Horno microondas

Antecedentes

Las microondas son en realidad un segmento del espectro de ondas electromagnéticas, que comprende formas de energía que se mueven a través del espacio, generadas por la interacción de campos eléctricos y magnéticos. El espectro se divide comúnmente en subgrupos determinados por las diferentes longitudes de onda (o frecuencias) y los comportamientos de emisión, transmisión y absorción de varios tipos de ondas. Desde las longitudes de onda más largas a las más cortas, el espectro incluye ondas eléctricas y de radio, microondas, radiación infrarroja (calor), luz visible, radiación ultravioleta, rayos X, rayos gamma y rayos cósmicos electromagnéticos. Las microondas tienen frecuencias entre aproximadamente 0,11 y 1,2 pulgadas (0,3 y 30 centímetros).

Las microondas en sí mismas se utilizan en muchas aplicaciones diferentes, como productos de telecomunicaciones, detectores de radar, curado y secado de madera y tratamiento médico de ciertas enfermedades. Sin embargo, algunas de sus propiedades los hacen ideales para cocinar, con mucho el uso más común de la energía de microondas. Las microondas pueden atravesar materiales de plástico, vidrio y papel; las superficies metálicas los reflejan y los alimentos (especialmente los líquidos) los absorben. Una comida colocada en un horno convencional se calienta de afuera hacia adentro, ya que absorbe lentamente el aire circundante que el horno ha calentado. Las microondas, por otro lado, calientan los alimentos mucho más rápido porque penetran todas las capas simultáneamente. Dentro de un trozo de comida o un recipiente lleno de líquido, las microondas agitan las moléculas, calentando así la sustancia.

La capacidad de la energía de microondas para cocinar alimentos fue descubierta en la década de 1940 por el Dr. Percy Spencer, quien había realizado una investigación sobre los tubos de vacío de radar para los militares durante la Segunda Guerra Mundial. Los experimentos de Spencer revelaron que, cuando están confinadas a un recinto metálico, las ondas de radio de alta frecuencia penetran y excitan cierto tipo de moléculas, como las que se encuentran en los alimentos. Solo lo suficientemente potentes para cocinar la comida, las microondas no son lo suficientemente fuertes como para alterar su estructura molecular o genética o para hacerla radioactiva.

Raytheon, la empresa para la que el Dr. Spencer estaba realizando esta investigación, patentó la tecnología y pronto desarrolló hornos microondas capaces de cocinar grandes cantidades de alimentos. Debido a que los costos de fabricación los hacían demasiado costosos para la mayoría de los consumidores, estos primeros hornos fueron utilizados principalmente por hospitales y hoteles que podían pagar más fácilmente la inversión de $ 3,000 que representaban. Sin embargo, a fines de la década de 1970, muchas empresas habían desarrollado hornos microondas para uso doméstico y el costo había comenzado a bajar. Hoy en día, los microondas son un electrodoméstico estándar, disponible en una amplia gama de diseños y con una serie de características convenientes:placas giratorias para una cocción más uniforme; temporizadores digitales; capacidades de autoprogramación; y niveles ajustables de potencia de cocción que permiten descongelar, dorar y calentar, entre otras funciones.

Diseño

El diseño básico de un horno microondas es simple y la mayoría funciona esencialmente de la misma manera. Los diversos motores electrónicos, relés y circuitos de control del horno están ubicados en la carcasa exterior, a la cual está atornillada la cavidad del horno. Un panel frontal permite al usuario programar el microondas y el La cavidad y la puerta del horno se realizan mediante técnicas de conformado de metales y luego se pintan mediante electrodeposición, en la que se se utiliza corriente para aplicar la pintura.
El subconjunto del tubo de magnetrón incluye varias partes importantes. Un poderoso imán se coloca alrededor del ánodo para proporcionar el campo magnético en el que se generarán las microondas, mientras que un protector térmico se monta directamente en el magnetrón para evitar daños al tubo por sobrecalentamiento. Una antena encerrada en un tubo de vidrio se monta en la parte superior del ánodo y el aire dentro del tubo se bombea para crear un vacío. Además, un motor de soplado que se utiliza para enfriar las aletas metálicas del magnetrón se conecta directamente al tubo. El marco de la puerta tiene una pequeña ventana para que el cocinero pueda ver la comida mientras se cocina.

Cerca de la parte superior de la cavidad del horno de acero hay un magnetrón, un tubo electrónico que produce oscilaciones de microondas de alta frecuencia, que genera las microondas. Las microondas se canalizan a través de una guía de ondas de metal hacia un ventilador agitador, también ubicado cerca de la parte superior de la cavidad. El ventilador distribuye las microondas uniformemente dentro del horno. Los fabricantes varían los medios por los cuales desembolsan las microondas para lograr patrones de cocción uniformes:algunos usan ventiladores de doble agitador ubicados en paredes opuestas para dirigir las microondas a la cavidad, mientras que otros usan puertos de entrada en la parte inferior de la cavidad, lo que permite que las microondas ingresen desde ambos lados. arriba y abajo. Además, muchos hornos giran los alimentos en un plato giratorio.

Materias primas

La cubierta o carcasa exterior del horno microondas suele ser una carcasa metálica envolvente de una pieza. Los paneles interiores y las puertas del horno son de acero inoxidable o galvanizado. y se les aplica una capa de esmalte acrílico, generalmente de color claro para ofrecer una buena visibilidad. La superficie de cocción generalmente está hecha de cerámica o vidrio. Dentro del horno, los componentes y controles electromecánicos consisten en motores temporizadores, interruptores y relés. También dentro del horno están el tubo de magnetrón, la guía de ondas y el ventilador agitador, todos hechos de metal. El hardware que une los distintos componentes consta de una variedad de piezas de metal y plástico, como engranajes, poleas, correas, tuercas, tornillos, arandelas y cables.

El
proceso de fabricación

Fabricación de puertas y cavidades de horno

• 1 El proceso de fabricación de un horno microondas comienza con la cavidad y la puerta. Primero, el marco se forma usando prensas automáticas de conformado de metal que producen entre 12 y 15 partes por minuto. Luego, el marco se enjuaga con un limpiador alcalino para eliminar la suciedad o el aceite y luego se enjuaga con agua para eliminar la solución alcalina.
• 2 A continuación, cada parte se trata con fosfato de zinc, que la prepara para la electrodeposición. La electrodeposición consiste en sumergir las piezas en una pintura tanque a 200 voltios durante 2,5 minutos. El recubrimiento resultante tiene un grosor de aproximadamente 1,5 milésimas de pulgada. Luego, las piezas se mueven a través de una operación de horneado de pintura donde la pintura se cura a 300 grados Fahrenheit (149 grados Celsius) durante 20 minutos. El chasis o marco se monta en un palé para la operación de montaje principal. Una paleta es un dispositivo similar a un tornillo de banco que se utiliza junto con otras herramientas.
• 3 Después de pintar la puerta, se coloca una placa de metal perforada en la abertura de la ventana. La placa refleja las microondas pero permite que la luz entre en la cavidad (la puerta no se unirá a la cavidad hasta más tarde, cuando el chasis esté ensamblado).

El subconjunto del tubo del magnetrón

• 4 El conjunto del tubo del magnetrón consta de un cilindro de cátodo, un calentador de filamento, un ánodo de metal y una antena. El filamento está unido al cátodo y el cátodo está encerrado en el cilindro del ánodo; esta celda proporcionará la electricidad que ayudará a generar las microondas. Se sueldan aletas de enfriamiento de metal al cilindro del ánodo y se coloca un imán poderoso alrededor del ánodo para proporcionar el campo magnético en el que se generarán las microondas. Una correa de metal mantiene unido el conjunto completo. Un protector térmico está montado directamente en el magnetrón para evitar daños al tubo por sobrecalentamiento.
• 5 Una antena encerrada en un tubo de vidrio se monta en la parte superior del ánodo y el aire dentro del tubo se bombea para crear un vacío. La guía de ondas está conectada al magnetrón en la parte superior de la antena que sobresale, mientras que un motor soplador que se usa para enfriar las aletas metálicas del magnetrón se conecta directamente al tubo. Finalmente, se coloca un ventilador de plástico en el motor, donde extraerá el aire del exterior del horno y lo dirigirá hacia las paletas. Esto completa el subconjunto del magnetrón.

Conjunto del chasis principal

• 6 El trabajo de ensamblaje del chasis se realiza en un palé, un dispositivo de sujeción del trabajo que se usa junto con otras herramientas, ubicado en la estación. Primero, el chasis principal se coloca sobre el palet y la cavidad se atornilla al chasis. A continuación, la puerta se fija a la cavidad y al chasis mediante bisagras. Luego, el tubo del magnetrón se atornilla al costado de la cavidad y al chasis principal. En un horno de microondas completo, el tubo de magnetrón crea las microondas y la guía de ondas las dirige al ventilador agitador. A su vez, este ventilador apunta las ondas hacia la cavidad del horno donde calientan la comida en el interior.
• 7 El circuito que produce el voltaje requerido para operar el tubo magnetrón consiste en un transformador grande, un capacitor a base de aceite y un rectificador de alto voltaje. Todos estos componentes están montados directamente en el chasis, cerca del tubo del magnetrón.

