Een magnetron is een keukenapparaat dat in bijna elk huis in de VS staat – volgens het Amerikaanse Bureau of Labor Statistics heeft 90 procent van de huishoudens er een. Met een druk op een paar knoppen kan dit alomtegenwoordige apparaat in slechts enkele minuten water koken, restjes opwarmen, popcorn poppen of bevroren vlees ontdooien.
De magnetronoven is uitgevonden aan het einde van de Tweede Wereldoorlog. Toch duurde het even voordat ze het doorhadden. In het begin waren ze te groot en duur, en mensen vertrouwden ze niet vanwege de straling die ze gebruiken. Uiteindelijk verbeterde de technologie en vervaagde de angst. Tegen de jaren 2000 noemden Amerikanen de magnetron als de nr. 1 technologie die hun leven maakte gemakkelijker, volgens J. Carlton Gallawa, auteur van het Complete Microwave Oven Service Handbook.
En het was allemaal te wijten aan een gelukkig ongeluk met wat gesmolten chocolade.
Onbedoelde uitvinding
Percy LeBaron Spencer was een autodidactisch ingenieur die volgens het Southwest Museum of Engineering, Communication and Computation nooit het gymnasium had afgemaakt. Terwijl hij bij Raytheon Corp. werkte, werkte hij aan magnetrons – vacuümbuizen die microgolven produceren. straling en worden gebruikt in radarsystemen. In 1941 bedacht hij een efficiëntere manier om ze te vervaardigen. Door zijn innovatie kon de productie stijgen van 17 per dag tot meer dan 2600 per dag.
Spencer testte een magnetron toen hij merkte dat de chocoladereep in zijn zak had gesmolten, volgens de bedrijfsgeschiedenis van Raytheon. Geïntrigeerd testte Spencer ander voedsel, waaronder popcornpitten, en merkte dat ze allemaal knalden. Hij legde een ei bij de magnetron en keek toe hoe het begon te schudden en vervolgens explodeerde. Spencer realiseerde zich dat het voedsel volgens Gallawa was blootgesteld aan microgolfenergie met een lage dichtheid. Hij bouwde vervolgens een metalen doos en voerde er microgolfvermogen in. De energie kwam de doos binnen maar kon niet ontsnappen – microgolven gaan niet door metaal. Spencer ontdekte dat microgolven voedsel sneller konden koken dan conventionele ovens die warmte gebruikten. Hij diende een octrooiaanvraag in in 1945. (Spencer ontving gedurende zijn hele carrière 150 octrooien, volgens de National Inventors Hall of Fame. Hij stierf in 1970.)
De eerste commerciële magnetron werd in 1947 in een restaurant in Boston getest. Later dat jaar introduceerde Raytheon de Radarange 1161. Hij was 1,7 meter lang en woog 750 pond. (340 kilogram) en kostte volgens Gallawa $ 5.000. Het moest worden aangesloten op een waterleiding omdat de magnetron watergekoeld was. Het duurde een paar jaar voordat het publiek hun aanvankelijke onwil overwonnen had, maar naarmate de technologie verbeterde, groeiden magnetrons in populariteit, vooral in de voedingsindustrie. Restaurants konden gekookte recepten in de koelkast bewaren en verwarmen om verspilling tegen te gaan. Andere etablissementen in de voedingsindustrie gebruikten microgolven voor het branden van koffiebonen en pinda’s, het ontdooien en voorkoken van vlees en zelfs het schillen van oesters.
Andere industrieën vonden ook toepassingen voor microgolfverwarming. Magnetrons worden volgens Gallawa ook gebruikt om kurk, keramiek, papier, leer, tabak, textiel, potloden, bloemen, natte boeken en luciferkoppen te drogen.
Tappan, een apparaatmaker, introduceerde de eerste magnetron ovens voor thuisgebruik in 1955, maar vanwege hun grote formaat – zo groot als een kachel – en hoge kosten – $ 1.295 – werden er volgens Gallawa maar weinig verkocht. Raytheon verwierf Amana Refrigeration in 1965 en twee jaar later werd de Amana Radarange geïntroduceerd, die op een aanrecht in de keuken zou passen. Het kostte iets minder dan $ 500.
Kort daarna werden magnetrons populairder dan zelfs de vaatwasser vanwege de afnemende afmetingen en kosten. In 1975 had volgens Gallawa slechts 4 procent van de Amerikaanse huizen een magnetron; in 1976 sprong het aantal tot 14 procent. Tegenwoordig heeft volgens het Bureau of Labor Statistics ongeveer 90 procent van de huishoudens in de Verenigde Staten een magnetron.
Hoe werkt een magnetron?
Magnetrons gebruiken radiogolven op een specifieke frequentie – 2.450 megahertz met een vermogen variërend van 500 tot 1.100 watt, volgens de Wereldgezondheidsorganisatie (WHO). Voedsel dat in een magnetron staat, wordt aan alle kanten gebombardeerd door de microgolven. Watermoleculen in het voedsel absorberen de microgolven en de resulterende trillingen genereren warmte en koken het voedsel. Microgolven gaan door plastic, glas en keramiek, maar niet door metalen, daarom wordt het volgens SciTech niet aanbevolen om metalen bakjes of keukengerei in een magnetron te gebruiken.
