Micro Unde

52
Universitatea Lucian Blaga Sibiu, Facultatea de Stiinte Agricole, Industire Alimentara si Protectia Mediului. Procesarea cu microunde a alimentelor Indrumator: Student:

Transcript of Micro Unde

Page 1: Micro Unde

Universitatea Lucian Blaga Sibiu, Facultatea de Stiinte

Agricole, Industire Alimentara si Protectia Mediului.

Procesarea cu microunde a alimentelor

Indrumator: Student:

conf. univ. dr. ing. Victor Nederiţă Caunic Daniel

~Sibiu, 2011~

Page 2: Micro Unde

Procesarea cu microunde a alimentelor

Microundele sunt unde radio. Frecvenţa de unde radio cea mai utilizată este 5,5 GHz. În această frecvenţă undele radio au o proprietate interesantă: sunt absorbite de apă, grăsimi şi zaharuri şi tot în această frecvenţă nu sunt absorbite de majoritatea plasticelor, sticlă sau ceramică/porţelan.

Cuptorul cu microunde este una din cele mai mari invenţii ale secolului 20. Cuptorul cu microunde este atât de popular deoarece mâncarea este gătită într-un timp foarte scurt. Este foarte eficient pentru că el încălzeşte foarte bine mâncarea şi nu vasul.

Introducere

În timpul celui de-al doilea război mondial, doi britanici au inventat magnetronul, un tub capabil să producă microunde, care ulterior a fost utilizat la sistemul de detectare prin radar a avioanelor naziste.

Cuptor cu micorunde modern

Un alt britanic, Percy, a descoperit că undele generate de radar au topit o bucata de ciocolată pe care o avea în buzunar. Când a încercat apoi să vadă ce se întâmpla cu un ou, a descoperit că microundele generau o creştere extrem de rapidă a temperaturii în interiorul acestuia. Percy era angajatul companiei Raytheon, producător de aparatură militara, companie care a lansat în 1954 primul cuptor cu microunde comercial, denumit Radarange. Greutatea unui astfel de cuptor era de aproximativ 340 de kilograme şi avea un volum apropiat de cel al unui frigider. Preţul era şi el mare - intre două şi trei mii de dolari.

Page 3: Micro Unde

Cuptorul cu microunde a fost iniţial utilizat de restaurante şi de liniile aeriene. El a pătruns în bucătăriile oamenilor în 1967, când avea şi un preţ mult mai rezonabil de 500 de dolari. Foarte repede au apărut şi reclamaţiile: carnea nu se rumenea, cartofii prăjiţi erau moi şi albi ca laptele.

În anii `80 vânzările la cuptoarele cu microunde au explodat. Japonezii erau cu mult înaintea europenilor. Înainte de 1976, 17% din gospodăriile japoneze dispuneau deja de un cuptor cu microunde.

Treptat, cuptorul cu microunde a fost perfecţionat, astfel încât, în anul 1997, Whirlpool a fost prima companie care a introdus funcţia Crisp, de rumenire. Astăzi poţi găti la cuptorul cu microunde prajituri, produse de patiserie, spaghete, cozonac, şi asta în numai câteva minute.

Principii generale ale cuptorului cu microunde

Energia microundelor a fost folosită în procesele industriale de foarte mulţi ani. Folosirea acestora în locul surselor conveţionale de căldură s-a produs datorită mai multor avantaje cum ar fi:

- încălzirea rapidă în profunzime

- economisire de energie şi de timp şi îmbunătăţirea calitaţii

În primii ani de studii asupra încălzirii prin microunde, aceste avantaje au fost greu de justificat în raport cu preţul scăzut al încălzirii cu ajutorul derivaţilor petrolului. Toate acestea, împreună cu reticenţa multor industrii de a schimba sistemele convenţionale existente, deşi adesea ineficiente şi depăşite, cu sisteme bazate pe microunde, a dus la o creştere lentă dar foarte bine documentată a acestei tehnologii.

Cele mai mari avantaje ale energiei microundelor asupra tehnologiei convenţionale au fost bine precizate de către Parkin (1979):

- o mai eficientă uscare, vis-a-vis de perioada de uscare, reducând costurile de producţie

- sistemul este mult mai compact decât sistemul convenţional

- energia este transferată într-un mod mult mai curat (fără poluare)

- se realizează afânarea materialului

- absorbţia energiei în mod selectiv de către constituenţi

- energia se disipă repede în volumul materialului

Page 4: Micro Unde

- se evită uscarea excesiva

- un cost relativ scăzut al întreţinerii.

Generatoare de microunde

Magnetronul este un oscilator de putere în microunde. El lucrează în regim continuu sau în impulsuri. În radiaţie continuă poate debita puteri de microunde de ordinul 20KW cu randament de 80%, iar în regim de impuls, puteri de megawati, întrucât puterea de vârf şi puterea medie corespunde raportului între perioada de repetiţie şi durata impulsului. Banda de frecvenţe de lucru este îngustă deoarece magnetronul utilizează cavităţi rezonante încorporate într-un anod metalic masiv, de obicei din Cu. Între anod şi catod se aplică o tensiune continuă de ordinul miilor de volţi.

Datorită cavităţilor rezonante prevăzute în anod, câmpul electromagnetic de microunde are la rezonanţă intensitate mare, astfel încât la obţinerea puterii de microunde prin frânarea electronilor, contribuie atât interacţiunea îndelungată câmp electric-electron, cât şi intensitatea mare a câmpului electric. Interacţiunea are loc în timp ce electronii se deplasează în jurul catodului, în spaţiul anod-catod.

Magnetronul este un element esenţial în generarea energiei de microunde, el transformind frecvenţa retelei de 50 Hz în înaltă frecvenţă 2,451GHz. Este un tub vidat de geometrie cilindrică având 2 electrozi, anod şi catod. Anodul este realizat din cupru şi constă din mai multe cavităţi care formează circuite rezonante. Una din aceste cavităţi conţine o antenă care permite extragerea energiei şi transmiterea ei în exterior. Catodul are în general formă elicoidală, este realizat din wolfram, şi se incalzeste până la temperatura de 2000oK datorită aplicării unei tensiuni cuprinse între 5-10 V, şi în plus catodul este plasat la un potenţial negativ de tensiune, între 6-10kV. Aceste magnetroane pot funcţiona în regim continuu sau în impulsuri, dând puteri de ordinul zecilor de kw cu un randament de 70%.

Funcţionarea magnetronului se bazeaza pe transferul de energie pe care îl realizează electronii în spaţiul de interacţiune. Electronii absorb energie de la sursa de tensiune anodică şi o cedează prin intermediul câmpului electric de înaltă frecvenţă cavitaţilor rezonante. Sub acţiunea câmpului electric creat de tensiunea anodică şi a câmpului magnetic creat de magnet sau electromagnet, electronii se pun în mişcare descriind traiectoria sub forma unor bucle succesive denumite cicloide. Aceste ciclode sunt caracterizate printr-o viteza de translaţie şi o viteză de rotaţie.

Electronii care se deplasează în sensul liniilor de câmp sunt frânaţi şi cedează o parte din energia lor cinetică. Electronii care se mişcă în sens contrar liniilor de câmp sunt acceleraţi şi absorb energia de la câmpuri de înaltă

Page 5: Micro Unde

frecvenţă. Pentru ca energia cedată de electroni să fie mai mare decât energia primită şi magnetronul să funcţioneze cu un randament bun, trebuie ca pe de o parte să se mărească numarul de electroni frânaţi iar pe de altă parte să se micşoreze numărul de electroni acceleraţi. În afară de aceasta, trebuie ca timpul necesar în care electronii utili, adică cei frânaţi, se deplasează de la o fantă la alta, să corespundă cu jumătate din perioada oscilaţiilor de înaltă frecvenţă, pentru ca astfel sî se găsească în dreptul fiecărei fante tot un câmp frânat. Elecronii frânaţi descriu bucle mai largi, rămânand mai mult timp în spaţiul de interacţiune şi, trecând prin faţa mai multor fante, ei cedează o cantitate de energie mai mare câmpului.

Influenţa hotărâtoare asupra performanţelor şi asupra fiabilităţii magnetronului o are catodul, datorită caracteristicii sale de emisie electronică, emisie care se măsoară în [A/cm2]. În cazul magnetronului, eliberarea din metal a electronilor se produce prin emisie termoelectronică pe seama energiei termice furnizată de catodul încălzit, fenomen puternic dependent de temperatura şi de materialul catodului.

În magnetron doar o parte a căldurii catodului se produce datorită curentului de încălzire, cealaltă parte, destul de însemată provine de la electronii de fază nefavorabilă a căror energie cinetică se transformă în caldură prin bombardarea regresivă, ciocnind neelastic catodul. La magnetroanele de tip radar, adică acele magnetroane care funcţionează în impulsuri, după o scurtă perioadă de încălzire, circuitul de filament este dereglat şi încălzirea este asigurată în continuare de bombardamentul electronilor de fază nefavorabilă.

Pentru realizarea catozilor se utilizează sârmă de wolfram toriat, temperatura de lucru pentru acesta fiind de 1900-1950oK. Pentru wolfram toriat la temperatura de 1900oK densitatea curentului de saturaţie este de js=10[A/cm2]. Temperatura de topire a wolframului este 33700C. Creşterea temperaturii de lucru asigură o creştere rapidă a emisiei, dar cauzează în mod nedorit reducerea accentuată a duratei de viaţă a catodului. Alegând temperaturi de lucru mai joase, scăderea emisiei poate fi compensată prin mărirea suprafeţei de emisie, deci prin mărirea dimensiunilor catodului. Catozii realizaţi din wolfram toriat au o emisivitate de aproximativ 1000 de ori mai mare decât cei realizati din wolfram pur, la aceeaşi temperatură de funcţionare. Activarea catozilor din wolfram toriat se face în timpul vidării magnetronului după care se ţin timp de câteva ore la o temperatură de 210oK, timp în care emisia electronică creşte la valoarea nominală.

