CN110650632B - 利用固态rf能量技术加热炸油的设备和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种处理设备，在该处理设备中对炸油进行加热、消毒和/或巴氏消毒、灭菌。本发明还涉及一种利用射频波处理炸油的方法。

Description

利用固态RF能量技术加热炸油的设备和方法
技术领域
本发明涉及一种处理设备，在该处理设备中，产品从入口被输送到出口并在炸油中进行油炸。本发明还涉及一种利用射频波加热炸油的方法。
背景技术
在用于油炸例如肉类产品的传统工业连续炸锅中，根据待油炸的产品，将炸油加热至约180℃。待油炸的产品通过输送机进入炸锅，并且产品经由一个或多个输送机，优选下部输送机结合压紧输送机，将被引导通过炸炉。产品经由下部输送机离开炸锅。热交换器应用于炸锅，优选位于炸锅的底部。在已知的实施例中，位于不锈钢管中的电气元件将加热在管体周围流动的炸油。在另一已知的实施例中，热油流过热交换器的不锈钢管。在后一种情况下，炸锅中热油的入口温度约为250℃，出炸锅的出口温度约为200℃。然而，在根据现有技术的设备中，不可能精确地控制炸油的温度，使得在大多数情况下，炸油太热，因此降解相对较快，这导致生产成本的增加且相对低能效的操作模式。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种处理设备和方法，该处理设备和方法不包含现有技术的缺陷。
该问题通过一种处理设备来解决，在该处理设备中，产品从产品入口被输送到产品出口并在炸油中进行油炸，其中炸油通过泵被泵送通过微波腔室，并由此被加热，并且其中微波腔室包括至少一个固态射频源，优选地，多个固态射频源。
关于本发明的主题所公开的内容也适用于其它发明，反之亦然。关于本发明公开的主题还可以与本申请的其它发明的主题相结合。
本发明涉及一种炸锅，在炸锅中油炸产品。这种产品可以是肉类、奶酪、蔬菜产品或其组合。在油池中进行油炸，优选该油池的温度约180℃。产品从产品入口被输送通过油池到产品出口，例如通过输送装置或在移动的笼子中。产品优选地浸入油池中。产品入口和产品出口可以是同一个。然而，优选地，产品入口和产品出口是分开的。油炸过程可以是分批的、连续的或半连续的。
待油炸的产品优选地通过输送机进入本发明的处理设备，并且更优选地，产品将经由一个或多个输送机，甚至更优选地是下部输送机结合压紧输送机，被引导通过设备。优选地，产品经由下部输送机离开炸锅。
根据本发明，炸油通过泵等被泵送通过微波腔室，并由此被加热。微波腔室包括至少一个固态射频源，优选地，多个固态射频源，每个固态射频源在RF功率放大器中具有固态射频(RF)晶体管。射频功率放大器是将低功率射频信号转换成高功率信号的电子放大器。典型地，RF功率放大器驱动发射器的天线。天线可以联接到和/或位于波导中，其中天线可以将微波辐射到优选由反射材料设计的波导中，并且可以将微波引导到所需的位置，例如引导进入待处理的产品所在的油炸腔室中。与磁控管相比，固态RF能量技术的优点在于低电压驱动、半导体可靠性以及由于先进的控制系统而更低的能耗。
具有固态射频源的微波腔室用于加热，加热炸油。根据本发明的炸油是工业上用于油炸的任意油，是一种消耗品。
本发明的处理设备还包括泵，该泵输送、泵送炸油通过固态射频源。泵可以是本领域技术人员已知的移动液体的任意装置。泵还可以是将一定的势能添加到炸油中的装置，使得炸油可以由重力驱动通过固态射频源。泵的容量，即压差和/或体积流量优选是可控制的。优选地，泵是根据油池中的炸油的温度和/或根据固态射频源提供的能量来控制的。也可以利用泵和后续经过炸锅的炸油的流动来影响炸油与待油炸产品之间的热传递。在本发明的处理设备中可以实现湍流热传递条件或层流热传递条件或它们的混合。
