MICROWAVE OVEN
1. Pengertian
Pada microwave dan pemanas frekuensi radio, gelombang elektromagnetik digunakan sebagai pemanas produk pangan. Frekuensi itu terbagi 2, yaitu 915 dan 2,450 MHz untuk frekuensi pada microwave, sedangkan 13.56, 27.12, dan 40.68 MHz untuk frekuensi radio. Secara singkat, mekanismenya yaitu panas dihasilkan dari dielektrik dan ionik. Pemanas dielektrik menggerakkan molekul air dalam pangan dan kemudian memicu pergerakan dari ion-ion dalam bahan pangan sehingga menghasilkan panas. Hal tersebut dipengaruhi oleh gerakan medan elektrik dari alat tersebut.
Kelebihan yang sangat nyata dari microwave ini disbanding dengan metode konvensional adalah keefisienan waktu (lebih cepat), mudah dikontrol, dan hemat energy.
Gelombang mikro adalah gelombang elektromagnetik dengan frekuensi super tinggi (Super High Frequency, SHF), yaitu di atas 3 GHz (3×109 Hz).
Pada microwave dan pemanas frekuensi radio, gelombang elektromagnetik digunakan sebagai pemanas produk pangan. Frekuensi itu terbagi 2, yaitu 915 dan 2,450 MHz untuk frekuensi pada microwave, sedangkan 13.56, 27.12, dan 40.68 MHz untuk frekuensi radio. Secara singkat, mekanismenya yaitu panas dihasilkan dari dielektrik dan ionik. Pemanas dielektrik menggerakkan molekul air dalam pangan dan kemudian memicu pergerakan dari ion-ion dalam bahan pangan sehingga menghasilkan panas. Hal tersebut dipengaruhi oleh gerakan medan elektrik dari alat tersebut.
Kelebihan yang sangat nyata dari microwave ini disbanding dengan metode konvensional adalah keefisienan waktu (lebih cepat), mudah dikontrol, dan hemat energy.
Gelombang mikro adalah gelombang elektromagnetik dengan frekuensi super tinggi (Super High Frequency, SHF), yaitu di atas 3 GHz (3×109 Hz).
2. Pengolahan Pangan dengan Microwave
Pengolahan tersebut meliputi thawing dan tempering, reheating, drying, cooking, baking, sterilization, pasteurization, dan blanching
Pengolahan tersebut meliputi thawing dan tempering, reheating, drying, cooking, baking, sterilization, pasteurization, dan blanching
1. Thawing dan tempering
Dahulu kala untuk tempering dan thawing bahan pangan masih menggunakan metode konvensional. Hal ini sangat tidak efisien. Banyak sekali kekurangan. Dengan adanya microwave, kekurangan tersebut dapat dihilangkan.
Dengan metode konvensional, suhu akhir tempering dan thawing tidak dapat diketahui secara pasti, yaitu ± -2oC. Dengan demikian jika suhu tersebut meningkat dengan sendirinya tanpa disadari, maka salah satu resiko adalah pertumbuhan mikroba. Sedangkan dengan metode microwave, kita mampu mengontrol suhu tersebut dengan kisaran suhu -4 – (-2oC). Dengan demikian bahanpangan beku masih tetap kokoh dan bagus.
Gelombang yang digunakan pada tempering dan thawing pada microwave adalah 915 Mhz
Dahulu kala untuk tempering dan thawing bahan pangan masih menggunakan metode konvensional. Hal ini sangat tidak efisien. Banyak sekali kekurangan. Dengan adanya microwave, kekurangan tersebut dapat dihilangkan.
Dengan metode konvensional, suhu akhir tempering dan thawing tidak dapat diketahui secara pasti, yaitu ± -2oC. Dengan demikian jika suhu tersebut meningkat dengan sendirinya tanpa disadari, maka salah satu resiko adalah pertumbuhan mikroba. Sedangkan dengan metode microwave, kita mampu mengontrol suhu tersebut dengan kisaran suhu -4 – (-2oC). Dengan demikian bahanpangan beku masih tetap kokoh dan bagus.
