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Pizza calda e padella fredda COME FUNZIONA / IL FORNO A MICROONDE Pizza calda e padella fredda Le radiazioni elettromagnetiche in cucina LE virtù di efficienza, rapidità e -ifJBMSS praticità del ;' V^S croonde in cucik V^a na sono note a vs ' y'M* tutt': 1111 c'^° C\ jHW Pu° essere r'~ ;. \ ' scaldato in po- '/ chi secondi mentre il contenitore, se appropriato, rimane freddo e può essere toccato a mani nude. Onesto fatto, che continua a suscitare meraviglia in tutti quelli che incominciano a usare un l'orno a microonde, ò solo il più marginale dei vantaggi; in realtà l'aspetto più interessante del forno a micronde è il forte risparmio di energia che si ottiene: infatti il calore trasmesso in questa forma ha dispersioni pressoché nulle, come dimostra il l'atto che nella cottura di un cibo il contenitore, che non interessa cuocere!, rimane freddo. In un forno tradizionale le sorgenti di calore sono o la fiamma del gas o una resistenza elettrica che diviene incandescente; in entrambi i casi il calori; (o energia) si sviluppa sotto l'orma di radiazione elettromagnetica con frequenze dal visibile all'infrarosso, che vengono assorbite da tutti i corpi presenti nel forno: l'aria, le pareti del forno, il contenitore del cibo e il cibo stesso. Per di più, essendo queste radiazioni poco penetranti, il calore è trasmesso prima alla superficie esterna del corpo e si propaga all'interno gradualmente. In un forno a microonde le radiazioni elettromagnetiche sono tutte della stessa frequenza (2,45 GHz, molto minore di quella delle onde del forno tradizionale) e trasmettono la loro energia solo a corpi i cui costituenti microscopici possono vibrare a quella frequenza: nei cibi tale costituente è l'acqua contenuta, le cui molecole possono ruotare 2,45 miliardi di volte al secondo, che si riscalda ed arriva all'ebollizione quasi istantaneamente. Oltretutto l'eccitazione è contemporanea in tutto il volume, sicché si ha un riscaldamento uniforme, anzi con la tendenza ad iniziare in profondità. L'uso delle microonde come fonte d'energia fu preso in considerazione dapprima per scopi industriali (primi Anni 60) e con troppa fretta relegato ad applicazioni marginali (come appunto la culinaria). Clio accadde perche, essendo l'energia ancora a basso cos'-o, non vi erano motivazioni economiche per sostituire i ben collaudati processi tradizionali (e neppure vi era attenzione ai problemi ambientali); quan¬ do poi sorse la necessità di risparmio energetico ci si accorse che, pur essendo il fenomeno perfettamente compreso in linea di principio, non esisteva un'esperienza applicativa che desse la certezza di ottenere i risultati desiderati. Fu solo alla fine degli Anni 70 che si fecero le prime ricerche sull'azione delle microonde nei processi chimici, anche se limitate a casi molto specifici come la polimerizzazione di alcune resine epossidiche e la vulcanizzazione della gomma, quest'ultima con un successo tale da sostituire il processo tradizionale. A metà degli Anni 80 erano stati messi a punto anche processi rapidi di incenerimento di materiali organici come rifiuti e prodotti biologici, ma fu solo nell'86 che si ebbe la svolta decisiva con la pubblicazione di lavori in cui, in una serie di reazioni chimiche vere e proprie come ossidazioni, esterificazioni ed addizioni nucleofile, si osservava un fortissimo incremento della velocità di reazione (qualche centinaia di volte, in certi casi). L'effetto delle microonde sulle reazioni chimiche si indica con l'acronimo More (microwave oven reaction enhancement). La difficoltà di applicare le microonde per il riscaldamento «tout-court» sta nel fatto che ogni materiale risponde in modo diverso alla loro interazione: i metalli rimangono freddi perché le riflettono; anche gran parte degli isolanti rimangono freddi, ma perché sono ad esse trasparenti; altri isolanti come l'acqua, gli ossidi di nichel, di cromo, ferro e manganese