മൈക്രോവേവ് ഓവന്‍ - ചരിത്രവും പ്രവര്‍ത്തവും

മൈക്രോവേവ് ഓവന്‍ - പ്രവര്‍ത്തിക്കുന്നതെങ്ങിനെ?

യാദൃശ്ചികതയാണ് പല കണ്ടുപിടുത്തങ്ങള്‍ക്കും കാരണമാകുന്നത്. എക്സ്-റേ യുടെ കണ്ടുപിടുത്തം ഒരുദാഹരണം. അതേ യാദൃശ്ചികതയാണ് മൈക്രോവേവ് ഓവന്‍ എന്ന ആശയത്തിലേക്ക് നയിച്ചത്. 1945 ലായിരുന്നു ആ സംഭവം. റഡാര്‍ സംവിധാനങ്ങള്‍ അക്കാലത്ത് ആശയവിനിമയത്തിനായി ഉപയോഗിച്ചിരുന്നു. പേഴ്സി സ്പെന്‍സര്‍ എന്ന അമേരിക്കന്‍ എന്‍ജിനീയര്‍ റഡാര്‍ സംവിധാനങ്ങളുമായി ബന്ധപ്പെട്ട ഒരു ജോലിയില്‍ ഏര്‍പ്പെട്ടുകൊണ്ടിരിക്കുകയായിരുന്നു. മൈക്രോവേവ് ഉപയോഗിക്കുന്ന റഡാര്‍ പ്രവര്‍ത്തിക്കുന്നതിനിടയില്‍ തന്റെ പോക്കറ്റില്‍ കിടക്കുന്ന ഒരു ചോക്ലേറ്റ് മിഠായി ഉരുകുന്നത് അദ്ദേഹം ശ്രദ്ധിച്ചു. മൈക്രോവേവ് ആകാം ഇതിന് കാരണം എന്നു തോന്നിയ സ്പെന്‍സര്‍ അതിനെ തുടര്‍ന്ന് നിരവധി പരീക്ഷണങ്ങള്‍ നടത്തിനോക്കി. ചോളത്തില്‍ മൈക്രോവേവ് അടിപ്പിച്ചായിരുന്നു ആദ്യ പരീക്ഷണം. പിന്നീട് ഒരു മുട്ടയിലും ഈ പരീക്ഷണം ആവര്‍ത്തിച്ചു. പരീക്ഷണത്തെ അല്പം കൂടി പരിഷ്ക്കരിച്ച് ഒരു ലോഹപ്പെട്ടിക്കുള്ളിലേക്ക് മൈക്രോവേവിനെ കേന്ദ്രീകരിപ്പിക്കാനുള്ള സംവിധാനമുണ്ടാക്കി. ആദ്യത്തെ മൈക്രോവേവ് ഓവന്‍ ഇതാണ് എന്നു വേണമെങ്കില്‍ പറയാം. പക്ഷേ 1947 ല്‍ സ്പെന്‍സര്‍ പ്രവര്‍ത്തിച്ചിരുന്ന സ്ഥാപനം മൈക്രോവേവ് ഓവന്റെ പേറ്റന്റ് നേടിയെടുത്തു. അതേ വര്‍ഷം അവരുണ്ടാക്കിയ റഡാറേഞ്ച് (Radarange)എന്ന ഉപകരണമാണ് ആദ്യത്തെ മൈക്രോവേവ് ഓവനായി അറിയപ്പെടുന്നത്.

