家用微波炉基础知识 微波炉加热原理

发布时间:2020-03-10 08:29

家用微波炉基础知识微波炉加热原理

微波烹调具有速度快、热效率高、清洁卫生等优点。近几年逐渐被人们认识并走进大众生活,但因多数人对其缺乏了解,使其仍属于时尚消费产品而远没有得到普及。现就微波炉的加热原理、性能特点、结构、功能及未来发展等方面做一些分析、介绍。

一、微波加热原理

微波作用于食物时,使被加热食物的极性分子以非常高的频率摆动,分子间相互摩擦和碰撞,从而产生摩擦热。微波炉就是利用微波发生器使电场能转换成热能,来达到给介质加热的目的。由于这个能量转换过程是在被加热体的内部和表面同时进行的,因此物体内、外同时均匀受热。微波发生器发出的交变电场越强,被加热介质的极性分子摆动的幅度就越大,频率越高,分子间摩擦和碰撞次数就越频繁,二者都使发热加剧。在同一电场中,不同介质的分子极化能力即吸收微波的能力是不同的,因此其发热程度也不等。一般含水物质的分子极化作用强,所以用微波加热食品极易见效。

家用微波炉的微波电场频率为2450兆赫,其电场方向每分钟变换24.5亿次,极性分子沿电场方向摆动24.5亿次,这种分子的摆动受到分子间作用力的干扰和阻碍产生类似摩擦热,变成宏观的微波加热。

二、性能和特点

与传统的电炉和煤气炉相比,微波炉的性能和特点如下:

1、加热速度快、热效率高——由于食品的热传导性通常都比较低,采用一般加热方法需要较长时间才能使物体内、外温度趋于一致。采用微波加热则能使物体内、外同时直接受热。它比一般电炉加热食品时间要快4—10倍,同时可节约电能30%—80%。

2、加热均匀、控制方便——微波具有较强的穿透能力,能深入到物体内部,使其受热均匀,不会发生外焦里生的情况。发射微波的磁控管在接通电源后便能立即产生交变电场并进行加热,一断电就立即停止加热,因此能方便地进行控制。

3、能保持食物原有的颜色、形状和营养,还具有杀菌作用。

4、清洁、方便——用微波炉烹调食品的过程中,没有汁水溅出,不会使食物产生烟气和焦味,不会使厨房气温升高,而且可以对盛放在碗内的食物直接加热,省去了一般方法转盛食物的麻烦。

5、微波加热的缺点———单纯用微波加热的食物表面不能形成一种金黄色的焦层,缺乏烧烤的风味;不适用于烹饪较厚的食物,因微波只能透入食物50-80毫米的深度,即表面吸收微波较多,越往里吸收的微波就越小;微波在炉腔内辐射不十分均匀,烹饪食物有受热不均的现象;因微波烹饪食物所需时间很短,时间一旦超过,食物就会烧得过熟,需格外小心。

三、结构

家用微波炉主要由电源变压器、磁控管微波发生器、冷却风机、金属结构件和电气控制系统等组成。

1、电源变压器——微波炉的电源变压器一般有三个绕组:初级绕组、灯丝绕组和高压绕组,有的不有功率调整绕组。工作时初级绕组加上220V交流电压,在灯丝绕组上产生3.2V或3.4V的电压,供给磁控管灯丝。在高压绕组上产生1900V或2000V,再经倍压整流电路后,为磁控管阴极提供一个负高压。

2、磁控管——家用微波炉的磁控管实际上是一个真空电子管,管内有一个圆筒形阴极,它是磁控管发射电子的心脏部分,阴极外面包围着一个阳极。通过永久磁铁在阴极与阳极间建立了一个轴向磁场。当磁控管加上电压,阴极得到预热后,产生出大量的电子,它们在所形成的电场和和外加磁场作用下绕着圆滚线飞向阳极。阳极上均匀分布着许多谐振腔,当电子打到阳极之前就在这些谐振腔内发生振荡,并使振荡频率不断是高到2450兆赫,形成频率很高的电磁波发射出去。

