MUTFAKTA ISI TRANSFERi

Giriş
Hepimiz fırınların ve ocakların ısı ürettiğini biliyoruz. Peki ama ısı bu kaynaklardan yemeğe nasıl ulaşıyor? Yani ısı nasıl transfer oluyor? Isının fırınlarda veya ocaklarda nasıl hareket ettiğini anlarsak pişirme sürecini daha iyi kontrol edebilir daha kaliteli ürünler sunabiliriz. Bu yazımızda ısı transferi yöntemlerini irdeleyeceğiz.


Fırın çalışırken, ısı üç farklı yöntemle transfer olur: termal radyasyon, kondiksüyon ve konveksiyon.

Isı transferi yolları

Isı üç farklı yolla taşınır: termal radyasyon, kondüksiyon ve konveksiyon. Pişirme yöntemi: kaynatma, soteleme, kızartma, halşalama ve fırınlama ne olursa olsun ısı birden fazla yol ile yemeğe ulaşır, bakınız resim 1.1. Bunların dışında yazının sonunda yeni teknoloji ürünü ocaklarda indüksiyon yönteminin nasıl çalıştığına da değineceğiz.

Termal Radyasyon (Işınım)

Radyasyon ısının uzayda sıcak objeden soğuk obje yüzeyine doğru hareketidir. Yüzeydeki moleküller ısı dalgalarını emmeleri ile beraber hareketleri hızlanır ve oluşan sürtünme ısısı objeye dağılır. Burada püf nokta iki cismin birbirleri ile temas etmeden ısı tranferinde bulunmalarıdır. Ağırlıklı radyant ısı yayan cihazlara örnek olarak: kızartıcılar (rezistans ile çalışır), salamanderler, infrared lambalar ve konveksiyonel fırınlar sayılabilir.  Sıcak tavalar da termal radyasyon yaparlar. Bunu anlamak için elinizi sıcak bir tavanın üstünde, tavaya değdirmeden gezdirin. Ayrıca, koyu renk yüzeyler açık renk yüzeylerden daha çok ısı emdikleri için, daha çok ısı radyasyonu yapar. Benzer şekilde, mat yüzeyler parlak yüzeylere oranla daha çok radyant enerji yayar. Bu yüzden mat tavalar parlak tavalardan daha çabuk pişirir. Tablo 1.1 de yaygın bazı materyallerin ısı yayma oranlarını (emissivity) inceleyebilirsiniz. Tabloda dikkat ederseniz fırınlarda kullanılan tuğlanın yüksek oranda termal radyasyon kapasitesine sahip olduğunu görebilirsiniz.

Tablo 1.1

 

Radyasyon ayrıca mikrodalga enerjisinin transfer biçimidir. Bu fırınlarda magnetron tüp mikrodalga enerji üretir. Üretilen enerji dalgaları termal radyasyone göre birçok kaptan daha kolay geçer ve yemeklerin yüzeyine kolayca ulaşır. Isı transferi ilkeleri burada da geçerlidir. Emilen mikrodalga enerjisi ısı açığa çıkarır, çünkü yemeklerin içindeki moleküllerin hızlı hareketinden sürtünme oluşur.

Termal radyasyon fırınlama esnasında önemli rol oynar, yüksek miktarda radyant enerji fırının iç yüzeylerinden salınır. Bu nedenle bazı noktalar çabuk pişer bazen de yanar. Eğer tepsilerinizin kenarlarındaki ürünler daha çabuk pişiyor ve yanıyor ise bunun nedeni radyant enerjidir. Bunu engellemek için ürünlerinizi ve tepsilerinizi mümkün mertede fırının ortasına yerleştirmeye ve yapabiliyorsanız pişirme esnasında tepsilerinizi çevirmeye çalışabilirsiniz.

Mikro dalga yemekleri eşit olarak ısıtmaz. Bunun bir nedeni yemeklerdeki farklı moleküllerin mikrodalga enerjisini farklı şekilde emmeleri, diğer bir nedeni ise, fırın içinde mikro dalgaların hareketi ve dalga frekanslarından kaynaklanmaktadır. Diğer taraftan mikrodalga yemeklerin içine işlerken termal radyasyon sadece yüzeye etki eder. Bu yüzden mikrodalga radyasyona göre daha hızlı bir yöntemdir.Peki sadece yemeklerin içine işleyen ısı bütüne nasıl dağılır? İki yöntemle: Kondüksiyon ve konveksiyon.

Kondüksiyon (iletim)

Kondüksiyon ısının sıcak bir alandan soğuk bir alana doğru hareketidir. Isı komşu moleküller arasında sudaki dalga gibi hareket eder: bir molekül ısı enerjisini alınca hemen yanındakine iletir. Isının kondüksiyon yöntemi ile ieltilmesi tüm obje aynı sıcaklığa ulaşıncaya kadar devam eder. Burada dikkat edilecek husus enerji transferi için temas gereklidir.