出于加热目的，炸油流出油池流向微波腔室，炸油在微波腔室中被加热然后流回炸锅的油池中。在炸锅中可以有许多移走炸油的位置和/或许多将炸油倒回炸锅的位置。一个或多个入口和/或一个或多个出口可分别配备有阀，以调节流向或流出炸锅的流量。在炸锅内炸油优选地沿着与产品流动的方向相同的方向流动。这可能是有利的，以防止食品在输送机上的位置扭曲并且实现沉积物，诸如疏松的颗粒物，例如在涂覆产品的情况下的涂层，可以通过优选地内置在炸锅中的过滤器和沉淀物去除装置收集和排放。优选地，集成的泵将迫使过滤后的油返回到炸锅的入口。在应用额外的外部过滤器的情况下，优选地，预过滤的油将被泵送到位于炸锅附近的外部过滤器，并从那里流回炸锅的入口侧。炸油和待油炸的产品在相同方向的流动还具有在煎炸开始时温度最高的优点，这减少了油炸过程中产品对油的吸收。
优选地，炸锅包括在炸锅内、优选地在油池内和/或泵内的过滤器和/或沉积物去除器，和/或在通往/来自泵和/或微波腔室的管道中可设置过滤器和/或碎屑去除器。
根据本发明，在微波腔室中将炸油暴露于微波能量下，根据优选实施例该微波腔室是管体。微波腔室，优选管体，优选地由对微波至少基本上透明的材料制成，因此不会被微波能量加热或仅被少量地加热。优选地，管道的内部面积为0.017-0.2m2和/或管道的内径优选为0.15至0.5m。微波腔室和/或通往和/或来自微波腔室的管道可以包括混合装置。在管体的情况下，混合装置优选是静态混合器。
根据本发明的优选实施例，本发明的设备不仅可以包括一个固态射频源，而且可以包括多个固态射频源。这可以通过使用一个或多个天线和/或一个或多个波导来实现。优选地，每个射频源可以被单独供电，并且优选地，每个射频源可以被控制，更优选地被闭环控制，更优选地被单独闭环控制。优选地，可以控制辐射的波长、振幅和/或方向。
固态射频源优选地以n列和m行的阵列的形式设置，其中n是大于1的整数，m是1以上的整数。优选地，固态射频等距地布置在一行中和/或列也是等距布置的。在有多个源的情况下，它们可以随机进行布置。
优选地，固态射频源围绕微波腔室的圆周等距地设置。
优选地，本发明的处理设备包括将待油炸的产品输送通过热炸油的油池的装置，优选将产品浸没在油池中。该装置优选是输送机，优选输送链。优选地，两个输送机平行设置，其中产品放置在输送机之间以保持它们浸没在炸油池中。
替代地或附加地，炸锅被设计用于分批处理，其中将待油炸的产品浸入例如带有笼子的热油池中。
优选地，处理设备包括用于控制固态射频源和/或泵的控制系统。控制系统优选地包括一个或多个传感器，传感器信号被用于控制一个或多个固态射频源，传感器优选单独地和/或彼此相关和/或控制系统控制泵。在泵送炸油通过管道的应用中，通过以例如在炸油腔室或炸油中实现均匀的能量分布的精度控制功率水平、频率和/或相位与时间的关系来控制电磁场，可以实现炸油的逐渐加热和/或实现非常精确的温度控制。RF能量负载可以根据加热过程的进展来调整。例如，在加热过程中，RF能量负载可能发生变化。例如，负载的这种变化可以经由天线通过测量反射的能量来检测。控制系统将通过天线传输的能量与反射的能量进行比较，从而将调整待由天线传输的能量。可以在每个固态RF能量源处单独和/或分组地控制振幅、频率和/或相位。天线可以用作传感器，例如用于检测从待处理的炸油反射的辐射。
传感器可以感测炸油的一种或多种属性，例如炸油的温度和/或炸油吸收的能量和/或炸油的能量吸收率，这些属性可随着例如炸油颜色的变化而变化。一个传感器可以测量炸油反射的辐射类型，例如波长。由于炸油在通过RF辐射进行加热过程中进行传输，因此在输送路径上可以有多个传感器。传感器的本地读数可用于控制相应的本地固态射频源和/或各个传感器的上游和/或下游的固态射频源。在优选实施例中，传感器是热电偶，例如PT100。
在炸锅中的炸油发生变化的情况下，传感器可以确定炸油的一种或多种属性，并且调节和/或控制炸油的加热。随后或可替代地，炸油的加热，特别是固态RF能量源的设置可以适应于例如具有颗粒物的炸油的老化和/或污染。
可替代地或附加地，可以例如基于传感器的信号来控制泵，并且可以增加或减小泵的容量以改变炸油在微波腔室，特别是在管体中的停留时间。
