Mikrovalovna pečica: zgodovina, naprava in princip delovanja, regulacija delovanja, vidiki varne uporabe

Zgodovina mikrovalovne pečice

Percy Spencer je bil star 50 let, ko je delal kot inženir v ameriškem vojaško-industrijskem podjetju Raytheon, ki se je ukvarjalo s proizvodnjo radarske opreme.

Bilo je leta 1945, takrat je Percy po naključju odkril pojav, ki bo dve leti kasneje postal osnova prve mikrovalovne pečice: med drugim poskusom z magnetronom se je kos čokolade v Spencerjevem žepu nenadoma brez očitnega razloga začel topiti.

Magnetron je naprava, ki oddaja elektromagnetno energijo v obliki mikrovalov. Prvotno se uporablja za radarsko tehnologijo.

Izkazalo se je, da je z ultravisokofrekvenčnim (mikrovalovnim) sevanjem mogoče učinkovito segrevati hrano... Že 8. oktobra 1945 je Percy Spencer prejel patent za prvo mikrovalovno pečico na svetu, namenjeno hitremu odmrzovanju hrane.

Leta 1947izdelan je bil prvi mikrovalovni odmrzovalnik pod blagovno znamko Radarange (zdaj lahko rečemo, da je zapustil tekoči trak). To je bila enota velikosti velikega sodobnega hladilnika, ki je tehtal 340 kg in imel moč 3 kW.

Prve masovne pošiljke mikrovalovnih pečic Radarange za odtaljevanje hrane so bile poslane na stole vojaških bolnišnic in stole ameriških vojakov. Od leta 1949 se je začela množična proizvodnja teh pečic, tako da je vsak, ki si je lahko privoščil takšen nakup, imel možnost kupiti mikrovalovno pečico za odmrzovanje za samo 3000 dolarjev.

Ideja o proizvodnji gospodinjskih mikrovalovnih pečic za pogrevanje hrane sega v 25. oktober 1955, ko je ameriško podjetje Tappan Company predstavilo prvo mikrovalovno pečico za domačo uporabo. Serijsko proizvodnjo domačih mikrovalovnih pečic je leta 1962 začelo japonsko podjetje Sharp, vendar povpraševanje po tako eksotičnem gospodinjskem izdelku ni bilo veliko.

V ZSSR so mikrovalovne pečice "ZIL", "Elektronika" in "Maria MV" začeli proizvajati v 80. letih. Leta 1990 je bila na magnetronu M-105-1 izdelana mikrovalovna pečica "Dneprianka-1" s prostornino 32 litrov, z močjo 1,3 kW pri mikrovalovni moči 600 W.

Tako se je začela množična proizvodnja domačih mikrovalovnih pečic, ki omogočajo hitro odmrzovanje hrane, njeno segrevanje in celo kuhanje. Glavni pogoj je, da izdelek v mikrovalovni pečici vsebuje vodo.

Načelo delovanja in naprava mikrovalovne pečice

Zaključek je, da elektromagnetno sevanje v decimetrskem območju vodi do pospeševanja gibanja molekul polarnega dielektrika (vode), ki imajo določen dipolni moment.

Ko se molekule pospešijo, pride do njihove interakcije pod vplivom mikrovalovnega sevanja, to pomeni, da snov absorbira elektromagnetno sevanje, medtem ko se temperatura te snovi dvigne.

Optimalna dielektrična absorpcija elektromagnetnega sevanja vode se pojavi pri frekvenci 2,45 GHz, kar je ravno frekvenca, na kateri delujejo magnetroni sodobnih mikrovalovnih pečic.

V primerjavi s klasičnimi pečicami se v mikrovalovni pečici hrana ne segreje samo na površini, temveč tudi v prostornini izdelka, saj elektromagnetno valovanje prodira v segreto telo v globino 1,5 do 2,5 cm, kar pospešuje segrevanje, daje povprečno povečanje temperature hrane za 0,4 °C na sekundo.

Za pridobitev mikrovalovnega sevanja z določeno valovno dolžino se v mikrovalovni pečici uporablja magnetron s posebej izračunanimi konstrukcijskimi parametri.Sevanje, ki ga ustvarja magnetron, se prenaša skozi valovod in koncentrira v komori, v kateri je nameščena ogrevana plošča.

Komora je zaprta s kovinskimi vrati, ki preprečujejo širjenje mikrovalovnih valov izven njenih meja. Magnetron se napaja tradicionalno iz sekundarnega navitja visokonapetostnega transformatorja (MOT) z izhodno napetostjo 2000 voltov, ki jo poveča podvojitveno vezje (sestavljeno iz kondenzatorja in diode). Ogrevanje katode magnetrona zagotavlja posebno sekundarno navitje z napetostjo 4 voltov iz istega transformatorja.

Klasična metoda samodejnega prilagajanja toplotnih karakteristik mikrovalovne pečice je enaka tisti, ki se uporablja pri likalnikih in gospodinjskih grelnikih: magnetron se periodično vklaplja in izklaplja, tako da je povprečna toplotna moč, dovedena v komoro v obliki elektromagnetnih valov, enaka. enak tistemu, ki ga nastavi uporabnik.

Varnostni vidiki mikrovalovnih pečic

Po znanstvenih podatkih neposreden učinek mikrovalovnih valov na človeško telo povzroči opazen toplotni učinek in v primeru dolgotrajne (ali močne) izpostavljenosti lahko povzroči lokalno pregrevanje in povzroči resne opekline.

Torej pri gostoti moči mikrovalovne pečice približno 35 mW / cm 2 čutimo segrevanje. Dolgotrajna izpostavljenost gostoti moči nad 100 mW/cm2 povzroča sive mrene in lahko povzroči začasno neplodnost.

Raven mikrovalovne gostote 10 mW/cm2 velja za varno. Naneseno neposredno na mikrovalovne pečice, v skladu z evropskim standardom, na razdalji 5 cm od mikrovalovne pečice najvišja raven gostote moči ne presega 1 mW/cm2, na razdalji 50 cm od pečice pa naj bi ne sme presegati 0,01 mW/kv. cm. cm Prav tem standardom ustrezajo sodobne mikrovalovne pečice pri njihovi proizvodnji.

Mimogrede, odprta vrata pečice vedno blokirajo njegovo aktivacijo, to pomeni, da mikrovalovna pečica nikoli ne sme delovati z odprtimi vrati.

Zdaj pa o učinku mikrovalovnih valov na električno prevodne snovi (zlasti kovine). Val seveda ne prodre skozi kovinske predmete, vendar lahko inducira inducirane tokove v kovini, vključno z vrtinčni tokovi, ki posledično močno segrejejo kovino.

Iz tega razloga hrane v kovinski posodi ne boste mogli učinkovito pogreti v mikrovalovni pečici. Kaj lahko rečemo o posodah s kovinskimi vzorci in robovi, ki jih mikrovalovni valovi (iz induciranih vrtinčnih tokov) zlahka uničijo in preprosto pokvarijo posodo.