Gelombang yang digunakan pada tempering dan thawing pada microwave adalah 915 Mhz
2. Reheating
Kemampuan microwave dalam meningkatkan suhu pangan dari suhu normal menjadi lebih tinggi dengan kecepatan yang efisien merupakan kelebihan microwave.
Kemampuan microwave dalam meningkatkan suhu pangan dari suhu normal menjadi lebih tinggi dengan kecepatan yang efisien merupakan kelebihan microwave.
3. Drying
Banyak kelebihan yang dimiliki microwave dalam pengeringan. Pada metode pengeringan konvensional, panas harus dikontrol dan dikondisikan terhadap jenis bahan. Panas tersebut menguapkan bagian dalam bahan dan kemudian air menguap ke permukaan dan kemudian menguap keluar. Hal ini membutuhkan waktu yang sangat lama. Dengan menggunakan microwave, frekuensi dari alat ini langsung menuju ke polar system, yaitu air. Sehingga mampu dengan cepat menggerakkan air tersebut menuju permukaan dengan panas yang dihasilkan.
Selain itu, metode frekuensi microwave ini juga melindungi dari pengerasan bahan pangan dan reaksi browning.
Banyak kelebihan yang dimiliki microwave dalam pengeringan. Pada metode pengeringan konvensional, panas harus dikontrol dan dikondisikan terhadap jenis bahan. Panas tersebut menguapkan bagian dalam bahan dan kemudian air menguap ke permukaan dan kemudian menguap keluar. Hal ini membutuhkan waktu yang sangat lama. Dengan menggunakan microwave, frekuensi dari alat ini langsung menuju ke polar system, yaitu air. Sehingga mampu dengan cepat menggerakkan air tersebut menuju permukaan dengan panas yang dihasilkan.
Selain itu, metode frekuensi microwave ini juga melindungi dari pengerasan bahan pangan dan reaksi browning.
4. Cooking
Pada pemasakan, microwave dapat menghindarkan cookingloss pada produk pangan. Ada 2 cara untuk menghindari cookingloss yaitu, dengan cara memberikan pereheating untuk proses selanjutnya yang salah satunya menggunakan microwave atau dengan cara menggunakan microwave saja untuk proses awal sampai akhir.
Pada pemasakan, microwave dapat menghindarkan cookingloss pada produk pangan. Ada 2 cara untuk menghindari cookingloss yaitu, dengan cara memberikan pereheating untuk proses selanjutnya yang salah satunya menggunakan microwave atau dengan cara menggunakan microwave saja untuk proses awal sampai akhir.
5. Baking
Kelebuhan microwave adalah dapat menghindari adanya crust dan browning sehingga produk pangan berkesan segar. Hal ini berlawanan dengan proses baking. Proses baking adalah proses dimana crust dan browning sangat dibutuhkan. Dengan demikian, hal tersebut merupakan masalah besar. Oleh karena itu dibutuhkan gabungan teknik pemanasan, yaitu frekuensi microwave dan ditambah suplai udara panas sesuai suhu baking. Kombinasi 2 teknik tersebut mampu menghemat 66% waktu total. Selain itu juga dapat memperpanjang daya simpan produk bakery karena suhu akhir proses lebih rendah.
Selain itu juga dapat digunakan untuk mempercepat pertumbuhan yeast pada adonan roti. Waktu normalnya 25 – 30 menit, dengan microwave hanya 4 menit.
Kelebuhan microwave adalah dapat menghindari adanya crust dan browning sehingga produk pangan berkesan segar. Hal ini berlawanan dengan proses baking. Proses baking adalah proses dimana crust dan browning sangat dibutuhkan. Dengan demikian, hal tersebut merupakan masalah besar. Oleh karena itu dibutuhkan gabungan teknik pemanasan, yaitu frekuensi microwave dan ditambah suplai udara panas sesuai suhu baking. Kombinasi 2 teknik tersebut mampu menghemat 66% waktu total. Selain itu juga dapat memperpanjang daya simpan produk bakery karena suhu akhir proses lebih rendah.
