CN108937609A - 用于窄带辐射烹饪的烹饪用具及烹饪包装及其系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于窄带辐射烹饪的烹饪用具及烹饪包装及其系统及方法。本发明提供一种方法及产品或若干系统配置，其允许直接辐射食物以用于烹饪应用，所述烹饪应用涉及直接辐射能对食物或食品物品的轰击。使用在合适的窄带烹饪或加热系统中发出的可见光或红外线窄波长带中光学透射的烹饪器皿或烹饪包装。

Description

用于窄带辐射烹饪的烹饪用具及烹饪包装及其系统及方法
本申请是申请日为2011年06月13日、申请号为“201180034163.6”、发明名称为“用于窄带辐射烹饪的烹饪用具及烹饪包装及其系统及方法”的发明专利申请的分案申请。
相关申请案的交叉参考
本申请案是基于2010年6月11申请的第61/353,782号美国临时申请案且主张所述临时申请案的权益及优先权，所述申请案以全文引用的方式并入本文中。
技术领域
本发明涉及热相关食物制备领域，例如烹饪、烘焙、再热化等等。
背景技术
在过去的几十年中，烹饪、烘焙、再热化及其它热相关食物制备的领域具有非常少的实质性或革命性变化。因此及对应地，用于热相关食物制备的烹饪用具器皿变化极少。烹饪的器皿(其包括(但不限于)罐、锅、煮锅、蒸锅、炒锅、炖肉用浅锅、壶或浅锅)趋向于由金属或陶瓷制造—这两者对于大多数波长的辐射来说是不可穿透的。用来出售预封装食物的封装或烹饪包装通常由也光学不透明或几乎不透明的材料制造。因此，将指导向食物的任何辐射会受到烹饪器皿或封装阻挡而不会被直接冲击。利用此布置，因为放射能冲击烹饪器皿而不直接冲击食物物品，所以至少从阻碍对食物物品的直接光子冲击的那些角度来说，通过辐射进行直接加热是不可能的。当辐射能冲击烹饪器皿或封装时，其被烹饪器皿或封装反射或被烹饪器皿或封装吸收。结果是，其加热锅、烹饪器皿或封装而不是直接加热食物。为加热食物，必须在烹饪器皿或封装与食品目标之间发生二次热传递。这在大多数情形下是低效率的热传递过程，且因为大部分所产生的热量从不接触食品，所以存在较大百分比的被浪费能量。
其次，当热量确实最终到达食物物体时，其必须从食物产品的外层传导到食物产品的内层。这固有地引起食品的外表面达到比产品的最内区域高得多的温度。其也减缓烹饪过程，因为存在热量可从食物产品的外表面传导性地及/或传递性地传递到内区域而不使食物产品燃烧、干燥或过热的最大速度。
微波烹饪(其不使用传统宽带加热而是以射频能轰击食物)以完全不同的方式进行烹饪。大多数非金属材料对于射频电磁能来说是透射的。其通过激发或旋转自由极性分子来加热，所述自由极性分子接着在食物内产生热量。其不向食物物品传输放射光子或热空气。相比之下，任何种类的直接放射烹饪过程具有与其相关联的如何将食物物品悬挂或固持在辐射源的直接路径中以促进烹饪过程的挑战。
发明内容
在当前描述的实施例的一个方面中，器皿包含器皿定位特征以相对于阵列将器皿定位在炉腔中的位置中，以促进阵列对食品的辐射，其中所述器皿由在由辐射阵列发出的辐射的可见光或红外线窄波长带下是光学透射的材料组成。
在当前描述的实施例的另一个方面中，所述器皿由塑料材料组成。
在当前描述的实施例的另一个方面中，所述塑料材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚丙烯(PP)、高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、消费后树脂(PCR)或尼龙中的至少一者。
在当前描述的实施例的另一个方面中，所述器皿包括所选择的区段，所述所选择的区段是光学透射的，以允许对食品的直接辐射烹饪。
在当前描述的实施例的另一个方面中，所述器皿由具有小于6.0×10-6的热膨胀系数的玻璃材料的至少部分组成。
在当前描述的实施例的另一个方面中，玻璃材料的所选择区域是非常薄的。
在当前描述的实施例的另一个方面中，所述器皿具有最薄的横截面以允许所述器皿的几何形状的充分的结构强度发挥作用。
在当前描述的实施例的另一个方面中，所述材料包括压力缓解器。
在当前描述的实施例的另一个方面中，所述材料为强化玻璃或针对韧性而设计的玻璃。
在当前描述的实施例的另一个方面中，所述材料为硼硅玻璃。
在当前描述的实施例的另一个方面中，所述材料包括着色剂，使得所述着色剂经选择以在所选择的波长下光学透明。
在当前描述的实施例的另一个方面中，所述材料包括用于提高吸收系数的添加剂。
在当前描述的实施例的另一个方面中，所述器皿进一步包含抗反射涂层。
在当前描述的实施例的另一个方面中，所述器皿进一步包含指定对应于器皿的物理参数的烹饪参数或烤炉配置参数中的至少一者的代码。
在当前描述的实施例的另一个方面中，所述代码为一维或二维条形码。
在当前描述的实施例的另一个方面中，所述代码为射频识别(RFID)标记。
在当前描述的实施例的另一个方面中，所述器皿定位特征包含定位在器皿外侧上的肩状物，所述肩状物经配置以与炉腔的一部分配合以将所述器皿固持及定位在炉腔内。
在当前描述的实施例的另一个方面中，所述器皿进一步包含食品指导特征以相对于阵列定向食品。
