Teknologi Microwave: Kenapa Gelombang Mikro Dapat Memanaskan Makanan

Sejak abad ke-21, mikrowave telah menjadi peralatan penting di rumah tangga terutama pada Negara maju seperti Amerika Serikat, Kanada, Jepang, Korea, serta Negara Eropa lainnya. Saat ini penggunaan mikrowave telah berkembang hampir di seluruh dunia karena aksesibilitas terhadap listrik telah merata. Selain itu, dampak dari konsep makanan modern, yang mudah dalam penyajian menjadikan mikrowave sebagai kebutuhan utama di rumah tangga. Teknologi mikrowave ini dapat mempermudah Kita dalam melakukan proses pencairan, pemanasan, pemasakan, blansing, pemanggangan, dan pasteurisasi. Perkembangan pemanfaatan teknologi mikrowave tidak hanya berhenti untuk skala rumah tangga tetapi juga berkembang untuk keperluan industri makanan seperti, pengeringan, pemasakan awal untuk produk daging-dagingan, pasteurisasi makanan siap saji, dan tempering daging dan ikan.

Mekanisme kerja mikrowaves berasal dari radiasi gelombang elektromagnetik. Energi gelombang mikro ini berada pada sepktrum elektromagnetik dengan interval panjang gelombang antara 1 mm dan 1 m dengan interval frekuensi antara 300 MHz dan 300 GHz. Radiasi elektromagnetik ini menyebar dengan kecepatan yang sangat tinggi, sekitar 2450 kali per detik. Panas yang dihasilkan oleh gelombang mikro disebabkan oleh adanya interaksi antara gelombang mikro dan sifat dielektrik makanan. Sifat ini menciptakan polarisasi dalam suatu zat saat terpapar medan listrik eksternal. Molekul-molekul polar didalam makanan berputar terus menerus agar sejajar dengan medan elektromagnetik sehingga menyebabkan gesekan antara molekul-molekul. Gesekan ini menghasilkan panas sehingga suhu barang atau makanan di dalam mikrowave menjadi meningkat.

Illustrasi pencairan makanan menggunakan teknologi mikrowave (Sumber: https://www.istockphoto.com/)

Mengenal Komponen Mikrowave

Dalam menjalani mekanisme kerjanya, mikrowave memiliki komponen utama antara lain: magnetron, pemandu gelombang, pengaduk, dan ruang pemasakan.

Magnetron. Magnetron ini merupakan sumber gelombang mikro yang berupa tabung yang digunakan dalam aplikasi microwave dalam sakala rumah tangga dan industri. Magnetron yang terdiri dari tabung vakum ini memiliki katode pemancar elektron di pusat dengan potensi yang negatif. Katode dikelilingi oleh anoda terstruktur yang membentuk rongga, yang digabungkan oleh medan fringing dan memiliki frekuensi resonansi gelombang mikro yang diinginkan. Interaksi antara aliran elektron dan medan magnet saat melewati rongga terbuka, yang merupakan tabung vakum berdaya tinggi, mengubah energi listrik menjadi gelombang mikro.

Pengarah gelombang dan pengaduk. Pengarah gelombang merupakan elemen yang digunakan untuk memandu gelombang elektromagnetik, yang terdiri dari konduktor berongga, biasanya dengan penampang konstan, bentuk persegi panjang, dan lingkaran. Didalam pengarah gelombang ini, gelombang dapat menyebar sehingga dapat terdistribusi dengan baik. Setelah arah ditentukan, pengaduk akan mendistribusikan gelombang mikro ke bahan makanan untuk menghasilkan pemanasan yang seragam.

Ruang pemanas atau proses (aplikator). Pintu oven terbuat dari panel kaca dengan jaringan anti-gelombang yang berfungsi untuk mencegah radiasi gelombang mikro tembus atau melewati penutup tersebut. Meja putar di pasang di ruang kerja yang berfungsi untuk memutar produk agar paparan gelombang mikro dapat terdistribusi secara merata. Aplikator biasanya diklasifikasikan berdasarkan beberapa jenis konfigurasi medan yaitu medan dekat, tunggal dan aplikator multi-mode.

Manfaat Pemanasan Mikrowave dalam Pengolahan Makanan

Beberapa manfaat dari mikrowave dalam skala rumah tangga dan industri jika dibandingkan dengan pemanas secara konvensional antara lain: pemanasan yang lebih cepat dibandingkan dengan metode konvensional sehingga mengurangi waktu pengolahan, retensi nutrisi yang tinggi sehingga meningkatkan kualitas produk, memungkinkan kontrol proses yang tepat dan penggunaan energi yang optimal, dapat digunakan setelah pengemasan, sehingga kadar air tetap terjaga, proses yang lebih bersih, memerlukan ruang kerja yang relatif minimal. Dibalik manfaat tersebut, pemanfaatan mikrowave memiliki kekurangan yaitu distribusi suhu yang tidak merata sehingga menyebabkan titik panas dan dingin pada makanan.

Pengaplikasian Mikrowave

Secara umum metode pemanasan mikrowave dapat dimanfaatkan untuk beberapa keperluan seperti memasak, mengeringkan, tempering/pencairan.

Memasak. Teknologi mikrowave yang digunakan untuk memasak banyak diaplikasikan pada restoran cepat saji, seperti memasak daging dan ikan sebelum memasak kembali didalam oven. Gelombang mikro efektif menembus jauh ke dalam daging untuk memulai pemasakan internal dengan cepat sehinga dapat mengurangi waktu memasak keseluruhan hingga 50% menggunakan oven.

Pengeringan. Gelombang mikrowave sangat efesien dalam mengeringkan produk makanan jika dibandingkan dengan metode lainnya. Industri makanan dalam pembuatan makanan ringan dan rempah-rempah dapat memperoleh manfaat besar dari penggunaan metode ini.

Tempering/pencairan. Aplikasi penggunaan mikrowave yang paling berhasil dan popular adalah tempering/pencairan. Pencairan dapat dicapai dalam hitungan menit, bukan jam atau hari, bahkan untuk blok besar produk beku. Pemanfaatan gelombang mikro untuk proses tempering dapat dilakukan setelah produk dikemas. Hal ini memberikan manfaat yaitu pengurangan kehilangan produk sekaligus meminimalkan kerusakan akibat paparan udara sehingga menjadikan teknologi ini sangat ideal untuk proses pencairan terutama daging sapi beku.