Waarom de magnetron je vaak een bloedheet bord met koud eten voorschotelt

Dit artikel is onderdeel van de rubriek 'Wetenschappelijke antwoorden op triviale vragen', waarin we op zoek gaan naar… de titel zegt het eigenlijk al.

De eerste keer dat ik een magnetron gebruikte verliep niet geheel vlekkeloos. Met het idee pastasaus te verhitten, besloot ik (op onverklaarbare wijze) de gehele pan in de magnetron te zetten. De houten lepel had ik er wel uit gehaald, want ik dacht dat die in de fik zou vliegen. Toen de keuken binnen een minuut gevuld was met rook besefte ik me dat ik op zoek moest naar zowel een nieuwe pan als een nieuwe magnetron.

Nu, een beschamend korte tijd later, ben ik gelukkig wat wijzer. Pannen mogen niet in de magnetron. Plastic mag juist wel. Houten lepels mogen ook niet – niet omdat ze verbranden, maar omdat er vocht in het hout zit dat uitzet. Mijn magnetrongebruik verloopt tegenwoordig dan ook een stuk brandveiliger. Wat ik helaas nog niet begrijp is hoe het kan dat zelfs wanneer je maaltijd dampend uit de magnetron komt, er nog steeds stukken voedsel bevroren kunnen zijn gebleven. Of nog erger: dat je bord zo heet is dat je je vingers verbrandt, maar de temperatuur van je eten onveranderd lijkt te zijn.

Ik bleek niet de enige die zich ergert aan servies dat bloedheet wordt: in 2007 is de Amerikaanse televisiekok Martha Stewart aangeklaagd omdat de zogenaamd magnetronveilige servieslijn die zij had uitgebracht zo heet werd in de magnetron dat mensen daar hun vingers aan brandden.

Magnetronwetenschapper Robert Schiffmann assisteerde in deze rechtszaak en in een Skype-gesprek legt hij uit dat keramisch servies over het algemeen goed bestand zou moeten zijn tegen elektromagnetische straling. "Er zijn echter twee uitzonderingen. Wanneer het keramiek ongeglazuurd is, kan er tijdens het afwassen vocht in het aardewerk komen. Dit vocht kan in de magnetron straling absorberen, waardoor het erg heet wordt," zo vertelt hij.

Maar ook wanneer het keramiek wel geglazuurd is, kan dat problemen opleveren.

"Soms worden de verkeerde materialen gebruikt bij het maken van dit soort producten. Dan kan het zijn dat er zware metalen in het glazuur terechtkomen, zoals arsenicum of lood," zegt Schiffmann. "Dit is niet alleen gevaarlijk omdat het in het eten terecht kan komen, maar het zorgt er ook voor dat een bord heel heet kan worden in de magnetron." De reden dat alleen het bord heet wordt, en niet het voedsel, is doordat "het bord de golven 'steelt', waardoor er minder golven beschikbaar zijn voor het voedsel," vertelt Schiffmann.

"Het lastige is dat er [in de Verenigde Staten] geen wettelijke definitie bestaat over wat 'microwave safe' inhoudt, en dat ieder soort servies deze claim zou kunnen dragen – zelfs een metalen schaal," aldus Schiffmann. Dit is tevens de reden geweest dat de rechtszaak tegen het servies van Martha Stewart met een sisser is afgelopen. "De term zegt eigenlijk weinig. Veel magnetronwetenschappers – waaronder ik – dachten dat dit een beschermde claim was die betekende dat het product in de magnetron niet heet zou worden, maar tijdens de rechtszaak bleek dat je [in de Verenigde Staten] alles wel magnetronveilig zou kunnen noemen."

Of dit voor Nederland ook geldt is onduidelijk. Waarschijnlijk zullen weinig fabrikanten het wagen een metalen schaal magnetronveilig te noemen, maar onterechte claims bij keramisch servies kunnen ook nare gevolgen hebben.

Waarom servies zo heet kan worden is relatief makkelijk te beantwoorden, maar waarom voedsel zo ongelijk kan opwarmen blijkt een lastige vraag in de magnetronwetenschap.

Allereerst een korte uitleg over hoe magnetrons eigenlijk werken: in het kastje in de magnetron zit een generator die elektriciteit omzet in radiogolven (een vorm van elektromagnetische straling). Deze golven worden afgegeven aan de ruimte waar je voedsel in staat. De golven die op het eten terecht komen worden geabsorbeerd, waardoor het voedsel wordt verhit, en de golven die niet direct op het voedsel belanden, weerkaatsen door de magnetron en zo komen ze alsnog op het voedsel terecht. De draaiende schijf in de magnetron zou ervoor moeten zorgen dat het voedsel zo gelijk mogelijk wordt verhit, maar helaas werkt dat dus niet altijd.

