Fig.2Lagvis produsert Cu og Ni.
Fig.3Funksjonelt gradert materiale av Fe-Cu; fra rent jern (til venstre) til rent kobber (til høyre).
Fig.4Nanopartikler av Co-Cr.
Fig.1Det elektromagnetiske spekteretkilde: Gyldendal

Mikrobølger til mer enn mat

Mikrobølgeoppvarming til mange formål

  • Oppvarming/tørking av trepanel og papirganger i celluloseindustri
  • Sintring av keramer
  • Tørking av lim og maling
  • Oppvarming og tørking av spesielle kjemiske produkter
  • Brenning av sotpartikler i avgasser
  • Sterilisering av medisinsk utstyr
  • Smelting av metaller
  • Fremstilling av lagvise materialer
  • Fremstilling av funksjonelle materialer (FGM: functionally graded materials)
  • Fremstilling av metalliske eller keramiske nanopartikler til bruk i brenselceller, sensorer, etc.
  • Belegging av materialer (for eksempel slitasjebelegg)
  • Tetting av termisk sprøytede belegg
  • Sammenføyning


Sammenligning: Prosesstid og kostnader

  • Type ovn - Temperatur - Tid - Energikostnad
  • Elektrisk ovn - 350 - 1 time - 2.0 kWh / $ 0.16
  • Elektrisk konveksjonsovn - 325 - 45 minutter - 1.39 kWh / $ 0.11
  • Gassovn - 350 - 1 time - 0.112 therm / $ 0.07
  • Elektrisk stekepanne - 420 - 1 time - 0.9 KWh / $ 0.07
  • Grillovn - 425 - 50 minutter - 0.95 kWh / $.08
  • Elektrisk steinovn - 200 - 7 timer - 0.7 kWh$ / 0.06
  • Mikrobølgeovn - "høy" - 15 minutter - 0.36 kWh / $ 0.03

Kilde: Consumer Guide to Home Energy Savings, ACEE, USA.

Mikrobølger er elektromagnetiske bølger. Elektromagnetiske bølger klassifiseres ved frekvensområde.

Flere typer

I tillegg til mikrobølger omfatter de radiobølger, fjernsynsbølger, radarbølger, infrarøde bølger, synlig og usynlig ultrafiolett lys, røntgenstråler og gammastråler. Mikrobølger klassifiseres som bølger med frekvens i området 300 MHz – 300 GHz.

Mikrobølgeovner til kjøkkenbruk kan benyttes til mange prosesser, men det anbefales ikke fordi slike ovner har frekvens og effekt tilpasset oppvarming av ganske konstante mengder mat.

Det finnes bedrifter som leverer mikrobølgeovner for industrianvendelser.

Hvorfor mikrobølger?

Ved mikrobølgeoppvarming utnyttes 70-90 prosent av energien, mens bare 10-15 prosent utnyttes ved konvensjonelle ovner.

Delen som skal varmes opp, absorberer mikrobølgeenergien og konverterer den til varme. Oppvarmingen skjer derfor over hele volumet samtidig.

Det gjør at mikrobølgeprosessering er raskere og mer uniform enn ved bruk av konvensjonell ovn, gir kortere varmebehandlingstid, finere mikrostruktur og forbedrede materialegenskaper og produktoppførsel.

Kortere prosesstid

Ved sintring av keramer gir det også større tetthet (mindre porøsitet). Både lavere temperatur og kortere tid kan anvendes for å få samme tetthet som sintring i vanlig ovn.

Spesielt prosesstiden vil være mye kortere, den kan reduseres fra noen dager til noen timer og fra noen timer til noen minutter. Det kan gi store kostnadsbesparelser.

Amerikansk oppfinnelse

En mikrobølgeovn er sammensatt av flere deler, med magnetron som en viktig komponent. Den opprinnelige magnetron ble oppfunnet av Albert Hull ved General Electrics forskningslaboratorium i 1916. Mikrobølgeovnen ble utviklet av Percy Spencer i 1945, og han ble tildelt US patent i 1950.

Senere skjedde utviklingen raskt, og innkjøpsprisen raste nedover. Nå har millioner av hjem verden over en mikrobølgeovn på kjøkkenet. I USA har ofte ovnene egen popkornknapp som varmer opp ferdigpakker med standard størrelse.

Utstyr

I dag finnes det kommersielt tilgjengelig utstyr fra vanlige kjøkkenovner med 800 eller 1200 W effekt og opp til store industriovner som kan levere mer enn 150 kW.

Frekvensen kan variere innenfor et bredt spekter, men mest vanlig er 0,9 MHz til 2,45 GHz. I dag finnes også sylindriske ovner og kontinuerlige belteovner. I tillegg finnes det mobile løsninger som for eksempel små kjøretøy som benyttes til tørking og herding av veimerking. Mange produsenter kan skreddersy industrielle løsninger og volum opp til flere titalls m 3.

Stråler som mobil

Mikrobølgeovner er ansett for å være sikre, selv om det er mange eksempler på at uhell har skjedd på kjøkkenet.

Når det gjelder strålefare, har de en strålingslekkasje på 1/3 av det en GSM-mobiltelefon har.

Dog skal man huske på at siden mikrobølger i en ovn kan koke et stykke biff, vil de også kunne ha samme effekt på menneskekjøtt hvis det utsettes for tilstrekkelig høy intensitet over en lang nok periode.