學霸威武!留法博士寫論文解釋手搟面科學原理
2018-04-16 08:26:00 來源:荊楚網

近日,一篇留法博士寫的名為《手搟面加工過程中的非線性力學及熱力學原理》在朋友圈火了,文章點擊量突破十萬加。

這篇論文,講的是陜西人熟悉的手搟面,將和面、搟面、煮面的全過程展示出來,從科學的角度回答了為什么要餳(xíng)面、為何要卷著搟、搟面翹邊是什么原因,煮面時又為什么要加少量涼水。

和面

和面為啥要餳面?

會使水分均勻擴散,面團塑性提升

文章中稱,和好面后首先形成一個粗結構面團,還不能搟面,需經過約10分鐘左右的時效成形(即“餳面”),面團塑性提升,面團很快就達到細光態(tài)。

之所以會這樣,是因為和面過程中,水和面粉混合,面粉中蛋白質吸水形成面筋,在揉面過程中面筋相互粘連最終形成粗結構面團。由于初始揉面過程中,水分并不是均勻分布的。經過時效處理后,水分得以均勻擴散,其塑性性能大幅度提升,從而使揉面變得十分容易,很快達到細光態(tài)。

搟面

原理:體積不變厚度減小平面擴展

從面團到面片包含著什么道理呢?文章中稱,平面搟面法其塑性流動法則遵循體積不變假設,厚度的減小必然意味著平面的擴展。面片在搟面杖的壓迫作用下,沿搟面方向延展,最終達到搟薄的目的。

為何要卷著搟面?文章圖文分析,沿砧板法線方向對在某一搟面時刻的卷積面片作以分割,法線左側已搟區(qū)厚度較薄,法線右側未搟區(qū)厚度較厚;與平面搟面法類似,未搟區(qū)在法線方向接觸區(qū)域內受壓迫變薄,根據(jù)體積不變條件,材料向前延展,從而達到搟薄目的。由于卷積搟面法具有多層次搟面、多周期循環(huán)的優(yōu)點,其搟面效率大為提高。

為啥面片邊緣會翹起?

彈性恢復導致面片邊緣回彈

為什么搟面的過程中,面餅和面片的邊緣會翹起?

文章回答稱,以平面搟面法為例,在搟面過程中,面片上表面在搟面杖作用下延展,延展后的上表面有彈性恢復的趨勢,故在上表面會產生一個拉應力。在面片邊緣區(qū)域,由于局部塑形流動,上表面的材料會補償?shù)较卤砻?,從而導致下表面彈性收縮趨勢遠小于上表面。另外,上表面是自由面,下表面與砧板接觸,面片與砧板間的摩擦力會進一步阻礙下表面的彈性恢復。由于上表面的彈性恢復,搟面后面片會產生回彈現(xiàn)象,即表現(xiàn)為邊緣的翹曲。顯然,面片越厚,上述效果越顯著。

為啥面片中心最易搟薄?

每次都處在主變形方向上

為何搟面時面片中心最容易搟???文章稱,這是搟面過程中材料塑性流動的另一個必然結果。面片沿搟面杖搟進方向的塑性流動最大,即搟面杖搟進方向是面片的主變形方向。根據(jù)體積不變條件,延展越大,厚度減小越大。以平面搟面法為例,不論搟面方向如何變化,面片中心區(qū)域一直處在主變形方向上。顯然,在同等的搟面條件下,面片中心厚度減小最大。為了改善這一現(xiàn)象,初始搟面過程中,往往遵循先邊緣、后中心的原則,以便在中心地帶形成高地,形似富士山,我們將其命名為“富士山搟面法”。在具體實踐中,富士山搟面法已得到廣泛應用。

煮面

為啥煮面時沸騰后要加冷水?

有利于將面條煮熟

很多人煮面時沸騰后會加冷水,除了為了防止溢鍋外,還有什么原因呢?文章介紹,煮面的實質是面條和環(huán)境介質發(fā)生熱交換,從而使面條由生變熟,所以面條吸收熱量的快慢則成為煮面的關鍵。熱交換除了與溫度有關外,還與不同介質間的傳熱效率有關。處在劇烈沸騰態(tài)時,大量氣泡產生。沸水與氣泡溫度一致,然而,液體的傳熱效率遠遠大于氣體(液體的熱量密度遠高于氣體),劇烈沸騰狀態(tài)下面條與水氣混合介質的傳熱效率反而會降低。所以,此時少量添加冷水減緩沸騰程度有利于將面條盡快煮熟。但也不應該添加冷水過多,否則顯著降低水溫又會降低傳熱效率。正確的煮面方法應該為:旺火快煮,劇烈沸騰時應添加少量冷水,加水量以恰好減緩沸騰又不降低水溫為宜。

張亞輝:寫這篇論文只是為了幽默一把

記者電話連線了論文的作者張亞輝,他本科和研究生就讀于西北工業(yè)大學,專業(yè)為飛行器設計,三年前赴法國巴黎薩克雷大學攻讀博士。

張亞輝說,在法留學吃西餐吃多了就會膩,于是他就自己學著做飯,晚飯和周末都自己做飯吃。張亞輝家在寶雞,和所有老陜一樣從小吃面長大,雖然在家里很少搟面,但看著媽媽搟面也學了幾手。大約半年前,他開始自己搟面,剛開始和面搟面把握不好,后來經過多次練習,掌握了搟面的要領,“不敢說全法最正宗,全巴黎最正宗肯定是沒問題的?!?/p>

“其實我本意是為了幽默一把,這些科學原理本科生都懂的。”張亞輝說,這篇文章嚴格意義上來說不算論文,只能算是一篇科普文章。

4月13日,張亞輝將這篇論文發(fā)到了自己的微信公眾號上,截至4月14日,這篇文章的點擊量已經突破十萬加。而且很多人指出了文章的一些瑕疵。張亞輝說,有的問題并非他的專業(yè)領域,他不一定能回答上來,但是能獲得這樣的關注度他很高興。

張亞輝說,科研圈很多人都在做類似的研究,有人分析怎么穿秋褲更利于保暖、有人研究女孩子跑步時馬尾的擺動頻率的力學原理,這種從日常題材入手,用專業(yè)的研究方法進行定量研究,價值在于科學研究方法。

來源:華商報、微信公眾號“亞輝”

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