CN1098272A - 一种微波加热饮料的方法，一种微波炉及其应用 - Google Patents

Abstract

一种加热放在微波炉内的包装件或容器中所盛 装的饮料或流体食品的方法，微波炉的炉腔(3)与包 装件或容器的尺寸和形状相适配，当达到饮料或食品 的指标温度时，加热停止。用于这种加热方式的微波 炉包括与包装件相适配的炉腔(3)和在到达指标温度 时停止加热的控制装置，借助于检测释放出的湿度 (19)，从饮料或食品中放出的红外辐射的联合装置， 或检测其透光度的装置(16，17)来检测该指标温 度。

Description

本发明系关于一种把饮料或流体状食品加热至指标温度的方法，饮料或食品是装在具有一定外部形状并用可透过微波的材料制成的包装件或容器中的。此处所用术语“指标温度”的意思是在预蒸煮或制备食品时参照的“备览”温度，或是在制备新鲜食品以供在以后制备工序中消费与使用时的“加工制备”温度。

本发明还涉及实现该方法的微波炉以及微波炉的应用，其炉腔的尺寸和形状与用来加热盛装饮料或流体食品的包装件或容器相适配。

本发明所要解决的问题是把盛装于包装件或容器中的饮料或食物、流体状食品快速、经济、有效地加热至预定温度。该包装件或容器是由例如纸、塑料或它们的合成物，或其它材料制成的。

理想的目标是能对在包装件或容器中的流体进行加热，并提供卫生保健处理以保证饮料或食品的保存质量。

饮料或食品，例如内含咖啡，而包装体由两部分构成，一是内包装件，通常用塑料，内盛咖啡粉，另一是外包装件，用来盛水。当水达到饮料制备温度时，内包装件开启，咖啡粉和水在外包装件中混合，然后就把该外包装件作为容器使用。这种类型包装件可以适用的，饮料或食品的其它例子是各种汤类或热果汁饮料，例如，越桔与蔷薇果汤及婴儿食品。这些饮料或食品的共同特点是它们需要加热至一定温度，即“制备”温度，在已达到良好质量时一般不使之超过此温度，此一确定的即“指标”温度可以是制备温度，对于咖啡可以是91-92℃，对于越桔属或蔷薇果汤，约为65℃。

使用微波加热程序将能适合所提出的卫生学和处理相关的各种要求，并能对包装件中的饮料或食品进行加热。可是，现今市场上的家用微波炉是作为许多不同加热与食品制备之用的。这就是说，为了给各种容器、盘碟等提供空间而使炉腔相当大。一方面，使用特殊的融化程序加热融化食品，在另一方面把水加热至沸腾温度，第三，加热已烹饪好的食品，这需要先进的微波炉控制，并需建立多种不同的制备程序。需要宽广的炉腔意味着微波炉相应地具有大的外形尺寸，调节这种微波炉来进行多种不同的加热与制备意味着该微波炉对诸如上述的某种加热形式不是最佳的。因而，会延长加热时间，并会由于不均匀加热造成加热质量的降低。

本发明的一个目的是提供一种微波加热方法，它能对这些饮料或食品以最佳形态进行加热然后再进行处理。

本发明的目的是以引言中所确定的形式的方法来达到的，其特征在于包装件置于微波炉中，微波炉有适合于包装件或容器的形状和尺寸的微波腔，微波炉基本在两度方向上被包装件或容器完全充满，并在其第三度方向上被部分或完全充满。微波能量通过与包装件匹配的腔室底部的输入孔供至包装件的底部，以及当达到指标温度时中止微波输入。

