高压锅到底是怎么工作的

你需要知道关于高压锅工作原理的一切,包括回答诸如“谁发明了高压锅?”、“高压锅会爆炸吗?”和“在高海拔地区做饭是怎么回事?”等问题。

高压锅

对一个从未使用过高压锅的人说“高压锅”这个词,他们可能会想到“危险”。不难想象他们脑子里想的是什么——盖子会飞,水壶会爆炸,或者更糟糕的事情。即使是那些用高压锅有时会有点可疑。

但是,尽管这样的危险在过去是可能的,但在今天,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,厨房里几乎没有什么工具更适合那些快速要求美食的厨师。如果你对买高压锅犹豫不决,或者你是一个特别顽固的讨厌者,这篇文章就是为你准备的。

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高压锅是如何工作的

高压烹饪简史

高压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。帕潘曾与克里斯蒂安·惠更斯、戈特弗里德·莱布尼茨和罗伯特·波义耳等传奇智人分享过笔记,他因1679年发明“蒸汽机”而闻名,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“帕潘消化器”,旨在从骨头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。

蒸汽机由一个盖紧的密闭锅组成。当食物和水加热时,容器会捕获蒸汽,从而提高锅内的压力。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,无畏的人们不断完善这个概念。但直到20世纪30年代,随着1938年阿尔弗雷德·维斯彻(Alfred Vischer)的“Flex-Seal快速炊具”的问世,压力锅终于进入了家庭厨房,1939年,国家压力锅公司(现在被命名为国家Presto工业公司,仍然在压力锅游戏中扮演着重要角色)推出了一款模型。

从那时起,没有太大变化,压力锅的设计可以按年代分类。第一个也是最简单的“老式”压力锅的特点是一个加重的“抖动阀”,它可以释放和调节压力,当蒸汽逸出时,会发出嘎嘎作响的声音。今天,你能找到的大多数压力锅都是第一代设计,在安全方面有了微小的改进,比如压敏锁紧机构,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门,并允许你通过调节刻度盘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。总体而言,第二代模型在烹饪时比第一代模型提供了更高的精度。

第三代汽车是一项相对较新的创新。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。它们通常有定时器,更精致的型号包括数字控制器、延迟烹饪功能和用于烹饪某些食物的智能编程。

但是那些爆炸呢?

布雷维尔快慢专业多功能炊具上的安全锁销

高压锅爆炸的传说并非完全没有根据。随着美国加入第二次世界大战,政府推广自给自足计划,鼓励罐装本土农产品。钢铁被分配用于生产压力罐,压力锅的普及程度也有所提高。战争结束后,对高压锅的需求达到了历史最高水平,促使高压锅产量激增。制造商开始大量生产压力锅,但以材料、结构和整体安全为代价。例如,50年代的模型有一个单一的、构造很差的加权阀,很容易被碎片堵塞。当压力达到极限时,垫圈就会爆炸,水或蒸汽就会从顶部喷出;在某些情况下,盖子会直接飞开。

幸运的是,制造和设计实践已经有了很大的改进,今天的高压锅具有几个故障安全机制,以确保安全,如多个阀门,双压力调节器和弹簧加载盖锁。没有更多粗略的死亡陷阱。

高压锅是如何工作的?

布雷维尔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

高压锅是一种密封的容器,里面的东西被加热时产生的蒸汽被锁住。随着蒸汽的增加,压力增加,使水的沸点超过212华氏度。一般来说,这种较高的温度缩短了烹饪时间,而且由于缺乏蒸发,可以更有效地从食物中提取风味。

高压锅的科学

快速复习一下高中化学知识: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。它通常被给出为: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);而且R代表一个常数(理想气体常数,但是,为了简单起见,我们说它在这里不太重要)

在密闭的高压锅中,我们可以做一些假设。首先,体积(V)不改变。第二,R(不变)也不会改变。第三,有一个由阀门系统调节的腔室能达到的最大压力。当高压锅加热食物时(即加热食物中的水),T上升。当T增加,就必须增加别的东西来平衡方程。因为我们假设V为常数时,很可能压力(P)也会增加。

我们也可以用另一种方式来解释这种压力的增加:当系统加热时,有更多的能量供应给水蒸气分子,这导致它们四处反弹,相互碰撞,并与容器壁随机碰撞。这些撞击壁面的力是压力的一种定义,基于“气体动力学模型”。

