Вопрос

Можете ли вы оценить, сколько времени потребуется для выпаривания жидкости?

Во многих рецептах есть этап, на котором нужно выпарить жидкость. В большинстве соусов это не проблема, так как вам нужно просто загустить их, а это заметно невооружённым глазом и не занимает много времени.



Однако на прошлой неделе я готовила основу для соуса, в состав которой входили вода, уксус и белое вино. В рецепте было сказано выпаривать жидкость до тех пор, пока её объём не уменьшится примерно на 1/3 от первоначального. Я не думала, что это займёт так много времени, и в результате всё было готово, кроме соуса.



Есть ли способ рассчитать, насколько быстро что-то уменьшается в объёме? Я понимаю, что это зависит от ингредиентов, площади поверхности и температуры, но предположим, что я знаю эти переменные.



Перевод вопроса с Cooking Stack Exchange
Лицензия: CC BY-SA (2.5–4.0)
Оригинальный вопрос: https://cooking.stackexchange.com/questions/21816/can-you-estimate-how-long-it-takes-to-reduce-a-liquid

22 Комментария

  1. Я начала с приготовления грушевого повидла, для которого нужна только жидкость — 2 стакана красного вина. Мне нужно выпарить его наполовину, что займёт примерно 18 минут. После того как оно закипит, я оставила его на среднем огне на 9 минут, после чего перелила его в мерный стакан, и оно уже выпарилось на 25 % (получилось 1,5 стакана вина). Я согласен с предыдущими авторами в том, что возраст и мощность вашей плиты влияют на теплоотдачу, но больше всего на это влияет более широкая панель, которая имеет большую площадь поверхности и позволяет жидкости испаряться быстрее.


  1. Ух ты, как сложно! Вот что я узнал за 20 лет готовки и изучения физических наук в Университете Альберты: чтобы вода в кастрюле закипела на плите, нужно 5–7 минут на сильном огне. После этого примерно 10 % воды испаряется (без крышки) в минуту, и примерно через 22 минуты на сильном огне вся вода выкипает. Поэтому, когда я готовлю соусы (растворённые вещества, очевидно, ускоряют закипание воды, поскольку обычная вода обладает высокой удельной теплоёмкостью), я на всякий случай проверяю, не закипела ли вода, в два раза чаще. Таким образом, 1 стакан соуса на сильном огне должен начать выкипать примерно через 3–4 минуты... но никогда не готовьте на сильном огне, потому что это может привести к разложению компонентов соуса. Вместо этого убавьте огонь до среднего и проверяйте через 7 минут, затем через 10 минут и 13 минут для 1 стакана (10, 15 и 20 минут для 2 стаканов). В духовке 177 °C — это средний уровень для испарения жидкости.


  1. Я знаю, что это не работает для рецептов, в которых жидкость, которую вы выпариваете, является побочным продуктом уже приготовленного блюда, но вы сказали, что в данном случае основой соуса были вода, уксус и белое вино.



    Просто приготовьте такую основу заранее, до того, как вы начнёте готовить блюдо. Если вы сделаете это накануне, то не будет иметь значения, сколько времени это займёт, и вы сможете хранить основу в холодильнике, а когда будете готовы добавить её к остальным ингредиентам соуса, просто нагрейте её до комнатной температуры. Хотя приверженцы традиций относятся к этому с пренебрежением, я думаю, что проще всего сделать это в мерном стакане Pyrex в микроволновой печи. Так вы будете уверены, что блюдо приготовлено в нужных пропорциях, и вам не придётся гадать на кофейной гуще, стоя у плиты.


  1. Вместо того чтобы использовать время в качестве несовершенного косвенного показателя объёма, просто измерьте высоту жидкости — это идеальный косвенный показатель объёма†. Вы можете использовать палочку для еды, нож или другой длинный предмет, чтобы погрузить его в жидкость и посмотреть, насколько она глубока в любой точке.



    Например, если в рецепте указано, что жидкость должна уменьшиться до 33 % от первоначального объёма, значит, она готова, когда высота жидкости составит 33 % от первоначальной высоты.