Ocağa koyulan tava gas alevinden iletilen enerji ile ısınır. Isınan tava da sırasıyla içindeki yemeği ısıtır. Tavayı ocaktan alsak bile, yemek, tava ile aynı sıcaklığa ulaşana kadar kondüksiyon ile ısınmaya devam eder. “Devreden pişirme” ısı kaynağı olmadan pişirme olayına denir.

Isı iletimi fırınlarda da önemlidir. Termal radyasyon ile ısınan fırın tepsileri, kondüksiyon ile ısıyı kurabiyelere nakil eder. Kurabiye fırından alınsa bile iletim devam eder. Önce kurabiye içinde bulunduğu tepsi ile, sonra da oda sıcaklığı ile aynı dereceye gelene kadar devam eder.

Konveksiyon ve kondüksiyon arasındaki farkı bir örnek ile anlatmak istersek. İki futbol takımı olsun; Birinci takım topu, kaleciden forvete degajla ulaştırsın; bu konveksiyondur hızlı işler. Diğeri ise topu tüm oyuncular arasında paslaşarak kaleciden forvete ulaştırsın; bu da kondüksiyondur ağır işler. Örneğimizi daha da genişletmek istersek. Her takım kendi içinde farklı şekilde paslaşır: bazısı çabuk, bazısı aksak. Farklı materyaller de, sahip oldukları ısı iletkenlik katsayılarına göre ısıyı farklı hızlarda iletir. Genellikle katılar, sıvı ve gazlara oranla daha yüksek iletkenliklere sahiptir. Bunun nedeni katı halde moleküller birbirlerine daha yakın konumlardadır. Bu yakınlık, komşu moleküller arasında ısı alışverişini (paslaşmayı) kolaylaştırır.

Tablo 1.2

NEDEN MERMER DOKUNUNCA SOĞUK HİSSETTİRİR, SICAK BİR MUTFAKTA BİLE?

Bir elinizi mermer bir yüzeye, diğer elinizi de ahşap bir yüzeye koyun. Mermer ve ahşap yanyana ve aynı sıcaklıkta olmalarına rağmen mermer daha soğuk hissettirecektir. Bu mermerin ısı iletkenlik katsayısının yüksek olmasıyla ilgidir. Elinizden mermere ısı iletimi daha hızlı olur, bu yüzden daha soğuk hissettirir. Aynı deneyi mermer ve farklı metaller için yaparsanız, bu sefer metaller daha soğuk hissettirir. Çünkü metallerin iletkenlikleri daha yüksektir. Ancak genelde fırınlarda metal yerine mermer tezgahlar tercih edilir. Çünkü kalın bir mermer kalın bir metal tezgahtan çok daha ucuzdur. Fırınlarda paslanmaz çelik tezgahlar da kullanılır ancak bunlar ince saçtan yapılmadır ve çok çabuk ısınır.

BAKIR

Bakır çok yüksek ısı iletkenlik katsayına sahiptir. Diğer bir deyişle ısıyı çok hızlı iletir. Bu nedenle bakır tencereler şeker pişirmek için, helva ve şekerleme imalathanelerinde kullanılır. Öte taraftan bakır çok pahalıdır ve günlük mutfak gereçlerinde kullanılması fizibil değildir. Son olarak bakır bazı yemekler ile kimyasal tepkimeye girebilir. Bunu engellemek içn bakır tencereler kalay veya paslanmaz çelikle ile kaplanır.

ALÜMİNYUM

Alüminum bakırın yarısı kadar yavaş bir iletken olmasına rağmen hızlı sayılır. Ayrıca alüminyum bakır kadar pahalı değildir. Ancak aynı bakır gibi yemekler ile kimyasal tepkimeye girebilir, özellikle asitli yemekler ile. Ayrıca meyvelere kötü bir renk verir, süt ve yumurta karışımlarını da hoş olmayan giri bir renge döndürür.
Alüminyum yumuşak bir metaldir kolayca çizilir ve ezilir. Ancak tüm bu olumsuzluklarına rağmen yüksek iletkenliği ve ucuz olması bakımından tercih edilir. Alüminyum genelde fırın tepsilerinde kullanılır.

PASLANMAZ ÇELİK

Paslanmaz çelik esas olarak karbon çeliğiyle aynıdır ancak karışımında krom bazende nikel bulunur. Bu eklemeler sayesinde paslanmaz çelik pas ve darbelere karşı daha dayanıklı hale gelir. Başka bir deyişle, paslanmaz çelik çoğunlukla demir az miktarlarda da diğer metallardan oluşur. Tablo 1.2 de görüldüğü üzere paslanmaz çeliğin çok iyi bir ısı iletkenlik katsayısı yoktur. Diğer taraftan, temizliği kolay ve ucuzdur ayrıca bakır gibi yemekler ile kimyasal tepkimeye girmez. Parlak bir yüzeye sahip olması da yemek pişirken göz atmak için iyidir.

