Oven microwave merupakan salah satu penemuan rumah tangga paling signifikan di abad ke-20. Ratusan juta rumah di seluruh dunia mengandalkan peralatan ringkas ini setiap hari. Anda mungkin menggunakan milik Anda lebih sering daripada yang Anda sadari. Terlambat untuk bekerja? Tidak ada waktu untuk memasak sarapan. Anda berhenti di toko serba ada dan membeli burrito beku. Kemudian Anda memasukkannya ke dalam microwave counter. Kemudian, pada jam 3 sore, Anda mengambil popcorn microwave dari mesin penjual otomatis. Di malam hari, Anda memanaskan kembali sisa lasagna karena memanggang terasa terlalu merepotkan.
Kenyamanan ini berasal dari kecepatan. Perangkat ini memasak makanan dalam waktu yang lebih singkat dari waktu yang dibutuhkan metode tradisional. Mereka juga sangat efisien. Microwave memanaskan molekul air di dalam makanan Anda secara langsung. Itu tidak memanaskan udara di sekitarnya atau pelat di bawahnya. Pemanasan yang ditargetkan ini berarti lebih sedikit energi yang terbuang. Tapi bagaimana cara kerjanya? Jawabannya terletak pada bagian tertentu dari spektrum elektromagnetik.
Apa itu Gelombang Mikro?
Gelombang mikro adalah salah satu jenis radiasi elektromagnetik. Mereka berada di antara radiasi infra merah dan gelombang radio pada spektrum. Rentang frekuensinya kira-kira 300 megahertz hingga 300 gigahertz. Panjang gelombang bervariasi dari satu meter hingga satu milimeter. Anda mungkin mengaitkan rentang ini dengan router Wi-Fi atau gantungan kunci mobil. Dalam oven microwave, frekuensinya disetel dengan tepat. Frekuensi operasi standar adalah 2,45 gigahertz.
Frekuensi spesifik ini tidak acak. Ini cocok dengan frekuensi resonansi molekul air. Ketika molekul-molekul ini menyerap energi, mereka berputar dengan cepat. Rotasi ini menimbulkan gesekan. Gesekan menghasilkan panas. Itu sebabnya makanan basah lebih cepat matang dibandingkan makanan kering. Garam dan gula juga membantu menyerap energi, tetapi air adalah pendorong utamanya.
Magnetron: Inti dari Oven
Komponen yang bertanggung jawab menghasilkan radiasi ini disebut magnetron. Bentuknya seperti tabung tembaga dengan sirip. Logam ini memanas selama pengoperasian, itulah sebabnya bagian luar oven terasa hangat. Magnetron mengubah energi listrik menjadi radiasi gelombang mikro. Ia menggunakan kombinasi medan magnet dan listrik untuk mempercepat elektron. Elektron ini kemudian berinteraksi dengan rongga pada struktur logam. Interaksi ini menghasilkan medan elektromagnetik yang berosilasi.
Gelombang mikro dimasukkan ke dalam rongga memasak melalui pandu gelombang. Ini adalah tabung logam yang mengarahkan energi. Bagian dalam oven dilapisi dengan logam. Permukaan reflektif ini memantulkan gelombang ke sekitarnya. Ini memastikan pemerataan. Jika gelombang menghantam satu tempat, makanan akan terbakar di satu tempat dan tetap membeku di tempat lain. Meja putar membantu lebih jauh dengan memutar pelat. Tidak semua model memiliki meja putar. Beberapa menggunakan kipas pengaduk sebagai gantinya. Kedua cara tersebut bertujuan untuk mendistribusikan energi secara merata.
Mengapa Beberapa Bahan Tetap Dingin
Anda memperhatikan bahwa piring Anda tetap dingin saat makanan menjadi panas. Ini bukan suatu kerusakan. Itu adalah fisika. Gelombang mikro berinteraksi terutama dengan molekul polar. Air, lemak, dan gula bersifat polar. Mereka mempunyai tujuan positif dan negatif. Medan listrik bolak-balik menyebabkan molekul-molekul ini berputar maju mundur miliaran kali per detik. Gerakan ini menimbulkan panas.
