Trzy konstrukcje termometrów do mięsa i to, co z nich wynika

Termometry kuchenne dzielą się na trzy grupy, a podział ten nie ma nic wspólnego z ceną ani z liczbą funkcji. Wynika z konstrukcji, a konkretnie z tego, gdzie producent umieścił czujnik, elektronikę i zasilanie. Ta jedna decyzja przesądza o tym, jak szybko urządzenie podaje odczyt, czy wytrzyma temperaturę piekarnika i czy nadaje się do pozostawienia w mięsie na kilka godzin.

Poniżej opis każdej z tych konstrukcji wraz z jej fizycznymi ograniczeniami.

Termometry szpilkowe

Konstrukcja najprostsza i najstarsza. Czujnik siedzi w samej końcówce metalowej sondy, a sonda łączy się na sztywno z obudową mieszczącą wyświetlacz, baterię i układ pomiarowy. W modelach składanych sonda obraca się na zawiasie i chowa wzdłuż obudowy.

Parametrem, który różnicuje te urządzenia najbardziej, jest czas odpowiedzi. W specyfikacjach podaje się go zwykle jako czas dojścia do dziewięćdziesięciu procent wartości docelowej i w praktyce rozpiętość między modelami sięga jednego rzędu wielkości. Tanie termometry potrzebują kilkunastu sekund, dobre podają stabilny odczyt po dwóch, trzech.

Różnica bierze się z dwóch rzeczy. Pierwszą jest typ czujnika. Termopary reagują szybciej od termistorów, ale wymagają droższego układu kompensacji i dlatego trafiają głównie do sprzętu wyższej klasy. Drugą jest geometria końcówki. Im mniej masy termicznej zgromadzonej wokół czujnika, tym szybciej ta masa zrówna się z temperaturą otoczenia, dlatego szybkie sondy mają końcówki wyraźnie zwężone, często do ułamka milimetra.

Znaczenie tego parametru widać dopiero przy szybko zmieniających się temperaturach. Stek smażony na mocno rozgrzanej patelni przechodzi przez zakres od pięćdziesięciu do pięćdziesięciu pięciu stopni w kilkadziesiąt sekund. Termometr o czasie odpowiedzi rzędu piętnastu sekund pokazuje w takich warunkach wartość sprzed chwili, obarczoną błędem kilku stopni, przy czym błąd ten jest systematycznie zaniżony. Termometr dwusekundowy pozwala na pomiar tak częsty, jak wymaga tego sytuacja.

Ograniczenia tej konstrukcji wynikają wprost ze zintegrowania sondy z elektroniką. Urządzenia nie da się pozostawić w mięsie ani włożyć do piekarnika, ponieważ obudowa nie jest przystosowana do pracy w wysokiej temperaturze. Jest to narzędzie do pomiaru punktowego, wykonywanego wielokrotnie, a nie do monitorowania procesu.

Ponieważ termometr szpilkowy używany jest w trakcie gotowania i stale ma kontakt z tłuszczem i sokami, znaczenie ma szczelność obudowy. Modele w pełni wodoodporne, jak Stek Bzdur TE01 PRO, można myć pod bieżącą wodą, co przy urządzeniu wyjmowanym kilkanaście razy w trakcie jednego smażenia przekłada
się na realną wygodę.

Termometry z sondą przewodową

W tej konstrukcji czujnik i elektronika zostały rozdzielone. Sonda z czujnikiem połączona jest żaroodpornym przewodem w oplocie metalowym z jednostką wyświetlającą, która pozostaje na zewnątrz komory. Przewód wyprowadza się przez uszczelkę drzwiczek piekarnika, która przy typowej grubości takiego przewodu nie traci szczelności w stopniu mającym znaczenie dla pieczenia.

Zastosowanie jest odwrotne niż w przypadku szpilki. Sonda pozostaje w mięsie przez cały czas obróbki, osiąga równowagę termiczną z otoczeniem i utrzymuje ją, przez co czas odpowiedzi przestaje mieć jakiekolwiek znaczenie. Urządzenie nie mierzy stanu chwilowego, tylko rejestruje przebieg. Przy dużych kawałkach poddawanych długiej obróbce, gdzie temperatura rdzenia rośnie o kilka stopni na godzinę, jest to jedyne sensowne podejście.

Modele wyposażone w dwie sondy pozwalają na pomiar równoległy. Najczęstsze zastosowanie polega na kontrolowaniu rdzenia mięsa jedną sondą i temperatury komory drugą. Ma to szczególne znaczenie przy grillach z pokrywą, gdzie termometr fabrycznie wbudowany w pokrywę mierzy temperaturę powietrza tuż pod blachą, a więc w miejscu odległym od rusztu i wyraźnie cieplejszym niż strefa, w której faktycznie leży mięso. Rozbieżność bywa znaczna i utrzymuje się przez cały czas pracy urządzenia.

Część modeli, jak Stek Bzdur TE06, rozdziela dodatkowo jednostkę pomiarową i wyświetlacz, przekazując dane do przenośnego odbiornika.