എന്താണീ മൈക്രവേവ് എന്നു കൂടി അറിയേണ്ടതുണ്ട്. വൈദ്യുതകാന്തികതരംഗങ്ങള്‍ പല തരത്തിലുണ്ട്. അവയില്‍ ഏതാണ്ട് 1ജിഗാ-ഹെര്‍ട്സ് മുതല്‍ 100ജിഗാ-ഹെര്‍ട്സ് വരെയുള്ള തരംഗങ്ങളെയാണ് മൈക്രോവേവ് എന്നു പറയാറ്. നമ്മുടെ മൊബൈല്‍ ഫോണ്‍ തരംഗങ്ങളുടെ റേഞ്ച് പലപ്പോഴും മൈക്രോവേവിന്റെ തുടക്കത്തിലാണ്, ഏതാണ്ട് .9ജിഗാ-ഹെര്‍ട്സ് മുതല്‍ 1.8 ജിഗാഹെര്‍ട്സ് വരെയുള്ള തരംഗങ്ങള്‍. 2.45 ജിഗാ-ഹെര്‍ട്സ് ആവൃത്തിയുള്ള തരംഗമാണ് മൈക്രോവേവ് ഓവനുകളില്‍ ഉപയോഗിക്കുന്നത്. സാധാരണ മൊബൈല്‍ഫോണുകളില്‍ ഉപയോഗിക്കുന്ന തരംഗങ്ങളുടെ ആവൃത്തിയേക്കാള്‍ 2 മുതല്‍ 3 വരെ മടങ്ങാണ് ഈ മൈക്രോവേവിന്റെ ആവൃത്തി.

ഡൈഇലക്ട്രിക്ക് ഹീറ്റിംഗ് (dielectric heating) എന്ന തത്വമാണ് എല്ലാ മൈക്രോവേവ് ഓവനുകളുടേയും അടിസ്ഥാനം. വൈദ്യുതകാന്തികതരംഗങ്ങളുമായി പ്രവര്‍ത്തിച്ച് ചില പദാര്‍ത്ഥങ്ങളില്‍ താപമുണ്ടാകുന്നതാണ് ഈ പ്രതിഭാസം. വൈദ്യുതിയെ കടത്തിവിടാത്ത കുചാലകങ്ങളെയാണ് സാധാരണ ഡൈഇലക്ട്രിക്ക് എന്നു വിളിക്കുന്നത്. പക്ഷേ അവയ്ക്കും ചില വൈദ്യുതഗുണങ്ങള്‍ ഒക്കെയുണ്ട്. ഉദാഹരണമായി ചിലപ്പോള്‍ തന്മാത്രകളില്‍ അല്പം പൊസിറ്റീവ് ചാര്‍ജും നെഗറ്റീവ് ചാര്‍ജും പ്രത്യക്ഷപ്പെടും. അവ തമ്മില്‍ അല്പം അകലം പാലിച്ച് നില്‍ക്കുകയും ചെയ്യും. ഇങ്ങിനെയുള്ള തന്മാത്രകളെ ഇലക്ട്രിക്ക് ഡൈപോള്‍ എന്നാണ് വിളിക്കാറ്. വൈദ്യുതക്ഷേത്രത്തില്‍(electric field) പെട്ടാല്‍ ഇത്തരം തന്മാത്രകള്‍ക്ക് ഊര്‍ജ്ജം ലഭിക്കുകയും ചലിക്കാന്‍ തുടങ്ങുകയും ചെയ്യും. വൈദ്യുതകാന്തികവികിരണങ്ങളിലെ വൈദ്യുതക്ഷേത്രം തുടര്‍ച്ചയായി മാറിക്കൊണ്ടിരിക്കുന്നവയാണ്. വീട്ടിലെ എ.സി. വൈദ്യുതിപോലെ തന്നെയാണ് വൈദ്യുതക്ഷത്രത്തിന്റെ ഈ ദിശമാറ്റം. ഈ വൈദ്യുതക്ഷേത്രത്തില്‍ പെടുന്ന ഓരോ ധ്രുവീകരിക്കപ്പെട്ട തന്മാത്രയും (electirc diploe) ഊര്‍ജ്ജം നേടുകയും വിവിധ ചലനങ്ങളില്‍ ഏര്‍പ്പെടുകയും ചെയ്യും. എല്ലാത്തരം വൈദ്യുതകാന്തികവികിരണങ്ങളും എല്ലാത്തരം പദാര്‍ത്ഥങ്ങളുമായും പ്രതിപ്രവര്‍ത്തിക്കണമെന്നില്ല. മൈക്രോവേവ് തരംഗങ്ങള്‍ ഊര്‍ജ്ജം കൈമാറാന്‍ കഴിയുന്ന ഏറ്റവും നല്ല പദാര്‍ത്ഥം എന്നു പറയുന്നത് ജലമാണ്. പരമാവധി ദക്ഷതയോടെ (efficiency) മൈക്രോവേവ് തരംഗങ്ങള്‍ ജലവുമായി പ്രവര്‍ത്തിക്കും. ഇങ്ങിനെ ലഭിക്കുന്ന ഊര്‍ജ്ജം ഉപയോഗിച്ച് ജലതന്മാത്രകള്‍ വളരെ വേഗം കറങ്ങാന്‍ തുടങ്ങും. ഈ കറക്കമാണ് താപമായി പരിണമിക്കുന്നതും ആഹാരം പാകം ചെയ്യാന്‍ സഹായിക്കുന്നതും. കൊഴുപ്പ്, പഞ്ചസാര തുടങ്ങിയവയിലേക്കും ഊര്‍ജ്ജം പകരാന്‍ മൈക്രോവേവിന് സാധിക്കും. എന്നാല്‍ പ്ലാസ്റ്റിക്ക്, ഗ്ലാസ്, മണ്ണില്‍ തീര്‍ത്ത സിറാമിക്ക് പദാര്‍ത്ഥങ്ങള്‍ തുടങ്ങിയവയൊന്നും തന്നെ മൈക്രോതരംഗങ്ങളെ ആഗിരണം ചെയ്യുകയില്ല. ലോഹങ്ങള്‍ക്കാവട്ടെ മൈക്രോതരംഗങ്ങളെ പ്രതിഫലിപ്പിക്കാനുള്ള കഴിവാണ് കൂടുതല്‍.

ഇനി അടുക്കളകളിലെ മൈക്രോവേവ് ഓവനുകളിലേക്ക് വരാം.

വിവിധ തരത്തിലുള്ള ഉപകരണങ്ങളുടെ സംയോജിതപ്രവര്‍ത്തനമാണ് മൈക്രോവേവ് ഓവന്‍

ഉയര്‍ന്ന വോള്‍ട്ടേജ് നല്‍കാന്‍ ശേഷിയുള്ള ഒരു ട്രാന്‍സ്ഫോര്‍മ്മര്‍
'കാവിറ്റി മാഗ്നട്രോണ്‍' എന്ന ഉപകരണം. ഇതാണ് വൈദ്യുതിയെ മൈക്രോവേവ് ആക്കി മാറ്റുന്നത്.
മാഗ്നട്രോണിനെ നിയന്ത്രിക്കാനുള്ള ഇലക്ട്രോണിക്‌ സംവിധാനം
മൈക്രോവേവിന്റെ ദിശ നിയന്ത്രിക്കാനുള്ള വേവ് ഗൈഡ് (waveguide) എന്ന സംവിധാനം
പാചക അറ (cooking chamber)

ഇത്രയുമാണ് ഒരു സാധാരണ മൈക്രോവേവ് ഓവന്റെ ഉപകരണങ്ങള്‍. ഇത് കൂടാതെ ഫാന്‍, ലൈറ്റുകള്‍, നിയന്ത്രണപാനല്‍ തുടങ്ങിയവയും ഇതിന്റെ ഭാഗമാണ്. പാചകം നടക്കുന്ന അറക്ക് മൈക്രോവേവ് പുറത്തേക്ക് ചോര്‍ന്നുപോകാതെ സംരക്ഷിക്കാനായുള്ള സംവിധാനവും ഉണ്ട്. പാചകഅറയ്ക്ക് ഗ്ലാസ് കൊണ്ടുള്ള ഒരു വാതില്‍ ഉണ്ട്. ഈ വാതിലില്‍ സുതാര്യമായ ഒരു ലോഹപ്പാളി ഉണ്ടായിരിക്കും. ഇതും മൈക്രോവേവ് പുറത്തേക്ക് വരാതെ സംരക്ഷിക്കും. മൈക്രോവേവ് ഓവനില്‍ പാചകത്തിന് ലോഹപ്പാത്രങ്ങള്‍ ഉപയോഗിക്കാന്‍ സാധിക്കുകയില്ല. ലോഹം മൈക്രോവേവിനെ പ്രതിഫലിപ്പിക്കുന്നതാണ് കാരണം. അതു കൊണ്ടുതന്നെ പ്രത്യേകതരം പ്ലാസ്റ്റിക്ക് കൊണ്ടുള്ള പാത്രങ്ങളാണ് ഇതില്‍ പ്രയോജനപ്പെടുത്തുന്നത്.
ജലം അടങ്ങിയ ആഹാരസാധനങ്ങളാണ് മൈക്രോവേവ് ഓവനില്‍ പാചകത്തിന് അനുയോജ്യം. ജലതന്മാത്രകളുടെ 'കറക്കം' ആഹാര സാധനങ്ങള്‍ വേവിക്കാനുള്ള ഊര്‍ജ്ജമായി പ്രവര്‍ത്തിക്കും. ഭക്ഷണപദാര്‍ത്ഥങ്ങളുടെ അല്പം ഉള്ളിലേക്ക് മൈക്രോവേവ് കടന്നെത്തും. അതു കൊണ്ടുതന്നെ ചാലനം വഴിയുള്ള താപപ്രസരണത്തിന്റെ ആവശ്യം കുറയ്ക്കാനും കഴിയുന്നു. പാത്രം ചൂടായി ആ ചൂട് ആഹാരത്തിലേക്ക് പകരുന്ന രീതിയല്ല ഇവിടെ ഉപയോഗിക്കുന്നത്. നേരിട്ട് ഭക്ഷണപദാര്‍ത്ഥത്തെ ചൂടാക്കുകയാണ് ചെയ്യുന്നത്. നല്‍കുന്ന ഊര്‍ജ്ജത്തെ ഏതാണ്ട് പൂര്‍ണ്ണമായിത്തന്നെ പാചകത്തിനായി പ്രയോജനപ്പെടുത്താന്‍ തന്മൂലം സാധിക്കുന്നു.
വൈദ്യുതിയിലാണ് മൈക്രോവേവ് ഓവനുകള്‍ പ്രവര്‍ത്തിക്കുന്നത്. വൈദ്യുതിയെ മൈക്രോവേവ് ആക്കി മാറ്റുന്ന മാഗ്നട്രോണിന്റെ ദക്ഷതയേക്കാള്‍ അല്പം കുറവായിരിക്കും ഓവന്റെ ദക്ഷത(efficiency). നല്‍കുന്ന ഊര്‍ജ്ജത്തിന്റെ എത്ര ശതമാനമാണ് പ്രയോജനകരമായി ഉപയോഗപ്പെടുത്താന്‍ പറ്റുന്നത് എന്നതിന്റെ സൂചനയാണ് ദക്ഷത എന്നറിയപ്പെടുന്നത്. മാഗ്നട്രോണിന്റെ ദക്ഷത ഏതാണ്ട് 65% ത്തോളം മാത്രമേ വരുന്നുള്ളൂ. ബാക്കി ഊര്‍ജ്ജം താപമായും മറ്റും നഷ്ടപ്പെടുകയും ചെയ്യും. പക്ഷേ സമയലാഭത്തിന്റെ കാര്യത്തില്‍ മൈക്രോവേവ് ഓവന്‍ മുന്നിട്ടു നില്‍ക്കുന്നു. പോഷകമൂല്യം അധികം നഷ്ടപ്പെടാതെ മിനിറ്റുകള്‍ കൊണ്ട് പാചകം നടത്താന്‍ ഇത് സഹായിക്കുന്നു.

(ദീപികയിലെ ചോക്ലേറ്റില്‍ പ്രസിദ്ധീകരിക്കുന്നത്)