¿Por qué no usamos luz infrarroja para calentar la comida?

¿Por qué no usamos infrarrojos (IR) o incluso infrarrojos lejanos solo para calentar alimentos en un horno de microondas en lugar de, por supuesto, los microondas convencionales de 2,45 GHz? ¿La gente no llama ondas de calor IR?

La pregunta debería motivar un poco más por qué un horno de microondas con radiación infrarroja en lugar de microondas convencionales sería una buena idea en realidad. Las posibles ventajas (más barato, más rápido, ...) no me quedan claras de inmediato.
Esto parece ser más una cuestión de ingeniería que una cuestión de física.
@KyleKanos Eh, no creo que la pregunta en sí sea lo suficientemente compleja como para justificar el enfoque de un ingeniero.
Me sorprendería si el infrarrojo no es la forma más antigua de cocinar. Si nuestros antepasados ​​cuelgan carne junto a la llama y efectivamente se cocina con infrarrojos, debido a la falta de un recinto que haga más efectiva la convección.
Uno de los beneficios de un microondas es que el horno en sí (y el aire dentro) no se calienta, solo lo hace la comida que cocina.

Respuestas (4)

Usamos radiación (casi) infrarroja para calentar alimentos, ¡ siempre que tostamos alimentos o los asamos a la parrilla (Reino Unido)/a la parrilla (EE. UU.) emitiendo infrarrojos hacia abajo sobre los alimentos! El punto es que el infrarrojo es fuertemente absorbido por los alimentos que cocinamos de esta manera y no penetra significativamente más allá de un milímetro. Por lo tanto, la superficie de la comida se calienta fuertemente: ¡chamuscada, tostada o chamuscada! Lo que se encuentra debajo de la superficie se cocina mucho más lentamente, principalmente por conducción de calor desde la superficie.

Las microondas no se absorben con tanta fuerza y ​​penetran mucho más, por lo que la comida se 'cocina desde adentro'. Las microondas son absorbidas principalmente por moléculas de agua que son enviadas a un movimiento vibratorio/rotatorio por el campo eléctrico de las microondas que actúan sobre las moléculas (polarizadas). Estas son oscilaciones forzadas, pero no en resonancia; la frecuencia de las microondas (alrededor de 2,4 GHz) no es una frecuencia natural para la molécula. Si lo fuera, las microondas serían absorbidas por la capa superficial, ¡y tendríamos otra parrilla o tostadora!

Editar (impulsado por el comentario a continuación). No pretendo dar la impresión de que las moléculas de agua son las únicas que absorben las microondas. Las grasas también son fuertes absorbentes.

