高压锅是如何工作的
关于压力锅的工作原理,你需要知道的一切,包括诸如“压力锅是谁发明的?”,“压力锅会爆炸吗?”,以及“在高海拔地区做饭是怎么回事?”
对从未使用过压力锅的人说“压力锅”,他们可能会认为“危险”。不难想象他们脑子里在想什么——看到盖子飞起来,水壶爆炸,或者更糟糕的事情。即使是那些有用高压锅有时会让人怀疑。
虽然这样的危险在过去可能存在,但在今天几乎是虚构的。高压锅使用起来很安全。不仅如此,它们还非常有用。在这个追求速度、效率和优化的时代,厨房里几乎没有什么工具比它更适合那些需要快速做好食物的厨师了。如果你还在犹豫是否要买高压锅,或者你特别讨厌高压锅,这篇文章就是为你准备的。
高压锅是如何工作的
压力烹饪简史
压力锅的起源可以追溯到17世纪的法国物理学家和数学家丹尼斯·帕潘。帕平曾与克里斯蒂安·惠更斯、戈特弗里德·莱布尼茨和罗伯特·博伊尔等传奇天才分享过笔记,他最著名的发明是1679年发明的“蒸汽机”,这是压力锅和蒸汽机的前身。该设备也被称为“骨消化器”(如此硬核的名字!)或“帕平的消化器”,旨在从骨头中提取脂肪和胶原蛋白;提取后的骨头可以磨成骨粉,用作膳食补充剂或肥料。
蒸汽锅是一个盖紧的密闭锅。当食物和水加热时,容器内的蒸汽就会被锁住,从而提高锅的内部压力。帕潘最初的设计没有包括任何压力释放机制,这导致了早期的各种爆炸。幸运的是,帕潘随后发明了一种蒸汽释放阀,以防止此类事故发生。
在接下来的200年里,无畏的人们不断完善这个概念。但直到20世纪30年代,随着1938年阿尔弗雷德·维彻(Alfred Vischer)的“Flex-Seal快速炊具”的推出,以及1939年美国国家压力锅公司(该公司现在更名为国家压力锅工业公司(National Presto Industries),并仍然在压力锅游戏中非常重要)的一个模型,压力锅终于进入了家庭厨房。
从那时起,压力锅的设计就没有太大变化,可以按世代进行分类。第一种也是最简单的“老式”压力锅的特点是有一个加重的“震动器”阀门,它可以释放和调节压力,当蒸汽逸出时,会发出咔嗒咔嗒的响声。如今,你能找到的大多数压力锅都是第一代设计,在安全方面有了微小改进,比如压力敏感锁定机构,以及通过改变阀门重量来调节压力的能力。
第二代压力锅更安静,有一个隐藏的弹簧加载阀,并允许你通过调节表盘选择至少两种不同的压力设置。有些炊具在烹饪时甚至不释放任何蒸汽;相反,他们有一个显示压力水平的指示器。总体而言,第二代机型在烹饪时比第一代机型提供了更精确的精确度。
第三代机型是一个相对较新的创新。与前两代不同的是,这些型号都有一个电热源,在烹饪时保持适当的压力。它们通常有一个计时器,更复杂的模型包括数字控制器、延迟烹饪功能和用于烹饪某些食物的智能编程。
但是那些爆炸呢?
压力锅爆炸的传说并非完全没有根据。随着美国加入第二次世界大战,政府促进了自给自足计划,鼓励罐装本土农产品。钢铁被用于生产压力罐,压力锅的普及也得到了提高。战后,对压力锅的需求达到了空前的高度,催生了压力锅生产的繁荣。制造商开始生产压力锅,但以牺牲材料、建筑和整体安全为代价。例如,50年代的车型只有一个结构糟糕的加重阀,很容易被碎片堵塞。当压力达到极限时,垫圈就会爆炸,水或蒸汽就会从顶部喷出;在某些情况下,盖子会飞开。
幸运的是,制造和设计实践有了很大的改进,今天的压力锅有几个故障安全机制,以确保安全,如多个阀门,双压力调节器,和弹簧加载盖锁。没有更多粗略的死亡陷阱。
高压锅是如何工作的?