本发明的处理设备优选地是饲料或食品生产线的一部分，该生产线包括一个或多个处理站。处理设备的上游优选是面糊机。
因此，本发明的另一优选或创造性的实施例是一种生产线，特别是包括本发明的设备的食品生产线。生产线优选具有公共的控制系统，从而可以对生产线中的所有设备集中执行待生产的产品的配方的更改。对于炸锅，这意味着可以自动改变例如油池中的炸油的温度和/或待油炸产品在油池中的停留时间。
根据另一个优选实施例，本发明的设备与冷却单元和/或包装单元一起设置。
该问题还可以通过一种利用射频波加热炸油的方法来解决，其中，射频波由一个或多个固态射频源提供。
关于本发明的主题所公开的内容也适用于其它发明，反之亦然。关于本发明公开的主题还可以与本申请的其它发明的主题相结合。
优选地，炸油从处理设备的入口被输送到与入口分开的同一设备的出口。
优选地，设置一个或多个传感器，该传感器测量炸油、待炸的产品和/或从炸油和/或产品反射的辐射。优选在利用RF辐射处理的过程中，这些属性至少测量两次。确定这些属性的变化并且在控制固态射频源和/或将炸油泵送通过微波腔室优选是管体的泵时将考虑这些属性的变化。
晶体管技术产生强大的RF场。优选地，应用多个RF源，这些源可以被单独地控制，并且优选地彼此相关。例如，在泵送物料通过管道的应用中，通过以例如达到均匀的能量分布的精度控制功率水平、频率和/或相位与时间的关系来控制电磁场，可以实现炸油的逐渐加热。通常，当炸油的某点负载发生变化时，控制器可以控制该点的具体参数以纠正负载变化的不利影响。例如，在加热过程中，炸油的负载可能发生变化。负载的这种变化将由天线通过测量反射的能量检测到。控制系统将通过天线传输的能量与反射的能量进行比较，从而调整待由天线传输的能量。
现根据附图来说明本发明。该说明同样适用于本发明的所有实施例。
附图说明
图1a和图1b示出了本发明的第一实施例。
图1c示出了本发明的第二实施例。
具体实施方式
图1a和图1b描述了固态RF激励微波设备的第一实施例，该设备包括多个固态射频源2即固态RF源，每个固态RF源包括波导10和/或天线11。在本实例中，本发明的设备包括多个固态RF源，本文为五个固态RF源，固态RF源设置在油炸腔室9的圆周，并且优选地，围绕油炸腔室的圆周等距地设置。圆周方向上的固态射频源的数量可以取决于微波均匀加热炸油8的效率，例如测量单位时间的温升。固态RF源位于腔室7中，在该实例中，腔室7由壳体3限定。壳体3可以类似于法拉第笼以防止电磁波从壳体中发出。至少内壁4，但优选整个壳体3可以由钢，例如不锈钢制成。在腔室7内部和/或壳体3内部，设置有炸油腔室即微波腔室5，此处为微波管体，微波管体将炸油腔室与固态RF源所在的腔室7分开。对于由固态RF源提供的微波能量，管体材料优选至少是部分透明的，更优选是完全透明的，并且更优选是不吸收微波能量，因此不会被微波能量加热，如果有的话，仅由被加热的产品使其加热，而在管体内壁上不会堆积沉积物。特别地，管体，特别是管体内壁6，将不会处于比炸油的所需温度更高的温度，例如不高于180℃。为了有效地将微波能量转化成升高的待加热的炸油的温度，微波管体的材料不是金属，但是适合某些塑料材料和/或石英材料，更优选地是食品级的。炸油8位于炸油腔室内并且将被位于腔室7中的一个固态RF源，优选为多个固态RF源加热。例如，在用来清洗炸油腔室的清洗剂可能与固态RF源接触不到的情况下，该实施例是优选的。微波管体还可以用于引导产品通过固态RF源。如果需要，可以冷却围绕微波管体的腔室7以冷却固态RF源。
图1c示出了本发明的另一实施例。可以参照根据图1a和图1b的描述。然而，在该实例中，存在微波透明屏蔽装置12，该微波透明屏蔽装置12保护天线11和波导10不受炸油8的影响。屏蔽装置优选地由微波透明材料制成，例如由如上所述的微波管体的材料制成。
附图标记：
1处理设备，微波设备
2固态射频源，固态RF能量源
3壳体
4壳体3内壁
5微波腔室，炸油腔室，微波管体
