Hiện nay, theo mức độ phổ biến, khái niệm về lò vi sóng đã rất quen thuộc với hầu hết mọi người nhưng ít ai biết được về lịch sử phát triển cũng như cách thức hoạt động của nó.
Lịch sử ra đời
Câu chuyện bắt đầu từ thế chiến thứ hai. Thời đó, các ống Magnetron được ứng dụng để làm radar cho quân đồng minh nhăm phát hiện từ xa máy bay ném bom của phe phát xít. Magnetron là một ống chân không năng lượng cao,tạo ra vi sóng bằng các tương tác của một dòng electron với một từ trường trong khi di chuyển qua một loạt các khoang kim loại mở (cộng hưởng khoang). Vào năm 1945, trong một dự án nghiên cứu radar của tập đoàn Raytheon, kỹ sư Percy Spencer khi đang tiến hành thí nghiệm trên một máy phát sóng tần suất cao thì phát hiện ra thanh sô-cô-la ông để quên trong túi đã bị tan chảy. Hiện tượng không thể lí giải này đã kích thích trí tò mò của Spencer và ông quyết định thử lại với một túi bỏng ngô bằng cách đặt nó cạnh ống megatron mà ông đang nghiên cứu. Khi gói bỏng ngô vỡ tung khắp phòng thí nghiệm thì cũng là lúc Spencer lóe lên ý tưởng về công dụng chưa được khám phá của thiết bị mà ông đang quan sát. Những ngày tiếp theo, Spencer cùng đồng nghiệp tiếp tục thí nghiệm với trứng và quả trứng vỡ tung trước sự kinh ngạc của các nhà khoa học có mặt.
Và thế là ngày 8/10/1945 các kĩ sư của tập đoàn Raytheon đã dựa trên ý tưởng của Spencer để cho ra mắt một mô hình lò sử dụng năng lượng vi sóng giúp nấu chín thức ăn và đặt nó thử nghiệm trong một nhà hàng ở Boston. Spencer được cấp bằng sáng chế cho phương pháp nấu ăn mới này. Năm 1947 thì công ty Raytheon chính thức ra mắt Radarange (ghép từ Radar và Range). Chiếc lò vi sóng đầu tiên này cao 1.8 mét và nặng tới 340 kg với giá thành khoảng $3,000 một chiếc. Nó tiêu tốn 3 kW điện năng, gấp ba lần công suất của chiếc lò hiện nay và sử dụng hệ thống làm mát bằng nước. Những chiếc lò thương mại tiếp theo lần lượt ra đời trong năm 1954-1955 với giá thành $2000-3000 và công suất tiêu thụ cũng được thu nhỏ xuống 1600 W. Tuy nhiên những sản phẩm này không được ưa chuộng tại thời điểm đó vì quá cồng kềnh và tốn kém so với các phương pháp nấu chín truyền thống. Năm 1967, Raytheon đạt bước tiến mới khi cho ra đời mẫu lò vi sóng hiện đại đầu tiên với giá chỉ $495, đánh dấu một kỉ nguyên phát triển rực rỡ cho công nghệ này. Từ doanh số 40,000 chiếc năm 1970, lò vi sóng đã phổ biến một cách nhanh chóng như một trào lưu về nấu ăn. Ngày nay, trong 10 hộ gia đình người Mỹ có đến 9 hộ có lò vi sóng.
Nguyên lý hoạt động
Vi ba sinh ra từ nguồn magnetron sẽ được dẫn theo ống dẫn sóng, vào ngăn nấu rồi phản xạ qua lại giữa các bức tường và bị hấp thụ bởi thức ăn. Sóng vi ba trong lò vi sóng là các dao động của trường điện từ với tần số thường ở 2450 MHz (bước sóng cỡ 12,24 cm). Các phân tử thức ăn (nước, chất béo, đường và các chất hữu cơ khác) thường ở dạng lưỡng cực điện (có một đầu tích điện âm và đầu kia tích điện dương). Những lưỡng cực điện này có xu hướng quay sao cho nằm song song với chiều điện trường ngoài. Khi điện trường dao động, các phân tử bị quay nhanh qua lại. Dao động quay được chuyển hóa thành chuyển động nhiệt hỗn loạn qua va chạm phân tử, làm nóng thức ăn.
