CN110771261A - 使用协同包装、载体和发射器配置的微波辅助的消毒和巴氏灭菌系统 - Google Patents

使用协同包装、载体和发射器配置的微波辅助的消毒和巴氏灭菌系统 Download PDF

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Abstract

本文中描述增强在各种微波加热系统中加热包装食物和其它物品的方法和系统。意外地发现，将微波辅助的巴氏灭菌或消毒系统的微波加热区配置成使得制品载体、微波发射器和/或包装具有某些相对尺寸可以显著地增强制品的加热均匀性。结果是展现较少热点和冷点、恒定的微生物致死率和例如视觉外观、味道和纹理的所需最终性质的经过巴氏灭菌或消毒的制品。

Description

使用协同包装、载体和发射器配置的微波辅助的消毒和巴氏 灭菌系统
相关申请的交叉引用
本申请要求2018年4月16日申请的美国专利申请第15/953,646号的优先权，所述美国专利申请要求2017年4月17日申请的美国临时专利申请第62/486,040号的优先权，所述美国临时专利申请的整个内容以引用的方式并入本文中。
技术领域
本发明涉及用于使用微波能量加热制品的过程和系统。具体地说，本发明涉及用于将增强的加热提供到包装材料的方法和系统，所述包装材料在大型微波加热系统中被巴氏灭菌或消毒。
背景技术
微波辐射是用于将能量递送到物体的已知机制。微波能量以快速和有效方式穿透和加热物体的能力已经在许多化学和工业过程中经证实为有利的。由于微波能量能够快速且彻底地加热制品，所以它被用于期望快速达到规定的最低温度的加热过程，例如巴氏灭菌或消毒过程。此外，因为微波能量一般是非侵入性的，所以微波加热可具体地用于加热介电敏感性材料，例如食物和药物。然而，到目前为止，尤其是在商业规模上安全地和有效地施加微波能量的复杂性和细微差别已经严重地限制其在若干类型工业工艺中的应用。此外，尤其在商业规模上，实现高效且均匀地加热制品以获得足够的微生物致死性速率并最小化材料的感官性质的热降解已证明是具有挑战性的。
需要一种适用于各种包装食品和其它物品的消毒或巴氏灭菌的微波加热系统。此系统能够一致、均匀且快速地加热制品，且具有较高程度的操作灵活性。由此系统执行的过程将最小化甚至是防止制品中的热点和冷点，并确保经过巴氏灭菌和消毒的制品能够达到微生物致死性和总质量的目标标准。
发明内容
本发明的一个实施例涉及一种用于加热多个制品的微波加热系统。所述微波加热系统包括至少一个载体，所述至少一个载体包括：框架，其由一对较长的间隔开的侧面构件和联接到所述侧面构件的相对端部并在所述侧面构件之间延伸的一对较短的间隔开的端部构件形成；和上部支撑构件和下部支撑构件，其联接到所述框架且在其间限定货物容积。所述货物容积配置成收纳一组制品。所述微波加热系统包括用于在行进方向上运输所述载体的传送线。所述载体的所述侧面构件配置成接合所述传送线。所述微波加热系统包括：微波发生器，其用于产生具有主要波长(λ)的微波能量；和至少一个微波发射器，其用于朝向沿着所述传送线运输的所述载体中的所述制品引导所述微波能量的至少一部分。所述微波发射器限定一个或多个发射口，其中所述发射口中的每一个具有宽度和深度，且每一发射口的所述宽度大于其深度。所述微波发射器配置成使得每一发射口的所述宽度基本上平行于所述行进方向对准，且所述货物容积的宽度与每一发射口的深度的比率大于2.75:1。
本发明的另一实施例涉及一种用于沿着微波加热系统的传送线运输多个制品的载体和制品系统。所述载体和制品系统包括：框架，其配置成接合所述传送线；上部和下部支撑结构，其联接到所述框架并在其间限定货物容积；和一组制品，其收纳在所述货物容积中。所述制品布置成至少两行，每一行沿着所述载体的长度延伸，使得邻近行中的制品沿着载体的宽度以并排配置彼此间隔开。每一行中的制品中的至少两个布置成嵌套式配置，使得一个制品自顶向上定位且同一行中的邻近制品自上向下定位并且邻近制品的至少一部分水平地重叠。邻近行中的并排制品的中心点之间的距离与货物容积的宽度的比率至少是0.52:1。
本发明的又另一实施例涉及一种用于在微波加热系统中加热多个制品的方法，所述方法包括：(a)产生具有主要波长(λ)的微波能量；(b)将多个制品装载到载体中，其中所述制品中的每一个具有长度(L)和宽度(W)，其中所述宽度小于所述长度，且其中每一制品的所述宽度至少是2.75λ；(c)沿着传送线在行进方向上将所装载载体运输到微波加热腔室中，其中所述微波加热腔室至少部分地填充有液体介质；(d)通过至少一个微波发射器朝向所述载体中的所述制品引导所述微波能量的至少一部分；和(e)加热所述载体中的所述制品以提供经过加热的制品，其中加热的至少一部分使用所述微波能量来执行。在所述加热期间，所述制品浸没在所述液体介质中。经过加热的制品中的每一个具有最热部分和最冷部分，且其中每一制品的所述最热部分的最高温度与其最冷部分的最低温度之间的差不超过15℃。
附图说明
下文将参考附图详细描述本发明的各种实施例，其中：
图1是适合在本发明的一个或多个实施例中使用的载体的顶部等角视图；
图2是图1中所展示的载体的底部等角视图；
图3是图1和2中所展示的载体的端视图；
图4是图1到3中所展示的载体的侧视图；
图5是图1到4中所展示的载体的纵向横截面；
图6是图1到5中所展示的载体的横向横截面；
图7a是根据本发明的实施例的适合用于容纳待加热的食品和其它物品的包装的等角视图，其具体展示包装的长度、宽度和高度尺寸；
图7b是图7a中所展示的包装的俯视图；
图7c是图7a和7b中所展示的包装的侧视图；
图7d是图7a到7c中所展示的包装的端视图；
图8是是以嵌套式配置布置在载体内的多个制品的俯视图，其具体示出分开的行嵌套式配置；
图9是以嵌套式配置布置的一行制品的至少一部分的侧视图；
图10是以嵌套式配置布置在载体的一个隔室中的一行制品的至少一部分的局部等角视图，所述隔室限定在侧壁与分隔器之间；
