Shaken, not stirred

Både sterilisering og varmebehandling av mat kan gjøres raskere og mer effektivt med ny teknologi: Horisontal risting, såkalt shaka-teknologi!

Publisert
(Illustrasjon: Trine Vallevik Håbjørg)
(Illustrasjon: Trine Vallevik Håbjørg)

I ett års tid har Dagbjørn Skipnes og hans forskerkolleger ved Nofima Mat i Stavanger gjennomført hundrevis av forsøk og tester på deres nyeste autoklav - “Shaka autoklaven”.

Denne teknologien gir en langt mer effektiv produksjon for både sterilisering og lett varmebehandling.

Gammel teknologi

En autoklav er en lukket kjele til koking under trykk. Det er over hundre og femti år siden autoklavteknologien ble tatt i bruk til sterilisering av mat.

Maten ble fylt i bokser, og plassert i en stillestående autoklav. Der ble boksene utsatt for trykk og høy temperatur.

I en autoklav kokes maten, men næringsstoffene forblir i emballasjen, og produktet blir naturlig rent uten at det brukes kjemikalier. Men det er en forutsetning at det blir tilstrekkelig varmt i matens kjerne.

For sterilisering kreves en varmebelastning tilsvarende 121°C i tre minutter, mens lett varmebehandling (pasteurisering) kan oppnås med en varmebelastning tilsvarende for eksempel 70°C i to minutter.

Helt frem til femtitallet var alle autoklaver stillestående. Da ble en roterende modell utviklet. Nå, med shaka-autoklaven, har utviklingen tatt et steg videre. Denne horisontalt ristende teknologien har mange fordeler.

De viktigste er at hele varmebehandlingsprosessen går mye raskere og kan benyttes på langt flere produkttyper enn tidligere.

Fiskesuppe på en tiendedel av tiden

– Vi har gjort mange tester på en fiskesuppe med hele fiskebiter, og her er tidsbesparelsen hele 90 prosent, fra 70 til 7 minutter.

– I tillegg til at en enorm forbedring av produksjonseffektiviteten smaker suppa langt bedre etter shaka-behandlingen enn ved pasteurisering i en stillestående autoklav, sier Dagbjørn Skipnes.

En forskningsautoklav som opererer etter shaka-prinsippet er installert ved Nofima Mat i Stavanger. Kurven med matprodukter ristes fram og tilbake under varmebehandlingen og dermed øker varmefordelingens hastighet betraktelig. (Foto: Nofima)
En forskningsautoklav som opererer etter shaka-prinsippet er installert ved Nofima Mat i Stavanger. Kurven med matprodukter ristes fram og tilbake under varmebehandlingen og dermed øker varmefordelingens hastighet betraktelig. (Foto: Nofima)

En rotasjonsautoklav er intet alternativ for produkter av denne typen – som inneholder hele biter. Bitene kan smuldre opp eller slynges ut i periferien slik at det ikke blir noen omrøringseffekt.

En rotasjonsautoklav fungerer best for produkter med jevn tetthet, og det er en lavere grense for maksimal hastighet ved rotasjon enn ved horisontal risting.

Ved rotasjon er det i tillegg nødvendig med et hullrom (headspace) på rundt ti prosent, og det er en stor ulempe for mange matprodusenter.

– I shaka-autoklaven har vi testet med to og fire prosent hullrom og begge disse andelene fungerer godt. Nå skal vi igang med tester der det ikke er noen hullrom i det hele tatt, sier Skipnes.

Nyttig for industrien

Nofima Mat er det eneste forskningsinstituttet med en shaka-autoklav. I løpet av det første året med teknologien i huset har Dagbjørn Skipnes og hans forskerkolleger gjennomført hundrevis av forsøk.

De har kartlagt blant annet optimale ristefrekvenser og hastigheter ut fra matvarenes viskositet (tyktflytenhet) og med forskjellige emballasjevarianter.

Forsøksresultatene vil være til stor nytte for bedrifter som vurderer å ta i bruk shakateknologien.

– Vi opplever at bedriftene kommer til oss fordi de er nysgjerrige på teknologien. De ønsker å kartlegge hvorvidt en shaka-autoklav vil ha positiv effekt på deres produkter, og de ønsker ikke å bruke unødig mye tid på å teste ut riktig nivå for varmebehandling og lignende, forteller Skipnes.

Benyttes på mange produkter

En shaka-autoklav er dyrere i innkjøp enn både stillestående og roterende autoklaver. Kostnaden er omtrent den dobbelt av en stillestående autoklav og 50 prosent dyrere enn en roterende autoklav.

Men den økte investeringskostnaden kan tjenes inn gjennom en langt mer effektiv produksjon. Både kortere produksjonstid og mulighet til mindre hullrom gjør dessuten produksjonsprosessen mer miljøvennlig.

Oppvarming av mat gjøres effektivt og med gode resultater i en shaka autoklav. (Foto: Jan Thomas Rosnes)
Oppvarming av mat gjøres effektivt og med gode resultater i en shaka autoklav. (Foto: Jan Thomas Rosnes)

Shaka-teknologien gjør det mulig å benytte autoklaver på produkter som tidligere ikke har tålt denne behandlingsformen. Et slikt eksempel er melkeprodukter, der varmebehandlingstiden er for lang ved både stillestående og roterende autoklaver.

Med en shaka-autoklav er imidlertid varmebehandlingstiden såpass kraftig redusert at melkeprodukter som i dag pakkes aseptisk trolig kan behandles med shaka-teknologi. På denne måten kan bedrifter spare inn en aseptisk produksjonslinje, og dette gir muligheter til å produsere mindre serier.

Testet på flere emballasjetyper

Større valgmuligheter av emballasje er en annen fordel med shaka-autoklaven.

– Ved risting kan vi bruke mye større emballasje enn tidligere, fordi det ikke tar så lang tid for varmen å nå inn til kjernen. Vi har testet shaka-autoklaven på rektangulære plastskåler, runde plastskåler, flate bokser av sardinbokstypen, runde bokser, samt store og små plastbeger.

– Alle disse emballasjetypene fungerer utmerket, og åpner for å autoklavbehandle helt nye produkttyper, avslutter Skipnes.