在当前描述的实施例的另一个方面中，所述食品指导特征包含图形或几何指示物。
在当前描述的实施例的另一个方面中，所述图形或几何指示物安置在器皿的表面上或形成在器皿的表面中。
在当前描述的实施例的另一个方面中，所述器皿进一步包含覆盖物，所述覆盖物在由辐射阵列发出的辐射的可见光或红外线窄波长带中的至少一者下是光学透射的。
在当前描述的实施例的另一个方面中，所述器皿经配置以促进对食品从顶部及底部方向的辐射。
在当前描述的实施例的另一个方面中，所述器皿由网眼材料组成。
在当前描述的实施例的另一个方面中，所述烹饪包装包含食品物品放置到其中的塑料基部，所述塑料基部在由辐射阵列发出的辐射的可见或红外线窄波长带下是光学透射的，以促进由阵列发出的辐射对食品进行加热，且包括用于基部的覆盖物。
在当前描述的实施例的另一个方面中，所述覆盖物由在由放射阵列发出的辐射的可见或红外线窄波长带中的至少一者下是光学透射的材料组成。
在当前描述的实施例的另一个方面中，所述覆盖物为盖子或薄膜中的一者。
在当前描述的实施例的另一个方面中，所述烹饪包装由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚丙烯(PP)、高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、消费后树脂(PCR)或尼龙中的至少一者组成。
在当前描述的实施例的另一个方面中，塑料基部及覆盖物中的至少一者包括至少一种着色剂，所述至少一种着色剂在辐射的窄波长带中的至少一者中是光学透射的。
在当前描述的实施例的另一个方面中，塑料基部及覆盖物中的至少一者包括用于提高吸收系数的添加剂。
在当前描述的实施例的另一个方面中，所述烹饪包装进一步包含抗反射涂层。
在当前描述的实施例的另一个方面中，所述烹饪包装进一步包含指定烹饪包装中的食品专有的烹饪参数或烤炉配置参数中的至少一者的代码。
在当前描述的实施例的另一个方面中，所述代码为一维或二维条形码。
在当前描述的实施例的另一个方面中，所述代码为射频识别(RFID)标记。
在当前描述的实施例的另一个方面中，所述烹饪包装进一步包含压力释放阀或蒸汽释放阀。
在当前描述的实施例的另一个方面中，所述烹饪包装进一步包含用于褐化或商标化目的的由不同材料制成的几何形状。
在当前描述的实施例的另一个方面中，所述烹饪包装进一步包含器皿定位特征以相对于阵列将所述器皿定位在炉腔中的预定位置中。
在当前描述的实施例的另一个方面中，所述器皿定位特征包含定位在器皿外侧上的肩状物，所述肩状物经配置以与炉腔的一部分配合以将所述器皿固持及定位在炉腔内。
在当前描述的实施例的另一个方面中，所述烹饪包装经配置以促进对食品从顶部及底部方向的辐射。
在当前描述的实施例的另一个方面中，所述基部为圆盘及具有垂直壁的容器中的一者。
在当前描述的实施例的另一个方面中，所述基部包括肋状物及孔隙中的至少一者。
在当前描述的实施例的另一个方面中，所述至少一种着色剂使所述器皿对于人类观看者来说是至少部分地不透明的，同时维持在可见或红外线放射的窄波长带中的至少一者中的高透射性。
在当前描述的实施例的另一个方面中，所述至少一种着色剂包含油墨或用作人类观看者可读的标记材料的着色剂，同时维持在可见或红外线放射的窄波长带中的至少一者中的高透射性。
在当前描述的实施例的另一个方面中，所述方法包含：将食品定位在器皿中，所述器皿由在由辐射阵列发出的辐射的可见或红外线窄波长带中的至少一者中是光学透射的材料组成；使用器皿定位特征将所述器皿定位在炉腔中，以相对于阵列将所述器皿定位在炉腔中的预定位置中；及，以由辐射阵列发出的辐射来加热器皿中的食品。
在当前描述的实施例的另一个方面中，在器皿中定位食品包含使用食品指导特征来定向食品。
在当前描述的实施例的另一个方面中，所述食品指导特征包含器皿的底部上的图形指示物或几何特征。
在当前描述的实施例的另一个方面中，所述器皿定位特征包含定位在器皿外侧上的肩状物，所述肩状物经配置以与炉腔的一部分配合以将器皿固持及定位在炉腔内。
在当前描述的实施例的另一个方面中，使用器皿定位特征在炉腔中定位器皿以相对于阵列将器皿定位在炉腔中的预定位置中包含器皿与内建于炉腔中或附接到炉腔内侧的支撑结构配合，使得支撑结构将其中具有食品的器皿支撑在正确的烹饪位置中。
在当前描述的实施例的另一个方面中，所述方法包含：选择塑料器皿或烹饪包装，其经配置以具有用作基部的至少一个区域，所述塑料基部在由辐射阵列发出的辐射的可见或红外线窄波长带中的至少一者中是光学透射的；将食品放置在所述基部中；及将食品密闭在所述基部中。
在当前描述的实施例的另一个方面中，所述密闭包含以下一者：将覆盖物定位在基部上、将薄膜施加在基部上及将基部放置在容器中。
在当前描述的实施例的另一个方面中，所述方法进一步包含提供用于识别与烹饪包装或食品相关联的参数的代码。
在当前描述的实施例的另一个方面中，所述方法进一步包含选择用于塑料器皿或烹饪包装的材料及形成塑料器皿或烹饪包装。
在当前描述的实施例的另一个方面中，所述选择包含选择其中具有着色剂的塑料器皿或烹饪包装。
在当前描述的实施例的另一个方面中，所述方法进一步包含向用户提供器皿或烹饪包装以在炉腔中加热或烹饪食品。
