Mikrotoʻlqinli pech

Mikrotoʻlqinli pech — suv oʻz ichiga olgan moddalarni dekimetr diapazonining elektromagnit nurlanishi (odatda 2450 MGts chastotasi bilan) tufayli isitish imkonini beradigan va tez pishirish, isitish yoki muzdan tushirish uchun moʻljallangan elektr jihozlari.

Sanoatda bu pechlar quritish, eritish, plastmassani eritish, yopishtiruvchi moddalarni isitish, keramika va boshqalarni yoqish uchun ishlatiladi. variable frequency microwave, VFM).

Klassik pechlardan farqli oʻlaroq (masalan, oʻchoq yoki rus pechkasi), mikrotoʻlqinli pechda ovqatni isitish nafaqat isitiladigan tananing yuzasidan, balki qutbli molekulalarni (masalan, suvni) oʻz ichiga olgan hajmda ham sodir boʻladi, chunki bu chastotaning radio toʻlqinlari oziq – ovqat mahsulotlari tomonidan taxminan 1,5-2,5 sm ga kirib, soʻriladi. sirtdan chuqurlik. Bu ovqatni isitish vaqtini qisqartiradi; mikrotoʻlqinli pechlarda oʻrtacha isitish tezligi sekundiga 0,3-0,5 °C ni tashkil qiladi.

Ish prinsipi

Pechda qutb molekulalarini oʻz ichiga olgan moddalarning dielektrik isishi sodir boʻladi. Elektromagnit toʻlqinlarning elektr komponenti dipol momentiga ega molekulalarning harakatini tezlashtiradi va molekulalararo oʻzaro taʼsir elektromagnit nurlanishning emirilishiga va modda haroratining oshishiga olib keladi.

Koʻpgina maishiy mikrotoʻlqinli pechlar 2450 MGts chastotada ishlaydi va AQShda baʼzi sanoat modellari 915 MGts chastotada ishlaydi. Chastota amaliy va konstruktiv sabablarga koʻra tanlanadi:

Chastotani suvning yutilish spektri ichida yotish kerak (u keng va harorat bilan oʻzgaradi, amaliy jihatdan qiziqarli diapazonda assimilyatsiya chastotasi oshadi);
Boshqa tomondan, radiotoʻlqinlarning qizdirilgan ob’ektga kirib borish chuqurligi bir necha santimetr mintaqada boʻlishi kerak (chastota qanchalik past boʻlsa, kirish chuqurligi shunchalik katta boʻladi^[1]);
500 Vt yoki undan ortiq quvvatga ega nurlanish manbai – magnetron – maqbul samaradorlik, narx, oʻlchamlarga ega boʻlishi kerak;
Chastota ruxsat etilgan ajratilgan radiochastota diapazonida boʻlishi kerak. Bunday holda, ISM диапазон^(ingl.)oʻzb. mikrotoʻlqinli pech ixtiro qilinganidan koʻp oʻtmay, 1947-yilda^[2] izolyatsiya qilingan.

Olovli quvvat

Maishiy mikrotoʻlqinli pechlarning kuchi 500 dan 2500 Vt va undan yuqori. Deyarli barcha maishiy pechlar foydalanuvchiga isitish uchun ishlatiladigan quvvatni sozlash imkonini beradi. Buning uchun arzon narxlardagi pech modellarida isitgich (magnetron) oʻrnatilgan quvvat qiymatiga koʻra vaqti-vaqti bilan yoqiladi va oʻchadi, etkazib beriladigan energiyaning oʻrtacha miqdorini oʻzgartiradi (bu usul boshqa koʻplab isitish moslamalarida, masalan, dazmollar, isitgichlarda ham keng qoʻllanadi).

Qurilma

Magnetronni almashtirish sxemasi

Magnetron mikrotoʻlqinli pechning asosiy komponentlari:

metall, metalllashtirilgan eshik bilan, isitiladigan mahsulotlar joylashtiriladigan kamera (yuqori chastotali radiatsiya, masalan, 2450 MGts zich joylashgan);
transformator – magnetronning yuqori kuchlanishli elektr taʼminoti;
boshqaruv va kommutatsiya sxemalari;
toʻgʻridan-toʻgʻri mikrotoʻlqinli emitter – magnetron;
magnetrondan kameraga nurlanishni oʻtkazish uchun toʻlqin qoʻllanmasi ;
yordamchi elementlar:
- mahsulotni har tomondan bir xil isitish uchun aylanadigan stol yoki sobit stolli pechlarda aylanadigan antenna kerak;
- qurilmani boshqarish (taymer) va xavfsizligini (bloklash rejimlari) taʼminlaydigan sxemalar va sxemalar;
- magnetronni fan bilan sovutish va kamerani ventilyatsiya qilish.