图11a是根据本发明的实施例的用于对包装食品进行微波巴氏灭菌或消毒的方法的主要步骤的示意性描绘；
图11b是根据本发明的实施例的用于对包装食品进行微波巴氏灭菌或消毒的系统的主要区的示意性描绘；
图12a是根据本发明的实施例的适合用于热化区中的热化腔室的示意性局部侧面剖视图，其具体展示多个流体喷射搅拌器的位置；
图12b是图12a中所展示的热化腔室的示意性端视图；
图13是根据本发明的实施例进行配置的微波加热区的示意性局部侧面剖视图，其具体示出了微波加热容器、微波发射器和微波分配系统的一个可能布置；
图14a是根据本发明的实施例进行配置的微波发射器的等角视图；
图14b是图14a中所描绘的微波发射器的纵向侧视图；
图14c是图14a和14b中所大体展示的微波发射器的一个实施例的端视图，其具体示出了具有张开式出口的发射器；
图14d是图14a和14b中所大体描绘的微波发射器的另一实施例的端视图，其具体示出了具有大致相同深度的入口和出口的发射器；
图14e是图14a和14b中所大体描绘的微波发射器的又另一个实施例的端视图，其具体示出了具有锥形化出口的发射器；
图15是具有多个发射口的微波发射器的等角视图；
图16是图15中所展示的发射器的仰视图，其具体展示发射口的定向；
图17是装载有定位在根据本发明的一个或多个实施例进行配置的微波发射器附近的多个制品的载体的横截面端视图，其具体示出了载体、制品和发射器的若干相对尺寸；
图18是定位在装载有根据本发明的实施例进行配置的多个制品的载体附近的微波发射器的局部等角视图，且其具体示出了载体、制品和发射口的一些相对尺寸；
图19a是示出了在实例中所描述的加热试验中的一个中在微波加热系统中加热的若干包装食品物品的位置的示意图；
图19b是示出了在实例中所描述的加热试验中的一个中在微波加热系统中加热的若干包装食品物品的位置的示意图；且
图19c是示出了在实例中所描述的加热试验中的一个中在微波加热系统中加热的若干包装食品物品的位置的示意图。
具体实施方式
本发明涉及用于不同类型的制品的微波辅助巴氏灭菌和消毒的方法和系统。如本文中所使用，术语“制品”是指经过巴氏灭菌或消毒的物品和包封所述物品的包装。尽管通常在本文中被称作“制品”，但应理解，本文中所描述的制品的性质或特性中的一些是指包装本身(例如，尺寸、形状、构造材料等)，而本文中所描述的制品的其它性质或特性是指物品在包装内经过巴氏灭菌或消毒(例如，温度、微生物致死性速率等)。适于根据本发明的实施例加热的制品的实例包含包装食物、饮料、医疗和医药流体，以及医疗和牙科仪器。在一些方面中，本发明涉及协同增强制品加热的特定制品包装和载体定向。意外地，已发现，利用具有较大宽度的包装的制品可使得在微波加热系统中较均匀地加热包装内容物。
用于巴氏灭菌或消毒的微波加热系统可包含任何合适的充液连续微波加热系统，其包含例如类似于美国专利申请公开第US2013/0240516号中所描述的微波加热系统的微波加热系统，所述美国专利申请公开以全文引用的方式并入本文中。另外，尽管本文中通常参考食物进行描述，但应理解，本发明的实施例还涉及诸如医疗和牙科仪器或医疗和医药流体的其它类型的物品的巴氏灭菌或消毒。
已意外地发现，相对于载体和/或微波加热系统的某些组件具有某些尺寸的包装相比于具有其它形状和/或大小的包装可较均匀地加热。举例来说，已发现，如本文中所描述的加热制品产生较少热点和程度较均匀的消毒和/或巴氏灭菌。根据本发明处理的制品在相同或较少时间中实现所期望水平的处理。因此，经过加热的物品在处理期间不会过度加热或过度烹煮，从而产生具有例如味觉、纹理和颜色的较期望的感官性质和/或保留的功能性的质量较高的最终产物。
一般来说，巴氏灭菌涉及将材料快速加热到在80℃与100℃之间的最低温度，而消毒涉及将材料加热到在约100℃与约140℃之间的最低温度。本文中所描述的系统和过程可适用于巴氏灭菌、消毒或巴氏灭菌和消毒两者。在一些状况下，巴氏灭菌和消毒可同时或几乎同时进行，使得被处理的制品通过加热系统进行巴氏灭菌和消毒。在一些状况下，巴氏灭菌可在较低温度和/或压力下执行且在微波辅助加热后没有单独的热平衡期，而消毒可在较高温度和/或压力下执行且可包含在微波辅助加热步骤之后的保温或热平衡阶段。在一些实施例中，单个微波系统可在操作上是灵活的，使得其能够选择性地配置成在不同加热进程期间对各种制品进行巴氏灭菌或消毒。
在如本文中所描述的微波加热系统中加热的制品可起初固定在载体中，所述载体配置成通过系统运输制品。图1到6中提供示范性载体的视图。如下文所大体展示，载体10包含外部框架12、上部支撑结构14和下部支撑结构16。外部框架12包括两个间隔开的侧面构件18a、18b和两个间隔开的端部构件20a、20b。第一端部构件20a和第二端部构件20b可连接到第一侧面构件18a和第二侧面构件18b的相对端部并在它们之间延伸，从而形成外部框架12。当侧面构件18a、18b长于端部构件20a、20b时，框架可具有大体矩形形状，如图1和2中具体展示。
如图1到4中所展示，第一侧面构件18a和第二侧面构件18b包含相应的支撑突出部22a、22b，其配置成接合相应的第一和第二传送线支撑构件，所述支撑构件由图1和2中的虚线24a和24b表示。载体10的第一支撑突出部22a和第二支撑突出部22b呈现第一下部支撑表面42a和第二下部支撑表面42b，用于将载体10支撑在第一传送线支撑构件24a和第二传送线支撑构件24b上。传送线支撑构件24a、24b可以是移动的传送线元件，例如一对链条(未展示)，所述传送线元件在于由图4中的箭头表示的方向上移动通过微波加热区时位于载体10的每一侧上。
第一侧面构件18a和第二侧面构件18b以及第一端部构件20a和第二端部构件20b可由任何合适材料形成，所述任何合适材料包含具有例如在20℃下测量的不超过约10-4、不超过约10-3或不超过约10-2的损耗角正切的低损耗材料。侧面构件18a、18b和端部构件20a、20b中的每一个可由相同材料形成，至少一个可由不同材料形成。合适的低损耗角正切材料的实例可包含但不限于各种聚合物和陶瓷。在一些实施例中，低损耗角正切材料可以是食品级材料。