在当前描述的实施例的另一个方面中，所述设备包含：第一部分(由带孔或网眼材料形成)；第二部分(由带孔或网眼材料形成)，所述第一及第二部分经铰接以促进食品在所述第一及第二部分之间的放置；及设备定位特征，其用于相对于阵列将所述设备定位在炉腔中的预定定向中，以促进阵列对食品的辐射。
在当前描述的实施例的另一个方面中，在炉腔中的预定定向是垂直的，使得食品的最大平面是近乎垂直的。
在当前描述的实施例的另一个方面中，所述设备定位特征促进所述设备在炉腔中的旋转或振荡。
在当前描述的实施例的另一个方面中，所述系统包含：炉腔，其具有辐射阵列，所述辐射阵列发出仅处在所要的窄波长带处的可见或红外线辐射；器皿，其用于支撑食品；器皿定位特征，其用于相对于阵列将器皿定位在炉腔中的位置中，以促进阵列对食品的辐射，其中所述器皿由在由辐射阵列发出的辐射的可见或红外线窄波长带处是光学透射的材料组成。
附图说明
当前描述的实施例存在于装置的各种部件的构造、布置及组合及方法的步骤中，借此所预期的目的如下文更完整的阐述、权利要求书中特定指出及附图中说明而获得，其中：
图1(a)及(b)展示对根据当前描述的实施例的实例性器皿的说明。
图2为根据当前描述的实施例的实例性器皿的说明。
图3为根据当前描述的实施例的实例性器皿的说明。
图4为根据当前描述的实施例的实例性器皿的说明。
图5(a)及(b)展示根据当前描述的实施例的实例性器皿的说明。
图6为根据当前描述的实施例的实例性方法的说明。
图7为根据当前描述的实施例的实例性方法的说明。
具体实施方式
因此，当前描述的实施例教示及描述一种方法及产品或系统配置，其允许直接辐射食物或食品物品以用于烹饪应用，所述烹饪应用涉及直接放射能对食物或食品物品的轰击。当然，为便于解释，对于任何给定的加热或烹饪应用，对本文中的食品或食品物品的参考指示或表示或涵盖单个物品或多个物品。直接放射烹饪应用一般分成两大类。
第一类别(其已出现多年)的特征为各种形式的宽带辐射源。大多数传统烹饪技术(包括木材及煤炭火、燃气喷灯、电阻加热元件、石英卤素灯及其它)不使用那些模态来直接辐射食品食物目标。其通常加热炉腔或烹饪区域中的空气，且空气又加热及烹饪食物物品。有时，但不通常，那些模态用作直接放射加热源且通过从其吸收直接光子能来烹饪食物。所有这些辐射源的特征为具有一放射输出，所述放射输出在总带宽方面大于数百纳米，全宽处于远离全能点10％处。实际上，通常这些宽带源具有数千纳米的带宽。因此，其称为宽带辐射源及烹饪系统。
第二大类别对于烹饪界来说是新的。一般来说，其特征为使用输出辐射能的非常窄的带宽，所述输出辐射能的波长与烹饪应用仔细地匹配以便对食物具有所要的烹饪效果。描述全范围的窄带直接辐射烹饪技术(其也称为数字热注入(DHI)技术)已超越本发明的范围。然而，其至少在以下专利案中予以深度描述：美国专利号7,425,296及美国申请案第12/718,899号(2010年3月5日申请)—且主张2009年3月5日申请的第61/157,799号美国临时申请案的优先权—且其为第11/351,030号美国申请案的部分接续，其为第11/003,679号美国申请案的接续)、2006年6月7日申请的第11/448,630号美国申请案、及第12/718,919号美国申请案(2010年3月5日申请—且主张2009年7月10申请的第61/224,765号美国临时申请案及2009年3月5日申请的第61/157,799号美国临时申请案的优先权)，这些申请案的全部以引用方式并入本文中。
当前描述的实施例教示用于烹饪用具及相关系统的新颖技术及方法，所述烹饪用具及相关系统经设计以使用直接窄带辐射烹饪来适当地起作用。新颖创新描述用于设计及实施烹饪用具及烹饪包装的技术、系统及方法，所述烹饪用具及烹饪包装促进允许直接光子能冲击将被烹饪的食物目标或食品物品。在至少一个形式中，辐射的窄波长带与正被加热或烹饪的食品的所要吸收特性匹配。当前描述的实施例详述烹饪用具及烹饪包装(及/或相关系统)，其经适当设计以在各种类型的烹饪及食物加温所需的程度上为非阻碍或透射的。以下段落描述及详述关于标的实施例的较宽范围的方面。
基本上，根据当前描述的实施例制造的烹饪用具或烹饪包装产品必须允许光子能(例如，在可见或红外范围中)到食物目标的适当且充分的透射，所述光子能来自并入在窄带烹饪系统中的辐射源。同样，在至少一个形式中，阵列朝向食品发出的辐射的预期窄波长带与正被加热或烹饪的食品的所要吸收特性匹配。存在允许直接辐射以具有到食品物品的适当直接入口的许多方式。
