Rúra je kuchynský spotrebič používaný na pečenie, grilovanie a ohrievanie jedla. Rúry sa nachádzajú v domácnostiach, školách a reštauráciách a sú nevyhnutné na prípravu jedál ako chlieb, pizza a zapekanky. Medzi bežné typy rúr patrí klasická rúra, konvekčná rúra, mikrovlnná rúra a toastovač. Každý typ má jedinečné vlastnosti na varenie, pečenie alebo ohrev jedla.
Počiatky pecí
Prvé pece sa nachádzali v strednej Európe a datujú sa na 29 000 rokov pred naším letopočtom. Tieto "pece" boli v skutočnosti skôr ako jamy, na ktorých starí ľudia umiestňovali potraviny, často zabalené do listov a pokryté zeminou a sú všeobecnejšie známe ako krby. Takmer všetky staroveké domy mali krbové kachle, ktoré sa používali na vykurovanie a varenie. Tieto, rovnako ako pece, boli tiež použité na výrobu keramiky a tehál.
Pece používané starými Egypťanmi, Rimanmi, Grékmi a Židmi boli zvyčajne z kameňa alebo tehly a boli poháňané drevom a používali sa predovšetkým na pečenie chleba. Gréci sú pripísaní pri vytváraní prvej pece na nakladanie s prednou časťou; vyvíjali tiež pečenie ako obchod a povolanie.
Počas stredoveku používali Európania krby a kotle podobné holandskej rúre, ale potom sa rúra výrazne vyvíjala. Dvere dreva, železa, uhlia, plynové a elektrické pece boli vynájdené, každý s iným účinkom.
Prvá pec bola zaznamenaná bola postavená z tehál a dlaždíc vo Francúzsku koncom 1400 rokov. Okolo roku 1728 sa začali robiť liatinové pece vo veľkom meradle. Potom v roku 1735 vymyslel človek s názvom François Cuvilliés kachle Castrol - známe tiež ako sporák. Jeho dizajn bol inovatívny, pretože bol uzavretý a udržiaval dym vo vnútri.
Ku koncu 18. storočia Benjamin Thompson vytvoril železnú kachľu, ktorá mala iba jeden požiarny zdroj, ale štyri pece, ktoré mohli byť kontrolované oddelene. Tento inovatívny dizajn fungoval aj ako zdroj tepla, ale bol príliš veľký pre mnohé kuchyne.
V roku 1800 patentoval James Sharp prvú plynovú rúru. Prvé zaznamenané použitie plynovej rúry na varenie bolo v roku 1802 mužom menom Zachaus Winzler. Tieto plynové pece sa nestali populárne až do konca storočia, keď sa začali vyrábať hromadne.
V roku 1892, krátko po zavedení elektrickej energie do domu, bola vyvinutá prvá elektrická rúra. Jeden z prvých modelov bol vyrobený kanadským menom Thomas Ahearn.
Rúra umožnila ľuďom pripraviť si jedlo a zohrievať svoje domovy, ako aj vyrábať keramiku a tehly. Poskytujú spoľahlivý, konštantný zdroj tepla. Podnecoval sa k pokroku technologických technológií - vykurovania, ožarovania a technológií paliva. Vedie k rozvoju iných priemyselných odvetví vrátane pečenia, ktoré zjavne väčšinou vyvinuli Gréci.
Vznik mikrovlnnej rúry
Ako väčšina veľkých vynálezov, aj tento vznikol pôvodne na iný účel. Magnetrónová elektrónka (zdroj mikrovlnného žiarenia v mikrovlnnej rúre) sa používal ako zdroj žiarenia pre radary. Pri testovaní zariadenia sa zistilo, že mikrovlnné žiarenie dokáže zohrievať veci obsahujúce vodu.
