Microwave Oven

Latar Belakang

Gelombang mikro sebenarnya adalah segmen dari spektrum gelombang elektromagnetik, yang terdiri dari bentuk energi yang bergerak melalui ruang, yang dihasilkan oleh interaksi medan listrik dan magnet. Spektrum umumnya dipecah menjadi subkelompok yang ditentukan oleh panjang gelombang (atau frekuensi) yang berbeda dan perilaku emisi, transmisi, dan penyerapan dari berbagai jenis gelombang. Dari panjang gelombang terpanjang hingga terpendek, spektrumnya mencakup gelombang listrik dan radio, gelombang mikro, radiasi inframerah (panas), cahaya tampak, radiasi ultraviolet, sinar-X, sinar gamma, dan sinar kosmik elektromagnetik. Gelombang mikro memiliki frekuensi antara sekitar 0,11 dan 1,2 inci (0,3 dan 30 sentimeter).

Gelombang mikro sendiri digunakan dalam berbagai aplikasi seperti produk telekomunikasi, detektor radar, pengawetan dan pengeringan kayu, dan pengobatan penyakit tertentu. Namun, sifat-sifat tertentu membuatnya ideal untuk memasak, sejauh ini merupakan penggunaan energi gelombang mikro yang paling umum. Gelombang mikro dapat melewati bahan plastik, kaca, dan kertas; permukaan logam memantulkannya, dan makanan (terutama cairan) menyerapnya. Makanan yang ditempatkan di oven konvensional dipanaskan dari luar ke dalam, karena perlahan menyerap udara di sekitarnya yang telah dihangatkan oleh oven. Gelombang mikro, di sisi lain, memanaskan makanan jauh lebih cepat karena menembus semua lapisan secara bersamaan. Di dalam sepotong makanan atau wadah berisi cairan, gelombang mikro mengaduk molekul, sehingga memanaskan zat tersebut.

Kemampuan energi gelombang mikro untuk memasak makanan ditemukan pada tahun 1940-an oleh Dr. Percy Spencer, yang telah melakukan penelitian tentang tabung vakum radar untuk militer selama Perang Dunia II. Eksperimen Spencer mengungkapkan bahwa, ketika terbatas pada selungkup logam, gelombang radio frekuensi tinggi menembus dan merangsang jenis molekul tertentu, seperti yang ditemukan dalam makanan. Hanya cukup kuat untuk memasak makanan, gelombang mikro tidak cukup kuat untuk mengubah struktur molekul atau genetiknya atau membuatnya menjadi radioaktif.

Raytheon, perusahaan tempat Dr. Spencer melakukan penelitian ini, mematenkan teknologi tersebut dan segera mengembangkan oven microwave yang mampu memasak makanan dalam jumlah besar. Karena biaya produksi membuatnya terlalu mahal bagi sebagian besar konsumen, oven awal ini digunakan terutama oleh rumah sakit dan hotel yang dapat dengan lebih mudah membayar investasi $3.000 yang mereka wakili. Namun, pada akhir 1970-an, banyak perusahaan telah mengembangkan oven microwave untuk digunakan di rumah, dan biayanya mulai turun. Saat ini, microwave adalah peralatan rumah tangga standar, tersedia dalam berbagai desain dan dengan sejumlah fitur praktis:piring berputar untuk memasak yang lebih konsisten; pengatur waktu digital; kemampuan pemrograman otomatis; dan tingkat daya memasak yang dapat disesuaikan yang memungkinkan pencairan es, pencoklatan, dan pemanasan, di antara fungsi-fungsi lainnya.

Desain

Desain dasar oven microwave sederhana, dan sebagian besar beroperasi pada dasarnya dengan cara yang sama. Berbagai motor elektronik, relai, dan sirkuit kontrol oven terletak di casing luar, tempat rongga oven dibaut. Panel depan memungkinkan pengguna untuk memprogram microwave, dan Rongga dan pintu oven dibuat dengan teknik metal-forming kemudian dicat menggunakan elektrodeposisi, di mana listrik arus digunakan untuk mengaplikasikan cat.
Subassembly tabung magnetron mencakup beberapa bagian penting. Sebuah magnet yang kuat ditempatkan di sekitar anoda untuk menyediakan medan magnet di mana gelombang mikro akan dihasilkan, sementara pelindung termal dipasang langsung pada magnetron untuk mencegah kerusakan tabung dari panas berlebih. Antena tertutup dalam tabung kaca dipasang di atas anoda, dan udara di dalam tabung dipompa keluar untuk menciptakan ruang hampa. Juga, motor blower yang digunakan untuk mendinginkan sirip logam magnetron dipasang langsung ke tabung. kusen pintu memiliki jendela kecil untuk memungkinkan juru masak melihat makanan saat sedang memasak.