第一种方式是使用烹饪用具器皿，其具有围绕食物的足够开口及空间，使得辐射可直接冲击食物。通过使用开放的、未覆盖式样的烹饪用具(例如，传统平底小锅)容易从上方提供对辐射的开放入口。然而，在许多情形中，重要的方面为从底部或侧部提供直接辐射入口。通过用网眼、编织或带孔材料制造烹饪用具，可能提供从底部或侧部辐射到食物的实质性直接入口。理想上，应存在开口相比于固体材料的高比率以使直接入口最大化。虽然可使用许多不同材料，但在线之间具有大量空间的非常细的标准规格铜筛网材料可为用于制造烹饪栅格或烹饪筐的特别有利的材料。虽然有可能想象出形成到底部及侧部的高百分比的开口的许多类型及种类的制造方法，但此设计具有若干主要缺陷。也许最大的缺陷为其将不容纳果汁、血液、酱汁或与食物烹饪相关的其它液体的事实。然而，如果这些对于特定应用是不重要的，那么其可为相对于辐射源将食品“悬挂”在可辐射位置中的理想方式。此外，窄带烹饪不需要使用相关联的液体或酱汁来维持湿润且美味的食物产品。因此，为实施此类型的窄带烹饪用具，将需要移动辐射源使得其不直接位于食物物品的重力滴落路径上。如果辐射从侧部或以一角度来实现使得液滴不会落在辐射源上，那么其为非常优良的设计。
参考图1(a)，展示炉腔100。在炉腔100(其包括辐射阵列120，辐射阵列120定位在如上文描述的示范性位置中，且如本文中描述(包括结合图2描述)而(在操作中)发出适合烹饪或加热的窄波长带的辐射)内，悬挂着举例来说由上文提及的极精细线规铜筛网材料形成的筐或器皿102。当然，可使用任何合适的材料(包括塑料或可形成食品的烹饪包装或封装的部分的其它材料)。所述托架或器皿可采用多种形式，包括具有用于分隔其中的物品的分隔物的形式。还展示器皿定位特征104，其与炉腔的肩状物部分110配合。器皿定位特征104可采用多种形式，用于相对于阵列将器皿定位在所选择的或合适的位置中以促进对食品的辐射，且可由适合用于炉腔100中的多种材料形成。在一种形式中，所述器皿定位特征为凸缘或延伸部分，其与炉腔的对应部分配合以促进器皿在炉腔中的适当定向及定位。食品指导特征106(尽管不需要)也包括在此实例中，以当在器皿中放置食品时为用户提供指导。指导特征106同样用于相对于阵列定位食品以促进对食品的辐射，且可形成(或放置或以其它方式安置)在器皿102的网眼材料上、中或内。
还可能使用此网眼式样的烹饪用具以从两侧挤压食物，使得另一方向(例如水平的)上的辐射是可能的。举例来说，牛排可夹在两个铜网片之间且在牛排的大平面为垂直的情况下被水平地辐射。使用此配置，所有的滴下物及果汁可落入到食物正下方的滴槽中而不妨碍或污染直接辐射源。
参考图1(b)，展示炉腔200。在炉腔200(其包括辐射阵列202，辐射阵列202定位在如上文描述的示范性位置中以用于如本文中描述的操作)内，悬挂着替代性器皿，例如网眼装置203，举例来说，网眼装置203由上文提及的极精细线规铜筛网材料形成。就这一点来说，网片205及206夹着食品209(例如，牛排)以用于进行烹饪。片205及206可以多种机构连接在一个末端处；然而，在一个形式中，使用铰链机构201。片205及206连接在开发端处以通过夹子207将食品209维持在其之间，然而也可使用多种机构或技术来这样做。夹子207铰接在铰链211处且通过多种机构(包括夹子、摩擦配合、锁定等等)中的任一者在213处夹紧或锁定到网眼装置的相对侧。还展示装置203从其悬挂的附接或定位特征204。附接204可采用多种形式(包括手动、机动化或自动装置的形式)以振荡或旋转装置203。还展示用于收集来自食品的滴下物的槽210。并且，如所展示，食品的最大平面相对于炉腔的底部是近乎垂直的且朝向阵列或相应侧。
一种实践当前描述的实施例的在技术上更复杂的方式使用经设计以在将用于烹饪操作的窄带波长下是光学透射或光学透明的材料。同样，在至少一个形式中，阵列朝向食品发出的辐射的所预期的窄波长带与正被加热或烹饪的食品的所要的吸收特性匹配。为完全理解及实施此技术，有必要论述窄带烹饪及可用于构造烹饪用具或烹饪包装的各种材料的透射特性的基础知识。
如上文论述，有史以来，一直使用宽带源执行传统烹饪。窄带烹饪的最近创新(有时称为数字热注入或DHI)使用完全不同种类的直接辐射源。虽然理论上存在许多不同类型的窄带辐射源，但这些源的有利群组包括直接在(举例来说)可见及/或红外线范围中产生窄带能的固态半导体装置。取决于使用何种技术，辐射的半峰带宽处的全宽度通常将在宽度上小于数百纳米。其它流行源可在总带宽上小于50纳米，且当前最佳实践通常将使用在宽度上小于10纳米且甚至在宽度上低至1纳米的源。与宽带源相比，这些当代窄带直接辐射烹饪源非常不同地与各种类型的透射材料相互作用。
在至少一个形式中，当前描述的实施例所预期的器皿及烹饪包装在由辐射阵列发出的辐射的可见光或红外线窄波长带下是光学透射或透明的。就这一点来说，作为实例，这些物品在适当波长带中具有高透明度(例如，95％的透明度或更高或甚至高于98％的透明度)。可用于制造烹饪器皿或烹饪包装的对于光子能是透射的所有材料具有特有的吸收特征。所述特征展示在可为相关的每一波长下所述材料展现多少吸收作用。此曲线可从紫外线范围到可见光范围及从近红外线范围到中红外线范围到远红外线范围产生。许多材料在近红外线及短波红外线区域(此处所述材料是高度透射的)中具有高透射窗。其通常将具有其中所述材料具高吸收性的其它窗。当辐射光子试图以材料在其下为高度透射的波长穿过所述材料时，存在极少的对基材的加热且大部分能量实际上将穿过所述材料。另一方面，当所述量的光子辐射能以材料在其下具高度吸收性的波长被指导通过时，较大百分比的所述能量将被吸收且转化成材料中的热量，而极少的能量(如果存在)实际上透射所述穿过材料且从所述材料的后侧射出。当光子能以特定波长进入所述材料时，所述能量转换成热量且以取决于所述材料在所述波长下的吸收系数的指数速率衰减。可针对任何给定材料计算吸收或透射量且必须根据其厚度来计算。较厚的材料具有用于吸收光子能的较长路径长度，且对于任何给定波长来说，将必定在其透射穿过期间产生更多的光子能到热量的转换。因此，在至少一个形式中，器皿或烹饪包装具有薄横截面或型面，例如将允许器皿的几何形状的充分的结构完整性或强度适当起作用的最薄横截面或型面。举例来说，在一些情形中，材料的厚度可薄至1密耳，但更实际地为约5-10密耳以维持强度、完整性及透射性(例如，用于塑料材料)的适当调和。约3mm的厚度可满足例如玻璃材料等其它材料的要求。
