Τι είναι το ειδικό βάρος (και γιατί να το χρησιμοποιείτε όταν φτιάχνετε μηλίτη ή μπύρα);
Εάν έχετε φτιάξει τη δική σας μπύρα ή φτιάξατε τον δικό σας μηλίτη, πιθανότατα θα έχετε συναντήσει τον όρο:ειδικό βάρος. Είναι ένα εργαλείο που χρησιμοποιείται συνήθως για να καθορίσει πόσο αλκοόλ θα πάρετε στο τελικό ποτό σας. Τι σημαίνει όμως στην πραγματικότητα; Και πώς το καθορίζετε;
Ξεκινά με πυκνότητα
Πριν σκάψουμε στο ειδικό βάρος, πρέπει να δούμε μια βασική ιδιότητα:την πυκνότητα. Η πυκνότητα ενός αντικειμένου, π.χ. ένα marshmallow ή ένα φιστίκι, είναι το βάρος ενός συγκεκριμένου όγκου αυτού του υλικού. Ο όγκος ενός υλικού είναι πόσο χώρο καταλαμβάνει αυτό το υλικό, για παράδειγμα, θα μπορούσε να είναι ένα λίτρο ή ένα γαλόνι. Μαθηματικά εκφράζεται σε:
ρ =m / V
ρ =πυκνότητα (την εκφράζουμε σε kg/l)
m =βάρος/μάζα (χρησιμοποιούμε κιλά)
V =όγκος (χρησιμοποιούμε λίτρα)
Τα αντικείμενα με πολύ υψηλή πυκνότητα ζυγίζουν πολύ, ακόμη και για μικρό όγκο του υλικού. Το αντίθετο ισχύει επίσης, ένα αντικείμενο με πολύ χαμηλή πυκνότητα ζυγίζει πολύ λίγο για τον ίδιο όγκο.
Μια καλή αναφορά:νερό
Το πιο κοινό συστατικό στα τρόφιμα είναι το νερό. Σχεδόν κάθε τρόφιμο περιέχει τουλάχιστον λίγο νερό. Το καθαρό νερό έχει πυκνότητα περίπου 1 kg/l. Αυτό σημαίνει ότι 1 λίτρο νερού ζυγίζει 1 κιλό*. Αυτό είναι που κάνει τόσο εύκολη τη ζύγιση και τη μέτρηση του νερού. Γνωρίζετε ότι το 1 λίτρο ζυγίζει 1 κιλό, επομένως οι μετρήσεις όγκου και βάρους είναι γενικά εναλλάξιμες.
Το νερό χρησιμοποιείται συχνά ως σημείο αναφοράς για τις τιμές πυκνότητας και ως εκ τούτου, θα το κάνουμε και σε αυτό το άρθρο. Ας ρίξουμε λοιπόν μια ματιά σε μερικά άλλα και να δούμε πώς συγκρίνονται με το νερό.
*Αυτή η δήλωση δεν είναι 100% ακριβής, στην πραγματικότητα, αποκλίνει ελαφρώς, ωστόσο, για τους περισσότερους πρακτικούς σκοπούς σε μια κουζίνα είναι πολύ καλή η χρήση της. Επίσης, λάβετε υπόψη ότι αυτό λειτουργεί για κιλά και λίτρα, καθώς και για γραμμάρια και χιλιοστόλιτρα. Εάν χρησιμοποιείτε ουγγιές ή λίρες, η μετάφραση ένα προς ένα δεν λειτουργεί.
Τρόφιμα πολύ χαμηλής πυκνότητας
Παντού γύρω σας, είστε περιτριγυρισμένοι από αέρα (εκτός αν το διαβάζετε όταν βρίσκεστε στο διάστημα;-). Ο αέρας είναι ένα εξαιρετικό παράδειγμα υλικού πολύ χαμηλής πυκνότητας. 1 λίτρο αέρα ζυγίζει πολύ λιγότερο από 1 κιλό. Στην πραγματικότητα, αυτός ο ίδιος όγκος αέρα ζυγίζει μόνο το 1/1.000 του αυτού που θα ζύγιζε ο ίδιος όγκος νερού. Αυτό είναι καλό, φανταστείτε να μας πιέζει βαρύς αέρας όλη μέρα.
