Mikrobølgeovnen virker ved at mikrobølger sendes inn i matvaren som ligger i ovnen. Disse varmer raskt opp væsken inne i maten, som igjen sprer varmen videre inn og rundt i maten.

Til forskjell fra koking og steking, hvor varmen fra vannet trenger inn i matvaren fra utsiden og innover mot kjernen, kan mikrobølgene varme opp ingrediensene raskt, noe som er skånsomt for maten.

Hva brukes mikrobølger til?

Mikrobølger brukes i fly-trafikk-kontroll, værmelding, GPS, mobiltelefoni og ande telekommunikasjon og fjernstyrings-applikasjoner. Derfor er bruk av de ulike frekvensene strengt regulert og i Europa er det stort sett kun 2450 MHz som er godkjent av myndighetene til bruk i mikrobølgeovner.

Mikrobølgeovnene er imidlertid godt skjermet og det er ikke store problemer med at de forstyrrer Bluetooth som operer i området 2402 MHz til 2485 MHz eller WiFi som også ligger på omtrent samme bølgelengde.

Fysikken bak

Man tenker kanskje ikke så mye på det når man varmer opp en middagsrest i «mikroen», men oppvarming med mikrobølger innebærer en kompleks kombinasjon av flere fysiske fenomener som fører til omdanning av elektrisk energi til varme.

De dielektriske egenskapene til maten er sammen med bølgelengden avgjørende for inntrengningsdybden og varierer for ulike matvarer fra noen få millimeter til et par centimeter. Mikrobølgeoppvarming avhenger av flere faktorer, men ettersom energioverføringen i hovedsak skjer gjennom «friksjonsvarme» som oppstår ved bevegelse av elektriske ladete partikler, er innholdet av dipoler og ioner viktige parametere.

Vann er en dipol og salt er i hovedsak oppløst i ioner (Na+ og Cl-). Derfor blir innholdet og fordelingen av disse svært viktige for mikrobølgeoppvarming av matvarer.

Mengde og fordeling av fett er også viktig. Et fenomen mange vil kjenne igjen er at matvaren spruter. En vanlig årsak er at fett kan nå temperaturer godt over 100 °C og da koker vann som kommer i kontakt med fettet.

De fleste matvarer inneholder mye vann. Nå det koker går tilført energi med til å produsere damp, mens temperaturen forblir konstant.

Skal man oppnå kommersielt sterile produkter brukes gjerne temperaturer over 100°C, og for å øke kokepunktet til vann økes trykket slik det gjøres i en autoklav. Dette kan man også gjøre nytte av i mikrobølge-sammenheng. Ved å øke trykket i mikrobølge-kammeret, kan man oppnå høyere temperaturer i produktet. Dette kan utnyttes for å oppnå rask oppvarming.

Oppbygning av utstyret

Hovedkomponentene i mikrobølgesystemer er en magnetron som genererer mikrobølgene, kanal som leder mikrobølgne fra magnetronen og til kammeret der maten befinner seg. Mellom magnetronen og kammeret står det gjerne en sirkulator og en autotuner som er avgjørende for å regulere effekten fra magnetronen slik at systemet ikke overbelastet og i verste fall oppstår overslag (lyn) inne i utstyret.

Industrielle mikrobølgetuneller fungerer i prinsippet på samme måte, men det brukes flere magnetroner som står plassert over og under båndet som produktene føres fram på. På den måten får maten en jevnere eksponering for mikrobølger enn i en husholdningsovn.

Oppholdstiden i mikrobølgene styres med hastigheten på båndet. I moderne tuneller finnes gjerne avanserte reguleringssystemer som tilpasser effekten underveis slik at det blir gitt optimal varmebehandling.

En detaljert beskrivelse av hvordan en husholdningsovn er oppbygd finnes på https://en.wikipedia.org/wiki/Microwave_oven

Kilder

• Microwave pasteurization for ready-to-eat meals
  https://doi.org/10.1016/j.cofs.2018.10.004
• 5 - Microwave technology for food processing: An overview of current and future applications
  https://doi.org/10.1016/B978-0-08-100528-6.00005-X