也将理解，器皿或烹饪包装可仅具备所选择部分，其在适当波长下是光学透射或透明的以允许对器皿或烹饪包装中的食品的直接辐射烹饪。在至少一个形式中，将这些所选择部分设计为在型面或横截面中非常薄以增强透射性质。
因此，当我们选择用于制造用于窄带烹饪或加温的烹饪用具或烹饪包装的材料时，我们应该考虑到材料性质。举例来说，如果我们评价用于烹饪包装的塑料材料，在将被使用的波长下的透射/吸收特性将是重要的，但熔化温度及“软化”或玻璃转化温度也将是重要的。在至少一个形式中，容器维持足够的结构完整性以完成烹饪过程。当然，应理解，根据当前应用，烹饪包装一般将储存食品且用作将在其中加热或烹饪食品的容器或器皿。就这一点来说，将理解，一些材料(例如PET材料)的双向延展一般将提供提高的结构完整性或强度，同时为材料提供较薄的型面。还将理解，一般来说，较薄的型面提高光学透射性。并且，在至少一个形式中，器皿或烹饪包装在将被使用的温度和辐射强度下不释放出任何有害化合物。
作为特定实例，用于封装待以DHI烹饪的冷冻食物的强有力的候选材料将为PET或聚对苯二甲酸乙二醇酯。PET具有有利的透射窗，其中吸收系数是非常低的，在约800纳米与约1,000纳米之间的近IR中仅为约.027。并且，在直到约1,600纳米的任何波长下，存在非常少的吸收，除了1,415纳米附近的略微具吸收性的区域之外。PET的玻璃转化温度在约185℉处开始且其熔化温度高于450℉。其当前用于约200℉的热填充液体的行业中。
其它类型的塑料材料也可用于器皿或烹饪包装。举例来说，聚丙烯(PP)、高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、消费后树脂(PCR)或尼龙可形成所述器皿或烹饪包装。
玻璃为也具有从可见光区域跨越到中红外线区域的大透射窗的材料。可容易地从今天的市场上购得的大多数玻璃烹饪用具并非适当地适于窄带烹饪使用。窄带半导体辐射装置(例如，激光器及LED)可在小局部区域中产生高度集中的能量，标准石灰钠或其它典型的玻璃烹饪用具无法忍受所述高度集中的能量。经良好设计的窄带烹饪用具必须具有低热膨胀系数。硼硅玻璃具有此低热膨胀系数，使得其将在DHI烹饪的情况下良好生存。根据当前描述的实施例，推荐窄带玻璃烹饪用具应该具有小于6.0×10-6的热膨胀系数。根据当前描述的实施例，理想的玻璃烹饪器皿应该还具有薄横截面，使得因为较短的光子路径而将存在较少的对玻璃本身的加热，且作为其加工的一部分可对其进行压力缓解及强化。在至少一个形式中，就适当强度、结构完整性及透射率而言，针对韧性来设计所选择的材料(例如，玻璃或强化玻璃)。
出现关于实例玻璃或塑料材料(例如PET材料)是否应为可见透明的问题。本发明的另一特征为其不必为可见透明材料以便为合适的窄带烹饪用具或烹饪包装产品。所使用的许多着色剂仅在光的可见波长中的其相应范围中具吸收性。虽然整个可见光波长范围从约400纳米跨越到约750纳米，但任何给定着色剂的作用通常为所述总范围的小子集。然而，通常，宽带吸收物用作着色剂(例如，二氧化钛及碳)，其将不适于用于窄带烹饪，因为其在相关的近红外线及短红外线范围中不具有任何高透射窗。存在许多可用的着色剂，其吸收作用限于可见光波长范围或略高的子集。
此概念的妙处为美丽且合意的颜色可用于封装或烹饪用具，而绝对没有对直接放射烹饪的有害作用。因此，着色剂可用于玻璃、塑料及一些陶瓷中以制作非常合意的消费产品。根据应用及加热偏好，应简单地选择着色剂以具有将允许所施加的波长通过的透射窗。即，在至少一个形式中，着色剂经选择以在辐射或烹饪食品的所选择波长下是光学透射或透明的。并且，在至少一个形式中，着色剂使器皿或烹饪包装对于人类观看者至少部分地(其可包括直到大体上或完全地)不透明，同时维持在用于烹饪的辐射的窄波长带中的至少一者中的高透射性。此外，应理解，油墨或着色剂可作为标记材料用在器皿或烹饪包装上，所述标记材料提供人类观察者的易读性，同时维持在用于烹饪的辐射的窄波长带中的至少一者中的高透射性。
将存在将使用烹饪器皿中的略微较高水平的吸收作用来优化的用于窄带烹饪用具或烹饪包装的应用。举例来说，如果烹饪器皿本身处在升高的温度下，那么应用可更好地优化烹饪。为实现此目的，可将吸收性添加剂放置到材料中，所述吸收性添加剂将提高所要波长下的吸收系数。如较早提及，可添加少量炭黑以适当地提高烹饪器皿本身的吸收性。
