Günlük Hayatta Kimya Mühendisliği - Soru 30: Kuzey Amerika Yerlileri akçaağaç şekerini nasıl üretir? Zaten standart cevap var
Thread Content
Bu gönderi en son 2015-9-24 20:07 tarihinde yjqin1 tarafından düzenlendi. Kuzey Amerika’da, özellikle Kanada’da yaşayan Çinliler ülkelerine döndüklerinde genellikle Amerikan ginsengi ve çeşitli sağlık ürünleri getirirler. Daha şık olanlar, akrabalarına ve dostlarına hediye etmek için biraz akçaağaç şurubu da getirirler. Karaağaç şurubu, kızarmış ekmek dilimleriyle kahve içerken faydalıdır. Sık sık kendini küçük burjuva olarak nitelendirenler olmaz mı? Kızarmış ekmekle akçaağaç şurubu yediniz mi? Ön geçen kış, çocuklarla birlikte yakındaki bir Kızılderili kabilesine akçaağaç şurubu nasıl yapılır öğrenmeye gittik. Her şey ilkel: ağaç kabuğundan yapılmış küçük variller, ısıtma için bir sürü taş, tencere olarak kullanılan taş bir leğen, karaağaçlara delik açmak için kullanılan taş bir matkap, karaağaç özsuyunu dışarı çıkarmak için ahşaptan yapılmış bir tüp ve ayrıca bazı taş kaplar, taş kaseler, ahşap çadırlar, ahşap masalar, ahşap sandalyeler, ahşap kaseler. Kısacası, ne demir aletler vardı, ne de metal kaplar. Ağaçtan elde edilen özü küçük kovalardan taş tencereye döktüler; odun ateşiyle ısıtılmış kaynar taşları da taş tencereye attılar. Böylece su kaynamaya başladı ve böylece akçaağaç şurubu konsantre hale geldi. Lütfen unutmayın ki, başlangıçtaki şekerli sıvının konsantrasyonu sadece %2–3 civarındadır; oysa normal akçaağaç şekeri ürünlerindeki şeker konsantrasyonu %30–40 arasındadır. Birkaç yıl önce Toronto Havalimanı’nda aktarma yaparken, zamanım vardı ve ülkeye dönüp birilerine hediye etmek için biraz akçaağaç şurubu almak istedim. Etrafı dolaşırken, 88 yılında doktora yaparken tanıştığım mekanik bölümünden eski bir arkadaşımı buldum; 20 yıldan fazla bir süredir görüşmemiştik. Akçaağaç şekerine teşekkürler! Kurak kışlarda yiyecek kıtlığı olduğunda, Kızılderililer ağaç özsuyu içerek hayatta kalabiliyorlardı. Soru 1: Şeker suyu üretmek için kullanılan akçaağaçlar o kadar kalındır ki iki kişinin kucaklaması gerekir. Peki neden her bir akçaağaçta sadece kalem kalınlığında üç delik açılır ve şeker suyu almak için sadece bir delik kullanılır? Soru 2: Çin’deki akçaağaçlar neden şeker suyu üretmiyor? Soru 3: Kanada ve ABD’deki akçaağaçlar, boş dururken neden şeker suyu üretiyorlar? Yine aynı söz: Sorunları mümkün olduğunca kimya mühendisliği açısından ele alın.
Öğretmenim, sorunuz biraz sert oldu. Yavaş yavaş ilerlemek daha iyi; ancak bu şekilde daha kaliteli bir seri olur
Bir seferde çok fazla yapılırsa, akçaağacı öldürür; uzun süre kullanabilmek için. Karaağaç şurubu, karaağaç ağacının enerji rezervidir. Yaşam koşullarıyla ilgili olabilir. Ayrıca hayvanları çekerek tozlaşmayı sağlar.
Karaağaç yaprakları tatlı mıdır? Bu sorun daha önce göz önünde bulundurulmamıştı.
