Dlaczego popcorn mikrofalowy pali się?

Eksperymentowałem z niektórymi zrób to sam, popcorn mikrofalowy, a pewne problemy z prawidłowym „czasem spalania” doprowadziły mnie do pytania, na które nie mogę znaleźć dobrej, ostatecznej odpowiedzi.

Jakie jest naukowe wyjaśnienie mechanizmu spalania popcornu? Nie szukam „Ponieważ robi się za gorąco”, ale co robi się za gorąco, jak to się robi? Mikrofale nie tylko podgrzewają wszystko (jak piec), więc nie jest to takie proste. Możesz włożyć wiele potraw do kuchenki mikrofalowej i mocno je rozgotować bez przypalania. Co jest takiego specjalnego w popcornie, który powoduje, że się pali? Wolałbym albo szczegółową odpowiedź chemiczną / fizyczną, albo wiarygodne, naukowe źródło. Rozglądając się w Internecie, istnieje wiele pół-wiarygodnych opinii na ten temat, z których żadna się nie zgadza.

Na przykład ten bardzo stary artykuł Chicago Tribune na temat Popcorn wydaje się mówić, że jest to problem „znalezienia” jąder. Naprawdę? Inni twierdzą, że jest to przegrzanie jądra, przegrzanie worka lub przegrzanie oleju (ale olej nadal się nie pali, ale przypuszczam, że może zawierać trochę oleju z samej kukurydzy) lub krasnale zapalające je zapałkami (no cóż, nie, ale jest tak niezawodny jak wszystko, co znalazłem).

I związane z tym, co mam kontrola nad tym inny niż raz. Na kuchence mogę zmniejszyć ciepło; na przykład, jeśli gotuję na kuchence z masłem, jeśli gotuję w „3”, mogę gotować prawie cały dzień bez spalania masła, natomiast w „4” brąznieje dość szybko; więc mogę wybrać dowolne ustawienie na podstawie tego. To, co w mikrofalówce byłoby podobne (pozwalając mi dokładniej gotować jądra - nie tylko dłużej - bez ryzyka poparzenia). Jakie składniki lub ustawienia mikrofal można kontrolować?

Spróbuję rzucić okiem na tę odpowiedź, z mojego punktu widzenia jako naukowca od materiałów, który jest rodzajem połączenia fizyki ciała stałego i chemii ciała stałego.

Jak popcorn wyskakuje z przegrzania wody w ziarnach, dopóki nie będzie wystarczającego ciśnienia, aby przebić się przez zewnętrzny kadłub. Następnie skrobia w jądrze może szybko się rozszerzać, szybko ochładzać, a skrobia zamienia się w pianę. (FYI: Oznacza to, że woda faktycznie robi się znacznie cieplejsza niż temperatura wrzenia w jądrze)

Mikrofale są w stanie bardzo dobrze wzbudzać (podgrzewać) cząsteczki wody, a woda pochłania większość energii mikrofalowej, która dostaje się do żywności, zapobiegając przegrzaniu i spaleniu innych obecnych cząsteczek.

Tak więc, kiedy popcorn „pęknie”, zawartość wody w jądrze jest bardzo niska i przeważnie jest to po prostu skrobia, ułożona w strukturze molekularnej, która się nie topi. (Ponieważ nie topi się, pali się następne przejście fazowe, w którym węglowodory (węgiel i wodór) w skrobi reagują z tlenem, wytwarzając dwutlenek węgla / tlenek węgla i „węgiel”, który jest zasadniczo tylko stałym węglem.)

Teraz popcorn jest w kuchence mikrofalowej, pochłania energię, ale nie ma już dużo wody. Energia zamiast tego trafia do skrobi i nagrzewa ją dość szybko, spalając skrobię. Inne potrawy, które można długo gotować w kuchence mikrofalowej, prawdopodobnie mają bardzo wysoką zawartość wody.

Jeśli chodzi o olej, wydaje mi się, że jest to sposób na bardziej równomierne rozproszenie energii między ziarnami. Olej ma wyższą przewodność cieplną niż powietrze, co oznacza, że ​​łatwiej będzie odbierać wysokie ciepło w jednym obszarze mikrofal i przenosić go do obszaru o niskiej temperaturze. Tak więc, jeśli jedno jądro robi się znacznie cieplejsze od drugiego, olej będzie w stanie odebrać trochę ciepła z gorącego jądra i „oddać” je chłodniejszemu. To sprawia, że ​​bardziej prawdopodobne jest, że wszystkie jądra wyskoczą w tym samym czasie; zmniejszając prawdopodobieństwo, że niektóre jądra pękną i spalą się, zanim jeszcze inne pękną. Pomaga to również, ponieważ mikrofale są bardzo kierunkowe. Możesz zauważyć, że w kuchence mikrofalowej są „gorące punkty” i istnieją stoły obrotowe, aby zminimalizować wpływ, jaki mają one na podgrzewanie jedzenia.

Daj mi znać, jeśli coś nie ma sensu, nie mam szczegółowej wiedzy na temat popcornu, ale przypomina trochę tworzywa sztuczne, które uczę się w szkole podstawowej!

Myślę, że większość waszych zamętów wynika z paradygmatu wody. Woda (w warunkach kuchennych) nie będzie gorętsza niż temperatura wrzenia.

Olej nie ma takich ograniczeń. Kuchenka mikrofalowa podgrzeje olej znacznie powyżej temperatury wrzenia wody aż do punktu zapłonu oleju. W punkcie zapłonu olej faktycznie się zapali.

Jeśli przez dłuższy czas włożysz torebkę popcornu do kuchenki mikrofalowej na wysokim poziomie, zobaczysz, że to rzeczywiście spalona kukurydza.

Ponadto, jeśli znaczna masa opierająca się o papierową torbę przekroczy temperaturę zapłonu papieru (451 stopni F), również się zapali.

Moja młodsza siostra raz po raz udowodniła, że ​​to prawda.