電子レンジはなぜ温度ムラができるのでしょうか？

電子レンジはマイクロ波を照射してそれがレンジ内の金属にぶつかりながらターンテーブルに乗った食品の水分子に主に吸収されるとどこかで聞いたことがあります。
マイクロ波では見えませんので仮に懐中電灯を照射したと考えて、周りの金属を鏡に置き換えて考えると、全体的によく当たるため温度ムラは出来ないと思うのですが、なぜ、温度ムラができるのでしょうか？

No.8 回答者： isoworld 回答日時： 2021/08/25 15:35

電子レンジ内の食材が内部から加熱が進むということは、ありません。

塊になったものは内部ほど熱は逃げにくく外は冷めやすいので、そう思えるだけです。
むかし、マイクロ波加熱の研究開発に携わってきたので、それから説明しております。

No.7 回答者： Mahler3.1 回答日時： 2021/08/24 11:39

下に知ったかぶりをして、おもしろいことを書いている人がいるので。

電子レンジは内部にエネルギーは入りにくいと書いているのだが、実は、電波の性質として内部から暖まるということがある。
普通火で加熱をした場合には表面から暖まるので、電子レンジも同じと思っているものが多いが、現実は違う。
試しに、小麦粉を水で溶かして団子を作り、それを電子レンジで焦げるほどの時間暖め続けてみるとわかる。
団子は、真ん中の部分が最も強く焦げているはずで、表面ではない。
これが電子レンジが均一に暖まらない大きな理由の一つなのだし、お菓子作りなどが好きな人は嫌というほど経験しているものなのだ。
表面が焼けていないので、さらに加熱をすると、できあがったお菓子の真ん中が焦げてしまっている。大失敗という訳なのだ。
この解決策の一つがターンテーブルであり、焼くときにターンテーブルの真ん中ではなく、端に置く、と言うことがある。ターンテーブルの真ん中の方が均一に熱が加わりそうに思えるだろうが、真ん中に置くと真ん中だけが暖まりやすくなる。

この回答へのお礼

回答いただきありがとうございます。
そういえば昔じゃがいもでやらかしたのを思い出しました。確かに内部から温まってそうですね。
なお、上記の現象がマイクロ波の特性であれば、テーブルのどこにおいても真ん中から温まるのではないでしょうか？

お礼日時：2021/08/24 21:37

No.6 回答者： isoworld 回答日時： 2021/08/23 08:14

Re: 回答No.5

> 米粒に含まれる水分子にマイクロ波が吸収され熱に変わっており

これは正確な理解ではありません。水分子だけがマイクロ波を吸収するわけではありません。水分子はマイクロ波を吸収する代表的な物質の一つにすぎません。

> それがグルグル待っているにも関わらず温まらないところがある。

先に説明したように、電子レンジの中では、マイクロ波エネルギーは均等に分布しているわけではありません。
その不均等性は常に一定しているのではなく、食材の誘電特性・大きさ・形などが変われば、分布のしかたも変わります。つまり食材がグルグルと回れば、そのごとに分布も変わるわけ。

そしてもう一つ見落としてはいけないことは、たとえば食材が一つの塊になっているとき、マイクロ波エネルギーは表面に近いところほどよく吸収され、内部には（表面でエネルギーが吸収された分だけ）エネルギーは入りにくい、ということです。専門的にはマイクロ波にも「浸透深さ」があると言います。
つまりマイクロ波エネルギーは食材の奥深くまでは入りにくいわけ。つまり、塊になっている食材は、内部ほど加熱されにくい、ということです。感覚的に言えば1cmか2cmで、加熱されやすい食材ほどマイクロ波エネルギーは奥深くまで入りません。

冷凍食品は加熱ムラが多いように私も思いますが、それは冷凍であるがゆえに食材の誘電特性が常温よりも違ってきているのかも知れません。
もちろん、食材の誘電特性が違うと、マイクロ波エネルギーの分布のしかたも常温とは違ってきます。

現実には、電子レンジではマイクロ波エネルギーは食材に均等に吸収されるわけではないので、時間をかけて食材の中で伝熱によってなるべく均等な温度になってもらうしかありません。

