فكرة عمل فرن المايكروويف

أشعة المايكروويف هي جزء من الأشعة الكهرومغناطيسية ذات طول موجي طويل يقاس بالسنتمتر في المدى من 3 إلى 30 سنتمتر ولهذه الأشعة استخدامات عديدة منها في طهي الطعام وهو ما يعرف بفرن المايكروويف Microwave oven كما تستخدم في الاتصالات ونقل المعلومات وأجهزة الاستشعار عن بعد وأجهزة الرادار ومن هنا فإن استخدامها في الطهي هو جزء بسيط من تطبيقاتها العملية العديدة، ويعتبر الطهي بواسطة أشعة المايكروويف من تكنولوجيا القرن العشرين لما توفره من سرعة في تحضير الطعام أو تسخينه وكفاءته العالية في توفير الطاقة المستخدمة في الأفران التقليدية التي تعمل بالكهرباء أو الغاز حيث أنها تعمل على تسخين المواد الغذائية فقط دون غيرها.

وتجدر الإشارة إلى أن هذه الأجهزة موجودة في كل بيت في أمريكا وأوروبا وبدأت تنتشر عندنا، ولكن كثيراً ما دار التساؤل عن خطورة استخدام هذه الأجهزة على سلامة الإنسان, وقبل الإجابة على هذا التساؤل يتوجب علينا شرح فكرة عمل فرن المايكروويف.







فكرة عمل فرن المايكروويف:
يستخدم فرن المايكروويف أشعة المايكروويف لتسخين الطعام الموضوع في داخل الفرن، وللعلم فإن أشعة المايكروويف هي أمواج راديو ذات ترددات 2500 ميجاهرتز وهذه أمواج الراديو عند هذا التردد تمتلك خاصية هامة هي:

الخاصية الأولى:
أن أشعة المايكروويف تمتص بواسطة الماء والمواد الدهنية والمواد السكرية
وهذا يعني أن جزيئات تلك المواد التي تحتوي على الماد والدهون والسكريات تمتص هذه الأشعة من خلال ذرات وجزيئات تلك المواد وامتصاص هذه الأشعة (المايكروويف) تكسبها طاقة تجعلها تتذبذب بدرجة كبيرة مما تتصادم مع بعضها البعض وتنتج حرارة التسخين اللازمة لطهيها.

الخاصية الثانية:
أن المواد البلاستيكية بجميع أنواعها والمواد الزجاجية والسيراميك والفخار لا تمتص أشعة المايكروويف ولا تتأثر بها.
وهذا يعني أنها لن ترتفع درجة حرارتها، أما المواد المعدنية اللامعة مثل الألومنيوم فيعكس تلك الأشعة ولذا يحظر استخدامها داخل أفران المايكروويف.







كيف يقوم فرن المايكروويف بالطهي:
يقوم فرن المايكروويف بطهي الطعام من الداخل إلى الخارج بعكس الأفران العادية التي تقوم بالطهو من الخارج إلى الداخل حيث تنتقل حرارة الفرن منه إلى الوعاء وتنتقل الحرارة من الوعاء إلى المواد الملاصقة له بالتوصيل بينما لا يزال وسط الطعام بارداً وهذا ما يسبب احتراق الأجزاء الملاصقة للوعاء عند نهاية الطهي.

في حالة الطهو باستخدام أشعة المايكروويف فإن أمواج الراديو تمتص بواسطة جزيئات الماء والدهون المكونة للطعام وبالتالي ترتفع درجة حرارة كل جزيئات الطعام في نفس الوقت وبنفس الدرجة لأن كل الجزيئات تثار بنفس الدرجة ولا حاجة لنقل الحرارة بالتوصيل.

ومن هنا نعرف الفرق بين الطريقة التقليدية للطهو وطريقة فرن المايكروويف وهي أن الأول يعمل بنقل الحرارة بالتوصيل بينما المايكروويف يسخن من خلال إثارة جزيئات الماء المكون للطعام.







مشكلة وحلها:
من الشكل 1 تلاحظ أن هناك توزيع غير منتظم للحرارة على مساحة الفرن وهذا يعود إلى ما يعرف بتكون البقع الساخنة Hot Spot والذي يعود إلى أن أشعة المايكروويف تنعكس على جدران الفرن مما تتسبب في تداخل بين الأشعة الساقطة والأشعة المنعكسة مما ينتج عنه تداخلات كما يحدث في أمواج الماء (شكل 2)، هذه التداخلات تؤدي إلى تراكبات بناءة تكون عندها شدة الأشعة اكبر ما يمكن وأخرى هدامة تكون عندها شدة الأشعة اصغر ما يمكن وهذا يسبب اختلاف توزيع الحرارة كما في الشكل 3،هذا يسبب عدم نضج بعض أجزاء الطعام داخل الفرن بينما أجزاء أخرى تنضج جيداً ولحل هذه المشكلة تم إضافة موتور لإدارة الوعاء داخل المايكروويف باستمرار لضمان توزيع منتظم للحرارة على أجزاء الطعام.