Gå direkte til:

Mikrobølger i matindustrien | Bruksområder i matindustrien  | Pasteurisering og sterilisering  | Temperering av frosne matvarer  | Tørking med mikrobølger   

I 1945 registrerte Percy L. Spencer en patentsøknad som beskrev et apparat som kunne varme opp mat med elektromagnetisk energi. Denne oppfinnelsen startet et grunnleggende gjennombrudd i oppvarming og tilberedning av mat. Men selv nå, 75 år etter, brukes teknologien i hovedsak i catering og til hjemmebruk.

På nesten samme måte som mikrobølger varmer opp mat raskt på kjøkkenet hjemme, bruker matindustrien mikrobølger til rask behandling av matvarer før de kommer i butikken.

Mikrobølger kan brukes alene eller sammen med ulike trykk for å inaktivere bakterier og bevare kvalitet og næringsinnhold.

Mikrobølger i matindustrien

Mikrobølgeoppvarming er også brukt i næringsmiddelindustri, blant annet til temperering av fryst kjøtt og fisk og steking av bacon, samt pasteurisering av emballerte produkter.

I USA er det i løpet av de senere år utviklet en prosesslinje for Mikrobølge Assistert Termisk (varme) Sterilisering (MATS), både i lab skala og i full-skala næringsmiddelindustri.

Utviklingsprosjektet har pågått i flere år under ledelse av Washington State University, i nært samarbeid med flere av USAs største næringsmiddelprodusenter. Og prosessen er nå godkjent av amerikanske myndigheter (FDA).

Mikrobølgetuneller i industriskala er relativt sammenlignet med at det produseres rundt 70 millioner husholdningsovner i året, men markedet for industrianvendelser har økt med rundt 6 prosent i året i lengre tid. Dette har oppmuntret til vesentlig forskning og utvikling på området og i dag publiseres nesten like mange vitenskapelige artikler på mikrobølger som på tradisjonell pasteurisering og sterilisering med autoklaver, koketuneller og kokeskap.

Produksjonen av hovedingrediensene i mikrobølgeutstyr, magnetroner og forsterkere, foregår først og fremst i Kina og noen få andre asiatiske land, men komplette linjer settes gjerne sammen av importerte komponenter.

Et typisk utviklingstrekk er at mikrobølger oftere kombineres med andre teknologier. Husholdningsovnene var først ute med både grillelementer og luftsirkulasjon. Slike kombinasjoner har også blitt vanlige for blant annet tørking av matvarer ved hjelp av mikrobølger.

Bruksområdene i matindustrien er i dag:

• Konservering av mat
  • Pasteurisering
  • Sterilisering
  • Tørking
• Temperering og tining
• Kombinasjon med andre teknologier
  • Forbehandling før hydrolyse o.l.
  • Vakuumtørking

Pasteurisering og sterilisering

Bruk av mikrobølger er en effektiv metode for å tilføre varme gjennom plast-emballasje, som gir muligheter for å utvikle pasteuriserings- og steriliserings-prosesser med vesentlig hurtigere volumetrisk oppvarming, og dermed lavere samlet varmebelastning enn med oppvarming fra utsiden og innover i produktet.

Varmen som utvikles ved behandlingen inaktiverer bakterier og enzymer.

Det har vært undersøkt om mikrobølgene i seg selv kan være bakteriedrepende, men dersom det finnes en slik effekt er den totalt overskygget av effekten av varmen.

Flere ulike systemer er utviklet for pumpbare matvarer slik som jus og melk. Slike systemer er lukket og etter oppvarming med mikrobølger blir drikken pumpet gjennom en kjøler før den fylles i flaske eller kartong i et lukket kammer som er sterilisert på.

Fordelen er hurtig oppvarming uten at drikken behøver å være i kontakt med en overflate som er mye varmere slik som i tradisjonelle systemer. Slike systemer leveres som regel som komplette linjer.

Det leveres også komplette linjer for pasteurisering eller sterilisering av emballerte produkter. Noen få skap og autoklaver finnes, men det vanligste er tuneller. En av utfordringene her er at det utvikles et trykk inne i emballasjen under oppvarmingen. Blir trykket for stort sprekker begrene.

Det løses i dag på flere ulike måter:

• Tunneler med overtrykk med trykksluser der produktene kommer inn og forlater tunnelen slik at utbulingen av emballasjen holdes i sjakk. Det er en klar fordel at maten ikke kan reinfiseres etter varmebehandlingen, men slusesystemene er kostbare og det lar seg ikke gjøre å finne et trykk som er optimalt både ved starten av oppvarmingen og etter at produktet har blitt nedkjølt igjen. Dette er den eneste løsningen som fungerer for sterilisering i mikrobølgetuneller.
• Skåler med en ventil på overfilmen som slipper ut under varmebehandling og som lukker igjen under kjøling. En teknisk sett velfungerende løsning, men kostnaden til ventilen og utstyret for å sette den på innebærer kostnader. I starten av kjølingen er det også en viss fare for at det suges inn luft som inneholder sporer av mugg eller gjær.
• Skåler med et hull i overfilmen slik at trykket slippes ut under oppvarming. Ved start av kjøling limes det på en lapp over hullet/hullene. Son for løsningen ovenfor innebærer det fare for reinfisering før hullet er lukket og det kan oppstå utfordringer med å få en helt tett emballasje. Samtidig er det mulig å blåse inn beskyttende atmosfære i skålen før forsegling.
• En av de siste strategiene er å styre effekten fra magnetronene slik at det ikke blir for høyt innvendig trykk i emballasjen. Ulempen er at det tar lengre tid.

Temperering av frosne matvarer

Temperering er den vanligste bruken av mikrobølger industrielt. Metoden er til dels utkonkurrert av sin nære slektning radiobølgene, men radiobølgene krever kontakt mellom elektrode og matvare. Mikrobølgene kan derimot fungere i tunneler.

Når matvarene som tempereres begynner å tine må mikrobølgeoppvarmingen avbrytes fordi de tinte områdene (hjørner og kanter) vil absorbere nesten all mikrobølgenergien og føre til overheting. Et typisk eksempler er fiskeblokker ved -30 oC som skal bearbeides. Mikrobølgene brukes til hurtig temperaturøkning til mellom -10 og -5 C. Dette er tilstrekkelig til at blokken kan kuttes eller brytes opp for videre tining og bearbeiding.

Forbehandling med mikrobølger

Mikrobølgene påvirker kjemiske bindinger. Som forklart for pasteurisering er ikke effekten så sterk at bakterier blir inaktivert, men for produkter som skal løses opp eller omdannes ved for eksempel hydrolyse kan mikrobølgene korte ned behandlingstiden vesentlig.

Tørking med mikrobølger

Mikrobølger varmer opp vannet som skal fordampes ved tørking. Da er det gunstig at mikrobølgeenergien ikke går til å varme opp annet enn det som skal fjernes.

Etter hvert som vannet fordamper blir mindre av mikrobølgeenergien omsatt til varme og effekten reguleres ned. Så lenge det er vann igjen i produktet vil ikke temperaturen stige høyere enn kokepunktet på 100 oC. Mikrobølgetørking kan derfor skje svært energiøkonomisk og skånsomt.

Matvarer som skal ned til et svært lavt vanninnhold kan likevel bli overhetet og til og med ta fyr dersom det brukes for kraftig effekt. Siste del av tørkingen bør derfor skje med lufttørking.

Dersom det er viktig for produktkvaliteten å ikke nå for høy temperatur kan kokepunktet senkes med et vakuum. Mikrobølgene fungerer da på samme måte som tidligere nevnt, men ved lavere temperatur.