전자렌지의 원리와 올바른 사용법 (발명,원리,렌지용 용기, 주의사항)

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소싯적에는 이것저것 뜯어보는 것에 재미를 느꼈다. 세상의 모든 것이 궁금하지 않은가. 나이가 드니 만사 귀찮고 소소한 것에 신경 쓰기에는 삶의 무게가 있는 것 같다. 모든 발명품은 우연히 발견되거나, 실패를 통해 발견되고 세상에 나오는 것이 많다. 가정 내나 편의점 내 가장 많이 사용하고 있는 전자렌지에 원리에 대해 알아보고 공유하고자 한다. 알고 계시면 유식한 척할 수도 있고, 이렇게 단순한 구조이구나 생각이 되실 것이다. 

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<전자렌지원리/사용주의>

1. 전자렌지의 탄생

• 전자렌지의 발명은 1945년 미국의 레이시온 사의 퍼시 스펜서가 레이다 연구 중  레이다에 사용되는 마이크로파를 발생시키는 마그네트론 옆에 서 있었을 때, 주머니에 넣어둔 초콜릿이 녹아버린 것을 발견
• 스펜서는 이 원리를 이용하여 전자렌지를 발명하였으며, 1947년 레이시온 사는 세계 최초의 전자렌지인 "레이다레인지"를 제작
• 처음에는 크기가 크고 비싸서 상업용 사용, 마그네트론의 대량 생산화와 가격 인하로 1960년대부터 가정용 보급
• 대한민국에서는 1970년대 초반부터 산학공동연구가 시작되었고, 1979년 삼성전자가 처음으로 시판한 모델(RE700D)

<최초 전자렌지>

2. 전자렌지 원리

• 전자렌지의 원리는 마이크로파가 식품 내부의 물 분자를 진동시켜 열을 발생
• 물 분자는 수소와 산소 원자로 이루어져 있으며, 수소 원자 쪽이 양전하를 띠고 산소 원자 쪽이 음전하를 띠고 있는 극성 분자로 마이크로파를 쪼이면 극성 분자는 전자기파의 전기장이 양과 음으로 진동할 때 분자가 양과 음의 방향을 바꾸며 매우 빠르게 회전하여 전자기장을 따라 정렬
• 분자의 회전에 의해 분자들이 서로 밀고 당기거나 충돌하는데 이러한 운동에너지가 음식물의 온도를 높이임
• 물 분자가 가장 흡수를 잘하는 공명(안정화 상태의 물분자가 마이크로파의 진동수와 물분자 진동점가 일치) 주파수는 9,000 MHz대이나 표면의 물 분자의 진동에만 영향
• 음식 깊이 속의 물분자까지 전자파가 전달되도록 하기 위해 9,000 MHz 이상의 2.4 GHz - 2.5 GHz 사용
• 마그네트론의 소비전력이 큼 (단시간에 큰 에너지 방출)
• 물분자의 공진에 의해 안정된 상태의 물이 마그넷트론 에너지에 의해 물분자간 진동하면서 에너지 발생
• 열원에 의해 물이 끓는 방식도 물분자의 진동에 의한 분자간 반복적인 끌어당기고 떨어지면서(수증기) 에너지 발생에 의해 원리와 동일

<물분자 진동과 에너지>

<전자렌지 구조>

• 전자렌지 챔버(오븐)과 마그넷트론(가이드포함) 및 전원장치 3가지로 구성
• 챔버는 전자가 외부로 방출되지 않는 구조 구성  
• 마그넷트론 가이드는 마그넷트론이 방출되는 유일한 통로 
• 전자렌지 가동 중 번쩍이는 것은 그림의 가이드 커버의 물과 기름등에 오염된 부위가 장기간 가열되어 손상되어 스파크가 일어 나는 경우 이므로, 참고하여 청소를 하거나 커버만 교체하면 됨    
• 마그넷트론은 전자를 방출하는 장치로 보면 됨 

<마그넷트론 구조>

• 간단히 음극과 양극의 전자 발생장치가 있고, 자석은 전자들을 모아서 회전하여 방출하게 만드는 역할을 함 
• 음식이 데우다 보며 어느 곳은 어느 곳은 따뜻하고, 어느 곳은 차갑게 느껴지는 경우가 있는데, 이는 그림과 같이 전자의 자기장이 물결무늬로 파장을 이루고 있어 중간지점의 경우 음식이 가열되지 않는 지점(Cool)이 생김 
• 따라서 전자렌지의 하부는 회전형으로 되어 있는 것이 고루게 가열을 하기 위한 목적임

 

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3. 전자렌지 사용 시 주의 사항

    마이크로파의 특징은  음식은 흡수 / 종이,유리,도자기제, 플라시틱은 투과 / 금속재질은 반사하는 특징을 가지고 있다고 생각하면 좋겠다. 

   즉 용기가 가열되는 것이 아닌 음식이 먼저 가열되어야 전자렌지용기로 적합하다는 것이다. 용기가 먼저 뜨거워진다면 용기의 내열성이 없고, 파손될 우려가 있고, 플라스틱의 경우 플라스틱 녹아 제조 시 유연제 성분이 용출될 수도 있다.    

