Tempo e temperatura vs energia necessária para mudanças na estrutura das moléculas

A hipótese é de alguma forma válida. A versão que é verdadeira é: há uma correlação entre a quantidade total de energia que entrou na carne e o grau de cozimento. E como a energia total é a taxa de entrada de energia multiplicada pelo tempo que você está adicionando energia ao sistema, o tempo e o calor são intercambiáveis até certo ponto.

No entanto, não há "quantidade total de energia" constante que precisa entrar na carne. A desnaturação de proteínas é um processo estocástico complicado. Se assumíssemos que temos uma camada uniforme de carne e uma fonte de calor perfeitamente uniforme paralela a ela, ainda não teríamos uma quantidade total de energia constante. É um pouco menos perceptível com a carne, onde os métodos de preparo são limitados (*), mas nos ovos é fácil observar que a velocidade com que as gemas são aquecidas terá uma diferença perceptível na textura final de um creme.

Mesmo que você consiga usar uma faixa útil para a "quantidade total de energia", você ainda não pode prever o tempo necessário para uma determinada peça de carne a uma determinada temperatura. Estamos falando de um complexo sistema não linear aqui. Essa parte é uma duplicata de outra pergunta, então vou simplesmente postar um link para minha resposta mais antiga .

Portanto, no final, há uma boa razão pela qual você deve verificar o caráter ao invés de tentar prever o caráter. Ou, no caso especial do sous vide, use os gráficos empiricamente determinados que alguém mais compilou. Calculá-lo por si mesmo é completamente impraticável.

Há duas grandes coisas acontecendo quando você cozinha carne:

• trazendo até a temperatura desejada
• segurá-lo por tempo suficiente para que as mudanças desejadas ocorram

Para algumas carnes, a temperatura é basicamente tudo o que importa. O exemplo mais comum disso é um bife: uma vez que é a temperatura que você quer, está feito. Você pode acabar com isso queimando-a para cozinhar um pouco a parte de fora, mas o cozimento da maior parte da carne depende apenas da temperatura.

Para outro tipo de carne, a temperatura é apenas o primeiro passo, e o cozimento que você realmente deseja acontece quando você o segura lá. Qualquer coisa com um tempo de cozimento realmente longo é provável nesta categoria, como a bochecha de porco de 24-48 horas que você mencionou, ou talvez mais comumente, ombro ou costelas de porco cozidos lentamente. Esse longo cozimento permite que o tecido conjuntivo se rompa (principalmente o colágeno transformando-se em gelatina), levando-o a partir de mastigável e resistente ao desfiar macio. Ele vai quebrar a temperaturas tão baixas quanto 50C / 120F, mas como você aumenta a temperatura vai quebrar mais rápido e mais rápido, até 80C / 180F.

Algumas dessas reações podem ser endotérmicas, mas a hidrólise da proteína é na verdade um pouco exotérmica . A energia também é muito menor do que a energia que você usa para aquecer a carne - para fins culinários, você pode ignorá-la. Em qualquer caso, tentar modelar a transferência de calor e a entrada de calor é meio que inútil: é a taxa de reação que importa, não a energia que você está usando / desperdiçando para mantê-la nessa temperatura. A taxa de reação aumenta com a temperatura, como mencionado acima, mas, novamente, isso é sobre a temperatura, não sobre a entrada de energia.

Então, como tudo isso se conecta à sua hipótese de energia?

Levar carne até a temperatura desejada é basicamente toda energia: você tem que transferir uma quantidade fixa de energia térmica para levar uma determinada quantidade de carne a uma determinada temperatura. Então, nesse sentido, você está certo.

Mas quando você está segurando carne a uma temperatura para cozinhá-lo, você não está mais transferindo calor significativo para ele. É realmente quase o tempo. O tempo necessário depende da temperatura, pois as taxas de reação dependem da temperatura, e é por isso que você vê a variação de tempo e temperatura nas receitas. Mas não é mais uma simples questão de entrada de energia, como você imaginou. Sim, você terá um período inicial de levar a carne até a temperatura, o que é uma transferência de calor simples, mas a verdadeira cocção acontece depois disso.

A transferência de calor será a diferença de temperatura X área X coeficiente X tempo.

Como a temperatura da carne muda, seria realmente uma equação integral, mas não vamos dificultar isso.

Também há obviamente uma temperatura mínima, já que a carne não é cozida na geladeira. A diretriz do USDA é cozinhar carne de porco a 145 F / 63 C, de modo que seria a temperatura mínima de cozimento e levaria um tempo. Aquele 65 está muito perto da temperatura de chegada.

Qual a temperatura da carne que teria essas duas transferências de calor iguais

48 (65-t) X a X c = 24 (80 - t) X a X c
2 (65 - t) = 80 - t
130 = 80 + t 50 C = t = 122 F
Mas isso está levando uma temperatura constante para que a temperatura final seja maior

Se você extrapolar isso para 36 horas, você estará bem na temperatura final da carne.

A carne tem um estado inicial e final. É preciso uma quantidade fixa de calor para quebrá-lo. A temperatura não é o que cozinha a carne. O calor cozinha a carne e a temperatura é o que impulsiona a transferência de calor. Isso é feito quando chega a uma temperatura final, mas a transferência de calor é o que tem está lá. A temperatura de cozimento precisa ser pelo menos a temperatura final da carne ou as paradas de transferência de calor.

Você precisaria tomar caso por caso. Você só vai obter estimativas com equações de transferência de calor.