Selain itu juga dapat digunakan untuk mempercepat pertumbuhan yeast pada adonan roti. Waktu normalnya 25 – 30 menit, dengan microwave hanya 4 menit.
6. Sterilization dan Pasteurization
Dengan keefisiensian panas yang dihasilkan oleh frekuensi terhadap reaksi pada bahan pangan, microwave dapat menekan waktu yang dibutuhkan untuk sterilisasi dan pasteurisasi. Pada konteks ini, frekuensi yang digunakan adalah 2450 Mhz.
Dengan keefisiensian panas yang dihasilkan oleh frekuensi terhadap reaksi pada bahan pangan, microwave dapat menekan waktu yang dibutuhkan untuk sterilisasi dan pasteurisasi. Pada konteks ini, frekuensi yang digunakan adalah 2450 Mhz.
7. Blanching
Pada proses blanching, yang diharapkan adalah menghindari enzim aktif dan jumlah mikroba awal. Selain itu juga tidak dikesampingkan masalah off flavor dan off color. Dengan menggunakan microwave, frekuensi dapat menghasilkan panas untuk menginaktifkan enzim dan tidak membuat off flavor dan off color. Hal ini sudah ada bukti penelitian tentang tomat. Diberikan suuhu 105oC selama 2 menit, enzim inhibitor mampu di non-aktifkan. Padahal dengan metode konvensional setidaknya membutuhkan watu 30 menit dengan suhu yang sama untuk menginaktifkan enzim inhibitor.
Pada proses blanching, yang diharapkan adalah menghindari enzim aktif dan jumlah mikroba awal. Selain itu juga tidak dikesampingkan masalah off flavor dan off color. Dengan menggunakan microwave, frekuensi dapat menghasilkan panas untuk menginaktifkan enzim dan tidak membuat off flavor dan off color. Hal ini sudah ada bukti penelitian tentang tomat. Diberikan suuhu 105oC selama 2 menit, enzim inhibitor mampu di non-aktifkan. Padahal dengan metode konvensional setidaknya membutuhkan watu 30 menit dengan suhu yang sama untuk menginaktifkan enzim inhibitor.
8. Precooking
Pada saat precooking, dapat meningkatkan efisiensi proses dan meningkatkan hasil dengan rendah limbah.
Pada saat precooking, dapat meningkatkan efisiensi proses dan meningkatkan hasil dengan rendah limbah.
Faktor-faktor yang mempengaruhi
1. Ukuran dan Bentuk bahan pangan
Ukuran dan bentuk sangat berpengaruh nyata terhadap suplai energy panas kedalam bahan pangan. Jika bahan pangan tersebut besar dan tebal, maka panas akan sulit masuk hingga ke dalam bahan, dikarenakan intensitas gelombang frekuensi menurun ketika masuk semakin dalam karena sudah diluar jangkauan. Lain halnya dengan bentuk yang kecil atau pipih. Pada hal ini, frekuensi lebih besar dibanding ketebalan bahan, sehingga keadaan di tengah bahan bisa menjadi lebih panas karena masih dalam jangkauan gelombang frekuensi
1. Ukuran dan Bentuk bahan pangan
Ukuran dan bentuk sangat berpengaruh nyata terhadap suplai energy panas kedalam bahan pangan. Jika bahan pangan tersebut besar dan tebal, maka panas akan sulit masuk hingga ke dalam bahan, dikarenakan intensitas gelombang frekuensi menurun ketika masuk semakin dalam karena sudah diluar jangkauan. Lain halnya dengan bentuk yang kecil atau pipih. Pada hal ini, frekuensi lebih besar dibanding ketebalan bahan, sehingga keadaan di tengah bahan bisa menjadi lebih panas karena masih dalam jangkauan gelombang frekuensi
2. Area Permukaan
Pada pemanasan microwave, panas ditujukan langsung pada tengah bahan bukan pada permukaan. Sehingga jika luas permukaan kecil, maka efisiensi pemanasan semakin tinggi dan pendinginan bahan setelah pemanasan lebih cepat.