Konuyu biraz değiştireyim; akçaağaç şurubu aslında akçaağaç ağacının salgıladığı sıvının kaynatılmasıyla elde ediliyormuş. Ben ise bunun akçaağaç ağacının nektarından yapıldığını sanmıştım. Küçükken evde karaağaç nektarı yerdik; altın rengindeydi ve çok tatlıydı
Standart cevap: Soru 1: Şeker şurubu üretimi için kullanılan akçaağaçlar o kadar kalındır ki iki kişinin kucaklaması gerekir. Peki neden her bir akçaağaçta sadece kalem kalınlığında üç delik açılır ve şeker şurubu almak için her seferinde sadece bir delik kullanılır? Cevap: Üçüncü kattan görüş: Bir seferde çok fazla yapılırsa, akçaağacı öldürür; uzun süreli kullanım için. Öyle, ancak insanlar genellikle böyle düşünmez. Soru 2: Çin’deki akçaağaçlar neden şeker suyu üretmiyor? Gerçekten de Çin'deki akçaağaçlar şeker suyu üretmez. İklimleri dört mevsime ayrılmış bölgelerdeki odunsu bitkilerin enerjisinin bir kısmı, köklerde nişasta veya şeker şeklinde bulunur. Hava çok soğuk olduğunda, bu şeker miktarı kılcal damarlar sayesinde köklerden gövdeye geri döner ve yavaşça oksitlenerek ısı açığa çıkarır; bu da bitkinin sıcaklığını çevresindeki hava sıcaklığından biraz daha yüksek tutar. Ya da Çin akçaağaçları daha soğuğa dayanıklı, bu özelliğe ihtiyaç duymuyorlar mı? Ancak bence asıl sebep, Kuzey Amerika’da kış aylarında hâlâ çok fazla yağış düşmesi ve yeraltı suyu seviyelerinin yüksek olmasıdır; bölgedeki akçaağaçlar bu durumdan tam anlamıyla yararlanmaktadır. Oysa Çin’in kuzeyinde yağışlar esas olarak yaz aylarında gerçekleşir ve tüm kış boyunca düşen yağış miktarı, aynı enlemdeki ABD ve Kanada’daki miktarın %10’u, hatta %5’i bile değildir. Bu yüzden, milyonlarca yıl içinde bölgedeki akçaağaçlar bu seviyeye evrimleşti. Hâlâ anlayamadığım şey şu: Kapiler kuvvetler o kadar güçlü mü ki, seyreltik şekerli su çözeltilerini ağaç gövdesinde onlarca metre yükseğe çıkarabiliyor? Ancak, ağaç kabuğundaki kılcal damarlar yeterince ince ve hidrofilik özellikleri yeterince güçlüyse, Kelvin denklemi veya Laplace-Young denklemine göre bu mümkündür. Soru 3: Kanada ve ABD’deki akçaağaçlar, boş dururken neden şeker suyu üretiyorlar? Karaağaçlar, sonbaharda enerjilerinin bir kısmını nişasta veya şeker şeklinde köklerinde saklar. Hava çok soğuk olduğunda, bu şeker miktarı kılcal damarlar sayesinde köklerden gövdeye, dallara geri döner ve orada yavaşça oksitlenerek ısı açığa çıkarır; böylece akçaağacın iç sıcaklığı çevresindeki hava sıcaklığından biraz daha yüksek olur. Karaağaçlar, soğuk Kuzey Amerika bölgelerinde milyonlarca yıl böyle yaşamıştır. Yaklaşık 10.000–30.000 yıl önce, Bering Boğazı üzerinden Asya’dan Kuzey Amerika’ya gelen Kızılderililer, kırık akçaağaçlardan “su” aktığını fark ettiler. Tadına baktıklarında bunun tatlı olduğunu gördüler ve böylece akçaağaç şurubunu emmeye başladılar. Başlangıçta bu eğlenceliydi ve elbette iştahları da kabartıyordu; ancak zor zamanlarda hayat kurtarıcı bir unsur haline geldi.
Öğrendim! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! !