压力锅到底是如何工作的

你需要知道的关于高压锅工作原理的一切,包括“谁发明了高压锅?”、“高压锅会爆炸吗?”、“在高海拔地区做饭有什么用?”等问题的答案。

高压锅

对从未使用过压力锅的人说“压力锅”这个词,他们可能会想到“危险”。不难想象他们脑子里在想什么——盖子飞起来,水壶爆炸,或者更糟糕的事情。即使是那些用过高压锅的人有时会对它有点警惕。

虽然这样的危险在过去是可能的,但今天它们实际上是虚构的。高压锅使用起来很安全。更重要的是,它们非常有用。在这个追求速度、效率和优化的时代,厨房里没有什么工具比这更适合那些要求快速做好食物的厨师了。如果你还在犹豫是否要买高压锅,或者你是一个特别顽固的仇恨者,那么这篇文章就是为你准备的。

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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·波义耳等传奇天才分享笔记,他最著名的发明是1679年发明的“蒸汽蒸煮器”,这是压力锅和蒸汽机的前身。这种设备也被称为“骨消化器”(多么硬核的名字!)或“帕平消化器”,旨在从骨骼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。

蒸汽蒸煮器由一个密闭的锅盖组成。当食物和水被加热时,容器会捕获蒸汽,提高锅内压力。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,以防止此类事故的发生。

在接下来的200年里,勇敢的人们完善了这个概念。但直到20世纪30年代,压力锅才最终进入家庭厨房,1938年阿尔弗雷德·维舍尔(Alfred Vischer)的“弹性密封压力锅”(Flex-Seal Speed cooker)问世,后来1939年国家压力锅公司(现在名为National Presto Industries,仍然在压力锅领域有很大的影响力)推出了一款压力锅。

从那以后,没有太大的变化,压力锅的设计可以按代分类。第一个也是最简单的“老式”压力锅的特点是一个加权的“抖动”阀,它可以释放和调节压力,当蒸汽逸出时产生咔嗒声。今天,你能找到的大多数压力锅都是第一代设计,有一些小的安全改进,比如压力敏感锁定机制,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,有一个隐藏的弹簧阀,你可以通过调整一个刻度盘来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,它们有一个显示压力水平的指示器。总的来说,第二代模型在烹饪时比第一代模型提供了更高的精度。

第三代机型是相对较新的创新。与前两代不同,这些型号都有一个电热源,在烹饪时保持适当的压力。它们通常有计时器,更精致的型号包括数字控制器、延迟烹饪功能和烹饪某些食物的智能编程。

但是那些爆炸呢?

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高压锅爆炸的传说并非完全没有根据。当美国加入第二次世界大战时,政府推行了自给自足计划,鼓励将本土农产品制成罐头。钢铁被分配用于生产压力罐,压力锅的普及程度也上升了。战后,对压力锅的需求空前高涨,催生了生产热潮。制造商开始大量生产压力锅,但这是以牺牲材料、结构和整体安全为代价的。例如,50年代的型号只有一个结构粗糙的加重阀,很容易被碎片堵塞。当压力达到极限时,密封垫就会爆裂,水或蒸汽就会从顶部喷出;在某些情况下,盖子会直接飞掉。

幸运的是,制造和设计实践已经有了很大的改进,今天的压力锅具有多种故障安全机制,以确保安全,例如多个阀门,双压力调节器和弹簧加载的盖子锁。没有更多粗略的死亡陷阱。

高压锅是如何工作的?

Breville快慢专业多功能炊具的控制面板
这里没有“爆炸”模式。 摄影:Vicky Wasik

压力锅是一个密封的容器,当它的内容物被加热时,它会捕获产生的蒸汽。随着蒸汽的形成,压力增加,使水的沸点超过华氏212度。一般来说,较高的温度缩短了烹饪时间,由于没有蒸发,可以更有效地从食物中提取风味。

高压锅的科学

是时候快速复习一下高中化学了:高压锅可以用“理想气体定律”(或“一般气体方程”)来最好地解释,它描述了大多数气体在大多数条件下的行为。通常表示为:光伏=nRT

P代表压力;V代表体积;T表示温度;n表示给定气体的量(以粒子数表示);R表示一个常数(理想气体常数,但是,为了简单起见,我们假设它不太重要)

在一个封闭的高压锅里,我们可以做一些假设。首先,体积(V腔室的大小不会改变。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可以达到的最大压力。当高压锅加热食物时(即加热食物中的水),T上升。当T增加,其他东西必须增加来平衡等式。因为我们假设V是恒定的,很有可能P)也在增加。