当低损耗材料是聚合材料时，其可具有至少约80℃、至少约100℃、至少约120℃、至少约140℃、至少约150℃或至少约160℃的玻璃转移温度，以便经受住载体在制品的加热期间所暴露的高温。合适低损耗聚合物可包含例如聚四氟乙烯(PTFE)、聚砜、聚降冰片烯、聚碳酸酯(PC)、丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)、聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚苯乙烯、聚乙烯醇(PVA)、聚氯乙烯(PVC)和其组合。聚合物可以是整体的，或者其可用例如玻璃填充PTFE(“特氟龙(TEFLON)”)等玻璃纤维进行增强。例如铝硅酸盐等陶瓷也可用作低损耗材料。
如图1和2中所展示，载体10可包含用于将制品群组固持在载体内同时也准许微波能量穿过载体10到制品的上部支撑结构14和下部支撑结构16。在图1和2中所展示的实例中，上部支撑结构14和下部支撑结构16可各自包含多个支撑构件，其在基本上平行于侧面构件18a、18b的方向上在端部构件20a、20b之间延伸。支撑构件可在基本上垂直于端部构件20a、20b的方向上延伸。如本文中所使用，术语“基本上平行”和“基本上垂直”分别意指在平行或垂直的5°内。在其它情况下(未展示)，上部支撑结构14和下部支撑结构16可包含在侧面构件18a、18b与端部构件20a、20b之间延伸的栅格构件或具有微波透明或半透明材料的基本上硬质片材。美国专利申请公开第2017/0099704号中提供关于支撑结构14和16的数目、尺寸和配置的额外细节，所述美国专利申请公开的全部内容以引用的方式并入本文中。
当上部支撑结构14和/或下部支撑结构16包含个别支撑构件时，如以上图1和2中所展示，支撑构件中的一个或多个可由坚固的导电材料形成。根据ASTM E1004(09)测量，合适的导电材料在20℃下的导电率可以为至少约103西门子/米(S/m)、至少约104S/m、至少约105S/m、至少约106S/m或至少约107S/m。另外，根据ASTM E8/E8M-16a测量，导电材料的拉伸强度可以为至少约50兆帕(MPa)、至少约100MPa、至少约200MPa、至少约400MPa或至少约600MPa，和/或根据ASTM E8/E8M-16a测量，其在20℃下的屈服强度还可以为至少约50MPa、至少约100MPa、至少约200MPa、至少约300MPa或至少约400MPa。
根据ASTM E111-04(2010)测量，在20℃下测量，导电材料的杨氏模量可以为至少约25千兆帕(GPa)、至少约50GPa、至少约100GPa或至少约150GPa、和/或不超过约1000GPa、不超过约750GPa、不超过约500GPa或不超过约250GPa。导电材料可以是金属的，并且在一些状况下，可以是金属合金。金属合金可包含合适的金属元素的任何混合物，所述合适的金属元素包含但不限于铁、镍和/或铬。导电材料可包含不锈钢，并且可以是食品级不锈钢。
如图5中所具体展示，载体10限定用于收纳和固持多个制品40的货物容积32。货物容积32至少部分地限定在上部支撑结构14和下部支撑结构16与侧面构件18a、18b和端部构件20a、20b之间，所述上部和下部支撑结构彼此竖直地间隔开。收纳在货物容积32中的制品可与存在于上部支撑结构14和下部支撑结构16中的个别支撑构件的至少一部分接触和/或通过所述个别支撑构件的至少一部分固持在适当位置。上部支撑结构14和下部支撑结构16中的每一个可以可移除或铰接方式联接到外部框架12，使得上部支撑结构14和下部支撑结构16中的至少一个可打开以将制品40装载到载体10中，可闭合以在加热期间固持制品40，且再次打开以将制品40从载体卸载。
货物容积32具有如图5中所大体展示的在第一端部构件20a和第二端部构件20b的相对内表面之间测量的长度(LC)、如图6中所展示的在第一侧面构件18a和第二侧面构件18b的相对内表面之间测量的宽度(WC)，和如还在图6中所大体展示的在上部支撑结构14与下部支撑结构16的相对内表面之间测量的高度(HC)。货物容积32的长度可在从约0.5英尺到约10英尺、约1英尺到约8英尺或约2英尺到约6英尺的范围内，且货物容积的宽度可在从约0.5英尺到约10英尺、约1英尺到约8英尺或从约2英尺到约6英尺的范围内。货物容积32的高度可在从约0.50英寸到约8英寸、从约0.75英寸到约6英寸、从约1英寸到约4英寸或从约1.25英寸到约2英寸的范围内。总的来说，货物容积32可具有在从约2立方英尺到约30立方英尺、约4立方英尺到约20立方英尺、约6立方英尺到约15立方英尺或约6.5立方英尺到约10立方英尺的范围内的总容积。
另外，载体可进一步包含用于调整货物容积32的大小和/或形状的至少一个制品间隔构件。制品间隔构件的实例包含：图1和2中展示为分隔器34的分隔器，其用于将货物容积32划分成两个或多于两个隔室；和图5中展示为间隔件38a、38b的竖直间隔件，其用于调整上部支撑结构14与下部支撑结构16之间的竖直高度。当存在时，制品间隔构件可永久性地或可移除地联接到外部框架12或上部支撑结构14和下部支撑结构16中的至少一个。当制品间隔构件可移除地联接到外部框架12和/或上部支撑构件14和下部支撑构件16时，其可选择性地插入到载体10中和从载体10移出以便改变货物容积32的大小和/或形状，使得载体10可固持具有不同大小和/或形状的许多类型的制品。当制品间隔构件永久性地或固定地联接到外部框架12和/或上部支撑构件14和下部支撑构件16时，载体10可配置成携载若干种或仅一种类型的制品。可根据本发明使用两种类型的载体。
