Wie funktioniert ein Miracle Thaw?

Miracle Thaws sind Utensilien zum schnellen Auftauen von Lebensmitteln. Legen Sie einen Eiswürfel auf einen und er schmilzt vor Ihren Augen, aber das Ganze fühlt sich kühl an. Wie arbeiten Sie?

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(Inspiriert von dieser Frage: Utensilien zum Auftauen von Fleisch )

food-science utensils thawing

— pabo
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Sie können immer etwas Geld sparen und in kaltem Leitungswasser auftauen, vorausgesetzt, Ihre Artikel sind in Plastiktüten

— Huangism

Antworten:

Referenz: http://www.engineeringtoolbox.com/conductive-heat-transfer-d_428.html

Nehmen wir uns einen Moment Zeit, um die Wärmeübertragungsgleichung zu betrachten. Wenn wir es uns ansehen, können wir die Möglichkeiten für eine effizientere Wärmeübertragung erkennen

q / A = k dT / s 

q / A = heat transfer per unit area (W/m2)
k = thermal conductivity  (W/mK)
dT = temperature difference (oC)
s = wall thickness (m)

Verwenden Sie ein Material mit einer hohen Wärmeleitfähigkeitskonstante (wie Kupfer)
dünneres (!) Material
einen höheren Temperaturunterschied aufrechterhalten

Die Funktionsweise dieser Auftauvorgänge sollte nun leicht verständlich sein. (1) Sie bestehen aus einem Material mit einer sehr hohen Wärmeleitfähigkeitskonstante wie Kupfer. Je höher die Wärmeleitfähigkeit eines Materials ist, desto schneller kann es seine Temperatur an die des umgebenden Materials angleichen.

Dinge, die sich berühren, wollen die gleiche Temperatur haben. Wenn Sie einen Eiswürfel auf ein Kupferblech mit Raumtemperatur legen, sind die Temperaturen sehr unterschiedlich. Sobald sie sich berühren, möchten sie jedoch die gleiche Temperatur haben, sodass die Wärmeübertragung beginnt. Wärme "fließt" vom Kupfer zum Eis, erhöht die Temperatur des Eises (schmilzt es) und senkt die Temperatur des Kupfers. Wärme fließt auch durch das Kupfer selbst, was bedeutet, dass sogar die Teile des Kupfers, die weit vom Eis entfernt sind, Wärme verlieren.

Wenn das Kupfer Wärme verliert, gerät es schnell aus dem Temperaturgleichgewicht mit der Umgebungsluft. Luft und Kupfer wollen aber auch die gleiche Temperatur haben, und so "strömt" Wärme aus der Luft in das Kupfer und bringt es wieder näher an die Raumtemperatur, wodurch das Kupfer das Eis wieder etwas aufheizen kann ... Natürlich gibt es bei diesem Prozess keine bestimmten Schritte: Alle diese Wärmeübertragungen erfolgen gleichzeitig und kontinuierlich. Und solange die Luft eine gewisse Zirkulation aufweist, können Sie davon ausgehen, dass sie eine unbegrenzte Zufuhr von Raumtemperaturwärme ist.

Die Oberseite der Kupferplatte ist wahrscheinlich flach, um die Oberfläche in Kontakt mit dem Eis zu vergrößern. Der Boden der Kupferplatte ist jedoch wahrscheinlich gerippt oder gerippt, um die Oberfläche mit der Umgebungsluft zu vergrößern, jedoch ohne (2) eine größere Dicke zu erzeugen!

Wir könnten auch (3) ansprechen und das Kupfer elektrisch über Raumtemperatur erhitzen, aber dann laufen wir Gefahr, einen Teil des Lebensmittels auf diese Temperatur zu erhitzen. Die Verwendung eines passiven Kupferkühlkörpers hat den Vorteil, dass die Temperatur niemals über die Raumtemperatur ansteigt!

— pabo
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Das einzige, was ich zur Verbesserung sagen würde (soweit es die SA-Erwartungen betrifft), ist es, es eher wie eine Frage im Fragenteil zu formulieren. Also anstatt "Ich werde es erklären", fragen Sie "Wie geht das?" Es ist dir völlig erlaubt, ein bisschen albern zu sein, aber im Fragenbereich sind nur Fragen erlaubt. im antwortbereich sind nur antworten auf diese frage erlaubt.

— Jolenealaska

Gut gemacht. +1 auf die Frage und Antwort.

— Jolenealaska

Interessant! Ich nehme an, das erklärt auch, wie diese kupferkugelförmigen Eismaschinen so schnell arbeiten.

