Teknolojinin Bugünü

MİKRODALGA FIRINLAR

Zamanın insan için ne kadar kıymetli olduğunu bilmem söylemeye gerek var mı? Gün boyunca bir işten diğerine koşuşturduğunuzu ve bu arada karnınızın da çok acıktığını düşünün. Mutfakta yemek hazırlayıp yiyebilmek için çok az vaktiniz var. Buzdolabını açıyorsunuz, yiyecek olarak sadece et var, ancak bunu bildiğimiz araç ve usullerle pişirmek için yeterli zamanınız da yok. Evet, bu eti elektrikli fırında en az 1-2 saat gibi bir zamanda pişirebilirken mikrodalga fırın ile pişirmek için sadece 3 dakikaya ihtiyacınız olacak.

Mikrodalgalar dalga boyu 0.1 cm -100cm arasındaki yüksek frekanslı radyasyonlardır. Frekansları 300-30.000 MHz arasında değişir. Mikrodalgalar bir dielektrik madde ile karşılaştığı zaman, yani yolları bir gıda tarafından kesildiğinde madde ile reaksiyona girerler. Bu reaksiyon neticesinde enerji açığa çıkar ve bu da materyalin (gıdanın) sıcaklığında bir artışa sebep olur. Mikrodalgaların ısı üretmesi iki ayrı mekanizma ile açıklanır.

1) İyonik polarizasyon

2) Dipol rotasyonu

İyonik polarizasyonda çözeltideki iyonlar, uygulanan elektrik alanına uygun hareket ederler. İyonlar bir elektrik yükü taşırlar ve bunların hareketi elektrik alan uygulaması ile hızlanır. Elektrik alan tarafından iyonlara kinetik enerji verilir ve kinetik enerjisi artan iyonlar diğer iyonlarla çarpışır. Bu çarpışma sonucu ısı meydana gelir. Çözeltinin konsantrasyonu veya yoğunluğu arttıkça çarpışmaların frekansı daha büyür ve daha fazla kinetik enerji bırakılır. Elektrik alan 2.45x109 Herz’lik frekanslara değiştirilirse çok sayıda çarpışmalar meydana gelir ve çok daha fazla ısı oluşur. Mikroskobik seviyede hücre sıvılarında iyonik polarizasyon meydana gelebilir.

Dipol rotasyonu ile ısıtma mekanizması ise polar moleküllerin varlığına bağlıdır. Su, gıdalarda en yaygın bulunan polar moleküldür. Normal şartlar altında polar moleküller rastgele yerleşmiş durumdadırlar. Bir elektrik alan uygulandığında polar moleküller bu alana paralel sıralanırlar. Değişik bir alan uygulandığında alanın polaritesi değişir. Moleküller, değişen alan ile mikrodalga frekansı nisbetinde aynı hizada olmaya yönelirler. Moleküllerin bu dönmesi sonucu ısı üretilir. Elektrik alan kaldırıldığı zaman tekrar rastgele yerleşme düzenine dönerler. Bu, Şekil-1‘de görülmektedir. Gıda maddesinin mikrodalga ile ısınması bakımından dipol rotasyonu iyonik polarizasyondan daha önemlidir. Mikrodalga ile ısıtma aynı zamanda materyalin fiziki durumuna da bağlıdır. Buzdaki su moleküllerinin hareketi mikrodalga alan içerisinde sınırlı olduğundan buz, zayıf bir mikrodalga absorblayıcısıdır. Materyalin sıcaklığı arttıkça moleküller daha hızlı bir şekilde düzene girerler.

Mikrodalga fırınlarda kullanılan yüksek frekanslar elektrik enerjisi ile üretilirler. Elektrik enerjisi gıdaya direk uygulanmadan önce çok yüksek frekanslı, mikrodalga (5000 MHz’e kadar) şeklindeki titreşim enerjisine dönüştürülür. Bu iş için Magnetron adı verilen özel tüpler kullanılır. Yüksek frekanslı mikrodalgalar ile gıdaların pişirilmesinde ısınma, heryerde aynı anda olur. Mikrodalgalar belirli kalınlıktaki organik materyallerin içinden geçerek moleküllerin hızlı bir şekilde titreşimine sebep olurlar. Bu sürtünme ısısıyla gıdanın, her tarafında eşit bir ısınma olur. Ananevi pişirme metodlarında ısı, gıdanın sathında lokalize olduğundan gıdanın yüzey kısmında kabuk olur. Bazı gıdalarda bu kabuğun oluşması özellikle istendiği için mikrodalgalar bu iş için uygun değildir. Su ve yağ katılması gerekmeyen gıdalar için mikrodalga fırınlar daha uygun olmaktadır. Mikrodalga ile pişirmede sadece cam, porselen ve muayyen plastik materyaller kap olarak kullanılabilir. Metalik kaplar ise mikrodalgaları yansıttıklarından ve fırının verimini düşürdüklerinden kullanılamazlar.

Mikrodalga üreten jeneratörler (özellikle 1000-5000 MHz) sütlerin pastörizasyonundan, dondurulmuş hazır gıdaların ısıtılıp servise hazırlanmasında ve daha birçok değişik gıdaların pişirilmesinde kullanılmaktadır. Ancak mikrodalga ile pişirme bugün için diğer pişirme usullerine göre hala pahalıdır. Mikrodalga ile pişirilen gıdaların besin değerinde meydana gelen değişikliklerin veya sağlık açısından bir sakınca oluşturup oluşturmadığı araştırma konusu olmuş ve olmaya devam etmektedir. Bugüne kadar yapılan araştırmalarda gıda değeri bakımından önemli bir değişiklik olmadığı gibi sağlık açısından da mahzurlu bir durum tesbit edilmemiştir.

Dr. C. Kemal SÜMBÜL