当载体10包含如图1、2和6中具体展示的用于将货物容积32划分成多个隔室的一个或多个分隔器34时，隔室可在基本上平行于第一侧面构件18a和第二侧面构件18b的方向上延伸。因此，每一隔室可沿着载体10的宽度与邻近隔室间隔开。因此，在载体10的货物容积32内限定的实例在图5和6中展示为隔室36a到36d的每一隔室可具有类似于如上文所描述的货物容积32的长度和高度的长度和高度，但可具有在以下范围内的宽度：货物容积32的整个宽度的5％到95％、10％到90％、20％到80％、25％到75％、或40％到60％，或其可以是货物容积32的整个宽度的至少约5％、至少约10％、至少约15％、至少约20％、或至少约25％和/或不超过约95％、不超过约90％、不超过约85％、不超过约80％、不超过约75％、不超过约70％、不超过约60％、不超过约55％、不超过约50％、不超过约40％、不超过约35％、不超过约30％，或不超过约25％。每一个别隔室的宽度可在从2英寸到24英寸、4英寸到18英寸或5英寸到10到英寸的范围内。
根据本发明，当载体将制品输送通过微波加热系统时，制品群组可装载到载体的货物容积中并固持在其中。所处理的制品可包含具有任何合适大小和/或形状的包装，并且可含有任何食品或饮料、任何医疗、牙科、医药或兽医流体，或能够在微波加热系统中处理的任何仪器。合适食物的实例可包含但不限于水果、蔬菜、肉、意大利面、预制餐、汤、炖菜、果酱，甚至饮料。另外，用于形成包装本身的材料不受限制，但其至少一部分必须至少部分地是微波透明的，以便有助于使用微波能量加热内容物。
固持在载体中且由如本文中所描述的微波加热系统处理的制品可具有任何合适大小和形状。举例来说，每一制品，或更具体地说，其包装，可具有至少约1英寸、至少约2英寸、至少约4英寸或至少约6英寸和/或不超过约18英寸、不超过约12英寸、不超过约10英寸、不超过约8英寸或不超过约6英寸的长度。每一制品的长度可在从约1英寸到约18英寸、约2英寸到约12英寸、约4英寸到约10英寸或约6英寸到约8英寸的范围内。每一制品的宽度可以是至少约1英寸、至少约2英寸、至少约4英寸、至少约4.5英寸、或至少5英寸和/或不超过约12英寸、不超过约10英寸、不超过约8英寸或不超过6英寸。每一制品的宽度可在从约1英寸到约12英寸、约2英寸到约10英寸、约4英寸到约8英寸、约4.5英寸到约6英寸或约5英寸到约6英寸的范围内。每一制品可具有至少约0.5英寸、至少约1英寸、至少约1.5英寸和/或不超过约8英寸、不超过约6英寸或不超过约3英寸的深度，或在从约0.5英寸到约8英寸、约2英寸到约6英寸或1.5英寸到3英寸的范围内的深度。在一些实施例中，制品可以是正方形，使得其长度和宽度大致相同。所述制品可具有至少约10.6盎司、至少约10.75盎司、至少约10.9盎司、至少约11盎司、至少约12盎司或至少约15盎司，和/或不超过约30盎司、不超过约25盎司或不超过约20盎司的总内部容积。
如本文中所使用，术语“长度”和“宽度”分别是指制品的最长和第二最长的非对角线尺寸。当制品具有大体梯形形状使得制品的顶部比其底部更长且更宽时，在最大横截面(通常是顶部表面)处测量制品的长度和宽度。制品的高度是垂直于由长度和宽度限定的平面测量的最短非对角线尺寸。所述制品可以是具有大体正方形、矩形或椭圆形横截面形状的个别地包装的物品，且可由包含但不限于各种类型的塑料、纤维素材料和其它微波透明材料的任何合适材料形成。以下图7a到7d中描绘具有矩形横截面的示范性梯形制品250的各种视图，且其中展示制品的长度(L)、宽度(W)和高度(h)。
已发现，制品的长度与其宽度的比率可对制品的内容物在如本文中所描述的微波加热系统中处理时的加热的均匀程度具有影响。尽管不希望受理论束缚，但假设利用宽度稍微大于常规地设定大小的制品的制品可使得更好地加热制品内容物，包含较均匀的微生物致死性和较少的热点及冷点。根据本发明，具有至少1.01:1或1:1及不超过1.39:1的长度与宽度比(L:W)的制品提供未预期的结果。如本文中所描述使用的制品的L:W可以是至少1.05:1、至少1.1:1、或至少1.15:1和/或不超过约1.38:1、不超过约1.37:1、不超过约1.36:1、不超过约1.35:1、不超过约1.34:1、不超过约1.33:1、不超过约1.32:1、不超过约1.31:1、不超过约1.30:1、不超过约1.29:1、不超过约1.28:1、不超过约1.27:1、不超过约1.26:1、不超过约1.25:1、不超过约1.24:1、不超过约1.23:1、不超过约1.22:1、不超过约1.21:1、不超过约1.20:1、不超过约1.19:1、不超过约1.18:1、不超过约1.17:1、不超过约1.16:1、不超过约1.15:1、不超过约1.14:1、不超过约1.13:1、不超过约1.12:1、不超过约1.11:1、不超过约1.10:1、不超过约1.09:1、不超过约1.08:1、不超过约1.07:1、不超过约1.06:1、不超过约1.05:1、不超过约1.04:1或不超过约1.03:1。
还可相对于被引入到加热制品的微波腔室中的微波能量的主要模式的波长的大小来描述制品的尺寸，如在微波腔室内的流体介质中所测量。被引入到加热腔室中的微波能量的主要模式的波长由拉姆达λ表示。在一些状况下，微波能量的主要模式的波长可以是至少约1.45英寸、至少约1.50英寸、至少约1.55英寸、至少约1.60英寸和/或不超过约1.80英寸、不超过约1.75英寸或不超过约1.70英寸。所述制品可具有至少至少2.70λ、至少约2.75λ、至少约2.80λ、至少约2.85λ、至少约2.90λ、至少约2.95λ、至少约3.0λ和/或不超过约3.5λ、不超过约3.25λ、不超过约3.2λ、不超过约3.15λ或不超过约3.10λ的宽度。还应理解，在微波加热腔室的操作条件下确定主要波长λ。
