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2010年8月 1日 (日)

圧力鍋の不思議

 

圧力鍋は、煮込み料理などに便利で、よく使う。

硬い筋肉などでも、短い時間で柔らかくなる。

 

圧力鍋の内部の圧力は1.4気圧なので、水の沸点は111℃。

ということは、煮込みでも、温度はそんなに高くならない。

 

この温度の差が、料理では重要なのだろうか?

それとも圧力が効いているのか?

それとも両方効いているのか?

 

物質の状態は、ある温度と圧力を境にして、大きく変わる。

融解や蒸発は、固体が液体に、液体が気体に変化するので、状態の変化が大きい。

物理ではこれを相転移といっています。

 

相転移は、ある温度、ある圧力で、急激に状態が変化することです。

圧力鍋の内部でも同じようなことが起きているのだろうか?

 

圧力鍋の中で加熱した肉の塊が柔らかいのは、細胞の中の液体(肉汁)が外に流れ出さないためなのか?

それとも単に加熱時間が短いので、硬くならないのか?

それとも、温度と圧力が少し高いために、肉の繊維が相転移して柔らかくなったためなのか?

 

ジャガイモも煮崩れしないのは、どうして?

(煮崩れしたジャガイモが好きな私には、圧力鍋で煮たジャガイモは不満)

 

圧力鍋は不思議だ…

私だけが不思議がっているのかもしれないな。

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コメント

素材に相転移起こすほどの圧力、圧力鍋で発生しますか?

鍋のかける圧力は、温度を通じて素材に影響している気がしますけど。

味は、圧力釜の圧力が染込みやすくしている可能性は、あるでしょうけど。

Covaさん

相転移の条件はちょっとした環境の変化で起きるので、圧力釜の圧力、1.4気圧程度でも相転移がおきて不思議は無いと思います。
(例えば、水の相転移である蒸発の温度は、1.4気圧で約10K上がるので、100℃では、水は沸騰しない、すなわち相転移を起こしませんが、水のもう一つの相転移である融解は圧力をかけることで、0℃より少し低い温度でもおきます。)

ただ、圧力によって、味がしみこみやすいかどうかは、ちょっと疑問です。
圧力釜の中では、素材の中の圧力も平衡に達していると思われるので、
素材の外と中の圧力差は無いと思われます。
ですから、圧力だけで、味がしみこむというのは考えにくいのです。

圧力によって、沸点が10K程度上がり圧力と温度の上昇で、素材の中の化学反応が急速に進むことはありえるので、相転移というのは、ちょっと言い過ぎかもしれないです。

圧力釜の中では、素材の中の圧力も平衡に達しているといえるのは、素材の中の圧力が平衡に達するまで上昇した後では、ないですか。

鍋の中での高い圧力は、上昇した結果かかったものではないですか。

密閉直後、鍋内外の圧力はほぼ等しく、鍋内部の圧力は沸騰に伴う水蒸気の充満に伴って上昇するのではないですか。

充満後は、水蒸気爆発防止のために水蒸気を逃がして内部圧力を一定に保っているわけでしょ。

圧力鍋の場合、相転移というより素材の細胞壁が高温と一気に上昇する圧力で壊れた結果、味がしみやすいのかも知れないですね。

基本的に、圧力鍋の中の圧力が上がれば、素材の中の圧力も等しい圧力まで上がります。
もし、素材の中の圧力と鍋の圧力が等しくない、すなわち平衡に達していない場合は、等しくなるまで素材を押しつぶしてしまいます。
しかし、圧力鍋を使った場合、素材が押しつぶされた形跡はありません。

これはどのような場合でもいえることで、例えば、人間が10メートル海中に潜った場合、人間には2気圧の圧力がかかります。その時に人間の中の圧力も2気圧になっているわけです。人間の中の圧力が1気圧のままであれば、1平方センチメートルあたり1kg重(10cm四方の面積で100kg重)の力で人間は押しつぶされてしまいます。

すなわち、圧力鍋では、急に素材に圧力がかかるわけではなく、素材の中と外の圧力は常に平衡を保って上昇しているわけです。
(力学的な釣り合いが保たれているわけです。)

また、圧力鍋の中の圧力は一気に上昇するのではなく、加熱に伴って徐々に上昇します。
したがって、設定圧力(安全弁から水蒸気が漏れる圧力)まで上昇したところで、沸騰が始まると思われます。
それまでは、沸点よりも圧力の上昇が先行するので沸騰は起きないはずです。

基本的に、圧力鍋の中の圧力が上がれば、素材の中の圧力も等しい圧力まで上がるのは、その通りと思います。

素材の中の圧力と鍋の圧力が等しくない、すなわち平衡に達していない場合は、等しくなるまで素材を押しつぶしてしまうのも、その通りでしょうね。

確かに、素材自体目に見えて押しつぶされていないです。

ただ、均衡には瞬時に達するわけではなく、わずかな時間差はありませんか。

圧力鍋は、圧力だけでなく熱もありますよね。

この圧力平衡になるまでのわずかな時間差と、熱の相乗効果でしょうか。

案外、たんに高圧下で実現した高熱のお陰なだけかも、知れないという気もしますけど。

その辺になると、私も良くわかりません。
おっしゃるように時間差が効いているかもしれないし、熱との相乗効果かもしれないですね。
高圧下での高温のせいかも知れないですね。

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