Varför exploderar frysta kalkoner när de friteras?

Att fritera en kalkon är ett bra sätt att få en utsökt, fuktig måltid till Thanksgiving. Men denna matlagningsmetod kan vara ett mycket farligt företag.

Varje höst uppstår skador för miljontals dollar, resor till akuten och till och med dödsfall på grund av försök att fritera kalkoner. De allra flesta av dessa olyckor inträffar på grund av att människor lägger frysta kalkoner i kokande olja. Om du funderar på att fritera i år, glöm inte att tina och torka din kalkon innan du lägger den i grytan. Underlåtenhet att göra det kan leda till en explosiv katastrof.

Vad är det som är så farligt med att lägga till och med en delvis frusen kalkon i en fritös?

Jag är en kemist som studerar växt-, svamp- och djurföreningar och har en kärlek till livsmedelskemi. Anledningen till att frysta kalkoner exploderar, i sin kärna, har att göra med skillnader i densitet. Det finns en skillnad i densitet mellan olja och vatten och skillnader i densitet av vatten mellan dess fasta, flytande och gastillstånd. När dessa densitetsskillnader samverkar på precis rätt sätt får du en explosion.

Förstå densitet

Densitet är hur mycket ett föremål väger givet en viss volym. Tänk dig till exempel att du höll en isbit i ena handen och en marshmallow i den andra. Även om de är ungefär lika stora, är isbiten tyngre: den är tätare.

Den första viktiga densitetsskillnaden när det kommer till stekning är att vatten är tätare än olja. Detta har att göra med hur tätt molekylerna i varje ämne packas ihop och hur tunga atomerna är som utgör varje vätska.

Vattenmolekyler är små och packas tätt ihop. Oljemolekyler är mycket större och packas inte ihop lika bra i jämförelse. Dessutom består vatten av syre- och väteatomer, medan oljor till övervägande del består av kol och väte. Syre är tyngre än kol. Detta betyder att till exempel en kopp vatten har fler atomer än en kopp olja, och dessa individers atomer är tyngre. Det är därför olja flyter ovanpå vattnet. Det är mindre tätt.

Medan olika material har olika densiteter, kan vätskor, fasta ämnen och gaser av ett enda material också ha olika densiteter. Du observerar detta varje gång du placerar en isbit i ett glas vatten: Isen flyter till toppen eftersom den är mindre tät än vatten.

När vatten absorberar värme övergår det till sin gasfas, ånga. Ånga upptar 1 700 gånger volymen som samma antal flytande vattenmolekyler. Du observerar denna effekt när du kokar vatten i en tekokare. Kraften från expanderande gas trycker ut ånga ur vattenkokaren genom visselpipan, vilket orsakar ett tjutande ljud.

Frysta kalkoner är fyllda med vatten

Frysta kalkoner – eller någon form av fryst kött, för den delen – innehåller mycket is. Rått kött kan vara allt från 56 % till 73 % vatten. Om du någon gång har tinat en frusen köttbit har du förmodligen sett all vätska som kommer ut.

För fritering värms matolja till cirka 350 grader Fahrenheit (175 C). Detta är mycket varmare än kokpunkten för vatten, som är 212 F (100 C). Så när isen i en frusen kalkon kommer i kontakt med den heta oljan förvandlas ytisen snabbt till ånga.

Denna snabba övergång är inte ett problem när det sker på själva ytan av oljan. Ångan kommer ofarligt ut i luften.

Men när du sänker en kalkon i oljan, absorberar isen inuti kalkonen värmen och smälter och bildar flytande vatten. Det är här tätheten spelar in.

Detta flytande vatten är tätare än oljan, så det faller i botten av grytan. Vattenmolekylerna fortsätter att absorbera värme och energi och så småningom byter de faser och blir till ånga. Vattenmolekylerna sprider sig sedan snabbt långt ifrån varandra och volymen expanderar med 1 700 gånger. Denna expansion gör att vattnets densitet sjunker till en bråkdel av en procent av oljans densitet, så gasen vill snabbt stiga upp till ytan.

[More than 140,000 readers get one of The Conversation’s informative newsletters. Join the list today.]

Kombinera den snabba förändringen i densitet tillsammans med expansionen av volymen och du får en explosion. Ångan expanderar och stiger och blåser ut den kokande oljan ur grytan. Om det inte var tillräckligt farligt, eftersom den undanträngda oljan kommer i kontakt med en brännare eller låga, kan den fatta eld. När några oljedroppar tar eld, kommer lågorna snabbt att antända närliggande oljemolekyler, vilket resulterar i en snabbt rörlig och ofta katastrofal brand.

Varje år inträffar tusentals sådana här olyckor. Så om du bestämmer dig för att fritera en kalkon till årets Thanksgiving, se till att tina den ordentligt och klappa den torr. Och nästa gång du lägger till lite vätska i en oljefylld panna och slutar med olja över hela spisen, vet du vetenskapen om varför.