Když jíte jídlo připravené v mikrovlnce, prý vnitřně vyschnete, říkají ekonadšenci. Mikrovlny prý také ničí vše cenné a potraviny se pak v těle nemohou využít. Jak funguje mikrovlnka? Je jídlo po ozáření mikrovlnami nebezpečné?
První, kdo si všiml, že se předměty ohřívají, když na ně dopadají mikrovlny, jistě nebyl americký inženýr Percy Spencer. Dělal pokusy s magnetronem, součástí radarového zařízení. Po jeho spuštění zaregistroval na kůži zvláštní pocit. Zároveň zjistil, že se mu roztekla čokoládová tyčinka, kterou měl v kapse. Byl ale prvním, kdo měl zároveň na svém kontě 120 patentů a zkušenosti s vývojem nových technologií. V roce 1947 postavil první troubu k ohřívání potravin pomocí mikrovlnného záření. Jeho „radarová trouba“ vážila 340 kg. Moderní mikrovlnky pracují na stejném principu – vejdou se ale pohodlně do menší kuchyňské skříňky.
Ohřev pomocí mikrovln
V běžných grilech se jídlo ohřívá absorpcí (tedy pohlcením) infračerveného (tepelného) záření povrchem jídla. Dále se v něm teplo šíří díky tepelné vodivosti pokrmu. Teplo vyvolá rychlejší pohyb molekul, ze kterých se jídlo skládá. Pohybují se přitom všechny molekuly a je lhostejno, jaké mají složení.
U ohřevu pomocí mikrovln je tomu jinak. Na mikrovlny reagují jen molekuly, které vykazují vnější dipólový moment. Patří mezi ně například voda, různé soli nebo cukr.
Vnější dipólový moment je veličina popisující nesymetrické rozdělení elektrického náboje v molekule nebo v malé skupině atomů. |
Dipólový moment je ve sloučeninách zdrojem nevyváženosti. Tvoří se v nich oblasti, které mají kladný a záporný náboj. Když se tyto molekuly dostanou do vlivu elektrického pole, vznikají v těchto oblastech síly, které je nutí, aby se molekuly otáčely podobně, jako to dělá střelka kompasu v magnetickém poli. Pokud je toto elektrické pole střídavé, jsou dipólové molekuly nuceny k neustálému pohybu. Zvyšuje se tím jejich kinetická energie a tedy i její teplota.
V krystalických strukturách (například ledu) se molekuly vody moc pohybovat nemohou. Proto se ve zmrazených potravinách mikrovlny pohlcují špatně. Oproti tomu v tekuté vodě jsou molekuly mezi sebou vázány jen slabými silami (vodíkové můstky), takže elektrické pole hýbe molekulami tekuté vody bez problému.
Používané frekvence
Vyšší frekvence vyvolá vyšší ohřev, zdá se na první pohled. Jev se ale takto nedá optimalizovat do nekonečna.
Příliš vysoká frekvence použitého elektrického pole naráží na fyzikální hranici. Tou je setrvačnost. Při příliš vysokých frekvencích se molekuly nestačí poli přizpůsobit, pohyb molekul se nevyvolá a teplota se nezvýší.
V praxi se prosadila frekvence 2,455 GHz, která pohybuje molekulami vody 2 455 000 000x za vteřinu.
Tato frekvence elektromagnetického záření odpovídá vlnové délce 12 cm.
Účinnost
Jedním z pozitiv, která přineslo ohřívání pokrmů pomocí mikrovln, je úspora energie. Vzhledem k tomu, že se energie nemusí použít na ohřev nádobí (například hrnce), ale přechází přímo do ohřívané potraviny, je úspora tím větší, čím menší porce se v mikrovlnné troubě ohřály.
Mikrovlnka sama převádí 65 procent příkonu do mikrovlnného elektromagnetického záření.
Mikrovlnná trouba
Mikrovlny se vytvářejí v magnetronu. Procházejí pak dutou rourou do pracovního prostoru. Ten je vyroben z kovu, aby vlny odrážel a nepropustil je ven. Mikrovlny, které mají délku 12 cm samozřejmě vyplňují pracovní prostor nepravidelně. V prostoru, kam se vkládá jídlo, se vytváří oblasti s vysokou a nízkou dávkou záření. Aby se potraviny lokálně nespálily, umisťuje se do pracovního prostoru ještě „dmychadlo“. Je to kovové zařízení ve tvaru vrtule, které je skryté pod plastovým krytem. Tím, že se pohybuje, odráží vlny a mění tím celkovou vlnovou konfiguraci v pracovním prostoru. Dalším zařízením, které má zabránit lokálnímu přehřívání pokrmů, je rotující talíř, na který se jídlo pokládá.
Proč mají mikrovlnky ve dvířkách dírkovanou zábranu?
Kovová zábrana ve dvířkách mikrovlnky by se neměla nikdy z přístroje sundávat – a u většiny přístrojů je nejspíš nedostupná, aby se nemohla odstranit omylem. Slouží k odstínění mikrovln. Její jen několikamilimetrové dírky jsou dostatečně malé na to, aby jimi nemohly dvanácticentimetrové mikrovlny proniknout vně pracovního prostoru.
