Mikrowellen

Sicherheit

Mikrowellen in der Umgebung

Während elektromagnetische Wellen der Fernseh- und Radaranlagen in die Umgebung abgegeben werden, sollen beim Mikrowellengerät die Wellen nur im abgeschlossenen Garraum wirken. Was unerwünscht nach außen entweicht, wird Leckstrahlung genannt. Die gemäß den Sicherheitsbestimmungen erlaubte Leckstrahlung, gemessen in 5 cm Abstand, von 5 mW/cm² im Lastbetrieb des Gerätes, bzw. 10 mW/cm² im Leerlauf des Gerätes, sind unbedenklich. In der Praxis unterschreiten die heute angebotenen Geräte diese Grenzwerte jedoch um ein Vielfaches. Im Vergleich dazu besitzt z.B. der Mensch in Ruhe eine eigene Wärmeleistung von etwa 10 mW/cm².

Gerätesicherheit

Nach Ausschalten des Magnetrons am Ende eines Vorganges oder beim Öffnen der Tür während des Betriebes werden keine Mikrowellen mehr gesendet. Deshalb sind auch keine Mikrowellen mehr im Garraum vorhanden. Bei geöffneter Tür können keine Mikrowellen nach außen dringen.

Sicherheitseinrichtungen

Mikrowellengeräte müssen wie alle elektrischen Einrichtungen strengen Sicherheitsanforderungen entsprechen, um Gefährdungen für den Anwender auszuschließen. Gemäß dem Gesetz für technische Arbeitsmittel sollen beim sachgemäßen Betrieb alle Gefahren für den Benutzer und Dritte ausgeschlossen werden. Ein gewisses Fehlverhalten seitens der Benutzer wird dabei mit berücksichtigt.

Abdeckungen und Gehäuseteile dürfen nicht ohne Spezialwerkzeug zu entfernen sein, wenn dadurch spannungsführende Teile zugänglich werden. Wenn es nach Entfernen einer Abdeckung zu einer Mikrowellen-Leckstrahlung kommt, die den zugelassenen Grenzwert überschreitet, muss vom Gerätehersteller eine gut lesbare Aufschrift mit dem Inhalt angebracht sein: „Warnung! Mikrowellenenergie. Abdeckung nicht entfernen".

Die Geräte sind gegen den Austritt von Mikrowellenenergie gesichert. Lediglich im Bereich der Türfuge kann etwas Mikrowellenenergie austreten, deren Energiedichte aber gering und durch die Sicherheitsvorschriften begrenzt ist (siehe Sicherheitsprüfungen).

Mikrowellengeräte sind mit folgenden Sicherheitseinrichtungen ausgestattet:

Sicherheit gegen Austreten der Mikrowellen bei geöffneter Tür
Mehrere nacheinander geschaltete Sicherheitssysteme bewirken, dass auch bei nur geringfügig geöffneter Tür das Magnetron sofort abgeschaltet wird und keine Mikrowellen nach außen dringen können. Sicherheitsschalter müssen zwei verschiedene Teile der Tür überwachen, umso z.B. auch Auswirkungen einer verzogenen Tür auf ein Minimum zu begrenzen. Mindestens eine Verriegelung wird besonders überwacht. Ein Versagen bewirkt, dass das Gerät nicht betriebsfähig ist, bis der Kundendienst das Gerät repariert hat.

Sicherheitselemente:

• elektrische Verriegelung
• mechanische Verriegelung (Starttaste, Schließmechanismus)

Sicherheit gegen Austreten der Mikrowellen bei geschlossener Tür
Um bei geschlossener Tür ein unkontrolliertes Austreten der Mikrowellen zu verhindern, muss der Türrand ohne Spalt elektrisch leitend auf dem Gehäuserand aufliegen oder spezielle Kammern besitzen. Die Abmessungen dieser sogenannten Lambda-Viertel-Kammern (λ/4) sind auf die Wellenlänge der Mikrowellen (λ = 12,25 cm) abgestimmt, so dass die Trennfuge zwischen Tür und Gehäuse im sogenannten Stromminimum liegt, was das Abdichten gegen Mikrowellenaustritt erleichtert.