6微波管体5内壁
7 固态源腔室
8 炸油
9 炸油腔室
10 波导
11 天线
12 微波透明屏蔽装置。

Claims (17)

1.一种处理设备，在所述处理设备中，产品从产品入口被输送到产品出口并在油池中进行油炸，其特征在于，炸油通过泵被泵送通过微波腔室（5），并由此被加热，其中设置为管体的所述微波腔室（5）包括至少一个固态射频源（2），其中所述炸油从所述油池中流出，流向所述微波腔室，在所述微波腔室中被加热，然后流回所述油池，其中所述炸油的流动方向与产品流动的方向相同，并且其中所述处理设备包括在通往所述微波腔室的管道中的过滤器。
2.根据权利要求1所述的处理设备，其特征在于，所述微波腔室（5）包括多个固态射频源（2）。
3.根据权利要求1所述的处理设备，其特征在于，所述微波腔室（5）对于微波至少是透明的。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的处理设备，其特征在于，所述固态射频源（2）以n列和m行的阵列的形式设置，其中，n是大于1的整数，m是1以上的整数。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的处理设备，其特征在于，所述固态射频源（2）围绕微波腔室的圆周优选地等距地设置。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的处理设备，具有入口和出口，所述入口和所述出口彼此分开。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的处理设备，其特征在于，所述泵输送所述炸油通过所述固态射频源（2）。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的处理设备，其特征在于，所述处理设备（1）包括用于控制所述固态射频源（2）和/或所述泵的控制系统。
9.根据权利要求8所述的处理设备，其特征在于，所述处理设备（1）包括传感器，所述传感器测量所述炸油的至少一种属性和/或从所述炸油反射的辐射的一种属性，其中，所述传感器的信号被所述控制系统利用。
10.一种利用根据前述权利要求中任一项所述的处理设备利用射频波加热炸油的方法，其特征在于，所述射频波由一个或多个固态射频源（2）提供，其中所述炸油的加热适应于所述炸油的老化和/或污染。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，固态射频源的设置适应于具有颗粒物的所述炸油的老化和/或污染。
12.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，所述炸油从处理设备的入口被输送到所述处理设备的出口，所述入口与所述出口是分开的。
13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述炸油是连续地和/或间歇地输送的。
14.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，设置一个或多个传感器，所述传感器测量所述炸油的一种或多种属性和/或从所述炸油反射的辐射。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，利用所述传感器的信号控制所述固态射频源（2）和/或将所述炸油输送通过所述固态射频源（2）的泵。
16.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，对所述炸油进行加热、消毒、灭菌。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，对所述炸油进行巴氏灭菌。
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