在装载到如本文中所描述的载体中时，制品可放置于限定于载体的上部支撑结构与下部支撑结构之间的货物容积内。货物容积可包括单个隔室，或其可使用一个或多个分隔器划分成两个或多于两个较小隔室，如先前所论述。总的来说，货物容积可配置成容纳总共至少6个、至少8个、至少10个、至少16个、至少20个、至少24个、至少30个或至少36个制品和/或不超过100个、不超过80个、不超过60个、不超过50个、不超过40个或不超过30个制品。制品可手动地装载到载体中和/或用任何合适的类型的自动化装置装载到载体中。
如先前所论述，已发现，就较均匀加热和较恒定的微生物致死性而言，利用较宽制品提供意想不到的益处。还发现，使用具有较宽货物容积的载体可进一步增强这些益处。举例来说，在一些状况下，当制品中的至少一个的宽度与其中放置制品的货物容积的总宽度的比率是至少约0.46:1、至少约0.47:1、至少约0.48:1、至少约0.49:1或至少约0.50:1和/或不超过约0.55:1、不超过约0.53:1或不超过约0.52:1时，会观测到增强的结果。当载体包含一个或多个分隔器以将货物容积分隔成两个或多于两个个别隔室时，会在制品中的至少一个的宽度与个别通道中的至少一个的宽度的比率是至少约0.67:1、至少约0.68:1、至少约0.69:1、至少约0.70:1、至少约0.71:1、至少约0.72:1、至少约0.73:1、至少约0.74:1或至少约0.75:1时观测到类似结果。在一些状况下，此比率可不超过约0.85:1、不超过约0.82:1、不超过约0.80:1、不超过约0.77:1或不超过约0.76:1。
现在转而参看图8，提供装载有多个制品40的载体10的一个实例的俯视图。图8中所展示的制品40布置成沿着载体的长度延伸的单个行。所述制品可布置成至少2个、至少3个、至少4个、至少5个、至少6个或至少7个单个行和/或不超过15个、不超过12个、不超过10个或不超过8个单个行。当载体10中的制品布置成两个或多于两个行时，邻近行中的制品可沿着并排配置中的载体的宽度彼此间隔开。在一些实施例中，若干行制品可通过一个或多个分隔器34彼此间隔开，而在其它实施例中，可不使用分隔器。在一些状况下，可能需要最小化单个行中的制品之间的间隔，使得装载到载体中的制品的连续边缘之间的平均距离可不超过约1英寸、不超过约0.75英寸、不超过约0.5英寸、不超过约0.25英寸或不超过约0.1英寸。在一些状况下，单个行中的连续制品之间可不存在间隙，使得制品在装载到载体中时彼此接触。在一些状况下，单个行中的连续制品的至少一部分可水平地重叠。
载体中的制品的具体布置可至少部分地取决于制品的形状。当所述制品具有大体梯形形状时，例如上文关于图7a到7d所描述的形状，所述制品可以嵌套式配置来布置，图8及9中大体示出所述嵌套式配置。
在嵌套式配置中，展示为图9中的单个行中的邻近制品40a到40f具有相反定向。在嵌套式配置中，装载到载体中的一行制品40a到40f依序在行进方向50上以自上向下、自顶向上、自上向下、自顶向上配置定向。如图8中所展示，载体10中的制品的顶部标记有“T”，且载体10中的制品的底部标记有“B”，且行进方向由箭头50展示。在图8中所展示的实例中，如先前所论述的多个分隔器34用于分隔载体10内的个别行嵌套式制品。如图9中所具体展示，当布置成嵌套式配置时，第二制品40b的底部定向在第一制品40a的顶部与第三制品40c的顶部之间。另外，在嵌套式配置中，当制品被装载到载体10中时，一组交替制品40a、40c和40e的顶部和另一组交替制品40b、40d和40f的底部接触上部支撑结构(图8和9中未展示)，而一组交替制品40a、40c和40e的底部和另一组交替制品40b、40d和40f的顶部接触下部支撑结构(现在图8和9中展示)。已发现以嵌套式配置布置制品可提供更为均匀的加热。在一些状况下，布置成嵌套式配置的制品可以是硬质制品，例如托盘、容器等等。
下文在图10中展示布置成嵌套式配置的制品的另一视图。如图10中所展示，制品40与限定在上部支撑结构14与下部支撑结构16之间且限定在分隔器34与侧面构件18a之间的货物容积的一个隔室36a中的单个行对准。图10还示出上部支撑结构14和下部支撑结构16的一个实例，所述上部和下部支撑结构分别包含展示为26a和26b的支撑构件的上部和下部群组。如图10中所描绘的的实例中所展示，支撑构件26a、26b的上部和下部群组中的个别支撑构件包含具有大体矩形横截面形状的板条，其布置成使得每一板条的高度大于其宽度。此配置可提供优异的强度和增强的微波场均匀性，尤其当板条的至少一部分由导电材料形成时。
现在转而参看图11a和11b，提供了微波加热过程的主要步骤和适于根据本发明的实施例使用的微波加热系统的主要元件的示意图。
如图11a和11b中所展示，装载到一个或多个载体(未展示)中的制品起初可被引入到热化区112中，其中制品可热化到基本上均匀的温度。一旦热化，则在引入到微波加热区116中之前，制品可任选地穿过压力调节区114a。在微波加热区116中，可使用由如在图11b中大体展示的一个或多个微波发射器124释放到微波加热区116的至少一部分中的微波能量快速加热制品。经过加热的制品接着可任选地穿过保温区120，其中每一制品的最冷部分可维持在处于或高于预定目标温度的温度持续规定量的时间。随后，所述制品接着可从微波加热区116(当不存在保温区时)或从保温区120(当存在时)传递到骤冷区122，其中制品的温度可快速地降低到合适的处置温度。在冷却步骤的一部分(或全部)之后，经过冷却的制品可在从所述系统移出之前任选地穿过第二压力调节区114b。在一些状况下，所述系统可在大气冷却腔室(未展示)中的最初的高压冷却步骤之后进一步冷却制品。
