Mikrovalna pećnica: povijest, uređaj i princip rada, regulacija rada, aspekti sigurne uporabe
Povijest mikrovalne pećnice
Percy Spencer imao je 50 godina kada je radio kao inženjer u američkoj vojno-industrijskoj tvrtki Raytheon, koja se bavila proizvodnjom radarske opreme.
Bila je 1945., tada je Percy slučajno otkrio fenomen koji će dvije godine kasnije biti temelj prve mikrovalne pećnice: tijekom još jednog eksperimenta s magnetronom, komadić čokolade u Spencerovu džepu iznenada se počeo topiti bez vidljivog razloga.
Magnetron je uređaj koji emitira elektromagnetsku energiju u obliku mikrovalova. Izvorno korišten za radarsku tehnologiju.
Pokazalo se da ultravisokofrekventno (mikrovalno) zračenje može učinkovito zagrijati hranu... Percy Spencer je već 8. listopada 1945. godine dobio patent za prvu mikrovalnu pećnicu na svijetu namijenjenu brzom odmrzavanju hrane.
Godine 1947napravljen je prvi mikrovalni odmrzivač pod markom Radarange (sada se može reći da je sišao s proizvodne trake). Bio je to uređaj veličine velikog modernog hladnjaka koji je težio 340 kg sa snagom od 3 kW.
Prve masovne pošiljke Radarange mikrovalnih pećnica za odmrzavanje hrane poslane su na stolice vojnih bolnica i stolice američkih vojnika. Od 1949. godine počela je masovna proizvodnja ovih pećnica, pa je svatko tko je mogao priuštiti takvu kupnju imao priliku kupiti mikrovalnu pećnicu za odmrzavanje za samo 3000 dolara.
Porijeklo ideje o proizvodnji kućanskih mikrovalnih pećnica za zagrijavanje hrane seže u 25. listopada 1955. godine, kada je američka tvrtka «Tappan Company» predstavila prvu mikrovalnu pećnicu za kućnu upotrebu. Serijsku proizvodnju kućnih mikrovalnih pećnica započela je 1962. godine japanska tvrtka Sharp, ali potražnja za tako egzotičnim kućanskim proizvodom nije bila velika.
U SSSR-u su se mikrovalne pećnice «ZIL», «Elektronika» i «Maria MV» počele proizvoditi 80-ih godina. Godine 1990. na magnetronu M-105-1 proizvedena je mikrovalna pećnica "Dneprianka-1" volumena 32 litre, snage 1,3 kW pri mikrovalnoj snazi od 600 W.
Tako je započela masovna proizvodnja kućnih mikrovalnih pećnica, koje vam omogućuju brzo odmrzavanje hrane, zagrijavanje, pa čak i kuhanje. Glavni uvjet je da proizvod stavljen u mikrovalnu pećnicu sadrži vodu.
Princip rada i uređaj mikrovalne pećnice
Zaključak je da elektromagnetsko zračenje u decimetarskom području dovodi do ubrzanja gibanja molekula polarnog dielektrika (vode) koje imaju određeni dipolni moment.
Kako se molekule ubrzavaju, dolazi do njihove interakcije pod utjecajem mikrovalnog zračenja, odnosno tvar apsorbira elektromagnetsko zračenje, dok temperatura te tvari raste.
Optimalna dielektrična apsorpcija elektromagnetskog zračenja vodom događa se na frekvenciji od 2,45 GHz, što je upravo frekvencija na kojoj rade magnetroni modernih mikrovalnih pećnica.
U usporedbi s klasičnim pećnicama, u mikrovalnoj se hrana zagrijava ne samo na površini, već iu volumenu proizvoda, jer elektromagnetski val prodire u zagrijano tijelo na dubini od 1,5 do 2,5 cm, što ubrzava zagrijavanje, daje prosječno povećanje temperature hrane od 0,4 °C u sekundi.
Za dobivanje mikrovalnog zračenja određene valne duljine u mikrovalnoj pećnici koristi se magnetron s posebno proračunatim konstrukcijskim parametrima.Zračenje koje stvara magnetron prenosi se valovodom i koncentrira u komori u kojoj se nalazi grijana ploča.
Komora je zatvorena metalnim vratima koja sprječavaju širenje mikrovalnih valova izvan njezinih granica. Magnetron se napaja tradicionalno iz sekundarnog namota visokonaponskog transformatora (MOT) s izlaznim naponom od 2000 volti, koji se povećava krugom za udvostručenje (koji se sastoji od kondenzatora i diode). Zagrijavanje katode magnetrona osigurava poseban sekundarni namot s naponom od 4 volta iz istog transformatora.
Klasična metoda automatskog podešavanja toplinskih karakteristika mikrovalne pećnice jednaka je onoj koja se koristi u glačalima i kućanskim grijačima: magnetron se povremeno uključuje i isključuje tako da prosječna toplinska snaga isporučena komori u obliku elektromagnetskih valova iznosi jednaka onoj koju je postavio korisnik.
Sigurnosni aspekti mikrovalnih pećnica
Prema znanstvenim podacima, izravan učinak mikrovalnih valova na ljudsko tijelo stvara zamjetan toplinski učinak, au slučaju dugotrajne (ili jake) izloženosti može dovesti do lokalnog pregrijavanja i uzrokovati ozbiljne opekline.
Dakle, pri gustoći mikrovalne snage od oko 35 mW / cm 2, osjeća se zagrijavanje. Dugotrajno izlaganje gustoći snage iznad 100 mW/cm2 uzrokuje kataraktu i može dovesti do privremene neplodnosti.
Razina mikrovalne gustoće od 10 mW/cm2 smatra se sigurnom. Primijenjeno izravno na mikrovalne pećnice, prema europskom standardu, na udaljenosti od 5 cm od mikrovalne pećnice, maksimalna razina gustoće snage ne bi trebala prelaziti 1 mW/cm2, a na udaljenosti od 50 cm od pećnice, trebala bi ne smije biti veća od 0 ,01 mW / sq. Cm. cm Upravo te standarde zadovoljavaju moderne mikrovalne pećnice tijekom svoje proizvodnje.
Inače, otvorena vrata pećnice uvijek blokiraju njezino uključivanje, odnosno mikrovalna pećnica nikada ne bi trebala raditi s otvorenim vratima.
Sada za učinak mikrovalnih valova na električno vodljive tvari (osobito metale). Val, naravno, ne prodire kroz metalne predmete, ali je u stanju inducirati inducirane struje u metalu, uključujući vrtložne struje, koji zauzvrat snažno zagrijavaju metal.
Iz tog razloga nećete moći učinkovito zagrijati hranu u metalnoj posudi u mikrovalnoj pećnici. Što možemo reći o posuđu s metalnim uzorcima i rubovima koje mikrovalni valovi (od induciranih vrtložnih struja) lako uništavaju i jednostavno pokvare posuđe.