此方法意味着炉腔的体积利用率极高并可使用尽可能低的能量消耗，有效快速地基本无损失地进行加热。在微波能量供入包装件的底部后，就在饮料或流体状食品中建立起自然对流，于是就能保证对整个流体容积实现均匀的加热。使用与包装件或容器适配的炉腔，它在上述的咖啡情况下具有1立升的容器容积，也可以是牛奶或果汁盒或为此容积的一半，这意味着微波炉整体外形尺寸较小，由于它不需要比普通咖啡调配器更大的空间，故使微波炉易于摆放，当使用与普通盒体底面积相同但高度约为其一半的“半盒体”时，由于微波能量是从包装件的底部供给的，相应地也能得到有效的加热。

按照本发明方法的一个优先实施例，是从包装件或容器的外部来感知饮料或食品的指标温度指示参数的。

按照本发明方法的另一优先实施例，该温度是用红外传感器接受通过包装件壁上的红外线透过区的、来自饮料或容器的红外辐射而测得的。相应于另外的实施例，该温度是用湿度传感器检知由饮料或食品所释放出的湿气来得到的。由包装所释放出的湿气是经过在把包装件插入腔内之前就开好的通孔或其它孔口产生的。

另一附加的实施例中则包括使用光传感器检测到穿透饮料或食品的光的变化来得到指标温度的。

在本发明方法的一个有利的实施例中，可使包装件或容器插入或移出炉腔的操作更加方便，其特征是使用微波炉的炉门把包装件或容器插入炉腔中，把包装件或容器放在门上的夹持器中，利用炉门的关/开运动将其插入/移出炉腔。

按照本发明的用于把饮料或流质食品加热至一指标温度的微波炉，饮料或食品是装在由可透过微波炉的材料制成的一定形状的包装件或容器中的，该微波炉包括一个炉腔，在加温时把包装件或容器置于其中；一个炉门，在加热过程中用于封闭炉腔；以及带至少通过一个输入孔向炉腔输入微波的输入装置的微波源，其特征在于：该炉腔与包装件或容器的形状及尺寸相适配，以使包装件或容器能在二维或三维尺寸上充满该炉腔；位于邻近或紧连在炉腔底部的炉腔下部的输入孔；以及当达到了目标温度时停止加热过程的控制装置。

本发明的微波炉的一个有利的实施例，其特征在于提供一传感装置用于检测在加热过程中饮料或食品的温度，此温度传感器可包括湿度传感器，用于检测通过炉腔气流的湿度；或者是红外传感器，用于检测通过包装件壁上的红外线透射区的来自饮料或食品的红外辐射；或者是光传感器，它包括位于炉腔两侧的彼此相对地设置的发光二极管和光电晶体管，来自发光二极管的光通过包装壁上的透光窗口穿过饮料或流体到达光电晶体管。

用检测目标温度来控制微波炉可极大地简化炉的控制系统和操作面板，从而简化了微波炉的使用，这些简化结合与包装件适配的炉腔可提供较小的炉的外部尺寸的因素意味着在制造微波炉时可以大大地节省费用，微波炉的小的处形尺寸使在使用环境中易于安置，因而提高了其广泛使用的机会。

本发明微波炉的一个有利的实施例，其特征在于炉门上有包装件或容器的夹持器，借助于门的关/开运动把包装件或容器插入/移出炉腔。以这种方式，可以很好地确定出包装件的运动路径，并能使炉腔尺寸与包装件精确地取得一致，以及易于接近包装件的性能。同时，使处理包装件更容易，特别是对于加热了的包装件。

本发明还涉及在用包装件或容器作为加热容器时的一种具有炉腔尺寸与形状与包装件或容器的尺寸与形状相适配的炉腔的微波炉的应用，包装件与容器由可透微波材料制成，以便对其中所装的饮料或流体食品进行加热。

以后附的诸权利要求可以显然看出本发明的各附加特点。

现在结合最佳实施例并参照各附图对本发明作更详尽的描述，其中：

图1是本发明微波炉的局剖侧视图；

图2是表示图1中的微波炉的局剖前视图。

图1中所示的微波炉包括壳体1，它具有用炉门2封闭的炉门2封闭的炉腔3。炉门2系示意地示出其部件的金属结构，它包括封闭炉腔的金属面板，其端部边缘有沿炉门周边设置的微波封堵22，在关闭位置，炉门与沿炉腔周边设置的平面结构凸缘23靠接。值得一提的是炉门没有窗口。

