Реферат на тему:
СВЧ печь
Микроволно́вая печь, (или СВЧ-печь, устаревшее ударение Микрово́лновая[1]) — бытовой электроприбор, предназначенный для быстрого приготовления или быстрого подогрева пищи, размораживания продуктов, а также разогрева материалов (клеев) в производственных целях. Обычно работает на частоте 2450 МГц, хотя в некоторых производственных печах частота излучения может варьироваться (так называемые англ. Variable Frequency Microwave, VFM).
В отличие от классических печей (например, духовки или русской печи), разогрев продуктов в микроволновой печи происходит не с поверхности, а по всему объёму продукта, содержащему полярные молекулы (например, воды), так как радиоволны проникают достаточно глубоко почти во все пищевые продукты. Это сокращает время разогрева продукта.
Схема включения магнетрона
Основные компоненты магнетронной микроволновой печи:
Нагрев в печи основан на принципе так называемого «дипольного сдвига». Молекулярный дипольный сдвиг, под действием электрического поля происходит в материалах, содержащих полярные молекулы. Энергия электромагнитных колебаний поля приводит к постоянному сдвигу молекул, выстраиванию их согласно силовым линиям поля, что и называется дипольным моментом. А так как поле переменное, то молекулы периодически меняют направление. Сдвигаясь, молекулы «раскачиваются», сталкиваются, ударяются друг о друга, передавая энергию соседним молекулам в этом материале. Так как температура прямо пропорциональна средней кинетической энергии движения атомов или молекул в материале, значит, такое перемешивание молекул по определению увеличивает температуру материала. Таким образом, дипольный сдвиг — это механизм преобразования энергии электромагнитного излучения в тепловую энергию материала.
Нагрев в микроволновой печи в результате дипольного сдвига под действием переменного электрического поля зависит от характеристик молекул и межмолекулярного взаимодействия в среде. Для лучшего нагрева частоту переменного электрического поля нужно установить таким образом, чтобы за полупериод молекулы успели полностью перестроиться. Так как вода содержится практически во всех продуктах, частоту СВЧ излучателя микроволновой печи подобрали для лучшего разогрева именно молекул воды в жидком состоянии, в то время как лёд, жир и сахар нагреваются гораздо хуже. У льда замороженные молекулы воды удерживаются в кристаллической решётке, требуют для дипольного сдвига более низкой частоты (килогерцы вместо гигагерц, например, для удаления льда с линий электропередач используется частота 33 КГц), и частота излучения, используемая в микроволновой печи, оказывается не оптимальной.
Существует распространённое мнение о том, что микроволновая печь разогревает пищу «изнутри наружу». На самом деле микроволны идут снаружи вовнутрь, задерживаются в наружных слоях пищи, потому разогрев равномерно влажного продукта происходит приблизительно так же, как и в духовой печи (чтобы убедиться в этом, достаточно подогреть варёный картофель «в мундире», где тонкая кожура достаточно защищает продукт от высыхания). Неверное представление вызвано тем, что микроволны не воздействуют на сухие непроводящие материалы, которые обычно бывают на поверхности продуктов, и поэтому их нагревание в некоторых случаях начинается глубже, нежели при других способах нагрева (хлебные изделия, к примеру, разогреваются именно «изнутри», и именно по этой причине — хлеб и булочки снаружи имеют подсохшую корочку, а большинство влаги сосредоточено внутри).
Мощность СВЧ-печей варьируется в диапазоне от 500 до 2500 (и выше) ватт.Практически все бытовые печи позволяют пользователю регулировать уровень излучаемой мощности для разогрева. Для этого, в большинстве моделей, используется широтно-импульсная модуляция: нагреватель (магнетрон) периодически включается и выключается, согласно установке регулятора мощности (аналогично регулятору мощности утюга, имеющего две ступени регуляции — вкл./выкл., варьируемые в зависимости от заданной регулятором мощности). Чем больше длительность включенного состояния (по отношению к выключенному) — тем больше излучённая мощность печи — эти периоды включения/выключения можно наблюдать во время работы печи непосредственно (слышать это в виде изменений шума, производимого работающей печью, а также по изменению внешнего вида некоторых продуктов (надувания некоторых воздушных продуктов, в том числе пакетов) и т.п.), во время включения и выключения магнетрона.
Микроволновое излучение не может проникать внутрь металлических предметов, поэтому невозможно приготовить еду в металлической посуде. Металлическая посуда и металлические приборы (ложки, вилки), находящиеся в печи в процессе нагревания, могут вывести её из строя.
Нежелательно помещать в микроволновую печь посуду с металлическим напылением («золотой каёмочкой») — даже этот тонкий слой металла сильно нагревается вихревыми токами и это может разрушить посуду в области металлического напыления. В то же время, металлические предметы без острых краёв, изготовленные из толстого металла, сравнительно безопасны в микроволновой печи.
Нельзя нагревать в микроволновой печи жидкость в герметично закрытых ёмкостях и целые птичьи яйца — из-за сильного испарения воды внутри них создаётся высокое давление и, вследствие этого, они могут взорваться. Из этих же соображений нежелательно сильно разогревать сосисочные изделия, обтянутые полиэтиленовой плёнкой.
Разогревая в микроволновке воду, также следует соблюдать осторожность — вода способна к перегреванию, то есть, к нагреванию выше температуры кипения. Перегретая жидкость способна почти мгновенно вскипеть от неосторожного движения. Это относится не только к дистиллированой воде, но и к любой воде, в которой содержится мало взвешенных 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.
Американский инженер Перси Спенсер впервые заметил способность сверхвысокочастотного излучения к нагреванию продуктов и запатентовал микроволновую печь. В момент изобретения Спенсер работал в компании Raytheon, занимающейся изготовлением оборудования для радаров. По легенде, когда он проводил эксперименты с очередным магнетроном, Спенсер заметил, что кусок шоколада в его кармане расплавился (фантастичность вымысла состоит в том, что он сам при этом получил бы смертельное поражение от СВЧ, хотя обертка из фольги могла нагреваться значительно сильнее и тела, и шоколадки, и ощутимо изменить температуру раньше, чем наступило бы поражение организма[источник не указан 427 дней]). По другой версии, он заметил, что нагрелся бутерброд, положенный на включённый магнетрон. Возможно, причиной изобретения был как раз ожог, но из коммерческих соображений имидж прибора портить было нецелесообразно.
Патент на микроволновую печь был выдан в 1946 году. Первая в мире СВЧ печь «Radarange» была выпущена в 1947 году фирмой Raytheon и была предназначена не для приготовления пищи, а для быстрого размораживания продуктов и использовалась исключительно военными (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 современной бытовой СВЧ-печи. В 1949 году началось их серийное производство. Стоила эта печь около 3000 $.
Советская микроволновая печь «Днепрянка-1»
25 октября 1955 года американская компания «Tappan Company» впервые представила бытовую микроволновую печь.Первая серийная бытовая микроволновая печь была выпущена японской фирмой Sharp в 1962 году. Первоначально спрос на новое изделие был невысок.
В СССР с середины 80-х микроволновые печи выпускались на заводах ЗиЛ (модель «ЗИЛ») и Южный машиностроительный завод (модели «Мрия МВ», «Днепрянка-1» (1990 г, 32 литра, мощность 2300 ватт, вес 40 кг, цена 350 руб), «Днепрянка-2»), но использовались в них импортные магнетроны японского производства[источник не указан 417 дней].
По состоянию на 2009 год микроволновая печь — один из самых распространённых бытовых электроприборов[источник не указан 584 дня].
17 мая 2011 года газета «Труд» сообщила, что в её номере от 13 июня 1941 года в заметке была описана специальная установка, использовавшая токи ультравысокой частоты для обработки мясных продуктов и разработанная в лаборатории магнитных волн Всесоюзного научно-исследовательского института мясной промышленности[2].
Предельно допустимые уровни плотности потока энергии в диапазоне частот 300 МГц — 300 ГГц в зависимости от продолжительности воздействия. При воздействии излучения 8 и более часов предельно допустимый уровень (ПДУ) — 0,025 мВт/см², при воздействии 2 часа, ПДУ — 0,1 мВт/см², а при воздействии 10 минут и менее, ПДУ — 1 мВт/см².[3]
(некоторые мифы прокомментировал доктор Юс Кисс, эксперт по электромагнитным полям)
wreferat.baza-referat.ru
Знания нельзя купить, здесь их дают бесплатно!
История изобретения.
Изобретение микроволновой печи - это изобретение совершенно нового способа приготовления пищи.
В 30-х годах 20-го века одновременно в разных странах велись работы над получением мощных радиоволн сверхвысокочастотного диапазона. Эти радиоволны прежде всего научились использовать в радиолокаторах. Совершенно случайно в 1932 году сотрудники одной из лаборатории в США поджарили без огня две сосиски, поместив их около мощного генератора СВЧ.
В 1945 году американский инженер Спенсер экспериментировал с магнетроном - радиолампой, генерирующей радиоволны в СВЧ-диапазоне. Спенсер взял несколько зёрен кукурузы и поместил их возле магнетрона, через несколько минут из зёрен получился попкорн. То же самое он проделал с сырым яйцом.
Сырое яйцо, оставшееся снаружи холодным, в середине почти мгновенно вскипело под действием электромагнитных волн.
В октябре 1945 года фирма, в которой работал Спенсер, получила патент на микроволновую печь и начала выпускать устройства под названием "радарная печь" — большие шкафы, набитые радиолампами, трансформаторами и охлаждающими вентиляторами. Пространство, куда следовало помещать пищу, было не больше обычной кухонной духовки. Использовали эти микроволновые печи для разморозки стратегических запасов продуктов.
В 1952 году японцы купили патент и наладили производство микроволновых печей для дома.
А ещё через пятнадцать лет в магазинах появились наши отечественные микроволновые печи.
Постепенно СВЧ-печи стали комбинированными и были оснащены грилем, конвектором, «криспом» и другими дополнительными функциями, при помощи которых готовка еды упростилась, а вкусовые качества сравнялись с блюдами, приготовленными традиционным способом.. Микроволновка может готовить еду пятью разными способами: простыми СВЧ; грилевым излучением; одновременно СВЧ и грилем; грилем с использованием конвекции; СВЧ с конвекцией.
Откуда берутся микроволны ?
В бытовых микроволновых печах используются микроволны, частота которых составляет 2450 МГц. Такая частота установлена для микроволновых печей специальными международными соглашениями, чтобы не создавать помех работе радаров и иных устройств, использующих микроволны.
Источником излучения является высоковольтный вакуумный прибор — магнетрон. На нить накала магнетрона необходимо подавать высокое напряжение - около 3–4 кВ. Сетевого напряжения питания (220 В) магнетрону недостаточно, и питается он через специальный высоковольтный трансформатор.
Мощность магнетрона составляет примерно 700–850 Вт. Для охлаждения магнетрона рядом с ним имеется вентилятор, непрерывно обдувающий его воздухом. Вентилятор обеспечивает принудительную конвекцию воздуха в полости печи с одновременным его подогревом, что способствует равномерному пропеканию продуктов.
Микроволны с магнетрона поступают в печь по волноводу — каналу с металлическими стенками, отражающими СВЧ-излучение.
Сложную конструкцию имеет дверца микроволновки. Она должна обеспечивать возможность обзора (что происходит внутри) и исключать выход микроволн наружу. Это многослойный «пирог» из стеклянных или пластмассовых пластин.
Между пластинами обязательно есть сетка из перфорированного металлического листа. Металл отражает микроволны назад, в полость печи, а маленькие отверстия перфорации (менее 3мм) не пропускают СВЧ-излучение. По периметру дверцы вмонтирован уплотнитель из диэлектрического материала.
Для микроволнового приготовления пищи совершенно непригодна металлическая посуда. Микроволны не проникают сквозь металл, они отражаются от него. Это может вызвать электрический разряд (дугу) и нанести вред печи. Кроме того, отражённые микроволны могут проходить через стекло дверцы, что небезопасно для здоровья.
Как микроволны нагревают пищу ?
Чтобы нагреть пищу с помощью микроволн, необходимо присутствие в ней дипольных молекул, то есть таких, на одном конце которых имеется положительный электрический заряд, а на другом — отрицательный. Таких молекул в пище много — это молекулы жиров, сахаров и воды. В электрическом поле они выстраиваются строго по направлению силовых линий поля, "плюсом" в одну сторону, "минусом" в другую. Стоит полю поменять направление на противоположное, как молекулы тут же переворачиваются на 180°. Поле волны, в котором находятся эти молекулы, меняет полярность 4 900 000 000 раз в секунду!
Под действием микроволнового излучения молекулы поворачиваются с бешеной частотой и трутся одна о другую. Выделяющееся при этом тепло и служит причиной разогрева пищи. Нагрев продуктов происходит за счёт прогрева микроволнами поверхностного слоя и дальнейшего проникновения тепла в глубину пищи за счёт теплопроводности.
Закипание воды в микроволновке происходит не так, как в чайнике, где тепло подводится к воде только снизу. Микроволновый нагрев идет со всех сторон. В микроволновке вода дойдёт до температуры кипения, но пузырьков не будет. Зато когда вы достанете стакан из печи, всколыхнув его при этом, — вода в стакане запоздало забурлит, и кипяток может ошпарить вам руки.
Если вы хотите довести воду в стакане или ином высоком узком сосуде до кипения, не забудьте опустить в него чайную ложечку перед тем, как поставить стакан в печь.
Как нельзя поступать ?
Нельзя включать пустую печь, без единого предмета, который поглощал бы микроволны. Не встречая на своём пути никаких препятствий, микроволны будут многократно отражаться от внутренних стенок полости печи, а сконцентрированная энергия излучения может вывести печь из строя. В качестве минимальной загрузки необходимо ставить в неё хотя бы стакан воды.
Опасны ли микроволны ?
Микроволны не оказывают никакого радиоактивного воздействия на биологические ткани и продукт питания.
Приготовление пищи при помощи микроволн требует очень небольшого количества жиров, поэтому приготовленная с помощью микроволн пища полезнее для здоровья и не представляет для человека никакой опасности.
Конструкцией печи предусмотрены жёсткие меры для предотвращения выхода излучения наружу. Хотя непосредственное воздействие микроволн может вызвать ожог, риск при правильном использовании исправной микроволновки полностью отсутствует.
Микроволны очень быстро затухают в атмосфере. И уже на расстоянии полуметра от микроволновки излучение становится в 100 раз слабее. Достаточно отойти от печи на расстояние вытянутой руки, и можно чувствовать себя в полной безопасности.
Всем приятного аппетита!
Журнал "Наука и жизнь"
Вверх
class-fizika.ru
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
КИРОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ МЕДИЦИНСКАЯ АКАДЕМИЯРЕФЕРАТ ПО ПРИКЛАДНОЙ ФИЗИКЕ
НА ТЕМУ:« МИКРОВОЛНОВЫЕ ПЕЧИ »
РАБОТУ ВЫПОЛНИЛА:СТУДЕНТКА 1 КУРСА
ГРУППЫ ТД 132Валя АгееваПРЕПОДАВАТЕЛЬ:
ШИШКИН ГЕНАДИЙ ПЕТРОВИЧ
КИРОВ 2004
1. Введение
1.1 Что представляют из себя микроволны?Микроволнами являются электромагнитные волны высокой частоты и короткой длины, подобно радиоволнам и лучам солнца.
Микроволны используются в радиосвязи, радиовещании, телевизорах и, не в последнюю очередь, в микроволновых печах.
1.1.1 Свойства микроволн1. Они отражаются от металлических поверхностей.
2. Они проходят через бумагу, стекло, фарфор, керамику, пластмассу и дерево.
3. Они поглощаются пищевыми продуктами.
Они отражаются от стали, алюминия или меди.
На кухне это означает, что продукты, помещённые в металлическую посуду или алюминиевую плёнку, не смогут разогреться.
В отличие от этого, микроволны проникают сквозь стекло, фарфор, керамику и пластмассу и разогревают пищу, помещённую в них.
1.1.2 По какому принципу работает микроволновая печь?Для приготовлении пищи в микроволновой печи совсем не обязательно знать, как она действует. Ведь Вы пользуетесь плитой и холодильником, не вникая в подробности того, как они функционируют. Однако, мы хотим предоставить возможность заинтересованным клиентам узнать более подробно о принципе действия микроволновой печи.
Сердцем любой микроволновой печи является так называемый магнитрон. Он действует по принципу передатчика, преобразуя электроэнергию в микроволновую энергию. Это можно сравнить с радиовещанием с помощью радиоволнового
В микроволновой печи микроволны передаются магнитроном и "принимаются" пищевыми продуктами. В связи с этим не рекомендуется запрещается эксплуатировать пустую микроволновую печь, т.к. при таких обстоятельствах в ней не будет "приёмника", что может привести к выходу из строя. Как только микроволны попадают в камеру микроволновой печи, начинается их отражение от металлических стенок дна. Таким образом они становятся "пленниками" камеры печи, и могут со всех сторон оказывать воздействие на продукты.
1.1.3 Приготовление пищи в микроволновых печахПринцип нагревания пищи с помощью микроволн коренным образом отличается от обычных способов нагревания, например на плите, в духовом шкафу или гриле.
Микроволны вызывают колебания молекул воды, содержащийся в пищевых продуктах, а возникающее при этом трение влечёт за собой повышение температуры. Испаряемая вода поднимается вверх в виде пара, что в свою очередь, способствует процессу приготовления пищи.
Поэтому очень важно, будете ли Вы готовить под крышкой или без неё. Если Вы готовите под крышкой, то пар остаётся под ней и блюдо удаётся приготовить за более короткий срок.
Вы можете накрыть приготовляемое блюдо разными способами: фарфоровой тарелкой или прозрачной плёнкой (пригодной для использования в микроволновых печах). Вы можете также завернуть приготовляемую Вами цветную капусту непосредственно в прозрачную плёнку (пригодную для употребления в микроволновых печах) и готовить её в ней, вместо того, чтобы накрывать её миской. Благодаря этому Вы сэкономите время на мытье посуды.
Особое значение при приготовлении пищи в микроволновой печи имеет так называемое время выдержки. Оно необходимо для обеспечения теплообмена в самом пищевом продукте в процессе приготовления пищи. 1.1.4 Преимущества микроволн
Экономия времени и электроэнергииБлагодаря прямому влиянию на пищевые продукты, микроволны способствуют размораживанию, нагреванию и приготовлению пищи в гораздо более короткий срок, чем это позволяют обычные методы. Для сравнения: при приготовлении пищи на плите тепло достигает продуктов лишь после нагревания конфорки и кастрюли.
Здоровье· Для приготовления пищи в микроволновой печи требуется малое количество воды, жира и соли. Таким образом в процессе приготовления пищи сохраняются такие важные компоненты, как витамины и минеральные вещества.
· Кроме того, остаются неизменными собственный аромат и цвет продуктов, что оказывает положительное влияние на внешний вид, запах и вкус пищи. Крометого там не возникает большого количества вредных обжарочных веществ, в результате чего микроволны идеальны для приготовления диетической пищи (например, при диете, требуемой при заболеваниях печени и желчного пузыря).
· Кроме того, пища готовится в микроволновой печи без специй. Добавляйте специи лишь после того, как пища будет готова. За счёт этого Вы не только сэкономите специи, но сможете добавлять их по индивидуальному вкусу и желанию. Это, например, важно для людей, страдающих высоким давлением, которые хотят или вынуждены сократить потребление соли.
Посуда для приготовления пищи = посуда, в которой подают на стол (сокращает мытьё посуды)Приготовляя пищу в посуде, которую Вы можете подавать на стол, Вы экономите время.
| 1.1.5 Выбор нужного режима | |||
| HIGH | 100% | 900 Вт | готовить/разогревать |
| MEDIUM HIGH | 70% | 630 Вт | готовить/подогревать |
| MEDIUM | 50% | 450 Вт | жарка, в процессе которой мясо становиться нежным |
| MEDIUM LOW | 30% | 270 Вт | размораживание/готовка при уменьшенной температуре |
| LOW | 10% | 90 Вт | размораживание нежных продуктов (например тортов со сливками) |
Особенно хорошо применение горячего воздуха для любых печёных изделий, состоящих из сухих компонентов. Также удобно в этих условиях готовить различные запеканки, в которых содержится мало жидкости, а также очень постные или маленькие куски мяса (весом менее 500г).1.3 ГрильВ комбинированных микроволновых печах "Самсунг" гриль расположен в верхней части духовой камеры. Таким образом, тепло попадает на приготовляемую пищу прямо сверху. В некоторых печах можно откидывать гриль к задней стенке духовой камеры. Это облегчает мытьё камеры, а также даёт возможность жарить, например, курицу на вертеле, без необходимости её вращения.
В зависимости от конфигурации печи, к ней приложена низкая или высокая решётка. В связи с этим рекомендуется класть плоские продукты на высокую решётку Большие продукты рекомендуется класть на низкую решётку или на вращающуюся тарелку (в зависимости от оборудования Вашей печи). Поскольку тепло при жарке на гриле подаётся только сверху, то Вы должны, например, кусок говяжьего филе, по истечении половины срока жарки, перевернуть для того, чтобы он прожарился с обеих сторон.Специальная оснастка:
Некоторые комбинированные микроволновые печи "Самсунг" снабжены дополнительно горизонтальным вращающимся вертелом. На нём Вы можете жарить даже цыплят.1.4 Комбинированный режимВаша микроволновая печь оснащена дополнительно приспособлениями для приготовлении пищи в микроволновом режиме с горячим воздухом или на гриле. В связи с этим, кроме обычной варки пищи, Вы можете также печь, жарить и готовить пищу в режиме гриль. При этом вы получите румяную хрустящую корочку, которой невозможно добиться при приготовлении пищи в обычной микроволновой печи. Естественно, что в комбинированной печи Вы можете также в любое время пользоваться только одним микроволновым режимом.
В зависимости от того, какого типа печь "Самсунг" была куплена. Вами, имеются различные варианты для приготовления пищи в комбинированных режимах.Примечание:
есть блюда, которые невозможно приготовить в комбинированном режиме. Это связано с тем, что хотя они и будут быстро готовы под грилем или в горячем воздухе, но они не подрумяниваются. Кроме того тесто при выпечке должно подниматься, в противном случае выпечка становится невкусной.
Следующие продукты непригодны для комбинированного приготовления:
- жареные сосиски
- печёнка на гриле
- филе на гриле
- выпечка из бисквитного, заварного и дрожжевого теста, с высоким содержанием муки
- хлеб из ржаных отрубей или немолотого зерна
- печенье
1.4.1 Микроволны и грильТакая комбинация позволит Вам приготовить и поджарить кусок мяса с помощью микроволн.
"Самсунг" производит два основных различных типа микроволновых печей с грилем. В одном из них Вы можете одновременно включить микроволны и гриль. В другом - попеременно: микроволны или гриль.
1.4.1.1 Одновременное применение
микроволн и гриляЕсли Ваша печь предназначена для комбинированного режима микроволн и гриля , то Вы можете значительно сократить время приготовления пищи на гриле за счёт подключения микроволн. При этом Вы можете получить поджаристый продукт.
Для приготовления в одновременном комбинированном режиме микроволн и гриля особенно пригодны крупные куски мяса или рыбы и запеканки. Более мелкие продукты лучше жарить только в режиме гриля, т.к. в противном случае, пища будет быстро готова, но не зажариться.
Эта комбинация особенно пригодна для приготовления запеканок, "гратэн" и некоторых замороженных готовых блюд, которые нужно "подрумянить", например, "лазанья".
