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NEWWAVE

NEWWAVE

Energieeffiziente und produktschonende Erhitzungs- und Trocknungsverfahren für Lebensmittel durch Einsatz neuartiger Mikrowellentechnologie

Projektkoordinator

Prof. Dr.-Ing. Ulrich Kulozik
Technische Universität München, Lehrstuhl für Lebensmittel- und Bio-Prozesstechnik (LMBPT) Freising
ulrich.kulozik@tum.de 

Verbundpartner

Fricke und Mallah Microwave Technology GmbH

Projektbeschreibung in FISA

Zum Forschungsinformationssystem Agrar und Ernährung (FISA)

Ziel

NEWWAVE verfolgt das Ziel die Qualität, Sicherheit und Haltbarkeit von mikrowellenerhitzten Lebensmitteln unter Vermeidung von Hot und Cold Spots zu steigern. Weitere Ziele von NEWWAVE sind die Beschleunigung von Vakuum- und Gefriertrocknungsverfahren für Lebensmittel und mikrobielle Starterkulturen, sowie die Verbesserung deren Energieeffizienz, der Qualität der getrockneten Lebensmittel und Starterkulturen, insbesondere deren Wertstofferhalt.

Ergebnisse

Die größte Herausforderung bei der Wärmebehandlung von Lebensmitteln unter Verwendung der herkömmlichen Mikrowellensysteme mit Magnetronen ist die Inhomogenität der Temperaturverteilung im Erwärmungsgut. Im Rahmen von NEWWAVE wurden daher in einer Studie ein neuartiges halbleiterbasiertes Mikrowellensystem mit einem herkömmlichen magnetronbasierten Mikrowellensystem verglichen. Für die Wärmebehandlungsversuche wurden Gellan-Gel-Quader verwendet, die Maillard-Reaktionssubstrate als Modellnahrungsmittelprobe enthalten. Um beide Systeme zu bewerten, wurden Proben an verschiedenen Positionen des Drehtellers in beiden Mikrowellenkammern mit und ohne Drehung des Drehtellers und bei unterschiedlichen Mikrowellenleistungsniveaus untersucht.

Um die Gleichmäßigkeit der Mikrowellenerwärmung zu untersuchen, wurden faseroptische Temperatursensoren für die Temperaturmessung verwendet. Die Ergebnisse der Temperaturmessung wurden mit der durch die Maillard-Reaktion induzierten braunen Farbbildung innerhalb der Proben verglichen. Die Ergebnisse zeigen gleichmäßigere und homogenere Farbänderungen und Erwärmungsmuster von Proben, die im halbleiterbasierten Mikrowellensystem verarbeitet wurden.

Die Studie wurde in der Arbeitsgruppe des Projektkoordinators am LMBPT von Frau Dr. Somayeh Taghian Dinani und Herrn M.Sc. Peter Kubbutat durchgeführt und in der Zeitschrift "Innovative Food Science and Emerging Technologies“ veröffentlicht (https://doi.org/10.1016/j.ifset.2020.102376). Eine auf Basis der Ergebnisse vom Verbundpartner Fricke und Mallah Microwave Technology GmbH aufgebaute Technikumsanlage wird dem LMBPT ab Herbst 2020 für weitergehende Untersuchungen zur Verfügung stehen.

Verwertung

Neben der oben genannten wissenschaftlichen Verwertung der Projektergebnisse, ist die im Projekt NEWWAVE entwickelte Technologie bereits im Kundenumfeld des Spezialisten für Sonderanlagenbau mit Mikrowellentechnologie auf großes Interesse gestoßen. Nach Abschluss des Projektes wird die halbleiterbasierte Mikrowellen-Gefriertrocknungstechnologie in das Produktportfolio der Fricke und Mallah Microwave Technology GmbH übergehen. Die Markteinführung und die weltweite Vermarktung sind derzeit in Vorbereitung.