Een magnetron genereert de microgolven. Volgens EngineerGuy is een magnetron twee permanente magneten aan weerszijden van een vacuümbuis. Microgolfstraling wordt gecreëerd door de stroom van elektronen die magnetische en elektrische velden opbouwen, volgens Tech-Faq. De microgolven worden naar de ovenkamer geleid om het voedsel te verwarmen en te koken.
Magnetronveiligheid
Sinds hun eerste ontwikkeling hebben magnetrons een slechte reputatie gekregen door het gebruik van microgolfstraling. Volgens de Wereldgezondheidsorganisatie (WHO) zijn magnetrons veilig als ze correct worden gebruikt en in goede staat worden gehouden. Hoewel enorme hoeveelheden microgolfstraling schadelijk kunnen zijn, zijn ovens ontworpen om de straling binnen de oven te houden en alleen aanwezig als de oven is ingeschakeld en de deur is gesloten. Een minimale hoeveelheid straling die kan lekken, voornamelijk via de glazen deur, is ruim onder de internationale normen.
Volgens de WHO zijn verschillende landen en internationale normcommissies hebben een productemissiegrenswaarde vastgesteld van 50 watt per vierkante meter op elk punt op 5 centimeter afstand van de externe oppervlakken van de oven. In de praktijk zijn de microgolfemissies aanzienlijk onder deze limiet. Ook neemt de blootstelling snel af met de afstand: een persoon op 50 cm van de oven ontvangt ongeveer een honderdste van de microgolfblootstelling van een persoon op 5 cm afstand.
Het belangrijkste gezondheidsrisico als het gaat om het gebruik van microgolven is dat in het algemeen microgolven ongelijkmatig opwarmen en ervoor kunnen zorgen dat delen van het voedsel niet gaar of extreem heet zijn, dus voorzichtigheid is geboden – en een paar minuten extra – om de hitte in het voedsel gelijk te maken. De belangrijkste verwonding die het gevolg is van het gebruik van een magnetronoven is een brandwond als gevolg van heet voedsel en hete vloeistoffen of de deeltjes van heet voedsel door explosies van voedsel, zoals eieren in hun schaal, die ongelijkmatig koken.
Voedingswaarde
Er zijn ook zorgen over de voedingswaarde van voedsel nadat het in een magnetron is gekookt. Volgens de WHO zijn deze zorgen gebaseerd op misvattingen. Er is weinig tot geen verschil in voedingswaarde van voedsel dat in een magnetronoven wordt gekookt versus een conventionele oven, en het koken van voedsel in een magnetron maakt het voedsel ook niet radioactief.
Een artikel uit 1982, gepubliceerd in Critical Reviews in Food Science and Nutrition, beoordeelde gegevens van verschillende onderzoeken naar de effecten van koken in de magnetron op de voedingswaarden van vocht, eiwitten, koolhydraten, lipiden, mineralen en vitamines. De auteurs concludeerden dat er geen significante voedingsverschillen bestaan tussen voedsel dat is bereid met conventionele methoden en voedsel dat is bereid met microgolf.
In 2010 heeft een team van onderzoekers van de Universidad Complutense Madrid in Spanje kookte een verscheidenheid aan groenten, van artisjokken tot courgette, met technieken die varieerden van koken tot frituren tot microgolven. Ze maten de hoeveelheid antioxidanten die aanwezig waren voor en na het koken. Ze ontdekten dat bakken, grillen en koken in de magnetron de minste verliezen veroorzaakten, terwijl koken en koken onder hoge druk het moeilijkst waren voor antioxidanten. Frituren was ergens tussenin.
De toekomst van magnetrons
Veel magnetrons bevatten tegenwoordig sensoren die zichzelf stoppen wanneer het voedsel klaar is met koken, aldus SciTech. Samsung heeft een microgolfoven ontwikkeld die verschillende kookmethodes biedt. Naast het ontdooien van vlees en het opwarmen van restjes, kan de oven bakken en braden. Het heeft ook een fermentatiecyclus die kan worden gebruikt bij het maken van vers deeg en yoghurt.
Een magnetronoven van NXP Semiconductors gebruikt vaste RF-energie (radiofrequentie) om te koken. De microgolfoven bepaalt waar, wanneer en de hoeveelheid energie die direct in het voedsel wordt overgebracht. Het resultaat is een verbeterde consistentie, smaak en voeding, volgens NXP. Het solid-state apparaat maakt het mogelijk om grote hoeveelheden energie met een hoge efficiëntie en met real-time feedback te regelen.
Andere bedrijven zoals Wayv produceren draagbare, solid-state RF-microgolfovens die kunnen worden opgeladen via een gewone stekker, in de auto of met zonneladers. Dit specifieke model, dat lijkt op een thermoskan, kan ongeveer 30 minuten per lading worden gebruikt om tot wel 0,5 liter per keer te verwarmen.
Magnetrons krijgen ook functies om verbinding te kunnen maken met mobiele technologieën, zoals de reeks slimme apparaten van LG. Deze apparaten kunnen overal op afstand worden ingeschakeld via een smartphone of ander apparaat.
