СВЧ печи. Виды и устройство. Применение и работа

СВЧ печи (микроволновые) относятся к категории электрических приборов, предназначенных для эффективного подогрева пищи. Помимо этого с их помощью удается размораживать продукты до состояния, пригодного к дальнейшему использованию. Специальные СВЧ устройства применяются в промышленных целях при необходимости разогрева клеящих составов, применяемых при изготовлении сборных изделий.

Чем отличаются СВЧ печи от традиционных разогревающих агрегатов

В отличие от классической духовки или простой деревенской печи, в микроволновке пищевые продукты и полуфабрикаты разогреваются не за счет повышения температуры воздуха. В этом случае используется иной принцип, основанный на эффекте проникновения колебаний высокой частоты в тело обрабатываемых продуктов.

Частота этих колебаний подбирается таким образом, чтобы возбудить молекулы воды, белков и минеральных добавок, содержащихся в большинстве питательных веществ. К преимуществам этого способа приготовления пищи относят:

В СВЧ печи нагревается не только поверхностный слой куска мяса или другого продукта.
При правильной обработке и размораживании они прогреваются по всему своему объему.
Время, затрачиваемое на приведение пищи в готовое к употреблению состояние, заметно сокращается.

Такие достоинства – причина того, что сегодня микроволновые устройства используются повсеместно. Они эксплуатируются не только в домашних условиях, но и на рабочих местах (в офисах, например), а также в сфере питания и на производстве.

Как была изобретена микроволновая печь

Открытие нового способа термической обработки пищевых продуктов произошло совершенно случайно в 1942 году. В то время американский физик П. Спенсер работал в лабораторных условиях с прибором, генерирующим СВЧ излучения. Согласно одному из распространенных толкований этого открытия после очередного включения устройства ученый случайно оставил около него бутерброд.

Спустя какое-то время Спенсер с удивлением обнаружил, что тот прогрелся практически на всю свою толщину. Ученый попробовал положить рядом с источником горстку сырых кукурузных зерен, которые скоро превратились в готовый попкорн. После получения патента на это изобретение в 1945 году Спенсером было инициировано производство СВЧ печей. Первые модели были очень громоздкими, потребляли много электроэнергии и стоили слишком дорого.

Спустя полтора десятилетия в 1962 году специалисты известной фирмы «Sharp» (Япония) изготовили первую серию таких устройств, которые были восприняты осторожными потребителями с некоторой опаской. И только через несколько лет, когда безопасность приготовления пищи с помощью СВЧ печи была полностью доказана – спрос на эти изделия заметно вырос. Тем более что со временем (в 1966 году) была разработана модель прибора с вращающимся столом, на котором пища прогревалась более равномерно.

Преимущества микроволновых печей и их минусы

Последующие десятилетия, в течение которых были проданы миллионы таких печек, позволили окончательно убедиться в безопасности СВЧ излучения и в преимуществах их применения. Плюсы предлагаемых изделий проявляются в следующих удобствах пользования ими:

Высокая скорость и качество обработки пищи.
Простота эксплуатации.
Экономичность.
Сохранение вкусовых качеств.

Последнее свойство объясняется тем, что при облучении большинства продуктов СВЧ лучами их молекулярная структура полностью сохраняется.

К недостаткам таких печей относят ряд ограничений, касающихся порядка пользования ими, а также значительное энергопотребление в некоторых режимах.

Принцип работы СВЧ печи

Возможность разогрева пищи с помощью этих устройств объясняется наличием в питательных продуктах компонентов, реагирующих на воздействие СВЧ полей. К ним относятся следующие составляющие:

Вода, содержащаяся практически в любой пище.
Белки.
Минеральные добавки и т. п.

Все эти компоненты содержат в своей структуре дипольные молекулы, способные выстраиваться вдоль линий электрической напряженности сразу после их появления в месте расположения пищи. При этом направление их собственного вектора совпадает с действующим полем.