当前描述的实施例的另一方面涉及在烹饪器皿或烹饪包装上使用抗反射涂层以用于提高透射匹配。当从空气进入到处在特定波长下的烹饪器皿材料中时，此类涂层可帮助与折射率更接近地匹配。因为窄带烹饪通常仅涉及一个、两个或三个非常窄的波长带，所以可设计出与试图与整个范围的宽带波长匹配的宽带涂层相比可更好地与相关波长中的每一者的折射率匹配的涂层。因为，在未涂覆的透明材料下，近百分之五的辐射能在每一表面处作为菲涅尔(Fresnal)反射而被反射回，所以可通过这些折射率匹配涂层来实现一些提高的性能。还应理解，将涂层(如果使用)制定为安全的、不释放有害物质到食物中且其经设计以通过FDA、UL及/或针对食物及食物制备安全的其它监管机构规章。
既定用于窄带烹饪应用的烹饪包装可并入或具有与其相关联的可采用多用形式(包括数字(或其它字母数字字符)、标记、图形指示物等等)的特定代码，其可出于多种原因而使用，包括自动设置窄带烤炉系统以进行最佳烹饪。此类代码可为一维或二维代码，可读或可见可读代码或可为以UV荧光油墨或IR荧光油墨印制的不可见代码。这些可为标准条形码、一维或二维条形码、矩阵条形码或RFID代码，其可出于多种目的而将丰富的信息传送到烤炉。并且，举例来说，代码可指定烹饪包装中的食物专有的烹饪参数或烤炉配置参数。通过使用这些代码，举例来说，可能使烤炉自动读取及传送可帮助维持商店中的库存水平或可与家庭自动系统配合以记录食品室原料、日期及其它相关数据的信息。当然，上文提及的烹饪器皿也可具备指定对应于(例如)器皿的物理参数的烹饪参数或烤炉配置参数的此类代码。并且，在根据当前描述的实施例的烹饪用具或烹饪包装实施方案中，代码可以多种不同方式(包括：1)放置在器皿、烹饪用具的物品、烹饪包装或食品上；2)提供在封装或类似物上；或3)提供在相关联文档(例如配方)上或以相关联文档(例如配方)提供)与特定器皿、烹饪用具的物品、烹饪包装或食品相关联地提供。
应理解，可以多种方式将代码提供到烤炉。举例来说，如上文提及，烤炉可通过适当传感器或相机以适当方式读取代码且发送到用于所述烤炉的控制器(为便于说明，未在图1(a)、2及4中展示此类物品)。并且，用户可通过烤炉接口(为便于说明，也未展示)输入代码。
烹饪包装还可包括集成到容器(例如，在基部或覆盖物或盖子)中的压力释放阀或蒸汽释放阀，以在封装以窄带技术烹饪时防止封装爆炸或泄漏。并且，可将由不同材料制成的条带(或其它几何形状)添加到容器，以通过(举例来说)与可吸收较高量的辐射且加热的不同材料的接触加热来引起名称标志的褐化、商标化或“雕刻”。其还可促进多配料烹饪所需的特殊效果。
图2展示当前描述的实施例的一实例。其展示根据当前描述的实施例的系统，所述系统包括烤炉烹饪腔，所述烤炉烹饪腔由空间10表示且通过一对烤炉壁11在两个侧上划定界限。其展示下窄带辐射阵列20a及上窄带辐射阵列20b。举例来说，辐射阵列以表面发射激光二极管装置21填充，表面发射激光二极管装置21以由表示性光子矢量线22(例如，22a及22b)展示的辐射图案朝向食物目标物品32辐射。在至少一些形式中，这些激光二极管装置21以可见光及/或红外线范围中的窄波长带辐射，其中所述窄波长带与用于烹饪/加热的食品的所要吸收特性匹配。辐射装置21的图案仅通过线22(例如，22a及22b)概念性地表示。典型的系统将展示从装置21发出的重叠辐射图案，使得在一个装置与邻近装置的辐射输出之间不存在间隙。经适当设计的窄带烤炉将布置相应装置21的辐射场，使得其在与食品目标32的作用点处产生适度均匀且重叠的辐射场。
食物目标32位于特别设计的窄带烹饪用具器皿41中。器皿41根据当前描述的实施例而形成(且可包括任何单个特征、特征的任何组合或本文中描述的所有特征)且展示为处于炉腔中以说明根据当前描述的实施例的系统。窄带烹饪用具器皿41可经设计使得其具有特别定位特征，例如器皿的下部肩状物43，其可结合支撑托架或肩状物12而用于将器皿定位成与辐射阵列20a及20b处于适当的关系中。应理解，器皿41可呈现多种配置，包括提供用于分隔物品(例如，食物物品)的隔间的配置。所说明的器皿41仅为实例。并且，托架或肩状物12可呈现不同形式或被架子或其它机构替代，但在至少一个形式中，不同结构或替代结构将促进定位及定向且将由在适当波长带下透射的材料形成，使得食品可根据当前描述的实施例来加热或烹饪。
窄带烹饪器皿41可在其上表面44上具有图形或几何指示物(例如，同心圆圈或其它同心标记)以提供指导，使得窄带烤炉系统的厨师及操作者将把食品物品放置在合适位置中以用于辐射烹饪。表面44上的此类标记可位于表面上或制造在烹饪用具41的厚度的内侧中。可用于形成此类标记特征的无论什么材料或着色剂在待结合窄带烹饪而使用的波长下应为适当地透射的。可以无论什么方式配置的标记将提供合适队列以适当地将食物目标放置在烹饪器皿中。对于大多数应用，将食品目标放置在烹饪器皿中心将是适当的，但可存在将食物目标放置在中心之外的其它地方处是合适的应用或理由。一个实例将为将在同一烹饪器皿中烹饪多个不同类型的食品的情形。标记可指示用于若干不同类型的烹饪目标中的每一者的正确位置。这可结合窄带烤炉来使用以为相应的烹饪物品中的每一者提供不同量的辐射。位置可对应于辐射阵列的不同区段或子部分(例如20a或20b)，使得对于特定应用，辐射装置21中的一些可开启且其它辐射装置21可关闭。如窄带辐射系统设计者因为进行特定烹饪操作所需的灵活性而可确定，程序可实际上具有对每一不同辐射装置21或其群组或子集的可编程控制。标记44可实际上呈在烹饪用具或烹饪包装41的表面上为三维的形式，使得存在由所述标记界定的实际物理空间(例如，举例来说，上文提及的隔间)，其使得将食物放置在适当位置中以用于辐射烹饪操作更容易。