Mikrovlnné žiarenie ako zdroj tepla si dal patentovať Percy Spencer v r. 1946. V roku 1900 výskumný inžinier Percy LeBaron Spencer skúmal magnetróny produkujúce mikrovlnné rúry, keď zistil, že mikrovlny môžu variť potraviny rýchlejšie ako teplo. O osem rokov neskôr spoločnosť, pre ktorú pracoval - spoločnosť Raytheon Corporation - vyrábala a predávala svoju prvú komerčnú mikrovlnnú rúru a nasledovala prvou domácou mikrovlnnou rúrou.
Objav mikrovlnky bol pritom dielom náhody, ku ktorej došlo v roku 1945. Percy Spencer, zamestnanec americkej firmy Raytheon Company, testoval v laboratóriu magnetróny čiže trubice, v ktorých sa vytvára mikrovlnné žiarenie. Lenže ako pred zariadením stál, zistil, že sa mu vo vrecku rozpustila arašidová tyčinka. Teplom zo šíriacich sa vĺn? Ak áno, nedalo by sa to by využiť na varenie jedla? Druhý deň zas použil vajíčko a keď po niekoľkých sekundách uvarené vystreklo neveriacemu technikovi do tváre, bolo jasné, že ide o niečo zaujímavé.
Po Druhej svetovej vojne - došlo k objavu mikrovlnného ohrevu. Za vynálezcu prvej komerčnej mikrovlnnej rúry je považovaný americký inžinier Percy Spencer (1894-1970). Roku 1947 - bola spoločnosťou Raytheon predaná prvá komerčná mikrovlnná rúra nazvaná Radarange.
Prvé mikrovlnné rúry vážili cez 300 kg, používali sa v reštauráciách a vyžadovali výkonné chladenie. Súčasne boli tieto zariadenia obrovské a drahé, určené hlavne pre komerčné použitie v reštauráciách a na lodiach. Vysoké boli 1,8 metra, vážili 340 kilogramov a stáli približne 5 000 USD. Vyslúžila si prezývku Radar range.
V sedemdesiatych rokoch minulého storočia nastal prínos mikrovlnných rúr. V USA sa začali mikrovlnné rúry presadzovať v domácnostiach okolo roku 1975, keď došlo k ich zmenšeniu a zlacneniu, a v Európe sa začali používať po roku 1980.
Prvé rúry určené pre domácnosti sa v predaji objavili až v roku 1955. Stáli okolo 1300 dolárov, ale stále boli pre priemernú kuchyňu veľmi objemné. Vďaka japonskému vývoju menších magnetronov sa prvé skutočne kompaktné mikrovlnky objavili až v roku 1967, vtedy stály tesne pod 500 dolárov.
Roku 1961 - začala vyrábať mikrovlnné rúry japonská spoločnosť Sharp Corporation. Roku 1967 - boli spoločnosťou Amana Corporation predstavené prvé mikrovlnné rúry pre domácnosti. Tieto rúry boli menšie a cenovo dostupnejšie, čo umožnilo ich rozšírenie do domácností po celom svete.
V 70. a 80. rokoch 20. storočia - sa mikrovlnné rúry stali bežnou súčasťou domácností. Mikrovlnné rúry sa stali pre svoje vlastnosti jedným z najpoužívanejších spotrebičov v moderných domácnostiach. Ich úžitková hodnota je nesporná, aj keď ich škodlivosť je predmetom diskusií.
K dnešnej bežnej kuchynskej mikrovlnke mala však tá Spencerova ešte ďaleko. Okrem toho, trvalo 20 minút, kým sa rúra rozohriala, ale zemiaky potom zvládla uvariť za 30 sekúnd. K zmenšeniu na rozmer, ktorý by sa zmestil na pult, došlo v roku 1955, napriek tomu stále zaberala mikrovlnka veľa miesta. K dnešnej miniaturizácii, o ktorú sa značne zaslúžili Japonci, sa konečne lacnejšia mikrovlnka prepracovala až počas 60. a 70. rokov. Potom už nastúpila na víťaznú cestu do moderných domácností a od 90. rokov aj k nám.