La o creştere a temperaturi în intervalul 2400-2500oK corespunde o creştere de 2,6 ori a emisiei electronice în timp ce viteza de evaporare este de 5,8 ori mai mare. Pentru dimensionarea catozilor cu încălzire directă se recomandă pentru alegerea emisiei electronice 90% din valoarea curentului de saturaţie.

Page 6: Micro Unde

Pentru determinarea dimensiunilor radiale a lamelelor se pleacă de la considerentul că două lamele vecine trebuie să formeze o cavitate rezonantă asimilată din punct de vedere al repartiţiei câmpului electromagnetic cu o linie bifilară cu dielectric vid scurtcircuitată la un capăt şi având o lungime electrică λ0/4 numită linie rezonantă un sfert de undă. Lungimea reală a cavităţii corespunzătoare rezonanţei numită şi lungime geometrică, este mult mai mică decât sfertul de undă.

Gătitul la cuptorul cu microunde

Principiul de baza al tuturor cuptoarelor cu microunde este unul singur: raze de energie care penetrează mâncarea până la o adâncime de 3,5-4 cm, de la margine către centru. Mâncarea se găteşte rapid dar nu întotdeauna egal.

Descriere generală a cuptorului cu microunde

1. Sistem de închidere a uşii2. Geam cuptor

3. Orificii de ventilare4. Inel rotativ

5. Platou rotativ6. Panou de control

Page 7: Micro Unde

Panoul de control

Vase potrivite pentru cuptorul cu microunde

Vasele cele mai potrivite pentru gătitul la microunde sunt vasele rotunde, care expoatează  caracteristica microundelor de a penetra mâncarea dinspre exterior spre interior. Dacă se folosesc vase pătrate sau dreptunghiulare, mâncarea din colţuri va fi gata mai repede decât cea din centru.

Pentru microunde, pot fi folosite vasele, castroanele din sticlă rezistentă la temperatură, de tip Jena. Se pot utiliza şi vasele din ceramică sau porţelan dar acestea fiind mai groase, mâncarea va avea nevoie de un timp mai îndelungat pentru a fi gata. Nu trebuie folosite în cuptorul cu microunde articolele din bambus, hârtie, lemn sau răchită deoarece acestea pot lua foc. Nu trebuie folosite în cuptorul cu microunde vase sau ustensile din metal sau vase cu torţi,

Page 8: Micro Unde

margine sau capac din metal, deoarece acestea ar putea defecta cuptorul, producându-se descărcări electrice.

Tehnici de gătit la microunde

În cazul în care se doreşte decongelarea alimentelor, acestea se scot din ambalaj, înainte de a le introduce în cuptorul cu microunde. Ca să se folosească cuptorul cu microunde la întregul său potenţial trebuie folosit şi "timpul de aşteptare". Timpul de aşteptare apare atunci când  se opreşte cuptorul sau se scoate mâncarea din cuptor. Acest lucru permite pătrunderea egală a căldurii sau completarea timpului de gătire cu ajutorul căldurii interne. În momentul în care se doreşte ca mâncarea să fiarbă sau să fie gătită mai repede, se acoperă vasul cu un capac sau cu o folie de plastic specială pentru microunde, dar fără a atinge mâncarea. Se lasă un loc care să permită aburului format în vas să iasă.

Argumente pro şi contra cuptorului cu microunde

Cuptorul cu microunde este un bun câştigat al civilizaţiei, dar are câteva inconveniente. El funcţionează pe principiul generării unor unde de înaltă frecvenţă, cel mai adesea de 2450 MHz, adică cu lungimi de unda de 12,2 cm, apropiate de undele scurte radio. Radiaţiile electromagnetice ionizează particulele (provoacă o rotire extrem de rapida a dipolilor - moleculelor polarizate), generează căldură chiar în interiorul masei organice supusa microundelor. Ele au acţiune fizică, biochimică şi fiziologică deosebită, producând ioni şi diverşi radicali liberi, care distrug viruşi şi bacterii (de exemplu Pseudomonas şi chiar şi pe cele mai rezistente, Microbacterium), dar nu şi toxinele şi microtoxinele.

Dar microundele, deşi nu distrug total vitaminele, inactivează enzimele. Carnea animalelor recent sacrificate, mai ales de bovine este “cauciucată” şi cu gust fad. În decursul maturării (frăgezirii) cărnii, glicogelul se descompune treptat în acid lactic preluat de adenozin-tri-fosfat (ATP), care furnizează energia pentru contracţia musculară, apoi se transformă în actomiozină, apărând rigiditatea cadaverică specifică, în urma mai multor reacţii biochimice.

Prin iradierea sau supunerea la microunde a aminoacizilor, mai ales cei aromatici (cu nucleu benzenic) şi metionina în soluţie apoasă, se formează amoniac, hidrogen, dioxid de carbon, acizi organici şi ceta-oxizi. Foarte sensibilă este fenilalanina, care sub acţiunea microundelor îşi schimbă structura inelară. Carnea, care conţine multe proteine fosfolipide, încălzită în cuptorul cu microunde degajă un miros caracteristic de hidrogen sulfurat şi mercaptan datorită descompunerii aminoacizilor cu grupe -SH (de exemplu cisteina se oxidează la cistină), dar şi amoniac, amine, compuşi carboxilici, hidrogen şi dioxid de carbon, care deşi frăgezesc carnea dau un gust neplăcut de rânced. Dacă compuşii volatili reacţionează cu fracţiunile aminice şi sulfurice ale proteinelor se formează produşi stabili, fără mirosuri.

Page 9: Micro Unde

Produsele vegetale sunt mai puţin afectate structural în cuptorul cu microunde, datorită faptului că nu conţin glicogel, iar stabilitatea aminoacizilor lor este incomparabil mai mare ca la proteinele animale.

În 1989, biologul elvetian Dr. Hans Hertel a studiat efectele mâncării preparate la microunde. La acest studiu au participat 8 persoane. Pentru opt saptamani, ei au locuit într-un mediu controlat şi în anumite intervale de timp li s-au dat diverse mâncăruri: mâncare nepreparată, mâncare gătită convenţional, şi măncare gătită la microunde. După fiecare masa li s-au luat probe de sânge.

S-a constatat că atunci când se mănâncă mâncare gătită la microunde, în timp, apar următoarele schimbări semnificative în chimia sângelui: o scădere a valorilor hemoglobinei şi a colesterolului HDL "colesterolul bun", în comparaţie cu "colesterolul rău".

S-a mai constatat scăderea nivelului imunităţii, şi în acelaşi timp, creşterea nivelului leucocitelor, ceea ce în general indică o otrăvire şi o deteriorare a celulelor sângelui, condiţiile necesare apariţiei bolilor degenerative şi a cancerului.

Dr. Bernard Blanc, care a asistat la studiu, a declarat: "efectele măsurabile la om, relativ la ingestia mâncării preparate la microunde, spre deosebire de cea care a fost gătită prin mijloace obişnuite, sunt alterări ale săngelui care pot fi de asemenea recunoscute în etapele premergatoare apariţiei bolilor şi care indică începutul unui proces cancerigen".

Cuptoarele cu microunde "prăjesc" mâncarea prin supunerea moleculelor la o vibraţie foarte rapidă, de miliarde de ori pe secundă, ceea ce face ca acestea să se încălzească prin frecare. În procesul de vibrare, moleculele sunt alterate, deformate sau chiar rupte şi în acelaşi timp apar compuşi noi, numiţi "componente radiolitice", care nu se găsesc în natură.

În mod semnificativ, microundele sunt folosite în ingineria genetică pentru a neutraliza forţa vitală a unei celule, pentru ca aceasta să poată fi manipulată. Microundele distrug vitalitatea şi proprietăţile nutritive ale alimentelor. Când această vitalitate este distrusă, microorganismele penetrează mult mai uşor, şi mâncarea se alterează şi mucegăieşte mult mai repede.

La începutul anului 1991, a fost intentat un proces unui spital din Oklahoma, deoarece un pacient a murit după o transfuzie cu sânge tratat la microunde. În mod normal, spitalele încălzesc sângele folosit în transfuzii, dar nu la microunde.

Profesorul Dr. John Kerner şi Pr. Dr. Richard Quin de la Universitatea Stanford, au testat efectele microundelor asupra laptelui de mamă. Concluzia este că "tratarea cu microunde a laptelui, chiar la valori scăzute, poate distruge unele dintre componentele acestuia, folosite în lupta împotriva îmbolnăvirilor

Page 10: Micro Unde

(componenta imunitară)". După mai multe cercetări, Kerner a publicat în aprilie 1992 concluziile conform cărora "tratarea cu microunde prin ea însăşi poate cauza laptelui anumite procese distructive dincolo de procesul obişnuit de încălzire".

Un alt studiu efectuat la Viena avertizează că încălzirea la microunde a laptelui poate duce la "modificări structurale, funcţionale şi imunologice", şi că microundele transformă aminoacidul L-prolina în D-prolina, o toxină recunoscută, care afectează sistemul nervos şi ficatul, mai ales la copii.

Un alt gen de relatări a venit din partea celor cu alergii. Un kinetoterapeut, David Bridgeman, a declarat: "Dintre toţi cei pe care i-am testat pentru alergii, 99.9% au avut o sensibilitate severă la mâncarea gătită la microunde".

