Микроволновая печь

Микроволно́вая печь(микроволно́вка) илиСВЧ-печь—электроприбор, позволяющий совершать разогревводосодержащихвеществ благодаря электромагнитному излучениюдециметрового диапазона(обычно с частотой 2450МГц) и предназначенный для быстрогоприготовления, подогрева или размораживанияпищи.
Впромышленностиэти печи используются для сушки, разморозки, плавленияпластмасс, разогрева клеёв, обжига керамики и т. д. В некоторых промышленных печах частота излучения может изменяться (так называемыеангл.variable frequency microwave, VFM).
В отличие от классическихпечей(например,духовкиилирусской печи), разогрев пищи в СВЧ-печи происходит не только с поверхности разогреваемого тела, но и по его объёму, содержащемуполярные молекулы(например,воды), так какрадиоволныданной частоты проникают и поглощаются пищевыми продуктами примерно на 1,5 — 2,5 см по глубине от поверхности. Это сокращает время разогрева пищи; средняя скорость нагрева в СВЧ-печах составляет 0,3—0,5 °С в секунду.
В печи происходитдиэлектрический нагреввеществ, содержащих полярныемолекулы. Электрическая компонента электромагнитных волн ускоряет движение молекул, обладающихдипольным моментом, а межмолекулярное взаимодействие приводит кпоглощению электромагнитного излученияи увеличению температуры вещества.
Большинство бытовых СВЧ-печей работает на частоте 2450 МГц, а некоторые индустриальные модели в США — на частоте 915 МГц. Частота выбрана по практическим и конструктивным соображениям.
Мощность бытовых СВЧ-печей варьируется в диапазоне от 500 до 3000Вти выше. Практически все бытовые печи позволяют пользователю регулировать мощность, используемую для разогрева. Для этого в недорогих моделях печей нагреватель (магнетрон), согласно установленному значению мощности, периодически включается и выключается, изменяя среднее количество подаваемой энергии (такой способ широко используется также во многих других нагревательных приборах, например,утюгах,нагревателях).
Основные компоненты магнетронной микроволновой печи:
По типу конструкции микроволновые печи подразделяются на:
По типу стола:
По типу управления микроволновые печи делятся на:
Использование высокочастотных радиоволн для нагрева веществ стало возможным благодаря разработке ламповыхрадиопередатчиковпримерно в 1920 году.
К 1930 году применение коротких волн для нагревания тканей человека превратилось в медицинскую терапиюдиатермией.
На Всемирной выставке вЧикагов 1933 году компанияWestinghouseпродемонстрировала приготовление пищи между двумя металлическими пластинами, подключенными к коротковолновому передатчику мощностью 10 кВт, 60 МГц. Команда Westinghouse под руководством И. Ф. Муромцева обнаружила, что такие продукты, какстейкии картофель, можно приготовить за считанные минуты.
13 июня 1941 года в газете «Труд» вышла заметка с описанием специальной установки, использовавшей токи ультравысокой частоты для обработки мясных продуктов, которая была разработана в лаборатории магнитных волн Всесоюзного научно-исследовательского института мясной промышленности.
В 1945 годуамериканскийинженерПерси Спенсервпервые заметил способность сверхвысокочастотного излучения к нагреванию продуктов и запатентовал микроволновую печь. В момент изобретения Спенсер работал в компанииRaytheon, занимающейся изготовлением оборудования длярадаров. По легенде, когда он проводил эксперименты с очередныммагнетроном, Спенсер заметил, что батончикшоколадав его кармане расплавился.
Заявка напатентна микроволновую печь была подана 8 октября1945 года.Сначала он нагревал еду с помощью магнетрона, позже помести магнетрон в ящик и придумал микроволновую печь. Спенсер экспериментировал с приготовлением различной пищи, позже он изготовил первую микроволновую печь, которую установили в ресторане для экспериментального использования.
В 1947 году была выпущена первая мелкосерийная СВЧ-печь «Radarange» фирмойRaytheon, стоила 5000 долларов, использовалась в ресторанах, самолётах, на кораблях, в солдатских столовых и столовых военных госпиталей. Её высота была примерно равна человеческому росту, масса 340 кг, мощность — 3 кВт, что примерно в два раза больше мощности современных бытовых СВЧ-печей.
