用于包装制品的改进微波加热的能量控制元件制造技术

本文描述了增强包装食品和其它物品在各种微波加热系统中的加热的方法和系统。所述食品可以容纳在包括一个或多个能量控制元件的包装中，所述一个或多个能量控制元件与微波能量相互作用以便改变微波能量对所述食品的影响。这些能量控制元件可以增强或抑制微波能量，并且单个包装可以包括一个或多个能量控制元件。在一些情况下，所述能量控制元件可以对不同类型的微波能量以不同方式作出响应。因此，本文所述的一些包装当暴露于微波能量时可能表现出不同的吸收或反射特性，同时相比于在食用或使用之前在家用微波炉中再加热所述包装的情况，在更大规模的微波加热系统中进行巴氏灭菌或杀菌。

The energy control element for improving microwave heating of packaging products

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于包装制品的改进微波加热的能量控制元件相关申请的交叉引用本申请要求2017年3月15日提交的美国临时专利申请第62/471,654号的优先权，其全部公开内容通过引用并入本文。
本专利技术涉及使用微波能加热制品的方法和系统。具体地说，本专利技术涉及用于对在大规模微波加热系统中进行巴氏灭菌或杀菌的包装材料提供增强加热的方法和系统，所述包装材料包括然后在食用或使用之前在消费者微波炉中再加热的那些。
技术介绍
商业上可获得的包装食物通常在消费者购买之前进行巴氏灭菌或杀菌。这些物品中的许多还被设计成在食用之前由消费者在家用微波炉中再加热。然而，由于包装食品的巴氏灭菌或杀菌期间的条件差异及其再加热，食品可能形成“热”点和“冷”点，这些点难以或不可能简单地通过调整方法和/或设备来控制。在一些情况下，例如，由于空间限制(例如，加热室内的包装的取向)，或者由于食品的物理性质(例如，其介电常数)，可能出现热点和冷点。因此，需要一种适用于商业规模的巴氏灭菌或杀菌以及家用消费者微波炉的包装，其有助于在各种条件下均匀加热包装食品和其它包装物品。
技术实现思路
本专利技术的一个实施例涉及在微波加热系统中加热多个制品的方法，所述方法包含：(a)将一组制品装入载体中，其中制品中的每一个包括至少部分地填充有至少一种食品的包装，其中在包装中的一个或多个中的食品的至少一部分定位在至少一个能量控制元件附近；(b)使经装载载体在行进方向上沿着第一输送线通过微波加热室；(c)产生微波能量；(d)在通过的至少一部分期间，将微波能量的至少一部分排放到微波加热室中；和(e)使用排放到微波加热室中的微波能量的至少一部分加热制品。在加热期间，相较于在能量控制元件不存在的情况下食品的部分被加热到的温度或被加热的加热速率，定位在能量控制元件附近的食品的部分被加热到大体上不同的温度和/或以大体上不同的加热速率加热。本专利技术的另一个实施例涉及在微波加热系统中加热多个制品的方法，所述方法包含：(a)用多个制品装载载体，其中每个制品包含至少部分地填充有至少一个待加热物品的包装；(b)使经装载载体在行进方向上沿着输送线通过微波加热室；(c)在所述通过的至少一部分期间，经由一个或多个微波发射器将微波能量引导到微波加热室中；和(d)在引导的至少一部分期间，用微波能量的至少一部分加热制品，以便将每个物品的最冷部分的温度升高到目标温度。包装的至少一部分包括至少一个微波抑制元件，用于在加热期间抑制或防止微波能量到达物品的至少一部分。本专利技术的又一个实施例涉及适于在微波加热系统中进行巴氏灭菌或杀菌的制品，所述制品包含至少一种食品；和包含用于装纳食品的至少一个隔间的包装。包装进一步包含至少一个能量控制元件，用于当包装暴露于微波能量时改变食品的至少一部分与微波能量之间的相互作用。能量控制元件被配置成表现出以下特征(i)和(ii)中的至少一个—(i)以不同方式吸收偏振和非偏振或随机偏振的微波能量；和(ii)以不同方式反射偏振和非偏振或随机偏振的微波能量。本专利技术的再一个实施例涉及使用微波能加热包装食品的方法，所述方法包含：(a)用至少一种食品至少部分地填充包装以形成包装食品，其中包装包括至少一种能量控制元件；(b)使用第一类型的微波能量加热包装食品，从而对食品进行杀菌或巴氏灭菌，其中加热在商业规模的微波加热系统中进行并包括使装有包装食品的载体沿着输送线通过；和(c)用第二类型的微波能量再加热制品，从而提供即食食品。第一和第二类型的微波能量具有大体上不同的(i)偏振、(ii)频率和/或(iii)强度，并且其中能量控制元件在抑制或增强第一和第二类型的微波能量中的一个方面比另一类型的微波能量大体上更有效。