高压锅是一种密封的容器,它将加热时产生的蒸汽锁在里面。随着蒸汽的增加,压力增加,使水的沸点超过212华氏度。一般来说,较高的温度可以缩短烹饪时间,而且由于缺少蒸发,可以更有效地从食物中提取风味。
压力锅的科学
来复习一下高中化学知识吧:高压锅最好用“理想气体定律”(或“一般气体方程”)来解释,它描述了大多数气体在大多数条件下的行为。它通常是这样的:光伏=nRT
P代表压力;V代表体积;T代表温度;n表示给定气体的量(以粒子数表示);而且R代表一个常数(理想气体常数,但是,为了简单起见,我们说它在这里不太重要)
在密闭的压力锅中,我们可以做一些假设。首先,音量(V)不会发生变化。第二,R(作为一个常数)也不会改变。第三,有一个由阀门系统调节的腔室所能达到的最大压力。当高压锅加热食物时(即加热食物中的水),T上升。当T增加时,必须有其他东西增加才能平衡方程。因为我们假设V如果是恒定的,则很有可能压力(P)也会增加。
我们也可以用另一种方式来解释这种压力的增加:当系统升温时,提供给水蒸气分子的能量更多,这导致水蒸气分子四处弹跳,并与彼此或与容器壁随机碰撞。这些撞击墙壁的力是压力的一种定义,基于“气体动力学模型”。
但是当P高峰?考虑一下,一个装有水和鸡骨头的高压锅做股票.当容器达到最大压力时,温度(T)高原。如果我们继续向系统提供热量(能量),那么我们仍然在为水分子之间更多的随机碰撞提供能量。在没有阀门的情况下,水会继续升温,无限增加压力。但总得放弃一些东西。在这种情况下,n(气体量)减少。我们可以从蒸汽轻微逃逸的形式看到这一点,使我们的鸡汤烹饪时压力调节阀嘎嘎作响。这就是第一代炉子的情况。对于更新的第三代电动型号,电饭煲可以检测压力和温度,并调节加热元件提供的热量,所以你不会看到太多蒸汽逸出或听到太多咔嗒咔嗒的声音。
归根结底是什么
实际上,所有这些科学的意义都是这样的:在一个密封的压力锅里,水的沸点随着压力的增加而升高。
在标准大气压下,水的沸点是华氏212度。但在一个标准的美国高压锅中,压力达到1 atm或15 psi(磅每平方英寸)高于标准大气压*,或2 atm,这通常是大多数炊具的最大压力限制。在30psi时,水的沸点约为250°F。
*几乎每个高压锅压力表上的读数都显示压力高于大气压。在海平面上,大气压力约为1atm,或15psi。如果表盘上的读数是15psi,那么就意味着密封腔内的压力比大气压力高15psi(总压力为30psi,称为“绝对压力”)。这个表盘读数在技术上称为“压力表压力”。
在密封的压力锅中,较高的烹饪温度通常意味着烹饪速度更快而不会烧焦食物。而且,由于容器是密封的,它也限制了关键挥发性风味和香气化合物的蒸发。还有一个额外的优点:高压锅里的东西相对不会被搅动,因为液体不会有效地沸腾。
在高空使用高压锅
那海平面上的高压烹饪呢?你可能已经意识到,某些食谱的一般烹饪时间和温度在丹佛、科罗拉多州或安第斯山脉的高处有所不同。华体会体育手机端APP在高海拔地区,气压较低**。例如,在丹佛,环境压力大约是12.2 psi。
**海拔越高压强越低,因为大气中的大部分空气分子受重力作用被保持在地球表面附近,这意味着海拔越高的表面上的空气分子比海拔越低的表面上的空气分子要少。
一般来说,高压锅在给定的大气压力之上增加压力。这意味着,当舱内压力增加时,关闭阀门的力包括大气压力的力。例如,如果丹佛的大气压力是12.2 psi,那么舱室在全压下的绝对压力是27.2 (12.2 psi + 15 psi)——比海平面低近3 psi。看看我们可靠的理想气体方程,我们知道降低压强会降低系统的温度。在这种情况下,在高压下烹饪的密封室中的水的沸点将是244.8华氏度,几乎比在海平面上的相同系统低6度。
当然,沸点越低,烹饪速度就越慢。这对你来说意味着什么?这意味着你必须增加烹饪时间,以适应较低的压力和较低的烹饪温度,以获得相同的结果。一个好的经验法则是,海拔2000英尺以上每增加1000英尺,烹饪时间就增加约5%。
选择合适的炊具:psi的不同
在美国,当谈到压力锅时,你有更大的选择:电动还是炉子?使用这两种设计都有几个优点和缺点.但最大的区别是:电压力锅的工作压力(12 psi)比它们的灶具(15 psi)更低。同样,更低的压力意味着更低的温度,所以当使用电动模型时,烹饪时间将更长。
为什么你想要在较低的压力下烹饪,烹饪速度较慢?这样做的代价是方便和安全。电压力锅的压力最高可达15 psi,但在烹饪过程中保持较低的压力,无需监控热量。就像Ronco Showtime Rotisserie 4000,你可以“设置它,然后忘记它。”
如何给高压锅降温
有三种主要的方法可以降低锅里的压力:自然释放、快速释放和冷水释放。
自然释放是指将电饭煲关火,让温度逐渐降低,直到弹簧锁松开。请记住,使用自然释放技术烹饪可能会有重大的延续,这取决于你烹饪的食物量。
快速释放,顾名思义,包括移除加重的抖动器或按下按钮,让锅内的蒸汽逸出。这样做可以让你立即停止烹饪,但这也意味着高压锅里的东西会沸腾。健二利用这种煮沸的方式有效地混合他的高压锅豌豆汤不用搅拌机。
最后是冷水释放,这需要在冷水下运行整个设备,直到炊具减压和锁断开。和快速释放法一样,冷水释放法可以让你立即有效地获取食物。另一方面,这种方法不会导致内容物剧烈沸腾,这可能是一个给定的食谱所需要的。请注意,冷水释放不能用于电动模型。
压力能力
正如作家安德鲁·史密斯(Andrew Smith)曾经说过的,“人们害怕他们不理解的东西(以及任何可能让他们难堪的东西)。”“***希望这篇文章能让你相信高压锅不会在你面前爆炸,并告诉你一些有用的信息,关于它们是如何运作的,以及为什么它们应该在你的厨房中占有一席之地。
当你真正开始使用它时,使用现代压力锅就像烧开一壶水一样安全。如果使用得当,它们可以把你的烹饪提升到更美味的高度。但这最好留在另一篇文章中,所以请继续关注。
好吧,他没说括号里的部分。