Turlari

Qurilish turi boʻyicha mikrotoʻlqinli pechlar quyidagilarga boʻlinadi.

yakkaxon – faqat mikrotoʻlqinli radiatsiya, panjara va konveksiyasiz;
panjara bilan – oʻrnatilgan elektr panjarani oʻz ichiga oladi;
konveksiya bilan – maxsus fan kameraga issiq havoni puflaydi va shu bilan pechga oʻxshash bir xil pishirishni taʼminlaydi.

Jadval turi:

aylanuvchi stol bilan
qattiq stol bilan.

Boshqarish turiga koʻra mikrotoʻlqinli pechlar quyidagilarga boʻlinadi:

vaqt va quvvatning mexanik – mexanik regulyatorlari qoʻllanadi;
bosish tugmasi – boshqaruv paneli tugmalar toʻplamidan iborat,
sensorli tugmalar ishlatiladi.

Tarixi

1941-yil 13-iyunda „Trud“ gazetasida Butunittifoq goʻsht sanoati ilmiy-tadqiqot institutining magnit toʻlqinlar laboratoriyasida ishlab chiqilgan goʻsht mahsulotlarini qayta ishlash uchun Ultra yuqori chastotali oqimlardan foydalangan maxsus qurilma tavsifi bilan eslatma chop etildi.

1945-yilda amerikalik muhandis Persi Spenser mahsulotlarni isitish uchun Ultra yuqori chastotali nurlanish qobiliyatini birinchi marta payqadi va mikrotoʻlqinli pechni patentladi. Ixtiro paytida Spenser radar uskunalarini ishlab chiqarish bilan shugʻullanadigan Raytheon kompaniyasida ishlagan. Afsonaga koʻra, u boshqa magnetron bilan tajriba oʻtkazganida, Spenser choʻntagidagi shokolad eriganini payqadi. Boshqa bir versiyaga koʻra, u magnetronga qoʻyilgan sendvichni qizdirganini payqadi.

Mikrotoʻlqinli patentga talabnoma 1945-yil 8-oktabrda topshirilgan. Dunyodagi birinchi mikrotoʻlqinli pech „Radarange“ 1947-yilda Raytheon tomonidan ishlab chiqarilgan va ovqat tayyorlash uchun emas, balki mahsulotlarni tezda eritish uchun moʻljallangan va faqat harbiylar tomonidan ishlatilgan (askarlarning oshxonalari va harbiy shifoxonalarda). Uning balandligi taxminan inson oʻsishiga teng edi, vazni 340 kg, kuchi 3 kVt edi, bu zamonaviy maishiy mikrotoʻlqinli pechning kuchidan ikki baravar koʻp. 1949-yilda ularning ommaviy ishlab chiqarilishi boshlandi. Ushbu pechka $3000 atrofida edi. 1955-yil 25-oktabrda Amerikaning Tappan kompaniyasi birinchi marta maishiy mikrotoʻlqinli pechni taqdim etdi.

Birinchi seriyali maishiy mikrotoʻlqinli pech 1962-yilda Yaponiyaning Sharp kompaniyasi tomonidan chiqarilgan. Dastlab, yangi mahsulotga boʻlgan talab past edi.

SSSRda 80-yillarning boshidan beri zavodlarda mikrotoʻlqinli pechlar ishlab chiqarildi:

Zil (model „zil“) va Janubiy mashinasozlik zavodi (model „Mriya MV“)
Tambov zavodi „Elektropribor“ („Elektronika“ modeli);
Dneprovskiy mashinasozlik zavodi ularni. Lenin (DMZ) „Dnepryanka-1“ (1990, 32 litr, magnetron M-105-1, quvvat isteʼmoli 1300 vatt, mikrotoʻlqinli pechning quvvati 600 vatt, vazni 41 kg, narxi 350 rubl)^[3] va „Dnepryanka −2“ ni ishlab chiqardi.^[4].

