工业微波技术逐步走向主流【翻译】

foodaily翻译
2015.03.27

无论在家里还是工厂,时间都是有价值的。能够节约时间,便是微波技术最基本的价值所在。

当一个疲惫的人渴望一顿快餐时,微波的作用就凸显了:节约时间。对于食品加工者而言,节约时间仅仅是开始。更微小的加工痕迹、更高的产量和更多的得率也是这项技术的潜在优势,这些优势也为其工业化提供了更广阔的应用。

比起卷边的培根,固定化的培根即是工业微波的一个优势。猪肉加工者想要扩大生产容量并替换旧的微波单元,有些设备已经使用超过三十年。不仅微波杀菌在货架期食品中的应用在前进,微波巴氏杀菌技术也在慢慢成长。

与其他传统加工方式相比,肉丸或其他蛋白质产品都得益于微波预热,不仅增加了产量也降低了食品生产者的操作成本。

“回热是目前为止微波在食品中最广泛的应用。”Ferrite微波技术首席运营官Mark Fitzgerald说道。近些年,随着食品公司进口冷冻牛肉,国内牲畜行业扩大了微波技术的应用。等待着一托盘60磅的牛肉解冻,不仅对肉质造成破坏还浪费效率,微波可能是加速这一过程的最好选择。

让肉自己融化是非常低效的办法,还将导致汁液流失。”Fitzgerald指出,当肉中心温度达到30° F时,肉的边缘已经变成汤汁了。

培根可以切中要害,但是猪肉和家禽经常在500-800kW火力下就会被轰炸成橡胶(家里微波为1kW)。不好的结果可能与过程控制中的疏忽有关,而不是技术限制,爱荷华州锡达拉皮兹市应用微波技术公司董事长 Tim Scheurs说道:一些产品需要一定的过程时间,延长解冻时间,而不是尽快烹饪鸡肉或猪肉,就可以缓解质构问题。

因为逐渐升温优于冲击式的炉火加温,微波尤其适合需要全熟烹饪的带骨鸡肉。Grandview副董事长Ron Mickey指出,传统烹饪方式要么是临骨部位有血丝残留,要么就是延长烹饪过程使外部肉质过度加工,导致产量损失。915 MHz的微波逐渐渗透到肉质之中,且缩短了50%的烹饪时间。

Fitzgerald预测微波辅助装置将是工业应用上的下一个增长领域。像肉丸等无骨产品也将受益,在传统烹饪前微波将渗透加热使肉质中心达到110°

尤其对香辛料和其他需要去除水分的辅料产品,干燥是微波的另一个应用。最棒的干燥原则是1磅水分的去除需要1200btus(英国热量单位)。但是Ferrite的微波设备只需要1000 btus

多个腔体混合在交织在一起的微波产线应用于食品生产已经几十年了,但现在正开始变化。

在最近的在亚特兰大国际生产工艺博览会上,Amtek展示了与Unitherm合作的一款微波与传统烤炉结合的产品。Scheurs说,除更少的资金成本、更高的产量外,还能降低操作成本。坚果水分去除是另一个成功的应用。

全世界领先的磁电管和微波原件的生产商Amtek已经扎根于工业微波发展。

使Raytheon的微波技术在20世纪60年代中期得到了商业化的Amana公司的前任经理们创立了Amtek公司。Ferrite最终获得了 Amana的知识产权,而 Amtek专注于原件和设备的生产。

现在Amtek的一些应用于食品加工的微波系统,包括工业微波系统已经专注于无菌加工。工业微波系统远比任何一款以前发布的产品更令我们激动”Scheurs说。

超越巴氏杀菌

微波最吸引人的应用即是食品灭菌,之前第一次真实的商业成功有理由相信这项技术将在今后起到更重要的作用。三个研发团队正积极地开发和改善微波灭菌技术。

洛杉矶的哈拉汉地区的工业微波系统有7年的商业运转记录了。工业微波科学家联合USDA和北卡罗莱纳州立大学的相关人员,开发一个连续波微波加热程序,这项技术被FDA授权来生产具有稳定货架期的甜马铃薯泥。

全国将近一半的马铃薯片产自北卡罗莱纳州。三种植者均承认转化剩余收成的潜在价值,将受损的马铃薯巧妙地转化成土豆泥,可以在售卖前以非冷藏状态下保存。他们的公司叫做Yamco 有限责任公司,公司位于北卡罗莱纳州的斯诺希尔,在2008年初开始生产无菌食品。

