Mikrohullámú sütő: előzmények, készülék és működési elv, teljesítményszabályozás, biztonságos használat szempontjai
A mikrohullámú sütő története
Percy Spencer 50 éves volt, amikor mérnökként dolgozott a Raytheon amerikai hadiipari vállalatnál, amely radarberendezések gyártásával foglalkozott.
1945 volt, akkor Percy véletlenül felfedezett egy jelenséget, amely két évvel később az első mikrohullámú sütő alapja lesz: a magnetronnal végzett újabb kísérlet során Spencer zsebében egy csokoládédarab hirtelen olvadni kezdett minden látható ok nélkül.
Magnetron egy olyan eszköz, amely elektromágneses energiát bocsát ki mikrohullámok formájában. Eredetileg radartechnikára használták.
Kiderült, hogy az ultramagas frekvenciájú (mikrohullámú) sugárzás hatékonyan melegíti fel az ételeket... Percy Spencer már 1945. október 8-án szabadalmat kapott a világ első, élelmiszerek gyors kiolvasztására tervezett mikrohullámú sütőjére.
1947-benmegépült az első mikrohullámú leolvasztó Radarange márkanév alatt (most már elmondható, hogy elhagyta a futószalagot). Körülbelül akkora egység volt, mint egy nagy modern hűtőszekrény, amely 340 kg-ot nyomott, 3 kW teljesítménnyel.
Az élelmiszerek kiolvasztására szolgáló Radarange mikrohullámú sütők első tömeges szállítmányait katonai kórházak és amerikai katonák székeibe küldték. 1949 óta megkezdődött ezeknek a sütőknek a tömeggyártása, így bárki, aki megengedheti magának egy ilyen vásárlást, csak 3000 dollárért vásárolhatott mikrohullámú sütőt leolvasztáshoz.
Az ételek melegítésére szolgáló háztartási mikrohullámú sütők gyártásának ötlete 1955. október 25-ig nyúlik vissza, amikor az első otthoni mikrohullámú sütőt az amerikai Tappan Company bemutatta. Az otthoni mikrohullámú sütők sorozatgyártását 1962-ben kezdte meg a japán Sharp cég, de az ilyen egzotikus háztartási termék iránt nem volt nagy a kereslet.
A Szovjetunióban a „ZIL”, „Elektronika” és „Maria MV” mikrohullámú sütőket a 80-as években kezdték gyártani. 1990-ben az M-105-1 magnetronon gyártották a "Dneprianka-1" mikrohullámú sütőt, amelynek térfogata 32 liter, 1,3 kW teljesítményű, 600 W mikrohullámú teljesítmény mellett.
Így kezdődött az otthoni mikrohullámú sütők tömeggyártása, amelyek lehetővé teszik az élelmiszerek gyors kiolvasztását, felmelegítését és még főzését is. A fő feltétel, hogy a mikrohullámú sütőbe helyezett termék vizet tartalmazzon.
A mikrohullámú sütő működési elve és berendezése
A következtetés az, hogy az elektromágneses sugárzás a deciméteres tartományban bizonyos dipólusmomentummal rendelkező poláris dielektromos (víz) molekulák mozgásának felgyorsulásához vezet.
A molekulák felgyorsulásával kölcsönhatásuk mikrohullámú sugárzás hatására megy végbe, vagyis az anyag elnyeli az elektromágneses sugárzást, miközben ennek az anyagnak a hőmérséklete emelkedik.
Az elektromágneses sugárzás víz általi optimális dielektromos elnyelése 2,45 GHz-es frekvencián megy végbe, pontosan azon a frekvencián, amelyen a modern mikrohullámú sütők magnetronjai működnek.
A hagyományos sütőkhöz képest a mikrohullámú sütőben az étel nem csak a felületén, hanem a termék térfogatában is felmelegszik, mert az elektromágneses hullám 1,5-2,5 cm mélyen hatol be a felmelegedett testbe, ami felgyorsítja a felmelegedést, ad az élelmiszer hőmérsékletének átlagos emelkedése másodpercenként 0,4 °C.
Bizonyos hullámhosszú mikrohullámú sugárzás előállításához mikrohullámú sütőben speciálisan kiszámított tervezési paraméterekkel rendelkező magnetront használnak, amely hullámvezetőn keresztül továbbítja a magnetron által keltett sugárzást, és egy kamrában koncentrálja, amelyben egy fűtött lemezt helyeznek el.
A kamra fémajtóval van zárva, amely megakadályozza a mikrohullámú hullámok határain túli terjedését. A magnetront hagyományosan táplálják nagyfeszültségű transzformátor (MOT) szekunder tekercséből 2000 voltos kimeneti feszültséggel, amelyet egy (kondenzátorból és egy diódából álló) duplázó áramkör növel. A magnetron katódjának fűtését egy speciális szekunder tekercs biztosítja, amelynek feszültsége 4 volt ugyanabból a transzformátorból.
A mikrohullámú sütő hőkarakterisztikájának automatikus beállításának klasszikus módja megegyezik a vasalóknál és háztartási fűtőtesteknél alkalmazott módszerrel: a magnetront időszakosan be- és kikapcsolják, így a kamrába elektromágneses hullámok formájában eljuttatott átlagos hőteljesítmény megegyezik a felhasználó által beállított értékkel.
A mikrohullámú sütők biztonsági szempontjai
Tudományos adatok szerint a mikrohullámú hullámok közvetlen hatása az emberi szervezetre érezhető hőhatást kelt, hosszan tartó (vagy erőteljes) expozíció esetén helyi túlmelegedést és súlyos égési sérüléseket okozhat.
Tehát körülbelül 35 mW / cm 2 mikrohullámú teljesítménysűrűségnél az ember felmelegszik. A 100 mW/cm2 feletti teljesítménysűrűségnél hosszabb ideig tartó expozíció szürkehályogot okoz, és átmeneti meddőséghez vezethet.
A 10 mW/cm2 mikrohullámú sűrűségszint biztonságosnak tekinthető. Közvetlenül mikrohullámú sütőbe alkalmazva, az európai szabvány szerint, a mikrohullámú sütőtől 5 cm távolságra a maximális teljesítménysűrűség szintje nem haladhatja meg az 1 mW/négyzetcm-t, a sütőtől 50 cm távolságban pedig nem lehet több, mint 0 ,01 mW / négyzetcm. cm Pontosan ezek a szabványok felelnek meg a modern mikrohullámú sütőknek a gyártás során.
A sütő nyitott ajtaja egyébként mindig blokkolja az aktiválását, vagyis a mikrohullámú sütő soha ne működjön nyitott ajtóval.
Most pedig a mikrohullámú hullámok elektromosan vezető anyagokra (különösen a fémekre) gyakorolt hatásáról. A hullám természetesen nem hatol át fémtárgyakon, de képes indukált áramokat indukálni a fémben, pl. légörvény, ami viszont erősen felmelegíti a fémet.
Emiatt nem tudja hatékonyan felmelegíteni az ételt fémedényben mikrohullámú sütővel. Mit is mondhatnánk azokról az edényekről, amelyek fémmintázatú és szélű, a mikrohullámú hullámok (az indukált örvényáramok miatt) könnyen tönkreteszik az edényeket, és egyszerűen elrontják az edényeket.