Isı iletimini artırmak için paslanmaz tencere ve tavalar daha ince yapılabilir. Ancak paslanmaz çeliği aynı kalınlıkta bükmek zordur. Oluşan çukurlarda tencerenin altı tutabilir. Hafif tencereler ucuz olabilir ama mutfak için iyi bir tercih değillerdir. Buna daha iyi bir alternatif aluminyum tabanlı paslanmaz çelik tencerelerdir. Çelik aluminyumu dışarıdan ve içeriden kaplar. Alüminyum ısı iletimini artırırken, paslanmaz çelik zırh görevi görür.

DÖKME DEMİR

Döküm demir ısıyı gayet iyi iletir, ve aynı alüminyum gibi kalın ve ağır olduğunda yavaş ve eşit pişirme yapar. Siyah renkte olduğu için ayrıca termal radyasyonda yapar. Ancak demir yemekler ile kimyasal reaksiyona girer, yemeklere metalik bir tat verirken renklerini de değiştirir. Bu yüzden mutfakta az kullanılır. Kullanılacağı zamanda iyice yağlanır.

CAM, SİLİKON, PORSELEN, SERAMİK, VE GÜVEÇ

Cam, silikon, porselen, seramik ve güveç ısı iletimi düşük materyalleridir. Bir kez ısındıklarında sıcaklıklarını uzun süre korurlar. Bu onları yavaş pişmesi gereken yemekler için ideal kılar.

KONVEKSİYON (TAŞINIM)

Sıvı ve gazlarda sıcaktan soğuğa doğru taşınımlar olur. Sıcak taneciklerle soğuk taneciklerin yer değiştirmesi yoluyla gerçekleşen ısınma konveksiyon yoluyla ısınmadır. Sıcak gaz ve sıvılar düşük yoğunlukta olduklarından yükselir, diğer taraftan soğuk gaz ve sıvılar yüksek yoğunluğa sahip olduklardan çöker. Bu görünmez bir elin tencereyi karıştırması gibidir kendine kendine işler. Ancak tencereyi karıştırarak konveksiyon  akımlarını daha da güçlendirebiliriz. Özellikle yoğun kıvamlı sıvılarda karıştırma gerekir çünkü konveksiyon yavaş işler.

Resim 1.2

Konveksiyon taşınımları fırın içindeki havada da olur. Havanın hareketi fanlar yardımıyla güçlendirilir. Konveksiyonlu fırınlar da bunun için vardır. Konveksiyonlu fırın sıcak hava üfler ve fırın içinde her yere ulaşan hava akımları oluşturur. Diğer fırınlarda, örneğin döner fırınlarda ise ürünler fırın içinde yer değiştirilerek eşit ısınma sağlanır. Bu nedenlerden konveksiyonlu fırınlar kara fırınlardan daha hızlı ve daha düşük sıcaklıklarda pişirme yapabilir.

Bütün bu avantajlarına rağmen konveksiyonlu fırınlar tüm ürünler için uygun değildir. Örneğin kek ve mufinler konveksiyonlu fırının güçlü hava akımlarında asitmetrik şekil alır, bakınız Resim 1.2. Yüksek ısılarda sünger kek ve sufle hacmini kaybeder. Ayrıca fırının kapağı her açıldığında konveksiyon akımları dışarıya hücum eder ve fırın içerisindeki hava aniden soğuyabilir. Ancak modern fırınlar bu etkileri azaltmak için cam kapaklar ve fan devir ayarları ile donatılır.

Kara fırından konveksiyonlu fırına geçerken eski tariflerinizdeki fırın derecelerini 15ºC derece kadar düşürmeniz önerilir. Aynı zamanda pişirme süreleri de yaklaşık %25 azaltmanız.

İNDÜKSİYON

İndüksiyon en yeni ısı transfer yöntemidir. Avrupada ve kuzey amerikada popülerdir. İndüksiyon pişirme pürüzsüz seramik yüzey altında bobinler tarafından üretilen güçlü manyetik alanlarda gerçekleşir. Oluşan manyetik alan tenceredeki moleküllerin hareketini hızlandırır. Hareketten ortaya çıkan sürtünme enerjisi tencereyi çok hızlı bir şekilde ısıtır. Kondüksiyonla tencere de yemeği çok hızlı pişirir.

Tencere ve tavaların indüksiyonla ısınabilmesi için manyetik bir maddeden yapılma düz bir tabana sahip olmaları gerekir. Dökme demir tavalar indüksiyonlu ocaklarda ısınabilir ama alüminyum veya bakır ısınmaz. Bir tencerenin indüksiyonlu ocağa uygun olup olmadığını anlamak için tabanına mıknatıs yaklaştırın eğer çekim varsa ocağa uygundur.

İndüksiyonlu ısıtmada sadece tencere ısıtıldığı için enerji verimi yüksektir. Yine aynı nedenden ötürü güvenilirdir, çünkü manyetik akım alev gibi elinizi yakmaz.

Bir Cevap Yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir