Kas gi ta mikrobangų krosnelė iš tikrųjų?
Turbūt kiekviename šiuolaikiniame bute ar namuose rasite šį stebuklingą prietaisą, kuris per kelias minutes įkaitina vakarykštį maistą ar paruošia puodelį karštos kavos. Bet ar kada susimąstėte, kaip ta metalinė dėžė su stiklinėmis durelėmis sugeba tokius stebuklus? Tai tikrai ne magija, nors kartais taip ir atrodo.
Mikrobangų krosnelė – tai prietaisas, kuris naudoja elektromagnetines bangas maisto šildymui. Skamba sudėtingai? Iš tikrųjų principas gana paprastas. Įsivaizduokite, kad jūsų maiste esantys vandens molekulės yra kaip mažyčiai magnetukai. Mikrobangų krosnelė sukuria elektromagnetinį lauką, kuris verčia tuos „magnetukus” sukiotis pirmyn ir atgal milijonus kartų per sekundę. O kai kažkas greitai juda – jis įkaista. Būtent taip ir veikia mikrobangų krosnelė.
Magnetronas – širdis, kuri generuoja bangas
Pats svarbiausias mikrobangų krosnelės komponentas yra magnetronas. Tai vakuuminė lempa, kuri paverčia elektros energiją mikrobangomis. Šis įtaisas buvo išrastas dar 1940-aisiais ir iš pradžių naudotas radarų sistemose Antrojo pasaulinio karo metu. Britų inžinierius Percy Spencer dirbo su radarų įranga ir vieną dieną pastebėjo, kad jo kišenėje esantis šokolado batonėlis ištirpo. Tai buvo „eureka” momentas – jis suprato, kad mikrobangos gali šildyti maistą.
Magnetronas veikia pagal gana sudėtingą principą. Jame yra katodas (neigiamas elektrodas), kuris kaitinamas ir išskiria elektronus. Šie elektronai juda link anodo (teigiamo elektrodo), bet dėl stipraus magnetinio lauko jie pradeda skrieti spirale. Anodo konstrukcijoje yra specialios ertmės – rezonatoriai, kurie verčia elektronus judėti bangomis ir taip generuoja mikrobangų spinduliuotę. Šios bangos keliauja per bangolaidį (metalinį vamzdį) tiesiai į krosnelės vidų.
Dažniausiai mikrobangų krosnelės dirba 2,45 gigahercų dažniu. Kodėl būtent toks? Pirma, šis dažnis puikiai absorbuojamas vandens molekulių. Antra, jis yra tarptautiniškai priskirtas pramoniniams, mokslininiams ir medicinos tikslams, todėl netrukdo kitoms komunikacijų sistemoms.
Kaip mikrobangos veikia maistą
Dabar pats įdomiausias dalykas – kaip tos nematomos bangos paverčia šaltą maistą karštą? Viskas sukasi apie vandenį, riebalus ir cukrus jūsų maiste. Šios molekulės yra poliarinės, tai reiškia, kad vienas jų galas yra šiek tiek teigiamas, o kitas – neigiamas. Galite įsivaizduoti jas kaip mažytės magneto lazdelės.
Kai mikrobangos patenka į maistą, jos sukuria greitai kintantį elektromagnetinį lauką. Šis laukas verčia poliarias molekules nuolat keisti savo orientaciją – maždaug 2,45 milijardo kartų per sekundę! Tokia intensyvi rotacija sukelia trintį tarp molekulių, o trinties rezultatas – šiluma. Būtent todėl maistas įkaista iš vidaus, o ne iš išorės, kaip tradicinėje orkaitėje.
Įdomu tai, kad mikrobangos skverbiasi į maistą tik apie 2-3 centimetrus. Gilesni sluoksniai įkaista dėl šilumos perdavimo – karštos išorinės dalys šildo vidinę dalį. Todėl storesni maisto gabalai kartais lieka šalti viduryje, net jei išorė jau karšta.
Kodėl metalas ir mikrobangos nesutaria
Turbūt girdėjote, kad metalinių indų negalima dėti į mikrobangų krosnelę. Bet kodėl? Metalas yra puikus elektros laidininkas, o mikrobangos yra elektromagnetinė spinduliuotė. Kai mikrobangos patenka ant metalo paviršiaus, jos atspindimos ir sukelia elektros srovės srautus metale.
Jei metalinis daiktas turi aštrių kampų ar kraštų (pavyzdžiui, šakutė ar aliuminio folija su susiraukšlėjusiais kraštais), ten gali susikaupti elektros krūvis ir atsirasti kibirkščiavimas. Tai ne tik gali sugadinti krosnelę, bet ir sukelti gaisrą. Todėl metaliniai indai – griežtai draudžiami.
Tačiau yra išimčių. Pati mikrobangų krosnelės kamera yra pagaminta iš metalo – tai saugumo priemonė, kuri neleidžia mikrobangoms išsiveržti į aplinką. Metalinės sienos atspindi bangas atgal į maistą. Taip pat kai kurios krosnelės turi specialias metalines groteles ar lėkštes, kurios specialiai suprojektuotos ir neturi aštrių kampų.
Besisukantis padėklas ir bangų pasiskirstymas
Pastebėjote, kad beveik visose mikrobangų krosnelėse yra besisukantis stiklinis padėklas? Tai ne dizaino elementas – tai būtinybė tolygiam šildymui. Mikrobangos krosnelės viduje susidaro tai, kas vadinama „karštosiomis” ir „šaltosiomis” zonomis. Dėl bangų atspindėjimo nuo metalinių sienų susidaro interferencijos modelis – vienose vietose bangos sustiprėja, kitose – susilpnėja.
Jei padėklas nesisuktu, jūsų maistas būtų įkaitintas labai netolygiai – vienose vietose degantis karštas, kitose – ledinis šaltas. Sukdamasis padėklas užtikrina, kad maistas paeiliui patenka į visas zonas ir įkaista tolygiau. Kai kuriose senesnėse ar pramoninėse krosnelėse vietoj besisukančio padėklo naudojamas besisukantis bangų skirstytuvas – metalinis ventiliatoriaus tipo įtaisas, kuris skleidžia mikrobangų energiją įvairiomis kryptimis.
Vis dėlto net su besisukančiu padėklu šildymas ne visada būna tobulas. Todėl daugelis šiuolaikinių krosnelių turi „inverter” technologiją, kuri leidžia tiksliau kontroliuoti mikrobangų galią ir užtikrinti tolygesnį šildymą.
Saugumas ir mitai apie mikrobangų krosneles
Aplink mikrobangų krosneles sukasi nemažai mitų ir baimių. Ar jos spinduliuoja? Ar jos daro maistą radioaktyvų? Ar jos kenkia sveikatai? Atsakymas į visus šiuos klausimus – ne, jei krosnelė veikia tinkamai ir nėra sugadinta.
Mikrobangos yra nejonizuojanti spinduliuotė, tai reiškia, kad jos neturi pakankamai energijos pakeisti atomų ar molekulių struktūrą. Jos tiesiog verčia molekules vibruoti ir karsti. Tai visiškai skiriasi nuo jonizuojančios spinduliuotės, tokios kaip rentgeno spinduliai ar radioaktyvumas. Mikrobangos yra tos pačios elektromagnetinio spektro dalies kaip ir radijo bangos ar WiFi signalai, tik aukštesnio dažnio.
Durelės su metaliniu tinkleliu yra specialiai suprojektuotos taip, kad mikrobangos negalėtų išeiti iš krosnelės. Tinklelio skylutės yra daug mažesnės nei mikrobangų ilgis (apie 12 centimetrų), todėl bangos negali prasiskverbti. Tai tas pats principas kaip Faradėjaus narvas.
Vis dėlto yra keletas saugos taisyklių, kurių verta laikytis. Niekada nenaudokite krosnelės, jei durelės netinkamai užsidaro ar jei sandariklis pažeistas. Neįjunkite tuščios krosnelės – be maisto, kuris absorbuotų energiją, mikrobangos gali sugadinti magnetroną. Ir būkite atsargūs su skysčiais – jie gali „perkaisti” ir staiga užvirti, kai juos pajudinsite.
Kodėl kai kas šyla greitai, o kai kas – lėtai
Pastebėjote, kad skirtingi produktai mikrobangų krosnelėje šyla skirtingai? Sriuba įkaista per minutę, o duona lieka vos šilta? Viskas priklauso nuo vandens kiekio ir produkto sudėties.
Produktai su dideliu vandens kiekiu šyla greičiausiai, nes vandens molekulės puikiai absorbuoja mikrobangų energiją. Todėl sriubos, padažai, vaisiai ir daržovės įkaista labai greitai. Sausesni produktai, tokie kaip duona ar sausainiai, turi mažiau vandens molekulių, kurios galėtų vibruoti, todėl šyla lėčiau.
Riebalai ir aliejai taip pat absorbuoja mikrobangų energiją, bet kitaip nei vanduo. Jie gali įkaisti net labiau nei vanduo, todėl būkite atsargūs su riebiais produktais – jie gali tapti labai karšti, net jei atrodo, kad krosnelėje buvo neilgai.
Cukrus taip pat gerai absorbuoja mikrobangų energiją. Todėl pyragai su uogiene ar šokoladu gali būti pavojingai karšti, net jei tešla dar šalta. Tai ypač svarbu žinoti, kai šildote vaikams skirtą maistą.
Nuo radarų iki virtuvės – evoliucijos kelias
Pirmoji komercinio naudojimo mikrobangų krosnelė buvo pristatyta 1947 metais ir vadinosi „Radarange”. Ji buvo tikras monstras – svėrė apie 340 kilogramų, buvo beveik 180 centimetrų aukščio ir kainavo apie 5000 dolerių (tai šiandien būtų apie 60 000 dolerių!). Tokias krosneles galėjo sau leisti tik restoranai ir laivai.
Per kitus dešimtmečius technologija tobulėjo, krosnelės mažėjo ir pigėjo. 1967 metais buvo pristatyta pirmoji naminė mikrobangų krosnelė, kuri tilpo ant stalviršio ir kainavo apie 500 dolerių. Tai vis dar buvo brangu, bet jau prieinamu daugeliui šeimų.
Septintojo dešimtmečio pabaigoje ir aštuntojo pradžioje mikrobangų krosnelės tapo masine prekė. Japonijos gamintojai, ypač „Sharp” ir „Panasonic”, pradėjo gaminti kompaktiškesnius ir pigesnius modelius. 1975 metais mikrobangų krosnelių pardavimai pirmą kartą viršijo dujinių krosnelių pardavimus.
Šiandien mikrobangų krosnelė yra viename iš trijų dažniausiai naudojamų virtuvės prietaisų (kartu su šaldytuvu ir virykle). Technologija nuolat tobulėja – atsiranda krosnelės su jutikliniais ekranais, WiFi ryšiu, automatiniais šildymo programomis ir net su dirbtinio intelekto funkcijomis, kurios atpažįsta maisto tipą ir parenka optimalų šildymo režimą.
Kai mikrobangos tampa kasdienybe – praktiniai patarimai
Po visų šių techninių paaiškinimų norisi pasidalinti keliais praktiniais patarimais, kaip geriau naudoti mikrobangų krosnelę. Pirma, visada uždenkite maistą. Tai padeda išlaikyti drėgmę ir užtikrina tolygesnį šildymą. Galite naudoti specialų mikrobangėms skirtą dangtį arba tiesiog popierinį rankšluostį.
Antra, maišykite ar apverskite maistą šildymo viduryje. Net su besisukančiu padėklu kai kurie produktai šyla netolygiai. Sustabdę krosnelę ir išmaišę maistą, užtikrinsite geresnį rezultatą. Trečia, neskubėkite. Geriau šildyti trumpesniais intervalais, tikrinant temperatūrą, nei iš karto nustatyti ilgą laiką ir gauti perkaistą ar netolygiai įkaitintą maistą.
Ketvirta, palikite maistą pastovėti minutę ar dvi po šildymo. Šiluma toliau pasiskirsto po produktą net ir krosnelei išsijungus. Penkta, naudokite tinkamus indus – stiklas, keramika ir specialus plastikas, skirtas mikrobangėms, yra saugiausi pasirinkimai. Vengti reikia ne tik metalo, bet ir tam tikrų plastikų, kurie gali išskirti kenksmingus chemikalus kaitinami.
Mikrobangų krosnelė – tai puikus pavyzdys, kaip karo technologija tapo neatsiejama mūsų kasdienybės dalimi. Nuo radarų sistemų iki greito pusryčių šildymo – šis prietaisas tikrai pakeitė mūsų santykį su maistu ir laiku. Suprasdami, kaip jis veikia, galime jį naudoti efektyviau, saugiau ir protingiau. Ir kas žino – gal kitą kartą, kai įmesime lėkštę į krosnelę ir paspausime mygtuką, pagalvosime apie tuos milijardus besisukančių vandens molekulių, kurios triūsia, kad mūsų vakarienė būtų karšta.