Τα τρόφιμα που περιέχουν πολύ αέρα τείνουν να έχουν επίσης πολύ χαμηλή πυκνότητα. Marshmallows, αφρός πάνω από μπύρα, ή γαλλική μαρέγκα, αλλά και ψωμιά. Όλα περιέχουν πολύ αέρα και ως εκ τούτου έχουν πολύ χαμηλή πυκνότητα. Ακόμη και τα πολύ μεγάλα marshmallows ή μαρέγκες δεν είναι τόσο βαριά.
Τρόφιμα χαμηλής πυκνότητας
Θυμάστε πώς το λάδι επιπλέει πάνω στο νερό; Αυτό συμβαίνει επειδή το λάδι έχει μικρότερη πυκνότητα από το νερό. Ένα προϊόν με χαμηλότερη πυκνότητα ζυγίζει λιγότερο για τον ίδιο όγκο. Ως αποτέλεσμα, θα κινείται αργά από πάνω, ενώ το «βαρύτερο» υγρό βυθίζεται.
Η πυκνότητα των περισσότερων ελαίων στα τρόφιμα είναι περίπου 0,9 kg/l. Αυτό είναι λίγο λιγότερο από το 1,0 kg/l για το νερό.
Τρόφιμα υψηλής πυκνότητας
Μπορείτε να αυξήσετε την πυκνότητα του νερού διαλύοντας άλλα συστατικά στο νερό. Η διάλυση των άλλων συστατικών θα αυξήσει το βάρος του νερού περισσότερο από τον όγκο (αν και ο όγκος θα αλλάξει επίσης). Όταν συζητάμε το ειδικό βάρος με περισσότερες λεπτομέρειες παρακάτω, θα επικεντρωθούμε στα διαλύματα ζάχαρης. Τα διαλύματα ζάχαρης είναι γνωστό ότι είναι πιο πυκνά από το καθαρό νερό. Όσο περισσότερη ζάχαρη διαλύεται στο νερό, τόσο πιο πυκνή γίνεται.
Κάθε άλλο τρόφιμο που βυθίζεται όταν πέσει στο νερό θα έχει μεγαλύτερη πυκνότητα από το νερό. Ένα παχύρρευστο μπράουνι, ένα κομμάτι τζάγκερι, μια μπάρα σοκολάτας, σκόνη κακάο (γι' αυτό καθιζάνει στο γάλα σοκολάτας).
Σύγκριση πυκνοτήτων =Ειδικό βάρος
Δεν είναι πάντα εύκολο να μετρηθεί η πυκνότητα μιας ουσίας. Αντίθετα, μπορεί να είναι ευκολότερο να συγκρίνουμε την πυκνότητα μιας ουσίας με ένα σημείο αναφοράς. Στην περίπτωση των υγρών (στα οποία θα επικεντρωθούμε στο υπόλοιπο αυτού του άρθρου) αυτή η αναφορά είναι γενικά το νερό.
Το ειδικό βάρος (ονομάζεται επίσης σχετική πυκνότητα) είναι το μέτρο που χρησιμοποιείται για τη σύγκριση των δύο πυκνοτήτων. Μαθηματικά εκφράζεται ως:
ειδικό βάρος =σ.γ. =υγρό δοκιμής πυκνότητας / υγρό αναφοράς πυκνότητας
Εάν η πυκνότητα του υγρού δοκιμής είναι μεγαλύτερη από αυτό της αναφοράς (π.χ. διάλυμα ζάχαρης), το ειδικό βάρος είναι> 1,0 . Εάν η πυκνότητα του υγρού δοκιμής είναι μικρότερη από αυτό της αναφοράς (π.χ. λάδι), το ειδικό βάρος είναι <1,0 .
Η θερμοκρασία είναι σημαντική
Λάβετε υπόψη ότι η πυκνότητα ενός υγρού εξαρτάται πολύ από τη θερμοκρασία. Το ζεστό νερό έχει μικρότερη πυκνότητα από το κρύο. Ως αποτέλεσμα, το ειδικό βάρος μπορεί επίσης να εξαρτάται από τη θερμοκρασία.
