Принципы работы микроволновой печи

Для начала этой темы вспомним немного историю. В 1945 году, американский инженер П. Б. Спенсер получил патент на использовании микроволн в приготовлении еды. Именно этот человек считается изобретателем СВЧ - печки. Теперь давайте перейдём к основным принципам работы сверхвысоких частот.
Если говорить простым языком,  оттаивание и разогрев продукта происходит от движения  полярных молекул внутри продукта. Принцип действия микроволновой печи основан на, так называемом, молекулярном дипольном сдвиге. Вы часто сталкивались, и возможно сталкиваетесь, с этими процессами не придавая этому значения, и не задумываясь, как это работает. Электромагнитные колебания приводят к постоянному движению молекулы, выстраивая их относительно силовым линиям постоянно меняющегося поля. Таким образом, молекулы периодически меняют направления. Это вызывает трения, столкновения между собой, тем самым передавая энергию соседним молекулам этого продукта. Так как температура прямо пропорциональна средней кинетической энергии движения атомов или молекул в продукте, такое перемешивание молекул увеличивает температуру продукта.
В данном случае нагрев продукта зависит от  среды содержащей молекулы. Вода содержится в большинстве продуктов питания, на основе этого фактора частоту СВЧ излучателя настроили именно для лучшего разогрева молекул воды в жидком состоянии. Если в воде содержится соль, разогрев происходит значительно быстрее. К примеру, лёд, сахар и жир нагреваются гораздо хуже. Если взять замороженный продукт, его молекулы воды удерживаются в кристаллической решётке и для более эффективного оттаивания требуются более низкие частоты, которые вызовут дипольный сдвиг. Некоторые коллеги говорят, что пища в микроволновой печи разогревается изнутри. Хочу разочаровать их, это заблуждение. Микроволны идут от поверхности продукта вовнутрь, задерживаясь в верхних слоях.  От распределения влаги в продукте он может не равномерно разогреваться. Мы можем видеть яркий пример тому, когда размораживаем кусок замороженного мяса на больших мощностях. При этом белки верхнего слоя сворачиваются, а середина остаётся замороженной. Микроволны не воздействуют на сухие непроводящие материалы. Поэтому, к примеру, хлеб разогревается изнутри, минуя разогрев подсохшей корочки снаружи с минимальным содержанием влаги. Так же можно рассмотреть действия яйца при воздействии микроволн. Оно попросту взрывается в микроволновой печи. Так как изнутри происходит резкое испарение жидкости, создавая повышенное давление, скорлупа не выдерживает напряжения и разрывается.  Даже если попробовать поместить в микроволновую печь целый желток он тоже взорвётся. Желток держит вителлиновая мембрана,  имена она не выдерживает резкого увеличения давления и разрывается.
Так же можно выделить интересное поведение винограда под действием микроволн. Для этого ягода разрезается, но не до конца, таким образом, что обе половинки соединяет кожица. После чего ставят в микроволновую печь и включают на полную мощность. При этом происходит сверкания искр с характерным звуком. Многие видели опыты в интернете, кто-то пробовал дома. Объяснение этому процессу заключается в нескольких параметрах.  Для начала следует рассмотреть состав винограда. Он состоит из следующих групп соединений. Основной состав винограда это вода. Углеводы, состоящие из полиозы -  крахмал, целлюлоза и её дериваты; сахары — гексозы, пентозы, сахароза, пентозаны; пектиновые вещества; глюкозиды;
 органические кислоты и их соли; минеральные вещества. Азотистые вещества: белки, пептиды, аминокислоты, амиды, органические основания, аммонийные соли, нитраты, ферменты, витамины и биокатализаторы, радиоактивные вещества. Безазотистые соединения: дубильные, красящие и ароматические вещества, масла (жиры), воск, инозит, вещества неопределённой природы.  Разрезанная, не до конца, ягода винограда напоминает две аккумулирующие энергию станции, соединенных между собой кожицей. Под действием сверхвысокочастотного излучения молекулы в половинках винограда заряжаются, и получается «короткое замыкание» при котором согласно закону Джоуля — Ленца приводит к значительному тепловыделению, и, как следствие, термическому повреждению. Яркий пример тому мы можем видеть на кожице винограда.
Ещё один забавный опыт мы можем наблюдать, положив зефир в микроволновую печь. Под действием микроволн он станет раздуваться и в некоторых ситуациях может взорваться. Весь этот процесс объясняет находящийся в зефире желатин. Желатин способен заключать в себе молекулы воды, которая в свою очередь  воздействием СВЧ превращается в пар. Пар какое-то время продолжает удерживаться, пока не создаётся высокое давление и не возникает прорыв.
Не стоит забывать и о том факте, что температура за счёт молекулярно дипольного сдвига может достигать больших показателей за рекордно короткие сроки. Превосходство над другими технологическими процессами очевидно, но так же можно выделить множество отрицательных сторон. Слишком быстрый разогрев продукта не превышающий 100 С* и испарение молекул воды мешает образованию аппетитной корочке, такой, к примеру, которая может образоваться при приготовлении продукта в печке или на гриле. Экономя время на приготовление продукта в микроволновой печи, мы лишаемся некоторых вкусовых качеств, сочности, получаем изменение структуры. На данный момент СВЧ используются не только для приготовления пищи, но и как современное оружие.
Технологии шагают вперёд и если внимательно рассмотреть современную микроволновую печь, там можно обнаружить встроенный гриль, конвекцию, технологию сенсорного приготовления пищи и даже весы. Гриль позволяет добиваться хрустящей корочки у продукта. Конвекция обеспечивает равномерный обдув и распределения тепла, ускоряя приготовление пищи. Технология сенсорного приготовления пищи реагирует на выделения пара и  задаёт время на приготовление того или иного продукта до его готовности.  Вам остаётся только указать тип продукта перед началом его приготовления и всё остальное за вас сделает оборудование.