Sicherheitselemente:

• abdichtende Lambda-Viertel-Kammer
• reflektierendes Lochblech im Fenster
• mikrowellen-absorbierende Dichtung um den Türbereich (Ferrit-Dichtung)

Sicherheit gegen Übertemperatur am Magnetron und im Garraum Sicherheitselemente:

• Übertemperaturschutz am Magnetron
• z.T. Übertemperaturschutz im Abluftkanal für Garraumabluft (z.B. beim Entflammen von Gargut durch extrem unsachgemäßen Einsatz)

Sicherheit gegen zu hohen Anlaufstrom zum Schutz der Sicherung und des Stromnetzes Sicherungselemente:

• elektronische Anlaufstrombegrenzung (Triac)
• Vorwiderstand und Relais

Sicherheit heiße Oberflächen
Falls ortsveränderliche Mikrowellen-Kombinationsgeräte berührbare Metalloberflächen haben, die im Betrieb einen Temperaturanstieg über 90 K aufweisen, müssen sie mit dem Bildzeichen für heiße Oberflächen gekennzeichnet sein. ACHTUNG: Heiße Oberfläche.

Sicherheitsbestimmungen in Normen/Richtlinien

Folgende Richtlinien und Normen sind für Mikrowellengeräte und Mikrowellenkombinationsgeräte relevant:

EMV-Richtlinie 2014/30/EU Elektromagnetische Verträglichkeit (von Elektro- und Elektronikprodukten).

DIN EN 55011; VDE 0875–11:2017–03
DIN EN 55014–1; VDE 0875–14–1:2012–05
Normenreihe DIN EN 61000

Sicherheit elektrisch betriebener Geräte
Niederspannungsrichtlinie–Richtlinie 2014/35/EU

DIN EN 60335–1; VDE 0700–1:2012–10
Sicherheit elektrischer Geräte für den Hausgebrauch und ähnliche Zwecke - Teil 1: Allgemeine Anforderungen (IEC 60335–1:2010, modifiziert); Deutsche Fassung EN 60335–1:2012

DIN EN 60335–2–25; VDE 0700–25:2016–09 Sicherheit elektrischer Geräte für den Hausgebrauch und ähnliche Zwecke - Teil 2–25: Besondere Anforderungen für Mikrowellenkochgeräte und kombinierte Mikrowellenkochgeräte (IEC 60335–2–25:2010 modifiziert + A1:2014 + A2:2015); Deutsche Fassung EN 60335–2–25:2012 + A1:2015 + A2:2016

DIN EN 60335–2–6; VDE 0700–6:2016–02 Sicherheit elektrischer Geräte für den Hausgebrauch und ähnliche Zwecke - Teil 2–6: Besondere Anforderungen für ortsfeste Herde, Kochmulden, Backöfen und ähnliche Geräte (IEC 60335–2–6:2014, modifiziert); Deutsche Fassung EN 60335–2–6:2015

DIN EN 60335–2–9; VDE 0700–9:2011–10 Sicherheit elektrischer Geräte für den Hausgebrauch und ähnliche Zwecke - Teil 2–9: Besondere Anforderungen für Grillgeräte, Brotröster und ähnliche ortsveränderliche Kochgeräte (IEC 60335–2–9:2002, modifiziert + A1:2004 + A2:2006); Deutsche Fassung EN 60335–2–9:2003 + A1:2004 + A2:2006 + A12:2007 + A13:2010 + AC:2011

Gebrauchstauglichkeit: DIN EN 60705; VDE 0705–705:2015–11 Mikrowellengeräte für den Hausgebrauch und ähnliche Zwecke - Verfahren zur Messung der Gebrauchstauglichkeit (IEC 60705:2010 + A1:2014 + A2:2006); Deutsche Fassung EN 60705:2015

Sicherheitsprüfungen

Prüfung der Standfestigkeit
Ausgenommen bei Einbaugeräten wird bei Geräten, deren Türen mit Scharnieren an der Unterseite versehen sind, eine Masse auf die Mitte der geöffneten Tür gelegt. Die Masse beträgt bei ortsveränderlichen Geräten 3,5 kg und bei ortsfesten Geräten 7 kg. Das Gerät darf dabei nicht kippen.

Prüfung der Türdichtungen, Scharniere
Gemäß diesen Prüfungen wird die Garraumtür 100.000 mal betätigt, wobei Türdichtungen nach jeweils 10.000 Betriebsspielen mit Speiseöl verschmutzt werden, umso den härtesten Betrieb, der in der Praxis vorkommen könnte, zu simulieren. Diese Prüfung der Gerätetür entspricht einer angenommenen Benutzungsdauer von etwa 30 Jahren, bei täglich 10 maliger Benutzung.