如果烹饪器皿恰巧为烹饪包装或由合适材料形成，那么隔离物44可由薄透射材料三维模制而成，以将食品固持在适当位置中，同时将其适当定位以由窄带烹饪系统辐射。与特定种类的预封装食物或正餐相关联的条形码或RFID标记可含有关于可模制到透射封装中的标记44或隔离物的所有必要位置信息，以自动设置控制系统以控制阵列(例如20a或20b)的输出，依照所述输出在烹饪过程期间的任何给定时间处以什么强度开启装置21。
来自阵列20a(其来自单个装置21)的辐射将具有通过区域23的辐射图案，所述图案大体上描述为垂直向上朝向食品目标(类似于阵列20b在向下方向上形成辐射图案的方式，但已出于清楚目的在图式中省略光子矢量线)。同样，在至少一个形式中，阵列朝向食品发出的辐射的所预期的窄带波长带与正被加热或烹饪的食品的所要的吸收特性匹配。
烹饪器皿41可具备凸缘42，其仅出于提供烹饪器皿可搁置在托架12上的定位凸缘的目的而围绕烹饪器皿的一部分或全部，以在空间中垂直地固定其位置。这是任选的且具有可想象出的多种不同配置，这可在一些应用中是适当的而在其它应用中是不需要的。定位凸缘42还可具有一个或许多个经适当成形的定向凸缘42'，其可经设计以与如图3的俯视图中所展示的烹饪固定托架12中的特定切除区域配合。图3还展示可用作食物物品定位队列的标记44的俯视图。
图2还展示光子辐射矢量22有时撞击食品32而有时不撞击食品32。如不击中食物目标的矢量24所展示，其能够直接通过窄带烹饪用具41且沿着路径继续。这超出了本发明的范围，但经适当设计的窄带烹饪系统将使用经适当设计的反射器来使未在第一回合击中食物目标的光子返回或再循环，使得其仍可被吸收到食物物品中。
来自阵列20a及装置21的向上辐射由光子矢量22a表示，光子矢量22a将从被激活的装置21中的每一者发出。烹饪用具41处于到食物目标32的路径上，但经设计以在正用于窄带烹饪的波长下是透射的。如已在此文档中的其它地方描述，抗反射涂层可用于烹饪用具41的一个表面或两个表面上，以更好地匹配烹饪用具41到空气空间10的折射率，使得由22a表示的光子能在其直到食品32的路径上具有最小表面反射。
应理解，烹饪用具41展示为整体的、相对均匀的单元；然而，所述烹饪用具可采用多种不同的形式。举例来说，烹饪用具41可具有覆盖物或盖子(例如，在至少一种形式中，由根据当前描述的实施例的合适光学透射材料形成的覆盖物或盖子)或可由用作侧壁的金属材料形成，同时在其底面上具有光学透明材料。在又一进一步的替代方案中，具有可用于与炉腔配合的肩状物的金属架子可配备支撑在其中的根据当前描述的实施例的合适器皿。
图4展示类似图2的布置，只是其展示具有带有塑料覆盖物45的基部49的薄壁塑料烹饪包装46。为说明根据当前描述的实施例的系统，展示炉腔。基部49及覆盖物45可采用多种配置，包括具有用于分隔物品(例如，食物物品)的肋状物或孔隙或隔间的配置。并且，如所展示，基部及/或覆盖物的边缘可用作定位特征以与烤炉的肩状物12配合(在此或其它所描述的实施例(包括图(5a)、5(b)、6及7中所描述的实施例)中)。还可向烹饪包装或器皿提供凸缘或延伸部分以增强定位方法，然而其不是必需的。还可使用用于支撑烹饪包装的架子或其它机构来替代肩状物或托架12，然而此替代机构的光学透射性可为实现当前描述的实施例中的因数。在所说明的此情形中，能量正被从上阵列20b以及下阵列20a朝向食品食物物品33辐射，且光子能22a及22b穿过包括覆盖物45的烹饪包装46的透射结构以辐射或烹饪食物目标33。并且，如果提供多个食品物品或隔间，那么可实施结合图2描述的用于加热或烹饪多个食品的技术。制造包括覆盖物45的烹饪包装46的塑料经特殊选择以使得其对于以窄带烹饪为特性的窄带辐射是透射性的，如此文献中其它地方更详细地描述。并且，在一种形式中，作为选项，可将压力释放阀或开口提供到盖子或基部，例如表示性地展示在39或38处。同样，在至少一种形式中，阵列朝向食品发出的辐射的所预期的窄波长带与正被加热或烹饪的食品的所要吸收特性匹配。在一些形式中，可不在烹饪/加热过程期间使用覆盖物45，且覆盖物45可采用不同形式，包括下文描述的形式。
参考图(5a)，展示储存食品506的替代性烹饪包装500。为便于说明未展示炉腔，然而实例性烹饪包装可用于如根据当前描述的实施例描述而加热或烹饪的系统中。在图5(a)中，烹饪包装500具有基部502及薄膜覆盖物504(与盖子相对)。基部502可采用多种形式(包括具有用于分隔物品(例如食物物品)的肋状物或孔隙或隔间的形式)，且可包括(作为选项)压力释放阀或开口505。应理解，薄膜覆盖物504通常密封到基部502，但在一些情形下所述薄膜可在烹饪或加热期间移除。制造食物包装基部502及薄膜覆盖物504的塑料已经过特殊选择，使得其对于为窄带烹饪的特性的窄带辐射是透射性的，如此文献中其它地方更详细地描述。
