Почему мы не используем инфракрасный свет для разогрева пищи?

Почему бы нам не использовать инфракрасное (ИК) или даже дальнее ИК-излучение только для разогрева пищи в микроволновой печи вместо, конечно, обычных микроволн с частотой 2,45 ГГц? Разве люди не называют инфракрасными тепловыми волнами?

Вопрос должен мотивировать немного больше, почему микроволновая печь с инфракрасным излучением вместо обычных микроволн была бы хорошей идеей на самом деле. Возможные преимущества (дешевле, быстрее,...) мне не сразу понятны.
Похоже, это больше инженерный вопрос, чем вопрос физики.
@KyleKanos Эх, я не думаю, что сам вопрос достаточно сложен, чтобы оправдывать подход инженера.
Я был бы удивлен, если бы инфракрасное излучение не было самым древним способом приготовления пищи. Если наши предки подвешивали мясо рядом с пламенем, и оно эффективно готовилось с помощью инфракрасного излучения, из-за отсутствия ограждения это делало конвекцию более эффективной.
Одним из преимуществ микроволновой печи является то, что сама духовка (и воздух внутри) нагревает не саму печь, а только пищу, которую вы готовите.

Ответы (4)

Мы используем (ближнее) инфракрасное излучение для нагревания пищи — всякий раз , когда мы поджариваем пищу или жарим на гриле (Великобритания) / жарим (США), направляя инфракрасное излучение вниз на еду! Дело в том, что инфракрасное излучение сильно поглощается пищей, которую мы готовим таким образом, и не проникает значительно дальше миллиметра. Так что поверхность еды сильно нагревается – поджаривается, поджаривается или подгорает! То, что лежит под поверхностью, готовится гораздо медленнее, в основном за счет теплопроводности с поверхности.

Микроволны не так сильно поглощаются и проникают гораздо дальше, поэтому пища «готовится изнутри». Микроволны в основном поглощаются молекулами воды, которые приводятся в колебательно-вращательное движение электрическим полем микроволн, воздействующим на (поляризованные) молекулы. Это вынужденные колебания, но не в резонансе; частота микроволн (около 2,4 ГГц) не является собственной частотой молекулы. Если бы это было так, микроволны поглощались бы поверхностным слоем, и у нас был бы еще один гриль или тостер!

Изменить (подсказка по комментарию ниже). Я не хочу создать впечатление, что молекулы воды — единственные, кто поглощает микроволны. Жиры также являются сильными поглотителями.