După cei care contestă cuptorul cu microunde, consecinţele negative ale mâncării gătite la microunde asupra sănătăţii pot fi rezumate astfel:  - Mâncarea preparată la microunde pierde între 60% şi 90% din energia ei vitală şi în acelaşi timp i se accelerează procesele de dezintegrare structurală; - Substanţele nutritive elementare sunt alterate, ceea ce duce la boli digestive;  - Chimia mâncării este alterată, având ca efecte disfuncţionalităţi ale sistemului limfatic şi scăderea capacităţii organismului de a lupta împotriva proceselor canceroase;  - Creşte numărul de celule canceroase din sânge; - Când vegetalele crude, gătite sau îngheţate, au fost supuse la microunde, chiar pentru un timp scurt, compoziţia lor nutritivă a fost alterată şi în acelaşi timp au apărut radicali liberi (compuşi toxici, răspunzători de procesele de degenerare şi îmbătrânire);  - Mâncarea gătită la microunde cauzează creşterea numărului de cancere stomacale şi intestinale, o degradare generală a ţesuturilor celulare periferice şi o scădere graduală a funcţionalităţii sistemelor digestive şi excretorii, la un procent ridicat din cei testaţi;  - Scade capacitatea organismului de a metaboliza şi folosi vitaminele din complexul B, C, E precum şi anumite microelemente şi hormoni; - De asemenea, chiar simpla apropiere a corpului de un cuptor cu microunde, a generat o serie de probleme de sănătate.

Page 11: Micro Unde

Gatind cu ajutorul microundelor este foarte comod si fiind larg adoptat in multe tari. Termenul de “microunde” înseamnă, în general, un cuptor cu microunde, cuptor, care este folosit în multe gospodării pentru încălzirea alimentelor.Cuptorul cu microunde a fost un succes uimitor. Acum aproximativ 95% din case în America au cel puţin un cuptor cu microunde. Cuptoarele cu microunde sunt, în general, utilizate mai degraba pentru reincalzire decât pentru gătit.În sistemele de încălzire cu microunde, căldura este generată din cauza frecării moleculară între molecule dipol (de exemplu: apă). Din moment ce apa este uşor pentru a stimulai, cele mai multe alimenteproduse conţine 40-80% apă, încălzirea cu microunde este foarte potrivita pentru gătit. Saruri, grăsimi şi proteine, de asemenea, acţionaza în calitate de componente dipolar şi afecteaza ratele de încălzire. Astfel cuptor cu microunde patrunde in alimente şi încălzeşte mâncarea de la interior spre exterior.

Dezavantajele încălzirii cu microunde sunt incapacitatea de a produce alimente maro non-uniform de gătit, şi uscarea excesivă a alimentelor cum ar fi pâinea. Gătitul cu microunde sau reîncălzire a produselor alimentare este sansa de supravietuire a patogenilor. O altă problemă majoră în grupuri de populaţie, cum ar fi femeile însărcinate, cu imunitate, vârstnici, şi copii tineri sunt foarte sensibili la infectii alimentare posibile. Cat despre gătit şi reincalzire a alimentelor este

Page 12: Micro Unde

unul din ultimii paşi în prepararea produselor alimentare, ar trebui să asigure o siguranta alimentara. Prin urmare, securitatea alimentară devine importantă şi gatitul trebuie să asigure siguranţa alimentului.

Deşi probabilitatea de supravieţuire a patogenilor din alimentele gatite în cuptorul cu microunde este mai mare decât cea pentru produsele alimentare convenţional gătite, consumatori tot mai mult folosesc microundele pentru gatit. Reducerea timpului de proces, de multe ori la fel de mult ca 10 la 1, comparativ cumetode convenţionale, şi calitatea produselor alimentare mai mare în ceea ce priveşte aspectul său, aromă şi gust, confort, uşor de curăţat, scăderea costurilor de energie electrică, vitaminele şi mineralele pot fi principalele motive pentru preferinţa consumatorilor pentru gatitul la microunde. Prin urmare, eliminarea agenţilor patogeni în timpul gătitului la microunde devine foarte critic. Înţelegerea procesului de gătit cu microunde, şi schimbările în proprietăţile alimentelor, în timpul preparării sunt aspecte importante in dezvoltarea reţetelor specifice şi a instrucţiunilor pentru a asigura siguranţa alimentară.

Modelele matematice, care simulează procesul de microunde-gătit, joacă un rol important în proiectarea şi optimizarea procesului de gătire. Modelarea tehnica oferă o introspectivă în procesul de gătire cu microunde. Dezvoltatorii de marfuri vor fi capabili pentru a testa efectele modificărilor în formulele produselor alimentare fără întârziere. Astfel, modelele matematice sunt utile în îmbunătăţirea procedurii de gătit cu microunde. Cercetările actuale implică utilizarea tehnicii de modelare matematică aînţelegerii de gătit cu microunde. În plus, o încercare a fost făcută pentru a determina efectul de tip grăsimi alimentare, şi de răcire prin evaporare în timpul gătirii cu microunde.

Ipoteză

Folosind tehnica de modelare, profilul de temperatură într-un aliment cu microunde-incalzite poate fi prezis. Acest lucru ar putea ajuta la înţelegerea procesului de gătire şi studiază diversi factori care afectează gătitul cu microunde. Acest lucru poate duce la procedura de încălzire, care va asigura siguranţa alimentului. Rezultatele acestui studiu ar putea fi de ajutor în investigarea în continuare pe acest domeniu.

Page 13: Micro Unde

Obiective

Obiectivele acestui studiu sunt:

1.Determinarea proprietăţilor dielectrice alimentare pentru a fi studiate.2. Elaborarea şi validarea modelului matematic pentru procesul de încălzire cu microunde.3. Rolul grăsimii în alimente, apă caldă, şi răcirea prin evaporare în timpulde încălzire cu microunde.

Prezentare

Capitolul 1: Incalzirea alimentelor cu microunde. Rezumat.Gătitul cu microunde este o modalitate de gatit adoptata pe scara larga. Au fost eforturi considerabile pentru a îmbunătăţi procesul de gătit cu microunde şi pentru a creşte siguranţa mancarii gatite la cuptorul cu microunde. Situaţia de fapt în spatele cuptorul cu microunde şi factorii care influenţează încălzirea cu microunde sunt importante. Tehnica de modelare matematică este frecvent utilizata pentru a îmbunătăţii încălzirea cu microunde.

INTRODUCERE O creştere a temperaturii într-un produs alimentar sau orice material poate fi realizată în trei modalităţile posibile, şi anume: conductie, convectie si radiatie. Metoda gatitului conventional, produsele alimentare sunt în mod normal încălzite prin conductie si convectie. Radiaţiile infraroşii sunt folosite pentru incalzirea de suprafaţă. La cuptorul cu microunde, pe de altă parte, caldura patrunde in alimente din interior spre exterior. Cuptor cu microunde este unul dintre aparatele cele mai frecvent utilizate pentru încălzirea alimentelor. Aproape fiecare acasă, în America de Nord are cel puţin un cuptor cu microunde. Cele mai multe dintre problemele asociate cu încălzire cu microunde apărea ca urmare a naturii sale de încălzire inegală. Desi au existat probleme, consumatorii încă mai folosesc cuptorul cu microunde pentru utilizarea rapidă şi uşoară. Este foarte potrivit pentru stilul de viata ocupat ca se pot încălzi alimente mult mai rapid decât alte metode convenţionale de încălzire.Înţelegerea modului în care cuptorul cu microunde încălzeşte mâncarea şi ştiinţa din spatele cuptor cu microunde ar fi de ajutor in reducerea problemelor asociate

Page 14: Micro Unde

cu gatitul lamicrounde. Acest articol încearcă să sintetizeze informaţii care sunt utile în procesul de gatire cu microunde. În plus, o privire de ansamblu despre modelarea matematică de încălzire cu microunde a fost dat.

ANALIZA LITERATURII Generatiile cuptorului cu microunde.

Microundele sunt generate de magnetron. Magnetronul este un tub circular simetric care constă intr-un catod ca axa centrală a tubului şi un anod în jurul acestuia. Magnetronul conţine un spaţiu numit cavităţi de rezonanţă. Rezonanta acţioneza în calitate de circuite reglate şi pentru a genera câmpuri electrice. Aceste cavităţi determina, de asemenea, frecvenţa de ieşire din cuptorul cu microunde. Magnetronul are o antenă conectat la anod şi se extinde în cavităţile de rezonanţă. Antena este folosita pentru transmiterea cu microunde de la magnetron la ghidul de undă. Câmpul magnetic este creat de un magnet care înconjoară magnetronul. Ghidul de undă este un tub de metal gol.Pereţii metalice din ghidul de undã sunt conductoare electrice. În mod normal, magnetronul funcţionează cu o eficienţă aproximativ 60-65%. Odată ajunşi în cuptor cu microunde, unde pot fi reflectate de pe laturile cuptorului şi podea, pot fi transmise prin recipiente şi capace din sticlă, hârtie, plastic, şi poate fi absorbită de mediu, cum ar fi produsele alimentare.

Date despre Cuptor cu microunde

Undele electromagnetice, care includ cuptorul cu microunde, de călătorie la viteza luminii (3 × 108 m / s) şi posedă energie sub forma de pachete de mare energie cunoscut sub numele de cuanta de energie. Razele gamma şi raze-X, care au lungimi de unda scurte, de înaltă frecvenţă si energie mare, sunt capabile sa rupa legaturile chimice. Microundele şi undele radio, care intră sub incidenţa lungimii de undă lungă, scade frecvenţa si nu au suficienta energie pentru a rupe legăturile chimice.Microundele aparţin grupului de forma non-ionizante de radiatii, deoarece nu au suficientă energie necesară pentru procesul de ionizare. Energiea cuantică în microunde este responsabila pentru crearea de căldură, ca microunde oscilează în 2450 × 106 de ori pe secundă şi moleculele dipol alinierii la câmp electric de microunde de la aceeaşi rată. Caldura este generata ca urmare a frecării moleculară între molecule dipol. Ruperea legăturilor chimice ar putea apărea din cauza generatie de căldură, care nu se datorează în mod direct cu microunde.Componenta câmpului electric de microunde este responsabil pentru încălzire. Ea determină moleculele de materiale dielectrice pentru a roti, si produce creşterea temperaturii datorita frecarii dintre molecule. Componenta câmpului magnetic de microunde nu ia parte la încălzirea alimentelor. Cu toate acestea,unele materiale, pot interacţiona cu câmpul magnetic. În interiorul unui cuptor cu microunde, există posibilităţi mari pentru reflecţii multiple şi, prin urmare, există numărul de modele de unde. Fiecare model posibil este menţionată ca un mod şi

Page 15: Micro Unde

cel puţin 20-30 moduri diferite sunt posibile într-un cuptor cu microunde tipic. Prin urmare, cuptor cu microunde poate fi numita cavitate multimod.