Мощность микроволн, которую Вам нужно будет подключить дополнительно к грилю, должна находиться в диапазоне ISO-450 Вт, в зависимости от размера продукта (более подробные сведения приведены в разделе "Практические советы").
1.4.1.2 Последовательное применение микроволн и гриляВ этом случае Вы можете включать гриль до и после приготовления пищи в микроволновом режиме. Хотя здесь нет возможности одновременного включения микроволн и гриля, всё же Вы сможете быстро довести приготовляемое Вами блюдо до готовности, а затем (или до того) подрумянить его под грилем.
1.4.2 Микроволны и горячий воздухЭта комбинация позволит Вам сэкономить время (ок. 30-50%) и "подрумянить" приготовляемую Вами пищу, что невозможно сделать в одном только микроволновом режиме.
Установите температуру на 10-20° С выше, чем при работе только в одном режиме горячего воздуха, с тем, чтобы приготовляемая пища смогла хорошо "подрумяниться", несмотря на сокращение времени приготовления.
Для приготовления в этом режиме пригодна пища с высоким содержанием влаги. Например, печёные изделия с содержанием влаги и большие запеканки, содержащие влагу.
Режим микроволн, который необходимо подключить дополнительно к режиму горячего воздуха, должен находиться в диапазоне 20 -70 % (более подробные сведения приведены в разделе "Практические советы").
Примечание:
при приготовлении пищи в' комбинированном режиме горячего воздуха и микроволн Вам придётся всё-таки отказаться от одновременной выпечки и жарки на нескольких уровнях камеры. В таком случае , как только Вы включите микроволновую печь, нижнее блюдо будет находиться "в
| |
тени" верхнего блюда. Это значит, что микроволны не смогут охватить некоторые стороны каждого блюда, и результаты процесса приготовления пищи будут в обоих случаях неудовлетворительными.
1.4.3 Гриль и горячий воздухЕсли Вы приобрели микроволновую печь этой конфигурации, то приготовление пищи происходит при одновременном действии обоих режимов: гриля и горячего воздуха. При этом пища поджарится и подрумянится со всех сторон.
Если Вы хотите зажарить относительно быстро блюда с румяной хрустящей корочкой, то мы рекомендуем Вам жарить при такой комбинации режимов гриля и горячего воздуха прежде всего жирные куски мяса и птицу.1.5 Посуда, используемая в микроволновой печи1.5.1Какая посуда подходит для некомбинированной микроволновой печи?Будучи владельцем микроволновой печи Вам не нужно покупать новую посуду. В каждом доме уже имеется посуда, пригодная для приготовления пищи в микроволновой печи:
например, тарелки, чашки или салатницы из фарфора.
Фарфор
Почти все виды фарфора пригодны для использования в микроволновой печи.
Внимание:
Посуда с позолоченным орнаментом запрещена для использования в микроволновой печи, т.к. металлическая позолота может привести к искрообразованию в камере микроволновой печи.
Стекло
Стекло или стеклянная посуда лучше всего пропускают микроволны. Однако обращайтесь осторожно с незакалённым стеклом (высокие температуры в камере печи).
Превосходно подходит закалённая стеклянная или стеклокерамическая посуда.
Внимание:
Не рекомендуется помещать в микроволновую печь стаканы и посуду из хрусталя.
Посуда из керамики, фаянса и глины
Эти материалы пригодны для микроволновой печи, если они со всех сторон покрыты глазурью и в ней отсутствуют сколы и трещины.
Посуда из пластмассы
Не термостойкая посуда из пластмассы может легко деформироваться. Поэтому при пользовании пластмассовой посудой следите за тем, чтобы на ней стояла надпись:
"термоустойчивость до 140 градусов Цельсия". Ещё один практический совет:
если Вы намерены замораживать, размораживать и нагревать продукты в одних и тех же ёмкостях, то пластмассовая посуда должна быть не только термоустойчивой, но и морозоустойчивой до - 40° С.
Пластиковые плёнки
В принципе, они хорошо пригодны для накрывания приготавливаемых блюд. Следите за тем, чтобы плёнка была термоустойчивой и не слишком тонкой. В против-
ном случае она может легко деформироваться.Посуда из бумаги и картона
Бумажная посуда может использоваться в микроволновой печи только для короткого подогрева пищи, т.к. она слишком быстро промокает. Картонная посуда, как правило, имеет восковое покрытие, в связи с чем она не пригодна для микроволновых печей. При длительном нагревании посуды воск может растопиться, попасть в пищу и испортить её вкусовые качества.
В настоящее время в продаже появилась посуда из картона с термоустойчивым покрытием. При покупке такой посуды обращайте внимание на пригодность к использованию в микроволновой печи.
Промасленная бумага (пергаментная бумага)
Её, без сомнения, можно использовать в микроволновой печи, особенно в качестве прокладки при размораживании, например хлеба и булочек.
Пластиковый мешочек для жарки, плёнка для жарки
Они пригодны для микроволновой печи.
Внимание:
для закрывания запрещено пользоваться металлическими зажимами. Пользуйтесь для этих целей пластмассовыми зажимами или хлопчатобумажными нитками. Перед нагреванием наколите пластиковый мешок или плёнку для жарки острым предметом (например, иголкой или вилкой), для того чтобы мешок или плёнка не лопнули при расширении горячего воздуха.
Специальная фольга для микроволновой печи
Из-за своей термоустойчивости, она особенно подходит для накрывания ёмкостей с пищей.
Алюминиевая фольга
Алюминиевую фольгу можно использовать в микроволновой печи лишь в определённых случаях:
1. Её нельзя использовать для приготовления пищи, т.к. микроволны будут отражаться от неё и не смогут проникать через пищу (например, если готовить картошку или форель в алюминиевой фольге). 2. Но эти свойства можно обратить на пользу, если накрыть алюминевой фольгой те места продуктов, которые могут легко подгореть (например, крылышки или ножки птицы, голову или хвост рыбы) во время процесса размораживания.
Внимание:
при укладке пищи в камеру микроволновой печи соблюдать расстояние порядка 2 см от стенок камеры, поскольку в противном случае возможно искрообразование.
Разовые алюминиевые ёмкости
большое число пищевых фирм выпустило в продажу полуготовые или готовые блюда в разовых алюминиевых упаковках. Их можно разогревать в микроволновой печи, если их высота не превышает 2-3 см и с них снята алюминиевая крышка.
Деревянная посуда и плетёные корзиночки
Этот вид посуды можно использовать в микроволновой печи лишь в отдельных случаях, т.к. она усушивается и даёт трещины под влиянием микроволн.
Ещё один совет по поводу посуды, пригодной для микроволновой печи:
если Вы намерены купить новую посуду для приготовления пищи в микроволновой печи, то обязательно проверьте её термостойкость. При этом различают:
1. Термостойкость: выдерживает температуру до 140° С; такая посуда пригодна для приготовления пищи в некомбинированной микроволновой печи "Solo". He рекомендуется использовать эту посуду в обычном духовом шкафу Вашей плиты или в комбинированной микроволновой печи.
2. Огнеупорность: выдерживает температуру до 250-300° С; такая посуда пригодна как для духового шкафа, так и для комбинированной микроволновой печи.
1.5.2 Какую посуду нельзя использовать в некомбинированной микроволновой печи?Абсолютно не пригодна для использования в микроволновой печи обычная кухонная утварь из металла, например, стальные или алюминиевые кастрюли, которыми Вы пользуетесь в обиходе для приготовления пищи на обычной плите.Металлическая посуда
Кастрюли и сковородки из стали, высококачественной стали, чугуна, эмалированные, из алюминия и меди абсолютно не пригодны для приготовления и разогревания пищи в микроволновой печи. Все эти металлы отражают микроволны, и "преграждают" их путь к приготовляемой пище. Это же касается и другой посуды (мисок, подносов и т.п.) из высококачественной стали.
www.coolreferat.com
Для нормальной вентиляции обеспечьте при установке печи зазор между печью и другими предметами величиной не менее 10 см для задней и боковых стенок печи, 20 см для верхней крышки печи и 85 см от пола.