Fantaziyadagi bashorat

Mikrotoʻlqinli isitish orqali pishirish (submillimetre) em-radiatsiya 1934-yilda „Znannya“ („bilim“) jurnalida chop etilgan sovet yozuvchisi Vladimir Vladkoning „4-ukH-4“ (keyinchalik"ajoyib generator" nomi bilan qayta nashr etilgan) fantastik hikoyasida tasvirlangan (№ 18-24)^[5]

Xavfsizlik masalalari

Elektromagnit xavfsizligi

Mikrotoʻlqinlarning odamga taʼsiri kuyish va kataraktda namoyon boʻladigan termal taʼsirga (mahalliy qizib ketish) kamayadi. Sovet olimlari shuningdek, neyropsikiyatrik taʼsirlarni (charchoq, bosh ogʻrigʻi) qayd etdilar, issiq boʻlmagan taʼsirning sabablari oʻrganilmagan.^[6]

Bir kishi 20-50 mw/sm2 quvvat zichligi bilan mikrotoʻlqinli nurlanishni (isitishni his qilish) his qilishi mumkin. 100 MVt/sm2 dan yuqori darajada uzoq muddatli nurlanish katarakt va vaqtincha bepushtlikka olib kelishi mumkin. ANSI standarti 10 mw/sm2 darajasini xavfsiz deb hisoblaydi, mikrotoʻlqinli pechlar uchun chegara darajasi oʻchoqdan besh santimetrda 1 mw/sm2 ga oʻrnatiladi. Yevropa standarti pechdan 50 sm masofada 10 MVt/sm2 (0,01 MVt/sm2) xavfsiz darajasini koʻrib chiqadi^[7]. Rossiya normalari (SanPiN 2.2.4./ 2.1.8.055-96) aholi uchun Yevropa standartiga amal qiladi; mikrotoʻlqinli uskunalarga xizmat koʻrsatadigan xodimlar uchun standartlar ancha yuqori^[8].

Mikrotoʻlqinli pechlar ishlab chiqarish vaqtida qatʼiy standartlarga javob beradi, bu esa pechdan tashqarida radiatsiya va eshikni ochganda pechning ishlashiga toʻsqinlik qiluvchi qulflarni tartibga soladi. Foydalanish jarayonida eshik materiallari eskiradi, chunki odatda eski pechlar uchun katta radiatsiya chegarasi mavjud (ANSI standartida 5 mw/sm2)^[6]. 1970-yilda AQShda ishlatiladigan pechlarning tadqiqotlari shuni koʻrsatdiki, ularning katta qismi (20-30%) chegaradan ancha yuqori boʻlib, natijalar xizmat sifatiga juda bogʻliq edi^[6].

Operatsion ehtiyot choralari

Mikrotoʻlqinli nurlanish metall buyumlarga kira olmaydi, shuning uchun ovqatni metall idishlarda tayyorlash mumkin emas.

Mikrotoʻlqinli pechda metall qoplamali idishlarni („oltin chegara“) joylashtirish notoʻgʻri emas – hatto bu nozik metall qatlami ham metall püskürtme sohasida idishlarni yoʻq qiladigan vorteks oqimlari bilan juda issiq boʻladi.

Mikrotoʻlqinli pechda suyuqlikni germetik yopiq idishlarda va butun qush tuxumida isitish mumkin emas-ichidagi suvning kuchli bugʻlanishi tufayli yuqori bosim hosil boʻladi, shuning uchun ular portlashi mumkin. Xuddi shu sabablarga koʻra, polietilen plyonka bilan qoplangan kolbasa mahsulotlarini qattiq isitish kerak emas (yoki isitishdan oldin har bir sosisni vilka bilan teshish kerak).

Boʻsh mikrotoʻlqinli pechni yoqish taqiqlanadi. Hech boʻlmaganda unga bir stakan suv qoʻyish kerak.

Mikrotoʻlqinli pechda suvni isitish, shuningdek, ehtiyot boʻlish kerak – suv qizib ketishga qodir, yaʼni qaynash nuqtasidan yuqori isitish. Haddan tashqari qizib ketgan suyuqlik ehtiyotkorlik bilan harakat qilishdan deyarli qaynatiladi. Bu nafaqat distillangan suvga, balki ozgina toʻxtatilgan zarrachalarni oʻz ichiga olgan har qanday suvga ham tegishli. Suv idishining ichki yuzasi qanchalik yumshoq va bir hil boʻlsa, xavf shunchalik yuqori boʻladi. Agar tomir tor boʻyinga ega boʻlsa, unda qaynoq boshlanganda qizib ketgan suv quyiladi va qoʻllarni yondiradi.