Influenţa caracteristicilor alimentare în incalzirea cu microunde.

Caracteristici importante ale alimentelor sunt proprietăţi dielectrice ale produselor alimentare, termiceconductivitatea alimentelor, dimensiunea, forma, orientarea alimentelor în legătură cu cuptor, starea fizicăde apă din produs, prezenţa de os din produsele alimentare şi continutul de umiditate.

Proprietăţi dielectrice şi importanţa acestora.

Microundele interacţioneaza cu materiale pe baza proprietăţilor lor electrice. Metalele sunt bun conductoare electrice şi reflectoare de microunde. Ele nu sunt incalzite de cuptorul cu microunde. Materialele, cum ar fi dielectrici intră sub izolatori electrici şi sunt bune absorbante şi transmiţătoare de microunde. Căldura este generată în dielectric (sau aliment) în primul rând prin absorbţie de microunde şi de absorbţie, şi, prin urmare proprietăţilor dielectrice, depinde de frecvenţa cu microunde, compoziţia produselor alimentare, temperatura de produs, starea fizică a apei în produsele alimentare, şi densitatea produsului. Caracteristicile de absorbţie ale alimentului pot fi schimbate în mod semnificativ prin modificarea factorilor de mai sus, de exemplu, adăugarea de sare în alimente, creste absorbtia de microunde.Incalzirea cu microunde este cea mai mare parte dielectrica în natură şi implică rotaţia molecule dipolar. Proprietăţilor dielectrice ale unui produs alimentar sunt caracteristici ale materialelor de determinare a interacţiunii de energie electromagnetica cu materialele. Proprietăţile dielectrice, cum ar fi constanta dielectrica şi factorii de pierdere dielectrici joacă un rol major în încălzirea cu microunde.Capacitatea de alimentare pentru a stoca energia campului electric este constantă dielectrică. Atunci când componentele dipolar nu sunt distribuite uniform în alimente, încălzirea inegala poate fi de aşteptat. Evident, diferenţa în activitatea de dielectric este o problemă comună în alimente, cu mai mult de un ingredient.

Page 16: Micro Unde

Proprietăţi dielectrice de măsurare

Măsurarea proprietăţilor dielectrice în frecvenţe de microunde se poate facefolosind ghidul de undă şi coaxial linia ca metoda de transport, Open-ended Probe Metoda, şi Cavity perturbaţie metoda. În general, tehnicile de măsurare pot fi clasificate în măsurători reflecţie sau prin sisteme de transmitere rezonant sau non-rezonant, cu structuri deschise sau închise pentru măsurarea proprietatii dielectrice a materialului. Metoda structurii inchise poate fi împărţită în ghid de undă şi linie coaxială, măsurători de transport şi scurt-circuitat ghid de undă sau reflecţie linie coaxială de măsurare. În cazul unor structuri deschise rezonante, măsurătorile se poate face cu un dispozitiv cu două porturi pentru măsurarea factorului de transmisie sau ca un singur dispozitiv pentru măsurători de reflecţie.Proprietăţi dielectrice ale carnii de vită şi de broccolii au fost măsurate ca parte de cercetare. Studiu privind proprietăţile dielectrice de carne de vită şi broccoli a fost limitate în literatura de specialitate. Un studiu realizat de Van Dyke (1969) a analizat efectul de conţinutul de grăsime în sol, carne de vită pe factorul de pierderi dielectrice la 915 MHz. Proprietăţi dielectrice prime pentru carnea de vită, carne de vită fierte, suc de carne de vită şi au fost raportate. Deşi au existat studii pe fructe şi legume (Nelson, 1980; Nelson, 1983; Nelson, 1993; Seaman, 1991), proprietăţile dielectrice la broccoli nu au fost incluse.

Proprietati termice

Conductivitatea termică a produselor alimentare joacă un rol important în sistemele de încălzire cu microunde. Materialele de înaltă conductivitate termică raspandeste căldura mai repede decât materialele cu conductivitate termică scăzută în timpul de încălzire cu microunde. Alimentare cu conductivitate termica mare va dura mai puţin să atingă temperatura uniformă în timpul perioadei de deţinere.Căldura specifică a alimentelor determină cât de repede un aliment poate fi încălzit. Căldura specifică pote fi ridicata de conţinutul de solide în creştere cu adăugarea de componente cum ar fi sarea, protei (Schiffaman, 1993). Căldura specifică împreună cu conductivitate termică constituie proprietatile termice ale materialului.Un studiu recent de către Pan Singh şi Paul (2001) arată că conductivitatea termică la carnea de vită variază între 0.35 şi 0.41 W / m ° C în intervalul de temperatură de 5-70 ° C. Un alt studiu privind proprietăţile termice şi fizice ale carnii de vită de către Rollin et al., (1979) arată că conductivitatea termică de carne de vită este 0.38 W / m ° C. Dimensiunea şi forma de alimentare Dimensiunea produsului alimentar afectează adâncimea de penetrare cu microunde şi afectează rata de încălzire şi uniformitate (Heddleson şi Doores, 1994). Produse cu forme neregulate sunt supuse la încălzire non-uniform, datorită diferenţei de grosime de produs (Mudgett 1989). Un aliment de o formă

Page 17: Micro Unde

sferică sau cilindrică, cu diametrul de 20-60 mm, va fi încălzită uniform, deoarece căldura este concentrat spre centru. Centrul va fi încălzită 13 mai repede decât suprafaţa (Hill, 1994).

Orientarea alimentelor în cuptorul cu microunde

Rata de încălzire a produsului este afectată de orientarea de produs din cauza variaţie în tiparul cuptorului. Peretii cuptorului metalici reflectă până când toate microundele sunt absorbite de alimente. Prin urmare, destinaţiile de plasare de alimente în cavitate afectează modul în care microundele, reflectă şi sunt absorbite în produs. Distribuţia neuniformă cu microunde poate fi redusă cu un agitator val, dar poate prezenta în continuare problema (Mudgett, 1989). Starea fizică a apei

Starea fizică a apei într-un aliment afectează încălzirea cu microunde. Constanta dielectrica a apei este mai mare decât cea a gheţii. Atunci când un produs alimentar congelat este încălzit într-un cuptor cu microunde, iniţial părţile decongelate ale produsului se încălzesc mai repede decât secţiunea îngheţata a produsului.

Conţinutul de umiditate

Conţinutul de umiditate al produsului afectează semnificativ proprietăţile dielectrice ale produselor alimentare şi, în consecinţă, adâncimea de penetrare cu microunde este afectata (Hill, 1994). În plus, în alimente cu umiditate ridicata, pierderile de caldura prin suprafata de racire pot apărea ca urmare a evaporării (Berek şi Wickersheim).

Suprafata microbiana a gatitului cu microunde

Siguranţa alimentelor gătite de microunde este esenţială în dezvoltarea instrucţiunile de gătit. Instrucţiunile de gătit pe ambalaj trebuie să asigure că agenţii patogeni sunt complet eliminati. Inocularea studiilor de cercetători (Carter, 1994; Heddleson şi Doores, 1994; Lund, 1994; Landgraf şi Tassinari, 1997) au arătat că produsele alimentare ar putea susţine supravieţuirea patogenilor atunci când temperatura nu este monitorizată îndeaproape în produsul alimentar. Un studiu de Flores (1994) privind carnea de vită a ajuns la concluzia că, conţinutul de grăsime alimentara joacă un rol important în supravieţuirea patogenilor. Conţinutul mai ridicat de grăsime din carnea de vită ajută la reducerea de supravieţuire agenţilor patogeni (Hix 2000). Gătitul cu microunde a produselor vegetale are un risc mai mare de supravieţuire a patogenilor decât cel al produselor din carne (Hix 2000).

Page 18: Micro Unde

Procesul de contaminare, apare după prepararea alimentelor ca urmare a contactului cu materiale neigienice sau nefierte. Manipularea necorespunzătoare a produselor alimentare creşte şansa de supravieţuire a agentului patogen. Cu toate acestea, mulţi consumatori nu-şi dau seama că in timp exploataţia corespunzătoare poate creşte în mod considerabil siguranţa alimentelor.Abuzul în temperatura de depozitare dacă este în industria alimentară, magazin alimentar sau acasa creşte supravieţuirea agentului patogeni. Temperatura ridicată de depozitare incurajeaza cresterea de microorganisme (Jay, 1996). În plus, deteriorarea pachetelor alimentare sau a produselor alimentare în timpul transportului şi manipulării ar putea fi ameninţare gravă pentru siguranţa alimentară (Hotchkiss şi Potter, 1995).

Reducerea incălzirii non-uniforme.

Caldă şi rece, există locuri în alimente ca urmare a distribuţiei inegale (Anatheswaran et al, 1994.). Instrucţiunile în curs de dezvoltare pentru gătirea alimentelor este foarte dificilă din cauza acestei incalziri inegale. Pentru a spori efectul de încălzire uniformă, în mod normal, cuptoarele cu microunde sunt echipate cu un agitator mod. Agitatorul mod este doar o lama metalica, care este folosita pentru a perturba distribuţia câmpului în interiorul cuptorului. Mancarea este, de asemenea, rotita cu un platou motorizat pentru a creşte uniformitatea de încălzire prin reducerea concentraţiei de putere de la anumite locuri din alimente (Pozar, 1998)Modelarea procesului de încălzire cu microunde Modelarea reprezintă un fenomen folosind un set de ecuatii matematice. Soluţii pentru aceste ecuaţii sunt presupuse pentru a simula comportamentul natural al materialului. Modelarea poate fi un instrument de proiectare pentru a dezvolta produse alimentare, care va asigura rezultate optime de încălzireîn cuptorul cu microunde. În lucrarea de modelare, sistemul de alimentare este reprezentat ca fiindalcătuit din mai multe elemente mici în procesul de simulare. Modelarea procesului de gătire cu microunde poate implica două părţi distincte, una fiind modelarea transferului de căldură şi masă în produsele alimentare şi alta fiind câmpul electromagnetic în interiorul cavităţii cuptorului cu microunde pentru calcularea generala de caldura pe termen lung.

