家用微波爐基礎知識 微波爐加熱原理

微波烹調具有速度快、熱效率高、清潔衛生等優點。近幾年逐漸被人們認識并走進大眾生活,但因多數人對其缺乏了解,使其仍屬于時尚消費產品而遠沒有得到普及。現就微波爐的加熱原理、性能特點、結構、功能及未來發展等方面做一些分析、介紹。

一、微波加熱原理

微波作用于食物時,使被加熱食物的極性分子以非常高的頻率擺動,分子間相互摩擦和碰撞,從而產生摩擦熱。微波爐就是利用微波發生器使電場能轉換成熱能,來達到給介質加熱的目的。由于這個能量轉換過程是在被加熱體的內部和表面同時進行的,因此物體內、外同時均勻受熱。微波發生器發出的交變電場越強,被加熱介質的極性分子擺動的幅度就越大,頻率越高,分子間摩擦和碰撞次數就越頻繁,二者都使發熱加劇。在同一電場中,不同介質的分子極化能力即吸收微波的能力是不同的,因此其發熱程度也不等。一般含水物質的分子極化作用強,所以用微波加熱食品極易見效。 ?

家用微波爐的微波電場頻率為2450兆赫,其電場方向每分鐘變換24.5億次,極性分子沿電場方向擺動24.5億次,這種分子的擺動受到分子間作用力的干擾和阻礙產生類似摩擦熱,變成宏觀的微波加熱。

二、性能和特點

與傳統的電爐和煤氣爐相比,微波爐的性能和特點如下:

1、加熱速度快、熱效率高——由于食品的熱傳導性通常都比較低,采用一般加熱方法需要較長時間才能使物體內、外溫度趨于一致。采用微波加熱則能使物體內、外同時直接受熱。它比一般電爐加熱食品時間要快4—10倍,同時可節約電能30%—80%。

2、加熱均勻、控制方便——微波具有較強的穿透能力,能深入到物體內部,使其受熱均勻,不會發生外焦里生的情況。發射微波的磁控管在接通電源后便能立即產生交變電場并進行加熱,一斷電就立即停止加熱,因此能方便地進行控制。

3、能保持食物原有的顏色、形狀和營養,還具有殺菌作用。

4、清潔、方便——用微波爐烹調食品的過程中,沒有汁水濺出,不會使食物產生煙氣和焦味,不會使廚房氣溫升高,而且可以對盛放在碗內的食物直接加熱,省去了一般方法轉盛食物的麻煩。

5、微波加熱的缺點———單純用微波加熱的食物表面不能形成一種金黃色的焦層,缺乏燒烤的風味;不適用于烹飪較厚的食物,因微波只能透入食物50-80毫米的深度,即表面吸收微波較多,越往里吸收的微波就越小;微波在爐腔內輻射不十分均勻,烹飪食物有受熱不均的現象;因微波烹飪食物所需時間很短,時間一旦超過,食物就會燒得過熟,需格外小心。

三、結構

家用微波爐主要由電源變壓器、磁控管微波發生器、冷卻風機、金屬結構件和電氣控制系統等組成。

1、電源變壓器——微波爐的電源變壓器一般有三個繞組:初級繞組、燈絲繞組和高壓繞組,有的不有功率調整繞組。工作時初級繞組加上220V交流電壓,在燈絲繞組上產生3.2V或3.4V的電壓,供給磁控管燈絲。在高壓繞組上產生1900V或2000V,再經倍壓整流電路后,為磁控管陰極提供一個負高壓。

2、磁控管——家用微波爐的磁控管實際上是一個真空電子管,管內有一個圓筒形陰極,它是磁控管發射電子的心臟部分,陰極外面包圍著一個陽極。通過永久磁鐵在陰極與陽極間建立了一個軸向磁場。當磁控管加上電壓,陰極得到預熱后,產生出大量的電子,它們在所形成的電場和和外加磁場作用下繞著圓滾線飛向陽極。陽極上均勻分布著許多諧振腔,當電子打到陽極之前就在這些諧振腔內發生振蕩,并使振蕩頻率不斷是高到2450兆赫,形成頻率很高的電磁波發射出去。

