Mikrohullámú sütő

Mikrohullámú sütő , mikrohullámú sütő - olyan elektromos készülék , amely lehetővé teszi a víztartalmú anyagok felmelegítését elektromágneses sugárzás hatására deciméteres tartományban (általában 2450 MHz frekvenciával ), és élelmiszerek gyors főzésére , melegítésére vagy kiolvasztására tervezték .

Az iparban ezeket a kemencéket szárításra, leolvasztásra, műanyagok olvasztására , ragasztók melegítésére, kerámiák égetésére stb. használják. Egyes ipari sütőkben a sugárzási frekvencia változhat (az úgynevezett angol  variable Frequency Microwave, VFM ).

A klasszikus sütőkkel ellentétben (például sütő vagy orosz sütő ) a mikrohullámú sütőben az ételt nemcsak a felmelegített test felületéről, hanem poláris molekulákat (például vizet ) tartalmazó térfogatán keresztül is melegítik, mivel a rádióhullámok adott frekvenciájú élelmiszerek a felszíntől körülbelül 1,5-2,5 cm mélységben behatolnak és elnyelik. Ez csökkenti az étel melegítési idejét; az átlagos fűtési sebesség a mikrohullámú sütőben 0,3-0,5 °C másodpercenként.

Hogyan működik

A kemencében poláris molekulákat tartalmazó anyagok dielektromos melegítése történik . Az elektromágneses hullámok elektromos komponense dipólusmomentummal gyorsítja a molekulák mozgását , és az intermolekuláris kölcsönhatás az elektromágneses sugárzás elnyeléséhez és az anyag hőmérsékletének növekedéséhez vezet.

A legtöbb háztartási mikrohullámú sütő 2450 MHz-en működik, egyes ipari modellek az Egyesült Államokban pedig 915 MHz-en. A frekvencia kiválasztása gyakorlati és tervezési okokból történik.

• A frekvenciának a víz abszorpciós spektrumán belül kell lennie (széles és a hőmérséklet függvényében változik; a gyakorlati szempontból érdekes tartományban az abszorpció a frekvenciával nő);
• Másrészt a rádióhullámok behatolási mélysége a fűtött tárgyba néhány centiméter tartományban kell, hogy legyen (minél alacsonyabb a frekvencia, annál nagyobb a behatolási mélység [1] );
• Az 500 W vagy annál nagyobb teljesítményű sugárforrásnak - magnetronnak  - elfogadható hatásfokkal, költséggel, méretekkel kell rendelkeznie;
• A frekvenciának az engedélyezett rádiófrekvencia-sávban kell lennie. Ebben az esetben az ISM tartomány1947-ben izolálták [2] , röviddel a mikrohullámú sütő feltalálása után.

Kemence teljesítménye

A háztartási mikrohullámú sütők teljesítménye 500 és 2500 W között van. Szinte minden háztartási sütő lehetővé teszi a felhasználó számára a fűtéshez használt teljesítmény beállítását. Ehhez az olcsó kemencemodellekben a fűtő ( magnetron ) a beállított teljesítményértéknek megfelelően periodikusan be- és kikapcsol, megváltoztatva az átlagos betáplált energiamennyiséget (ezt a módszert számos más fűtőberendezésben is széles körben alkalmazzák, pl. például vasalók , fűtőtestek ).

Eszköz

A magnetron mikrohullámú sütő fő összetevői:

• fém , fémezett ajtóval, kamrával (amelyben a nagyfrekvenciás sugárzás koncentrálódik, például 2450 MHz), ahová a felmelegített termékeket helyezik;
• transzformátor  - a magnetron nagyfeszültségű tápegysége;
• vezérlő és kapcsoló áramkörök;
• közvetlenül mikrohullámú emitter - magnetron;
• hullámvezető a sugárzás továbbítására a magnetronból a kamrába;
• segédelemek:
  • forgóasztal - szükséges a termék minden oldalról történő egyenletes melegítéséhez, vagy forgó antenna fix asztallal rendelkező kemencékben;
  • áramkörök és áramkörök, amelyek az eszköz vezérlését ( időzítő ) és biztonságát (blokkolási módok) biztosítják;
  • a magnetron ventilátorhűtése és a kamra szellőztetése.

Fajták

Felépítésük szerint a mikrohullámú sütők a következőkre oszthatók:

• egyedül  - csak mikrohullámú sugárzás, grill és konvekció nélkül;
• grillel  - beépített elektromos grillsütőt tartalmaz ;
• konvekcióval - egy  speciális ventilátor forró levegőt fúj a kamrába, ezáltal egyenletesebb sütést biztosít, hasonlóan a sütőhöz.