Pada pemanasan microwave, panas ditujukan langsung pada tengah bahan bukan pada permukaan. Sehingga jika luas permukaan kecil, maka efisiensi pemanasan semakin tinggi dan pendinginan bahan setelah pemanasan lebih cepat.
3. Panas yang spesifik
Pada pemanasan microwave, disimpulkan bahwa produk pangan yang berbeda jenis memiliki suhu pemanasan yang berbeda pula. Hal ini dapat dikontrol dengan microwave. Caranya adalah produk pangan di pack rapat agar panas dapat mengalir dari bagian dingin ke bagian panas bahan pangan. Dengan demikian dapat memberikan temperature yang sama dalam satu pengemasan yang sama oleh adanya pengemasan yang sangat rapat tersebut.
3. Mekanisme dan Prinsip Kerja
Jika gelombang mikro diserap oleh sebuah benda, akan muncul efek pemanasan pada benda tersebut. Jika makanan menyerap radiasi gelombang mikro, makanan menjadi panas dan masak dalam waktu singkat. Proses inilah yang dimanfaatkan dalam oven microwave.
1. Radiasi gelombang
Microwave oven menggunakan gelombang radio berfrekuensi 2,5GHz untuk memanaskan makanan. Gelombang tersebut merambat secara radiasi.
2. Pemanasan dielektrik
Microwave bekerja dengan melewatkan radiasi gelombang mikro pada molekul air, lemak, maupun gula yang sering terdapat pada bahan makanan. Molekul-molekul ini akan menyerap energi elektromagnetik tersebut. Proses penyerapan energi ini disebut sebagai pemanasan dielektrik (dielectric heating). Jenis material ini berkaitan erat dengan frekuensi gelombang radio yang berada pada frekuensi 2,5GHz. Molekul-molekul pada makanan bersifat elektrik dipol (electric dipoles), artinya molekul tersebut memiliki muatan negatif pada satu sisi dan muatan positif pada sisi yang lain. Akibatnya, dengan kehadiran medan elektrik yang berubah-ubah yang diinduksikan melalui gelombang mikro pada masing-masing sisi akan berputar untuk saling mensejajarkan diri satu sama lain. Pergerakan molekul ini akan menciptakan panas seiring dengan timbulnya gesekan antara molekul yang satu dengan molekul lainnya.
Pada pemanasan microwave, disimpulkan bahwa produk pangan yang berbeda jenis memiliki suhu pemanasan yang berbeda pula. Hal ini dapat dikontrol dengan microwave. Caranya adalah produk pangan di pack rapat agar panas dapat mengalir dari bagian dingin ke bagian panas bahan pangan. Dengan demikian dapat memberikan temperature yang sama dalam satu pengemasan yang sama oleh adanya pengemasan yang sangat rapat tersebut.
3. Mekanisme dan Prinsip Kerja
Jika gelombang mikro diserap oleh sebuah benda, akan muncul efek pemanasan pada benda tersebut. Jika makanan menyerap radiasi gelombang mikro, makanan menjadi panas dan masak dalam waktu singkat. Proses inilah yang dimanfaatkan dalam oven microwave.
1. Radiasi gelombang
Microwave oven menggunakan gelombang radio berfrekuensi 2,5GHz untuk memanaskan makanan. Gelombang tersebut merambat secara radiasi.
2. Pemanasan dielektrik
Microwave bekerja dengan melewatkan radiasi gelombang mikro pada molekul air, lemak, maupun gula yang sering terdapat pada bahan makanan. Molekul-molekul ini akan menyerap energi elektromagnetik tersebut. Proses penyerapan energi ini disebut sebagai pemanasan dielektrik (dielectric heating). Jenis material ini berkaitan erat dengan frekuensi gelombang radio yang berada pada frekuensi 2,5GHz. Molekul-molekul pada makanan bersifat elektrik dipol (electric dipoles), artinya molekul tersebut memiliki muatan negatif pada satu sisi dan muatan positif pada sisi yang lain. Akibatnya, dengan kehadiran medan elektrik yang berubah-ubah yang diinduksikan melalui gelombang mikro pada masing-masing sisi akan berputar untuk saling mensejajarkan diri satu sama lain. Pergerakan molekul ini akan menciptakan panas seiring dengan timbulnya gesekan antara molekul yang satu dengan molekul lainnya.