Page 19: Micro Unde

Componente majore ale cuptorului cu microunde:

1. Agitator2. Ghid de undă3. Magnetron4. Aranjamentul placii turnate5. Cavitatea cuptorului

Efectul conţinutului de grăsime şi a temperaturii asupra proprietăţilor dielectrice ale carnii de vită

Aplicarea tehnologiei alimentare cu microunde este larg adoptata în America de Nord. Microundele se încadrează în categoria de radiatii electromagnetice. Frecvenţa cu microunde implică, în general, undele electromagnetice de frecvenţă între 0,3 GHz şi 3 GHz (Decareau, 1985). Proprietăţile dielectrice descriu comportamentul materialului atunci când este supus la câmpuri electromagnetice pentru aplicaţii de încălzire dielectrice. Aceste proprietăţi sunt importante în determinarea adâncimii de penetrare de energie cu microunde şi rata de absorbţie a puterii de alimentare într-un cuptor cu microunde. Proprietăţi dielectrice de interes sunt constanta dielectrică (ε ") şi factorul de pierderi dielectrice (ε"). Constanta dielectrica este o măsură ce are capacitatea de a stoca energie electrică. Factorul de pierderi dielectrice are capacitatea de a converti energia electrică pentru a încălzi.Proprietăţi dielectrice ale de produselor alimentare şi materialelor agricole sunt importante în dezvoltarea procedurilor de încălzire cu microunde şi în proiectarea de echipamente electrice şi electronice care interacţionează cu alimentele. Acestea pot fi legate de compoziţie, care este util în controlul asigurarii si calităţii.

Page 20: Micro Unde

Cinetica de inactivare microbiană pentru tehnologii alternative prelucrare a alimentelor - Cuptor cu microunde şi de prelucrare prin radiofrecvenţă.

Domeniul de aplicare

Utilizarea frecvenţelor radio şi cu microunde pentru a încălzi alimente pentru pasteurizare si sterilizare comerciale, în scopul de a spori siguranţa microbiană este discutat aici. Deşi nu se află sub reglementările FDA, utilizarea tehnologiei cu microunde pentru a spori siguranţa alimentară microbiene în casă este de discutat, de asemenea, pe scurt. Mecanisme de încălzire şi alimentare distrugerea agenţilor patogeni, şi de validare a proceselor industriale sunt, de asemenea, discutate, urmată de presupuneri cu privire la manipularea abaterilor în timpul prelucrării industriale. Acest document sintetizează informaţiile obţinute prin literatura publicată şi contacte personale cu industria, mediul academic, şi de guvern.Mecanismele de inactivare microbiană de incalzire de frecvenţă radio sunt, de asemenea, destul de asemănătoare cu cele de încălzire cu microunde. Astfel, acest document se referă mai ales la prelucrarea cu microunde cu presupunerea implicită că principiile sunt în general aplicabile în frecvenţă radio. Informaţii specifice privind frecvenţa radio ori de câte ori este inclus este disponibila.Cuptor cu microunde şi radio frecvenţă de încălzire se referă la folosirea undelor electromagnetice de anumite frecvenţe pentru a genera caldura intr-un material (Metaxas 1996; Metaxas şi Meredith 1988; Roussy şi Pearce 1995)

Cuptoare cu microunde şi Pericole lor

De ce oamenii isi fac griji despre radiaţiile microundelor?Cum functioneaza cuptoarele cu microunde?Poate produce radiatii cuptorul cu microunde?Cum este măsurată în exteriorul radiaţiilor cu microunde?Care sunt efectele asupra sănătăţii ale radiaţiilor de microunde?Ce se întâmplă cu oamenii, atunci când sunt aproape de cuptoarele cu microunde?Care sunt măsurile de precauţie generale de siguranţă pentru cuptoarele cu microunde?Există norme care se aplică în cazul cuptoarelor cu microunde?

De ce oamenii isi fac griji despre radiaţiile microundelor?

Cuptoarele cu microunde sunt folosite zilnic în restaurante, cafenele, saloane, bucatarii, snack baruri, şi case. Utilizatorii cuptorului cu microunde sunt adesea în cauză despre pericolele potenţiale asupra sănătăţii în urma expunerii la scurgerile radiaţiilor de microunde. Cu cele mai recente progrese tehnologice în

Page 21: Micro Unde

design garnitura uşii şi cu întreţinerea corespunzătoare, scurgerile cuptorului cu microunde au fost mult reduse sau eliminate.

Cum functioneaza cuptoarele cu microunde? In cuptor cu microunde, mâncarea este gătită prin expunerea la radiaţii cu microunde. Cele mai multe cuptoare cu microunde de uz casnic operează pe o frecvenţă de 2450 de megahertzi (MHz sau milioane de cicluri pe secunda), într-o undă continuă (CW). Cuptoarele mai mari folosite pentru aplicaţii industriale, uneori, funcţionează la 915 MHz.Sursa de radiaţii într-un cuptor cu microunde este tubul magnetronului. Magnetronul, în esenţă, converteşte 60 Hz electrică curentului electric la radiaţiile electromagnetice de 2450 MHz. Inalta tensiune (de obicei 3000 la 4.000 de volţi) care alimentează tubul magnetronului este produsă de un pas-up redresor transformator, şi filtru care transformă AC 120V (curent alternativ sau 60 Hz tensiunea de linie) la 4 kV DC (curent direct).Energia microundelor din magnetron este transferat la cavitatea cuptorului printr-o secţiune la ghidul de undă. Un mod de agitator răspândeşte energia microundelor mai mult sau mai puţin uniform în interiorul cuptorului.

Radiaţiile din interiorul cuptorului cu microunde produce caldura in interiorul alimentelor în cuptor. Căldura este produsă atunci când moleculele de apă din alimente vibreaza (la o rată de 2.45 miliarde de ori pe secundă), atunci când produsele alimentare absoarbe radiaţiilor de microunde. Mişcarea moleculelor produce frecare, care provoacă căldură.

Poate produce radiatii cuptorul cu microunde?

Vechi sau defecte sigiliile uşilor sunt cele mai frecvente cauze ale radiaţiilor de microunde. Teoretic, vor exista cantităţi mici de scurgere prin sticla de vizionare, dar măsurătorile au arătat ca acest lucru este nesemificat.

Page 22: Micro Unde

Cum este măsurată în exteriorul radiaţiilor cu microunde?

Radiaţiile microundelor se măsoară ca densitatea de putere în unităţi de milivati pe centimetru pătrat (mW/cm2), care este, în esenţă rata fluxului de energie pe unitatea de suprafaţă. Este nevoie de echipamente speciale pentru detectarea şi măsurarea scurgerilor. Niveluri tipice de scurgere ale radiaţiilor de la cuptoarele cu microunde este de aproximativ 0,2 mW/cm2, care este mult sub limita stabilită de către nivelul de siguranţă naţionale pentru siguranţă. Codul 6: Limite de expunere la radiofrecventa, domenii la frecvenţe de la 10 kHz-300 GHz (1994, 60 p. , Canada pub Sănătate 91-EHD-160).. Acest nivel de scurgere nu poate fi sesizat de către organism.Densitatea de putere a radiaţiilor de microunde scade rapid cu creşterea distanta de la cuptor. Aceasta înseamnă că cu cat stai mai departe de cuptorul cu microunde, cu atat esti mai putin expus la radiatii. La un metru, există foarte puţine radiaţii stânga.

Care sunt efectele asupra sănătăţii ale radiaţiilor de microunde?

De expunere vorbin în general, la niveluri foarte ridicate ale radiaţiilor de microunde poate duce la cantităţi semnificative de energie ce pot fi absorbite de către organism. La fel ca si cu alimentele, aceasta energie este transformată în căldură în organism. Părţi sensibile ale corpului, cum ar fi ochii, testiculele şi creierul, nu sunt capabile de a scăpa de căldura suplimentara ce se poate construi. Cu toate acestea, situaţiile în care efectele termice (caldura) prejudiciul sa întâmplat de fapt la ochi sau creier necesare expunerii pe termen lung la densitatile de putere foarte mare bine în plus faţă de cele măsurate în jurul cuptoare cu microunde.Unele efecte biologice nu poat fi explicate printr-o creştere a temperaturii în organism sau în orice parte. Persoanele care lucrează în domenii cu microunde au raportat dureri de cap, oboseala ochilor, peste toate, oboseala şi tulburări de somn. Aceste efecte au fost asociate cu interacţiunea dintre domeniile cu microunde si sistemul nervos central al organismului. Astfel de efecte au fost etichetate ca interactiuni "non-termice". Acestea pot fi responsabile pentru unele dintre efectele pe termen lung de la expunerea prelungită la niveluri reduse de câmpuri electromagnetice. Nu este confirmat nici o dovadă ştiinţifică pentru a demonstra o legătură între astfel de efecte şi expunerii la radiatiile microundelor. Cu toate acestea, trebuie subliniat că aceste efecte apar, de obicei cu câmpuri impulsuri sau puls-modulate, şi nu cu domeniile de undă continuă asociate cu cuptoarele cu microunde.