Termometry bezprzewodowe

Konstrukcja najnowsza i najbardziej wymagająca projektowo. Cała elektronika, to znaczy czujniki, układ nadawczy i ogniwo zasilające, została zamknięta w obudowie samej sondy. Na zewnątrz nie wychodzi nic. Dane trafiają drogą radiową do stacji bazowej lub bezpośrednio do aplikacji.

Zamknięcie zasilania i nadajnika wewnątrz sondy narzuca minimalną średnicę, i to właśnie ten parametr odróżnia dziś kolejne generacje tych urządzeń od siebie. Grubsza sonda oznacza większy kanał nakłucia i większy opór przy wprowadzaniu, a przy mięsie o niewielkiej grubości bywa po prostu niemożliwa do zastosowania. Wprowadzany przez nas TE04 PRO ma sondę o średnicy 4,1 milimetra, wyraźnie mniejszą od typowej dla wcześniejszych konstrukcji tego typu.

Sonda bezprzewodowa mieści zwykle dwa niezależne czujniki, umieszczone na przeciwległych końcach. Jeden mierzy temperaturę rdzenia mięsa, drugi temperaturę otoczenia. Pozwala to na jednoczesną kontrolę wysmażenia i warunków w komorze bez drugiego urządzenia, ale wprowadza jednocześnie warunek, o którym producenci piszą małym drukiem: sonda musi być zanurzona w mięsie do wysokości oznaczonej na obudowie. Poniżej tej linii znajduje się czujnik rdzenia, powyżej elektronika i czujnik otoczenia. Wprowadzenie sondy zbyt płytko daje jednocześnie zawyżony odczyt rdzenia i naraża układ elektroniczny na przekroczenie dopuszczalnej temperatury pracy, która jest znacznie niższa od dopuszczalnej temperatury zewnętrznej części sondy. Wartości graniczne podaje instrukcja i warto je sprawdzić przed pierwszym użyciem w komorze pracującej powyżej dwustu stopni.

Właściwym obszarem zastosowania jest wszystko, co wyklucza przewód. Grillowanie pod zamkniętą pokrywą, obracanie i przekładanie mięsa, wędzenie, pieczenie na rożnie. W każdej z tych sytuacji przewód zostałby przygnieciony, zaplątany lub uszkodzony.

Kwestia patelni

Zastosowanie sondy bezprzewodowej przy smażeniu na patelni jest możliwe, ale ograniczone geometrią. Sondę wprowadza się wtedy pod kątem, równolegle do powierzchni mięsa, i cały jej korpus musi znaleźć się wewnątrz kawałka. Przy zbyt cienkim steku część sondy pozostaje na zewnątrz i styka się z powierzchnią patelni, co czyni odczyt bezużytecznym, ponieważ czujnik otoczenia rejestruje wówczas temperaturę żeliwa.

Granica przebiega w okolicach trzech centymetrów grubości. Powyżej tej wartości cały korpus sondy mieści się wewnątrz mięsa i odczyt pozostaje wiarygodny. Poniżej niej jedyną konstrukcją dającą sensowny pomiar na patelni jest termometr szpilkowy. Zmniejszanie średnicy sondy przesuwa tę granicę w dół, ale jej nie znosi.

Dobór konstrukcji do zastosowania

Przy pierwszym zakupie najszerszy zakres zastosowań daje konstrukcja szpilkowa. Obsługuje większość sytuacji spotykanych w kuchni domowej, jest najtańsza i wymusza częsty pomiar, co samo w sobie ma wartość poznawczą, ponieważ pokazuje rzeczywistą dynamikę narastania temperatury w mięsie. Konstrukcje przewodowe i bezprzewodowe są uzupełnieniem dla obróbki długiej i prowadzonej w zamkniętej komorze, a nie sprzętem lepszym.

Uwagi o samym pomiarze

Niezależnie od konstrukcji odczyt pochodzi z punktowego czujnika, a nie z całej sondy, i pokazuje temperaturę wyłącznie w tym jednym miejscu. Przy steku najniższa temperatura panuje w geometrycznym środku kawałka i to ona decyduje o wysmażeniu. Umieszczenie czujnika w tłuszczu, przy kości lub zbyt blisko powierzchni daje błąd sięgający kilkunastu stopni, czyli więcej niż wynosi cała szerokość przedziału odpowiadającego jednemu stopniowi wysmażenia.

Warto również pamiętać o dwóch rzeczach niezwiązanych bezpośrednio ze sprzętem. Po zdjęciu mięsa z ognia temperatura rdzenia jeszcze przez pewien czas rośnie, a skala tego zjawiska zależy od masy kawałka. Drugą jest kalibracja: każdy termometr można zweryfikować w mieszaninie wody z lodem, która utrzymuje zero stopni, co pozwala wykryć dryf czujnika bez żadnego wyposażenia laboratoryjnego.

Szczegółowy opis prawidłowej techniki pomiaru, wraz z zakresami temperatur dla poszczególnych stopni wysmażenia, znajduje się w osobnym tekście: Temperatura – Twoja jedyna prawda o steku.