头顶上的一个炉顶高压锅,里面有煮熟的鸡汤开云体育波胆

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),那么我们仍然在为水分子之间更多的随机碰撞提供能量。在没有阀门的情况下,水会继续升温,无限地增加压力。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,当我们煮鸡汤时,蒸汽轻微地逸出,使调压阀嘎嘎作响。第一代灶具就是这样。对于更新的第三代电动炊具,它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,也不会听到太多咔嗒咔嗒的声音。

这一切归结为什么

实际上,所有这些科学都相当于:在一个密封的高压锅里,水的沸点随着压力的增加而上升。

在标准大气压下,水的沸点是华氏212度。但在一个标准的美式高压锅中,压力达到标准大气压*以上1atm或15 psi(磅每平方英寸),或2atm,这通常是大多数炊具的最大压力极限。在30psi时,水的沸点约为250°F。

*几乎每个高压锅压力表上的读数都显示压力高于大气压。在海平面,大气压力约为1atm,或15 psi。如果表盘显示为15psi,则意味着密封腔内的压力高于大气15psi(总30psi,称为“绝对压力”)15psi。这个刻度盘读数在技术上被称为“压力表压力”。

在密封的高压锅中,较高的烹饪温度通常意味着烹饪速度更快,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,因为液体永远不会有效地沸腾。

在高海拔使用高压锅

那么在海平面上的高压烹饪呢?你可能意识到,在丹佛、科罗拉多州或安第斯山脉的高处,某些食谱的一般烹饪时间和温度是不同的。开云体育手机官网在高海拔地区,气压较低**。例如,在丹佛,环境压力约为12.2 psi。

**海拔越高,气压越低,因为大气中的大部分空气分子被重力保持在地球表面附近,这意味着海拔较高的表面上的空气分子比海拔较低的表面上的空气分子要少。

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,当舱内压力增加时,关闭阀门的力包括大气压力。例如,如果丹佛的大气压力是12.2 psi,那么在全压下,舱室的绝对压力是27.2 (12.2 psi + 15 psi)——比海平面低近3 psi。看一下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,在高压下密封室内烹饪的水的沸点将是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,烹饪速度就越慢。这对你来说意味着什么?这意味着你必须增加烹饪时间,以适应较低的压力和较低的烹饪温度,以获得相同的结果。一个好的经验法则是,海拔2000英尺以上,每增加1000英尺,烹饪时间就增加5%。

选择合适的炊具:psi的差异

在美国,当谈到高压锅时,你有更多的选择:电动还是炉灶?使用这两种设计都有几个优点和缺点.但最大的区别是:电压力锅的工作压力(12 psi)比炉子上的压力(15 psi)更低。同样,压力越低,温度越低,所以使用电动炊具时,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?这样做的代价是方便和安全。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,无需监测热量。就像Ronco Showtime Rotisserie 4000一样,你可以“设置它,然后忘记它”。

如何给高压锅降温

库恩Ricon压力锅的压力指示器棒的特写,显示了棒在上升位置时的高压和低压的红色带。
那杆压在库恩瑞肯压力锅上释放压力。

有三种主要方法可以降低炊具内的压力:自然释放、快速释放和冷水释放。

自然释放包括把炊具的热量,并允许温度逐渐降低,直到弹簧加载锁脱离。请记住,使用自然释放技术可能会有重大的遗留烹饪,这取决于你烹饪的食物量。

快速释放,顾名思义,包括移除加重的抖动器或按下一个按钮,让炊具内的蒸汽逸出。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沸腾。健二利用这种煮法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。像快速释放法一样,冷水释放法可以让你立即有效地获取食物。另一方面,这种方法不会导致内容物剧烈沸腾,这可能是一个给定的食谱所需要的。请注意,冷水释放不能用于电动车型。

压力能力

正如作家安德鲁·史密斯曾经说过的,“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)。”“***希望这篇文章能让你相信高压锅不会给了你一些有用的信息,关于它们是如何运作的,以及为什么它们应该在你的厨房里有一席之地。

当你认真考虑这个问题时,使用现代压力锅就像烧开一壶水一样安全。如果小心谨慎地使用,它们可以把你的烹饪提升到更美味的高度。但这最好留在另一篇文章中,所以请继续关注。

好吧,他没有说括号里的那部分。

2020年3月11日