本专利技术的另一实施例涉及设计用于对食品进行杀菌和/或巴氏灭菌的包装的方法，其中方法包含：(a)用测试材料填充初始包装以提供测试制品；(b)使用偏振的微波能量在第一微波加热系统中加热测试制品；(c)在步骤(b)的加热的至少一部分期间，测量在测试制品内的一个或多个位置处的测试材料的温度；(d)基于步骤(c)中测量的温度，确定至少一个热点或冷点的位置；(e)形成经修改包装，其中形成包括动作(i)至(iv)中的一个或多个—(i)在热点附近增加微波抑制元件；(ii)在冷点附近加入微波增强元件；(iii)从冷点附近移除微波抑制元件；(iv)从热点附近移除微波增强元件；(f)用测试材料填充经修改包装，以提供经修改测试制品；和(g)在微波加热系统中加热经修改测试制品。附图说明下面参考附图详细描述本专利技术的各种实施例，其中：图1a是根据本专利技术的实施例的适用于装纳食品和其它物品的小袋的侧视图，具体地示出了小袋的顶部和底部的宽度及其高度；图1b是图1a所示的小袋的等距视图；图2a是根据本专利技术的实施例的适用于装纳食品和其它物品的托盘的等距视图，具体地示出了托盘的长度、宽度和高度尺寸；图2b是图2a所示的托盘的俯视图；图2c是图2a和2b所示的托盘的侧视图；图2d是图2a-2c所示的托盘的端视图；图3是根据本专利技术实施例的托盘的局部等距视图，所述托盘包括多个能量控制元件；图4是图3所示的托盘的等距端视图，具体地示出了能量控制条的构型，其中托盘以虚线示出；图5是适用于本专利技术的一个或多个实施例的载体的顶部正面等距视图；图6是图5所示的载体的底部正面等距视图；图7是图5和6所示的载体的端视图；图8是图5-7所示的载体的侧视图；图9是图5-8所示的载体的纵向剖视图；图10是图5-9所示的载体的横向剖视图；图11是以嵌套构型布置的多个制品的侧视图；图12是以嵌套构型布置的多个制品的俯视图，具体地示出了分行嵌套构型；图13是以嵌套构型布置的另外的多个制品的俯视图，具体地示出了完整或连续的嵌套构型；图14a是根据本专利技术的实施例的对包装食品进行微波巴氏灭菌或杀菌的方法的主要步骤的示意图；图14b是根据本专利技术的实施例的对包装食品进行微波巴氏灭菌或杀菌的系统的主要区域的示意图；图15是根据本专利技术的实施例配置的微波加热区的示意性局部侧剖视图，具体地示出了微波加热容器、微波发射器和微波分配系统的一种可能的布置；图16是根据本专利技术实施例配置的微波发射器的等距视图；图17是图16中所描绘的微波发射器的纵向侧视图；图18a是图16和17中总体上所描绘的微波发射器的端视图，具体地示出了具有喇叭形出口的发射器；图18b是图16和17中总体上所描绘的微波发射器的另一个实施例的端视图，具体地示出了具有大致相同尺寸的入口和出口的发射器；图18c是图16和17中总体上所描绘的微波发射器的又一个实施例的端视图，具体地示出了具有锥形出口的发射器；和图19是根据本专利技术的实施例的设计用于对食品进行杀菌或巴氏灭菌的包装的方法的主要步骤的示意图。具体实施方式本专利技术涉及用于在较大规模的微波加热系统中对食品或其它物品本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种在微波加热系统中加热多个制品的方法，所述方法包含：/n(a)将一组所述制品装载到载体中，其中所述制品中的每一个包括至少部分地填充有至少一种食品的包装，其中所述包装中的一个或多个中的所述食品的至少一部分定位在至少一个能量控制元件附近；/n(b)使经装载载体在行进方向上沿着第一输送线通过微波加热室；/n(c)产生微波能量；/n(d)在所述通过的至少一部分期间，将所述微波能量的至少一部分排放到所述微波加热室中；和/n(e)使用排放到所述微波加热室中的所述微波能量的至少一部分加热所述制品，/n其中，在所述加热期间，相较于在所述能量控制元件不存在的情况下所述食品的所述部分被加热到的温度或被加热的加热速率，定位在所述能量控制元件附近的所述食品的所述部分被加热到大体上不同的温度和/或以大体上不同的加热速率加热。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170315 US 62/471,6541.一种在微波加热系统中加热多个制品的方法，所述方法包含：
(a)将一组所述制品装载到载体中，其中所述制品中的每一个包括至少部分地填充有至少一种食品的包装，其中所述包装中的一个或多个中的所述食品的至少一部分定位在至少一个能量控制元件附近；
(b)使经装载载体在行进方向上沿着第一输送线通过微波加热室；
(c)产生微波能量；
(d)在所述通过的至少一部分期间，将所述微波能量的至少一部分排放到所述微波加热室中；和
(e)使用排放到所述微波加热室中的所述微波能量的至少一部分加热所述制品，
其中，在所述加热期间，相较于在所述能量控制元件不存在的情况下所述食品的所述部分被加热到的温度或被加热的加热速率，定位在所述能量控制元件附近的所述食品的所述部分被加热到大体上不同的温度和/或以大体上不同的加热速率加热。