Táblázat típusa:

• lemezjátszóval
• fix asztallal.

A vezérlés típusa szerint a mikrohullámú sütőket a következőkre osztják:

• mechanikus  - mechanikus idő- és teljesítményszabályozókat használnak,
• nyomógomb  - a vezérlőpult gombkészletből áll,
• érintés  - érintőgombokat használnak.

Történelem

1941. június 13-án a Trud újságban egy feljegyzés jelent meg egy különleges berendezésről, amely a húskészítmények feldolgozásához ultra-nagy frekvenciájú áramot használt, és amelyet az All-Union Húsipari Kutatóintézetének mágneses hullámok laboratóriumában fejlesztettek ki. [3] .

1945-ben Percy Spencer amerikai mérnök vette észre először, hogy a mikrohullámú sugárzás képes ételt melegíteni, és szabadalmaztatott egy mikrohullámú sütőt. A találmány idején Spencer a Raytheonnak , a radarberendezéseket gyártó cégnek dolgozott . A legenda szerint, amikor egy másik magnetronnal kísérletezett, Spencer észrevette, hogy egy darab csokoládé megolvadt a zsebében. Egy másik változat szerint észrevette, hogy a bekapcsolt magnetronra helyezett szendvics felforrósodott.

A mikrohullámú sütő szabadalmi bejelentését 1945. október 8-án nyújtották be . [4] A világ első mikrohullámú sütőjét, a „Radarange”-t 1947 -ben adta ki a Raytheon , és nem főzéshez, hanem élelmiszerek gyors kiolvasztásához készült, és kizárólag a katonaság használta (katonák étkezdéin és katonai kórházak étkezdéin). Magassága megközelítőleg megegyezett az emberi magassággal, súlya 340 kg, teljesítménye - 3 kW, ami körülbelül kétszerese egy modern háztartási mikrohullámú sütő teljesítményének. 1949- ben megkezdődött tömeggyártásuk. Ez a tűzhely körülbelül 3000 dollárba került.

1955. október 25- én az amerikai Tappan Company bemutatta az első háztartási mikrohullámú sütőt.

Az első sorozatgyártású háztartási mikrohullámú sütőt a japán Sharp cég adta ki 1962 -ben . Kezdetben alacsony volt a kereslet egy új termék iránt.

A Szovjetunióban a 80-as évek eleje óta a mikrohullámú sütőket gyárakban gyártják:

• ZIL (ZIL modell) és Yuzhny Gépgyártó üzem (Mriya MV modell)
• Tambov "Elektropribor" üzem ("Elektronika" modell);
• Dnyeprovszkij gépgyártó üzem őket. Lenin (DMZ) gyártotta "Dneprjanka-1" (1990, 32 liter, magnetron M-105-1, energiafogyasztás 1300 watt, mikrohullámú teljesítmény 600 watt, tömeg 41 kg, ár 350 rubel) [5] és "Dnepryanka -2" [6] .

Jóslás a sci-fiben

A mikrohullámú (szubmilliméteres) EM-sugárzással melegítéssel történő főzést Vladimir Vladko szovjet író "4-UKH-4" című tudományos-fantasztikus történetében írta le (később "Csodálatos generátor" címmel) , amelyet a "Znanya" folyóiratban publikáltak. "Tudás") 1934-ben (18-24. sz.) [7]

Biztonsági problémák

Elektromágneses biztonság

A mikrohullámok emberre gyakorolt ​​hatása hőhatásokra (helyi túlmelegedés) csökken, amely égési sérülésekben és szürkehályogban nyilvánul meg . A szovjet tudósok pszicho-neurológiai hatásokat is észleltek (fáradtság, fejfájás) [8] , a nem termikus expozíció okait nem vizsgálták [9] .

Egy személy mikrohullámú sugárzást (hőérzetet) érezhet 20-50 mW/cm² teljesítménysűrűség mellett. A 100 mW/cm² feletti szintek hosszan tartó kitettsége szürkehályoghoz és átmeneti meddőséghez vezethet . Az ANSI szabvány a 10 mW / cm²-es szintet tekinti biztonságosnak, a mikrohullámú sütők határértéke 1 mW / cm² a sütőtől öt centiméterre. Az európai szabvány a 10 μW/cm² (0,01 mW/cm²) biztonságos szintet tekinti a kemencétől 50 cm-es távolságban [10] . Az orosz normák ( SanPiN 2.2.4./2.1.8.055-96) a lakosságra vonatkozó európai szabványt [9] követik ; a mikrohullámú berendezéseket kiszolgáló személyzet esetében a szabványok sokkal magasabbak.