Page 23: Micro Unde

Ce se întâmplă cu oamenii, atunci când sunt aproape de cuptoarele cu microunde? În trecut, au existat unele probleme care rezultau din radiaţiile microundelor. Deoarece stimulatoarele cardiace sunt dispozitive electronice, interferenţa de la alte surse electrice poate provoca defecţiuni şi ale stimulatorului cardiac, pentru a trimite astfel de informaţii incorecte la muschii inimii. Deşi cuptoarele întreţinute în mod corespunzător şi operate cu microunde este puţin probabil să provoace această intervenţie, scuturi electromagnetice au fost puse în stimulatoarele noi ca o măsură de precauţie adăugat. Pacienţii cu stimulatoare cardiace trebuie să consulte medicul dacă consideră că acestea pot avea o problema legata de radiaţiile microundelor sau radiofrecventa.

Care sunt măsurile de precauţie generale de siguranţă pentru cuptoarele cu microunde?

Sfaturi de siguranţă pentru exploatarea cuptoarelor cu microunde:

1. Nu puneţi în funcţiune cuptorul când este gol.2. . Prudenţă extremă dacă aveţi un implant de pacemaker. Radiaţiile cu

microunde poate provoca interferenţe stimulatorul. Persoanele cu implanturi stimulatoare cardiace nu ar trebui să fie lângă un cuptor cu microunde excepţia cazului în care sunt siguri că este în stare de funcţionare bună şi nu există nici o scurgere de radiaţiilor de microunde.

3. Verificaţi pentru a vedea că garnitura uşii şi suprafaţa interioară a uşii şi cavitatea cuptorului sunt curate după fiecare utilizare.

4. A nu se lăsa la îndemâna copiilor. Nu permiteţi copiilor mici să foloseasca cuptorul.

5. A nu se pune faţa în apropiere de fereastra când uşa cuptorului este de operare.

Sfaturi de siguranţă pentru instalare şi întreţinere a cuptoarelor cu microunde includ:

1. Aveţi grijă deosebită pentru a se asigura că nu se produc daune la partea din cuptor face contact cu uşa sau garnitura uşii.

2. Asiguraţi-vă că cuptorul cu microunde este deconectat de la energie electrică înainte de a ajunge în orice deschideri accesibile sau încercarea de orice reparaţii.

3. Asiguraţi-vă că ajustarea de tensiuni aplicate, de înlocuire a puterii generatoare de microunde, demontarea componentelor la cuptor, şi remontare de ghiduri de undă sunt efectuate numai de către persoane care au fost special instruiţi pentru astfel de sarcini. La serviciile unui

Page 24: Micro Unde

depanator calificat ar trebui să fie solicitată atunci când orice disfuncţionalitate este suspectata.

4. Nu trece de blocare usa.5. Nu testa o putere microunde generatoare de componente fără o încărcare

corespunzătoare conectată la ieşirea acestuia. Puterea generata nu trebuie să li se permită să radieze liber în zonele ocupate.

Există norme care se aplică în cazul cuptoarelor cu microunde?

Canada:Codul de Siguranţă 6: Recomandat procedurile de securitate pentru instalarea şi utilizarea dispozitivelor de radiofrecventa si microunde în gama de frecvenţă de 10 kHz-300 GHz.Codul de Siguranţă 6 seturi limite sigure de expunere pentru persoanele care lucrează în apropierea surselor de domenii de radiofrecventa, precum şi pentru publicul larg care ar putea fi expuse timp de 24 de ore pe zi.Codul de Siguranţă 6 este un ghid mai degrabă decât o lege. Deoarece este menţionată în scris în conformitate cu reglementările Codului Muncii Canada, aceasta înseamnă că departamentele guvernamentale federale, corporaţii coroana, şi alte organizaţii reglementate de aceste reglementări trebuie să urmeze procedurile de siguranţă şi orientările de instalare în Codul de Siguranţă 6, cu excepţia cazului exceptat prin regulament. Industria din Canada, de asemenea, impune operatorilor de instalaţii de radiocomunicaţii şi radiodifuziune să urmeze Codul de Siguranţă 6. Provinciile canadiene şi teritoriile au adoptat, în general, Codul de Siguranţă, şase recomandări de expunere.

Limite de expunere (Codul de Siguranţă 6)

1. Pentru lucrători radiofrecventa expusa: 5 mW/cm2 (50 W/m2) în cazul în medie de peste 0.1 oră (6 min) şi atunci când spaţial medie.

2. Pentru alte persoane decât radiofrecventa-lucrătorilor expuşi (de exemplu, populaţia generală): 1 mW/cm2 (10 W/m2) în cazul în medie de peste 0.1 oră (6 min.) perioada şi când spaţial medie.

Partea III (Cuptoare cu microunde) din care emit radiaţii Dispozitive Regulamentul (CRC, C. 1370) precizează următoarele limite pentru radiaţii scurgere la 5 cm de la suprafata a cuptorului cu microunde:

a) 1.0 mW/cm2 cu sarcină de încercareb) 5.0 mW/cm2 fără sarcină de încercarec) Expunere X-ray nu peste 0,5 MR (milliroentgen) răspândite pe oră pe o

suprafaţă de 10 cm2

Page 25: Micro Unde

Informaţii referitoare la echipamentele de măsurare pentru scurgerile cuptorului cu microunde pot fi obţinute de la furnizorii şi producătorii de astfel de instrumente. Dispozitivele care emit radiaţii, regulamentul impune ca instrumentul de măsurare trebuie să fie capabil să măsoare o densitate de putere de 1,0 mW/cm2 cu o precizie de ± 2dB sau mai bine şi au un indicator cu un timp de răspuns nu mai mare de 3 secunde.Un regulament făcut în baza unui act de sănătate la locul de muncă şi de siguranţă s-ar aplica numai in autoritatea în care actul a fost în vigoare.Prezentul regulament specifică, de asemenea, standarde de construcţie de proiectare, şi funcţionarea cuptoarelor cu microunde. Prezentul regulament se aplică la vânzare, leasing sau importul în Canada de orice dispozitiv care emite radiaţii.

U.S.A.:

ANSI/IEEE-C95.1-1991 - densitatea de putere nu trebuie să depăşească 1,6 mW/cm2 la 2450 MHz (frecvenţa cuptorului cu microunde) pentru expunerea la om, în medii necontrolate.

Internaţional:IRPA (International protecţia împotriva asociatiei radiaţiilor) orientări: Asociaţia Internaţională pentru Protecţia Impotriva Radiaţiilor recomandă limita de expunere de 5 mW/cm2 pentru lucrătorii RF şi 1 mW/cm2 pentru publicul larg. Aceste limite de expunere sunt în medie de peste 6 minute (0.1 h) perioada. Acum cuptoarele cu microunde sunt concepute pentru a minimiza scurgerile. Niveluri de scurgere de la funcţionarea în mod normal, a cuptoarelor cu microunde este mult mai mică decât limita de sus (a se vedea figura).

Sursa: Dr. A Ministerul MUC, Ontario Muncii, 1983

Page 26: Micro Unde

I. Principii generale asupra dispozitivelor cu microunde

Energia microundelor a fost folosita in procesele industriale de foarte multi ani.Folosirea acestora in locul surselor convetionale de caldura s-a produs datorita mai multor avantaje cum ar fi : incalzirea rapida in profunzime economisire de energie si timp si imbunatatirea calitatiiIn primii ani de studii a incalzirii prin microunde aceste avantaje au fost greu de justificat in raport cu pretul scazut al incalzirii cu ajutorul derivatiilor petrolului.

Toate acestea impreuna cu reticenta multor industrii de a schimba sistemele conventionale existente dar adesea eficiente si depasite cu sisteme bazate pe microunde a dus la o crestere lenta dar foarte bine documentata a acestei tehnologii.

Cele mai mari avantaje ale energiei microundelor asupra tehnologiei convetionale au fost bine precizate de catre Parkin (1979). o mai eficienta uscare vis-a-vis de perioada de uscare reducand costurile de

productie sistemul este mult mai compact decat sistemul conventional energia este transferata intr-un mod mult mai curat (fara poluare) se realizeaza afanarea materialului absortia energiei in mod selectiv de catre constituentii cu pierderi energia se disipa repede in volumul materialului evita uscarea excesiva un cost relativ scazut al intretinerii

II. Generatoare de microunde

Magnetronul este un oscilator de putere in microunde. El lucreaza in regim de purtatoare sau impuls. In radiatie continua poate debita puteri de microunde de ordinul 20KW cu randament de 80%,iar in regim de impuls puteri de megawati, intrucat puterea de varf Pv si puterea medie Pm, corespunde raportului intre perioada de repetitie T si durata impulsului .Banda de frecvente de lucru este ingusta deoarece magnetronul utilizeaza cavitati rezonante incorporate intr-un anod metalic masiv de obicei din Cu. Intre anod si catod se aplica o tensiune continua de ordinul miilor de volti.

Datorita cavitatilor rezonante prevazute in anod, campul electromagnetic de microunde are la rezonanta intensitate mare,astfel incat in obtinerea puterii de microunde prin franarea electronilor, contribuie atat interactiunea indelungata camp electric electron, cat si intensitatea mare a campului electric. Interactiunea are loc in timp ce electronii se deplaseaza in jurul catodului, in spatiul anod-catod.

