Mikrowellenherd
thumb|Mikrowellenherd. Ein Mikrowellenherd ist ein Küchengerät zum raschen Erhitzen von Speisen. Er wurde 1947 von Percy Spencer bei der Firma Raytheon erfunden.
Er verwendet Mikrowellen einer Frequenz, bei der die in Lebensmitteln enhaltenen Wassermoleküle angeregt werden können.
Mikrowellenherde benutzen elektromagnetische Strahlung von typischerweise rund 2,455 GHz. Bei dieser Frequenz werden die Wassermoleküle (da sie ein Dipolmoment besitzen) zu Rotationen angeregt. Diese Rotationswärme der Wassermoleküle überträgt sich nun auf die gesamte Speise. Nebenbei bemerkt kann gefrorenes Wasser (Eis) nur schlecht im Mikrowellenherd erwärmt werden, da es nicht rotieren kann und damit auch nur schlecht die Mikrowellenstrahlen absorbiert.
Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß Wasser bei 2,455 GHz keine Resonanzfrequenz hat; die niedrigste Resonanzfrequenz von freien Wassermolekülen liegt bei 22,23508 GHz. Die Frequenzwahl ist vielmehr das Ergebnis des verfügbaren freien ISM-Frequenzbandes und einer ausreichend hohen Eindringtiefe in Speisen.
Die Wärmeverteilung in den Speisen ist nicht homogen. Das liegt vor allem an stehenden Wellen, die sich im Garraum entwickeln und vom Inhalt des Garraums abhängig sind. Die Speisen werden deshalb meist auf einem Drehteller durch die unterschiedlichen Energiedichten gedreht. Ein anderer Grund für die inhomogene Erwärmung ist der unterschiedliche Wassergehalt verschiedener Speisen (oder Teilen davon) - so erwärmen sich beispielsweise Knochen relativ gering im Vergleich zum Fleisch.
Moderne Mikrowellenherde verfügen über eine sog. Auftaufunktion, hierbei wird in kurzen Abständen zuerst durch Mikrowellen bereits geschmolzenes Wasser erwärmt, dann einige Zeit gewartet, bis durch die zugeführte Wärme noch gefrorenes Wasser aufgetaut wird, um dann wieder von vorne zu beginnen.
Es wird allgemein empfohlen, die Speisen in mehreren Intervallen mit Zwischenzeiten zu erwärmen.
Berüchtigt sind so genannte "hot spots" in den Speisen und vor allem das Überhitzen von Wasser in glatten Gefäßen. Es kann passieren, dass Wasser über den eigentlichen Siedepunkt erhitzt wird, ohne zu sieden - diese Gefahr besteht vor allem bei mehrmaligem Erhitzen in der Mikrowelle. So überhitztes Wasser hat Siedeverzug und kann bei Bewegung plötzlich verdampfen. Das bedeutet, dass ein Teil des Wassers plötzlich (explosionsartig) zu Dampf wird und das Wasser aus dem Gefäß schleudert. Abhilfe kann hier ein im Glas stehen gelassener Glasstab schaffen, an dem sich beim Sieden Dampfblasen bilden können.
Metalle im Garraum erhitzen sich je nach ihren Abmessungen unterschiedlich stark: Dünne Metallschichten (z.B. Alufolie, Geschirr mit metallischen Verzierungen) werden schnell heiß; dickere (z.B. Besteck) eher mäßig schnell, besonders wenn man sie "kühlt": Man kann, entgegen dem verbreiteten Gerücht, Metall sei tabu in der Mikrowelle, beim Erhitzen einer Flüssigkeit z.B. einen Metall-Löffel hineinstellen, was das Erhitzen sogar etwas beschleunigt.
Wenn man Metallstücke mit geeigneter Geometrie (z.B. Gabeln) in den Garraum einbringt, können Funkenüberschläge entstehen, wenn die erzeugte elektrische Feldstärke ausreichend ist (≥10^6 V/m).
Die Mikrowellen werden mit Hilfe eines Magnetrons erzeugt. Zur Versorgung des Magnetrons ist eine hohe Anodenspannung erforderlich (bis zu 5 kV), die im Gerät mit Hilfe eines Hochspannungstrafos und einer Spannungsverdopplerschaltung erzeugt wird. Es ist darauf zu achten, dass das Magnetron immer ausreichend belastet wird, da es sonst Schaden nehmen kann. Deshalb sollte man kein Mikrowellengerät mit leerem Garraum einschalten.
Weblinks
- Was sucht die Lampe in der Mikrowelle aus de hausgeräte 1/2005
siehe auch: Gasherd, Elektroherd, Induktionsherd