この回答へのお礼

回答いただきありがとうございます。
温度ムラですが確かにいろいろな条件が複合的にありそうですね。それなら長時間掛けてやれば良いような気がしますが経験上そうでもない気がしています。
あと、今日、たまたまローソンへ行きセルフサービスで温めをしたのですが業務用(30秒で熱々に温まるタイプ)だと経験的に温度ムラがない気がしますが、マイクロ波の特性だけで説明できるのでしょうかね？

お礼日時：2021/08/24 21:34

No.5 回答者： isoworld 回答日時： 2021/08/21 06:33

私はマイクロ波加熱の仕事を専門的にやってきたことがあるので、詳しい説明は出来るのですが、素人には難しくなるので、ごく簡単に済ませると....

電子レンジの中では、マイクロ波のエネルギーは均等に分布しません。懐中電灯の例えでは適切な理解にはなりません。
また、食材等の物質によってマイクロ波のエネルギーの吸収のしやすさは大きく異なります。食材と一緒にいれたお皿は加熱されにくいでしょ。

この回答へのお礼

回答いただきありがとうございます。
例えばタッパーにご飯を入れていて熱い部分とそうではない部分が出来ることがあります。米粒に含まれる水分子にマイクロ波が吸収され熱に変わっており、タッパーのポリマー分子はマイクロ波の吸収が悪いのでタッパーとご飯に温度差ができるというのはというのは分かるのですが、同じように水分子を含むご飯。そしてそれがグルグル待っているにも関わらず温まらないところがある。これが不思議なのです。特に冷凍でもしているとかなり顕著に違いが出ます。

お礼日時：2021/08/23 00:07

No.4 回答者： かつみ先輩 回答日時： 2021/08/20 00:40

庫内が、球体ではなく、長方体だからです。

この回答へのお礼

回答いただきありがとうございます。

お礼日時：2021/08/23 00:07

No.3 回答者： Mahler3.1 回答日時： 2021/08/20 00:11

電波というものは周波数が高くなればなるほど直線的に放射されるという性質を持つ。

電子レンジの電波は、マイクロ波という位なので、とても周波数が高く指向性が強い。レーザー光が殆ど周囲に反射しないのと同じで、指向性が高い電波はまっすぐに飛ぶので、電波の当たるところと当たらないところがどうしてもできてしまう。そこでターンテーブルを使うことで、少しでも電波を均一に当てようとするが、それでも完璧とはほど遠い。

この回答へのお礼

回答いただきありがとうございます。
コヒーレントだとしてもだとしても発光面は広く面発光に近くないでしょうか？そうであれば、何度もレンジ庫内を反射していろいろな所にぶつかり均等にあたたまる。こんな気がするのです。
逆に細いレーザーみたいなものであれば実際、どの程度の広がりのある電磁波なのでしょうか？

お礼日時：2021/08/23 00:10

No.2 回答者： Bunbuk803 回答日時： 2021/08/20 00:09

比較的に客観的な説明は以下でしょうか。

https://gourmet-note.jp/posts/5727

『ターンテーブルタイプでは真ん中が暖まらない』という説明が多いですが、これは正しくありません。

上記でも言っているように、食品中の水分分布、食品の熱容量の分布、食品の熱伝導率の分布、それをいれたり載せてる容器や皿のマイクロは透過特性の分布、などにより、庫内のマイクロ波の定在波の出来方は偏ります。
回転させるのはそのためですが、食品をターンテーブルの真ん中に置くと、回転の真ん中部分は回転しても位置が変わらないので、他が温まるのに対して、それと差が出来ることになるだけです。
そこのマイクロ波が弱いわけではありません。

この回答へのお礼

回答いただきありがとうございます。
確かに言われてみると中心と外周では違いますね。
サーモカメラで温まり具合を見ると面白そうですね。

お礼日時：2021/08/23 00:18

No.1 回答者： Georgia.Rain 回答日時： 2021/08/19 23:54

温めるモノの水分含有量が場所によってバラツキがあるからです。

この回答へのお礼

回答いただきありがとうございます。
ご飯などだと言うほど偏りがない気がしており気になっています。

お礼日時：2021/08/23 00:19