炉门的下缘铰接，并具有限定的开启角度，最好＜45°。开启角的限定是由公知技术形式的锁定装置（未示出）提供的。在开启位置时炉门的方位是用虚线以重影方式表示的。门的机械结构的细节可参阅瑞典专利NO8301397-9。

门内部的下部设有与炉腔基本同深、同宽的夹持器21。同时，夹持器还与相关的包装件或容器的下部相一致，当门打开时把它们放置于夹持器中，并借助于关门动作插入炉腔中，借助于门的开启而移出炉腔。以这种方式便于处理包装件并能得到很好的配合，特别是不需要在炉腔的侧壁与包装件之间留有供抓取包装件的附加空间。包装件也无须设置专门的抓取机构。

带驱动电机11的冷却风扇10位于壳体的最底部，然后是变压器9和带天线5的磁控管4形式的微波源，该天线突出至与进入炉腔3中的输入孔7相通的波导管6中。

冷却风扇10产生气流18，其中之一部分通过炉腔后壁上的孔口进入炉腔中，并通过顶部相应的孔口离开炉腔进入排气管并排向炉的后方。其余的气流向上直接冷却变压器9和磁控管。该气流用箭头18显示。

湿度传感器19位于排气管18中，用来检测由包装件或容器放出并由气流带动通过炉腔的湿气量。饮料或食品的“指标”温度对应于由湿度传感器测得的从炉腔排出的一定的湿度值，它向微波炉的控制电子电路提供信号以保证停止微波输入。

检测指标温度的另外方式可以使用包括有由发光二极管16构成光源，由光电晶体管17（见图2）构成受光装置的光传感器。发光二极管16和光电晶体管17彼此相对地位于炉腔相应侧壁的外侧。发光二极管16所发的光经过炉腔壁上的孔13，穿透包装件而从对面侧壁上的相应孔射到光电晶体管17上。这种形式的传感器特别适用于相应指标温度饮料或食品的透光性不连续变化的场合。这种应用的实例包括上述的咖啡制备。当里面盛有咖啡粉的内部容器在准备温度下开启时，咖啡粉与水混合并具有不连续变化的透光性。使用这种技术的先决条件是包装件或容器须由透光材料制成或在孔13的高度上有由透光材料制成的透光区。

准备温度也可以通过红外传感器建立，它检测来自包装件的热辐射，这种红外传感器可以配置成相应于发光二极管16或光电晶体管17的方式，即在邻近孔13的炉腔外侧。

“门开关”14位于炉腔底板之下的空间中，由微波开关构成，其操作臂受具有返程偏置弹簧的垂直方向的操作销15作用。操作销15穿过炉腔底部的孔以及夹持器底部的相应孔。操作销的形状与配置使得炉门打开时不能接近它进行操作，操作销的结构使其在炉门关闭时受到夹持器21中的包装件或容器的驱动。此时，操作销被压下而开关14使驱动微波源4的保险电路闭合。若夹持器21中无包装物，则打开上述保险电路，防止磁控管4在炉腔内无载荷情况下启动。开关14的结构具有双重功能，即既是门的又是负载感知装置。操作销或相应的装置也可以配置在炉腔侧壁或后壁上，以配合夹持器和包装件或容器在炉门关/开时一起工作。

根据现时的各种要求，还设有由炉门控制的附加保险开关。相应地，附加开关位于邻近炉腔的底部，并有不管夹持器中有无包装件都受夹持器21下侧作用的操作装置。此外，还在上覆炉腔顶部的空间中配置另一开关，它有受炉门内侧作用的返程偏置操作装置。

