Qu’est-ce qu’un système de chauffage par micro-ondes ?
Les systèmes de chauffage par micro-ondes sont des appareils qui chauffent des matériaux diélectriques à l’aide d’ondes électromagnétiques dont la longueur d’onde est de l’ordre du micromètre.
Dans d’autres méthodes de chauffage (par exemple, l’air chaud ou le rayonnement électrique), la chaleur est conduite progressivement depuis la surface de l’objet à chauffer, ce qui prend un certain temps.
Le chauffage par micro-ondes, en revanche, réagit directement avec les molécules à l’intérieur du matériau, de sorte que la température interne peut être augmentée en un temps plus court. Comme les micro-ondes peuvent être irradiées presque uniformément sur l’objet, la substance peut être chauffée uniformément à l’intérieur et à l’extérieur. De plus, comme l’efficacité du chauffage dépend de la perte diélectrique de l’objet, la substance peut également être chauffée de manière sélective en fonction du facteur de perte.
Utilisations des systèmes de chauffage par micro-ondes
L’utilisation la plus connue des appareils de chauffage par micro-ondes est celle des fours à micro-ondes, mais ils sont également utilisés industriellement pour d’autres usages liées à l’alimentation.
La cuisson, la stérilisation et le séchage des aliments en sont des exemples spécifiques. Par exemple, lorsque des systèmes de chauffage par micro-ondes sont utilisés dans le processus de chauffage du poulet, le temps de chauffage peut être divisé par deux par rapport aux méthodes conventionnelles et grâce à cette méthode le noircissement partiel des os peut être évité.
Le chauffage par micro-ondes est également utilisé pour le séchage du bois, des imprimés, des textiles et du papier, et dans le domaine médical, pour le traitement du cancer par thermothérapie.
Principe des systèmes de chauffage par micro-ondes
Les ondes électromagnétiques telles que les micro-ondes agissent sur les matériaux en modifiant périodiquement l’intensité du champ électrique.
Contrairement aux conducteurs comme les métaux, les isolants (diélectriques) tels que l’eau ont une polarité dans les molécules elles-mêmes et réagissent donc au champ électrique des ondes électromagnétiques. Cela provoque un biais dans la distribution des charges positives et négatives dans les molécules à l’intérieur du corps diélectrique.
Lorsque la fréquence des ondes électromagnétiques augmente, les molécules qui composent le diélectrique tournent et vibrent violemment et se heurtent les unes aux autres. Cependant, les fréquences plus élevées ne sont pas nécessairement plus faciles à chauffer. Si la fréquence est trop élevée, les molécules à l’intérieur du diélectrique ne peuvent pas réagir.
L’eau, par exemple, réagit bien aux ondes électromagnétiques de la gamme des micro-ondes (rayonnement infrarouge). L’énergie générée par la réaction (énergie interne) est convertie en chaleur qui chauffe le diélectrique. Les Systèmes de chauffage parr micro-ondes sont équipés de tubes électroniques appelés magnétrons pour générer des micro-ondes. Ces dernières ainsi émises sont guidées dans le four de chauffage, où elles chauffent l’objet.