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,有更多的能量提供给水蒸气分子,这导致它们四处弹跳,随机地相互碰撞,并撞到容器的壁上。基于“气体动力学模型”,这些与壁面碰撞的力是压力的一种定义。

头顶上的高压锅,里面有煮熟的鸡汤原料华体会应用下载

但是当P高峰?想象一下,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),那么我们仍然在为更多的水分子之间的随机碰撞提供能量。在没有阀门的情况下,水会继续升温,形成无限的压力。但有些东西必须放弃。在这种情况下,n(气体量)减少。我们可以看到,当鸡汤煮熟时,蒸汽会轻微逸出,使压力调节阀发出嘎嘎声。这是第一代炉顶炊具的情况。对于更新的第三代电动型号来说,炊具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嘎嘎声。

这一切归结为什么

实际上,所有这些科学都是这样的:在一个密封的高压锅里,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。但在标准的美国压力锅中,压力比标准大气压高1atm或15psi(磅/平方英寸),或2atm,这是大多数压力锅通常的最大压力限制。在30磅的压力下,水的沸点约为250华氏度。

*几乎每个压力锅的压力表上的读数都表明压力高于大气压力。在海平面上,大气压力约为1atm,或15psi。如果表盘读数为15psi,则意味着密封腔内的压力比大气压力高出15psi(总压力为30psi,称为“绝对压力”)。这个表盘读数在技术上被称为“表压”。

一般来说,在密封的压力锅中,较高的烹饪温度意味着更快的烹饪而不会烧焦食物。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。一个额外的好处是:高压锅里的东西相对不受干扰,因为液体从来没有真正沸腾过。

在高海拔地区使用高压锅

那海平面上的压力烹饪呢?你可能会意识到,某些食谱的烹饪时间和温度在丹佛、科罗拉多州或安第斯山脉的高处是不同的。华体会体育手机端APP在高海拔地区,大气压力较低。例如,在丹佛,环境压力约为12.2 psi。

**高海拔地区的气压较低,因为大气中的大部分空气分子在重力作用下紧贴地球表面,这意味着高海拔地区的空气分子比低海拔地区的空气分子少。

一般来说,高压锅增加的压力高于给定的大气压力。这意味着当压力在舱内形成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)——几乎比海平面低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,沸点越低意味着煮得越慢。这对你来说意味着什么?这意味着你必须增加烹饪时间来适应更低的压力和更低的烹饪温度,才能得到同样的结果。一个好的经验法则是在海拔2000英尺以上每1000英尺增加5%的烹饪时间。

选择合适的炊具:psi的差异

在美国,当你选择高压锅时,你有更大的选择余地:是电的还是炉灶的?使用这两种设计都有一些优点和缺点。但最大的区别是:电压力锅的工作压力(12 psi)比它们的炉灶(15 psi)低。再说一遍,压力越小,温度越低,所以使用电动模式的烹饪时间会更长。

为什么你想用更低的压力,更慢的速度烹饪呢?在便利性和安全性之间进行权衡。电压力锅的压力可达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 4000一样,你可以“设置好就忘了”。

如何给高压锅降温

库恩·瑞肯压力锅压力指示棒的特写,当它处于凸起位置时,显示棒上的高压和低压红色带。
罗德,那是压抑在库恩里肯高压锅释放压力。

有三种主要的方法可以降低炊具的压力:自然释放、快速释放和冷水释放。

自然释放包括将炊具关闭热量,并允许温度逐渐降低,直到弹簧加载锁脱离。请记住,自然释放技术可能会有很大的影响,这取决于你做了多少食物。

快速释放,顾名思义,包括拆除称重抖动或按下一个按钮,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猛烈地沸腾。健二利用这种煮沸的方式有效地混合了他的高压锅豌豆汤不用搅拌机。

最后,还有冷水释放,这需要在冷水下运行整个设备,直到炊具减压,锁松开。和快速释放法一样,冷水释放法可以让你立即有效地接触到食物。另一方面,这种方法不会使内容物剧烈沸腾,这对于给定的配方可能是理想的。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(以及任何可能在他们面前爆炸的东西)。”“***希望这篇文章能说服你使用高压锅不会然后给你一些有用的信息,告诉你它们是如何运作的,为什么它们应该在你的厨房里占有一席之地。

当你认真对待它的时候,使用现代压力锅和烧开一壶水一样安全。如果小心谨慎地使用,它们可以将你的烹饪提升到更高、更美味的高度。但这最好留给另一篇文章,所以请继续关注。

好吧,他没说括号里的那部分。

2020年3月11日