    Конкретные шаги:




    1. Налейте жидкость в кастрюлю†

    2. Измерьте уровень жидкости и отметьте его или запомните каким-то образом

    3. Определите, на какую глубину вы хотите погрузиться

    4. Нагрейте жидкость, периодически измеряя высоту

    5. Остановитесь, когда измеренная высота достигнет желаемого значения



    † Горшок должен иметь одинаковую площадь поперечного сечения на всей высоте. Большинство горшков имеют цилиндрическую форму, так что это не проблема.


  1. Забудьте обо всём этом и подождите 20–30 минут. После этого смесь станет достаточно густой для использования.


  1. Теоретически да, практически нет. Если у вас большой опыт выпаривания соусов с помощью специального оборудования, то можете попробовать, но не стоит использовать это как предлог, чтобы оставить соус выпариваться, пока вы занимаетесь чем-то другим.


  1. Чтобы использовать калькуляторы Cascabel, вам понадобится следующее:



    Эффективность плит (варочных панелей) при нагревании обычной воды в металлическом чайнике:




    • Газ 50% ±5%

    • Галогенная варочная панель 60% ±5%

    • Погружение на 90 % ±5 %

    • Индукция 90 % ±5 %

    • Резистивный (наиболее распространённый электрический тип) 50 % ±5 %



    Трудно добиться эффективности выше 95 % из-за потерь через стенки горшка и т. д.


  1. Если вы используете небольшое количество жидкости, то разница в 20–30 минут будет слишком большой. Если вы используете совсем немного жидкости (для деглазирования) или очень много, то время приготовления не будет укладываться в этот интервал.
  1. Обратите внимание, что если вы измеряете эффективную мощность, как я описал, выпаривая немного воды, то вам не нужно об этом беспокоиться. Я добавлю примечание со ссылкой на ваш ответ, если только вы не захотите отредактировать его в моём ответе (пожалуйста, не стесняйтесь).
  1. В точку! Мне нужно было выпарить 3 л до 2 л, и я использовал эту формулу, чтобы получить результат примерно за 20 минут. Я не знал, сколько ватт у моей конфорки, поэтому предположил, что от 1500 до 2000.
  1. @derobert: я почти уверен, что большая часть того, что вы видите, выходя из кипящего чайника, — это водяной пар, который начал немного конденсироваться, поскольку поднимается в воздух, температура которого значительно ниже точки кипения.
  1. Эта формула не совсем верна: часть воды выходит из кастрюли, не превращаясь в водяной пар, поэтому вы её видите (водяной пар невидим). Вам нужно учесть часть воды, которая выходит в виде тумана.
  1. @Mien: Если я правильно понимаю, то разница в скрытой теплоте парообразования должна быть такой же, как и теплота растворения — количество энергии, выделяемой или поглощаемой при растворении веществ в воде. Я подозреваю, что для всего, что мы едим, эта разница невелика; вы не замечаете значительных изменений температуры, когда растворяете в воде соль или сахар. Но реальные данные позволили бы мне с большей уверенностью утверждать, что...
  1. Интересно. У большинства жидкостей (вина, уксуса, сока) удельная теплота парообразования составляет около 2260 Дж/г? Полагаю, у более крепких напитков она будет немного меньше.
  1. Если выпаривание занимает слишком много времени, а у вас есть свободная конфорка, разогрейте более мелкую и широкую сковороду (например, сотейник) и перелейте туда соус — это немного ускорит процесс.
  1. @ChefFlambe, хорошее предложение, спасибо. Я готовил это блюдо впервые, и в рецепте не было указано примерное время приготовления. Остальное теперь лежит у меня в морозилке.
  1. Насколько я понимаю, вы хотите сказать, что выпарили жидкость, а затем довели соус до нужной консистенции. В будущем готовьте соус заранее и храните его в холодильнике. Когда он вам понадобится, достаньте его и доведите соус до нужной консистенции. Так мы делаем в ресторанах, когда готовим соусы на заказ.
  1. Да, ватты — это единицы измерения мощности. (В некоторых местах вы также можете встретить значения в британских тепловых единицах.) Настройки не имеют особого значения в абсолютном выражении. Температура горелки не так важна — она зависит от мощности, а также от характеристик того, чему передаётся тепло.
  1. Вы имеете в виду количество ватт? Или настройку? Или температуру?
  1. Судя по всему, в первом приближении это может зависеть от мощности вашей плиты. Вы об этом знаете?
  1. Если вы быстро что-то кипятите и используете не слишком глубокую и узкую кастрюлю, то практически вся тепловая энергия конфорки уходит на превращение воды в пар. Скрытая теплота парообразования воды составляет 2260 кДж/кг, поэтому, если вы хотите уменьшить объём чего-либо на V, а мощность вашей плиты составляет P, необходимое время будет равно:



    t = V * (1 g/mL) * (2260 J/g) / P


    Если V измеряется в миллилитрах, а P — в ваттах (Дж/с):



    t (s) = V / P * 2260


    Этот показатель немного изменится, если вы используете очень высокую и узкую кастрюлю, так как конвекция внутри кастрюли, от дна к поверхности жидкости, будет менее эффективной, и больше тепла будет передаваться стенкам кастрюли и уходить в воздух. Но я сомневаюсь, что вы действительно попытаетесь уменьшить что-то подобное. Буква P здесь обозначает эффективную мощность. Например, газовая горелка теряет много тепла по бокам, поэтому заявленная мощность будет выше. Приблизительную эффективность можно оценить по ответу TFD.



    Если вы не знаете мощность своей плиты, то, честно говоря, проще всего будет измерить её, просто засекая время, за которое выкипает определённый объём воды, и действуя от обратного. Чтобы получить точный результат, не нужно доводить кастрюлю до сухого кипения — как только вода испарится, теплообмен может измениться, кастрюля будет нагреваться сильнее, а вода будет разбрызгиваться. Например, вы можете налить в кастрюлю литр воды, кипятить на той мощности, которую собираетесь измерить, пока объём воды существенно не уменьшится, засечь время, а затем вылить воду, чтобы измерить, сколько воды вы выпарили. На этом этапе знание мощности может оказаться излишним; вы можете просто измерить время, за которое объём воды уменьшился, и использовать эти данные, если только мощность не важна для вас по другим причинам.



    Попытаться определить мощность плиты, скажем, по температуре пустой кастрюли или конфорки без кастрюли (при условии, что плита электрическая), будет сложно. Вам придётся учитывать теплообмен между металлом и воздухом, а также конвекцию в воздухе.



    Зависимость от ингредиентов не должна быть значительной — вы всё равно просто кипятите воду, если только в ней нет значительного количества спирта, в этом случае скрытая теплота парообразования будет другой. Скрытая теплота парообразования чистого спирта составляет 841 кДж/кг; я не нашёл хорошей таблицы для смесей.



    Для растворов, как я отметил в комментариях, скрытая теплота парообразования должна быть равна скрытой теплоте парообразования воды плюс/минус теплота растворения растворенных веществ (я забыл, в каком направлении она измеряется). Наиболее распространенными растворенными веществами, вероятно, являются соль и сахар, теплота растворения которых составляет 70 и 16 Дж/г соответственно. (Я нашел эту таблицу и сделал перевод.) Следующее по распространённости вещество, которое, как мне кажется, может присутствовать в значительных концентрациях, — это лимонная кислота; в этой статье сообщается о теплоте растворения, равной -57 Дж/г. Во всех этих случаях она невелика по сравнению с скрытой теплотой парообразования воды, поэтому можно считать, что жидкость — это вода. Возможно, ситуация изменится, если вы будете действительно сильно снижать концентрацию: теплота растворения зависит от концентрации. То есть с термодинамической (статистико-механической?) точки зрения ситуация иная. в почти насыщенном сахарном сиропе, чем в слегка подслащённой воде.


  1. Кажется, вы неправильно поняли вопрос? Автор не спрашивал, как определить, что жидкости достаточно, он хотел заранее узнать, сколько времени это займёт, потому что без этого он не сможет рассчитать время приготовления так, чтобы соус и другие ингредиенты были готовы одновременно.
Вы уже ответили на этот вопрос