Πότε χρησιμοποιείτε το ειδικό βάρος;
Μια κοινή χρήση ειδικού βάρους είναι, όπως αναφέραμε στην αρχή, για την παρασκευή αλκοολούχων ποτών όπως μπύρα, κρασί και μηλίτη. Με οποιοδήποτε από αυτά τα ποτά, τα σάκχαρα στα δημητριακά, τα σταφύλια ή τα μήλα μετατρέπονται σε αλκοόλ από τη μαγιά (μέσω της ζύμωσης). Όσο περισσότερη ζάχαρη περιέχει το αρχικό υγρό, τόσο περισσότερο αλκοόλ μπορούν να κάνουν αυτές οι ζύμες από τη ζάχαρη (μέχρι ένα ορισμένο όριο). Ως αποτέλεσμα, η ποσότητα των σακχάρων που υπάρχουν στην αρχή της διαδικασίας είναι ένας σημαντικός παράγοντας για τον καθορισμό της ποσότητας αλκοόλης που θα σχηματιστεί.
Είναι ακριβό και δύσκολο να αναλύσουμε την περιεκτικότητα σε ζάχαρη ενός υγρού. Ωστόσο, είναι πολύ πιο εύκολο να μετρήσετε τη σχετική πυκνότητα/ειδικό βάρος ενός υγρού. Υποθέτοντας ότι είναι κυρίως τα σάκχαρα που επηρεάζουν την πυκνότητα του αρχικού υγρού, μπορείτε να κάνετε μια λογική εκτίμηση της περιεκτικότητας σε ζάχαρη ενός υγρού μετρώντας το ειδικό βάρος/σχετική πυκνότητα!
Υπολογισμός περιεκτικότητας σε αλκοόλ
Κατά την παρασκευή μπύρας ή την παρασκευή μηλίτη μήλου, η πυκνότητα του υγρού θα αλλάξει κατά τη διάρκεια της ζύμωσης. Στην αρχή, θα έχετε πολύ περισσότερα σάκχαρα από ό,τι στο τέλος. Οι ζυθοποιοί γενικά υποθέτουν ότι όλα τα σάκχαρα που έχουν εξαφανιστεί έχουν μετατραπεί σε αλκοόλ. Ως εκ τούτου, μόλις μάθετε πώς αλλάζει η πυκνότητα του υγρού σας, μπορείτε να κάνετε μια λογική εκτίμηση της περιεκτικότητας του ποτού σας σε αλκοόλ. Υπάρχουν αριθμομηχανές για αυτό και εξαρτώνται ελαφρώς από τη διαδικασία και τα συστατικά που χρησιμοποιούνται.
Πώς μπορείτε να μετρήσετε το ειδικό βάρος;
Δεν χρειάζεστε πολύπλοκα εργαλεία για να μετρήσετε το ειδικό βάρος ενός υγρού. Ένα ευρέως χρησιμοποιούμενο, απλό εργαλείο, είναι το υδρόμετρο.
Υδρόμετρο
Ένα υδρόμετρο είναι συχνά ένας σταθμισμένος γυάλινος σωλήνας (βλ. φωτογραφία). Απλώς τοποθετείτε το υδρόμετρο στο υγρό που θέλετε να αναλύσετε. Ανάλογα με την πυκνότητα του υγρού θα βυθιστεί σε αρκετά χαμηλά επίπεδα, ή θα επιπλέει αρκετά ψηλά. Το υδρόμετρο θα βυθιστεί χαμηλότερα σε λιγότερο πυκνά υγρά και θα παραμείνει πιο ψηλά σε πιο πυκνά υγρά.
Τα υδρόμετρα βαθμονομούνται για συγκεκριμένο σκοπό. Για παράδειγμα, μπορούν να βαθμονομηθούν για μια συγκεκριμένη θερμοκρασία ή έναν συγκεκριμένο τύπο υγρού (αν και τα περισσότερα είναι κατασκευασμένα για να συγκρίνονται με το νερό).
Η μέτρηση του ειδικού βάρους είναι ένα τέλειο παράδειγμα χρήσης μιας ιδιότητας (πυκνότητας) για να μάθετε κάτι για μια άλλη ιδιότητα (περιεκτικότητα σε ζάχαρη και αλκοόλ). Δεδομένου ότι το φαγητό και το ποτό είναι τόσο περίπλοκα, θα το δείτε να γίνεται αρκετά συχνά! Είναι ένας τρόπος να μάθουμε κάτι για το φαγητό μας, χωρίς να χρειάζεται να κάνουμε την πιο περίπλοκη επιστήμη πίσω από αυτό! Αυτό κάνουν αρκετά τακτικά οι επιστήμονες τροφίμων.
Αναφορές
Randy Mosher, Mastering Homebrew, 2015, Chronicle Books, σελ. 32-33
