Bei der ohmschen Erwärmung, auch elektrische Widerstandserwärmung oder Joule-Erwärmung genannt, wird ein elektrischer Wechselstrom durch ein Lebensmittelprodukt geleitet, wodurch im Inneren durch den elektrischen Widerstand des Lebensmittels Wärme erzeugt wird. Die Heizrate hängt von der elektrischen Leitfähigkeit ab, die je nach Temperatur, Ionengehalt und Produktzusammensetzung variiert. Die ohmsche Erwärmung sorgt für eine gleichmäßige und schnelle volumetrische Erwärmung ohne die für herkömmliche Wärmetauscher typischen Temperaturgradienten und eignet sich daher ideal für viskose Flüssigkeiten, partikelförmige Lebensmittel und Produkte mit großen Feststoffstücken.
Elektrodenmaterialien für die ohmsche Erwärmung müssen nicht korrodierend und lebensmittelecht sein; Üblicherweise werden Titan, Edelstahl und platiniertes Titan verwendet. Die elektrische Leitfähigkeit von Lebensmitteln steigt mit der Temperatur und der Ionenstärke, Fett- und Ölphasen weisen jedoch eine sehr geringe Leitfähigkeit auf, was möglicherweise zu einer ungleichmäßigen Erwärmung führt. Frequenzen von 50–60 Hz sind Standard, höhere Frequenzen (bis zu 20 kHz) können jedoch elektrolytische Reaktionen an Elektrodenoberflächen reduzieren. Zu den Anwendungen gehören die Sterilisation von Fruchtmark, die Verarbeitung von Flüssigei und das Blanchieren von Gemüse.
Bei der Mikrowellenerwärmung wird für industrielle Anwendungen elektromagnetische Strahlung bei 915 MHz oder 2450 MHz (ISM-Band) verwendet. Der Heizmechanismus beinhaltet dielektrische Polarisation: Wassermoleküle und polare Verbindungen richten sich nach dem oszillierenden elektrischen Feld aus und erzeugen durch molekulare Reibung Wärme. Die Eindringtiefe ist frequenzabhängig und nimmt mit höherem Feuchtigkeitsgehalt und höherer Ionenstärke ab. Bei 2450 MHz beträgt die Eindringtiefe in Lebensmittel mit hohem Feuchtigkeitsgehalt typischerweise 1–3 cm, während sie bei 915 MHz 3–10 cm erreicht.
Eine zentrale Herausforderung bei der Mikrowellenverarbeitung ist die Bildung heißer und kalter Stellen aufgrund einer ungleichmäßigen Feldverteilung. Zur Verbesserung der Gleichmäßigkeit werden Modenrührer, rotierende Drehteller und mehrere Zufuhröffnungen verwendet. Durch die Kombination von Mikrowellen- und konventionellem Erhitzen (Hybridsysteme) können Probleme durch Oberflächenüberhitzung und unzureichendes Garen in der Mitte vermieden werden. Zu den Anwendungen gehören das Temperieren von gefrorenem Fleisch und Fisch, die mikrowellenunterstützte Trocknung, die Pasteurisierung von Fertiggerichten und die Mikrowellen-Vakuumtrocknung für hochwertiges Trockenobst und -gemüse. Neuartige Erhitzungsmethoden bieten Alternativen zur herkömmlichen Pasteurisierung und kommerziellen Sterilisation. Im Gegensatz zur UHT-Verarbeitung kann die ohmsche Erwärmung partikuläre Lebensmittel verarbeiten, ohne dass es zu einer Überhitzung der Oberfläche kommt.