3. Komponen-komponen microwave oven
Magnetron
Magnetron
Gambar 1 Sanyo Magnetron
Magnetron merupakan bagian inti dari microwave oven. Komponen ini akan mengubah energi listrik menjadi radiasi gelombang mikro. Pada bagian dalam magnetron, electron dipancarkan dari sebuah terminal central yang disebut katode. Kutub positif yang disebut anode mengelilingi katode menarik elektron-elektron. Selama perjalanan pada garis lurus, magnet permanen memaksa elektron untuk bergerak dalam jalur melingkar. Seiring elektron-elektron melewati resonansi di dalam ruangan oven, elektron-elektron tersebut menghasilkan gelombang medan magnet yang terus-menerus.
Magnetron merupakan bagian inti dari microwave oven. Komponen ini akan mengubah energi listrik menjadi radiasi gelombang mikro. Pada bagian dalam magnetron, electron dipancarkan dari sebuah terminal central yang disebut katode. Kutub positif yang disebut anode mengelilingi katode menarik elektron-elektron. Selama perjalanan pada garis lurus, magnet permanen memaksa elektron untuk bergerak dalam jalur melingkar. Seiring elektron-elektron melewati resonansi di dalam ruangan oven, elektron-elektron tersebut menghasilkan gelombang medan magnet yang terus-menerus.
Gambar 2 Skema Magnetron
Waveguide
Gambar 3 Waveguide dalam Microwave Oven
Waveguide adalah sebuah komponen yang didesain untuk mengarahkan gelombang. Untuk tiap jenis gelombang waveguide yang digunakan tidak sama. Waveguide untuk gelombang mikro dapat dibangun dari bahan konduktor.
Waveguide adalah sebuah komponen yang didesain untuk mengarahkan gelombang. Untuk tiap jenis gelombang waveguide yang digunakan tidak sama. Waveguide untuk gelombang mikro dapat dibangun dari bahan konduktor.
Microwave Stirrer
Gambar 4 Microwave Stirrer
Komponen yang menyerupai baling-baling ini digunakan untuk menyebarkan gelombang mikro di dalam microwave oven. Biasanya dikombinasikan dengan sebuah komponen seperti piringan yang dapat diputar pada bagian bawah. Kombinasi ini memungkinkan kecepatan tingkat kematangan yang merata saat memasak.
Komponen yang menyerupai baling-baling ini digunakan untuk menyebarkan gelombang mikro di dalam microwave oven. Biasanya dikombinasikan dengan sebuah komponen seperti piringan yang dapat diputar pada bagian bawah. Kombinasi ini memungkinkan kecepatan tingkat kematangan yang merata saat memasak.
PROSES YANG TERJADI SELAMA PEMANASAN BAHAN PANGAN ADALAH:
1. Arus listrik bolak-balik dengan beda potensial rendah dan arus searah dengan beda potensial tinggi diubah dalam bentuk arus searah.
2. Magnetron menggunakan arus ini untuk menghasilkan gelombang mikro dengan frekuensi 2,45 GHz.
3. Gelombang mikro diarahkan oleh sebuah antenna pada bagian atas magnetron ke dalam sebuah waveguide.
4. Waveguide meneruskan gelombang mikro ke sebuah alat yang menyerupai kipas, disebut dengan stirrer. Stirrer menyebarkan gelombang mikro di dalam ruang oven.
5. Gelombang mikro ini kemudian dipantulkan oleh dinding dalam oven dan diserap oleh molekul –molekul makanan.
6. Karena setiap gelombang mempunyai sebuah komponen positif dan negatif, molekul-molekul makanan didesak kedepan dan kebelakang selama 2 kali kecepatan frekuensi gelombang mikro, yaitu 4,9 juta kali dalam setiap detik.