在图5(b)中，展示储存食品556的进一步替代性烹饪包装550。同样，为便于说明而未展示炉腔，然而实例性烹饪包装可用于如根据当前描述的实施例描述而加热或烹饪的系统中。烹饪包装550包括大体上平坦的(例如，没有垂直壁)基部552。基部552可采用多种形式，包括具有孔隙或孔的圆盘(例如，网眼或类似网眼的圆盘)或其中具有肋状物的圆盘的形式。提供薄膜覆盖物554，且在一些情形下可在烹饪或加热期间移除薄膜覆盖物554。制造食物包装基部552及薄膜覆盖物554的塑料(在至少一个形式中)经特殊选择，使得其对于为窄带烹饪的特性的窄带辐射是透射性的，如此文献中其它地方更详细地描。
应理解，本文中说明的实例性烹饪包装(例如，图4、5(a)、5(b)、6及7中的烹饪包装)可采用多种形式，且包括本文中提及的特征(例如，代码、着色剂等等)的多种不同的组合。这些烹饪包装也可以本文中描述的多种方式来使用。
可以唯一方式在制备阶段或烹饪阶段操纵根据当前描述的实施例的烹饪用具器皿及烹饪包装。因此，图6为用于使用所预期装置中的经选择的一者进行烹饪的方法的流程图。
参考图6，方法600包括将食品定位在器皿(或，在一些情形下，烹饪包装)中(在602处)。这可包括使用上文提及的器皿的食品指导特征。(例如)使用上文的器皿定位指导特征将所述器皿定位在炉腔中(在604处)。一旦相对于炉腔阵列适当地定位器皿，就执行加热或烹饪过程(在606处)。如上文提及，在至少一些形式中，可使用所输入或读取的代码来实现加热或烹饪过程。
图7说明用于制备烹饪包装以供在炉腔中后来使用的流程图。就这一点来说，方法700包括选择合适的烹饪包装(在702处)。当然，所述烹饪包装可采用本文中描述的烹饪包装的形式。因此，所述方法还可包括选择合适材料及制造或形成具有本文中描述的特性(包括在由根据当前描述的实施例的阵列发出的辐射的可见光或红外线窄波长带下是透射的)的烹饪包装。如上文提及，所述烹饪包装还可具备特殊代码或与特殊代码相关联以增强烹饪或加热过程。在一个形式中，代码可施加到(举例来说)烹饪包装(或其封装或相关联文件)以随后由烤炉读取或输入到烤炉。并且，如上文提及，所述烹饪包装可在其中具有着色剂。将食品放置在烹饪包装的基部中(在704处)。接着，将所述食品密闭在基部中(在706处)。密闭可采用多种形式，包括盖子、薄膜或盒子。还应理解，接着可向消费者或用户提供所述烹饪包装，消费者或用户将使用如根据当前描述的实施例描述的适当烤炉来加热或烹饪所述食品。
应理解，在至少一个形式中，烹饪包装经选择为不但储存食品而且为在其中根据当前描述的实施例来加热或烹饪食品的相同容器或器皿的烹饪包装。
已参考优选实施例描述示范性实施例。明显地，在阅读及理解以上详细描述之后，其它人将想到修改及更改。希望将示范性实施例理解为包括所有此类修改及更改，只要其在所附权利要求书或其等效物的范围内。

Claims (10)

1.一种用于在炉腔中支撑食品物品的烹饪器皿，所述炉腔具有辐射阵列，所述辐射阵列发出仅处在所要窄波长带下的可见光或红外线辐射，所述器皿包含：
器皿定位特征，其用于相对于所述阵列在所述炉腔中特别地定向和安置所述烹饪器皿，且将所述食品特别地定位在所述器皿中以接受来自所述辐射阵列的直接辐射，
其中所述烹饪器皿由在被用于烹饪的辐射的所述可见光或红外线窄带波长带下是透明的材料组成，且其中所述烹饪器皿由塑料材料组成。
2.根据权利要求1所述的烹饪器皿，其中所述烹饪器皿包括所选择的部分，所述所选择的部分是透明的，以允许对所述食品的直接辐射烹饪。
3.根据权利要求1所述的器皿，其中所述器皿由具有小于6.0×10-6的热膨胀系数的至少部分的玻璃材料组成。
4.根据权利要求1所述的烹饪器皿，其中所述材料包括着色剂或标记，使得所述着色剂或标记经选择以在所述所选择的烹饪波长下是透明的。
5.根据权利要求1所述的烹饪器皿，其进一步包含代码，所述代码指定烹饪参数或烤炉配置参数中的至少一者。
6.根据权利要求1所述的烹饪器皿，其进一步包含食品指导特征以相对于所述阵列定向所述食品。
7.根据权利要求1所述的器皿，其中所述器皿由网眼材料组成。
8.一种用于在炉腔中储存及/或烹饪食品物品的烹饪包装，所述炉腔具有辐射阵列，所述辐射阵列发出仅处在所要窄波长带下的可见光或红外线辐射，所述烹饪包装包含：
塑料基部，所述食品物品即放置到所述塑料基部中，所述塑料基部在用于烹饪的辐射的可见光或红外线波长带下是透明的，以促进通过所述阵列发出的所述辐射加热所述食品；及
定位特征，其用于相对于所述阵列在所述炉腔中特别地定位所述烹饪包装，且将所述食品特别地定位在所述器皿中以接受来自所述辐射阵列的直接辐射。
9.根据权利要求8所述的烹饪包装，其中所述塑料基部包括至少一种着色剂或标记，所述至少一种着色剂或标记在所述用于烹饪的辐射的所述波长带中是透明的。
10.根据权利要求8所述的烹饪包装，其进一步包含代码，所述代码指定烹饪参数或烤炉配置参数中的至少一者。
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