Erhitzung und Pasteurisierung mit Mikrowellen

Die Erwärmung von Lebensmitteln im Haushalt oder in industriellen Produktionsprozessen durch Energieeintrag aus einem Hochfrequenz-Energiefeld – wie beispielsweise Mikrowellen – ist ein gängiges Verfahren.

Die Weiterentwicklung der Technologie im Sinne einer kontinuierlichen Prozessführung mit einer möglichst schnellen und gleichzeitig homogenen Erwärmung für die Konservierung oder Weiterverarbeitung flüssiger und hochviskoser Produkte (z. B. Milchkonzentrate oder Lebensmittel mit stückigen Anteilen) ist Gegenstand aktueller Forschungsarbeiten.

Die besondere Kompetenz des Fraunhofer IGB liegt hierbei in der Auslegung der Reaktoren und der homogenen Einkopplung des Energiefeldes. Basierend auf der Analytik der produktspezifischen Energieabsorption entwickeln wir Modelle für Applikationen von Mikrowellenreaktoren in der Lebensmittelproduktion weiter und untersuchen sie wissenschaftlich.

Ferner unterstützt die Hochfrequenztechnik thermische Extraktionsverfahren und steigert damit die Prozesseffizienz, beispielsweise durch die Minimierung der Extraktionszeit oder des Lösungsmitteleinsatzes.

Vorteile

  • Kontinuierliches System
  • Gezielter Energieeintrag durch spezifische Auslegung von Antennen
  • Verkürzte Erhitzungszeit
  • Verbesserte sensorische Produkteigenschaften
  • Reduziertes Fouling

Anwendungen

  • Mikrowellenpasteurisierung von Milch und viskosen Milchprodukten (z. B. Joghurt)
  • Mikrowellenpasteurisierung von Fruchtsaft und Saftkonzentraten
  • Erhitzung oder Vorbehandlung von Zwischenprodukten

Referenzprojekte

EnReMilk – Validierung eines reduzierten Wasser- und Energiebedarfs in der Milchverarbeitung

Laufzeit: Januar 2014 – Dezember 2017

Bei der Milchverarbeitung kommen meist Plattenwärmetauscher zum Einsatz. Dabei werden die Produkte im Gegenstrom zu heißem Wasser oder Dampf geführt und somit auf die benötigte Temperatur gebracht. Eine Alternative hierzu bietet die Mikrowellentechnologie. Das Fraunhofer IGB hat im Rahmen des EU-Projekts »EnReMilk« in einen Langzeitversuch gezeigt, dass der Einsatz der Mikrowellentechnologie den Reinigungsaufwand in Pasteurisierungsanlagen deutlich reduziert und somit Zeit, Energie und Kosten einspart.

MicroMilk – Mikrowellenpasteurisierung von Milch

Laufzeit: November 2010 – Oktober 2012

In dem von der EU geförderten Projekt MicroMilk hat das Fraunhofer IGB gemeinsam mit der Universität Hohenheim und weiteren Partnern ein neuartiges Verfahren zur Pasteurisierung von Milch mit Mikrowellen entwickelt. Das System schont die Inhaltsstoffe der Milch, spart Reinigungsmittel und eignet sich auch dazu, konzentrierte, hochviskose Milchprodukte schneller als bisher zu erhitzen. Kernstück des Mikrowellenverfahrens und Ergebnis umfangreicher Simulationen ist ein Kompaktreaktor, der in verschiedene Kompartimente unterteilt ist. Die Mikrowellen werden in einen Hohlleiter eingekoppelt, der gleichzeitig als Reaktionsraum fungiert. Im Folgeprojekt MicroMilk-Demo wird das System nun industriell umgesetzt.