今日のおじさん、なに食べました? (仮)

妻の料理と、おじさんの毎日の記録です。ほんのり工学テイスト。

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圧力鍋の圧力は?~現品の寸法から推定すると
【今日の料理】 2011/4/5 夕食
 今日は、贅沢に牛肉です。とはいっても、100g=98円の、オーストラリア産です。



★米飯、十穀入り

★スープ、卵・豆苗
 豆苗は、以前買ったものの根を水栽して、生えてきたもの。

★いんげんと牛肉のしょうゆ煮
 はちみつ・しょうゆに漬けた牛肉を、ごま油で炒めた後、いんげんと共にしょうゆで煮たもの。最後に入れるかつお節が、効いています。
 レシピは、文献[1]によりますが、今回は圧力鍋を使いました。が、加熱しすぎたのか、安い肉だったからか、肉が、少し固くなってしまいました。

[1]奥園壽子;超ムダなし!食べきりレシピ、家の光協会、(2009)

★なす・ピーマン・じゃがいものみそ煮

★ひじき煮
 昨日の夕食後に作ったもの。

★ぽんかん
 半分くらい、痛んでいました。


【今日の料理工学】 圧力鍋の圧力は?~現品の寸法から推定すると
 当方,料理には,圧力鍋を好んで使っています.なんといっても,短時間で,材料が柔らかく煮えるのが,魅力です.
 この圧力鍋,どれくらいの圧力がかかっているのか?というのを,考察してみました.

 私の使用している圧力鍋は,「松居一代の圧力鍋」です。

 この圧力鍋には、下図1のような蓋が付いています.左側の取手の根元にある赤い部品が,圧力をかけるための錘で,ここから蒸気が噴出します.
<図1>
z20110405z1.jpg


 錘は,下図2のような形状です.2部品の入れ子式構造となっています.内側部分の質量m1は,m1≒50g,外側部分の質量m2は,m2≒30gでした(測定器=料理用電子秤,タニタ製).
<図2>
z20110405z2.jpg


 下図3は,錘をはずしたときの,蒸気噴出し口です.この噴出し口の上に,錘が載ります.圧力が上がると,錘が持ち上がって蒸気を逃がして,鍋の内部の圧力を一定に保つようになっています.錘と取り付け状態(向き)によって,錘の内側部分のみが噴出し口の上に載る状態A(低圧調理)と,錘の内側・外側の全体が噴出し口の上に載る状態B(高圧調理)と,切り替えられるようになっています.
 噴出し口の穴の直径dは,d=3mmでした(測定器=ノギス,ミツトヨ製).
<図3>
z20110405z3.jpg


 圧力鍋を加熱し,圧力鍋内部の圧力があがってくると,蒸気噴出し口の圧力によって,錘が持ち上げられます.このとき,蒸気噴出し口の圧力をP[N/mm^2]とすると,力の釣り合いから,以下が成り立ちます.
 P×A=m×g
 ここで,
  A:蒸気吹き出し口の面積[mm^2]=π×(d/2)^2=3.14×(1.5mm)^2=7.065mm^2
  m:錘の質量[kg]
  g:重力の加速度[m/s^2]=9.8[m/s^2]

 錘の質量は,錘の取り付け状態によって,状態Aでは錘の質量はm1≒50g=0.05kg,状態Bでは錘の質量はm1+m2≒80g=0.08kgとなります.

 以上から,圧力鍋内部の圧力は,以下のように計算できます.
 状態A(低圧調理):P=0.05kg×9.8m/s^2/7.065mm^2=0.0693N/mm^2≒0.07MPa
 状態B(高圧調理):P=0.08kg×9.8m/s^2/7.065mm^2=0.110N/mm^2 ≒0.1MPa
 実際には,圧力鍋は大気中で使われますから,上に大気圧≒0.1MPaを加えただけの圧力がかかっていることになります.
 以上の結果を見ると,高圧調理では,圧力鍋内部の圧力は,約0.2MPaですから,水深10mでの圧力と同等ということになります.しかし,機械工場などで,よく使用している高圧空気は,0.4MPaが一般的ですから,それほど高い圧力とは感じません.

 検算のために,類似した圧力鍋の仕様を調べてみました.(当方所有の圧力鍋には,圧力の記載はありませんでした.)
 たとえば,「ワンダーシェフ レギュラー圧力鍋 3.0L」では,0.08MPa(加圧分)となっていました[1].
[1]ワンダーシェフHP
 http://www.wonderchef.jp/cooker/regular/


 上の計算と,オーダー的には同等ですので,まあ良い見積もりと言えそうです.

【今回の結論】
 圧力鍋の中の圧力は,約0.2MPa(約2気圧)と,推定される.



圧力鍋編・次の記事:圧力鍋の温度

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圧力鍋の発明者
マツジョンさん こんにちは

瓶詰めのジャムの開発者ニコラ・アペールについて調べていました。すると圧力鍋の発明者も判明しました。蒸気機関で知られたドニ・パパンです。彼はボイルやフックと実験を重ねました。
何故ボイルが気体の実験を熱心に行ったか?食品の保存と言う具体的な開発課題があったからです。
271828 | URL | 2011/07/24/Sun 11:31 [編集]
>271828 さん
 コメントありがとうございます.圧力鍋の発明者は,初耳でした.

 実家の母は,家庭菜園で採れるブラックベリーで,いつもジャムを作っています.我が家では,毎朝,ヨーグルトにかけて食べています.
マツジョン | URL | 2011/07/25/Mon 00:02 [編集]



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