Die Sicherheit unten angeschlagener Türen wird mit Hilfe eines Hartholzstabs überprüft. Der Stab wird auf die Scharniere gelegt, und es wird mit einer Kraft von 90 N versucht, die Tür zu schließen. Der Stab entspricht zum Beispiel einem Besteckteil, das versehentlich eingeklemmt worden ist.

Schlagprüfung
Die Mikrowellentür wird geschlossen und auf ihre äußere Oberfläche werden drei Schläge mit einer Energie von jeweils 3 J (Joule) ausgeübt. Der Schlag wird mittels einer Stahlkugel mit 50 mm Durchmesser und einer Masse von etwa 0,5 kg aufgebracht. Die Kugel wird an einer Schnur aufgehängt und wie ein Pendel auf die Oberfläche der Tür fallen gelassen.

Diese Ausführungen zeigen einen Teil der vorgeschriebenen Sicherheitsbestimmungen. Sie werden von den Herstellern bei der Produktion durch ständiges Überprüfen der Mikrowellengeräte eingehalten. Zusätzlich wird die Spannungsfestigkeit des Gerätes mit 1000 V geprüft.

Leckstrahlung
Als Leckstrahlung bezeichnet man die Energie, die außerhalb des Mikrowellengerätes noch gemessen werden kann. Nach DIN EN 60335-2-25; VDE 0700-25:2007-04 darf im Laufe der Lebensdauer (ca. 10 Jahre) die erlaubte Leckstrahlung bei Mikrowellengeräten im Abstand von 5 cm von der Tür keine höhere Leckrate als 5 mW/cm² (Milliwatt pro Quadratzentimeter) mit Last (Wasser) erreichen. Im Leerlauf dürfen 10 mW/cm² nicht überschritten werden. Diese Werte sind unbedenklich. Als Anhaltspunkt für diese Sicherheit diente die körpereigene Wärmeproduktion des Menschen. Der Grenzwert wurde aus dem Grundumsatz (Wärme-, Kalorienmenge, die ein nüchterner Körper in 24 Stunden bei völliger Ruhelage erzeugt) des Menschen (70 W) und seiner Körperoberfläche (ca. 7000 cm²) berechnet. Daraus errechnet sich für den Menschen eine Wärmeabgabe von etwa 10 mW/cm². Die auf der Erde einfallende mittlere Strahlungsenergie der Sonne beträgt ca. 100 mW/cm².

Werden unterschiedliche Grenzwerte z.B. aus anderen Ländern angegeben, so muss berücksichtigt werden, dass diesen unterschiedliche Messverfahren zugrunde liegen oder andere Definitionen gelten.

Bei einem Vergleich dieser verschiedenen Standards muss man immer unterscheiden zwischen der zulässigen Leckrate, d.h. der ausgestrahlten Mikrowellenenergie, und der zulässigen Bestrahlungsdosis, d.h. der auf den Menschen auftreffenden Mikrowellenenergie. Bei der Leckrate ist außer der Energiedichte noch der Abstand von der Leckstelle anzugeben. Bei der zulässigen Bestrahlungsdosis ist außer der Energiedichte noch die bei dieser Energiedichte zulässige Strahlungszeit anzugeben. Hält man dies nicht ein, so ergeben sich zwangsläufig Diskrepanzen. In Wirklichkeit weichen aber die in den östlichen und westlichen Ländern bestehenden Normen in der Praxis kaum voneinander ab.

Die in Deutschland festgeschriebenen Grenzwerte der DIN EN 60335-2-25; VDE 0700-25 sind auch auf internationaler Ebene in der IEC- 60335-25 (Internationale Elektronische Kommission) gültig.

Der außerhalb der Mikrowellengeräte zulässige Grenzwert von 5 mW/cm² wird in der Praxis um den Faktor 10 unterschritten und beträgt durchschnittlich max. 0,5 mW/cm². Da nach den Gesetzen der Physik die Energiedichte mit dem Quadrat der Entfernung abnimmt, bleiben von dieser Energie z.B. in 0,2 m Abstand nur noch ca. max. 0,03 mW/cm². In der Produktion wird die zulässige Leckrate bei jedem Gerät mehrfach geprüft.

Typschild

Wichtige Hinweise über die Sicherheit von Elektrogeräten kann man dem Typschild entnehmen, das dauerhaft und gut lesbar auf den Geräten angebracht ist. Es enthält Sicherheitskennzeichen und wesentliche Kenndaten für den richtigen Anschluss und die Nutzung des Gerätes.