¿No podríamos hacer un horno que incorpore microondas y radiación IR cercana para obtener lo mejor de ambos mundos? ¿Bolsas calientes que no te queman la boca cuando muerdes y el pollo se cocina completamente?
@Travis Los hacen y se usan en lugares como las principales cadenas de sándwiches y cafeterías. Esos "hornos de cocción rápida" combinan elementos de microondas, convección y calefacción radiante (IR).
Asar a la parrilla en los EE. UU. significa poner la carne o las verduras sobre una fuente de calor al aire libre, como un lecho de madera al rojo vivo que se ha quemado hasta las brasas, un lecho de carbón al rojo vivo o un lecho de roca volcánica al rojo vivo en una parrilla de gas al aire libre. . Que estos parezcan ser rojos para nosotros significa que la gran mayoría de la energía está en el infrarrojo cercano.
@DavidHammen Al asar a la parrilla, se desea cocinar por convección (cerrar la tapa) y conducción (marcas de la parrilla). Si compara un asador con una parrilla, el asador tiene la fuente de calor por encima de la comida y no tiene puerta para estimular la salida del aire caliente.
Extraño, mi microondas todavía a veces (para algunos tipos de alimentos) no lo calienta desde adentro. Especialmente para alimentos congelados.
En realidad, no se cocina de adentro hacia afuera, @rus9384. Se supone que eso es una referencia a cómo se comercializaron. Se cuece de afuera hacia adentro, pero penetra más adentro ya que no se absorbe tan bien.
@WilliamGrobman, sé que no es así y escuché que es malo en la descongelación exactamente porque fueron diseñados para afectar el agua, no el hielo (que tiene una estructura cristalina).
Los restaurantes y empresas de catering a menudo usan lámparas diseñadas específicamente para mantener la comida caliente con infrarrojos. No hay convección o conducción involucrada, solo radiación pura. webstaurantstore.com/14131/…
@ rus9384 Los alimentos congelados tienen el problema de que, si bien el agua absorbe bien la radiación de microondas, el hielo no. Esto crea una retroalimentación positiva que sirve para reforzar los gradientes de temperatura en los alimentos. whatif.xkcd.com/130 El vidrio tiene propiedades similares. amasci.com/weird/microwave/voltage2.html
@PhilFrost, es por eso que el vidrio se usa para platos de microondas (?).
Un comentario y una pregunta: 1. Aunque esta respuesta es perfectamente correcta, podría sugerir cambiar el lenguaje potencialmente engañoso "cocinado desde adentro". Como señaló William Grobman, los hornos de microondas cocinan los alimentos de afuera hacia adentro, como cualquier otro horno, solo que de manera más uniforme (y menos "de afuera hacia adentro") que los hornos convencionales.
2. ¿Es cierto que un horno convencional transfiere calor a los alimentos mucho más rápido por radiación que por conducción y convección? Recuerdo vagamente haber leído que el cuerpo humano pierde calor mucho más rápido por conducción y convección que por radiación, razón por la cual un cuerpo humano en realidad se congela mucho más rápido en un ambiente atmosférico muy frío que en un vacío (mucho más frío) como el espacio exterior. Habría asumido que la mayoría de los alimentos tienen propiedades térmicas similares a las del cuerpo humano, ya que ambos son principalmente agua, por lo que la radiación por sí sola calentaría más lentamente que la conducción y la convección.
¿Es el diferente régimen de temperatura lo que marca la diferencia?

Hacemos.

Ese hierro en la parte superior del dispositivo es una resistencia óhmica simple, que recibe directamente la corriente de la red de 230V. No hay necesidad de ningún convertidor o estabilización de la temperatura o la electricidad, porque

  • aumento de la resistividad del hierro debido a la temperatura
  • y la segunda ley de la termodinámica

mantiene de forma segura la plancha a alrededor de 700 K, mientras está en el poder.

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Una de las razones es que, aunque existen dispositivos que calientan/cocinan alimentos principalmente por IR, solo funcionan bien para tipos de cocción especializados. Probablemente obtenga mejores respuestas, o al menos unas que aborden resultados de calidad, al preguntar en el sitio de cocina. Sin embargo, intentaré una respuesta breve.

La más común es probablemente la tostadora común, donde inserta, digamos, un par de rebanadas de pan (o pasteles tostados, etc.) en las ranuras, empuja una palanca y los elementos calefactores tuestan la superficie exterior hasta que estén "listos", cuando la tostadora hace estallar el pan. enciende y apaga el fuego.

Si alguna vez ha examinado el resultado en algo que no sea pan en rodajas finas, digamos un bagel, probablemente haya notado que, si bien la superficie está bien tostada, el interior puede estar apenas tibio. Ese mismo principio se aplica a dispositivos de uso más general como el horno tostador. El IR calienta la superficie: el interior debe calentarse por conducción desde él. Esto generalmente está bien para cosas como sándwiches, pero generalmente no hace un buen trabajo para hornear o asar cosas durante mucho tiempo. Con demasiada facilidad termina con una corteza quemada que rodea un centro crudo.

Incluso se ve esto con los hornos eléctricos convencionales, que utilizan un elemento calefactor en la parte inferior del horno que se calienta al rojo vivo, lo que emite una gran cantidad de IR. Coloque la bandeja para hornear galletas o la fuente de brownies demasiado cerca de esto y obtendrá fondos quemados y tapas poco cocidas. (Yo mismo uso una piedra para hornear, que protege las sartenes de los rayos infrarrojos directos emitidos por el elemento calefactor y da resultados mucho mejores).