В1949 годуначалось серийное производство микроволновых печей. Стоила эта печь около$3000.
25 октября1955 годаамериканская компания «Tappan Company» представила бытовую микроволновую печь.
В 1962 году в Японии была выпущена первая серийная бытовая микроволновая печь фирмыSharp.
В 1967 году в продажу поступила первая более доступная по цене 495 долларов США (что эквивалентно 4523 долларам США в 2023 году) и разумного размера (настольная) микроволновая печь марки Radarange, произведенная Amana (подразделение Raytheon).
ВСССРмикроволновые печи выпускались с конца70-х,на заводах:
Приготовление пищи с помощью нагрева микроволновым (субмиллиметровым) ЭМ-излучением было описано в фантастической повести советского писателяВладимира Владко«4-УКХ-4» (позднее переиздававшейся под названием «Чудесный генератор»), опубликованной в журнале «Знання» («Знание») в 1934-м году (№ 18—24)
Воздействие микроволн на человека сводится к тепловым эффектам (локальному перегреву), проявляющимся вожогахикатарактах. Советские учёные также отмечали психоневрологические эффекты (усталость, головная боль), причины нетеплового воздействия не изучены.
Человек может почувствовать микроволновое излучение (ощутив нагрев) при плотности мощности 20—50 мВт/см². Длительное облучение на уровне свыше 100 мВт/см² может привести к появлению катаракт и временномубесплодию. Безопасным стандарт ANSI считает уровень 10 мВт/см², предельный уровень для микроволновых печей установлен в 1 мВт/см² в пяти сантиметрах от печи. Европейский стандарт считает безопасным уровнем 10 мкВт/см² (0,01 мВт/см²) на расстоянии 50 см от печи. Российские нормы (СанПиН2.2.4./2.1.8.055-96) следуют европейскому стандартудля населения; для персонала, обслуживающего микроволновую технику, нормы значительно выше.
Микроволновые печи на момент их изготовления соответствуют строгим стандартам, регламентирующим как излучение вне печи, так и блокировки, предотвращающие работу печи при открытой дверце. В процессе использования материалы двери изнашиваются, потому обычно существует больший предел излучения для старых печей (5 мВт/см² в стандарте ANSI). Исследования печей, эксплуатировавшихся в США в 1970 году, показали, что значительная их часть (20—30 %) излучала существенно выше предела, причём результаты сильно зависели от качества обслуживания.
Микроволновое излучение не может проникать внутрь металлических оболочек, поэтому невозможно приготовить еду в металлической посуде.
Нежелательно помещать в микроволновую печь посуду с металлическим напылением («золотой каёмочкой») — даже этот тонкий слой металла сильно нагреваетсявихревыми токами, что может разрушить посуду в области металлического напыления.
Нельзя нагревать в микроволновой печи жидкость в герметично закрытых ёмкостях и целые птичьияйца— из-за сильного испарения воды внутри создаётся высокое давление, поэтому они могут взорваться. Из этих же соображений нежелательно сильно разогревать сосисочные изделия, обтянутыеполиэтиленовойплёнкой (либо перед разогревом надо проткнуть каждую сосиску вилкой). Сварить яйца в микроволновке можно, если покрыть их водой, также в воду нужно класть все продукты, которые готовят на воде на обычной кухонной плите: сосиски, картошку, пельмени, вареники и т.д… Из-за сильного испарения продукты нужно накрывать крышкой или заворачивать в полиэтиленовый пакет, чем меньше продукт содержит жидкости, тем быстрее он нагревается в микроволновке.
Запрещено включать пустую микроволновку. Необходимо как минимум поставить в неё стакан воды.
Разогревая в микроволновке воду, также следует соблюдать осторожность — вода способна кперегреванию, то есть к нагреванию выше температурыкипения. Перегретая жидкость способна почти мгновенно вскипеть от неосторожного движения. Это относится не только кдистиллированной воде, но и к любой воде, в которой содержится маловзвешенных частиц. Чем более гладкой и однородной является внутренняя поверхность сосуда с водой, тем выше риск. Если у сосуда узкое горлышко, то велика вероятность, что в момент начала кипения перегретая вода выльется и обожжёт руки.