A mikrohullámú sütők a gyártás időpontjában megfelelnek a szigorú szabványoknak, mind a sütőn kívüli sugárzás, mind a reteszek tekintetében, amelyek megakadályozzák a sütő működését nyitott ajtó mellett [8] . Az ajtók anyagai használat közben elhasználódnak, ezért a régebbi kályhák esetében általában magasabb a sugárzási határérték (5 mW/cm² az ANSI szabványban). Az Egyesült Államokban 1970-ben üzemeltetett kályhák vizsgálatai kimutatták, hogy jelentős részük (20-30%) jóval a határérték felett sugárzott, és az eredmények nagymértékben függtek a szolgáltatás minőségétől [11] .

Üzemeltetési óvintézkedések

A mikrohullámú sugárzás nem tud áthatolni a fémtárgyakon, ezért nem lehet fém edényben ételt főzni.

Nem kívánatos fémbevonatú ("aranyszegély") edényeket a mikrohullámú sütőbe helyezni - még ezt a vékony fémréteget is erősen felmelegíti az örvényáram , ami tönkreteheti az edényeket a fémbevonat területén.

A légmentesen lezárt edényekben lévő folyadékokat és az egész madártojást nem szabad mikrohullámú sütőben melegíteni  - a víz erős párolgása miatt nagy nyomás keletkezik benne, így felrobbanhatnak. Ugyanezen okok miatt nem kívánatos a műanyag fóliával bevont kolbásztermékek erős felmelegítése (vagy melegítés előtt villával megszúrni).

Üres mikrohullámú sütőt tilos bekapcsolni. Legalább egy pohár vizet kell bele tenni [12] .

A víz mikrohullámú sütőben történő melegítésekor is ügyelni kell - a víz túlmelegedhet , vagyis a forráspont fölé melegedhet . A túlhevített folyadék szinte azonnal felforrhat a hanyag mozdulattól. Ez nem csak a desztillált vízre vonatkozik , hanem minden olyan vízre is, amely kevés lebegőanyagot tartalmaz . Minél simább és egyenletesebb a víztartály belső felülete, annál nagyobb a kockázat. Ha az edény keskeny nyakú, akkor nagy a valószínűsége annak, hogy a forralás kezdetekor túlhevített víz ömlik ki, és megégeti a kezét.

Mítoszok a mikrohullámú sütőkről

• Nem igaz az a széles körben elterjedt vélemény, hogy a kemencemagnetron frekvenciáját a vízmolekula rezonanciafrekvenciájának megfelelően választják meg - ez utóbbi a K-sávban (18-27 GHz) található [13] , míg a legtöbb háztartási mikrohullámú sütő 2, 45 GHz-es frekvencia, és egyes ipari modellek az Egyesült Államokban - még kevesebb, 915 MHz-es frekvencián.
• A mikrohullámú expozíció állítólag megváltoztatja a víz és az élelmiszer szerkezetét, és a hasznos anyagokat rákkeltő anyagokká alakítja. Valójában a mikrohullámú sugárzás hatása a mikrohullámú sütőben nem különbözik a hagyományos fűtéstől, és a mikrohullámú sugárzás által szállított energia nem elegendő a kémiai kötések közvetlen elpusztításához [8] . Bár a vegyészek tanulmányoztak néhány reakciót (rendkívül ritka), amelyek lefolyását állítólag a mikrohullámú sugárzás nem termikus hatása [14] befolyásolta , független kísérletek eredményeként [15] azt találták, hogy a megfigyelt „nem- termikus hatásokat valójában a fűtési inhomogenitás magyarázta, és a nem termikus mikrohullámú hatások jelenléte hipotézise nem igazolódott be. Ráadásul a víznek (a fagyasztott kivételével) a modern tudományos adatok szerint nem lehet állandó szerkezete (lásd a megfelelő cikket ).
• Az eltávolított ajtajú mikrohullámú sütők állítólag a katonaságban használhatók a radar olcsó utánzatára (annak érdekében, hogy az ellenséget drága lőszerek vagy a repülőgépek elakadásának erőforrásait költsék el ezek elnyomására). A publikációk általában a szerb hadsereg koszovói tapasztalataira hivatkoznak [16] .

