加熱と電磁波の関係。電子レンジ、赤外線放射など

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加熱と電磁波の関係。電子レンジ、赤外線放射など

調理の過程は、主に加熱操作か、非加熱操作に大別されます。
加熱操作は、調理において最も重要なファクトリーのひとつです。
加熱操作もいくつかに分類されますが、その方法もいくつかに分離されます。
電気加熱にも、いくつかの方法があります。
誘導加熱、抵抗加熱、マイクロ波加熱、赤外線加熱などです。
その中で、今回は赤外線加熱と、マイクロ波加熱を考えてみましょう。

マイクロ波加熱といえば、『電子レンジ』が思い浮かびます。
電子レンジの箱の中では、何が行われているか?
目に見えないだけに、わかりにくいですよね。

電子レンジは、マグネトロンというものから、マイクロ波を出して、
食材に照射しています。
ほとんどの食材は、電流を流しにくい誘電体です。
誘電体は、その両端に正と負(+ と -)を持った分子の集まりと言えます。

誘電体の分子

誘電体


誘電体である食材の分子は、通常はこのように雑然と並んでいますが、
これを高周波の電界中において、高周波の電圧をかけると、
分子中の正と負の極は、正は、-側へ負は+側に引かれて整列します。
ところがマイクロ波(高周波電圧)は、周期的にその極性が変化するため、
分子もそれに合わせて、向きを変えます。
そうする内に分子は、反転・摩擦を繰り返し発熱します。
そのため、内側から加熱されることになります。
一般の電子レンジでは、2,450MHzの高周波が使われています。
これは、分子を毎秒24億5千万回 回転させることとなります。

と、電気的に説明されても、ピンときませんよね!
何となく.....。

そこで、他の電磁波による加熱を考えてみましょう。

雲ひとつない夏の日。
太陽が照りつけると、人の体は、どうなるでしょう?
あったかくなって、度をこすと熱くなります。
さらに、日焼けや軽度のやけどの症状まで出てきます。
実は、これも電磁波による加熱です。

手を、こすり合わせると発熱しますね。
電子レンジの中では、食材の分子が強制的に こすり合わされています。
しかも、1秒間に24億5千万回!

この高周波を作り出すために、電子レンジには、マグネトロン、
高圧コンデンサ、高圧トランスなどが使われていますが、
構造に関しては、別の機会にしましょう。
どんなものか見たいようでしたら、以下のページを見てください。

参考
電子レンジ

電子レンジの内部には、2000V以上の電圧がかかっています。
危険ですので、箱は開かないようにしてください。



電磁波の放射を利用した加熱は、他にもあります。
赤外線加熱と呼ばれるものです。
ガスを熱源とした赤外線バーナーが使われることがほとんどですが、
これも直接加熱ではないために、ある意味では、電気的な加熱です。

赤外線には、近赤外線・中赤外線・遠赤外線の3つがあります。
この中でも遠赤外線が最もよく食品に吸収されるとされています。
赤外線グリラーを利用した加熱方式の場合も、
マイクロ波加熱に似て、食材を中心から加熱するため、
魚を焼くのに適した加熱方法となっています。
炭火、薪、などを利用して加熱する方法は昔から知られていますが、
これも、電磁波を利用した加熱方法のひとつと言えるでしょう。

放射
電磁波と赤外線


電磁波と赤外線を波長(周波数)で分類した図です。
電子レンジのマイクロ波とテレビのUHFは、極めて近い周波数ですね。

この先、マイクロ波を利用した加熱方法は、さらに発展すると思われます。
加熱時間が短縮できる、複雑な形の食品でも比較的均一に調理できる。
栄養価の残存率が高いなど、マイクロ波を利用した加熱には多くの特徴があります。
利用にあたっては、一般的な注意事項を守れば問題ありませんが、
玉子など一部の食材の加熱には注意が必要です。
また、電子レンジは、電磁波が庫外に逃げ出さないように作られています。
万一、扉や箱が変形したり、扉のガラスの奥にある網目のものが欠落すると、
電磁波が庫外に出る可能性があります。
扉の開閉は丁寧にしましょう。
また、扉や箱が壊れた場合は、使用をやめて修理を依頼しましょう。


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