Time-lapse de la formación de una mancha seca en una sartén. Crédito:Alex Fedorchenko
A pesar del uso de sartenes antiadherentes, los alimentos a veces se pegan a una superficie caliente, incluso si se usa aceite. Los resultados pueden ser muy desordenados y poco apetecibles.
Los científicos de la Academia Checa de Ciencias comenzaron una investigación sobre las propiedades fluidas del aceite en una superficie plana, como una sartén. Su trabajo, publicado en Physics of Fluids , de AIP Publishing, muestra que la convección puede ser la culpable de que se nos pegue la comida.
La investigación experimental utilizó una sartén antiadherente con una superficie compuesta por partículas de cerámica. Se colocó una cámara de video sobre la sartén mientras se calentaba y se usó para medir la velocidad a la que se formó y creció una mancha seca. Otros experimentos con una sartén recubierta de teflón mostraron lo mismo.
"Explicamos experimentalmente por qué la comida se pega al centro de la sartén", dijo el autor Alexander Fedorchenko. “Esto es causado por la formación de una mancha seca en la fina película de aceite de girasol como resultado de la convección termocapilar”.
Los alimentos a veces se pegan a una superficie caliente, incluso si se usa aceite o una sartén antiadherente. Los científicos han investigado las propiedades fluidas del petróleo en una superficie plana y su trabajo, publicado en Physics of Fluids, muestra que la convección puede ser la culpable. Izquierda:Punto seco en sartén GRANITEC antiadherente; derecha:punto seco en una bandeja recubierta de TEFLÓN. Crédito:Alex Fedorchenko
Cuando la sartén se calienta desde abajo, se establece un gradiente de temperatura en la película de aceite. Para líquidos comunes, como el aceite de girasol utilizado en el experimento, la tensión superficial disminuye cuando aumenta la temperatura. Se establece un gradiente de tensión superficial, que se aleja del centro donde la temperatura es más alta y se dirige hacia la periferia de la sartén.
Este gradiente establece un tipo de convección conocida como convección termocapilar, que mueve el petróleo hacia afuera. Cuando la película de aceite en el medio se vuelve más delgada que un valor crítico, la película se rompe.
Los investigadores determinaron las condiciones que conducen a puntos secos tanto para películas estacionarias como fluidas. Estas condiciones incluyen una disminución en el espesor de la película local por debajo de un tamaño crítico, así como el tamaño de la región deformada que cae por debajo de un número conocido como longitud capilar.
A veces, los alimentos se pegan a una superficie caliente, incluso si se usa aceite o una sartén antiadherente. Los científicos han investigado las propiedades fluidas del petróleo en una superficie plana y su trabajo, publicado en Physics of Fluids, muestra que la convección puede ser la culpable. Lapso de tiempo de formación de la mancha seca. Crédito:Alex Fedorchenko
“Para evitar manchas secas no deseadas, se debe aplicar el siguiente conjunto de medidas:aumentar el espesor de la película de aceite, calentar moderadamente, humedecer completamente la superficie de la sartén con aceite, usar una sartén con un fondo grueso o remover los alimentos regularmente durante la cocción, ”, dijo Fedorchenko.
El fenómeno también ocurre en otras situaciones, como las películas delgadas de líquido utilizadas en columnas de destilación de fluidos u otros dispositivos que pueden tener componentes electrónicos.
“La formación de puntos secos o la ruptura de la película juegan un papel negativo, lo que provoca un fuerte sobrecalentamiento de los componentes electrónicos”, dijo Fedorchenko. "Los resultados de este estudio pueden, por lo tanto, tener una aplicación más amplia".
Referencia:"Sobre la formación de puntos secos en películas líquidas calentadas" por Alexander Fedorchenko y Jan Hruby, 2 de febrero de 2021, Física de fluidos .
DOI:10.1063/5.0035547