Vi sóng ở tần số 2450 MHz làm nóng hiệu quả nước lỏng, nhưng không hiệu quả với chất béo, đường và nước đá. Việc làm nóng này đôi khi bị nhầm với cộng hưởng với dao động riêng của nước, tuy nhiên thực tế cộng hưởng xảy ra ở tần số cao hơn, ở khoảng vài chục GHz. Các phân tử thủy tinh, một số loại nhựa hay giấy cũng khó bị hâm nóng bởi vi sóng ở tần số 2450 MHz. Nhờ đó, thức ăn có thể được đựng trong vật dụng bằng các vật liệu trên trong lò vi sóng, mà chỉ có thức ăn bị nấu chín.
Ngăn nấu là một lồng Faraday gồm kim loại hay lưới kim loại bao quanh, đảm bảo cho sóng không lọt ra ngoài. Lưới kim loại thường được quan sát ở cửa lò vi sóng. Các lỗ trên lưới này có kích thước nhỏ hơn nhiều bước sóng (12 cm), nên sóng vi sóng không lọt ra, nhưng ánh sáng (ở bước sóng ngắn hơn nhiều) vẫn lọt qua được, giúp quan sát thức ăn bên trong.
Đối với kim loại hay các chất dẫn điện, điện tử hay các hạt mang điện nằm trong các vật này đặc biệt linh động, và dễ dàng dao động nhanh theo biến đổi điện từ trường. Chúng có thể tạo ra ảnh điện của nguồn phát sóng, tạo nên điện trường mạnh giữa vật dẫn điện và nguồn điện, có thể gây ra tia lửa điện phóng giữa ảnh điện và nguồn, kèm theo nguy cơ cháy nổ.
Sử dụng an toàn
- Không cho vật dụng bằng kim loại hoặc bát đĩa có trang trí hoa văn kim loại vào lò vi sóng, để tránh nguy cơ cháy nổ do phóng tia lửa điện.
- Dùng các dụng cụ đựng thức ăn chuyên dụng cho lò vi sóng; không dùng các đĩa chất dẻo thông thường.
- Không cho lò hoạt động khi không có thức ăn hoặc nước trong lò; sóng không được hấp thụ bởi thức ăn sẽ tiếp tục được phản xạ qua lại và phá hủy lò. Nên thường xuyên để trong lò một cốc nước, bởi nếu người sử dụng không biết mà bật lò lên thì vẫn an toàn.
- Những thức ăn có vỏ hoặc màng mỏng, thể tích bên trong khi nóng lên sẽ có áp suất tăng, dễ gây hiện tượng thức ăn phát nổ. Cần phải xăm lỗ, bốc vỏ để tránh hiện tượng này. Không luộc trứng, sò... còn vỏ kín.
- Nếu lò bị rơi, bị bẹp, phải đưa đi kiểm tra xem cửa lò có bị hở không. Ngăn chứa thức ăn phải đảm bảo "độ kín" đối với sóng vi sóng để sóng không lọt ra ngoài.
- Khi đun nấu bằng lò vi sóng, cần kiểm tra độ chín đều. Người ta đã phát hiện được vi khuẩn salmonella (gây bệnh đường ruột) trong một số trứng trần đun bằng lò vi sóng, do nhiệt không phân bố đều.
- Một số chất độc, có thể gây bệnh nguy hiểm như ung thư, từ bao gói chất dẻo và mực in nhãn bao như adipate, phtalate, benzophenone có thể thôi sang thức ăn đun nấu bằng lò vi sóng. Do đó cần tách bao bì khỏi thức ăn trước khi cho vào lò.
- Không dùng lò vi sóng để nấu thịt lợn ướp hoặc thăn lợn hun khói. Những thực phẩm này chứa nhiều nitrit. Nếu được đun bằng lò vi sóng, nitrit sẽ trở thành các nitrosamin - những phân tử có thể gây ung thư rất mạnh.