Как работает микроволновка
Микроволны представляют собой высокочастотные электромагнитные волны; высвобождающаяся энергия микроволн позволяет готовить или разогревать пищу без изменения ее формы и цвета.
Вы можете использовать вашу микроволновую печь, чтобы:
Принцип приготовления пищи
• Начальная температура (находились ли продукты в холодильнике или нет)
Так как пища в ее центре готовится за счет рассеивания тепла, приготовление пищи продолжается даже после того, как вы вынули ее из печи. Поэтому необходимо соблюдать "время отстоя" пищи, указанное в рецептах блюд и в данной инструкции, для того чтобы обеспечить:
4.1 Обработка пищевых продуктов инфракрасным излучением
Инфракрасное излучение широко применяется в различных отраслях пищевой промышленности: кондитерской, хлебопекарной, мясной, молочной — как в технологических процессах, так и при выполнении различных качественных и количественных химических анализов.
Инфракрасное излучение используется главным образом для нагревания продукта. Сравнительно с традиционными источниками инфракрасное излучение имеет следующие особенности. Так же как и при кондуктивном нагреве, с помощью инфракрасного излучения можно передавать продукту мощный поток тепла. Однако в отличие от кондуктивного нагрева инфракрасное излучение проникает на некоторую глубину, которая при коротковолновом инфракрасном излучении может составлять несколько миллиметров. Благодаря проникновению инфракрасного излучения в глубь продукта мощность потока тепла может быть много выше без опасности перегрева поверхности продукта.
В отличие от кондуктивного нагрева, при нагреве инфракрасным излучением поверхность продукта остается открытой, с нее идет интенсивное испарение воды, вызывающее охлаждение поверхностных слоев. Это также дает возможность подводить к продукту интенсивный поток тепла — до тех пор, пока поверхностные слои не будут чрезмерно обезвожены.
Сравнительно с конвективным нагревом, с помощью инфракрасного излучения также можно вести процесс нагрева значительно более интенсивно. При конвективном нагреве в горячей газовой среде основной поток тепла воспринимается продуктом через теплоотдачу. Известно, что коэффициент теплоотдачи находится в степенной зависимости со скоростью движения теплоносителя. Так что интенсификация процесса нагрева при конвективном способе достигается повышением температуры теплоносителя и скорости его движения. Для существенной интенсификации нагрева продукта необходимо значительно увеличить скорость движения теплоносителя, но при этом происходит быстрое обезвоживание поверхности продукта, что в большинстве случаев приводит или к порче продукта, или к чрезмерным потерям его массы.
Так что в ряде случаев использование инфракрасного излучения или другого способа, например, переменного электрического поля, является единственным путем интенсификации процесса.
Нагрев инфракрасным излучением осуществляется следующим образом. Направленный поток инфракрасного излучения взаимодействует с поверхностными слоями продукта, преобразуясь в теплоту. В зависимости от оптических свойств продукта и длины волны излучения последняя проникает в поверхностные слои продукта. Такая мобильность инфракрасного излучения открывает широкие возможности для его использования.
Инфракрасному излучению в спектре электромагнитных волн соответствует диапазон длин волн 0,76-750 мкм, которые условно делятся на три группы: длинноволновая – 750-25 мкм; средневолновая – 25-2,5 мкм; коротковолновая – 2,5-0,76 мкм.
Для технических целей верхний предел используемых длин волн можно ограничить 15 мкм, так как образующийся водяной пар имеет максимум поглощения инфракрасных лучей с длиной волны более 15 мкм.
В общем случае поток излучения Ф (Вт), произвольно падающий на поверхность материала, претерпевает ряд изменений: одна его часть Фо — отражается от поверхности материала, другая Фп — поглощается материалом, а третья Фпр — проникает через материал: Щ
Ф = Фо + Фп + Фпр (1.1)
Величины слагаемых, входящих в это равенство, зависят от свойств материала и от параметров источника излучения.
Взаимодействие материала с лучистым потоком характеризует ряд коэффициентов.
Коэффициент отражения ρ представляет собой отношение лучистого потока, отраженного от поверхности продукта, к полному потоку излучения: ρ = Фо/ Ф
Коэффициент поглощения α — это отношение поглощенного продуктом принятого потока к полному потоку излучения.
α = Фп/Ф (1.2)
Коэффициент пропускания τ отражает отношение потока лучистой энергии, проникающего через материал, к полному лучистому потоку:
τ = Фпр/Ф (1.3)
Очевидно, что ρ + α + τ = 1 (1.4)
Глубина проникновения ИК-излучения обратно пропорциональна коэффициенту поглощения. С уменьшением длины волны глубина проникновения ИК-лучей увеличивается и может достигать в отдельных случаях 3-5 мм.
Для малопрозрачных тел, к которым относится подавляющее большинство пищевых продуктов, проникающее излучение практически отсутствует (Фпр = 0). Тогда α + ρ = 1.
При тепловой обработке большинства пищевых продуктов состояние их поверхности непостоянно: меняется цвет, степень шероховатости и прочее. Соответственно меняются значения ρ, α и τ.
При выборе излучателя учитывают целый ряд факторов - такие, как особенности технологического процесса, свойства материала, интенсивность излучения генератора, возможность импульсного облучения, экономические требования и так далее.
В настоящее время в промышленности используются, электрические и газовые ИК-излучатели. Среди них светлые и темные. Электрические и газовые излучатели имеют свои преимущества и недостатки. Светлые электрические излучатели имеют более коротковолновое излучение, их лучистая энергия имеет большую глубину проникновения. Газовые излучатели обычно дешевле и экономичнее в эксплуатации.
При выборе излучателя следует исходить из особенностей обрабатываемого материала. При этом особенное значение имеют оптические свойства обрабатываемого материала.
Под оптическими свойствами материала понимают его пропускательную, поглощательную и отражательную способность.
Оптические свойства материала зависят от многих факторов, в том числе от структуры материала, содержания в нем влаги и доли ее связи с материалом, состояния и цвета поверхности продукта.
Пищевые продукты содержат большое количество влаги с разными формами связи, что неодинаково отражается на общем спектре поглощения материала.
Различают интегральные и спектральные оптические характеристики продуктов. Для практических целей в условиях конкретного излучателя и объема нагрева лучше пользоваться интегральными характеристиками, отражающими взаимодействие объема с лучистой энергией во всем используемом диапазоне длин волн. Интегральные характеристики относятся к длине волны, соответствующей максимуму излучения (λmax) излучателя.
Пищевые продукты в зависимости от химического состава и других показателей обладают выраженной селективностью к поглощению ИК-излучения в различных областях спектра. Поэтому источник излучения следует выбирать с учетом спектральных характеристик материала, КПДД аппарата, интенсивности подвода теплоты, а также экономических показателей процесса.
Большое значение придается коэффициентам поглощения и отражения, от которых зависит глубина прогревания поверхностных слоев продукта.
Отличительной особенностью рационального подвода теплоты является прямолинейное распространение излучения. Это надо учитывать при размещении излучателей в аппарате. Они должны размещаться в соответствии с формой обрабатываемого изделия и особенностями технологического процесса.
Продукт с большой проницаемостью в инфракрасной области лучше размещать на горизонтальной конвейерной ленте, изготовленной из металла. Нагреваясь, лента в свою очередь передает тепло продукту.
Если допускает форма, то целесообразно облучать продукт со всех сторон.
Расположение излучателей с четырех сторон продукта приводит к увеличению потерь энергии за счет отражения от поверхности, однако при значительной шероховатости продукта в результате многократных отражений величина потерь несколько снижается.
Определенные требования предъявляют к конструктивному использованию аппаратов ИК-излучения.
Внутреннюю обшивку колец изготавливают из материалов, обладающих большим коэффициентом отражения, что позволяет создавать более равномерный тепловой поток и повышает эффективность работы установки.
Наибольшее распространение получил полированный и анодированный алюминиевый лист.