GS-Zeichen

GS = geprüfte Sicherheit. Der Hersteller oder Einführer eines technischen Arbeitsmittels darf es mit dem GS-Zeichen versehen, wenn es von einer notifizierten Zertifizierungsstelle einer Bauartprüfung unterzogen worden ist und alle Anforderungen des GSG erfüllt wurden. Das GS-Zeichen darf nur im Zusammenhang mit einer Prüfstellen-Identifikation verwendet werden. z. B. VDE-GS-Zeichen, TÜV-GS-Zeichen usw.

Führt die VDE-Prüfstelle die Prüfung durch, kann der Hersteller bei gleichen Prüfbedingungen wählen, ob er das VDE-Zeichen allein oder das VDE-GS-Zeichen an seine Erzeugnisse anbringen will.

CE-Zeichen

Die CE-Kennzeichnung ist für jedes Typenschild vorgeschrieben. Das CE-Zeichen dokumentiert, dass die Richtlinien, die auf das Gerät zutreffen, zum Zeitpunkt der Erteilung eingehalten werden. Der Hersteller wendet diese Richtlinien an und erstellt eine Dokumentation darüber. Die Anwendung der Richtlinien wird mit einer so genannten „Herstellererklärung“ auf Verlangen (z. B. für Behörden) nachgewiesen. Lässt der Hersteller die erforderlichen Prüfungen in einem qualifizierten Fremdlabor durchführen (z. B. VDE), dann kann der Hersteller dies zusätzlich auf dem Typenschild angeben.

Wirkung von Mikrowellen auf Lebensmittel

Die verschiedenen Lebensmittel sind unterschiedlich für den Einsatz in Mikrowellengeräten geeignet.

• Mikrowellengeräte lassen sich gut für das Auftauen und Erwärmen von Speisen einsetzen (kein Flüssigkeitsverlust, kein Ansetzen).
• Die meisten Lebensmittel können ohne oder mit wenig Zugabe von Flüssigkeit gegart werden, d.h. die Lebensmittel werden nicht so ausgelaugt. Die Vitamine werden geschont.
• Dem Garen von Fleisch und Backwaren mit Mikrowellen sind Grenzen gesetzt. Dazu gehören typische Pfannengerichte, z.B. Schnitzel, Steaks etc. Während der kurzen Garzeit können sich keine Röststoffe bilden und somit keine Kruste entstehen.
• Krosse Braten und Kuchen lassen sich mit Mikrowellen, die im Mikrowellen-Kombinationsgerät mit Ober- und Unterhitze, Umluft oder Umluftgrill kombiniert werden, schneller und energiesparender zubereiten.
• Alle Gerichte, die gedünstet oder gedämpft werden sollen, z.B. Ragout, Geschnetzeltes und Fisch-/Gemüsegerichte können optimal mit Mikrowellen zubereitet werden.
• Große Mengen Teigwaren sind für die Zubereitung im Mikrowellengerät weniger geeignet, da es weder zeit- noch energiesparend ist.
• Einen typischen „Mikrowellengeschmack" gibt es nicht. Das typische Eigenaroma vieler Lebensmittel, z.B. Milch, Fisch, Gemüse bleibt aber stärker erhalten.
• Zur Abtötung von Krankheitserregern wie Parasiten, Trichinen und Nematoden sowie der Bakterienart Salmonellen sind ausschließlich die Temperatur und Einwirkdauer entscheidend. Ein gleichmäßiges Erhitzen der Lebensmittel bis zum Kern auf 70°C–80°C ist erforderlich. Dabei ist es unwesentlich, ob mit Mikrowellen oder auf konventionelle Art (z.B. Elektrokochstelle, Grill usw.) gegart wird.
• Geräteherstellerangaben zur maximalen Garmenge und Schichtdicke sowie die Empfehlung der Ausgleichsdauer für den Temperaturausgleich sind bewährte Orientierungshilfen. Unter Berücksichtigung dieser Angaben lässt sich beim Garen von Lebensmitteln mit Mikrowellengeräten eine genügend hohe und den konventionellen Methoden entsprechende Keimreduktion erzielen.

Beim Wiedererwärmen von Gerichten und bei der Verwendung von Tiefkühl-Fertiggerichten ist ebenfalls auf die genannte intensive Durchwärmung (Ausgleichsdauer) zu achten. Das alleinige Erwärmen solcher Gerichte auf Verzehrtemperatur kann hygienisch bedenklich sein. Beim Garen und Wiedererwärmen von Speisen und insbesondere beim Auftauen von rohen Lebensmitteln (z.B. gefrorene Hähnchenschenkel) sind immer die allgemeinen Grundsätze der Küchenhygiene zu beachten.

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