带驱动电机11的风扇装置10与变压器9按普通方式设置，类似地带磁控管的微波源4则是标准型式：这些部件对本发明无关重要，其进一步的结构细节可参阅美国专利NO3，396，342和瑞典专利NO8802528-3，8802529-1和8803663-7。

波导管6的一个宽边由炉腔的后壁形成。波导管为“TE10”式。依照实际负载的微波性质、其介电常数等的不同，在波导管6和炉腔3之间的转换过程中会产生或大或小的阻抗阶跃。此阻抗阶跃造成从波导管到负载的能量传递困难。

使用陶瓷板8形式的阻抗转换装置来匹配负载和微波输入系统间的阻抗。陶瓷板的厚度近似地取为在陶瓷材料中微波波长的四分之一。在使用频率为2.45GHz的标准磁控管时，对于用炉加热例如咖啡的情况，考虑到陶瓷板和水的介电常数之间的关系，板厚约为11mm，在炉中被很好地确定的包装件或容器的位置，并在炉门的帮助下可保证包装件与陶瓷板靠紧。

炉腔还可以外敷一层绝热材料，其放大的图示用20表示。用以在停止加热后有利于对饮料或食品缓加温，在微波炉提供有炉腔形状的特定加热容器的情况下，夹持器可以方便地用透明并绝热的材料制成。

在图2中，炉腔的位置用虚线示出，正如图中所示，炉腔在炉体1中稍向左偏。目的是在炉体右侧留出空间以供安装在印刷电路板上的微波炉控制电子线路和安装在炉前方右侧的配合工作的控制面板之用，当微波炉只是用于把饮料和食品加热至特定温度时，该控制电路相当简单和普通。预置最大的时间定时器用起来是很方便的，当到了最大时间间隔时它可变地停止向炉腔供给微波，从而能在发生故障时防止损坏微波炉。

微波炉控制板24在图2中用虚线表示。在无须变更设定值时，控制板可以是一种简单的形式。最简单的控制板包括起动钮25，一个“加热”指示灯26和“制成”指示灯。在加热过程中，“加热”灯亮。停止加热时，“制成”灯亮。在停止加热后，缓热期开始。如果在缓热期结束时包装件或容器及其盛装物仍然在炉中，则“制成”指示灯从常亮变为闪烁信号，该闪烁信号表示该“被遗忘”的饮料或食品已不再保有其品质。

在把微波炉用于加热多种不同的饮料和流体食品的情况下，微波炉控制面板则相应于每种饮料或食品设置一个启动钮。

在实现本发明时还可以利用定时功能，在达到制备好的温度时停止供给微波，在微波炉启动时定时器运转，而在经过预置的时间之后，也由定时器来停止供给微波。

Claims (20)

1、一种加热饮料或流体状食品至一指标温度的方法，饮料或食品装在有确定外形的用可透过微波材料制成的包装件或容器内，其特征在于：把包装件放入微波炉中，微波炉有与包装件或容器的形状和尺寸相适配的炉腔，炉腔在二维方向或三维方向上基本被包装件或容器完全充满；

微波能量通过位于与包装件相适配的炉腔的底部的输入孔(7)输入微波而供给包装件或容器的底部；

当达到该指标温度时，停止微波输入。

2、一种如权利要求1中所述的方法，其特征在于，饮料或食品的指标温度指示参数是在包装件或容器的外部测得的。

3、一种如权利要求2所述的方法，其特征在于是使用红外传感器接收来自饮料或食品的红外辐射来测量指标温度的。

4、一种如权利要求2所述的方法，其特征在于是用湿度传感器（19）检测饮料或食品所发出的湿度来测量指标温度的。

5、一种如权利要求2所述的方法，其特征在于是使用光传感器（16，17）检测饮料或食品的透光度来测量指标温度的。

6、一种如权利要求1至5中任一项中所述的方法，其特征在于利用微波炉炉门（2）把包装件或容器插入、移出炉腔，把包装件或容器放在位于炉门上的夹持器（21）中，分别借助炉门的关与开的运动将其插入到或移出炉腔。