Ventilador agitador

• 8 El ventilador agitador que se usa para hacer circular las microondas está montado en la parte superior de la cavidad. Algunos fabricantes utilizan una polea para impulsar el ventilador desde el motor del soplador de magnetrón; otros utilizan un motor de agitación independiente conectado directamente al ventilador. Una vez que el ventilador del agitador está conectado, se atornilla un protector del agitador en la parte superior del conjunto del ventilador. El escudo evita que la suciedad y la grasa entren en la guía de ondas, donde podrían producir un arco y dañar el magnetrón.

Interruptores de control, relés y motores

• 9 El interruptor de cocción proporciona energía al transformador activando un relé y un temporizador. El relé está montado cerca del transformador de potencia, mientras que el temporizador está montado en el tablero de control. El interruptor de descongelación funciona como el interruptor de cocción, activando un motor y un temporizador para operar el ciclo de descongelación. También montados en el tablero de control hay una campana con temporizador que suena cuando se completa el ciclo de cocción y un interruptor de luz que permite ver la cavidad. Varios interruptores de enclavamiento están montados cerca de la parte superior e inferior del área de la puerta. Los interruptores de enclavamiento a veces se agrupan con un interruptor de seguridad que monitorea los otros interruptores y brinda protección si la puerta se abre accidentalmente durante el funcionamiento del horno.

Panel frontal

• 10 Se adjunta al chasis un panel frontal que permite al operador seleccionar las diversas configuraciones y funciones disponibles para cocinar. Detrás del panel frontal, se adjunta la placa de circuito de control. La placa, que controla las diversas operaciones programadas en su secuencia adecuada cuando se pulsan los interruptores en el panel frontal, se conecta a los diversos componentes y al panel frontal mediante enchufes y cables.

Confección y montaje de la caja

• 11 La carcasa exterior del microondas está hecha de metal y está ensamblada en un formador de rollos. La caja se desliza en el horno de microondas premontado y se atornilla al chasis principal.

Prueba y empaque del horno

• 12 Los cables de alimentación y las perillas de control ahora están conectados al horno y se envía para una prueba automática. La mayoría de los fabricantes hacen funcionar el horno de 50 a 100 horas de forma continua como parte del proceso de prueba. Una vez finalizada la prueba, un robot paletizador registra el modelo y los datos de serie del horno para fines de inventario, y el horno se envía para su embalaje. Esto completa el proceso de fabricación.

Control de calidad

Es esencial un control de calidad exhaustivo durante la fabricación de hornos microondas, porque los hornos microondas emiten radiación que puede quemar a cualquier persona expuesta a niveles altos durante períodos prolongados. Las regulaciones federales, aplicadas a todos los hornos fabricados después de octubre de 1971, limitan la cantidad de radiación que puede filtrarse de un horno a 5 milivatios de radiación por centímetro cuadrado a aproximadamente 2 pulgadas de la superficie del horno. Las regulaciones también requieren que todos los hornos tengan dos interruptores de enclavamiento independientes para detener la producción de microondas en el momento en que se suelta el pestillo o se abre la puerta.

Además, se utiliza un escáner controlado por computadora para medir las fugas de emisión alrededor de la puerta, la ventana y la parte posterior del horno. Otros escáneres comprueban el asiento del tubo magnetrón y la radiación de la antena. Cada operación del escáner transmite datos a la siguiente operación en línea para que se pueda corregir cualquier problema.

El futuro

Debido a su velocidad y conveniencia, los hornos microondas se han convertido en una parte indispensable de las cocinas modernas. Muchos desarrollos en el mercado de las microondas y las industrias afines se están produciendo con bastante rapidez. Por ejemplo, los alimentos y utensilios diseñados especialmente para cocinar en microondas se han convertido en un gran negocio. También se introducirán nuevas funciones en los propios microondas, incluido el almacenamiento computarizado de recetas que el consumidor podrá recordar con solo tocar un botón. También se mejorará la visualización y la programabilidad de los hornos, y los hornos combinados capaces de cocinar con microondas y con métodos convencionales se convertirán en un producto doméstico estándar.