上文所描述的图11a和11b中所描绘的微波系统的热化区112、微波加热区116、保温区120和/或骤冷区122可限定在单个容器内，或上文所描述的阶段或区中的至少一个可限定在一个或多个单独的容器内。另外，在一些状况下，上文所描述的步骤中的至少一个可在至少部分地填充有液体介质的容器中实行，在所述容器中被处理的制品可至少部分地浸没。如本文中所使用，术语“至少部分地填充”表示其中至少50％的指定容器的容积填充有液体介质的配置。在某些实施例中，在热化区、微波加热区、保温区和骤冷区中使用的容器中的至少一个的容积的至少约75％、至少约90％、至少约95％或100％填充有液体介质。
所使用的液体介质可以是任何合适的液体介质。举例来说，液体介质的介电常数可大于空气的介电常数并且，在一个实施例中，液体介质的介电常数类似于所处理制品的介电常数。水(或包括水的液体介质)可特别适用于用来加热可食用制品的系统。液体介质还可包含一种或多种添加剂，例如油、醇、二醇和盐，以便在操作条件下更改或增强其物理性质(例如，沸点)。
如本文中所描述的微波加热系统可包含至少一个用于将制品运输通过上文所描述的处理区中的一个或多个的传送系统(图11a和11b中未展示)。合适的传送系统的实例可包含但不限于塑料或橡胶带式传送机、链式传送机、滚筒式传送机、柔性或多挠曲传送机、铁丝网传送机、斗式传送机、气动传送机、螺旋传送机、槽型或振动传送机和其组合。任何合适数目个个别传送线可与传送系统一起使用，并且一个或多个传送线可以任何合适方式布置在容器内。
在操作中，被引入到图11a和11b中所描绘的微波系统中的所装载载体起初被引入到热化区112中，在所述热化区中，热化制品以实现基本上均匀的温度。举例来说，从热化区112撤出的至少约85％、至少约90％、至少约95％、至少约97％或至少约99％的所有制品可具有彼此在约5℃内、在约2℃内或在1℃内的温度。如本文中所使用，术语“热化(thermalize/thermalization)”通常是指温度平衡或均衡的步骤。
在一些实施例中，热化腔室内的热传递系数可至少部分地通过使用一个或多个搅拌装置来搅拌腔室内的气态或液体介质而增加，所述一个或多个搅拌装置例如配置成以涡流的方式将一个或多个流体射流排放到热化腔室的内部中的一个或多个流体喷射搅拌器。排放到热化腔室中的流体射流可以是液体或蒸汽射流且可具有至少约4500、至少约8000或至少约10,000的雷诺数。
现在转而参看图12a和12b，示意性地展示热化腔室212的一个实例的若干视图，所述热化腔室包含根据本发明的实施例进行配置的多个流体喷射搅拌器218。在结构上，用于热化腔室212中的流体喷射搅拌器218可以是任何装置，其配置成朝向在热化腔室212内的一个或多个位置处穿过所述装置的制品排放多个加压流体射流。在图12a中所展示的一个实施例中，流体喷射搅拌器218可沿着热化腔室212的延长的中心轴(或传送机240传送制品所沿着的由箭头250展示的方向)彼此轴向地间隔开，使得加压射流的至少一部分配置成在通常垂直于制品的延长的中心轴(或传送方向250)的方向上进行排放。此类射流可位于热化腔室212的相对侧上和/或还可沿圆周定位在热化腔室212内，使得射流的至少一部分朝向如图12b中大体展示的延长的中心轴(或传送方向250)被向内径向地引导。除了热化腔室中的此类射流之外或替代地，还可在微波加热腔室和/或骤冷腔室中使用流化射流的类似配置。
再次转而参看图11a和11b，当热化区112至少部分地填充有液体介质时，穿过热化区112的载体中的制品可在穿过期间至少部分地浸没在液体中。热化区112中的液体介质可能比从中穿过的制品的温度高或低，并且在一些状况下，液体介质的平均整体温度可能是至少约30℃、至少约35℃、至少约40℃、至少约45℃、至少约50℃、至少约55℃或至少约60℃和/或不超过约100℃、不超过约95℃、不超过约90℃、不超过约85℃、不超过约80℃、不超过约75℃、不超过约70℃、不超过约65℃或不超过约60℃。
热化步骤可在环境压力下实行，或其可在加压容器中实行。当加压时，热化可在至少约1psig、至少约2psig、至少约5psig或至少约10psig和/或不超过约80psig、不超过约50psig、不超过约40psig或不超过约25psig的压力下执行。当热化区112被液体填充且加压时，压力可与所述液体施加的任何排出压力相加。经历热化的制品在热化区112中平均停留时间可为至少约30秒、至少约1分钟、至少约2分钟、至少约4分钟和/或不超过约20分钟、不超过约15分钟或不超过约10分钟。从热化区112撤出的制品的平均温度可为至少约20℃、至少约25℃、至少约30℃、至少约35℃和/或不超过约70℃、不超过约65℃、不超过约60℃或不超过约55℃。
在一些实施例中，热化区112和微波加热区116可在基本上不同压力下操作，且从热化区112撤出的载体可在进入微波加热区116之前穿过压力调节区114a。在使用时，压力调节区114a可以是配置成使载体在具有较低压力的区域与具有较高压力的区域之间转移的任何区或系统。低压区与高压区之间的差可依据系统而变化，并且例如可为至少约1psig、至少约5psig、至少约10psig、至少约12psig和/或不超过约50psig、不超过约45psig、不超过约40psig或不超过约35psig。
当图11a和11b中所展示的骤冷区122与微波加热区116在不同压力下操作时，还可存在另一压力调节区114b以使载体在较高压力微波加热区116或保温区120与较低压力骤冷区122之间转移。在一些状况下，第一压力调节区114a可使载体从较低压力热化区112转移到较高压力微波加热区116，而第二压力调节区114a可使载体从较高压力保温区120(或骤冷区122的部分)转移到较低压力骤冷区122(或其部分)。