Можем ли мы сделать печь, включающую микроволновое и ближнее инфракрасное излучение, чтобы получить лучшее из обоих миров? Горячие карманы, которые не обжигают рот, когда вы их откусываете, и курица, приготовленная полностью?
@Travis Они делают это и используются в таких местах, как бутерброды крупных сетей и кафе. Эти «печи быстрого приготовления» сочетают в себе микроволновые печи, конвекционные и лучистые нагревательные элементы (ИК).
Приготовление на гриле в США означает размещение мяса или овощей над внешним источником тепла, таким как раскаленная деревянная подушка, которая сгорела до углей, раскаленная докрасна подушка из древесного угля или раскаленная докрасна подушка из вулканической породы в открытом газовом гриле. . То, что они кажутся нам красными, означает, что подавляющее большинство энергии находится в ближнем инфракрасном диапазоне.
@DavidHammen При приготовлении на гриле желательно готовить с помощью конвекции (закрытие крышки) и теплопроводности (следы гриля). Если вы сравните жаровню с грилем, жаровня имеет источник тепла над пищей и не имеет дверцы, через которую горячий воздух мог бы выйти.
Странно у меня микроволновка то еще иногда (для некоторых видов еды) не греет изнутри. Особенно для замороженных продуктов.
На самом деле он не готовится изнутри, @rus9384. Это должно быть ссылкой на то, как они были проданы. Он готовится снаружи вовнутрь, но проникает глубже внутрь, так как не впитывается.
@WilliamGrobman, я знаю, что это не так, и я слышал, что при разморозке это плохо именно потому, что они были разработаны для воздействия на воду, а не на лед (который имеет кристаллическую структуру).
Рестораны и предприятия общественного питания часто используют лампы, специально предназначенные для подогрева пищи с помощью инфракрасного излучения. Никакой конвекции или проводимости, только чистое излучение. webstaurantstore.com/14131/…
@rus9384 Проблема замороженных продуктов заключается в том, что вода хорошо поглощает микроволновое излучение, а лед — нет. Это создает положительную обратную связь, которая служит для усиления температурных градиентов в пище. whatif.xkcd.com/130 Стекло обладает аналогичными свойствами. amasci.com/weird/microwave/voltage2.html
@PhilFrost, вот почему стекло используется для посуды для микроволновки (?).
Комментарий и вопрос: 1. Хотя этот ответ совершенно правильный, я мог бы предложить изменить потенциально вводящую в заблуждение формулировку «приготовленную изнутри». Как заметил Уильям Гробман, в микроволновых печах пища готовится снаружи внутрь, как и в любой другой печи, только более равномерно (и, следовательно, меньше «снаружи внутрь»), чем в обычных печах.
2. Правда ли, что обычная духовка передает тепло пище гораздо быстрее за счет излучения, чем за счет теплопроводности и конвекции? Я смутно припоминаю, что читал, что человеческое тело теряет тепло намного быстрее посредством теплопроводности и конвекции, чем посредством излучения, поэтому человеческое тело на самом деле замерзает намного быстрее в очень холодной атмосферной среде, чем в (гораздо более холодном) вакууме, таком как космическое пространство. Я бы предположил, что большинство продуктов имеют те же тепловые свойства, что и человеческое тело, поскольку оба они в основном состоят из воды, поэтому одно только излучение будет нагревать медленнее, чем теплопроводность и конвекция.
Разница в температурном режиме?

Мы делаем.

Это железо в верхней части устройства представляет собой простой омический резистор, который напрямую получает ток сети 230 В. Нет необходимости ни в преобразователе, ни в стабилизации температуры, ни в электричестве, т.к.

  • повышенное сопротивление железа из-за температуры
  • и второй закон термодинамики

благополучно держит железо на отметке 700К, пока находится под напряжением.

введите описание изображения здесь введите описание изображения здесь

Одна из причин заключается в том, что, хотя существуют устройства, которые нагревают/готовят пищу в основном с помощью ИК-излучения, они хорошо работают только для специализированных видов приготовления пищи. Вы, вероятно, получите лучшие ответы или, по крайней мере, те, которые касаются качественных результатов, спросив на кулинарном сайте. Тем не менее, я попытаюсь дать краткий ответ.

Наиболее распространенным, вероятно, является обычный тостер, в котором вы вставляете, скажем, пару ломтиков хлеба (или выпечку для тостера и т. Д.) В прорези, нажимаете на рычаг и нагревательные элементы поджаривают внешнюю поверхность до тех пор, пока «готово», когда тостер выталкивает хлеб поднимается и отключает отопление.

Если вы когда-нибудь проверяли результат на чем-нибудь, кроме тонко нарезанного хлеба, скажем, на бублике, вы, вероятно, заметили, что, хотя поверхность хорошо поджарена, внутренняя часть может быть едва теплой. Тот же принцип применим к более универсальным устройствам, таким как тостер. ИК нагревает поверхность: внутренняя часть должна нагреваться за счет проводимости от него. Как правило, это нормально для таких вещей, как бутерброды, но, как правило, не очень хорошо подходит для выпечки или запекания в течение длительного времени. Вы слишком легко можете получить подгоревшую корочку вокруг сырой сердцевины.

Вы можете видеть это даже в обычных электрических духовках, в которых используется нагревательный элемент на дне духовки, который нагревается до красного каления, излучая таким образом большое количество инфракрасного излучения. Поместите противень или сковороду с пирожными слишком близко к нему, и вы получите подгоревшие нижние части и недожаренные верхушки. (Я сам использую камень для выпечки, который защищает кастрюли от прямого инфракрасного излучения, испускаемого нагревательным элементом, и дает гораздо лучшие результаты.)