"Dat is een enorm ingewikkelde kwestie. Ten eerste wordt een groot deel van de elektromagnetische straling geabsorbeerd door de buitenlaag van voedsel, en komt slechts ongeveer een derde van de straling terecht bij het binnenste van het voedsel," aldus Schiffmann. In een normale oven gebeurt volgens Schiffmann ongeveer hetzelfde. Wanneer je een cake bakt, blijft de binnenkant ook langer vochtig dan de buitenkant.

Ook is de consistentie van het voedsel (droog of vloeibaar) en de temperatuur erg belangrijk. Zo warmt voedsel uit de koelkast of op kamertemperatuur relatief gemakkelijk op, "maar wanneer voedsel bevroren is kan dat een probleem zijn," zegt Schiffmann. "Water kan enorm snel verhitten in de magnetron. Maar ijs, als in bevroren water, verhit juist heel langzaam. De watermoleculen in ijs kunnen namelijk niet zo vrij bewegen als in vloeibare vorm. Wanneer bevroren voedsel wordt verhit in de magnetron zal dit dus heel langzaam gaan, tot er een klein stukje gaat smelten. Dan kan dat deel opeens heel snel heet worden, terwijl bijvoorbeeld het binnenste gedeelte nog bevroren is," legt Schiffmann uit.

Dat deze punten een rol spelen is eigenlijk niet zo verrassend, maar helaas wordt het nog veel ingewikkelder. Zo blijkt vloeibaar koud water (van ongeveer 0°C) ook nog eens sneller op te kunnen warmen dan water van bijvoorbeeld 10°C. Daarnaast kan een snufje zout in je eten de boel ook in de war schoppen.

"Zout heeft een bijzonder effect in een magnetron. Normaal gesproken krijgt de buitenkant van het voedsel – tot ongeveer twee derde van het midden – de meeste energie, en het binnenste wat minder. Bij een kop koffie is dit ongeveer 1,4 centimeter. Maar wanneer een product veel zout bevat wordt de penetratiediepte verminderd tot minder dan een centimeter, afhankelijk van de hoeveelheid zout," vertelt Schiffmann. Dit betekent dat straling normaal gesproken de buitenste laag redelijk makkelijk kan doordringen, maar dat wanneer een product veel zout bevat deze penetratiediepte (ja, haha) een stuk minder wordt. En het binnenste gedeelte van voedsel dus nog lastiger wordt verhit.

Alsof dat al niet ingewikkeld genoeg is, is het ook mogelijk dat juist de binnenkant van je eten bloedheet wordt en de buitenkant wat kouder is. Dit gebeurt bijvoorbeeld wanneer je een aardappel precies in het midden van de draaischijf zou leggen. De elektromagnetische golven die worden geabsorbeerd zullen vast komen te zitten binnen de aardappel, met een grote piek in het midden. Dit gebeurt doordat een aardappel een slecht 'distributievermogen' heeft. De hitte kan zich niet goed over de aardappel verdelen en het komt 'vast' te zitten in het midden. Als de aardappel een langere tijd in de magnetron staat, kan er een 'micro-ontploffing' kan ontstaan.

Hetzelfde kan gebeuren met een kom dikke tomatensoep en de kans is groot dat je dit zelf al eens hebt meegemaakt, bijvoorbeeld toen het plafond van de magnetron opeens roodgekleurd was door de 'micro-ontploffingen' in je soep.

Consistentie, temperatuur, zout en distributievermogen zijn slechts een paar van de onderdelen die het verschil kunnen betekenen tussen een overheerlijke lasagne en een slappe tomatendrab met plakjes ertussen. En het kost bijna een heel mensenleven om compleet te kunnen doorgronden hoe dit werkt. "Ik doe er zelf al vijftig jaar lang onderzoek naar," vertelt Schiffmann.

Nu was ik niet van plan zoveel tijd hiervoor uit te trekken, maar in de tussentijd heb ik in ieder geval flink wat opgestoken: niet te veel zout gebruiken, geen ijs in de magnetron, en nooit een enkele aardappel precies in het midden van de draaischijf leggen. Maar vooral dat ik magnetrons waarschijnlijk nooit helemaal zal begrijpen. En dat ik dat eigenlijk ook niet wil. Ze zijn namelijk enorm ingewikkeld en misschien is het beter als de relatie tussen mij en mijn magnetron op een meer casual niveau blijft. Als de magnetron gewoon zonder gedoe mijn eten blijft verwarmen, zal ik beloven er geen pannen meer in te zetten – en te blijven doen alsof de magnetron een tijdbom is door in de laatste secondes heel snel de deur open te trekken voordat de piep gaat.