Jegyzetek

1. ↑ Technológiai tájékoztató 3: Mikrohullámú sütők archiválva 2019. február 14-én a Wayback Machine -nél // University of Michigan 
2. ↑ A Nemzetközi Rádiókonferencia dokumentumai (Atlantic City, 1947) - Doc. nem. 1-100 (hozzáférhetetlen link) 464. Letöltve: 2018. december 17. Az eredetiből archiválva : 2016. március 4..  (határozatlan)   (Angol)
3. ↑ Anastasia Voskresenskaya. 1941. június 13.: Ki találta fel igazán a mikrohullámú sütőt Archiválva : 2014. december 25. a Wayback Machine -nél
4. ↑ US szabadalom 2495429, Spencer, Percy L. Archiválva : 2022. március 19. a Wayback Machine -nél , "Élelmiszerek kezelésének módszere", kiadva: 1945-10-08
5. ↑ Kezelési útmutató "Dneprjanka-1" . Letöltve: 2012. január 13. Az eredetiből archiválva : 2012. január 10.. (határozatlan)
6. ↑ 6 mítosz és 4 tény a mikrohullámú sütőről . Letöltve: 2014. november 23. Az eredetiből archiválva : 2015. szeptember 24.. (határozatlan)
7. ↑ TUDÁS - NF: óra-festmények - Könyvtár - Argonaut Vsesvitu . Letöltve: 2020. október 31. Az eredetiből archiválva : 2020. november 3. (határozatlan)
8. ↑ 1 2 3 Elder, 1971 , p. 444.
9. ↑ 1 2 Ivanenko, 2007 .
10. ↑ Mivel a pontforrásból származó sugárzás a távolság négyzetével gyengül, az amerikai és az európai szabvány követelményei hasonlóak.
11. ↑ Elder, 1971 , p. 445.
12. ↑ Kolyada V. Megszelídített láthatatlanok. Mindent a mikrohullámú sütőkről  // Tudomány és élet . - 2004. Archiválva : 2017. július 3. (Orosz)
13. ↑ McGraw-Hill tudományos és technológiai enciklopédiája. McGraw-Hill, 1992.  (eng.) 328. o.
14. ↑ Antonio de la Hoz, Angel Diaz-Ortiz, Andres Moreno. Mikrohullámok szerves szintézisben. Termikus és nem termikus mikrohullámú hatások. Chem. szoc. Rev., 2005, 164-178.
15. ↑ M. Antonia Herrero, Jennifer M. Kremsner, C. Oliver Kappe. Nonthermal Microwave Effects Revisited: A belső hőmérséklet-figyelés és keverés fontosságáról a mikrohullámú kémiában  (nem elérhető link) .. // J. Org. Chem. 2008, 73, 36-47.
16. ↑ Donald E. Vandergriff. A győzelemhez vezető út: Amerika hadserege és a forradalom az emberi ügyekben Archiválva : 2020. január 20. a Wayback Machine -nél . Presidio Press, 2002, 171. o.

Irodalom

• Pokhlebkin V.V. Mikrohullámú sütő // Az évszázad konyhája. - M . : Polifact, 2000. - 616 p.
• Ivanenko V. P., Musaev A. F., Kuzmin V. V., Dobryakov A. B., Azaev R. A., Zuev N. A. Mikrohullámú sütők és működésük biztonsága  . NRU ITMO tudományos folyóirat. "Élelmiszer-előállítási folyamatok és készülékek" sorozat. - 2007. - 1. sz . - S. 444-446 .
• Stuart O. Nelson, Ashim K. Datta. Élelmiszer-anyagok és elektromos térkölcsönhatások dielektromos tulajdonságai // Kézikönyv Mikrohullámú technológia élelmiszeripari alkalmazáshoz / Ashim K. Datta. - Marcel Dekker, Inc., 2001. - P.  69-114 . — 536 p. — ISBN 0-8247-0490-8 .  (Angol)
• Ashim K. Datta. A hő- és nedvességszállítás alapjai a mikrohullámú sütőben használható élelmiszertermékek és -folyamatok fejlesztéséhez // Kézikönyv Microwave Technology for Food Application / Ashim K. Datta. - Marcel Dekker, Inc., 2001. - P.  115-172 . — 536 p. — ISBN 0-8247-0490-8 .  (Angol)
• Elder, RL Gundaker, WE Mikrohullámú sütők és közegészségügyi jelentőségük  //  Journal of Milk and Food Technology. - 1971. - 1. évf. 34 , sz. 9 . - P. 444-446 .

Linkek

• A mikrohullámú sütő berendezése és kialakítása
• Mikrohullámú sütő az áruk és termékek minőségi enciklopédiájában
• Mikrohullámú makro-hülyeség: Mikrohullámú sütő-mítoszok
• Fizikus - a mikrohullámú sütők veszélyeiről

Szótárak és enciklopédiák	Nagy dán Nagy katalán Nagy norvég Britannica (online) Universalis Universalis
Bibliográfiai katalógusokban	BNF : 11969492v J9U : 987007533697205171 LCCN : sh85084969 NDL : 01181197 NKC : ph115315