Temperaturgradienter i kokta / bakade ägg?

1

I min Science of Cooking-klass blev vi ombedda att göra ett labb med hårdkokta ägg med två former av konvektionsvärme, torr (i ugnen vid 450 grader) och våt (kokande vatten). För både kokande vatten och ugn fick vi veta att vi skulle använda tre ägg. Ta 1 ägg ut ur vattnet (och ugnen) efter 5 minuter, sedan igen vid 10, sedan igen vid 15. Chocker varje i ett isvattenbad.

Vi fann att det i regel var kokande vatten ett effektivare sätt att laga ägget.

En av frågorna i uppgiften är: "Jämför de temperaturgradienter du observerade i de två metoderna. Vilken av metoderna ger den mest uttalade gradienten?"

Kan någon förklara denna fråga till mig?

    
uppsättning Stephen_Film_Guy 24.10.2017 00:18

3 svar

6

Förmodligen hänvisar frågan till temperaturgradienter inom ägget, dvs temperaturskillnaden mellan utsidan och insidan. Det är faktiskt ganska relevant matlagning, för att det berättar hur yolk och vit kommer att lagas.

tl; dr Jag förväntar mig att se en brantare gradient än kokande än från konvektionsugnen, men de faktiska resultaten från ditt laboratorium kommer att låta dig berätta mycket mer självsäker.

Det beror på hur snabbt värmeöverföringen är, vilket görs mest uppenbart av den temperatur som skalet hålls vid. Du kan också se den från total tillagningstid. Om en metod tar längre tid, så överför värmen långsammare, och sålunda kan man förvänta sig en smalare temperaturgradient inuti ägget (det är dags att värmen sprids inåt), medan den snabbare kommer att ha en brantare gradient (utsidan värmer mycket snabbare än värmen sprids in).

Med kokande finns det bara en möjlighet: vattnet håller skalet på mycket nära 100 ° C. Du har mycket effektiv värmeöverföring, vattnet är väl blandat och det har en mycket hög värmekapacitet, så det kan enkelt göra det här. Hårkokande ägg tar vanligtvis mindre än tio minuter.

Med en ugn är det mindre tydligt. Utan någon konvektion kommer skalet faktiskt att ligga långt under ugnsluftens temperatur under ganska lång tid, eftersom luften inte kan överföra värme tillräckligt snabbt. Det här är sannolikt sant även med en realistisk konvektionsugn: om du lägger ägget in, vänta en minut och kolla skalens temperatur tvivlar jag på att det kommer att ligga vid ugnsluftens temperatur. Bakning utan konvektion i 350F ballpark tar vanligen omkring en halvtimme, och jag tror att konvektion bara minskar det till 20-25 minuter. Så jag är ganska säker på att ugnen har mindre effektiv värmeöverföring, längre tillagningstid och smalare gradient, men om du hade en kraftfull, varm noggrann ugn med riktigt bra konvektion, kan det vända dig om.

Så allmänt är det svårt att säga säkert bara från din beskrivning. Om du faktiskt gjorde ett experiment kan du dock berätta från resultaten. Äggvita är mjuka men fasta vid 155F och helt inställd på 180F, medan äggulor är fast vid 158F och torr / smulös vid 180F. En brantare temperaturgradient inom ägget innebär att äggulan blir mindre kokt än den vita, medan en smalare temperaturgradient innebär att de blir tillagade mer på samma sätt.

Om du märkte skillnader i matlagningstiden, eller skillnader i äggula mot vitt doneness, finns du.

Allt detta sagt, torr mot våt värme har andra betydande effekter. Torr värme torkar ut membranet och till och med några av de vita underarna. Med tanke på tillräckligt med tid kommer den vita att krympa bort från skalet och sluta märkbart torkare och hårdare, och det kan till och med brinna. Så de skillnader du märker i det resulterande ägget kanske inte är bara om temperaturgradienten.

    
svaret ges 24.10.2017 02:20
2

En temperaturgradient är variationen av temperatur längs ett visst avstånd. Kanske tog jag en för många termodynamiska terminer på college, men vid första rodnad är det en knepig fråga. Det finns 3 stora bitar till pusset att överväga. Värmeöverföring mellan ägget och "medium" och gradienterna över de olika regionerna.

Jag kan tänka på två graderingar som är värda att överväga. Först är gradienten över äggets radie. Eftersom ägget är detsamma mellan tillstånd A (vatten) och B (ugn) behöver vi inte tänka på det här eftersom någon gradientskillnad bara är en funktion av skillnaderna utanför ägget. Den andra är lutningen genom "värmeöverföringsmediet" (kokande vatten eller ugnsluft). Eftersom vattnet är i en rullande koka, är det väl blandat och det finns ingen temperaturgradient. Om ugnen är en konvektionsugn kan vi också säga att det inte finns någon gradient, men om det är en vanlig ugn kommer det att finnas en gradient från ytan av ägget ut i luften.

Nästa sak att överväga är värmeöverföringen mellan mediet och ytan på ägget. Eftersom luften är mindre tät än vatten, finns färre atomer studsande i en given volym. Det betyder att det finns färre kollisioner mellan mediet och äggskalet ... vilket innebär färre möjligheter att transportera energi från mediet till äggskal.

När värmen kommer in i äggskalet, kommer det att ledas genom ägget i båda fallen.

Vad betyder detta allt? Eftersom värmeöverföringen i luft är mindre effektiv än i vatten, måste luften vara mycket varmare än vatten för att värma mitten till en viss temperatur på samma tid. Men eftersom luften är hetare kommer det yttre skalet att vara mycket högre än 100 grader när mitten är färdig, vilket betyder att det finns en större temperaturgradient.

Den svåra delen är, utan att veta vad ugnstemperaturen är, kan jag inte säg att gradienten är högre.

    
svaret ges 24.10.2017 02:03
0

Jag kommer att svara ur ett kemiteknikperspektiv.

Ugnen är också en hel del strålningsvärmeöverföring.

I en rörlig vätska är det konvektion men du kan modellera det som ledning.

När du får en yttemperatur på ägget, så fick det inte någon skillnad. Insidan av ägget är inte medveten om hur skalet värmdes och termisk gradient blir densamma. Tro det eller inte, höjden av den termiska gradienten förblir väldigt konstant när ägget är kokt.

Om du börjar med ägget i kallt vatten mot att vänta på att vattnet ska koka är det en stor skillnad.

Börja med en kall ugn skulle vara en mycket dålig plan. En varm ugn tar lite tid att få huden varm.

Vattnet i vattnet är huvudskillnaden. Det kommer att hydratisera mellan skalet och membranet för en jämnare värmeöverföring. Ugnen kommer att torka ut ägget och skapa fickor.

    
svaret ges 24.10.2017 01:28