如图11a和11b中所大体展示，在热化之后，所装载载体可被引入到微波加热区116中，其中所述制品可使用通过一个或多个微波发射器124释放到微波加热腔室中的微波能量的至少一部分来加热。如本文中所使用，术语“微波能量”是指频率介于300MHz与30GHz之间的电磁能量。本发明的微波加热系统的各种配置可使用频率约915MHz或约2450MHz的微波能量，其中约915MHz是优选的。除了微波能量之外，微波加热区116还可任选地利用一个或多个其它类型的热源，例如装置的各种传导或对流加热方法。然而，通常优选的是，用于加热制品的至少约50％、至少约55％、至少约60％、至少约65％、至少约70％、至少约75％、至少约80％、至少约85％、至少约90％或至少约95％的能量可以是来自微波源的微波能量。
图13中示意性地示出适合用于本发明系统中的微波加热区316的一个实例。图13中所展示的微波加热区通常包含微波加热腔室330、至少一个用于产生微波能量的微波发生器332以及用于将来自一个或多个发生器332的微波能量的至少一部分引导到微波加热腔室330的微波分配系统334。所述系统进一步包括用于将微波能量释放到微波加热腔室的内部中的一个或多个微波发射器，其展示为图13中的发射器324a和324b顶部和底部群组。微波加热区还可包含传送系统340，其具有传送线支撑件，所述传送线支撑件用于将装载有制品群组的多个载体312运输通过微波加热区316。
微波加热区中的每一微波发射器可配置成将特定量的微波能量发射到微波加热腔室中。举例来说，每一微波发射器可配置成发射至少约5kW、至少约7kW、至少约10kW、至少约15kW和/或不超过约50kW、不超过约40kW、不超过约30kW、不超过约25kW、不超过约20kW或不超过约17kW。当系统包含两个或多于两个微波发射器时，每个发射器发射的能量可与一个或多个其它发射器发射的能量相同，或者至少一个发射器发射的能量可与其它发射器中的至少一个发射器发射的能量不同(例如，更低或更高)。总的来说，释放到微波加热腔室中的能量的总量可以是至少约25kW、至少约30kW、至少约35kW、至少约40kW、至少约45kW、至少约50kW、至少约55kW、至少约60kW、至少约65kW、至少约70kW、或至少约75kW和/或不超过约100kW、不超过约95kW、不超过约90kW、不超过约85kW、不超过约80kW、不超过约75kW、不超过约70kW或不超过约65kW。
当微波加热区包含两个或多于两个微波发射器时，发射器中的至少一些可定位于微波加热腔室的同一侧上，例如图13中所展示的发射器324a。这些同侧发射器可沿着微波加热腔室的长度在平行于载体穿过微波加热腔室330的行进方向(或传送方向)的方向上彼此轴向地间隔开。微波加热区316还可包含两个或多于两个同侧发射器，其在大体垂直于载体通过腔室的行进方向的方向上彼此横向地间隔开。
当载体沿着传送线340移动通过微波加热腔室330时，其经过每一同侧发射器324。当载体在发射器324附近经过时，从发射器324发射的微波能量的至少一部分被引导朝向制品。一旦载体移动经过同侧发射器324中的一个，则可存在极少或没有微波能量被引导朝向制品的“休息”或停留时间。在一些状况下，微波加热区316中的发射器324之间的停留时间可以是至少约0.5秒、至少约0.75秒、至少约1秒、至少约2秒或至少约3秒和/或不超过约10秒、不超过约8秒、不超过约6秒、不超过约4秒，或不超过约2秒。在停留时间期间，极少(例如，小于5kW)或没有微波能量可从发射器中的一个或多个释放，同时载体保持固定或移动通过微波腔室330的至少一部分。在一些实施例中，由单个载体中的制品经历的总停留时间可以是至少约3秒、至少约5秒、至少约6秒、至少约10秒、至少约15秒或至少约20秒和/或不超过约5分钟、不超过约2分钟、不超过约1分钟或不超过约30秒。
在一些状况下，传送线340可配置成使得载体来回移动通过微波加热腔室330。在一些实施例中，单个载体在其移动通过微波加热腔室330时所经过给定微波发射器324(或穿过由发射器释放的能量产生的微波能量场)的总次数可以是至少约2次、至少约3次、至少约4次、至少约5次、至少约6次或至少约7次和/或不超过12次、不超过约10次、不超过约9次、不超过约8次或不超过约6次。对于每一次经过发射器，以上范围中的一个或多个内的一定量的微波能量可从微波发射器324中的至少一个释放。
另外，或在替代方案中，微波加热区316还可包含定位于微波腔室的相对侧上的至少两个发射器，例如图13中所展示的发射器324a和下部发射器324b。这些相对的或相对安置的发射器可以相对地面对，使得发射器的发射口基本上对准，或可交错排列，使得相对的发射器的发射口彼此轴向和/或横向间隔开。
若干类型的微波发射器可用于根据本发明的实施例的微波加热区中。14a到14e中提供示范性微波发射器的若干视图。首先转而参看图14a，微波发射器822的一个实例包括一组较宽的相对侧壁832a、832b和一组较窄的相对端壁834a、834b，其共同地限定基本上为矩形的发射口838。发射口838可具有分别由侧壁832a、832b和端壁834a、834b的下部终端边缘限定的宽度(W1)和深度(D1)。图14b和图14c到14e中分别展示侧壁832中的一个和合适端壁834的若干实例的视图。
发射口838的深度(D1)小于其宽度(W1)。当发射器配置成将微波能量释放到微波加热腔室中时，深度通常在垂直于移动通过微波加热腔室的载体的行进方向的方向上定向。换句话说，发射口838可在载体的行进方向(或微波腔室的延伸方向)上延长，使得由侧壁832a、832b的较长终端边缘限定的发射器的宽度平行于行进方向(或延伸方向)定向，而由端壁834a、834b的较短终端边缘限定的发射器的深度基本上垂直于行进方向(或延伸)对准。
任选地，所述对侧壁832a、832b和所述对端壁834a、834b中的至少一个可张开使得微波发射器入口836的至少一个尺寸(宽度W0或深度D0)小于对应的出口尺寸(宽度W1或深度D1)，如图14b和14c中分别示出。如果张开，那么侧壁和/或端壁限定相应的宽度和深度张角θw和θd，如图14b和14c中所展示。宽度张角θw和/或深度张角θd可以是至少约2°、至少约5°、至少约10°或至少约15°和/或不超过约45°、不超过约30°或不超过约15°。当存在时，用于宽度张角θw和深度张角θd的值可以是相同的，或θw和θd中的每一个可具有不同值。在一些状况下，微波发射器822的端壁838a、838b可具有小于宽度张角θw的深度张角θd。举例来说，深度张角θd可不超过约0°，使得微波发射器822的入口深度D0和出口尺寸D1基本上相同，如图14d中所展示，或深度张角θd可小于0°，使得D1小于D0，如图14e中所展示。
