Kan der spares noget ved forvarmning med mikrobølger?

I kødindustrien anvendes mikrobølger (MW) i hovedsagen til optøning af kødblokke. Typisk anvendes frekvensen 915 MHz, fordi mikrobølgerne så kan trænge 10-15 cm ind. På denne måde kan optøning fremskyndes betragteligt.

Der findes derimod ikke veldokumenterede metoder til kogning af større produkter med MW. Mens MW sagtens kan bruges til baconstegning og forvarmning af kyllingenuggets, da er udfordringerne ved fuldstændig varmebehandling af helmuskelprodukter, at kødets dielektriske konstant (der bestemmer, hvor godt kødet kan tage imod MW-energien) ændres dramatisk ved omkring 60-65°C, med store negative konsekvenser for tekstur og vandbinding til følge. Erfaringen viser desuden, at mikrobølger ved 915 MHz kun trænger ca. 2-2,5 cm ind i optøet og i saltet kød. Og så er det et velkendt fænomen, at MW-behandling kan medføre uensartet varmebehandling, fordi der opstår såkaldte hotspots; områder, der bliver markant overopvarmede. Man risikerer således produkter, der er overkogte visse steder.

Men hvis man nu hurtigt og energieffektivt kunne hæve temperaturen på kølerumskolde, rå produkter 30-40°C, for derefter at fortsætte med normal varmebehandling, kunne der måske spares tid og penge, uden at det går ud over produktkvaliteten? Dette var, hvad DMRI satte sig for at undersøge.

I forsøget blev kold (rå) sandwichskinke i steriltarm forvarmet i MW-ovn til forskellige temperaturer i området 35-55°C. Der blev styret efter temperaturen 2 cm under overfladen. Umiddelbart efter blev skinkerne flyttet til et kogeskab, hvor de blev færdigbehandlet ved 80°C til 72°C i centrum.

Herefter blev den tid og energibesparelse, som de kombinerede processer frembragte, udregnet. I tillæg blev der registeret kogesvind og slicesvind, og produkternes udseende, smag og konsistens blev bedømt af et sensorisk panel.

Vi fandt ingen væsentlig energibesparelse i dette forsøg. Men der kunne i bedste fald opnås en tidsbesparelse i den samlede kogeproces på ca. 15%. De største besparelser blev opnået, når der blev anvendt mild til moderat MW-forvarmning, uanset at dette tog længere tid. Der var ikke noget, der tydede på, at forvarmning med MW resulterede i kvalitetsforringelser eller ændringer i kogeudbytte og slicesvind.

Vi anvendte i dette forsøg en MW-batchovn, der havde en mindre ensartet strålingsfordeling end et industrielt båndanlæg, hvorfor temperaturforskelle (vi fandt op til 19°C forskel) i de behandlede produkter må formodes at kunne reduceres ved industriel produktion. Energien blev tydeligvis afsat i de yderste 2-2,5 cm, så produkter med (ensartet) radius tæt herpå, egner sig bedst til forvarmning med MW. Vi fandt en virkningsgrad for MW-ovnen på 71%, hvilket må forventes optimeret en smule i et båndanlæg (et kogeskab har typisk en virkningsgrad på 60%). 

Konklusionen på afprøvningen blev således, at forvarmning med mikrobølger ved moderat intensitet kan reducere tiden til konventionel varmebehandling med op til 15%, uden negative konsekvenser for produktkvalitet eller udbytte. Processen vil skulle optimeres for hver specifik kombination af produktsammensætning og MW-kombinationsproces.