7、一种如权利要求1至6中任一项中所述的方法，其特征在于是先把饮料或食品移入其形状和尺寸与炉腔相适配的特定加热容器中，然后把该容器插入炉腔中。

8、一种加热饮料或流体状食品至一指标温度的微波炉，饮料或食品装入具有确定形状的由可透过微波材料制成的包装件或容器中，它包括在加热时放置包装件的炉腔（3），在加热过程中封闭该炉腔的炉门（2），以及带有输入装置（5，6，7）的微波源（4），用于至少通过一个输入孔（7）向炉腔内输入微波，其特征在于：

炉腔的形状和尺寸与包装件或容器相适配以使包装件或容器在二维或三维尺寸上基本充满炉腔；

位于炉腔下部邻近或靠接在炉腔底部的输入孔（7）；和

配置有控制装置（16，17，19），当达到指标温度时用于停止加热程序。

9、一种如权利要求8所述的微波炉，其特征在于炉门（2）的内部设置有夹持器，它与包装件或容器相适配，最好为槽形夹持器。

10、一种如权利要求8或9所述的微波炉，其特征在于设有检测装置，在加热过程中用于检测饮料或食品的指标温度指示参数。

11、一种如权利要求10所述的微波炉，其特征在于用光传感器（16，17）借助于检测饮料或食品的透光度来检测目标温度，该光传感器包括光源（16）和光接收装置（17），彼此配合并对置地分别位于炉腔的两侧，从而可使来自光源的光束能通过炉腔侧壁上的一个孔（13），穿透包装件或容器，再经过对面侧壁上的相应的孔到达光接收装置。

12、一种如权利要求10所述的微波炉，其特征是用湿度传感器（19）来检测上述指标温度，湿度传感器位于通过炉腔气流的排气管中。

13、一种如权利要求10所述的微波炉，其特征是用红外传感器来检测上述指标温度，配置红外传感器以便接收从包装件或容器发出的通过炉腔壁上的孔（13）的红外辐射。

14、一种如权利要求8至13中任一项中所述的微波炉，其特征在于：向炉腔中输入微波的上述输入装置包括TE10式波导管（6），其一端与微波源（14）相通，另一端向上述输入孔（7）中射入微波；以及陶瓷板形态的阻抗转换装置，它位于上述输入孔（7）中并基本与之共面，从而使该陶瓷板在加热过程中基本上与包装件或容器邻接。

15、一种如权利要求8至14中任一项所述的微波炉，其特征在于炉腔外侧设有绝热层（20）用以在停止加热过程之后对饮料或食品进行保温。

16、一种如权利要求8至15中任一项所述的微波炉，其特征在于微波炉控制面板（24）包括供将在炉中加热的每种类型饮料或食品用的启动开关（25）。

17、一种如权利要求8至16中任一项所述的微波炉，其特征在于微波炉包括一个预置的最大时限定时器，当到达此最大时限时用于停止微波供给。

18、一种如权利要求8至17中任一项所述的微波炉，其特征在于微波炉包括一个负载与门的感知开关（14），开关由回程偏置操作装置（15）操纵，在炉门关闭时受位于夹持器中的包装件或容器的压力作用而处于压回位置，而在炉门开启时返回其原始位置。

19、一种如权利要求8至18中任一项所述的微波炉，其特征在于微波炉包括一个位于夹持器中并与炉腔的形状和尺寸相适配的加热容器，把饮料或食品移入其中以便加热，该加热容器最好是由透明的和/或绝热材料制造。

20、使用包装件或容器作为加热器皿用于加热包装件中的饮料或流体状食品时，应用具有其形状与尺寸与可透过微波材料的包装件或容器的尺寸和形状相适配的炉腔的微波炉。