Kuchenka mikrofalowa to urządzenie kuchenne, które znajduje się w prawie każdym domu w USA – według amerykańskiego Biura Statystyki Pracy ma ją 90 procent gospodarstw domowych. Za dotknięciem kilku przycisków to wszechobecne urządzenie może zagotować wodę, odgrzać resztki, popcorn lub rozmrozić mrożone mięso w zaledwie kilka minut.

Kuchenka mikrofalowa została wynaleziona pod koniec II wojny światowej. Jednak zajęło im trochę czasu, zanim zrozumieli. Początkowo były zbyt duże i drogie, a ludzie nie ufali im ze względu na promieniowanie, którego używają. W końcu technologia uległa poprawie, a obawy znikły. W 2000 roku Amerykanie nazwali kuchenkę mikrofalową technologią nr 1, która uczyniła ich życie. łatwiej, według J. Carltona Gallawy, autora Complete Microwave Oven Service Handbook.

A to wszystko przez szczęśliwy wypadek z roztopioną czekoladą.

Przypadkowy wynalazek

Percy LeBaron Spencer był inżynierem-samoukiem, który według Southwest Museum of Engineering, Communication and Computation nigdy nie skończył gimnazjum. W Raytheon Corp. pracował nad magnetronami – lampami próżniowymi wytwarzającymi mikrofale. promieniowania i są wykorzystywane w systemach radarowych. W 1941 roku opracował bardziej efektywny sposób ich wytwarzania. Jego innowacje pozwoliły zwiększyć produkcję z 17 dziennie do ponad 2600 dziennie.

Spencer testował magnetron, gdy zauważył, że miał czekoladowy batonik w kieszeni stopione, zgodnie z historią firmy Raytheon. Zaintrygowana Spencer przetestowała inne produkty, w tym ziarna popcornu, i zauważyła, że wszystkie one pękły. Położył jajko w pobliżu magnetronu i patrzył, jak zaczyna się trząść, a potem eksploduje. Według Gallawy Spencer zdał sobie sprawę, że żywność została wystawiona na działanie energii mikrofalowej o niskiej gęstości. Następnie zbudował metalowe pudełko i włożył do niego moc mikrofal. Energia weszła do pudełka, ale nie mogła uciec – mikrofale nie przechodzą przez metal. Spencer odkrył, że mikrofale mogą gotować jedzenie szybciej niż konwencjonalne piece wykorzystujące ciepło. Złożył wniosek patentowy w 1945 r. (Według National Inventors Hall of Fame Spencer w ciągu swojej kariery otrzymał 150 patentów. Zmarł w 1970 r.)

Pierwsza komercyjna kuchenka mikrofalowa została przetestowana w bostońskiej restauracji w 1947 roku. W tym samym roku Raytheon wprowadził Radarange 1161. Miał on 5,5 stopy (1,7 metra) wysokości i ważył 750 funtów. (340 kilogramów) i kosztuje 5000 dolarów, według Gallawy. Musiał być podłączony do linii wodnej, ponieważ magnetron był chłodzony wodą. Społeczeństwo potrzebowało kilku lat, aby przezwyciężyć początkową niechęć, ale wraz z rozwojem technologii, popularność kuchenek mikrofalowych wzrosła, szczególnie w przemyśle spożywczym. Restauracje mogą przechowywać gotowane przepisy w lodówce i podgrzewać je w celu zmniejszenia ilości odpadów. Inne zakłady przemysłu spożywczego stosowały mikrofale do prażenia ziaren kawy i orzeszków ziemnych, rozmrażania i wstępnego gotowania mięsa, a nawet do smażenia ostryg.

Inne branże również znalazły zastosowania do ogrzewania mikrofalowego. Kuchenki mikrofalowe są również używane do suszenia korka, ceramiki, papieru, skóry, tytoniu, tekstyliów, ołówków, kwiatów, mokrych książek i główek do zapałek, według Gallawy.

Tappan, producent urządzeń, wprowadził pierwszą kuchenkę mikrofalową piece do użytku domowego w 1955 roku, ale ze względu na ich duże rozmiary – tak duże jak piec – i wysoki koszt – 1295 USD – według Gallawy sprzedano niewiele. Raytheon przejął firmę Amana Refrigeration w 1965 roku, a dwa lata później wprowadzono Amana Radarange, który mógł zmieścić się na blacie kuchennym. Kosztuje niecałe 500 dolarów.

Wkrótce potem kuchenki mikrofalowe stały się bardziej popularne niż nawet zmywarki ze względu na zmniejszające się rozmiary i koszty. Według Gallawy w 1975 roku tylko 4 procent domów w USA miało kuchenkę mikrofalową; w 1976 roku liczba ta wzrosła do 14 proc. Według Bureau of Labor Statistics obecnie około 90 procent gospodarstw domowych w Stanach Zjednoczonych ma kuchenkę mikrofalową.

Jak działa kuchenka mikrofalowa?

Kuchenki mikrofalowe wykorzystują ustawione fale radiowe przy określonej częstotliwości – 2450 megaherców o mocy od 500 do 1100 watów, według Światowej Organizacji Zdrowia (WHO). Jedzenie, które znajduje się w kuchence mikrofalowej, jest bombardowane ze wszystkich stron przez mikrofale. Cząsteczki wody w jedzeniu pochłaniają mikrofale, a wynikające z tego wibracje wytwarzają ciepło i gotują jedzenie. Mikrofale przechodzą przez plastik, szkło i ceramikę, ale nie metale, dlatego według SciTech nie zaleca się używania metalowych pojemników lub przyborów kuchennych w kuchence mikrofalowej.

