■ 스텐팬 사용법 검색
인터넷이나 Youtube에서 스테인레스 팬 사용하는 방법에 대해 검색해보면
여러가지 이론, 다양한 예열 방법을 설명하고 있다.
- 약불에서 10분 예열, 식혔다가 기름두르고 사용
- 약불에서 4~5분 예열
- 중불에서 3분 예열
- 강불로 가열하다가 불을 줄여서 식혀서 사용
- 식용유를 부어서 기름띠가 생기는지 확인(물결무늬)
- 물방울을 떨어뜨려서 증발하지 않고 굴러다니는지 확인(머큐리 볼)
우리집에서는 지금까지 중불에 2분 예열한 후 사용하고 있었는데,
이렇게 여러가지 방법이 검색되는 걸 보면 정확한 원리에 대해 이해하고 있는 사람은 많지 않은 것 같다.
■ 스텐팬 온도 추정
학교에서 배운 열전달식에 따라 스텐팬의 온도를 추정(계산)해 볼 수 있다.
Q = m Cp ΔT → ΔT = Q / (m Cp)
ΔT : 스텐팬의 온도상승[℃]
Q,열량[J] : 쿡탑/버너의 화력[W, J/s] × 가열시간[s]
m, 질량[g] : 스텐팬 크기/재질/종류에 따라 다름
Cp, 비열[J/g℃] : 스텐팬 재질/종류에 따라 다름. 스테인레스는 약 0.5J/g℃
그런데
Q : 쿡탑/버너에 따라 화력이 다르고, 사람마다 예열 시간이 다르다.
m : 스텐팬 크기/재질/종류에 따라 무게가 다르다.
Cp : 스텐팬 재질/종류에 따라 비열이 다르다.
실제 예를 들어 계산해 보면,
Q : 전기 쿡탑 화력 1000W(J/s) × 2분(120s) = 120,000 Joule
m : 스텐팬 1kg(1000g)
Cp : 스테인레스 비열 0.5J/g℃ 일 때,
→ 온도상승 ΔT = Q / mCp = (1000J/s × 120s) / (1000g × 0.5J/g℃) = Δ240℃
팬의 초기온도가 20℃였다면 Δ240℃ 상승한 260℃가 된다.
만약 직경이 작고 얇은 팬이어서 무게가 500g이라면?
→ 온도상승이 2배인 Δ480℃가 되어 최종 온도는 500℃가 된다.
만약 쿡탑 화력이 600W로 작았다면?
→ 온도상승이 0.6배인 Δ144℃가 되어 최종 온도는 164℃가 된다.
'중불에서 3분 가열한다'와 같은 방식으로는 팬의 온도가 몇 ℃인지 정확히 알 수 없고,
결국 예열 여부를 이렇게 불특정 화력과 시간으로 결정해서는 안된다.
■ 스텐팬 예열 방법 추천
여러 곳을 찾아본 결과, Youtube '쿠자의 주방'에서 설명하는 내용이 제일 납득이 가고 좋은 방법인 것 같다.
출처: '쿠자의 주방'
https://www.youtube.com/watch?v=BV-LXNvj0cM
결론만 정리하면 아래와 같다
① 스텐팬을 중불에서 1분 예열후 식용유를 넣는다.
② 기름띠가 생기면 (기름이 우글우글해 보이면) 불을 끈다.
③ 불끄고 1분 기다렸다가 다시 불을 켜고 조리를 시작한다.
스텐팬에 음식물이 안 붙는 이유는 팬이 예열이 되어서가 아니라, 팬과 음식물 사이에 기름(식용유)이 막을 형성해서 코팅팬과 같은 효과를 내는 것.
불을 끄고 1분 기다리는 이유는 스텐팬에 화염이 닿는 곳(전기 쿡탑도 마찬가지)과 아닌 곳의 온도차이가 있기 때문에
열이 골고루 퍼져서 스텐팬 전체적으로 온도가 균일하게 되도록 하기 위함.
'쿠자의 주방'에서 말하는 대로 쿡탑/버너에 상관없이 1분정도 가열한 후에 기름을 넣고 물결모양(우글우글)이 생길 때까지 기다린다는 것이 공통적으로 적용할 수 있는 방법인 것 같다.
이 기다리는 시간이 각 가정의 스텐팬종류, 쿡탑/버너 종류에 따라 차이나는 열량(에 의한 온도)을 조정하는 시간이 될 것이다. (열전달 측면에서의 이해. ^^)
그 후에 불끄고 1분 더 기다리는 것은 스텐팬의 위치별 온도차를 균일하게 하기 위함이고.
■ 라이덴프로스트 효과, 머큐리 볼
스텐팬 예열방법을 검색해보면 스텐팬 위에 물방울을 떨어뜨렸을 때 퍼지지 않고 통통 튀면 예열이 잘 된 것이라고 말하는 경우가 있다. 이런 현상을 머큐리 볼, 라이덴프로스트 효과라고 한다.
라이덴프로스트 효과(Leidenfrost Effect)를 검색해보면, 어떤 액체가 끓는점보다 훨씬 높은 온도의 물체에 접촉할 경우 빠르게 액체가 끓으면서 증기로 이루어진 절연층/단열층이 생성되는 효과라고 한다.
이 효과에 의해 달궈진 스텐팬에 물방울을 떨어뜨리면 증발하지 않고 굴러다니게 된다.
※ youtube '쿠자의 주방' 다른 동영상을 보면 스텐팬을 예열한 후에 적외선 온도계로 측정하더니 "88℃정도"라고 이야기하고 넘어가는 장면이 있다. 원리상 물의 증발온도인 100℃이상이 되어야 머큐리볼 현상이 생기므로 88℃일리는 없고, 스테인레스여서 표면 emissivity 때문에 적외선 온도계가 정확히 측정하지 못한 것 같다.
실제로 스테인레스 팬 아래에 Thermocouple을 붙여서 온도를 측정해봐야 정확할 것 같은데...
머큐리볼 현상으로 스텐팬 예열을 판단하면 안되는 이유는, 스텐팬이 400℃이상 지나치게 과열된 경우에도 머큐리볼 현상은 생기니 이렇게 과열된 상태로 조리하는 것도 좋지 않다고 한다. (기름 변성?)
■ 라이덴프로스트 온도
유동을 형성하는 외력이 없는 Pool Boiling일 때 표면 온도에 따른 열전달률 Graph를 보면 천이비등에서 막비등으로 바뀌는 변곡점이 Leidenfrost Point인데, 찾아본 자료마다 온도가 서로 다르다.
윗 그림에서 D점이 Leidenfrost Point인데 이 자료에는 120℃라고 적혀 있다.
그림 오른쪽 물방울(floating drop)과 hot surface 사이에 0.1~0.2mm의 Vapor layer가 생기기 때문에 물방울이 스텐팬 위를 구슬처럼 돌아다니게 된다.
어떤 자료는 120℃, 어떤 자료는 320℃, 쿠첸 쿡탑의 팬예열기능은 230℃로 되어 있는 등 서로 온도값이 다르다.
가장 흔하게 사용되는 '물'에 대해서도 라이덴프로스트 온도가 몇 도인지 인터넷 검색으로 찾지 못했다.
혹시 누구 아시는 분 계시면 댓글로라도 알려주세요. ^^
...
결론적으로 '쿠자의 주방'에서 말한 방법을 참고해서, 자기가 사용하는 쿡탑/버너에서 스텐팬으로 실제로 해보고 필요한 화력설정과 소요되는 시간을 파악하는게 좋겠다.
*^_^* 다들 요리 성공하시길~
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