Конструкция аппарата должна обеспечить создание равномерного лучистого потока по всей поверхности продукта. Иногда целесообразно использовать импульсное облучение, при котором этап обработки продукта чередуется с его "отлежкой".
Специфика ИК-излучения позволяет конструировать аппарат непрерывного действия.
В наиболее общем случае ИК-аппарат состоит из камеры, транспортирующего органа, ИК-излучателей, системы вентиляции, управления и автоматики.
Большой интерес представляет сочетание различных источников тепловой энергии. Это позволяет получить законченный технологический цикл, свести затраты энергии к минимуму, получить продукты высокого качества.
Для обработки некоторых видов продуктов требуется применять разные режимы: например, варка и обжарка, запекание и копчение. В этом случае использование ИК-излучения, обеспечивающего интенсивный поверхностный нагрев, может быть особенно эффективным.
Как показывает опыт эксплуатации промышленных установок ИК-излучения, практически во всех случаях ИК-обработки наблюдается повышение качества и выхода готовой продукции, снижение энергетических затрат, упрощение конструкции аппарата.
Нагрев продукта в оптимальных условиях, как правило, обеспечивает большой выход и лучшее качество. При этом обеспечиваются и более высокие технико-экономические показатели процесса.
4.2 СВЧ-обработка пищевых продуктов
Нагрев СВЧ-энергией является принципиально новым методом нагрева продукта в поле электромагнитного излучения. В отличие от всех других способов нагрева, при которых тепло воспринимается поверхностью продукта и проникает внутрь за счет теплопроводности, электромагнитное поле СВЧ способно проникать на значительную глубину, что позволяет осуществлять объемный нагрев независимо от теплопроводности.
Взаимодействие электромагнитного излучения с продуктами
Из общей физики, касающейся строения материи и теории электричества, известно, что у проводящих веществ часть носителей слабо связана со структурной решеткой. Эти так называемые свободные заряды могут неограниченно передвигаться в пределах данного тела под действием электрического поля, создавая электрический ток проводимости. У непроводящих веществ, так называемых диэлектриков, заряды связаны и могут перемещаться только в пределах атома, молекулы, кристаллической ячейки или неоднородного участка структуры вещества. Соответствует такому направленному перемещению ток смещения.
В природе идеальные проводники, а также и абсолютно непроводящие диэлектрики не встречаются.
Известно, что полные потери электромагнитной волны (Р) в веществе, вызывающие его нагрев, определяются уравнением:
где ω — круговая частота колебаний электромагнитного поля, 1/с;
ε' — диэлектрическая проницаемость среды при данной частоте;
Так как продукты рассматриваются как диэлектрики, то принято пренебрегать вкладом в нагрев магнитной составляющей поля.
В таком случае продукты характеризуются комплексной диэлектрической проницаемостью:
где ε* - комплексная диэлектрическая проницаемость;
ε' - характеризует способность материала накапливать энергию;
ε" - характеризует рассеяние энергии в продукте.
tgδ определяет отношение мощности, расходуемой на нагрев, к мощности, запасенной за период электромагнитных колебаний, и является мерой потерь в диэлектрике.
Если ток проводимости пренебрежительно мал по сравнению с током смещения (то есть тангенс угла диэлектрических потерь - tgδ « 1), то вещество — диэлектрик, если же tgδ » 1 — проводник. Мнимая часть в выражении диэлектрической проницаемости определяет потери в диэлектрике.
Заметим, что термин "потери" характеризует преобразование энергии в тепло при прохождении тока через вещество как некоторое отрицательное явление. Но в интересующей нас проблеме именно этими потерями, то есть преобразованиями энергии переменного поля в другой вид энергии (тепло), обусловлены положительные явления, лежащие в основе технических процессов, — нагрев, сушка, химические превращения и прочие.
Направленное перемещение связанных электрических зарядов под действием переменного электрического поля называется поляризацией. Основные виды поляризации — электронная, представляющая собой смещение электронных оболочек относительно ядер атомов; ионная - смещение ионов относительно их равновесных положений в кристаллической решетке; дипольная - ориентация дипольных молекул в аморфных телах относительно направления поля.
Главным видом поляризации для многих веществ, в том числе и для пищевых производств (мяса, рыбы и так далее), является дипольная поляризация, так как пищевые продукты содержат значительное количество воды. Полярность молекул воды вызвана несимметрией расположения атомов водорода относительно атома кислорода. Дипольные молекулы при отсутствии внешнего поля расположены хаотично, наложение поля заставляет их ориентироваться вдоль силовых линий — вещество поляризуется.
Для неоднородных (гетерогенных) сред, какими являются, например, мясо и мясопродукты, кроме указанных видов поляризации характерна также макроструктурная, представляющая собой перемещение отдельных небольших областей материала, включающих вещества, находящиеся в твердой или жидкой фазе. Суммарное действие поля на заряды, находящиеся в такой области, проявляется в ее ориентации подобно диполю. Кроме того, некоторую роль играет еще электролитическая поляризация, связанная с изменением местоположения областей концентрации положительных и отрицательных ионов.
В электрическом поле, переменном по величине и направлению, происходит переориентация диполей вещества.
С ростом частоты (f) изменений поля этот процесс затрудняется и все большая часть энергии поля преобразуется в тепловую энергию, генерирующуюся в веществе. При этом за единицу времени выделяется мощность:
где f — частота, Гц;
Е — напряженность электрического поля, В/см;
Р — удельная мощность (Вт/см3).
Из уравнения видно, что вещество будет нагреваться тем сильнее, чем больше его диэлектрическая проницаемость, тангенс угла потерь, а также чем больше частота и напряженность поля. Однако увеличивать напряженность электрического поля произвольно нельзя, так как, начиная с некоторого уровня, возникает опасность образования электрического разряда, который оказывает вредное влияние на качество продукции. Поэтому единственно возможным путем увеличения удельной энергии преобразования (энергия преобразования в единице объема данного материала) является увеличение рабочей частоты.
Для промышленных, научно-исследовательских и медицинских целей отведены следующие полосы частот:
| Разрешенные частоты в МГц | Длина волны в см |
| 433,92 + 0,2% | |
| 915,0 + 25,0 | |
| 2450,0 + 50,0 | |
| 5800,0 + 75,0 | |
| 17850,0 — 18150,0 | |
| 22125,0 ± 125,0 |
В Албании, Болгарии, Венгрии, Польше, Румынии, Чехии, Словакии и РФ используется частота 2375 МГц.
Сущность нагрева СВЧ-энергией можно объяснить следующим образом. Как известно, при действии электромагнитного поля (ЭМП) на среду, содержащую свободные заряды и дипольные молекулы, в ней происходят два основных процесса: релаксационные колебания дипольных молекул, вызывающие диэлектрические потери, и колебания свободных зарядов, вызывающие потери проводимости. Соотношение между этими видами потерь выражают тангенсом угла потерь:
где ε' — относительная диэлектрическая проницаемость! среды;
χ — удельная проводимость; i
ε0 — абсолютная диэлектрическая проницаемость для вакуума;
ω — угловая частота.
Поскольку tgδ зависит от частоты, одна и та же среда для различных частот будет обладать различной проводимостью, то есть имеет место дисперсия электропроводности.
При облучении биосистем микроволнами достаточной интенсивности наиболее выраженным эффектом является тепловой.
Причем в зависимости от глубины проникновения волн в ткани, а также толщины и электрических свойств тканей соотношение тепла, выделяемого на поверхности продукта и в более глубоких слоях, например в жировой мышечной ткани, будет различным, что всегда следует иметь в виду при нагреве продуктов. Поглощение энергии микроволн в тканях зависит и от линейных размеров обрабатываемого продукта, вернее, от соотношения размеров продукта и длины волны облучения (λ).
Кроме отмеченных факторов, глубина проникновения электромагнитного поля в продукт зависит от содержания влаги, жира, соли, температуры продукта и так далее (см. рис. 2.1). Заштрихована часть ткани со средним содержанием воды между жировой и мышечной тканями.