Page 27: Micro Unde

III. Proiectarea generatorului de microunde

Magnetronul este un element esential in generarea energiei de microunde , el transformind frecventa retelei de 50 Hz in inalta frecventa 2,451GHz.Este un tub vidat de geometrie cilindrica avind 2 electrizi anod si catod.Anodul este realizat din cupru si consta din mai multe cavitati care formeaza circuite rezonante. Una din aceste cavitati contine o antena care permite extragerea energiei si transmiterea ei in exterior.Catodul are in general forma elicoidala este realizat din wolfram se incalzeste pana la temperatura de 2000 [K] datorita aplicarii unei tensiuni cuprinse intre 5-10 V si in plus catodul este plasat la un potential negativ de tensiune intre 6-10kV.Aceste magnetroane pot functiona in regim continuu sau in impulsuri dand puteri de ordinul zecilor de kw cu un randament de 70%.Functionarea magnetronului se bazeaza pe transferul de energie pe care il realizeaza electronii in spatiul de interactiune.Electronii absorb energie de la sursa de tensiune anodica si o cedeaza prin intermediul campului electric de inalta frecventa cavitatilor rezonante.Sub actiunea campului electric creat de tensiunea anodica si a campului magnetic creat de magnet sau electromagnet electronii se pun in miscare descriind traiectoria sub forma unor bucle succesive denumite cicloide.Aceste ciclode sunt caracterizate printr-o viteza de translatie ,si o viteza de rotatie.Cand viteza de transfer si cea de rotatie sunt egaleinelele sunt cicloide.Electronii care se deplaseaza in sensul liniilor de camp sunt franati si cedeaza o

parte din energia lor cinetica.Electronii care se misca in sens contrar liniilor de cimp sunt accelerati si absorb energia de la campuri de inalta frecventa. Pentru ca energia cedata de electroni sa fie mai mare decat energia primita si magnetronul sa functioneze cu un randament bun trebuie ca pe o parte sa se mareasca numarul de electroni franati iar pe de alta parte sa se micsoreze numarul de electroni accelerati. In afara de aceasta este necesar ca timpul necesar in care electronii utili adica cei franati se deplaseaza de la o fanta la alta sa corespunda cu jumatate din perioada oscilatiilor de inalta frecventa, pentru ca astfel sa se gaseasca in dreptul fiecarei fante tot un camp franat . Elecronii franati descriu bucle mai largi ramanand mai mult timp in spatiul de interactiune si trecand prin fata mai multor fante ei cedeaza o cantitate de energie mai mare campului.

Influenta hotaratoare asupra performantelor si asupra fiabilitatii magnetronului o are catodul datorita caracteristicii sale de emisie electronica emisie care se masoara in [A/cm2]. In cazul magnetronului eliberarea din metal a electronilor se produce prin emisie termoelectronica pe seama energiei termice

Page 28: Micro Unde

furnizata de catodul incalzit fenomen puternic dependent de temperatura si de materialul catodului.In magnetron doar o parte a caldurii catodului se produce datorita curentului de incalzire,cealalta parte destul de insemata provine de la electronii de faza nefavorabila a caror energie cinetica se transforma in caldura prin bombardarea regresiva ciocnind neelastic catodul. La magnetroanele de tip radar adica acele magnetroane care functioneaza in impulsuri dupa o scurta perioada de incalzire circuitul de filament este dereglat si incalzirea este asigurata in continuare de bombardamentul electronilor de faza nefavorabila Pentru realizarea catozilor se utilizeaza sarma de wolfram toriat, timp de lucru pentru acesta este de 1900-1950[K]. Pentru wolfram toriat la temperatura de 1900[K] densitatea curentului de saturatie este de js=10[A/cm2]. Temperatura de topire a Wolframului este 3370[0C]. Cresterea temperaturii de lucru asigura o crestere rapida a emisiei dar cauzeaza in mod nedorit reducerea accentuata a duratei de viata a catodului.Alegand temperaturi de lucru mai joase scaderea emisiei poate fi compensata prin marirea suprafetei de emisie deci prin marirea dimensiunilor catodului.Catozii realizati din Wolfram toriat au o emisivitate de aproximativ 1000de ori mai mare decat cei realizati Wolfram pur la aceeasi temperatura de functionare.Activarea catozilor din Wolfram toriat se face in timpul vitarii magnetronului dupa care se tin timp de ore la o temperatura de 210[K] timp in care emisia electronica creste la valoarea nominala. La o crestere a temperaturi in intervalul 2400-2500[K] corespunde o crestere de 2,6 ori a emisiei electronice in timp ce viteza de evaporare este de 5,8 mai mare. Pentru dimensionarea catozilor cu incalzire directa se recomanda pentru alegerea emisiei electronice 90% din valoarea curentului de saturatie.

Pentru determinarea dimensiunilor radiale a lamelelor se pleaca de la considerentul ca doua lamele vecine trebuie sa formeze o cavitate rezonanta asimilata din punct de vedere al repartitiei campului electromagnetic cu o linie bifilara cu dielectric vid scurtcircuitata la un capat si avand o lungime electrica λ0/4 numita linie rezonanta un sfert de unda lungimea reala a cavitatii corespunzatoare rezonantei numita si lungime geometrica este mult mai mica decat sfertul de unda.

IV. Proiectarea circuitelor de iesire

La frecventa de microunde energia electromagnetica este dirijata dintr-un loc in altul cu ajutorul cablului cu axial sau ghidurilor de unda.Circuitul de iesire are rolul de a transfera energia de foarte inalta frecventa generata de tub circuitului de sarcina.De exemplu pentru frecventa de 2,45 GHz domeniile pentru ghidul de unda din aluminiu sunt: a = 9,525 [cm] = 95,25 10-3mm,b = 5,461 [cm] = 54,61 10-3mm.In punctul de utilizare energia este furnizata intr-o incinta metalica cum ar fi cea a unui cuptor. Indiferent de solutia aleasa iesirea trebuie sa asigure transformarea impedantei de sarcina la nivelul dorit in interiorul tubului;de asemenea trebuie sa fie etans la vid si sa transmita puteri generate de magnetron . Constructiv

Page 29: Micro Unde

circuitul de iesire consta dintr-un conductor tip banda care la capatul interior are o bucla sau banda de cuplaj cu rezonatorul iar la capatul de iesire se conecteaza la capacelul metalic de etansare si la un izolator cilindric dintr-un material transparent la microunde care reprezinta asa numita fereastra.Pentru a dimensiona circuitul de iesire se porneste de la lungimea de unda a oscilatiilor emise de magnetron si de la putera acestuia.

Proiectarea circuitului magnetic

La magnetroanele de putere mica campul magnetic este produs cu ajutorul magnetilor permanenti, iar reglajul curentului anodic se face prin variatia tensiunii anodice.La magnetroanele de putere mare cimpul magnetic se realizeaza prin utilizarea electromagnetilor, iar reglarea curentului anodic se asigura prin variatia curentului electromagnetului.Circuitul magnetic trebuie sa se caracterizeze prin greutate redusa printr-o stabilitate a valorii inductiei magnetice in interiorul magnetronului si printr-o configuratie corespunzatoare asigurarii unei unei functionari eficiente.Utilizare electromagnetilor se impune si in etapa de incercare a magnetroanelor noi pentru determinarea valorilor optime ale tensiunii anodice si ale inductiei magnetice.Tipurile noi de magnetroane au o constructie mai simpla a circuitului magnetic la aceste tipuri polii magnetici sunt reprezentati de piesele de inchidere ale blocului anodic .Pentru a asigura stabilitatea curentului magnetic in timpul functionarii magnetronului se actioneaza asupra tensiunii anodice sau asupra curentului din infasurarea electromagnetului.In mod normal magnetronul trebuie sa fie prevazut cu cel putin unul din sistemele de protectie urmatoare: protectie termica care trebuie sa asigure intreruperea functionarii

magnetronului cand temperatura acestuia depaseste valoarea prescrisa; aceasta se realizeaza prin utilizarea de limitatoare de temperatura care controleaza temperatura blocului anodic sau temperatura apei de racire.

Protectie la depasirea valorii nominale a curentului anodic;aceasta se asigura prin utilizarea unui releu maximal de curent montat in circuitul anodic al magnetronului.Cresterea valorii curentului anodic poate fi cauzata fie de modificarea brusca a impedantei de sarcina fie de reducerea vidului a magnetronului.

Protectie impotriva energiei reflectate;aceasta se realizeaza printrun sistem de detectare a puterii reflectate sistem care actioneaza fie pentru micsorarea puterii de iesire fie pentru deconectarea alimentarii magnetronului.

Protectie impotriva functionarii fara sarcina in cavitatea rezonanta;aceasta se realizeaza cu ajutorul unui sistem de detectare a prezentei sarcinii sistem care actioneaza pentru deconectarea alimentarii magnetronului.

Page 30: Micro Unde

Concluzii

Procesele electromagnetice care au loc in magnetron in special in spatiul de interactiune catod-anod depind de parametrii geometrici ai blocului catodic si anodic.

Coaxialitatea catodului cu cavitatea cilindrica interioara a anodului reprezinta o necesitate pentru functionarea corecta a magnetronului

Itinerariul de proiectare si dimensionare a elementelor principale ale magnetronului poate fi redat si sub forma de algoritm putandu-se adopta la proiectarea asistata pe calculator.

Investigarea efectelor biologice ale expunerilor la microunde bazata pe determinarea spectrofotometrica a continuturilor de acizi nucleici din tesuturi animale

Materiale si metode

   Instalatia de expunere la microunde de joasa densitate de putere a fost asamblata in pe baza unei diode IMPATT; este prevazut cu antena horn pentru iradierea in spatiu deschis cu microunde liniar polarizate emise in mod continuu (in unda continua); este prevazuta cu un timer pentru controlul automat al duratei iradierilor si a pauzei dintre acestea. Frecventa microundelor a fost de 10.75 GHz (plus/minus 0.05 GHz) (din " fereastra atmosferica " pentru microunde). Densitatea de putere a fost de circa 1 mW/cm2 pentru reducerea efectului termal la minimum (la un nivel de iradiere de 1 mW/cm2 se apreciaza ca efectul termic este de ordinul a 0,1 grade).

