每當走過戲院、兒童樂園或攤位遊戲活動等場所時,都總會有吸引人的爆谷香味,為何粟米粒能變成爆谷?現在就運用 STEM 來逐一拆解。
爆谷的原材料是粟米粒,粟米粒有胚乳之外,內部主要成分是堅硬緊實的澱粉,還有一些油脂蛋白質和水分,以及一層堅硬而又密封的外殼表皮包圍著。
當粟米粒被加熱時,內部的水分會因為被加熱而變成水蒸氣,而油同樣地被氣化,不透水氣的外皮緊緊地包裹著內裏澎脹中的氣體,因此在內部形成了高壓蒸氣,粟米粒中的澱粉因遇到蒸氣而開始膠化及軟化,以致可任意變形。當粟米粒的內部壓力持續增加到約 930kPa 及溫度約 180o℃ 時,粟米粒的外皮因無法承受更高的壓力而突然破裂,高壓蒸氣、澱粉和蛋白質一起噴湧而出,形成泡沫狀形態爆破出來。
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爆谷機的工程原理
爆谷機在設計上主要分為兩部分,分別是加熱裝置和爆谷收集箱。加熱裝置是一個金屬容器負責盛載製作爆谷所需的材料,同時容器內藏發熱裝置及溫度感應控制器,限制加熱上限至約 180℃。此外,加熱裝置上有一個可活動的蓋,防止粟米粒爆開成爆谷時到處亂彈,並且安裝在高處,好處就是可以利用了地心引力,把爆谷倒到下方的爆谷收集箱內,十分方便。
爆谷爆出的形狀會因粟米粒內部的水分和外皮的軟硬度而有所不同,市面上常出現的爆谷有蝴蝶形爆谷和蘑菇形爆谷兩種。
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如何在家製作爆谷?
工具:平底鑊及鑊蓋。
材料:爆谷用的乾粟米粒、油。
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粟米粒變成爆谷後的體積有甚麼改變?
粟米粒因壓力超過外皮承受的極限及無法承受其膨脹時,就會自然爆裂開來,而它的體積會瞬間膨脹約 20 至 30 倍。
從爆谷爆開原理看壓力煲
不少家庭都用壓力煲煮食,由於液體在較高氣壓下,沸點會提升,壓力煲利用這物理現象,讓煲內的水加壓,令水可達較高溫度而沸騰,加快煮食所需時間。
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當壓力煲的內部壓力,超過其物料所能承受時,就有機會發生爆炸,壓力煲爆炸與形成爆谷十分相似。如果壓力煲的放氣門出現故障,或被外物塞住,會無法釋放煲內壓力,而引致發生爆炸。若有使用壓力煲烹煮豆類食材就要特別留意,若不仔細清潔該煲及放氣門,殘餘的豆子就可能塞住放氣門,容易發生危險。
運用 STEM 的知識和技巧,可以發現到不同物件之間的關聯之處,再加以思考就可以想出不同的應用層面。