Почему горит попкорн в микроволновке?

Я экспериментировал с самим приготовлением микроволновой попкорна, и некоторые проблемы с установкой правильного «времени горения» привели меня к вопросу, на который я не могу найти хороший, окончательный ответ.

Каково научное объяснение механизма того, как попкорн горит? Я не ищу «Потому что становится слишком жарко», но что становится слишком жарко, как это на самом деле получается? Микроволновые печи не просто нагревают все (как печь), так что это не так просто. Вы можете положить много продуктов в микроволновую печь и массово пережарить их, не сжигая. Так что особенного в попкорне, который заставляет его гореть? Я бы предпочел либо подробный ответ по химии / физике, либо надежный научно обоснованный источник. Посмотрев по интернету, можно найти много полубезопасных мнений по этому поводу, ни одно из которых не согласуется друг с другом.

Например, эта очень старая статья о Popcorn в Chicago Tribune, кажется, говорит о том, что это проблема "поиска" ядер. В самом деле? Другие утверждают, что это перегрев ядра, или перегрев мешка, или перегрев масла (но при этом масло все еще не горит, хотя, возможно, в нем содержится некоторое количество масла из самой кукурузы), или гномы поджигают их спичками (ну, нет, но это примерно так же надежно, как и все остальное, что я нашел).

И с этим связано то , что контроль у меня по этому поводу другое , чем время. На плите я могу уменьшить тепло; например, если я готовлю на плите с маслом, если я готовлю в «3», я могу готовить почти весь день, не поджигая масло, в то время как в «4» оно довольно быстро коричневеет; поэтому я могу выбрать любую настройку, основанную на этом. То, что в микроволновке, было бы похоже (позволяя мне готовить ядра более тщательно, а не просто дольше, не рискуя сжечь). Какими ингредиентами или настройками микроволновой печи можно управлять?

food-science popcorn

— Джо М
источник

К последнему вопросу: если вы не можете контролировать выходную мощность, в вашей микроволновке есть что-то странное. Может быть, есть модели без такого контроля, я не знаю - если это так, вы ничего не можете сделать.

— Румчо

@rumtscho Большинство микроволн не контролируют мощность в ваттах; они просто модулируют вкл / выкл (таким образом, 80% мощности = 0,8 с вкл. 2 с выкл. или как угодно). Panasonic разработал «инвертор», который позволяет их микроволновым печам готовить на более низких мощностях, но большинство из них не имеют этой технологии. Вполне возможно, что модулированное включение / выключение поможет - я провел несколько тестов, и мне неясно, задерживает ли он всплывание / прожиг или нет.

— Джо М

Просто мысль о последнем пункте - если вы ищете больше контроля, я бы лично предложил просто приготовить его на плите в тяжелой кастрюле. С моей точки зрения, жареный в микроволновке попкорн - это когда вы просто хотите бросить готовый пакет с попкорном из мусора. Если я хочу приготовить «хороший» домашний попкорн, я всегда готовлю его в горшочке (обычно со стеклянной крышкой, чтобы посмотрим, что происходит лучше), и я никогда не сжигал это таким образом. Я также могу смешивать разнообразные вещи, не создавая беспорядка, и иметь гораздо больше контроля / тонкости в том, как он готовит.

— Афанасий

@Athanasius Дома я согласен (хотя мне и там удается его сжечь!). К сожалению, на работе я не думаю, что мне будет позволено готовить на конфорке ...

— Джо М.

При разработке микроволнового попкорна, вы должны учитывать размер мешка, количество кукурузы, время приготовления в микроволновой печи. Кизилы попкорна нагреются и выскочат из пара, произведенного внутри. Затем сожгите, если придется долго ждать, пока появятся остальные кизилы. Если объем мешка невелик, он будет удерживать пар достаточно долго для выталкивания дополнительных кизилов. В случае больших размеров вытянутые кизилы высыхают и сжигают до того, как оставшиеся кизилы завершат свое выталкивание. Я использовал короткую трубку диаметром 1,25 дюйма, чтобы измерить к высокопрецизионным кизилам для попкорна, использовал мешок с небольшим номером 10, а затем рассчитал время. Удачи.

— Optionparty

Ответы:

Я попытаюсь разобраться в этом ответе с моей точки зрения ученого-материаловеда, который является своего рода комбинацией физики твердого тела и химии твердого тела.

Как попкорн всплывает от перегрева воды в ядрах до тех пор, пока не будет достаточно давления, чтобы пробить наружный корпус. Затем крахмал внутри ядра способен быстро расширяться, быстро охлаждаться, и крахмал превращается в пену. (К вашему сведению: это означает, что вода на самом деле становится намного горячее, чем точка кипения внутри ядра)

Микроволны способны очень хорошо возбуждать (нагревать) молекулы воды, а вода поглощает большую часть микроволновой энергии, поступающей в пищу, предотвращая перегрев и горение других присутствующих молекул.

Таким образом, после того, как попкорн «лопнул», содержание воды в ядре очень низкое, и это в основном просто крахмал, имеющий молекулярную структуру, которая не тает. (Так как он не тает, следующий фазовый переход, который он испытывает, - это сжигание - где углеводороды (углерод и водород) в крахмале реагируют с кислородом с образованием диоксида углерода / монооксида и «полукокса», который по сути является просто твердым углеродом.)