Proč se nemá mikrovlnka pouštět naprázdno
Pokud do mikrovlnky nedáte žádné jídlo a zapnete ji, nemohou se mikrovlny v ničem absorbovat. Mohou se odrážet a v nepříznivém případě se vrátit do magnetronu, který je vyrobil – a poškodit ho.
Jak je to s kovem v mikrovlnce?
V kovových předmětech, které se ocitly v zapnuté mikrovlnce, může téci elektrický proud. Jeho velikost může dosáhnout 20 ampérů. Tenké kovové vrstvy (hliníková folie) mohou jiskřit a mohou se roztavit. Silnější kovové předměty se naproti tomu spíše jen nahřejí.
Domněnka, že se do mikrovlnky nesmějí dávat absolutně žádné kovové předměty, je fámou. Vždyť samotná pracovní část má kovové stěny. Pokud se vám mikrovlnka, do které dáte omylem jen vidličku, pokazí, nebyl na vině kov vidličky ale spíše fakt, že se mikrovlny neměly v čem pohltit, „vrátily“ se do magnetronu a poškodily ho.
Některé hotové pokrmy se prodávají v kovových (hliníkových) miskách. Ty bychom měli před vložením do mikrovlnky odstranit. Ne proto, že by troubu poničil kov v pracovním prostoru, ale proto, že stíní mikrovlny samotné a brání tak ohřevu jídla.
Vliv mikrovln na pokrmy
Tím se dostávám k jistě nejzajímavější části blogu. Jak působí mikrovlny na pokrmy? Někteří lidé věří, že se jídlo v mikrovlnce vysuší natolik, že při jeho snědení hrozí oprávněné nebezpečí, že člověk „zevnitř vyschne“. Jiní se domnívají, že je ozářené jídlo radioaktivní. Další se bojí, že se ozářením mikrovlnami poničí struktura a tvar molekul, takže se stávají pro tělo nezpracovatelnými.
Dobrá zpráva. Všechny tyto domněnky jsou bezpředmětné.
Mikrovlny v sobě nesou tak málo energie, že nemají dost síly na to, aby zničily chemické vazby ve sloučeninách. Dosáhnou sice narušení vodíkových můstků mezi jednotlivými molekulami vody, na víc ale jejich energie nestačí.
Většina změn, které vyvolává ohřev pomocí mikrovln v potravinách, jde na vrub působení vznikajícího tepla. Je to ovšem stejné teplo a jsou to stejné změny, které vznikají při klasických způsobech ohřevu potravin.
Vitamíny se při ohřevu jídla v dobře fungující mikrovlnce spíše zachovají než zničí – ohřev je totiž rychlejší a cílenější.
Minerály a stopové prvky se z jídla samozřejmě neztrácejí ani při klasickém ohřevu tepelným zářením.
Stejně tak je nesprávná domněnka o údajné radioaktivitě ohřívaných potravin. Na to, aby se předmět stal díky ozařování sám radioaktivní, je totiž potřeba speciálního druhu záření. Jediné záření, které je toho schopné, je záření svazku protonů nebo neutronů (korpuskulárních částic).
Mikrovlny jsou pouze elektromagnetické záření, podobné běžně vnímanému světlu. Mají dokonce ještě menší energii než jakou v sobě nese viditelné světlo.
Ve spektru se mikrovlny nacházejí mezi tepelným zářením a radiovlnami, tedy zářením, kterým se už desetiletí přenáší například rozhlasové vysílání.
A jak je to s ionizací? Potraviny se mikrovlnami dokonce ani neionizují. Ionizující záření (gama a rentgenové záření) se nachází na druhém konci elektromagnetického spektra a nese v sobě daleko větší energii, než má například viditelné světlo a tím spíše mikrovlny.
K čemu se dá ještě použít mikrovlnka?
Víte, že se dá mikrovlnka ve vaší kuchyni použít k dezinfekci? Nejvíce mikrobů se v našich domácnostech nachází v místě, kde by je nikdo nečekal, protože je máme spojené s čistotou – na houbách, kterými myjeme nádobí. Už dvě minuty v zapnuté mikrovlnce zničí 99 procent všech mikrobů, které se v nich nacházejí. Houby i hadříky se předtím musí samozřejmě namočit. Mikroby totiž neničí záření mikrovlnky, ale vysoká teplota, na kterou se nahřeje voda v hadru nebo houbě.
Další, zvláštní uplatnění, našla mikrovlnka u zastánců absolutní svobody. Lidé, kterým se nelíbí moderní trend čipů, zabudovaných v platebních kartách, průkazech a předmětech všeho druhu, doporučují tyto čipy likvidovat – pobytem v zapnuté mikrovlnce. O tom, jestli je takové rozhodnutí praktické, musí samozřejmě rozhodnout každý sám.