Keramik dan kaca umumnya bersifat non-polar. Mereka tidak menyerap gelombang mikro secara efektif. Mereka mungkin menjadi hangat karena makanan panas yang ada di atasnya. Tapi gelombang mikro lewat
Mengapa Makanan Anda Menjadi Panas (Dan Piring Anda Tidak)
Mekanik intinya tampak sederhana. Anda memasukkan barang ke dalam kotak. Kotak ini memancarkan gelombang mekanisme pemanasan oven microwave pada 2,45 gigahertz. Gelombang ini berada di antara sinyal radio dan cahaya inframerah pada spektrum. Itu bukan sihir. Itu fisika.
Molekul air, lemak, dan gula menyukai frekuensi spesifik ini. Ketika gelombang menghantamnya, molekul-molekulnya mulai bergetar. Cepat. Gerakan atom ini menciptakan gesekan. Gesekan menciptakan panas. Itu sebabnya lasagna Anda menjadi panas.
Tapi piringmu tetap dingin. Kebanyakan plastik, kaca, dan keramik tidak menyerap gelombang ini. Mereka membiarkannya lewat. Metal adalah cerita yang berbeda sama sekali. Itu mencerminkan energi. Itu sebabnya Anda tidak bisa menaruh garpu di sana. Ombaknya juga memantul dari dinding logam. Penahanan ini membuat energi tetap terfokus di dalam rongga. Tidak ada refleksi berarti tidak memasak.
Geometri Panas
Ada tangkapan. Gelombang mikro tidak menembus jauh ke dalam makanan. Mereka biasanya berhenti sekitar satu atau dua inci di bawah permukaan. Jika Anda memiliki potongan daging yang tebal, bagian luarnya mungkin masih mengepul, sedangkan bagian tengahnya tetap dingin. Ombaknya tidak sampai.
Hal ini menyebabkan proses memasak tidak merata. Beberapa tempat dipenuhi energi. Yang lain tidak mendapatkan apa pun. Itu sebabnya Anda mendengar bunyi bip berhenti dan deru motor “meja putar”. Pelat yang berputar membantu mendistribusikan gelombang secara lebih merata. Ini memaparkan sisi makanan yang berbeda ke sumber energi.
Jika Anda melewatkan meja putar pada model manual, Anda harus turun tangan. Anda perlu mengaduk atau mengatur ulang. Jika tidak, Anda akan mendapatkan titik panas dan titik dingin. Bagian tengah yang tergigit hingga lidah Anda terasa terbakar sementara bagian tepinya suam-suam kuku adalah kesalahan umum.
Yang Harus Dihindari di Microwave
Tidak semuanya ada di dalam kotak. Anda tahu untuk tidak memasukkan logam. Aluminium foil menyebabkan busur api. Itu berbahaya. Tapi bagaimana dengan bahan lainnya?
Periksa label Anda. Beberapa plastik dapat meleleh atau melepaskan bahan kimia saat dipanaskan. Carilah prangko yang “aman untuk microwave”. Kaca dan keramik umumnya aman, asalkan tidak memiliki cat atau trim metalik. Trim itu bisa memicu.
Handuk kertas bisa digunakan untuk semburan singkat. Mereka menyerap kelembapan. Tapi jangan biarkan mereka di sana selama sepuluh menit. Mereka dapat terbakar jika terlalu kering dan panas.
Pencairan es dan Tingkat Daya
Kebanyakan oven memiliki pengaturan pencairan es. Ini menggunakan daya yang lebih rendah. Alih-alih meledakkan makanan, ia malah menyala dan mati. Hal ini memungkinkan panas mengalir dari lapisan luar yang lebih hangat ke bagian tengah yang lebih dingin. Ini mencegah bagian tepinya matang saat bagian tengahnya masih beku.
Anda juga dapat mengatur daya secara manual. Daya 50% sangat bagus untuk memanaskan kembali sisa makanan. Ini memberi waktu panas untuk menyebar tanpa membuat pinggirannya menjadi karet. Kekuatan 100% untuk merebus air atau memasak makanan mentah.
Aspek Keamanan
Anda tidak perlu memakai celemek timah. Microwave dirancang untuk menahan gelombang tersebut di dalam. Layar logam di jendela pintu adalah sangkar Faraday. Ini memungkinkan Anda melihat ke dalam, tetapi tetap menahan radiasi.