Di dekat bagian atas rongga oven baja terdapat magnetron—tabung elektronik yang menghasilkan osilasi gelombang mikro frekuensi tinggi—yang menghasilkan gelombang mikro. Gelombang mikro disalurkan melalui pandu gelombang logam dan masuk ke kipas pengaduk, juga diposisikan di dekat bagian atas rongga. Kipas mendistribusikan gelombang mikro secara merata di dalam oven. Produsen memvariasikan cara mereka mengeluarkan gelombang mikro untuk mencapai pola memasak yang seragam:beberapa menggunakan kipas pengaduk ganda yang terletak di dinding yang berlawanan untuk mengarahkan gelombang mikro ke rongga, sementara yang lain menggunakan port masuk di bagian bawah rongga, memungkinkan gelombang mikro masuk dari kedua sisi. atas dan bawah. Selain itu, banyak oven memutar makanan di atas meja putar.

Bahan Baku

Penutup atau wadah luar oven microwave biasanya merupakan penutup logam satu bagian yang dapat dililitkan. Panel dan pintu bagian dalam oven terbuat dari baja galvanis atau baja tahan karat dan diberi lapisan enamel akrilik, biasanya berwarna terang untuk memberikan visibilitas yang baik. Permukaan memasak umumnya terbuat dari keramik atau kaca. Di dalam oven, komponen dan kontrol elektromekanis terdiri dari motor pengatur waktu, sakelar, dan relai. Di dalam oven juga terdapat tabung magnetron, pemandu gelombang, dan kipas pengaduk, semuanya terbuat dari logam. Perangkat keras yang menghubungkan berbagai komponen terdiri dari berbagai bagian logam dan plastik seperti roda gigi, katrol, sabuk, mur, sekrup, ring, dan kabel.

Manufaktur
Proses

Rongga oven dan pembuatan pintu

• 1 Proses pembuatan oven microwave dimulai dari rongga dan pintunya. Pertama, bingkai dibentuk menggunakan pengepres pembentuk logam otomatis yang menghasilkan sekitar 12 hingga 15 bagian per menit. Bingkai kemudian dibilas dengan pembersih alkali untuk menghilangkan kotoran atau minyak dan selanjutnya dibilas dengan air untuk menghilangkan larutan alkali.
• 2 Selanjutnya, setiap bagian diperlakukan dengan seng fosfat, yang mempersiapkannya untuk deposisi elektro. Elektro-deposisi terdiri dari merendam bagian dalam cat tangki pada 200 volt selama 2,5 menit. Lapisan yang dihasilkan tebalnya sekitar 1,5 mil. Bagian-bagian tersebut kemudian dipindahkan melalui operasi pemanggangan cat di mana cat dikeringkan pada suhu 300 derajat Fahrenheit (149 derajat Celcius) selama 20 menit. Sasis atau bingkai dipasang di palet untuk operasi perakitan utama. Palet adalah perangkat seperti catok yang digunakan bersama dengan alat lain.
• 3 Setelah pintu dicat, pelat logam berlubang dipasang pada bukaan jendelanya. Pelat memantulkan gelombang mikro tetapi memungkinkan cahaya masuk ke rongga (pintu tidak akan dipasang ke rongga sampai nanti, saat sasis dipasang).

Sub-perakitan tabung magnetron

• 4 Rakitan tabung magnetron terdiri dari silinder katoda, pemanas filamen, anoda logam, dan antena. Filamen melekat pada katoda, dan katoda tertutup dalam silinder anoda; sel ini akan menyediakan listrik yang akan membantu untuk menghasilkan gelombang mikro. Sirip pendingin logam dilas ke silinder anoda, dan magnet yang kuat ditempatkan di sekitar anoda untuk menyediakan medan magnet di mana gelombang mikro akan dihasilkan. Tali logam menyatukan rakitan lengkap. Pelindung termal dipasang langsung pada magnetron untuk mencegah kerusakan tabung akibat panas berlebih.
• 5 Sebuah antena tertutup dalam tabung kaca dipasang di atas anoda, dan udara di dalam tabung dipompa keluar untuk menciptakan ruang hampa. Waveguide terhubung ke magnetron di atas antena yang menonjol, sedangkan motor blower yang digunakan untuk mendinginkan sirip logam magnetron dipasang langsung ke tabung. Akhirnya, kipas plastik dipasang ke motor, di mana ia akan menarik udara dari luar oven dan mengarahkannya ke baling-baling. Ini melengkapi subassembly magnetron.

Rakitan sasis utama

• 6 Pekerjaan perakitan sasis dilakukan di atas palet—perangkat penahan kerja yang digunakan bersama dengan alat lain—terletak di stasiun. Pertama, sasis utama ditempatkan pada palet, dan rongga disekrup ke sasis. Selanjutnya, pintu dipasang pada rongga dan sasis melalui engsel. Tabung magnetron kemudian dibaut ke sisi rongga dan sasis utama. Dalam oven microwave yang telah selesai, tabung magnetron membuat gelombang mikro, dan pemandu gelombang mengarahkannya ke kipas pengaduk. Pada gilirannya, kipas ini mengarahkan gelombang ke rongga oven tempat mereka memanaskan makanan di dalamnya.
• 7 Rangkaian yang menghasilkan tegangan yang diperlukan untuk mengoperasikan tabung magnetron terdiri dari trafo besar, kapasitor berbahan dasar minyak, dan penyearah tegangan tinggi. Semua komponen ini dipasang langsung pada sasis, dekat dengan tabung magnetron.