3、冷卻風機——由于磁控管在工作時要產生高熱,必須對它進行冷卻。采用微型電動機帶動一只小型鼓風機,沿磁控管的平行散熱片方向吹風,冷卻磁控管,并把熱風導入爐腔,以提高熱能利用率。

4、金屬結構件——主要包括爐腔、爐門、波導等。

爐腔是放置食物進行烹調的地方,它是一個矩形的諧振腔,腔內側通過拉伸等方式加工成微波的反射面,使微波能在爐腔內壁間連續反射,每次反射傳播都經過食物。當微波從外部輸入時,若頻率與諧振腔的諧振頻率相等,在腔內就會產生激烈振蕩。在爐腔側面或頂部開有排濕孔。

爐門是微波爐防止微爐被泄露出去的一道主要關卡,采用扼流結構,即使爐門機械接觸不十分緊密,也能保證電氣的密封,從而使微波的泄漏量極微小,不致使其對周圍環境造成影響。爐門上有玻璃觀察窗,玻璃夾層中有一層極細的金屬網,通過它既能清晰地觀察所烹調的食物,又能起到防止微波外泄的作用。

波導多為矩形的空心金屬管,是把微波傳輸到爐腔的元件。為減少微波在傳輸過程中的損耗,常常在內壁鍍上一層導電率很高的金屬。目前生產的許多微波爐省去了波導,微波通過發射口直接進入爐腔。

5、電氣系統由定時器、雙重閉鎖開關、爐門開關、烹調繼電器、熱斷路器等組成。

四、功能

綜合目前市售的微波爐產品,其功能包括:

1、設置自動營養菜單。根據食物的特性預設“自動營養菜單”,選擇某個菜單后,只需調整一下食物份量或重量值,就可自動完成營養模式燒烤。

2、微波烹調。

3、微波烹調加著色功能。著色功能是用輻射元件石英管等加熱的方法對微波烹調進行補充的功能,可使烹調食物表面呈現金黃色。

4、微波/燒烤組合烹調功能。

5、時鐘。設置24小時制時鐘,可方便地進行時間設定。

6、記憶烹調。設定用戶菜單記憶功能,可記憶用戶自己編制的烹調程序,供以后烹調時使用。

7、除異味功能。在較低的微波段工作,可對爐腔內進行殺菌、除異味。

8、延時功能。烹調結束后,風扇和爐燈延時關閉,以排除氣體及方便取出食品。

9、聲音提示。有效按鍵或烹調完成時有清晰悅耳的聲音提示。

10、暫停功能。按暫停鍵,進入待機狀態。

11、爐門開關。爐門關閉,烹調工作方可進行,烹調過程中打開爐門,工作停止。

12、解凍功能。預設自動按份量或重量解凍的功能,只需輸入份量或重量值,就會啟動解凍程序,自動完成解凍工作。

13、兒童安全鎖。設定安全鎖后,進入鎖定狀態,任何操作無效。

五、微波爐的發展方向

家用微波爐按其發展及產品檔次可分為:第一代——單純微波烹調,沒有傳統的加熱功能;第二代——微波烹調加著色功能;第三代——微波/燒烤組合烹調。微波/燒烤組合烹調的快烤方式不但提高了烹調速度,而且使烹調出的食物具有燒烤的風味,更加適合人們的傳統口味要求。

家用微波爐按控制方式分,有機械控制、電腦控制、變頻控制。機械控制微波爐價位相對較低,有部分市場,但因不適合消費發展趨勢,已行將淘汰;電腦微波爐因其功能強大、易操作、以及友好的人機界面而倍受消費者寵愛,也是目前市場的主流;變頻微波爐采用變頻控制微波輸出功率,提供多種微波加熱功率,并使微波爐在各功率段工作時,都能對食物進行均勻加熱,克服了普通微波爐除工作在100%功率狀態下,其余各功率段都不能均勻地對食物加熱的缺點。

可以說,變頻控制的微波/燒烤組合烹調微波爐將是家用微波爐發展的理想目標。

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