2.根据权利要求1所述的方法，其中相较于在所述能量控制元件不存在的情况下所述食品的所述部分被加热的所述加热速率，定位在所述能量控制元件附近的所述食品的所述部分的所述加热速率至少相差2℃/分钟，和/或其中相较于在所述能量控制元件不存在的情况下所述食品的所述部分被加热到的所述温度，定位在所述能量控制元件附近的所述食品的所述部分的所述温度至少相差5℃。


3.根据权利要求1所述的方法，其中所述能量控制元件包含感受器，并且相较于在所述感受器不存在的情况下所述食品的所述部分被加热到的温度或被加热的加热速率，定位在所述感受器附近的所述食品的所述部分被加热到更高的温度和/或以更快的加热速率加热，并且其中定位在所述感受器附近的所述食品的所述部分的所述加热速率至少为10℃/分钟，和/或其中定位在所述感受器附近的所述食品的所述部分达到的所述温度至少为100℃。


4.根据权利要求1所述的方法，其中所述能量控制元件包含至少一个微波抑制元件，并且相较于所述微波抑制元件不存在的情况，定位在所述微波抑制元件附近的所述食品的所述部分被加热到更低的温度和/或以更慢的加热速率加热，其中定位在所述微波抑制元件附近的所述食品的所述部分的所述加热速率不超过20℃/分钟，和/或其中定位在所述微波抑制元件附近的所述食品的所述部分达到的所述温度低于约125℃。


5.根据权利要求1所述的方法，其中所述包装包含所述能量控制元件，其中所述能量控制元件包含位于所述包装的至少一个表面上的多个能量控制条，其中所述能量控制条的宽度在约1/16英寸至约1/8英寸的范围内，其中所述能量控制条中的每一个彼此间隔开，从而在所述能量控制条中的相邻能量控制条之间限定开放区域，并且其中所述开放区域的宽度比所述相邻能量控制条的平均宽度大至少25％。


6.根据权利要求1所述的方法，其中所述包装至少部分地填充有两种或更多种不同类型的食品。


7.根据权利要求1所述的方法，其中被导向所述制品的所述微波能量是偏振的微波能量并且频率在850至1050MHz的范围内，其中所述微波加热室至少部分地填充有液体介质并且其中所述制品在所述加热期间至少部分浸没在所述液体介质中，并且其中所述微波加热系统的总生产率为每分钟至少5个包装。


8.一种在微波加热系统中加热多个制品的方法，所述方法包含：
(a)用多个所述制品装载载体，其中每个制品包含至少部分地填充有至少一个待加热物品的包装；
(b)使经装载载体在行进方向上沿着输送线通过微波加热室；
(c)在所述通过的至少一部分期间，经由一个或多个微波发射器将微波能量引导到所述微波加热室中；和
(d)在所述引导的至少一部分期间，用所述微波能量的至少一部分加热所述制品，以便将每个物品的最冷部分的温度升高到目标温度，
其中所述包装的至少一部分包括至少一个微波抑制元件，用于在所述加热期间抑制或防止微波能量到达所述物品的至少一部分。


9.根据权利要求8所述的方法，其中所述微波抑制元件被配置成反射偏振的微波能量的至少5％并且对非偏振或随机偏振的微波能量是透明的。


10.根据权利要求8所述的方法，其中所述包装具有顶表面和底表面，其中所述微波抑制元件位于所述顶表面和所述底表面中的一个的至少一部分上，其中所述微波抑制元件覆盖所述包装的总表面积的至少5％且小于95％，其中所述微波抑制元件被配置成在所述加热期间防止微波能量到达所述物品的至少10％且小于90％，其中在所述加热期间，定位在所述微波抑制元件附近的所述物品的所述部分的温度比在所述微波抑制元件不存在的情况下所述物品的所述部分被加热到的温度低至少5℃，和/或其中在所述加热期间，定位在所述微波抑制元件附近的所述物品的所述部分的加热速率比在所述微波抑制元件不存在的情况下所述物品的所述部分被加热的加热速率低至少2℃/分钟。


11.根据权利要求8所述的方法，其中在所述载体中的所述制品中的一些包括具有第一类型的微波抑制元件的包装，并且在所述载体中的所述制品中的一些包括具有第二类型的微波抑制元件的包装。


12.根据权利要求11所述的方法，其中在所述载体中的所述制品中的至少一些包括具有所述第一类型和所述第二类型的微波抑制元件的包装。


13.根据权利要求8所述的方法，其中在所述载体中的所述制品中的至少一些不包括具有微波抑制元件的包装。


14.根据权利要求8所述的方法，其中所述物品包含食品，并且所述方法进一步包含，继步骤(d)之后，使用微波能量在微波炉中再加热所述制品中的至少一个，其中在所述再加热期间所述制品不固定在载体中，其中在...

【专利技术属性】
技术研发人员：H·D·小吉姆瑞，L·N·斯皮扎里，L·张，D·贝林杰，M·瑞德，
申请(专利权)人：九一五实验室公司，
类型：发明
国别省市：美国;US