Продуктите, които не трябва да се нагряват в микровълновата печка

Изобретяването и появата на микровълновата печка е забулено в тайни и легенди. Счита се, че микровълновата печка, която често се нарича микровълнова фурна, е създадена случайно през 40-те години на миналия век. В действителност нещата са малко по-различни: тази технология е била известна много преди това, но не се е знаело как точно да се използва. Нека да се спрем накратко върху историята на микровълновата печка.

Появата на микровълновите печки

Далечният прародител на микровълновата печка е показан още през 1933 година от компанията Westinghouse по време на годишната изложба World’s Fair, проведена в Чикаго. В това е едно огромно и масивно устройство, което тотално се различава от компонентите, които се използват в появилите се по-късно микровълнови печки. Но все от някъде е трябвало да се започне. Апаратурата прилича на нещо взето от играта Fallout: за демонстриране на приготвянето на храна се използва 10 KW предавател, генериращ микровълново излъчване, а храната е била банална – месо с картофи, поставено между две метални пластини.

През следващите години специалистите усъвършенстват магнетроните, които започват да придобиват характерните си черти още през 20-те години на миналия век. Британският физик сър Джон Търтън Рандал и неговите колеги косвено допринасят за създаването на съвременните микровълнови печки, след като през 40-те години на миналия век предоставят своята технология за сглобяване на магнетрони на американците, което е направено като замяна за помощта през Втората световна война.

С производството на магнетрони, които дотогава са били необходими преди всичко за работа на радарите, се заема и американската компания Raytheon. Именно там работи самоукият инженер Пърси Спенсър, който към този момент е един от водещите специалисти в областта за създаване на ключовите компоненти за радарите.

Счита се, че микровълновите печки са изобретени случайно. По време на тестовете на поредния модел на магнетрон Пърси Спенсър обърнал внимание на шоколадчето в джоба си, което се е разтопило. Всъщност това не е никакво откритие, понеже съвсем същото многократно се е случвало и по-рано, но именно Спенсър се е заинтересувал от причините това да стане. Той решил да постави близо до вакуумната тръба няколко царевични зърна, които не след дълго са се превърнали в пуканки. Той продължил експериментите с яйце, което обаче се е взривило, като преди това твърде забавно е вибрирало. Според внука на Спенсър, който явно иска да добави драматичност на тази история, горещият жълтък е облял лицето на любопитния инженер. Независимо дали това е вярно или не, той е решил да провери дали по този начин не може да се приготви и друга храна.

За да постигне това физикът е сглобил прототип на първата микровълнова печка. Това е метална кутия, към която е насочена микровълновата енергия, получено от специален генератор. След като излъчването е концентрирано по този начин, се е получила достатъчна плътност на микровълните, а храната в средата на кутията бързо се е нагряла. Без изобщо да отлага Спенсър през същата 1945-та година патентова микровълновата печка, а прототипът оставил за тестване в един от ресторантите на Бостън. Според други източници на информация, всичко това се е случило през 1946-та година.

Първите модели на микровълнови печки се появяват през 1947 година и не са били предназначени за битово използване. Причините са техните големи размери и твърде високата цена, която през 1947 година е в рамките на 5 хиляди щ. долара, което към днешен ден се равнява на 66 хиляди щ. долара. Специалистите на Raytheon модернизират тази система и по-късно представят по-компактен и по-евтин вариант. Неговата цена е в рамките от 2 до 3 хиляди щ. долара (26-40 хиляди щ. долара в наши дни), но и този модел все още не е готов да завоюва домашните кухни. За да стане това е необходимо още много време.

Първата битова микровълнова печка се появява чак през 1955 година. Цената отново е много висока и продажбите са били слаби, като подобно нещо могат да си позволят само доста богатите хора. Но в разработването и усъвършенстването на микровълновите печки се включват и редица други компании. В началото на 60-те години се появява първата микровълнова печка с въртяща се чиния в нея. След това се появява версия с въртящ се излъчвател. Цените постепенно слизат надолу.

Интересно е, че чак към края на 1960-те години се появява конструкция на микровълнова печка, при която липсата на продукти вътре в нея вече не е критично. Дотогава задължително във фурната е трябвало да има нещо което да поема топлината. Постепенно се правят и други промени, включително и на фòрмата на магнетрона, като по този начин устройствата стават по-ефективни, удобни и евтини. В края на 70-те години микровълновите печки вече са много популярни и започват да се продават с милиони.

Как работи микровълновата печка

Корпусът и вратата на устройството са направени от материали и сплави, които не допускат микровълново излъчване извън фурната. Основният елемент на микровълновата печка е магнетронът, който излъчва микровълни с точно определена честота. Електронният модул управлява всички функции и дава възможност за настройка на печката. Неособено сложен механизъм завърта чиниите, а за разсейване на излишната топлина се използва вентилатор. Предлагат се и модели с нагревателни елементи, шишове и т.н.

Магнетронът е електронна лампа, генерираща свръхвисокочестотно излъчване. Неговото устройство включва постоянни магнити за образуване на магнитно поле по оста на магнетрона, анод с прорези и резонатори, работна област, катод и нагревател във вид на нажежаема жичка, и антена с индуктивна верига, която всъщност излъчва микровълните.

По принцип радиовълните, движещи се със скоростта на светлината, са с честота от 0,3 Hz до 3 THz и колкото е по-голяма честотата, толкова е по-малка дължината на вълната. В микровълновите печки се използва микровълново излъчване с дължина на вълната около 12 см. Тези радиовълни носят много енергия и затова вътрешността на микровълновите печки е екранирана.

Магнетронът в микровълновата печка обикновено е поставен отстрани. Ето защо е необходимо храната в нея да бъде бавно завъртана, за да може равномерно да се нагрее от всички страни. Допълнително влияние на храната оказват и отразените от стените на фурната микровълни. Ако там няма нищо или количеството е съвсем малко, няма кой да погълне тази енергия и натоварването на магнетрона рязко нараства – ето защо не се препоръчва пускането на микровълновата печка когато е празна.

Това свръхвисокочестотно излъчване принуждава молекулите на поставените вътре обекти интензивно да се движат, което е равносилно на нагряване. Самият магнетрон не излъчва никаква топлина, а само задвижва молекулите на поставения в микровълновата печка обект.

Някои хора са на мнение, че микровълновите печки нагряват храната отвътре. Това изобщо не е така. Първо, свръхвисокочестотното излъчване равномерно прониква отвън и няма как да се генерира от някаква черна дупка в центъра на чашата с вода или пържолата. Второ, за ефективната работа на това устройство е необходимо да има влага в продукта. И не само влага: достатъчно е тя да има мазнини, захари и други течности, които могат добре да осцилират с честота 2,45 GHz, което означава дължина на вълната 12,23 см. Ето защо нагряването на един сухар например е по-трудно отколкото чаша вода. Съставът и структурата на храната определят нивото на температурата, която ще бъде достигната за определено време. Ако в горните слоеве на храната им повече влага, отколкото в нейната вътрешност, то именно те ще се нагреят по-бързо.

Известно е, че микровълновото излъчване прониква в храната на дълбочина малко под 4 см, а нейното по-нататъшно нагряване се получава чрез пренос на топлината от външните слоеве към вътрешния. Това означава, че един дебел къс шунка ще остане хладен дори и при голяма мощност, подадена за кратък период от време. Ето защо тези продукти се препоръчва да бъдат приготвени при ниска мощност за по-дълго време. По принцип режимът на размразяване означава допълнително намаляване на мощността и въздействие в продължение на по-дълго време. Друг интересен момент е, че след изключването на магнетрона храната често пъти продължава да повишава своята температура, понеже молекулите се движат твърде бързо и им е необходимо известно време, за да се забавят.

Защо гърмят яйцата в микровълновата печка

Стигнахме и до важния въпрос: кои продукти не се препоръчва да бъдат поставяни в микровълновите печки? Отговорът е, че това са продуктите, които имат плътна и непроницаема обвивка. Всъщност това далеч не е всичко.

„Забранените“ продукти от този род включват например гроздето, зърната на което в микровълновата печка при допир едно с друго имат съвсем непредсказуемо поведение. Често пъти те се взривяват, а понякога от тях се отделят искри и се образуват цели мълнии. Всичко това се дължи на микровълните, които са се оказали в гроздовия капан: водата в гроздето свива вълните до размерите на едно зърно – до около 1,5 см. Тези вълни се отразяват във вътрешността на зърната на гроздето, създава се резонанс, излъчването се усилва и започва йонизация на калия и натрия, като по този начин се поражда плазма. Подобни процеси протичат и при други сферични предмети с достатъчно количество вода и подобни размери.

Какво да кажем за яйцата? Има няколко начина на твърде опасно забавление с тези хранителни продукти, поставени в микровълновата печка. Но най-опасният е нагряването на твърдо сварено яйце без черупка, което след това трябва да бъде боднато с нещо остро. В този случай яйцето буквално се взривява, като се чува звук с интензивност от 86 до 133 децибела и се образуват своеобразни шрапнели от горещи късчета яйце. Горчивите статистики показват, че около една трета от тези яйца успяват да оцелеят извън стените на микровълновата печка. Останалите се взривяват още докато са вътре.

Практиката показва, че в микровълновата печка си взривяват именно твърдо сварените яйца. Но и рохките могат да направят много бели. Няма научни обяснения защо става така – има само предположения.

Предполага се, че причината са образувалите се джобове във жълтъка на вареното яйце. В тях е останало малко количество течност, която при нагряването се разширява, което води до опасен за здравето взрив. Навярно става дума за прегрята течност, която не е могла да се превърне в пара при достигане на температура над точката на нейното кипване, което става заради високото налягане вътре в яйцето. След като в неговата вътрешност проникне въздух, тази вода моментално кипва и това е причината за взрива. Допълнително въздействие оказва и натрупаното вътрешно налягане.