— Archagon

Ich würde vorschlagen, ein Gerät wie dieses eignet sich hervorragend für einen Eiswürfel, da beim Schmelzen des Eises Wasser entsteht, das einen hervorragenden Kontakt mit der Schale hat und sich über eine größere Fläche ausbreitet. Ein Stück Fleisch hingegen schmilzt nicht, breitet sich nicht aus und hat keinen perfekten Kontakt mit dem Tablett (weil es keine Flüssigkeit ist), und der gefrorene Teil des Fleisches hat ein aufgetautes Stück von Fleisch zwischen ihm und dem Tablett, wodurch der Wärmewiderstand signifikant erhöht und somit die Auftaurate verringert wird.

— Phil Frost

Ich finde es genauso effektiv, die Unterseite einer extrem schweren Pfanne zu benutzen wie Auftauteller. Es gilt die gleiche Physik.

— Chuu

Wundertau, auch Auftauwannen genannt, sind einfach Metallstücke mit einem hohen Wärmeübergangskoeffizienten. Materialien mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit übertragen Wärme effizienter als solche mit einer geringen Leitfähigkeit. Aluminium ist billig und weist im Vergleich zu anderen Materialien eine hohe Wärmeleitfähigkeit auf, weshalb die meisten aus diesem Material bestehen.

Auftauwannen funktionieren jedoch nicht so gut, wie Sie es von den Werbespots erwarten würden. Der gleiche Grund, warum Ihre Lebensmittel ohne Auftautablett langsam auftauen, schränkt die Geschwindigkeit ein, mit der sie mit einem Auftautablett auftauen. Dies liegt daran, dass Luft einen schlechten Wärmeleiter darstellt. Wenn Sie etwas auftauen, wird Wärme von der Umgebung (Luft, Gegenfläche usw.) auf das Objekt übertragen, bis sich die Umgebung und das Objekt im Gleichgewicht befinden, dh die Temperaturen beider sind gleich. Ein Auftautablett muss zum Übertragen noch Wärme aus der Umgebung beziehen, und wie schnell es dies kann, wird durch die Tatsache begrenzt, dass es noch Wärme aus der Luft beziehen muss. Wenn Sie ein kaltes Objekt auf ein Auftautablett legen, überträgt das Tablett die Wärme schnell auf das Objekt. Sobald das Tablett jedoch so kalt wird wie das Objekt, hört das schnelle Auftauen auf und es

Auftautabletts können also Eiswürfel schnell zum Schmelzen bringen, und sie werden das Auftauen etwas beschleunigen, nur nicht so sehr.

— GdD
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Bin ich zu Recht davon ausgegangen, dass Sie einen ähnlichen, aber weniger wirksamen Effekt erzielen, wenn Sie Ihre Tiefkühlkost für ein paar Stunden in den Kühlschrank stellen?

— Nzall

Ein Kühlschrank würde das Auftauen verlangsamen, da sich die Umgebung (das Innere des Kühlschranks) und die Lebensmittel weniger stark voneinander unterscheiden. Vielleicht verstehe ich deine Frage nicht.

— GdD

Das Miracle Thaw beschleunigt das Auftauen ein wenig, da es die Wärmeleitfähigkeit zwischen dem aufgetauten Gegenstand und der Luft verbessert. Ein Kühlschrank hat zwar kältere Luft, ist aber immer noch wärmer als die Gefriertruhe. Und weil es normalerweise kälter als 4 Grad im Kühlschrank ist, taut Ihr Essen immer noch auf (obwohl es langsamer und damit weniger stark ist), aber es ist aus Gründen der Lebensmittelsicherheit sicherer als ein Wundertau (Auftauhilfen sind nicht von der FDA zugelassen).

— Nzall

Wenn Sie fragen, ob Lebensmittel im Kühlschrank auftauen, lautet die Antwort Ja.

— GdD

Ich denke, das Risiko dafür ist nicht so sehr ihre übertriebene Behauptung, sondern die Tatsache, dass sie bei Raumtemperatur auftauen und Menschen dazu veranlassen können, die Richtlinien zur Lebensmittelsicherheit zu ignorieren (dh im Kühlschrank oder unter kaltem fließendem Wasser aufzutauen). Ich habe noch nie eines davon gekauft, bezweifle aber ernsthaft, dass es ein ganzes Huhn in weniger als 2 Stunden auftauen könnte und vielleicht nicht einmal ein dickes Stück Fleisch.

— Aaronut