Ako funguje mikrovlnná rúra
Mikrovlnné rúry používajú rádiové vlny špecifických frekvencií na rozkmitanie molekúl vody v jedle. Keď sa tieto molekuly excitujú, začnú vibrovať na úrovni atómov a generovať teplo. Vzniknuté teplo je to, čo v skutočnosti varí jedlo v rúre.
Mikrovlny sú druhom elektromagnetického žiarenia definovanej frekvencie. V mikrovlnných rúrach sa používa frekvencia 2 450 MHz. Ak takáto elektromagnetická vlna zasiahne vhodnú elektricky nabitú látku, rozkmitá ju. Molekuly vody majú kladné a záporné náboje rozdelené nerovnomerne - na jednom konci prevláda kladný a na opačnom záporný náboj. Keď takúto molekulu zasiahne elektromagnetická vlna, pohne s ňou - pootočí ju a následne opačná polvlna žiarenia ju pootočí na druhú stranu.
Molekuly vody takto do seba narážajú a dochádza k ich vzájomnému treniu. Dipóly pri rýchlo sa meniacom striedavom elektrickom poli nestíhajú sledovať tieto zmeny, pri natáčaní musia prekonávať určitý odpor, čo je spojené so stratou energie (tzv. dielektrické straty). Táto stratová energia sa premieňa na teplo. Technicky sa tento spôsob ohrevu nazýva dielektrický. Zdrojom tepla sú dva procesy - teplo vznikajúce v dôsledku hysterézie, ktorá vzniká medzi pôsobiacim striedavým elektrickým poľom a v molekule indukovanou elektrickou odozvou vplyvom zotrvačnosti molekuly a čiastočne aj vplyvom medzimolekulového trenia, ku ktorému dochádza pri prekonávaní medzimolekulárnych príťažlivých síl.
Teplo vzniká v celom objeme žiarením zasiahnutej zohrievanej látky takmer súčasne (žiarenie preniká aj do objemu látky a tú zohrieva zvnútra, pričom je postupne molekulami pohlcované). Voľba frekvencie žiarenia pre mikrovlnný ohrev potravín je kompromisom medzi ohrievaním potravín a prestupom cez ne. Ak by bola zvolená nižšia frekvencia, vlna by prechádzala potravinami bez vytvorenia tepla, pretože molekuly by kmitali voľne, čo by umožnilo zachovanie elektrického poľa bez toho aby vznikli dielektrické straty.
Materiály, ktoré mikrovlny ohrievajú sú voda, cukor a tuk.
Všetky vlny, o ktorých sme hovorili, sú vytvárané vo vnútri zariadenia nazývaného magnetrón. V magnetróne sa uvoľňujú elektróny (elementárne záporne nabité častice) z jemného nahriateho drôtu a potom sa pomocou magnetov uvedú do rotačného pohybu vo vákuu (prázdny priestor bez akýchkoľvek iných čiastočiek). Tieto elektróny pri svojom krúživom pohybe vytvárajú rádiové vlny, ktoré sú potom vysielané do vnútra rúry na varenie jedla.
Tie isté rádiové vlny, ktoré varia vaše jedlo, prechádzajú neškodne cez plasty, sklo a keramiku. Táto vlastnosť zabraňuje roztápaniu plastikových obalov a explózii skla. Na druhej strane, kovy tieto rádiové vlny odrážajú, čo sa veľmi šikovne využíva v stenách mikrovlnových rúr, takže žiadne vlny neuniknú a neuvaria nikoho v kuchyni!
Vnútri ohrievacieho priestoru sa nachádza sklenený otočný tanier. Tanier slúži na otáčanie ohrievaným pokrmom kvôli rovnomernejšiemu ohriatiu v celom objeme (mikrovlnné žiarenie v rúre nie je kvôli tvaru rúry a bodovému zdroju žiarenia homogénne).
Časť energie žiarenia sa pri odraze od steny stráca, preto intenzita vĺn veľmi rýchlo klesá, navyše energia vĺn so vzdialenosťou klesá s druhou mocninou.
