Φούρνος μικροκυμάτων: ιστορία, συσκευή και αρχή λειτουργίας, ρύθμιση απόδοσης, πτυχές ασφαλούς χρήσης
Η ιστορία του φούρνου μικροκυμάτων
Ο Πέρσι Σπένσερ ήταν 50 ετών όταν εργαζόταν ως μηχανικός στην αμερικανική στρατιωτική-βιομηχανική εταιρεία Raytheon, η οποία ασχολούνταν με την παραγωγή εξοπλισμού ραντάρ.
Ήταν 1945, τότε ο Πέρσι ανακάλυψε κατά λάθος ένα φαινόμενο που δύο χρόνια αργότερα θα ήταν η βάση του πρώτου φούρνου μικροκυμάτων: κατά τη διάρκεια ενός άλλου πειράματος με το μάγνητρον, ένα κομμάτι σοκολάτας στην τσέπη του Σπένσερ άρχισε ξαφνικά να λιώνει χωρίς προφανή λόγο.
Μαγνήτρον είναι μια συσκευή που εκπέμπει ηλεκτρομαγνητική ενέργεια με τη μορφή μικροκυμάτων. Χρησιμοποιήθηκε αρχικά για τεχνολογία ραντάρ.
Αποδείχθηκε ότι η ακτινοβολία εξαιρετικά υψηλής συχνότητας (μικροκυμάτων) μπορεί να ζεστάνει αποτελεσματικά τα τρόφιμα... Ήδη στις 8 Οκτωβρίου 1945, ο Percy Spencer έλαβε δίπλωμα ευρεσιτεχνίας για τον πρώτο φούρνο μικροκυμάτων στον κόσμο που σχεδιάστηκε για γρήγορη απόψυξη των τροφίμων.
Το 1947κατασκευάστηκε ο πρώτος αποψυκτηρας μικροκυμάτων με την επωνυμία Radarange (τώρα μπορεί να ειπωθεί ότι έφυγε από τη γραμμή συναρμολόγησης). Ήταν μια μονάδα στο μέγεθος ενός μεγάλου σύγχρονου ψυγείου που ζύγιζε 340 κιλά με ισχύ 3 kW.
Οι πρώτες μαζικές αποστολές φούρνων μικροκυμάτων Radarange για την απόψυξη τροφίμων στάλθηκαν στις καρέκλες των στρατιωτικών νοσοκομείων και στις καρέκλες των Αμερικανών στρατιωτών. Από το 1949 ξεκίνησε η μαζική παραγωγή αυτών των φούρνων, οπότε όποιος μπορούσε να αντέξει οικονομικά μια τέτοια αγορά είχε την ευκαιρία να αγοράσει έναν φούρνο μικροκυμάτων για απόψυξη μόνο για 3.000 $.
Η προέλευση της ιδέας της παραγωγής οικιακών φούρνων μικροκυμάτων για τη θέρμανση τροφίμων χρονολογείται στις 25 Οκτωβρίου 1955, όταν παρουσιάστηκε ο πρώτος φούρνος μικροκυμάτων για οικιακή χρήση από την αμερικανική εταιρεία «Tappan Company». Η σειριακή παραγωγή οικιακών φούρνων μικροκυμάτων ξεκίνησε το 1962 από την ιαπωνική εταιρεία Sharp, αλλά η ζήτηση για ένα τόσο εξωτικό οικιακό προϊόν δεν ήταν μεγάλη.
Στην ΕΣΣΔ, οι φούρνοι μικροκυμάτων «ZIL», «Elektronika» και «Maria MV» άρχισαν να παράγονται στη δεκαετία του '80. Το 1990, ο φούρνος μικροκυμάτων "Dneprianka-1" με όγκο 32 λίτρων, με ισχύ 1,3 kW σε ισχύ μικροκυμάτων 600 W κατασκευάστηκε στο M-105-1 magnetron.
Έτσι ξεκίνησε η μαζική παραγωγή οικιακών φούρνων μικροκυμάτων, που σας επιτρέπουν να ξεπαγώνετε γρήγορα τα τρόφιμα, να τα θερμαίνετε ακόμη και να τα μαγειρεύετε. Βασική προϋπόθεση είναι το προϊόν που τοποθετείται στον φούρνο μικροκυμάτων να περιέχει νερό.
Η αρχή της λειτουργίας και η συσκευή του φούρνου μικροκυμάτων
Το συμπέρασμα είναι ότι η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία στο εύρος του δεκατόμετρου οδηγεί σε επιτάχυνση της κίνησης των πολικών διηλεκτρικών μορίων (νερού) που έχουν μια ορισμένη διπολική ροπή.
Καθώς τα μόρια επιταχύνονται, η αλληλεπίδρασή τους λαμβάνει χώρα υπό την επίδραση της ακτινοβολίας μικροκυμάτων, δηλαδή η ουσία απορροφά την ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία, ενώ η θερμοκρασία αυτής της ουσίας αυξάνεται.
Η βέλτιστη διηλεκτρική απορρόφηση της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας από το νερό συμβαίνει σε συχνότητα 2,45 GHz, η οποία είναι ακριβώς η συχνότητα στην οποία λειτουργούν τα μαγνητόνια των σύγχρονων φούρνων μικροκυμάτων.