Теперь попкорн в вашей микроволновой печи поглощает энергию, но в нем больше нет воды. Таким образом, энергия переходит в крахмал и нагревает его довольно быстро, сжигая крахмал. Другие продукты, которые можно долго готовить в микроволновке, имеют очень высокое содержание воды.

Что касается масла, то мне кажется, что это способ более равномерно распределять энергию между ядрами. Масло обладает более высокой теплопроводностью, чем воздух, а это означает, что оно будет легче переносить высокую температуру в одной области микроволновой печи и переносить ее в область низкой температуры. Таким образом, если одно ядро становится намного горячее другого, масло сможет отвести часть тепла от горячего ядра и «отдать» его более холодному. Это повышает вероятность того, что все ядра появятся одновременно; уменьшая вероятность того, что некоторые ядра выскочат и сгорят до того, как некоторые другие даже лопнут. Это также помогает, потому что микроволны очень направлены. Вы можете заметить, что в микроволновой печи есть «горячие точки», и существуют поворотные столы, чтобы минимизировать влияние, которое они оказывают на разогрев пищи.

Дайте мне знать, если что-то не имеет смысла, у меня нет подробных знаний о попкорне, но это немного похоже на пластик, который я изучаю в аспирантуре!

— Алекс Брюс
источник

Хм. Так похож на Optionparty в комментариях к вопросу вы постулировать , что это растрескивание ядра , которые сжигают. Кажется проверяемым! Когда я тестировал масло против хлопка без масла, масло лопнуло быстрее и быстрее (предположительно потому, что масло нагревалось более эффективно, чем небольшое количество воды в ядрах попкорна) и горело быстрее (но приблизительно пропорционально разнице в время). Если вы правы, что масло распределяет тепло более равномерно - что имеет смысл для меня - тогда это означает, что больше масла лучше, и что масло с высокой температурой дымообразования может быть полезным решением.

— Джо М

Означает ли это также, что, если бы в мешке было больше масла, это масло помогло бы отсрочить горение крахмала (потому что это «впитало бы» микроволны - я знаю, что это технически отличается, но термин, по-видимому, используется для путь)?

— Джо М

@JoeM Я на самом деле не уверен, будет ли масло с высокой температурой дымления намного более полезным. Очевидно, что микроволновое масло, вероятно, является плохой идеей, но разница между чем-то вроде оливкового масла и растительного масла, вероятно, не будет иметь значения, так как после того, как ядро лопнуло, снаружи пены только очень тонкий слой. И микроволны нагреваются очень быстро, поэтому, возможно, разница в 10 ° C в точке дыма может быть эквивалентна нескольким секундам в микроволновой печи.

— Алекс Брюс

@JoeM Да, я думаю, что использование большего количества масла помогло бы больше, хотя тогда у вас есть шанс поглотить большую часть этого попкорна и быть очень жирным. Это компромисс для меня ...

— Алекс Брюс

@JoeM Я только что понял, что не ответил на первую часть вашего комментария. Я думаю, что как сованные, так и неотсованные ядра могут сгореть. Скорее всего, если ядро сгорело до того, как оно лопнуло, оно каким-то образом было неисправно, например, прокол в корпусе, который позволял выходу пара без давления внутри корпуса.

— Алекс Брюс

Я думаю, что большая часть вашего замешательства происходит от парадигмы воды. Вода (в условиях кухни) не станет более горячей, чем ее точка кипения.

Нефть не имеет такого ограничения. Микроволновая печь нагреет масло намного выше точки кипения воды и до дыма до точки вспышки масла. В момент вспышки масло действительно загорается.

Если вы надолго положите пакет с жареной кукурузой в микроволновку на высокую температуру, вы увидите, что это действительно сгоревшая кукуруза.

Кроме того, если значительная масса, опирающаяся на бумажный пакет, достигает температуры вспышки бумаги (451 градус по Фаренгейту), она также загорается.

Моя младшая сестра доказала это правда раз за разом.

— Мистер Маскаро
источник

Откуда это масло? Я провел тест без добавления масла, и оно все еще горит (т. Е. Только ядра и коричневый бумажный пакет); кроме того, он обычно горит в одном месте (при условии, что вы остановите его в течение разумного времени, я думаю, что через 10 минут это может быть не так).

— Джо М.

Кукуруза содержит масло. Вы знаете ... кукурузное масло.

— Мистер Маскаро,

Также нет причин, по которым микроволновая печь не может нагревать углеводы и белки в ядрах и после точки воспламенения.

— Драксия

@draksia Это часть того, почему я задаю вопрос, хотя. Я не физик, и я не знаю точно, в какой степени микроволновка может нагревать углеводы и белок. Что из этого - масло или углеводы / белки / что-то еще - (первое) отвечает за сжигание? Я бы подумал, что это произойдет сначала последовательно (при условии, что вы вытаскиваете его, когда чувствуете запах сгоревшего попкорна, то есть в течение ~ 30 секунд после первоначального сгорания).

— Джо М

@AlexBruce, в этой ситуации он никогда не станет горячее, чем его точка кипения ... просто потому, что его температура кипения повышается под давлением.

— Мистер Маскаро