Bezpečnosť a potenciálne riziká
Mikrovlny patria podobne ako rádiové, infračervené a viditeľné žiarenie medzi neionizujúce žiarenie. To znamená, že dokážu elektróny v atómoch rozkmitať, ale nedokážu ich vytrhnúť a spôsobiť tak chemickú zmenu v látkach. Z tohoto hľadiska je pôsobenie mikrovĺn rovnako neškodné, ako je tepelné žiarenie (podobne však, ako u tepelného žiarenia prebytok energie spôsobí popálenie).
V žiadnom prípade sa nesmie nijako narúšať bezpečnostný systém mikrovlnnej rúry a spúšťať rúru s otvorenými dvierkami. Môže dôjsť k popáleniu, ohrozené sú najmä oči. Akokoľvek poškodená rúra patrí do servisu. Rúra sa nesmie rozoberať a skúšať odkrytovaná.
Napriek zdôrazneniu problémových miest v predchádzajúcom odstavci nie je táto technológia o nič nebezpečnejšia ako iné metódy varenia a ohrievania v domácnosti. Je oveľa bezpečnejšia ako napr. plynové sporáky.
Pri zohrievaní jedál, ktoré sú nejakým spôsobom uzatvorené (vajce, dojčenská fľaša, voda v nádobke s úzkym hrdlom, ovocie v šupe a pod.) dochádza ku koncentrácii energie v uzatvorenom priestore, čo sa po prekonaní pevnostnej medze obalu môže prejaviť až explóziou (podobne ako po nafúknutí vrecko úderom ruky exploduje). Vajce v škrupine dokáže explodovať tak silne, že vytrhne a odhodí dvierka z rúry a spôsobí jej kompletnú deštrukciu. Zohrievanie takýchto vecí môže byť extrémne nebezpečné. Záleží na pevnosti obalu ohrievanej potraviny a dĺžke zohrievania. Explodovať môžu aj párky a klobásky (pred zohrievaním je nutné prepichnúť obal), ale aj vajce len rozklepnuté do misky (je nutné narušiť žĺtok jeho rozmiešaním).
Odporcovia argumentujú rozpadom aminokyselín vitamínov a pod. vplyvom príliš silného a rýchleho lokálneho zahriatia potraviny (rýchle zohriatie na molekulárnej úrovni priamo v jadre aminokyseliny). Toto je však všeobecný problém tepelnej úpravy potravín.
V mikrovlnke sa preto nesmú používať kovové predmety. Elektrické pole produkované magnetronom môže spôsobiť roztavenie drôtov, nahrievanie kovových predmetov, roztavenie kovových fólií. Celkom spoľahlivo zničí taniere s ozdobnými zlatými a striebornými prúžkami a reliéfmi. Tanier s vonkajším kovovým lemom (zlatý prúžok) dokáže až rozbiť. Niektoré kovové predmety sa nahrievajú a na dotyk môžu spôsobiť popálenie.
Problémom je aj samotné ohrievanie vody v celom objeme. Za určitých okolností môže nastať situácia, že voda sa prehreje, ale nevrie (chemici to nazývajú skrytý var). Pri vyberaní nádoby, pri dotyku (pohybe), vložení lyžičky alebo pri dosypaní cukru, kávy a pod. prehriata voda prudko zovrie v celom objeme a unikajúce bubliny pary vyhodia vodu z nádoby - táto ako keby explodovala. Preto je lepšie zohrievať v rúre vodu s nasypanou kávou alebo čajom, nie iba samotnú vodu.
Keďže mikrovlnná rúra zohrieva rýchlo, nedochádza k prenosu tepla vedením (na to treba určitú dobu podľa tepelnej vodivosti zohrievanej látky) a môže nastať situácia, že jedna časť zohrievanej látky je chladnejšia ako druhá. Tak isto rýchlosť ohrievania potravín je úmerná obsahu vody v nich - ak zohrievame viac jedál naraz, jedno sa zohrieva inak ako druhé. Preto je potrebné nechať zohrievaniu čas a po ukončení zohrievania chvíľu počkať, kým sa teplo rovnomerne rozptýli.