le assorbono bene raggiungendo in breve tempo temperature molto alte; spesso l'assorbimento ed il conseguente riscaldamento sono funzione della temperatura di un materiale: ad esempio, l'allumina, la silice e molti vetri sono trasparenti alle microonde da freddi ma le assorbono se leggermente riscaldati; materiali trasparenti possono diventare assorbitori se contengono molte impurezze. Questa gran varietà di comportamento fa sì che ancor oggi ogni nuova idea d'applicazione debba esser preceduta da accurati studi sul comportamento d'ogni componente del sistema. Si aggiunga la difficoltà del controllo della temperatura (i termometri a termocoppia e a resistenza perturbano il sistema riscaldandosi autonomamente mentre i termometri ottici vedono la temperatura superficiale, diversa da quella interna), e si comprenderà come, nonostante la tecnologia odierna, l'uso delle microonde nei processi produttivi proceda con relativa lentezza. Un'indagine condot¬ ta a metà degli Anni 90 in Usa dalla National Material Advisory Board ha indirizzato la politica degli investimenti nella ricerca verso lo studio delle possibili applicazioni delle microonde nei processi produttivi, motivando la scelta con la politica del risparmio e la coscienza ambientalista. Grazie a questa spinta in Usa e in altri Paesi a tecnologia avanzata le applicazioni si sono estese ad un gran numero di sintesi organiche, a svariati processi di polimerizzazione, alla sintesi rapida di radiofarmaci; si prospettano poi nuove possibilità come la saldatura di ceramici od anche la realizzazione di asfaltature con grande rapidità e risultati perfetti. In Italia ci si è mossi in ritardo; infatti alla prima conferenza internazionale sull'argomento, «First World Congress on Microwave Proces¬ sing», svoltasi tra il 5 e il 9 gennaio 1997 a Lake Buena Vista (Florida), non è stato presentato nessun contributo scientifico italiano, nonostante una presenza industriale italiana massiccia, a dimostrazione di un diffuso interesse per il settore. Ma quest'anno nel congresso nazionale a Fermo (in giugno) si è constatato un affannoso tentativo di recupero: accanto agli originali gruppi di Modena (ceramici), Salerno (organica) e Bologna (radiofarmaci) si stanno organizzando gruppi di ricerca a Torino, Pavia, Genova, Milano, Napoli ed altri. Non resta che sperare vengano incoraggiati con adeguati finanziamenti; il nostro Paese ha infatti, più degli altri, bisogno di una tecnologia che comporti il risparmio energetico. Paolo Volte Università di Torino -ifJBMSS p;' V^S ck V^a nvs ' y'M* tC\ jHW P;. \ ' s'/ cmit Una tecnologia a basso consumo energetico, usata anche nell'industria ta Italia vi è solo la produzione di forni per uso domestico (per averne uno ad uso di ricerca si deve ordinarlo all'estero). Attualmente il 12 per cento delle famiglie italiane possiede un forno a microonde. Le caratteristiche di un forno per ricerca (o comunque applicazioni speciali) sono: maggior potenza, possibilità di variare la frequenza, canali d'accesso e d'uscita per gas, sistemi di misura della temperatura, ecc. MAGNETRON: produce le microonde Ventilatore di raffreddamento Protezione interna trasparente con rete metallica: impedisce l'uscita delle microonde Porta (o antina) Guarnizione in ferrite Leve di chiusura e di attivazione delle sicurezze Tasto apertura meccanica defila porta elettronica di controllo 1— Condensatore e diodo di alta tensione Trasformatore: genera corrente ad alta tensione per alimentare il Magnetron Convogliatore aria di raffreddamento ta Italia vi è solo la produzione di forni per uso domestico (per averne uno ad uso di ricerca si deve ordinarlo all'estero). Attualmente il 12 per cento delle famiglie italiane possiede un forno a microonde. Le caratteristiche di un forno per ricerca (o comunque applicazioni speciali) sono: maggior potenza, possibilità di variare la frequenza, canali d'accesso e d'uscita per gas, sistemi di misura della temperatura, ecc.