Mikrotoʻlqinli pechlar haqida afsonalar

Olovli magnetronning chastotasi suv molekulasining rezonans chastotasiga mos ravishda tanlanganligi haqidagi keng tarqalgan fikr toʻgʻri emas – ikkinchisi K-diapazonida (18-27 gigagertsli) yotadi^[9], koʻpchilik maishiy mikrotoʻlqinli pechlarda ishlaydi chastotasi 2, 45 gigagertsli va AQShda baʼzi sanoat modellari – undan ham kamroq, 915 MGts chastotada.
Mikrotoʻlqinli pechga taʼsir qilish suv va oziq-ovqat tarkibini oʻzgartirib, foydali moddalarni kanserogenlarga aylantiradi. Aslida, mikrotoʻlqinli pechda mikrotoʻlqinli nurlanishning taʼsiri anʼanaviy isitishdan farq qilmaydi va mikrotoʻlqinli pechlar olib yuradigan energiya kimyoviy aloqalarni toʻgʻridan-toʻgʻri yoʻq qilish uchun etarli emas ^[6]. Garchi kimyogarlar mikrotoʻlqinli nurlanishning issiqlik boʻlmagan taʼsiriga taʼsir qilgan baʼzi reaktsiyalarni (juda kam uchraydigan) oʻrganishgan boʻlsa-da^[10], mustaqil tajribalar^[11] natijasida kuzatilgan „issiqlik boʻlmagan“ "Taʼsirlar aslida isitishning bir xilligi bilan bogʻliq edi va mikrotoʻlqinli issiqlik taʼsirining mavjudligi haqidagi gipoteza tasdiqlanmadi. Bundan tashqari, zamonaviy ilmiy maʼlumotlarga koʻra, suv (muzlatilgandan tashqari) doimiy tuzilishga ega boʻlolmaydi (qarang. tegishli maqola).
Birinchi marta „Radiomissor“ deb nomlangan mikrotoʻlqinli pech Ikkinchi jahon urushi paytida nemis olimlari tomonidan yaratilgan, u hatto faol nemis armiyasida oziq-ovqatni isitish uchun ishlatilgan, ammo xavfli boʻlib, tashlab ketilgan^[12] (ammo, Rossiya saytlari chet elga, xorijiy esa – Sovet Ittifoqining Rossiyaning mavjud boʻlmagan „Kinsk“ va „Rajasthan“ shaharlarida olib borilgan tadqiqotlari boʻyicha).
Eshigi olib tashlangan mikrotoʻlqinli pechlar armiyada radarni arzon taqlid qilish uchun ishlatilishi mumkin (dushmanni ularni bostirish uchun qimmatbaho oʻq-dorilar yoki tiqilib qolgan samolyotlarning resurslarini sarflashga majbur qilish uchun). Odatda nashrlar Kosovodagi Serbiya armiyasi tajribasiga ishora qiladi^[13].

Manbalar

↑ Technology Brief 3: Microwave Ovens // Мичиганский университет^(ingl.)
↑ „Documents of the International Radio Conference (Atlantic City, 1947) - Doc. No. 1-100“ 464. 2016-yil 4-martda asl nusxadan arxivlangan. Qaraldi: 2018-yil 17-dekabr.(Inglizcha)
↑ Rukovodstvo po ekspluatatsii „Dnepryanka-1“
↑ 6 mifov i 4 fakta o mikrovolnovoy pechi
↑ ZNANNYa – NF: chasopisi – Bіblіoteka – Argonavti Vsesvіtu
↑ ^6,0 ^6,1 ^6,2 ^6,3 Элдер 1971.
↑ Poskolku izluchenie ot tochechnogo istochnika oslabevaet proporsionalno kvadratu rasstoyaniya, trebovaniya amerikanskogo i evropeyskogo standartov sxoji.
↑ Иваненко 2007.
↑ McGraw-Hill encyclopedia of science & technology. McGraw-Hill, 1992.^(ingl.) S. 328.
↑ Antonio de la Hoz, Angel Diaz-Ortiz, Andres Moreno. Microwaves in organic synthesis. Thermal and non-thermal microwave effects. // Chem. Soc. Rev., 2005, 164—178.
↑ M. Antonia Herrero, Jennifer M. Kremsner, C. Oliver Kappe. Nonthermal Microwave Effects Revisited: On the Importance of Internal Temperature Monitoring and Agitation in Microwave Chemistry^{[sayt ishlamaydi]}Andoza:Недоступная ссылка.. // J. Org. Chem. 2008, 73, 36-47.
↑ Der Mikrowellenherd^{[sayt ishlamaydi]}
↑ Donald E. Vandergriff. The path to victory: Americaʼs Army and the revolution in human affairs. Presidio Press, 2002. S. 171.