3、冷却风机——由于磁控管在工作时要产生高热,必须对它进行冷却。采用微型电动机带动一只小型鼓风机,沿磁控管的平行散热片方向吹风,冷却磁控管,并把热风导入炉腔,以提高热能利用率。

4、金属结构件——主要包括炉腔、炉门、波导等。

炉腔是放置食物进行烹调的地方,它是一个矩形的谐振腔,腔内侧通过拉伸等方式加工成微波的反射面,使微波能在炉腔内壁间连续反射,每次反射传播都经过食物。当微波从外部输入时,若频率与谐振腔的谐振频率相等,在腔内就会产生激烈振荡。在炉腔侧面或顶部开有排湿孔。

炉门是微波炉防止微炉被泄露出去的一道主要关卡,采用扼流结构,即使炉门机械接触不十分紧密,也能保证电气的密封,从而使微波的泄漏量极微小,不致使其对周围环境造成影响。炉门上有玻璃观察窗,玻璃夹层中有一层极细的金属网,通过它既能清晰地观察所烹调的食物,又能起到防止微波外泄的作用。

波导多为矩形的空心金属管,是把微波传输到炉腔的元件。为减少微波在传输过程中的损耗,常常在内壁镀上一层导电率很高的金属。目前生产的许多微波炉省去了波导,微波通过发射口直接进入炉腔。

5、电气系统由定时器、双重闭锁开关、炉门开关、烹调继电器、热断路器等组成。

四、功能

综合目前市售的微波炉产品,其功能包括:

1、设置自动营养菜单。根据食物的特性预设“自动营养菜单”,选择某个菜单后,只需调整一下食物份量或重量值,就可自动完成营养模式烧烤。

2、微波烹调。

3、微波烹调加着色功能。着色功能是用辐射元件石英管等加热的方法对微波烹调进行补充的功能,可使烹调食物表面呈现金黄色。

4、微波/烧烤组合烹调功能。

5、时钟。设置24小时制时钟,可方便地进行时间设定。

6、记忆烹调。设定用户菜单记忆功能,可记忆用户自己编制的烹调程序,供以后烹调时使用。

7、除异味功能。在较低的微波段工作,可对炉腔内进行杀菌、除异味。

8、延时功能。烹调结束后,风扇和炉灯延时关闭,以排除气体及方便取出食品。

9、声音提示。有效按键或烹调完成时有清晰悦耳的声音提示。

10、暂停功能。按暂停键,进入待机状态。

11、炉门开关。炉门关闭,烹调工作方可进行,烹调过程中打开炉门,工作停止。

12、解冻功能。预设自动按份量或重量解冻的功能,只需输入份量或重量值,就会启动解冻程序,自动完成解冻工作。

13、儿童安全锁。设定安全锁后,进入锁定状态,任何操作无效。

五、微波炉的发展方向

家用微波炉按其发展及产品档次可分为:第一代——单纯微波烹调,没有传统的加热功能;第二代——微波烹调加着色功能;第三代——微波/烧烤组合烹调。微波/烧烤组合烹调的快烤方式不但提高了烹调速度,而且使烹调出的食物具有烧烤的风味,更加适合人们的传统口味要求。

家用微波炉按控制方式分,有机械控制、电脑控制、变频控制。机械控制微波炉价位相对较低,有部分市场,但因不适合消费发展趋势,已行将淘汰;电脑微波炉因其功能强大、易操作、以及友好的人机界面而倍受消费者宠爱,也是目前市场的主流;变频微波炉采用变频控制微波输出功率,提供多种微波加热功率,并使微波炉在各功率段工作时,都能对食物进行均匀加热,克服了普通微波炉除工作在100%功率状态下,其余各功率段都不能均匀地对食物加热的缺点。

可以说,变频控制的微波/烧烤组合烹调微波炉将是家用微波炉发展的理想目标。