Page 31: Micro Unde

Fig.1. Instalatia de expunere la microunde de joasa densitate de putere1- generatorul de microunde; 2-cuplaj coaxial; 3 - izolator cu ferita; 4 -adaptor; 5

- antenna horn de emisie; 6 - suport fara pierderi; 7 - esantionul de tesut; 8 antenna horn de receptie; 9 - inductanta de adaptare; 10 - powermetru; 11 -

detector; 12 - voltmetru; 13 - unit de control; 14 - sistem de achizitie; 15- computer; 16 - incinta anechoica

   Materialul biologic. S-au delimitat esantioane de tesut omogene (muschi, ficat, plaman si os de porc, proaspat prelevate), cu dimensiuni de ordinul centimetrilor astfel ca este de asteptat ca, la frecventa folosita, in tesuturi cu un continut ridicat de apa sau nu, sa avem un efect rezonant in probele iradiate (concentrarea de energie cu distributie spatiala periodica ca urmare a formarii de unde stationare); suportul probelor a fost din material puternic absorbant (polistiren expandat) pentru a se evita aparitia undelor reflectate   Tipuri de expunere. Expunerile acute au avut durate de 1-2-4-8-16 ore; expunerile cronice au totalizat un interval de timp egal cu durata cea mai mare a expunerilor acute (16 ore) pentru fiecare din timpii de expunere de 1 ora/sedinta, 2 ore/sedinta si 4 ore/sedinta iar pauza dintre iradieri a fost egala cu 2 ore in fiecare caz.   Pe durata expunerilor controlul temperaturii (circa 4 grade C) si al umiditatii (70 la suta) a fost asigurat de incinta Angelantoni Scientifica (care a adapostit sistemul de expunere).   Masuratorile spectrofotometrice. Extractia acizilor nucleici s-a efectuat la cald (100 grade C) in acid percloric 0.1 M fiind urmata de centrifugare si filtrare. Dozarea spectrofotometrica s-a realizat pe baza absorbtiei in ultraviolet a acizilor nucleici (Nuta si Busneag, 1977) la 24 de ore de la incetarea iradierii.

Page 32: Micro Unde

   Analiza statistica. S-au efectuat cate cinci determinari repetate in conditii identice din fiecare proba pentru fiecare mod de expunere si pentru fiecare timp de expunere. S-au calculat valori medii si deviatii standard si s-a aplicat testul t pentru compararea mediilor obtinute la martori si la probele expuse (evaluarea semnificatiei statistice a efectelor iradierilor).   Rezultate si discutii . Rezultatele expunerilor acute (iradieri unice) ale tesuturilor studiate (muschi, ficat, os si plaman (de porc) corespunzatoare unor organe vitale al corpului animal s-au obtinut in microg/g. Astfel, modificarile evidentiate la expuneri acute pentru timpi de expunere relativ mici (1-2-4-8 ore) au condus la modificari mici, cu semnificatie statistica neconcludenta (rezultatul testului sub pragul de semnificatie de 0.05). Exceptie au facut probele expuse pe durata de 16 ore cand modificarile continuturilor de acizi nucleici au atins 40 la suta la os si plaman.

    In cazul expunerilor cronice ale tesutului muscular s-a obtinut practic, o variatie liniara cu timpul de expunere (coeficient de corelatie liniara egal cu 0.96); corespunzator expunerilor de 4 ore/sedinta cresterea atinge 75 la suta. Tesutul hepatic expus in mod repetat la microunde se caracterizeaza printr-o crestere considerabila a continuturilor de acizi nucleici (pana la 95 la suta) in probele expuse timp de 1-2 ore/sedinta urmata de o scadere cu circa 25 la suta (fata de de probele mentionate) in urma expunerii de 4 ore/sedinta. In mod similar in cazul iradierilor acute se poate observa o crestere, dar sensibil mai mica cu prea putina semnificatie statistica, in probele expuse pentru 1-2 ore; in cazul probelor expuse timp de 4 ore se observa o scadere care, insa, ajunge sub nivelul martorului cu circa 15 la suta.

Page 33: Micro Unde

   In cazul plamanului valoarea obtinuta la martor este aproape dublata pentru expunerea de 4 ore/sedinta, forma graficului sugerand o dependenta logaritmica de timpul de expunere/sedinta. Si aici, graficele corespunzatoare celor doua tipuri de iradieri, merg aproape paralel cu deosebirea ca amplitudinea modificarilor este sensibil mai mare la timpul de 4 ore. Pentru os (tesutul cu cel mai mic continut de apa, luat in studiu pentru comparatie cu celelalte tesuturi umede) tesutul cu cea mai mare neomogenitate, din cauza structurii sale spongioase, cele doua grafice merg mai degraba in sens invers, tendinta de scadere din cazul iradierii acute fiind inlocuita de tendinta de crestere de la iradierea cronica. Variatiile sunt semnificative statistic (in conformitate cu pragul de semnificatie de 0.05 prevazut de testul t) ajungand la 30 la suta pentru

Page 34: Micro Unde

iradierile acute si depasind 75 la suta la iradierile cronice.   Se vede ca influenta expunerilor la microunde este destul de mare doar ca sensul variatiilor inregistrate poate sa apara ca neasteptat daca pornim de la premisa ca microundele induc distrugerea moleculelor de acizi nucleici singurele scaderi fiind observate in ficat (4 ore de expunere unica) si os (1-2-4 ore de expuneri unice). Cresterile inregistrate (mai frecvent decat scaderile) pot fi explicate numai acceptand ca celulele iradiate sunt capabile de repararea leziunilor provocate de microunde prin intensificarea sintezei de acizi nucleici amplitudinea efectului de stimulare a metabolismului celular depinzand de starea fiziologica initiala a celulelor, de caracteristicile lor biochimice, de conditiile in care s-a facut iradierea etc. Fenomenul este notabil in cazul radiatiilor ionizante in doze mici (stimularea sintezei moleculare) unde interactiunile radiatiei cu celulele sunt mai bine studiate si lamurite. Nivelul iradierilor fiind scazut (densitate de putere mica) putem sugera ca efectul termic este foarte scazut si, cu toate ca efectul rezonant este de asteptat (datorita dimensiunilor esantioanelor iradiate), numai un efect non-termal poate explica rezultatele obtinute.

   Limitarile experimentelor efectuate Aceste limitari sunt dictate de omogenitatea relativa a tesuturilor biologice, de gradul ridicat de friabilitate, de posibilitatile limitate de mentinere a parametrilor fiziologici pe durata experimentului. De aceea discutiile rezultatelor prezentate aici se pot face numai la modul relativ astfel ca sunt fiabile numai comparatiile martor-probe corespunzatoare unui tip de tesut dat si unui mod de iradiere stabilit valorile absolute nefiind comparabile daca trecem de la un mod de iradiere la altul sau de la un tesut la altul .

Concluzii

Microundele de mica densitate de putere au efecte biochimice la nivelul tesuturilor de origine animala iradiate la timp scurt dupa prelevarea din organism (aplicatii la studiul efectelor microundelor asupra alimentelor de origine animala).

Iradierile acute (unice) pe durate de pina la 16 ore dau modificari mici (fara semnificatie statistica apreciabila) ale continuturilor de acizi nucleici din tesuturi cu continut mare de apa: muschi, ficat, si plaman; variatiile relative inregistrate 9intre martori si probe) sunt comparabile cu cele de la tesuturile cu continut scazut de apa (os);

Iradierile cronice (pe durate totale egale cu cel mai lung timp de expunere acuta) dau efecte mult mai pronuntate (semnificatie statistica considerabila) atat in tesuturile cu continut mare de apa cat si in tesutul osos;

Curbele experimentale obtinute pentru 1-2-4 ore iradieri acute si cronice au alura asemanatoare la tesuturile cu continut mare de apa dar

Page 35: Micro Unde

amplitudinile variatiilor relative (fata de fiecare martor) sunt mai mari la iradierea cronica.

Avantajele microundelor şi prelucrarea radio – frecvenţelor.

Cuptor cu microunde şi radio frecvenţă de încălzire poate fi relativ mai uniforme decât de încălzire convenţionale, în funcţie de situaţia de încălzire special (Datta şi Hu 1992); cu toate acestea, uniformitatea de încălzire este greu de prezis. Figura 2 ilustrează un scenariu în care încălzirea cu microunde este spaţial mai uniforma decât încălzirea convenţionala şi ajută la a demonstra raţionamentul în spatele ei. Informaţiile prezentate în Fig. 2 sunt calculate de la modele matematice convenţionale şi un proces de încălzire cu microunde comparabil pentru un solid pentru parametrii de intrare dat în Datta şi Hu (1992). Figura 2a arată că gama de temperaturi la care au ajuns cele 2 procese sunt aproximativ similare (ca fiind citite de la axe orizontale), la orele indicate de încălzire. Axa verticală arată fracţiunile de volum cumulat de alimente asociate cu o temperatură, care este, pentru orice temperatura, valoarea de pe curba înseamnă fracţiunea volumul de alimente care are temperaturi de la sau sub această valoare. Figura 2b arată că intervalul de valori F0 (semnificând istorii timp-temperatură) sunt destul de diferite pentru aceeaşi mâncare încălzită convenţional şi cuptor cu microunde ca în Fig. 2a, pentru care temperaturile sunt aproximativ similare. Procesul de căldură convenţionala arată o răspândire mult mai mare de F0, care înseamnă în primul rând o extraordinară non-uniformitate a temperaturilor şi perioadele lungi de prelucrare care să conducă semnificativ asupra-prelucrarii regiunilor de la suprafaţa produselor alimentare. Alte avantaje ale microundelor şi a sistemelor de incalzire cu frecvenţă radio sunt că acestea pot fi pornite sau oprite instantaneu, iar produsul poate fi pasteurizat după ce au fost ambalate. Cuptorul cu microunde şi radio frecventa sistemelor de prelucrare, de asemenea, pot fi mai eficiente energetic.

Page 36: Micro Unde

Figura 1. Parametri de calitate pentru microunde şi convenţionala de încălzire faţă de valorile calculate folosinte pentru situaţii tipice de incalzire (Datta şi Hu 1992). F0 reprezintă letalitate acumulate (a se vedea secţiunea 4.)

Page 37: Micro Unde

Figura 2. Ilustreaza modul în care valorile F0 (b) sunt, de obicei destul de diferite la prelucrarea cu microunde împotriva prelucrarii convenţionale chiar şi atunci când o serie de temperaturi sunt similare (a). Din Datta şi Liu (1992).