OTOH, como han explicado otros, si simplemente desea calentar alimentos rápidamente, un microondas es mucho más eficiente y rápido. Una fracción mayor de la energía se transfiere al alimento, y en todo el volumen en lugar de solo en la superficie.

Otra comida que es buena para cocinar con IR es la pizza: muchos hornos de pizza comerciales son esencialmente una fuente de IR montada sobre una cinta transportadora, por lo que puede poner pizzas crudas en un lado y sacarlas cocinadas en el otro...

Las microondas son absorbidas por el agua, lo que funciona para el horno porque la mayoría de los alimentos tienen un alto contenido de agua. (Si tuviera una comida completamente seca, no se calentaría bien en el microondas). También penetran un poco en la comida, por lo que se calienta por completo, lo que lo hace rápido.

Los hornos infrarrojos existen, así que eso también es viable. Suelen cocinarse por fuera más como un horno convencional. Los que personalmente conozco para el hogar son una variante del horno tostador en tamaño y factor de forma. No sé si hay alguna razón por la que tenga que ser así. Buscar en línea. Los encontrará fácilmente.

"Los que personalmente conozco para el hogar son una variante del horno tostador en tamaño y factor de forma" - bueno, el de mi cocina (y no tiene nada de especial) tiene un volumen útil de cocción de unos 70 litros. ¡Eso es un poco grande para hacer tostadas!
Sí, bueno, ahí tienes. Por eso lo califiqué con "conocer personalmente". Creo que podría haber algo sutil sobre la diferencia entre un horno eléctrico genérico y un horno "infrarrojo" en el grado en que la convección juega un papel, pero no estoy seguro de que eso agregue algo a la respuesta de la pregunta que en realidad fue pedido. @alephzero
@Brick También debe preguntarse en qué punto la distinción se vuelve puramente sobre cómo generan el infrarrojo. Realmente nunca he oído hablar de un "horno infrarrojo", y cuando los busco, todo lo que puedo encontrar son "hornos infrarrojos convectivos"; que para mí suena exactamente igual a lo que todos los demás llamarían un "horno de convección"; pero mucho menos volumen. Supongo que la clave es cómo están generando el infrarrojo; pero aún. En todo caso, parece una estrategia de marketing para un método de calefacción específico.
@JMac Originalmente pensé lo mismo, pero luego traté de convertir mi horno tostador convectivo normal en un horno de soldadura por reflujo. Hay menos precisión de control en la temperatura. Los hornos IR se encienden y luego se apagan. Los hornos de convección tardan un tiempo en calentarse y luego también tardan un tiempo en enfriarse. No estoy seguro de que sea importante para los alimentos, pero para el proceso de reflujo uno es lo suficientemente preciso para controlar el proceso y el otro no. Obviamente, depende del producto que encuentre, pero creo que hay un elemento convectivo mucho más grande en los hornos viejos que la gente dice calentar principalmente por IR.
@alephzero Un "horno tostador" es un pequeño horno de encimera, del tamaño de un microondas. Aunque uno puede hacer tostadas con ellos, tengo la impresión de que se usan principalmente como hornos pequeños de uso general, en lugar de tostadores grandes.
@JMac La distinción es la temperatura del elemento, gracias a la ley de Stefan-Boltzmann. Uno de estos dispositivos es el "asador de infrarrojos". El calor se transfiere desde un elemento eléctrico o una llama a una rejilla de cerámica de alta temperatura y se coloca encima de la comida, evitando el calentamiento por convección. Otro ejemplo, que tendré que mencionar por su nombre, es el horno tostador Panasonic FlashXpress. Utiliza un elemento calefactor de nicromo convencional, pero también tiene elementos de cuarzo de temperatura mucho más alta. Como se mencionó, la idea para ambos es inducir el dorado en la superficie de la comida sin cocinar demasiado el interior.
La gran mayoría del calor en un horno que no es de convección proviene de la radiación infrarroja de las paredes calientes del horno, más parte de la conducción de la rejilla del horno y un poco más del aire caliente.
¿Por qué no usamos luz infrarroja para calentar la comida?
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