1. Arus listrik bolak-balik dengan beda potensial rendah dan arus searah dengan beda potensial tinggi diubah dalam bentuk arus searah.
2. Magnetron menggunakan arus ini untuk menghasilkan gelombang mikro dengan frekuensi 2,45 GHz.
3. Gelombang mikro diarahkan oleh sebuah antenna pada bagian atas magnetron ke dalam sebuah waveguide.
4. Waveguide meneruskan gelombang mikro ke sebuah alat yang menyerupai kipas, disebut dengan stirrer. Stirrer menyebarkan gelombang mikro di dalam ruang oven.
5. Gelombang mikro ini kemudian dipantulkan oleh dinding dalam oven dan diserap oleh molekul –molekul makanan.
6. Karena setiap gelombang mempunyai sebuah komponen positif dan negatif, molekul-molekul makanan didesak kedepan dan kebelakang selama 2 kali kecepatan frekuensi gelombang mikro, yaitu 4,9 juta kali dalam setiap detik.
4. Keuntungan
– Keuntungan pengeringan dengan menggunakan oven microwave adalah kemerataan energi pada keseluruhan sebuah bahan pangan dan kemampuannya untuk mencapai tingkat kadar air tertentu secara otomatis.
– Waktu yang digunakan juga lebih singkat daripada metode konvensional lainnya.
– Keuntungan pengeringan dengan menggunakan oven microwave adalah kemerataan energi pada keseluruhan sebuah bahan pangan dan kemampuannya untuk mencapai tingkat kadar air tertentu secara otomatis.
– Waktu yang digunakan juga lebih singkat daripada metode konvensional lainnya.
5. TIPE MICROWAVE
– Medium Capacity Microwave
Microwave jenis ini empunyai ukuran lebih besar dari compact microwave. Untuk tenaga listrik yang dibutuhkan untuk mengoperasikan oven jenis ini sekitar 1000-1500 watt. Jenis microwave ini mempunyai kemampuan untuk memasak dan menghangatkan makanan lebih cepat dibanding dengan compact microwave.
– Medium Capacity Microwave
Microwave jenis ini empunyai ukuran lebih besar dari compact microwave. Untuk tenaga listrik yang dibutuhkan untuk mengoperasikan oven jenis ini sekitar 1000-1500 watt. Jenis microwave ini mempunyai kemampuan untuk memasak dan menghangatkan makanan lebih cepat dibanding dengan compact microwave.
– Large Capacity Microwave
Jenis oven ini adalah jenis yang terbesar dengan ukuran lebih besar daripada medium microwave. Tenaga listrik yang dibutuhkan untuk mengoperasikan oven jenis ini mencapai 2000 watt. Large microwave cocok digunakan untuk restoran ataupun tempat-tempat yang membutuhkan makanan dalam jumlah yang besar.
Jenis oven ini adalah jenis yang terbesar dengan ukuran lebih besar daripada medium microwave. Tenaga listrik yang dibutuhkan untuk mengoperasikan oven jenis ini mencapai 2000 watt. Large microwave cocok digunakan untuk restoran ataupun tempat-tempat yang membutuhkan makanan dalam jumlah yang besar.
– Compact Microwave
Compact microwave disebut juga sebagai portable microwave, yaitu tipe terkecil dari mikrowave oven. Ukuran dari oven jenis ini sekitar 46 cm untuk lebarnya, 35 cm untuk tebalnya dan 30 cm untuk tingginya. Tenaga yang digunakan untuk mengoperasikan oven jenis ini antara 500 sampai 1000 watt. Harga dari microwave oven jenis ini kurang dari $100 US.
Compact microwave disebut juga sebagai portable microwave, yaitu tipe terkecil dari mikrowave oven. Ukuran dari oven jenis ini sekitar 46 cm untuk lebarnya, 35 cm untuk tebalnya dan 30 cm untuk tingginya. Tenaga yang digunakan untuk mengoperasikan oven jenis ini antara 500 sampai 1000 watt. Harga dari microwave oven jenis ini kurang dari $100 US.