OTOH, как объяснили другие, если вы просто хотите быстро разогреть пищу, микроволновая печь намного эффективнее и быстрее. Большая часть энергии передается пище, причем по всему объему, а не только на поверхности.

Еще одна еда, которую хорошо готовить с помощью ИК-излучения, — это пицца: многие коммерческие печи для пиццы, по сути, представляют собой источник ИК-излучения, установленный над конвейерной лентой, поэтому вы можете положить сырую пиццу с одной стороны и вынуть ее приготовленной с другой...

Микроволны поглощаются водой, что хорошо для духовки, потому что в большинстве продуктов высокое содержание воды. (Если бы у вас была полностью сухая пища, она бы плохо разогревалась в микроволновой печи.) Они также немного проникают в пищу, поэтому вы нагреваете ее повсюду, что делает ее быстрой.

Инфракрасные печи существуют, так что это тоже жизнеспособно. Они, как правило, готовят снаружи, как в обычной духовке. Те, что я лично знаю для дома, являются вариантом тостера по размеру и форм-фактору. Я не знаю, есть ли какая-то причина, почему так должно быть. Поиск в Интернете. Вы легко найдете их.

"Те, что я лично знаю для дома, это вариант тостера по размеру и форм-фактору" - ну а тот, что стоит у меня на кухне (и в этом нет ничего особенного) имеет полезный объем для приготовления около 70 литров. Это немного великовато для тостов!
Да, ну вот. Вот почему я уточнил это словами «лично знаю». Я действительно думаю, что может быть какая-то тонкая разница между обычной электрической духовкой и «инфракрасной» духовкой в ​​​​степени, в которой конвекция играет роль, но я не уверен, что это что-то добавляет к ответу на вопрос, который был на самом деле спросил. @alephzero
@Brick Вы также должны задаться вопросом, в какой момент различие становится чисто тем, как они генерируют инфракрасное излучение. Я никогда не слышал об «инфракрасной печи», и когда я смотрю на них, все, что я могу найти, это «конвективные инфракрасные печи»; что для меня звучит точно так же, как то, что все остальные назвали бы «конвекционной печью»; но гораздо меньше объема. Я предполагаю, что ключ в том, как они генерируют инфракрасное излучение; но до сих пор. Во всяком случае, это похоже на маркетинговый ход для конкретного метода нагрева.
@JMac Изначально я думал так же, но потом попытался превратить свою обычную конвекционную тостерную печь в печь для пайки оплавлением. Меньшая точность контроля температуры. ИК-печи включаются, а затем выключаются. Конвекционные печи требуют времени для нагрева, а затем также требуют времени для охлаждения. Не уверен, что это имеет значение для продуктов питания, но для процесса оплавления один достаточно точен, чтобы контролировать процесс, а другой нет. Очевидно, это зависит от того, какой продукт вы найдете, но я думаю, что в старых печах есть гораздо больший конвективный элемент, который, как говорят, нагревается в основном с помощью ИК-излучения.
@alephzero «Тостер-печь» — это небольшая настольная печь размером с микроволновую печь. Хотя с ними можно приготовить тосты, у меня сложилось впечатление, что они в основном используются как небольшие печи общего назначения, а не как большие тостеры.
@JMac Различие заключается в температуре элемента благодаря закону Стефана-Больцмана. Одним из таких устройств является «инфракрасный жаровня». Тепло передается от электрического элемента или пламени на высокотемпературную керамическую решетку и помещается поверх пищи, избегая конвекционного нагрева. Другой пример, который я должен упомянуть по имени, — это тостер Panasonic FlashXpress. В нем используется обычный нихромовый нагревательный элемент, но он также имеет кварцевые элементы с гораздо более высокой температурой. Как уже упоминалось, идея обоих состоит в том, чтобы вызвать подрумянивание на поверхности пищи без пережаривания внутри.
Подавляющее большинство тепла в неконвекционной печи исходит от инфракрасного излучения от горячих стенок печи, плюс некоторое количество тепла от решетки духовки, плюс немного больше от горячего воздуха.
Почему мы не используем инфракрасный свет для разогрева пищи?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v