Kipas pengaduk

• 8 Kipas pengaduk yang digunakan untuk mensirkulasikan gelombang mikro dipasang di atas rongga. Beberapa pabrikan menggunakan katrol untuk menggerakkan kipas dari motor blower magnetron; yang lain menggunakan motor pengaduk terpisah yang dipasang langsung ke kipas. Setelah kipas pengaduk terpasang, pelindung pengaduk disekrup di atas rakitan kipas. Perisai mencegah kotoran dan minyak memasuki pandu gelombang, di mana mereka dapat menghasilkan busur dan merusak magnetron.

Kontrol sakelar, relai, dan motor

• 9 Saklar masak menyediakan daya ke transformator dengan memberi energi pada relai dan pengatur waktu. Relai dipasang di dekat transformator daya, sedangkan pengatur waktu dipasang di papan kontrol. Sakelar pencairan es bekerja seperti sakelar masak, mengaktifkan motor dan pengatur waktu untuk mengoperasikan siklus pencairan. Juga dipasang di papan kontrol adalah bel pengatur waktu yang berdering saat siklus memasak selesai dan sakelar lampu yang memungkinkan melihat rongga. Sejumlah sakelar yang saling mengunci dipasang di dekat bagian atas dan bawah area pintu. Sakelar yang saling terkait terkadang dikelompokkan bersama dengan sakelar pengaman yang memantau sakelar lain dan memberikan perlindungan jika pintu terbuka secara tidak sengaja selama pengoperasian oven.

Panel depan

• 10 Panel depan yang memungkinkan operator memilih berbagai pengaturan dan fitur yang tersedia untuk memasak terpasang pada sasis. Di belakang panel depan, papan sirkuit kontrol terpasang. Papan, yang mengontrol berbagai operasi yang diprogram dalam urutan yang benar ketika sakelar ditekan di panel depan, terhubung ke berbagai komponen dan panel depan melalui soket dan kabel plug-in.

Membuat dan merakit casing

• 11 Casing luar microwave terbuat dari logam dan dipasang pada cetakan gulung. Kasing dimasukkan ke dalam oven microwave yang telah dipasang sebelumnya dan dibaut ke sasis utama.

Menguji dan mengemas oven

• 12 Kabel daya dan kenop dial sekarang terpasang ke oven, dan dikirim untuk pengujian otomatis. Sebagian besar produsen menjalankan oven dari 50-100 jam terus menerus sebagai bagian dari proses pengujian. Setelah pengujian selesai, robot pembuat palet mencatat model dan data serial oven untuk keperluan inventaris, dan oven dikirim untuk pengemasan. Ini menyelesaikan proses manufaktur.

Kontrol Kualitas

Kontrol kualitas yang ekstensif selama pembuatan oven microwave sangat penting, karena oven microwave memancarkan radiasi yang dapat membakar siapa saja yang terpapar pada tingkat tinggi untuk waktu yang lama. Peraturan federal, yang diterapkan pada semua oven yang dibuat setelah Oktober 1971, membatasi jumlah radiasi yang dapat bocor dari oven hingga 5 miliwatt radiasi per sentimeter persegi pada kira-kira 2 inci dari permukaan oven. Peraturan tersebut juga mewajibkan semua oven untuk memiliki dua sakelar independen yang saling mengunci untuk menghentikan produksi gelombang mikro saat gerendel dilepaskan atau pintu dibuka.

Selain itu, pemindai yang dikendalikan komputer digunakan untuk mengukur kebocoran emisi di sekitar pintu, jendela, dan bagian belakang oven. Pemindai lain memeriksa tempat duduk tabung magnetron dan radiasi antena. Setiap operasi pemindai menyampaikan data ke operasi on-line berikutnya sehingga setiap masalah dapat diperbaiki.

Masa Depan

Karena kecepatan dan kenyamanannya, oven microwave telah menjadi bagian tak terpisahkan dari dapur modern. Banyak perkembangan di pasar gelombang mikro dan industri terkait berlangsung cukup cepat. Misalnya, makanan dan peralatan yang dirancang khusus untuk memasak dengan microwave telah menjadi bisnis besar. Fitur-fitur baru juga akan diperkenalkan dalam microwave itu sendiri, termasuk penyimpanan resep yang terkomputerisasi yang dapat diingat kembali oleh konsumen dengan satu sentuhan tombol. Tampilan dan kemampuan program oven juga akan ditingkatkan, dan oven kombinasi yang mampu memasak dengan microwave serta dengan metode konvensional akan menjadi produk rumah tangga standar.