Mengapa Presto dapat Melunakkan Daging

Presto sudah sangat terkenal sebagai wadah yang digunakkan untuk melunakkan makanan yang tidak bisa/ sulit lunak jika wadah biasa. Presto berupa panci yang tertutup sangat kuat (memiliki pengunci). Saat masakan dimasak, sering keluar bunyi diserati semburan uap. Video berikut adalah contoh presto yang sedang digunakan untuk memasak daging.

Pertanyaannya adalah, mengapa presto dapat melunakkan makanan? Jawabannya adalah karena makanan dimasak pada suhu dan tekanan lebih tinggi. Kalau kita memasak dengan panci biasa, maka suhu maksimum yang dapat dicapai sekitar 100 ^oC (suhu didih air) atau lebih sedikit dari itu karena adanya zat terlarut (ingat hukum Roult di pelajaran Kimia). Dengan panci biasa, tekanan udara dalam makanan sama dengan tekanan atmosfer karena udara di dalam panci kontak langsung dengan udara luar (pasti ada lubang/celah pada penutup panci yang membuat aliran udara keluar atau masuk).

Presto berbeda. Karena tutup presto sangat rapat dan kuat maka udara dalam presto berada dalam ruang tertutup. Ketika suhu air di dalam makin tinggi maka uap air yang diproduksi makin banyak. Dan karena tertutup tadi maka tekanan uap makin tinggi (ingat pelajaran tentang gas bahwa makin banyak molekul/jumlah mol maka tekanan making tinggi asal suhu tidak turun atau volume membesar). Uap dalam presto akan dilepas sedikit-demi sedikit jika sudah mencapai tekanan maksimum yang diijinkan. Tekanan maksimum tersebut ditentukan oleh beban yang ditempatkan di atas penutup presto seperti pada Gambar 1.

Pada penutup presto ada tonjolan pipa dengan diameter lubang kecil. Gambar 2 adalah tonjolan pada presto yang sering digunakan di rumah. Lubang pipa tersebut ditutup beban dengan massa puluhan gram. Misakan diameter pipa adalah \( D \) maka luas penampang pipa adalah

\( A = \pi (D/2)^2 = \pi D^2/4 \)

Gambar 2 Tonjolan berlubang pada penutup presto

Misalkan massa beban adalah \( m \) maka berat beban adalah

\( W = m g \)

Tekanan yang dihasilkan beban pada lubang pipa adalah

\( P = {W \over A} \)

Tekanan total uap dalam pesto menjadi

\( P_t = P_0 + P \)

Dengan \( P_0 \) adalah tekanan atmosfer.

Ketika suhu sudah sangat tinggi dan air sudah mendidih maka tekanan uap dalam air akan bertahan pada nilai \( P_t \). Jika tekanan uap melebihi \( P_t \) maka beban sedikit terangkat dan uap tersembur yang mengakibatkan tekanan kembalki turum menjadi \( P_t \). Dengan demikian, beban yang dipasang menjadi “alat pengontrol tekanan uap di dalam presto”.

Saya coba ukur presto yang di rumah. Saya dapatkan diameter sekitar 4 mm atau \(D = 4 \times 10^{-3} \) m (Gambar 2). Maka luas penampang lubang adalah

\( A = \pi \times (4 \times 10^{-3}/2)^2 = 1,26 \times 10^{-5} \) m²

Saya timbang beban yang dipasang untuk menutup lubang dan diperoleh massa 67 gram atau \( m = 0,067 \) kg (Gambar 3).

Gambar 3 Massa beban presto yang ada di rumah

Dengan demikian, tekanan yang dihasilkan beban adalah

\( P = {{0,067 \times 9,82} \over {1,26 \times 10^{-5}}} = 5,24 \times 10^4 \) Pa

Mengingat \(P_0 = 1 \) atm = \(101.325 \) Pa maka tekanan total di dalam panci penjadi

\( P_t = 101.325 + 5,24 \times 10^4 = 153.725 \) Pa

Lalu berapa suhu di dalam presto?

Suhu uap air bertambah dengan bertambahnya tekanan. Gambar 4 adalah diagram fasa air. Perhatikan bagian yang membatasi liquid dan gas. Tampak bahwa makin tinggi suhu (sumbu datar) maka makin tinggi tekanan (sumbu tegak) dan berubah sangat cepat (mendekati eskponensial).

Gambar 5 Kurva fasa air pada bagian kesetimbangan fasa cair dan gasi. Kiri adalah plot skala linier dan kanan adalah plot skala logaritma

Jika bagian ini diplot ulang dalam skala logaritma maka diperoleh kurva seperti pada Gambar 5. Kurva yang diperoleh mendekati garils lurus. Salah satu persamaan yang menjelaskan kurva terebut adalah persamaan Antoine

\( Log_{10} P_t = A-{B \over {C+T}} \)

di mana P dalam mmHg, A, B, dan C adalah konstanta, dan T dalam celcius. Untuk uap air yang bersuhu di atas 100^o [/latex], nilai konstanta-kontanta tersebut adalam \( A = 8,14019 \), \( B = 1810,94 \), dan \( C = 244,485 \). Kemudian kita ubah tekanan dalam satuan mmHg, yaitu \( P_t = 1.153 \) mmHg (Gambar 6)