Magnetron generuje mikrofale. Według EngineerGuy, magnetron to dwa magnesy trwałe po obu stronach rury próżniowej. Według Tech-Faq, promieniowanie mikrofalowe jest wytwarzane przez przepływ elektronów tworzących pola magnetyczne i elektryczne. Mikrofale kierowane są do komory piekarnika w celu podgrzania i ugotowania potrawy.

Bezpieczeństwo mikrofalowe

Od czasu ich powstania, kuchenki mikrofalowe są źle odbierane z powodu wykorzystywania promieniowania mikrofalowego. Według Światowej Organizacji Zdrowia (WHO) kuchenki mikrofalowe są bezpieczne, jeśli są właściwie używane i utrzymywane w dobrym stanie. Chociaż ogromne ilości promieniowania mikrofalowego mogą być szkodliwe, piekarniki są zaprojektowane tak, aby utrzymywać promieniowanie w piekarniku i występować tylko wtedy, gdy piekarnik jest włączony, a drzwi są zamknięte. Minimalna ilość promieniowania, która może wyciekać, głównie przez szklane drzwi, jest znacznie niższa od norm międzynarodowych.

Według WHO, kilka krajów i międzynarodowe komitety normalizacyjne ustaliły limit emisji produktu na 50 watów na metr kwadratowy w dowolnym punkcie oddalonym o 5 centymetrów od zewnętrznych powierzchni pieca. W praktyce emisje mikrofal są znacznie poniżej tego limitu. Ekspozycja gwałtownie spada również wraz z odległością: osoba znajdująca się w odległości 50 cm od piekarnika otrzymuje około jednej setnej ekspozycji na działanie mikrofal osoby znajdującej się w odległości 5 cm.

Głównym problemem zdrowotnym związanym z używaniem mikrofal jest że generalnie mikrofale nagrzewają się nierównomiernie i mogą powodować niedogotowanie lub skrajnie gorące części potrawy, dlatego potrzebna jest ostrożność – a także kilka dodatkowych minut – aby ciepło się wyrównało. Podstawowym urazem wynikającym z używania kuchenki mikrofalowej jest oparzenie spowodowane gorącą potrawą i płynami lub cząsteczki gorącej żywności w wyniku eksplozji potraw, takich jak jajka w skorupkach, nierównomiernie gotowane.

Wartość odżywcza

Istnieją również obawy co do wartości odżywczej żywności po ugotowaniu w kuchence mikrofalowej. Według WHO obawy te wynikają z nieporozumień. Istnieje niewielka lub żadna różnica w wartości odżywczej żywności gotowanej w kuchence mikrofalowej w porównaniu z tradycyjnym piekarnikiem, a gotowanie w kuchence mikrofalowej nie powoduje radioaktywności żywności.

Artykuł z 1982 roku opublikowany w Critical Reviews in Food Science and Nutrition dokonał przeglądu danych z kilku badań dotyczących wpływu gotowania w kuchence mikrofalowej na wartości odżywcze wilgoci, białka, węglowodanów, lipidów, minerałów i witamin. Autorzy doszli do wniosku, że nie ma znaczących różnic w wartościach odżywczych między pokarmami przygotowanymi metodami konwencjonalnymi i mikrofalowymi.

W 2010 roku zespół naukowców z Universidad Complutense Madryt w Hiszpanii ugotował różnorodne warzywa, od karczochów po cukinię, stosując różne techniki, od gotowania do smażenia i podgrzewania w kuchence mikrofalowej. Zmierzyli ilość przeciwutleniaczy obecnych przed i po gotowaniu. Okazało się, że pieczenie, gotowanie na patelni i podgrzewanie w kuchence mikrofalowej powodowało najmniejsze straty, podczas gdy gotowanie i gotowanie pod ciśnieniem były najtrudniejsze pod względem ilości przeciwutleniaczy. Smażenie było gdzieś pomiędzy.

Przyszłość kuchenek mikrofalowych

Według SciTech, wiele kuchenek mikrofalowych jest obecnie wyposażonych w czujniki, które zatrzymują się po zakończeniu gotowania potrawy. Firma Samsung opracowała kuchenkę mikrofalową, która oferuje różnorodne metody gotowania. Oprócz rozmrażania mięsa i odgrzewania resztek, piekarnik może smażyć i piec. Posiada również cykl fermentacji, który można wykorzystać do przygotowania świeżego ciasta i jogurtu.

Kuchenka mikrofalowa firmy NXP Semiconductors wykorzystuje do gotowania energię RF (częstotliwości radiowej) w stanie stałym. Kuchenka mikrofalowa kontroluje, gdzie, kiedy i ile energii jest przekazywana bezpośrednio do żywności. Rezultatem jest lepsza konsystencja, smak i wartości odżywcze według NXP. Półprzewodnikowe urządzenie pozwala kontrolować duże ilości energii z wysoką wydajnością i ze sprzężeniem zwrotnym w czasie rzeczywistym.

Inne firmy, takie jak Wayv, produkują przenośne, półprzewodnikowe kuchenki mikrofalowe RF, które można ładować za pomocą zwykła wtyczka, w samochodzie lub za pomocą ładowarek słonecznych. Ten konkretny model, który przypomina termos, może być używany przez około 30 minut na jednym ładowaniu, aby podgrzać do 17 uncji płynu (0,5 litra) na raz.

Kuchenki mikrofalowe również zyskują funkcje umożliwiające łączenie się z technologiami mobilnymi, takimi jak linia inteligentnych urządzeń LG. Urządzenia te mogą być włączane zdalnie z dowolnego miejsca za pośrednictwem smartfona lub innego urządzenia.