Iron sind in der Tabelle „Häufige Rauchpunkte“ unten aufgeführt.)

Liebhaber von Gusseisen, die darauf bestehen, dass der Einbrennprozess am besten funktioniert, wenn Pfannen über den Rauchpunkt des Öls hinaus erhitzt werden, sagen, dass der Prozess ihren Pfannen eine tiefe, dunkle Farbe verleiht – und sie haben Recht. Aber das ist Karbonisierung, keine Polymerisation. Sam Rosolina, ein Wissenschaftler mit Hintergrund in der analytischen Chemie, drückt es so aus: „Bei der Polymerisation entsteht zunächst das Polymer (und Kohlenstoffketten haften am Eisen und reihen sich aneinander, um einen natürlichen Kunststoff zu bilden); Bei der Karbonisierung wird es im Wesentlichen verbrannt, nachdem alles ausgerichtet und organisiert wurde, sodass es zum Beispiel härter und säurebeständiger wird.“

Karbonisierung ist attraktiv, aber für das tägliche Kochen nicht notwendig. Rosolina kommt auf der Grundlage seiner kombinierten Erfahrungen im Labor und in der Küche zu einer fundierten Vermutung: „Ich denke, sobald [eine Pfanne] polymerisiert ist, wird weiteres Kochen den Karbonisierungsprozess im Laufe der Zeit unterstützen; es ist möglicherweise einfach nicht so effizient. Das bedeutet wahrscheinlich, dass das Nachwürzen häufiger erfolgen muss als wenn [Pfannen] während des Würzvorgangs über den Rauchpunkt hinaus erhitzt werden.“

Rosolina hat einen praktischen Ansatz in Bezug auf krebserregende Dämpfe. „Jedes Mal, wenn etwas brennt, entsteht Rauch, der von Natur aus krebserregend ist. Mit einer guten Motorhaubenbelüftung sollte dies jedoch kein Problem darstellen. Denken Sie daran, dass das Grillen und Räuchern von Lebensmitteln ebenfalls von Natur aus krebserregend ist. Daher lohnt es sich, diesen Kontext zu berücksichtigen und die Risiken abzuwägen. Solange man den Rauch nicht über längere Zeiträume direkt einatmet, ist das Gesundheitsrisiko gering.“

Hier sind die Rauchpunkte für Öle und Fette aufgeführt, die häufig beim Kochen verwendet werden (aufgelistet in Fahrenheit).

Einige Sammler verwenden Edelstahl für die Opferanoden in ihren E-Tanks und behaupten, dass Edelstahl nicht wie normaler Stahl korrodiert und daher weniger Reinigung erfordert. Tatsächlich korrodiert Edelstahl, allerdings langsamer – und das entstehende Elektrolysewasser enthält aufgrund des bei der Herstellung von Edelstahl verwendeten Chroms krebserregende Verbindungen.

Ich empfehle die Verwendung von einfachen Stahlanoden in einem DIY-E-Tank. Wenn Sie Edelstahl verwenden, korrodiert und oxidiert das Chrom (0) während der Elektrolyse zusammen mit dem Stahl und wandelt es in Chrom (III) und dann in Chrom (VI) um, bekannt als „sechswertiges Chrom“ oder „Chrom 6“. „Hex-Chrom“, wie es allgemein genannt wird, ist ein bekanntes Karzinogen, das gesetzlich als gefährlicher Abfall entsorgt werden muss.

Kann ein kleiner selbstgebauter E-Tank tatsächlich Hex-Chrom produzieren? Ich kontaktierte Sam Rosolina, die einen Doktortitel in analytischer Chemie von der University of Tennessee besitzt und sich mit Spuren von Umweltgiften beschäftigt hat. Er sagt: „Chrom (VI) ist krebserregend, aber Chrom (III) ist ein essentielles Spurenelement für den Menschen.“ Die Menge an produziertem Chrom (VI) im Vergleich zu Chrom (III) hängt wirklich vom Aufbau ab. Wenn Sie die Spannung in Ihrem E-Tank steuern können, können Sie sie möglicherweise unter der Spannung halten, die zur Produktion von Chrom (VI) erforderlich ist. Im Allgemeinen ist es wirklich unwahrscheinlich, dass bei einer Heimanlage Chrom (VI) in einer ausreichend hohen Menge produziert wird, um eine ernsthafte Gefahr für die menschliche Gesundheit oder die Umwelt darzustellen, aber ich sage, dass es am sichersten ist, einfach eine einfache Stahlanode oder eine Graphit-Kohlenstoff-Anode zu verwenden.“

Fazit: Verwenden Sie normalen – keinen Edelstahl – für die Opferanoden in Ihrem selbstgebauten E-Tank.

Ashley L. Jones ist Lehrerin und Sammlerin von Kochgeschirr aus Gusseisen und hat zwei Bücher über das Restaurieren und Kochen mit Gusseisen verfasst. Dieser Auszug stammt aus Skilletheads (Red Lightning Books).