21 Gelombang mikro sebagaimana gelombang elektromagnetik yang
lain dipancarkan dari satu sumber ke segala arah dan dapat dipantulkan atau diserap oleh benda. Untuk penggunaan praktis perlu diperhatikan
bahwa gelombang mikro direfleksikan oleh bahan metal, menembus bahan-bahan seperti udara, porselin, plastik dan dapat diserap oleh air,
bahan pangan dan pertanian yang kemudian akan melepaskan panas. Energi yang dihasilkannya memiliki keuntungan di antaranya adalah daya
penetrasi yang relatif tinggi dan seragam. Hal ini dapat terjadi karena molekul-molekul cairan di dalam bahan secara serentak mengalami rotasi
dan vibrasi sehingga terjadi keseragaman pelepasan panas di setiap titik di dalam bahan.
2. Prinsip Pemanasan
Mariana 2004 menyatakan bahwa pemanasan dengan menggunakan gelombang mikro merupakan akibat dari adanya interaksi
antara kandungan bahan dengan gelombang elektromagnetik. Prinsip dasar dari pemanasan gelombang mikro yaitu adanya agitasi
molekul-molekul polar atau ion-ion yang bergerak karena adanya gerakan medan magnetik atau elektrik. Dengan adanya gerakan medan tersebut,
diantara partikel-partikel mencoba untuk berorientasi atau mensejajarkan dengan medan tersebut. Pergerakan partikel terbatas oleh adanya gaya
pembatas interaksi inter partikel dan ketahanan elektrik yang menahan gerakan partikel dan membangkitkan gerakan acak menghasilkan panas
Taylor, 2005. Energi gelombang mikro adalah radiasi non-ionisasi yang
menyebabkan pergerakan molekul, yaitu interaksi antara komponen listrik dari gelombang dengan partikel bermuatan berupa migrasi dari ion-ion dan
rotasi dari dipol-dipol dari sampel dengan tidak merubah struktur molekul Taylor, 2005. Perubahan energi gelombang mikro menjadi panas dapat
diketahui dari dua mekanisme, yaitu konduksi ionik dan rotasi dipolar,
22 sehingga hanya molekul ionik dan rotasi dua kutub yang dapat berinteraksi
dengan gelombang mikro untuk memproduksi panas. Gambar 10 menunjukkan mekanisme perubahan energi gelombang mikro menjadi
panas.
Gambar 10. Mekanisme interaksi gelombang mikro interaksi ionik a dan interaksi dipolar b Taylor, 2005
Konduksi ionik disebabkan oleh tumbukan akibat migrasi ionik yang terjadi dalam medan elektromagnetik. Panas dapat dilepaskan akibat
adanya rotasi dua kutub berdasarkan penjajaran molekul secara permanen maupun terinduksi oleh medan elektromagnetik. Apabila suatu substansi
diletakkan dalam oven, substansi tersebut akan menerima perubahan medan gelombang dengan tiga arah orthogonal, yaitu dari atas ke bawah,
satu sisi yang lain dan dari depan ke belakang sebanyak 2,45 miliar kali per detik. Medan osilasi frekuensi tinggi ini disebut medan gelombang
mikro. Daya rata-rata yang dihasilkan oleh medan tersebut akan mempercepat pergerakan partikel di satu arah dan kemudian ke arah
sebaliknya. Jika partikel yang dipercepat tersebut bertumbukan dengan partikel lain, maka akan terjadi perpindahan energi kinetik yang
menyebabkan pergerakan agitasi yang lebih cepat dibandingkan dengan sebelumnya. Agitasi partikel ini akan meningkatkan temperatur partikel.
Selain itu partikel akan berinteraksi dengan partikel di sekitarnya. Energi panas akan dipindahkan, sehingga seluruh partikel akan mempunyai
Medan listrik bolak-balik
E
Ion natrium Molekul air
a b
Na
+
Cl
-
O
=
H
+
H
+
23 temperatur yang sama. Proses perpindahan energi ini merupakan
mekanisme pemanasan gelombang mikro secara konduksi ionik. Rotasi dua kutub terjadi apabila suatu molekul yang mempunyai
struktur dua kutub ditempatkan di dalam medan osilasi listrik. Molekul tersebut akan mendapatkan energi rotasional sesuai dengan arah medan.
Ketika medan tersebut dipasang, seluruh molekul akan berada sesuai dengan arah medan awal. Ketika arah medan dibalikkan molekul akan
berputar terbalik dan menimbulkan tumbukan lebih lanjut dengan tetangganya. Energi tumbukan ini akan diubah menjadi peningkatan
temperatur molekul, di samping temperatur akibat agitasi termal yang telah ada Taylor, 2005.
Menurut Pozar 1993, oven gelombang mikro beroperasi dengan pelepasan gelombang mikro oleh tabung elektron sehingga molekul-
molekul air dalam bahan akan teragitasi, yang kemudian menimbulkan getaran, dan akhirnya akan memproduksi panas. Gelombang mikro akan
masuk melalui bagian atas ruang oven yang dilengkapi dengan kipas pemusing yang bertugas untuk menyebarkan panas yang dihasilkan tadi ke
seluruh bagian oven. Kombinasi panas berintensitas tinggi dengan pusingan tadi menyebabkan cepatnya proses pemasakan. Uniknya panas
yang dihasilkan ini tak dapat menembus wadah container logam, tetapi dapat dengan mudah menembus wadah non logam.
3. Faktor Yang Mempengaruhi Pemanasan Gelombang Mikro a. Tipe Oven Gelombang Mikro