Havolalar

Mikrotoʻlqinli pechning qurilmasi va dizayni
Tovarlar va mahsulotlar sifati entsiklopediyasida mikrotoʻlqinli pech
Mikrotoʻlqinli pechning makro bemaʼniligi: mikrotoʻlqinli pechning afsonalari
Fizik – mikrotoʻlqinli pechlarning xavfi haqida

Adabiyotlar

Stuart O. Nelson, Ashim K. Datta „Dielectric Properties of Food Materials and Electric Field Interactions“, . Handbook of Microwave Technology for Food Application. Marcel Dekker, Inc., 2001 — 69—114-bet. ISBN 0-8247-0490-8. (Inglizcha)
Ashim K. Datta „Fundamentals of Heat and Moisture Transport for Microwaveable Food Product and Process Development“, . Handbook of Microwave Technology for Food Application. Marcel Dekker, Inc., 2001 — 115—172-bet. ISBN 0-8247-0490-8. (Inglizcha)
Elder, R. L. Gundaker, W. E. Microwave ovens and their public health significance (angl.) // Journal of Milk and Food Technology. – 1971. – Vol. 34, no. 9. – P. 444—446.
Ivanenko V. P., Musaev A. F., Kuzmin V. V., Dobryakov A. B., Azaev R. A., Zuev N. A. Mikrovolnovie pechi i bezopasnost ix ekspluatatsii // Nauchniy jurnal NIU ITMO. Seriya „Protsessi i apparati piщevix proizvodstv“. – 2007. – № 1. – S. 444—446.

[1] Technology Brief 3: Microwave Ovens // Мичиганский университет^(ingl.)

[2] „Documents of the International Radio Conference (Atlantic City, 1947) - Doc. No. 1-100“ 464. 2016-yil 4-martda asl nusxadan arxivlangan. Qaraldi: 2018-yil 17-dekabr.(Inglizcha)

[3] Rukovodstvo po ekspluatatsii „Dnepryanka-1“

[4] 6 mifov i 4 fakta o mikrovolnovoy pechi

[5] ZNANNYa – NF: chasopisi – Bіblіoteka – Argonavti Vsesvіtu

[FOOTNOTEЭлдер1971-6] 6,0 ^6,1 ^6,2 ^6,3 Элдер 1971.

[7] Poskolku izluchenie ot tochechnogo istochnika oslabevaet proporsionalno kvadratu rasstoyaniya, trebovaniya amerikanskogo i evropeyskogo standartov sxoji.

[FOOTNOTEИваненко2007-8] Иваненко 2007.

[9] McGraw-Hill encyclopedia of science & technology. McGraw-Hill, 1992.^(ingl.) S. 328.

[10] Antonio de la Hoz, Angel Diaz-Ortiz, Andres Moreno. Microwaves in organic synthesis. Thermal and non-thermal microwave effects. // Chem. Soc. Rev., 2005, 164—178.

[11] M. Antonia Herrero, Jennifer M. Kremsner, C. Oliver Kappe. Nonthermal Microwave Effects Revisited: On the Importance of Internal Temperature Monitoring and Agitation in Microwave Chemistry^{[sayt ishlamaydi]}Andoza:Недоступная ссылка.. // J. Org. Chem. 2008, 73, 36-47.

[12] Der Mikrowellenherd^{[sayt ishlamaydi]}

[13] Donald E. Vandergriff. The path to victory: Americaʼs Army and the revolution in human affairs. Presidio Press, 2002. S. 171.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]