Jika segel pintu Anda rusak, hentikan penggunaannya. Gelombang yang bocor dapat menyebabkan katarak atau luka bakar. Namun jika pintunya tertutup dengan benar dan terkunci, Anda aman. Ombaknya tidak
Anda mungkin pernah mendengar ungkapan bahwa gelombang mikro memasak makanan “dari dalam ke luar”. Kedengarannya seperti fiksi ilmiah. Tidak. Kenyataannya didasarkan pada bagaimana gelombang radio berinteraksi dengan materi. Memahami perbedaan ini akan mengubah cara Anda mendekati makanan.
Masalah Oven Konvensional
Bayangkan Anda sedang membuat kue. Resepnya membutuhkan 350 derajat Fahrenheit. Anda membuat kesalahan. Anda mengatur putaran ke 600 derajat Fahrenheit.
Apa yang terjadi?
Bagian luarnya terbakar. Bagian tengahnya tetap dingin.
Hal ini terjadi karena oven konvensional mengandalkan konduksi. Panas masuk dari udara luar dan perlahan bermigrasi menuju tengah. Udara yang panas dan kering menguapkan kelembapan permukaan. Hal ini menciptakan kerak. Ini membuat roti menjadi kecokelatan. Ini membuat pinggirannya renyah. Namun perpindahan panasnya lambat. Bagian dalam tertinggal.
Molekul yang Menarik, Tidak Menghantarkan Panas
Gelombang mikro bekerja secara berbeda. Mereka tidak memanaskan udara di dalam oven. Udara tetap mendekati suhu kamar. Sebaliknya, oven tersebut memancarkan gelombang radio. Gelombang ini menembus makanan.
Mereka menggairahkan molekul air dan lemak.
Molekul-molekul ini bergetar. Mereka menghasilkan panas. Hal ini terjadi sepanjang volume makanan. Panas tidak berpindah ke dalam. Itu dihasilkan di mana saja sekaligus. Anda tidak menghantarkan panas. Anda adalah atom yang menarik.
Ada batasan untuk proses ini.
Potongan makanan yang tebal menimbulkan masalah. Gelombang mikro tidak selalu mencapai pusatnya secara tepat. Mereka kehilangan energi saat melakukan penetrasi. Anda juga mendapatkan hot spot. Interferensi gelombang menciptakan area dengan intensitas lebih tinggi. Pemanasannya tidak merata sempurna. Namun prinsip dasarnya tetap ada. Energi diserap di dalam makanan, tidak hanya di permukaan.
Mengapa Kerak Tidak Terbentuk (Biasanya)
Karena udara di dalam oven tidak panas, Anda tidak dapat membentuk kerak tradisional. Permukaannya tidak mengering dan berwarna coklat karena konduksi. Sisa pizza Anda tetap basah. Burrito microwave Anda mendapat titik dingin.
Produsen telah menemukan solusinya.
Beberapa kue kering yang “dapat dihangatkan dengan microwave” dilengkapi dengan selongsong. Selongsongnya terbuat dari foil dan karton. Anda menempatkan makanan di dalamnya. Anda memasukkan selongsong ke dalam oven. Selongsong menyerap energi gelombang mikro. Ini menjadi sangat panas. Panas luar membuat kue menjadi renyah. Ini meniru oven konvensional.
Makanan itu sendiri masih dipanaskan oleh eksitasi molekuler. Selongsongnya menangani warna kecoklatan.
Kesimpulan Praktis
Fisika ini menjelaskan mengapa Anda harus berhati-hati dengan potongan daging yang tebal. Bagian luar mungkin cepat panas. Bagian tengahnya mungkin masih mentah. Mengaduk membantu. Ini memindahkan molekul yang lebih panas ke pusat. Ini meratakan pola interferensi.
Anda tidak memanggang dalam microwave. Anda menggetarkan molekul air.
Jika Anda menginginkan kerak, Anda memerlukan sumber panas eksternal. Microwave saja tidak bisa menyediakannya. Itu sebabnya banyak orang menghabiskan hidangan microwave di oven pemanggang roti. Mereka mendapatkan kecepatan microwave. Mereka mendapatkan tekstur oven.
Ini bukan sihir. Itu hanya fisika. Dan fisika bisa jadi berantakan.