Σε σύγκριση με τους συμβατικούς φούρνους, στον φούρνο μικροκυμάτων, τα τρόφιμα θερμαίνονται όχι μόνο στην επιφάνεια, αλλά και στον όγκο του προϊόντος, επειδή το ηλεκτρομαγνητικό κύμα διεισδύει στο θερμαινόμενο σώμα σε βάθος 1,5 έως 2,5 cm, γεγονός που επιταχύνει τη θέρμανση, μέση αύξηση της θερμοκρασίας του φαγητού ίση με 0,4 ° C ανά δευτερόλεπτο.
Για να ληφθεί ακτινοβολία μικροκυμάτων με ένα συγκεκριμένο μήκος κύματος, χρησιμοποιείται σε φούρνο μικροκυμάτων ένα magnetron με ειδικά υπολογισμένες παραμέτρους σχεδιασμού.Η ακτινοβολία που παράγεται από το magnetron μεταδίδεται μέσω ενός κυματοδηγού και συγκεντρώνεται σε ένα θάλαμο στον οποίο τοποθετείται μια θερμαινόμενη πλάκα.
Ο θάλαμος είναι κλειστός με μεταλλική πόρτα που εμποδίζει τη διάδοση των κυμάτων μικροκυμάτων πέρα από τα όριά του. Το magnetron τροφοδοτείται παραδοσιακά από τη δευτερεύουσα περιέλιξη ενός μετασχηματιστή υψηλής τάσης (MOT) με τάση εξόδου 2000 βολτ, η οποία αυξάνεται με κύκλωμα διπλασιασμού (αποτελούμενο από πυκνωτή και δίοδο). Η θέρμανση της καθόδου του magnetron παρέχεται από μια ειδική δευτερεύουσα περιέλιξη με τάση 4 βολτ από τον ίδιο μετασχηματιστή.
Η κλασική μέθοδος αυτόματης ρύθμισης των θερμικών χαρακτηριστικών ενός φούρνου μικροκυμάτων είναι η ίδια με αυτή που χρησιμοποιείται στα σίδερα και τις οικιακές θερμάστρες: το magnetron ανάβει και σβήνει περιοδικά έτσι ώστε η μέση θερμική ισχύς που παρέχεται στον θάλαμο με τη μορφή ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων να είναι ίσο με αυτό που έχει ορίσει ο χρήστης.
Θέματα ασφαλείας των φούρνων μικροκυμάτων
Σύμφωνα με επιστημονικά δεδομένα, η άμεση επίδραση των κυμάτων μικροκυμάτων στο ανθρώπινο σώμα δημιουργεί μια αξιοσημείωτη επίδραση θερμότητας και σε περίπτωση παρατεταμένης (ή ισχυρής) έκθεσης, μπορεί να οδηγήσει σε τοπική υπερθέρμανση και να προκαλέσει σοβαρά εγκαύματα.
Έτσι, σε πυκνότητα ισχύος μικροκυμάτων περίπου 35 mW / cm 2, αισθάνεται κανείς θέρμανση. Η παρατεταμένη έκθεση σε πυκνότητες ισχύος άνω των 100 mW/cm2 προκαλεί καταρράκτη και μπορεί να οδηγήσει σε προσωρινή υπογονιμότητα.
Ένα επίπεδο πυκνότητας μικροκυμάτων 10 mW/cm2 θεωρείται ασφαλές. Εφαρμόζεται απευθείας σε φούρνους μικροκυμάτων, σύμφωνα με το ευρωπαϊκό πρότυπο, σε απόσταση 5 cm από τον φούρνο μικροκυμάτων, το μέγιστο επίπεδο πυκνότητας ισχύος δεν πρέπει να υπερβαίνει το 1 mW / τετραγωνικό cm και σε απόσταση 50 cm από το φούρνο, θα πρέπει δεν υπερβαίνει τα 0,01 mW / τ. εκατοστά. εκ. Είναι ακριβώς αυτά τα πρότυπα που πληρούν τους σύγχρονους φούρνους μικροκυμάτων κατά την παραγωγή τους.
Παρεμπιπτόντως, η ανοιχτή πόρτα του φούρνου εμποδίζει πάντα την ενεργοποίησή του, δηλαδή ο φούρνος μικροκυμάτων δεν πρέπει ποτέ να λειτουργεί με την πόρτα ανοιχτή.
Τώρα για την επίδραση των κυμάτων μικροκυμάτων σε ηλεκτρικά αγώγιμες ουσίες (ιδίως μέταλλα). Το κύμα, φυσικά, δεν διαπερνά μεταλλικά αντικείμενα, αλλά είναι σε θέση να προκαλέσει επαγόμενα ρεύματα στο μέταλλο, συμπεριλαμβανομένων δινορεύματα, που με τη σειρά τους θερμαίνουν έντονα το μέταλλο.
Για το λόγο αυτό, δεν θα μπορείτε να ζεστάνετε αποτελεσματικά τα τρόφιμα σε μεταλλικό δοχείο χρησιμοποιώντας φούρνο μικροκυμάτων. Τι να πούμε για πιάτα με μεταλλικά σχέδια και άκρες που καταστρέφονται εύκολα από τα κύματα μικροκυμάτων (από τα επαγόμενα δινορεύματα) που απλώς χαλάνε τα πιάτα.