Приведенные на рис. 2.1 значения [см. 37] доказывают, что излучение на частоте, значительно превышающей 3000 МГц, проникает на небольшую глубину и, следовательно, может создавать лишь поверхностный нагрев. Вместе с тем на частотах менее 1000 МГц глубина проникновения может быть больше 2-3 см и излучение будет вызывать нагрев более глубинных слоев.
Под глубиной проникновения поля подразумевают рас- i стояние от поверхности обрабатываемого продукта, на про-j тяжении которого мощность поля электромагнитной волны! уменьшается в е раз (е =2,7183). Для материалов с относи-;
тельно малыми диэлектрическими потерями (тангенс угла' диэлектрических потерь tgδ « 1) глубину проникновения приближенно можно найти по одной из формул:
где С — скорость распространения света в вакууме;
Из данных формул следует, что проникновение электромагнитного поля в продукт уменьшается с ростом диэлектрической проницаемости (ε '), потерь (tgδ) и частоты (f).
При тепловой обработке в СВЧ-поле с увеличением температуры образца и глубины проникновения поля наружные слои могут перегреваться и технология тепловой обработки нарушается. Например, при СВЧ-нагреве (f = 2375 МГц) мышечной ткани говядины глубина проникновения поля в начальный момент составляет 11—13 мм с I любой стороны образца. Эта величина через 2 мин возрастет до 16—20 мм, то есть передний фронт поля передвигается со скоростью 5—7 мм/мин. Для предупреждения перегрева наружных слоев и уменьшения продолжительности тепловой обработки толщину образца следует ограничить до 2,5— 3,0∆.
При малых размерах продукта в нем может поглощаться большая энергия, и скорость нагрева может возрасти до 10°С в секунду и более (как это имеет место при производстве сосисок без оболочки на СВЧ-линии).
Таким образом, нагрев СВЧ-энергией по сравнению с традиционными методами значительно сокращает продолжительность тепловой обработки (в 5—10 раз), а в отдельных случаях в десятки раз и тем самым ускоряет весь технологический процесс приготовления пищевых продуктов, например, кулинарных изделий из мяса птицы.
Кроме того, в отличие от традиционных способов, когда энергия передается нагреваемому объекту посредством лучеиспускания, конвекции или теплопередачи, при СВЧ-нагреве происходит генерация тепла внутри самого обрабатываемого объекта. Поджаривая мясо на газовой плите, мы вынуждены расходовать тепло на нагрев сковороды и окружающего воздуха. В СВЧ-печи мясо можно приготовить в диэлектрической посуде (или в фарфоровой тарелке), которая нагревается лишь в небольшой степени — главным образом за счет передачи тепла от горячего мяса. Таким образом, непроизводственные потери тепла существенно уменьшаются.
Далее, проникновение СВЧ-поля внутрь вещества (с учетом поверхностного эффекта) дает возможность обеспечивать достаточно равномерный нагрев по всему объему продукта (с учетом допустимых размеров). И если мясо на сковороде может подгореть или даже обуглиться снаружи, оставаясь внутри сырым, во избежание чего приходится расходовать масло, то в СВЧ-печи нагрев происходит в объеме тела без образования корочки, поскольку поверхность тела, отдавая тепло окружающему воздуху, будет даже несколько холоднее.
Конечно, однородность СВЧ-нагрева зависит от однородности электрических и теплофизических свойств обрабатываемого объекта. Очень важно также обеспечить равномерность распределения электромагнитного поля в зоне нагрева — выделение тепла будет максимальным в тех местах, где напряженность электрической составляющей поля больше. Таким образом, получить абсолютно равномерный нагрев реальных объектов, свойства которых в какой-то мере различны и изменяются в процессе обработки, практически невозможно. Задача осложняется еще и тем, что фактически происходит взаимодействие СВЧ-поля с обрабатываемым объектом, то есть не только воздействие поля на объект, но и обратное воздействие объекта на поле (его пространственное распределение, соотношение амплитуд отдельных составляющих и так далее).
Равномерность нагрева, кроме отмеченного выше, зависит от геометрических размеров обрабатываемого материала (продукта). В том случае, когда геометрические размеры продукта значительно превосходят глубину проникновения электромагнитных волн, по мере продвижения в глубь продукта энергия затухает, поэтому поверхностные слои нагреваются сильнее, чем внутренние.
При нагреве продуктов, размеры которых соизмеримы с глубиной проникновения А, из-за потерь тепла в окружающую среду температура периферийных слоев продукта меньше, чем центральных, при этом на его поверхности не образуется специальной корочки. По своим органолептическим свойствам продукт, доведенный до готовности в СВЧ-аппарате, приближается к продукту, полученному в результате припускания или варки.
При СВЧ-нагреве в продуктах полнее сохраняются питательные вещества, исключается пригорание изделий, улучшаются вкусовые качества приготовленной пищи и санитарно-гигиенические условия труда обслуживающего персонала.
СВЧ-нагрев дает возможность приготовить продукт в, той упаковке, в которой он будет предъявлен для реализации или заложен на хранение (за исключением металлической).
Возможность приготовления продукта или блюда с небольшим количеством жира или совсем без жира в сочетании с особенностями органолептических свойств готового изделия делают использование СВЧ-приготовления блюд в диетическом питании особенно перспективным.
Однако, несмотря на многие положительные стороны, применение СВЧ-нагрева ограничивается ввиду ряда обстоятельств.
В ряде работ указывалось на трудности конструирования СВЧ-установок с учетом обратного влияния размеров, диэлектрических и теплофизических свойств объекта (изменяющихся в процессе обработки) на электромагнитное поле в пространстве взаимодействия и его источник — СВЧ-генератор. Сильное искажение объектом структуры поля может нарушить нормальную работу установки и даже вывести из строя генератор. С этой точки зрения недопустимо введение в пространство взаимодействия металла или других хорошо проводящих материалов. Оболочка (или посуда), в которой может содержаться нагреваемое вещество, должна быть максимально прозрачной для излучения на рабочей длине волны. В противном случае обрабатываемый объект будет экранирован от электромагнитного поля, энергия которого станет бесполезно тратиться на нагрев оболочки.
В отличие от традиционных способов, когда тепло подводится к объекту извне, при СВЧ-нагреве его внешняя поверхность имеет меньшую температуру, чем внутренние слои. Поэтому приготовленный с помощью СВЧ-поля продукт может иметь некоторые специфические особенности. Так, приготовленные в СВЧ-печи мясо, котлеты и так далее получатся без привычной для нас румяной, хрустящей корочки.
Определенные затруднения на пути широкого внедрения СВЧ-технологических установок связаны также с особыми требованиями к технике безопасности. Сейчас уже возможно сделать работу с СВЧ-установками совершенно безопасной, но это требует принятия специальных мер.
Облучение сильными источниками электромагнитной энергии может нанести ущерб здоровью. Если температура тела повышается более чем на 5—10°С, то происходят процессы денатурации макромолекул и возможны необратимые изменения.
Особенно заслуживают внимания результаты, касающиеся воздействия на глаза и общего облучения тела.
При интенсивности потока выше 100 мВт/см2 хрусталик глаза может вследствие тепловых изменений белков поражаться катарактой. Ely, Goldman и Hearon считают, что изменение в семенных протоках происходит уже при уровнях выше 10 мВт/см2. На основе работ, выполненных в нашей стране, предельно допустимый уровень облучения равен 0,01 мВт/см2 при облучении в течение не более 2 ч и 1 мВт/см2 при облучении в течение не более 20 мин за весь рабочий день.
Литература.
turboreferat.ru
Реферат на тему:
СВЧ печь
Микроволно́вая печь, (или СВЧ-печь, устаревшее ударение Микрово́лновая[1]) — бытовой электроприбор, предназначенный для быстрого приготовления или быстрого подогрева пищи, размораживания продуктов, а также разогрева материалов (клеев) в производственных целях. Обычно работает на частоте 2450 МГц, хотя в некоторых производственных печах частота излучения может варьироваться (так называемые англ. Variable Frequency Microwave, VFM).
