Naukowcy wyjaśnili tajemnicę przypalonych patelni

Dzięki badaniom nad przywieraniem potraw do patelni być może uda się udoskonalić niektóre procesy przemysłowe – informuje pismo “Physics of Fluids”.

Dlaczego olej spożywczy czasami nagle „odpływa” ze środka patelni, pozostawiając suche plamy, które powodują przywieranie potraw?

Alexander Fedorchenko z Czeskiej Akademii Nauk i jego współpracownicy umieścili kamerę nad typową patelnią pokrytą warstwą oleju słonecznikowego o grubości 1,5 milimetra. Jak się okazało, nierównomierne ogrzewanie powoduje proces znany jako konwekcja termokapilarna. W rezultacie olej może przemieszczać się w kierunku krawędzi naczynia.

Podczas testów olej rozgrzewał się szybciej na środku patelni. Wraz ze wzrostem temperatury napięcie powierzchniowe cieczy staje się coraz mniejsze, a na patelni tworzy się gradient temperatury – i napięcia powierzchniowego. Przy krawędzi napięcie powierzchniowe jest większe, toteż olej jest przyciągany ku brzegom. Jego warstwa na środku patelni może się stać tak cienka, że pęka, pozostawiając suche miejsce. To, w jakiej temperaturze dojdzie do zerwania warstwy, zależy od rodzaju cieczy.

Kiedy otwór powstający w warstwie oleju mający rozmiar większy niż rozmiar krytyczny, szybko się powiększa. Podczas eksperymentów Fedorchenki krawędź suchej plamy oddalała się od swojego środka z prędkością 5,5 centymetra na sekundę.

Autor badań wskazuje, jak zapobiec przywieraniu potraw do środka patelni. Grubsza warstwa oleju pomaga powstrzymać osiągnięcie krytycznie cienkiego poziomu, zaś użycie patelni z bardziej masywnym dnem równomierniej rozprowadza ciepło, co zapobiega gradientom temperatury. Pomaga także umiarkowane stosowanie ciepła (smażenie na mniejszym ogniu) i regularne mieszanie (o ile przepis na to pozwala).

Znajomość zjawisk zachodzących na rozgrzanej patelni może mieć ważne zastosowania w przemyśle, ponieważ przepływ cienkich warstw cieczy po powierzchniach ciał stałych ma kluczowe znaczenie w przypadku wielu procesów wykorzystywanych w przemyśle spożywczym, chemicznym i farmaceutycznym. (PAP)