此后,Yamco开始生产其他低酸度产品,包括东南瓜、南瓜、菠菜、花椰菜、胡萝卜和桃子。

包装形式包括2300磅袋装、450磅桶装、和50磅盒中袋装。两年前,伏特加蒸馏酒也加入到生产行列。卡温顿伏特加系根据北卡罗莱纳州东部的甜马铃薯品种而命名。

现在Yamco暂时做这个,但是他们售卖一种与众不同的产品,是很有上升空间的。以圆柱加热系统这种独特的方式灭菌,工业微波系统总经理Bob Vorhof说,所有的茅头都指向先行者。尽管灭菌的有效性尚存争议,但Yamco的系统处理颗粒的能力非常强。

微波在将电能转化成热能的过程中非常高效,但是传统加工中低成本的天然气可以抵消转化率方面的不足,Vorhof也认可这一点。另一个变量是食品本身是绝缘体的特性。但是在荷兰第二工业微波系统正在测试中,这个技术将会在这个月于德国的科隆展出。

IMS圆柱系统利用微波使产品进行商业灭菌,是唯一一个在北美洲运转中的工业规模的微波灭菌系统。

在九年的时间里,美国一个关于IMS技术的专利悬而未决,一些当初的发明者依然在从事相关开发工作,并且在北卡罗莱纳州的罗利创立了Aseptia技术公司。他们的带头人是Josip Simunovic,是北卡州大的一名研究员。Aseptia推出了 Wright Foods,一个在特洛伊提供生产服务的子公司。两个低酸无菌和两个超净热灌装生产线正在Wright 运行,且现场附带监测系统。

首席技术总监Michael Druga说,自从Wright2012年开始运营,Aseptia已经被FDA授权了许多产品的无菌工艺,并确保了48条无争议条款。工厂正在生产都乐食品的Garden Soups产品,五种蔬菜汤被无菌灌装在易拉罐里的一条生产线,18个月的货架期。同时也生产都乐的Squish’ems,一款号称现在已经提升了口味的鸡肉水果零食产品。

你不能在价钱上与罐头产品竞争,但是当人们尝到它的时候,他们就会明白其中的价值,”Druga 就前面提到的汤说道。较好的味道和颜色保留是强有力的卖点,所以都乐能够在标签上声明没有谷氨酸钠或其他保鲜剂,非转基因,素食主义者也可食用。

IMS的垂直加热系统不同,Aseptia的加热系统是用一个加大的加工区水平对齐的。这样一个模块化的设计可以很好地控制流动速度,在不用更换设备的情况下可以达到每分钟2-40加仑。高达1.5MW的能量可以被传递给食品,使食品加热到100-180,同时配方管理软件可以控制时间和温度。

土豆泥是Aseptia获得审批中粘度最大的产品,Druga相信,理论上这个技术也会适用于碎牛肉和吸食产品。

对于像三文鱼一样的固体产品,从1977年华盛顿大学就认为这项技术非常有前景。众所周知,微波坚持热杀菌(MATS),过程断断续续,但是支持者认为它正在重回正轨。

IMS系统一样,而与多模式家庭微波不同,MATS采用单一腔体,可容纳单一波长的长度,导致同源能量分布均匀,并且是一个可重复和预测的过程。一个8盎司袋装的鸡肉饺子和酱汁在传统容器中得到灭菌需要21分钟,在MATS中只需要6.5分钟。

两批机器都在运行试验,兴奋之情萦绕着新技术,回顾早期的激情点燃的创新火花就是不成熟的。915实验室是食品链安全研究的继承者,最早拿到华盛顿州系统的许可证。两个组织均由Kevin Peterson创立,他也与Printpack公司建立了合作关系,叫做MATSPack,来开发可兼容微波容器的包装

食品链安全实验室和MATSPack都不复存在了,尽管一个Printpack 的女发言人说公司继续开发MATS兼容包装。

快速升温和冷却是微波灭菌和传统灭菌的最大区别。这个优良的工艺可以得到高产量高质量产品,但是问题是售卖价格是否有竞争力。随着微波技术的主流应用正在论证中,这需要一个不同的成本模式,一个可战胜的挑战。

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