Sociálne siete zaplavili videá, v ktorých sa na rozpálený gril alebo panvicu položí kocka ľadu. Ozve sa syčanie, zdvihne sa para a nečistoty sa uvoľnia takmer bez drhnutia. Na prvý pohľad to vyzerá ako kúzlo. V skutočnosti ide o veľmi zaujímavú kombináciu fyzikálnych a chemických dejov, ktoré bežne prebiehajú aj v našej kuchyni.
Keď ľad dopadne na silne zahriaty povrch, nastane prudký teplotný šok. Kov má vysokú teplotu, zatiaľ čo ľad je na hranici 0 °C. Tento rozdiel spôsobí rýchlu premenu vody na paru a vznikne intenzívny jav nazývaný Leidenfrostov efekt. Voda sa na okamih „vznáša“ na vrstve pary, ktorá ju oddeľuje od kovu¹. Práve tento efekt má praktický význam. Rýchla tvorba pary vytvára mikroexpanziu medzi povrchom kovu a pripálenými zvyškami jedla. Dochádza k ich mechanickému uvoľneniu. Para zároveň preniká do mikroskopických nerovností povrchu a pomáha rozrušiť vrstvy tukov a zvyškov bielkovín. Výskum fyziky varu a povrchových javov ukazuje, že pri dostatočne vysokej teplote vzniká stabilná parná vrstva, ktorá mení prenos tepla aj správanie kvapaliny na povrchu¹. To je dôvod, prečo tento trik funguje najmä na veľmi horúcom grile.
Pri grilovaní sa tuky oxidujú a dochádza k ich polymerizácii, čím vzniká pevnejšia, lepivá vrstva. Tá sa pri vysokých teplotách čiastočne karbonizuje. Náhle ochladenie spôsobí rozdielne zmršťovanie kovu a vrstvy pripáleniny. Tento rozdiel vytvára mikropraskliny, ktoré uľahčujú oddelenie nečistôt od povrchu.
Podobný princíp využívajú aj profesionálne parné čističe, kde sa kombinuje vysoká teplota a tlak pary. Para má schopnosť narušiť štruktúru tukov a zároveň fyzikálne uvoľniť nečistoty².
Jednou z hlavných výhod tejto metódy je, že sa dá čiastočne obísť použitie saponátov. Saponáty fungujú na princípe znižovania povrchového napätia a emulgácie tukov, no pri silnom znečistení vyžadujú mechanické drhnutie. Pri čistení ľadom alebo parou pôsobí najmä vysoká teplota, tlak pary a mechanická expanzia, nie chemická reakcia čistiaceho prostriedku. Výhodou je menšia chemická záťaž povrchu aj životného prostredia.
Z pohľadu environmentálnej chémie je zníženie používania detergentov spojené s nižším uvoľňovaním povrchovo aktívnych látok do odpadových vôd³. Konkrétne environmentálne štúdie uvádzajú, že obmedzenie používania detergentov môže znížiť prítomnosť surfaktantov v odpadových vodách o desiatky percent v závislosti od intenzity používania, pričom pri profesionálnom prechode na parné čistenie sa popisuje zníženie chemickej spotreby až o 70 až 90 percent³.
Štúdie o účinnosti parného čistenia ukazujú, že vysoká teplota nad 100 °C môže významne znížiť mikrobiálnu záťaž bez použitia chemikálií⁴, pričom sa popisuje redukcia bežných baktérií ako Escherichia coli alebo Staphylococcus aureus o viac ako 90 až 99 percent pri dostatočnom čase expozície.
Na druhej strane, para ani ľad nemajú dezinfekčný účinok porovnateľný s chemickými prostriedkami. Hoci vysoká teplota dokáže výrazne redukovať množstvo vegetatívnych baktérií, menej účinná je proti bakteriálnym spóram, napríklad rodu Clostridium, a niektorým teplu odolným vírusom. Úplnú hygienickú istotu v rizikových podmienkach preto poskytujú až kombinované metódy čistenia, teda fyzikálny zásah spolu s chemickou dezinfekciou⁴.
Princíp teplotného šoku a pary využívajú:
Medzi hlavné výhody patrí jednoduché uvoľnenie pripálenín, menšia potreba detergentov a ekologickejší prístup. Ide o kombináciu termálnej energie, parného tlaku a rozdielnej tepelnej rozťažnosti materiálov, ktorá pracuje v náš prospech.
Medzi riziká patrí možnosť deformácie tenších povrchov pri prudkom ochladení alebo vznik mikrotrhlín pri opakovanom teplotnom šoku na ktoré poukazujú aj materiálové štúdie popublikované v časopise Materials Science and Engineering⁵.
Virálny trend čistenia horúceho grilu ľadom nie je len efektný trik. Je to ukážka toho, ako fyzikálne a chemické zákony fungujú v bežnom živote. Teplotný šok, tvorba pary, mikroexpanzia a rozdielna rozťažnosť materiálov dokážu nahradiť časť chemického čistenia. Veda tak nie je vzdialená laboratóriám. Je prítomná aj v domácnosti. A niekedy stačí obyčajná kocka ľadu, aby sme ju videli v priamom prenose.
Ing. Mária Zajičková, PhD.
organická chemička, popularizátorka vedy
Vysvetlivky:
Leidenfrostov efekt – jav, pri ktorom kvapalina pri kontakte s veľmi horúcim povrchom vytvára izolujúcu parnú vrstvu.
Mikroexpanzia – zväčšenie objemu vrstvy nečistôt alebo vody pri prudkej zmene teploty
Polymerizácia tukov – chemická reakcia tukov pri vysokej teplote, pri ktorej sa tvoria väčšie molekuly
Karbonizácia – premiena organických zvyškov na uhlíkovú vrstvu pri vysokej teplote.