   1) 용기의 선택 

• 전자렌지용으로 인증 표시된 용기 또는 포장재 우선사용   
• 전자파 투과되는 종이제, 유리제, 도자기제와 합성수지제(PP, HDPE) 등
• 종이제는 젖었을 때 종이 강도가 약해질 수 있고, 왁스코팅 종이는 전자렌지용 왁스코팅 종이 사용
• 전자렌지용 인지가 우선이며, 유리, 도자기제, 종이제 중 금속제가 붙어 있으면 불꽃등이 발생할수 있으므로 사용금지 

     ※ 합성수지제 :  PP(폴리프로필렌), HDPE(폴리에틸렌) 

- 폴리에틸렌(HDPE)의 경우 지방,설탕이 많은 식품은 100℃ 이상에서 녹을 수 있으므로 수분이 많은 식품에만 사용 - 폴리프로필렌(PP)은 DEHP나 비스페놀A를 원료로 사용하지 않으므로 전자레인지 사용 시에도 내분비계장애물질이 검출될 우려 없다.     ※ DEHP란 di-(2-ethylhexyl)phthalate로 플라스틱 유연하게 하기 위한 가소제, 비스페놀A는 폴리카보네이트(PC), 에폭시수지(epoxy resin) 제조 원료

 참조 : 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)와 랩, 비닐봉지, 지퍼백, 일회용 컵 등에 사용되는 플라스틱(PVC, LDPE, PS) 등은 전자레인지 사용이 불가능 (일부 등급별로 내열성등에 따라 사용은 가능하다고 하나 안 쓰는 것이 좋겠다는 생각함)

<전자렌지 사용(즉석밥)/불가(컵라면) 표시 예시>

 

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 2) 전자렌지 사용 시 주의  

•  밤, 계란, 소시지 등 껍질이 있는 음식은  껍질을 제거하거나 칼집을 내어 조리
•  물을 끓이는 경우 끓는 모습이 보이지 않지만 끓는점 이상으로 온도가 올라 과열 주의 
• 기름이 많은 식품을 랩을 사용해 조리시 주의 100℃ 이상 고온 조리 주의(랩의 가소제 성분 분출)
• 지방, 설탕이 많은 고열의 발생하는 식품은 플라스틱보다 전자렌지용 유리용기등으로 가열
• 전자렌지용 용기 식품이 밀봉된 용기나 포장에 들어있는 경우에는 뚜껑을 조금 열고 가열
• 전자렌지에 컵라면 용기(폴리스티렌(PS)-스티로폼)은 내열성이 낮아 고온 녹음(전자렌지 조리 가는 컵라면 사용)
• 알루미늄포일(은박지)과 금속 용기는 마이크로파가 투과가 안되고 반사되기 때문에 식품이 가열되지 않고 끝이 날카로운 금속은 마이크로파가 집중되어 불꽃 발생 주의 (금속용기 절대금지)
• 즉 전자렌지에 금속 용기 및 포장지 제거 중 금속 조각이 들어가지 않도록 주의 필요
• 배달 즉석조리용 용기는 다회(재사용) 사용 금지
• 전자렌지로 장시간 가열에 주의(화재 우려) 
• 음식이 뜨거워지고 용기도 뜨거울 수 있으므로 화상에 주의
• 전자렌지 내부는 항상 청결과 오염이 없도록 관리
• 젖은 행주, 젖은 종이 등을 건조용으로 사용하지 금지(화재)
• 가동 중에 문은 열지 않기(전자파 외부 노출-안전장치는 있으나 주의) 

 

▼ 참조 페이지-식품의약품안전처 ▼

전자레인지용 용기.포장에 대하여 알아봅시다!

 

 

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마치며

전자렌지의 원리와 조리등에 대한 주의사항에 대해 알아보았다. 발명은 실패 속에서 나온다고 말한다. 그래서 실패는 성공을 위한 밑걸음이라고 이야기 한다. 전자렌지 또한 우연히 발명이 되었고, 우리 생활속에 깊숙이 사용되고 있다. 우리는 전부는 알지못하지만 미세한 원자와 전자의 구조 그리고 분자라는 나름의 단위가 결합된 존재이다. 참으로 신비스럽지 않은가. 그러한 상호 작용속에서 존재하고, 좋은 것은 활용하고 있다. 전자렌지의 특징을 새롭게 알게 되었고, 항상 조리시에 주의 해야 할 점들이 있음을 알게 되었다. 특히 플라스틱 용기 사용시에는 좀 더 주의를 기울여야 하지 않을까 생각이 들었다. 흔히 컵라면을 전자렌지에 돌려야 맛난다. 해외 출장중에 스티로폼 컵을 주로 사용하는 것을 보고 깜짝 놀란적이 있다. 적정한 용기 규격으로 나온 제품이지만 출장내내 의문이 들었던 기억이 있다. 전자렌지 알고 사용하고, 안전하게 사용했으면 좋겠다.