Problémom je tiež overovanie teploty rukou.
Vplyvom ohrevu v mikrovlnnej rúre ale môže dochádzať k väčšiemu uvolňovaniu chemických látok z týchto nádob.
Mýty a fakty o mikrovlnnom žiarení
Samotné slovo "žiarenie" vyvoláva u ľudstva dlhodobú averziu. Mnoho z nás si hneď v pamäti vybaví rádioaktívne žiarenie. Opak je však pravdou. Mikrovlnné žiarenie a rádioaktívne žiarenie nemajú nič spoločné. Rádioaktívne žiarenie je ionizujúce (je produktom rádioaktívneho rozpadu) to mikrovlnné je neionizujúce. Z laického hľadiska by sme teda mikrovlnné žiarenie mohli prirovnať k žiareniu z mobilných telefónov alebo Wi-Fi signálu.
Pri zohrievaní potravín v mikrovlnnej rúre sa na ohrev používa elektromagnetické žiarenie. Mikrovlny prenikajú celým objemom ohrievanej látky a odovzdávajú jej svoju energiu. Energia sa teda spotrebuje - premení na mechanickú energiu kmitania molekúl a tá zasa na tepelnú energiu ohrevu. Tento typ žiarenia nevytvára žiadne vedľajšie účinky a energia sa v plnom rozsahu spotrebuje (žiadne sekundárne žiarenie). Nedochádza k zmene štruktúry látky na atómovej úrovni. To, čo do rúry vložíme, to z nej aj vyberieme.
Mikrovlny prenikajú celým objemom ohrievanej látky a odovzdávajú jej svoju energiu. Len látke - nie nádobe, nie okoliu. Energiu mikrovĺn absorbujú molekuly vody a preto riad a okolitý vzduch svoju teplotu zvyšujú len prevzatím tepla z ohriateho povrchu látky. Ohrev v mikrovlnnej rúre je preto ekonomický.
Pri zohrievaní potravín v plynovej alebo elektrickej rúre sa využíva teplo plameňa pri horení zemného plynu, alebo teplo elektrickej špirály a to vo forme vyžiareného tepla, alebo sa využíva teplo z ohriateho okolitého vzduchu. Ohrievanie je rýchle, keďže sa zohrieva len látka a nevznikajú pri ňom tepelné straty. Ohrievame len tanier s už pripraveným hotovým jedlom, a nie celý objem jedla v hrnci.
Obvody spúšťajúce magnetron sú však elektricky (nie len signálovo) prepojené s vypínačmi - obvykle dvoma, ktoré sa zopnú, až keď sú dvierka zatvorené.
Ako už bolo vysvetlené, žiarenie len magneticky rozkmitá vodu, ktorá sa následne trením o seba zahreje. Odporcovia argumentujú rozpadom aminokyselín vitamínov a pod. vplyvom príliš silného a rýchleho lokálneho zahriatia potraviny (rýchle zohriatie na molekulárnej úrovni priamo v jadre aminokyseliny). Toto je však všeobecný problém tepelnej úpravy potravín.
Pri ohrievaní jídla dochádza k degradácii vitamínov či aminokyselin. K těmto změnám však dochází i při ohřevu konvenčními metodami.
Výskumy však ukázali, že mikrovlnné ohrievanie jedla je rovnako nebezpečné ako iné formy ohrievania.
Polemiky o tom, či je zohrievanie v mikrovlnke rýchlejšie, efektívnejšie, či sa žiarenie prejavuje v potravinách, či je takéto varenie zdraviu škodlivé, alebo nie, prebiehali už pri jej uvedení do používania v domácnostiach. Aj dnes má táto technológia zarytých odporcov.
Ako funguje mikrovlnná rúra
Kontrola teploty je kľúčová pre správne a bezpečné varenie jedla. Pomáha predchádzať nedopečenému alebo spálenému jedlu a umožňuje presné dodržiavanie receptov.
tags: #elektricka #rura #historia