В отличие от классических печей (например, духовки или русской печи), разогрев продуктов в микроволновой печи происходит не с поверхности, а по всему объёму продукта, содержащему полярные молекулы (например, воды), так как радиоволны проникают достаточно глубоко почти во все пищевые продукты. Это сокращает время разогрева продукта.
Схема включения магнетрона
Основные компоненты магнетронной микроволновой печи:
Нагрев в печи основан на принципе так называемого «дипольного сдвига». Молекулярный дипольный сдвиг, под действием электрического поля происходит в материалах, содержащих полярные молекулы. Энергия электромагнитных колебаний поля приводит к постоянному сдвигу молекул, выстраиванию их согласно силовым линиям поля, что и называется дипольным моментом. А так как поле переменное, то молекулы периодически меняют направление. Сдвигаясь, молекулы «раскачиваются», сталкиваются, ударяются друг о друга, передавая энергию соседним молекулам в этом материале. Так как температура прямо пропорциональна средней кинетической энергии движения атомов или молекул в материале, значит, такое перемешивание молекул по определению увеличивает температуру материала. Таким образом, дипольный сдвиг — это механизм преобразования энергии электромагнитного излучения в тепловую энергию материала.
Нагрев в микроволновой печи в результате дипольного сдвига под действием переменного электрического поля зависит от характеристик молекул и межмолекулярного взаимодействия в среде. Для лучшего нагрева частоту переменного электрического поля нужно установить таким образом, чтобы за полупериод молекулы успели полностью перестроиться. Так как вода содержится практически во всех продуктах, частоту СВЧ излучателя микроволновой печи подобрали для лучшего разогрева именно молекул воды в жидком состоянии, в то время как лёд, жир и сахар нагреваются гораздо хуже. У льда замороженные молекулы воды удерживаются в кристаллической решётке, требуют для дипольного сдвига более низкой частоты (килогерцы вместо гигагерц, например, для удаления льда с линий электропередач используется частота 33 КГц), и частота излучения, используемая в микроволновой печи, оказывается не оптимальной.
Существует распространённое мнение о том, что микроволновая печь разогревает пищу «изнутри наружу». На самом деле микроволны идут снаружи вовнутрь, задерживаются в наружных слоях пищи, потому разогрев равномерно влажного продукта происходит приблизительно так же, как и в духовой печи (чтобы убедиться в этом, достаточно подогреть варёный картофель «в мундире», где тонкая кожура достаточно защищает продукт от высыхания). Неверное представление вызвано тем, что микроволны не воздействуют на сухие непроводящие материалы, которые обычно бывают на поверхности продуктов, и поэтому их нагревание в некоторых случаях начинается глубже, нежели при других способах нагрева (хлебные изделия, к примеру, разогреваются именно «изнутри», и именно по этой причине — хлеб и булочки снаружи имеют подсохшую корочку, а большинство влаги сосредоточено внутри).
Мощность СВЧ-печей варьируется в диапазоне от 500 до 2500 (и выше) ватт.Практически все бытовые печи позволяют пользователю регулировать уровень излучаемой мощности для разогрева. Для этого, в большинстве моделей, используется широтно-импульсная модуляция: нагреватель (магнетрон) периодически включается и выключается, согласно установке регулятора мощности (аналогично регулятору мощности утюга, имеющего две ступени регуляции — вкл./выкл., варьируемые в зависимости от заданной регулятором мощности). Чем больше длительность включенного состояния (по отношению к выключенному) — тем больше излучённая мощность печи — эти периоды включения/выключения можно наблюдать во время работы печи непосредственно (слышать это в виде изменений шума, производимого работающей печью, а также по изменению внешнего вида некоторых продуктов (надувания некоторых воздушных продуктов, в том числе пакетов) и т.п.), во время включения и выключения магнетрона.
Микроволновое излучение не может проникать внутрь металлических предметов, поэтому невозможно приготовить еду в металлической посуде. Металлическая посуда и металлические приборы (ложки, вилки), находящиеся в печи в процессе нагревания, могут вывести её из строя.
Нежелательно помещать в микроволновую печь посуду с металлическим напылением («золотой каёмочкой») — даже этот тонкий слой металла сильно нагревается вихревыми токами и это может разрушить посуду в области металлического напыления. В то же время, металлические предметы без острых краёв, изготовленные из толстого металла, сравнительно безопасны в микроволновой печи.
Нельзя нагревать в микроволновой печи жидкость в герметично закрытых ёмкостях и целые птичьи яйца — из-за сильного испарения воды внутри них создаётся высокое давление и, вследствие этого, они могут взорваться. Из этих же соображений нежелательно сильно разогревать сосисочные изделия, обтянутые полиэтиленовой плёнкой.
Разогревая в микроволновке воду, также следует соблюдать осторожность — вода способна к перегреванию, то есть, к нагреванию выше температуры кипения. Перегретая жидкость способна почти мгновенно вскипеть от неосторожного движения. Это относится не только к дистиллированой воде, но и к любой воде, в которой содержится мало взвешенных 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.
Американский инженер Перси Спенсер впервые заметил способность сверхвысокочастотного излучения к нагреванию продуктов и запатентовал микроволновую печь. В момент изобретения Спенсер работал в компании Raytheon, занимающейся изготовлением оборудования для радаров. По легенде, когда он проводил эксперименты с очередным магнетроном, Спенсер заметил, что кусок шоколада в его кармане расплавился (фантастичность вымысла состоит в том, что он сам при этом получил бы смертельное поражение от СВЧ, хотя обертка из фольги могла нагреваться значительно сильнее и тела, и шоколадки, и ощутимо изменить температуру раньше, чем наступило бы поражение организма[источник не указан 427 дней]). По другой версии, он заметил, что нагрелся бутерброд, положенный на включённый магнетрон. Возможно, причиной изобретения был как раз ожог, но из коммерческих соображений имидж прибора портить было нецелесообразно.
Патент на микроволновую печь был выдан в 1946 году. Первая в мире СВЧ печь «Radarange» была выпущена в 1947 году фирмой Raytheon и была предназначена не для приготовления пищи, а для быстрого размораживания продуктов и использовалась исключительно военными (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 современной бытовой СВЧ-печи. В 1949 году началось их серийное производство. Стоила эта печь около 3000 $.
Советская микроволновая печь «Днепрянка-1»
25 октября 1955 года американская компания «Tappan Company» впервые представила бытовую микроволновую печь.Первая серийная бытовая микроволновая печь была выпущена японской фирмой Sharp в 1962 году. Первоначально спрос на новое изделие был невысок.
В СССР с середины 80-х микроволновые печи выпускались на заводах ЗиЛ (модель «ЗИЛ») и Южный машиностроительный завод (модели «Мрия МВ», «Днепрянка-1» (1990 г, 32 литра, мощность 2300 ватт, вес 40 кг, цена 350 руб), «Днепрянка-2»), но использовались в них импортные магнетроны японского производства[источник не указан 417 дней].
По состоянию на 2009 год микроволновая печь — один из самых распространённых бытовых электроприборов[источник не указан 584 дня].
17 мая 2011 года газета «Труд» сообщила, что в её номере от 13 июня 1941 года в заметке была описана специальная установка, использовавшая токи ультравысокой частоты для обработки мясных продуктов и разработанная в лаборатории магнитных волн Всесоюзного научно-исследовательского института мясной промышленности[2].
Предельно допустимые уровни плотности потока энергии в диапазоне частот 300 МГц — 300 ГГц в зависимости от продолжительности воздействия. При воздействии излучения 8 и более часов предельно допустимый уровень (ПДУ) — 0,025 мВт/см², при воздействии 2 часа, ПДУ — 0,1 мВт/см², а при воздействии 10 минут и менее, ПДУ — 1 мВт/см².[3]
(некоторые мифы прокомментировал доктор Юс Кисс, эксперт по электромагнитным полям)
www.wreferat.baza-referat.ru