При изменении знака напряженности внешнего электрического поля на противоположное значение диполи также меняют свою ориентацию на 180 градусов. Теперь предположим, что полевая структура изменяется с частотой порядка нескольких миллионов раз в секунду (2450 Мегагерц). В этом случае поляризованные молекулы продукта вслед за электрическим полем будут изменять свое положение с той же скоростью.

При таких интенсивных колебаниях частицы питательного или любого другого вещества, содержащего диполи, из-за действующих между ними сил трения начнут нагреваться. Этот эффект можно сравнить с человеческим действием, когда он со значительным усилием и очень часто потирает ладони. В этом случае они также начнут нагреваться, а образующееся тепло будет проникать под кожу.

Его глубокое проникновение в продукты при нагревании в СВЧ печи объясняется так. При воздействии микроволнового поля глубина прогрева пищи, как правило, не превышает 2,5-3,0 см. Одновременно с этим начинает «работать» принцип теплопроводности веществ, заключающийся в передаче энергии возбужденных диполей в глубь разогреваемого или размораживаемого продукта.

Устройство микроволновой печи

Конструкция типовой микроволновой печи содержит следующие основные элементы:

Излучатель СВЧ энергии – магнетрон.
Закрытая камера для пищи, оснащенная герметичной дверцей.
Преобразующий трансформатор.
Вращающийся приемник пищи (так называемый «стол»).
Лицевая панель с органами управления (кнопками) и дисплеем.

Помимо этого в состав устройства входят электронные цепи управления режимами работы агрегата и волновод, передающий энергию от магнетрона в камеру. К дополнительным элементам СВЧ печи относят вентилятор, обеспечивающий очистку внутреннего пространства от запахов, остающихся после приготовления пищи.

Разновидности микроволновых устройств

По своему прямому назначению СВЧ печки делятся на промышленные изделия и приборы, используемые в домашних условиях или в сфере обслуживания (в точках общественного питания, например).

SVCH pechi 2

Бытовые микроволновые устройства в свою очередь бывают встроенными или выполненными в виде отдельной конструкции. По своим функциональным возможностям представленные изделия подразделяются на следующие виды:

В исполнении «Соло».
Конструкции, объединенные с грилем.
Устройства, в которых используется принцип конвекции.
Многофункциональные СВЧ печи.

К первому типу относятся самые простые по устройству микроволновки, имеющих всего две функции – размораживание и разогрев пищи. Конструкции второго вида совмещают в себе возможности печи и гриля, для чего в их состав вводятся дополнительные элементы (вертел и ТЭН).

В изделиях с конвекцией предусмотрена функция равномерного обдувания потоком горячего воздуха, обеспечивающая схожесть с приготовлением блюд в духовке.

SVCH pechi 3

Многофункциональные микроволновые печи – самые дорогие из представленных разновидностей, что объясняется совмещением в них множества функций, включая конвекцию, гриль и паровую обработку пищи. По объему рабочей камеры такие устройства делятся на группы, каждой из которых соответствует свой показатель (он варьируется от 20 до 42 литров).

Меры предосторожности при работе с СВЧ печами

Безопасность эксплуатации микроволновых изделий полностью зависит от грамотного обращения с ними. Существующие ограничения при их повседневном пользовании в основном касаются перечня посуды и продуктов, которые запрещено или не рекомендуется помещать в рабочую камеру.

В частности, не рекомендуется разогревать в СВЧ печах грудное детское молоко, которое под воздействием излучения меняет свой состав.

К существующим ограничениям также относят нежелательность приготовления сырой пищи в камере микроволновки, которую рекомендуется применять только в целях ее термической обработки.

В некоторых изданиях приводится информация, касающаяся предпочтительного удаления человека (в большей мере это относится к детям) от источника СВЧ излучения.

SVCH pechi 4

Согласно инструкции, в камеру СВЧ печи не допускается помещать металлическую посуду, а также чашки, имеющие металлизированные декоративные рисунки в виде орнаментов. Кроме того, в них запрещено разогревать яйца и продукты, находящиеся в герметично закрытых емкостях или в целлофановой упаковке.