在一些状况下，用于朝向穿过微波加热区的制品引导微波能量的微波发射器可包含单个微波入口和两个或多于两个发射口。下文在图15和16中提供展示为发射器922的此微波发射器的一个实例。微波发射器922包含入口936及第一、第二和第三间隔开的发射口938a到938c，其彼此横向地间隔开。尽管展示为包含三个开口，但应理解，还可使用仅具有两个或四个或更多个发射口的类似微波发射器。在图17中展示为尺寸x1和x2的邻近发射口之间的间隔可以是至少约0.25英寸、至少约0.35英寸或至少约0.45英寸和/或不超过约1英寸、不超过约0.85英寸、不超过约0.80英寸、不超过约0.75英寸、不超过约0.70英寸或不超过约0.65英寸。
以被引入到加热腔室中的微波能量的主要模式的波长(λ)表示，例如在图15到17中展示为发射口938a到938c的发射口可彼此间隔开至少约0.05λ、至少约0.075λ、至少约0.10λ和/或不超过约0.25λ、不超过约0.20λ或不超过约0.15λ。当微波发射器922包含两个或多于两个发射口938a到938c时，其还可包含至少一个划分隔膜940a、940b，所述划分隔膜安置于发射器的内部内且在其末端处具有等于释放口938a到938c之间的所要间隔的厚度。尽管图15和16中展示为具有大体恒定的厚度，但每一隔膜的厚度可沿着其长度或最长尺寸在微波发射器922的入口与出口之间不同，如图17中所大体展示。
当微波发射器922包括多个发射口938a到938c时，每一开口可限定在图15和16中展示为d1到d3的深度。每一发射口938a到938c的深度可以是相同的，或一个或多个发射口可不同。举例来说，每一开口938a到938c的深度可以是至少约1.5英寸、至少约2英寸、至少约2.5英寸、至少约2.75英寸、至少约3英寸或至少约3.25英寸和/或不超过约5英寸、不超过约4.5英寸、不超过约4英寸或不超过约3.5英寸。当以被引入到微波加热腔室中的微波能量的主要模式的波长(λ)表示时，发射口938a到938c的深度可以是不超过约0.625λ、不超过约0.50λ、不超过约0.45λ、不超过约0.35λ或不超过约0.25λ。取决于微波发射器922的具体配置，发射口938a到938c中的一个或多个的深度可以是大于、小于或等于微波入口936的深度。应理解，每一发射口938a到938c的深度不包含隔板940a、940b的厚度，当存在时。
由用于本发明中的一个或多个微波发射器限定的发射口可至少部分地被基本上为微波透明的窗覆盖，以用于将微波加热腔室与微波发射器流体隔离。当存在时，微波透明的窗可防止流体在微波腔室与微波发射器之间流动，同时仍准许来自发射器的绝大部分的微波能量穿过微波透明的窗并进入微波腔室。所述窗可由任何合适材料形成，包含但不限于一种或多种热塑性或玻璃材料，例如玻璃填充的特氟龙、聚四氟乙烯(PTFE)、聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)、聚醚酰亚胺(PEI)、氧化铝、玻璃和其组合。每一窗的平均厚度可以至少是约4mm、至少约6mm、至少约8mm或至少约10mm和/或不超过约20mm、不超过约16mm或不超过约12mm。每一窗可能够经受住至少约40psig、至少约50psig、至少约75psi和/或不超过约200psig、不超过约150psig或不超过约120psi的压力差且无断裂、开裂或以其它方式发生故障。
如先前所论述，已发现，相较于常规地设定大小的制品，利用具有较大宽度的制品提供了仅有的且出乎意料的益处，尤其就增强的加热均匀性而言。另外，已发现，调节制品和/或载体以具有相对于一个或多个发射口的尺寸的某些尺寸就均匀加热和较均匀微生物致死性而言提供了其它益处。图17和18中展示了所示出的这些尺寸中的一些。
现在转而参看图17，展示微波发射器和装载有制品的载体的一个配置的部分横截面视图。如图17中所展示，装载有制品950的载体912布置成两个并排行并且定位在微波发射器922下方，所述微波发射器包含三个微波发射口938a到938c。当例如载体912穿过微波加热腔室(未展示)时，可进行此配置。尽管展示为仅包含两个并排的制品行，但应理解，载体912可包含任何合适数目个制品行，其中发射器922和载体912具有任何合适宽度以便容纳制品，同时仍具有属于本文中所论述的范围中的一个或多个内的尺寸和相对尺寸。
当制品在载体货物空间内布置成两个或多于两个行时，邻近行可彼此间隔开使得邻近行中的并排制品之间的距离可以是在邻近制品的几何中心点之间测量的至少0.5英寸、至少约1英寸、至少约1.5英寸、至少约2英寸、至少约2.5英寸、至少约3.5英寸、至少约4.5英寸、至少约4.75英寸、至少约4.8英寸、至少约4.85英寸或至少约4.9英寸和/或不超过约10英寸、不超过约8英寸、不超过约7英寸、不超过约6.5英寸、不超过约6英寸、不超过约5.85英寸、不超过约5.75英寸或不超过约5.6英寸，如所展示图17中的尺寸Dc所展示。部分地取决于制品的宽度(W)，在图17中展示为尺寸S1的并排制品的邻近边缘之间的间隔可以是至少约0.25英寸、至少约0.30英寸、至少约0.45英寸和/或不超过约1英寸、不超过约0.75英寸或不超过约0.55英寸。
尽管未在图17中展示，但邻近行中的并排制品可由至少一个分隔器分隔。替代地，不呈现分隔器。当存在时，分隔器可与制品的边缘接触，使得分隔器的宽度属于先前描述的并排制品的邻近边缘之间的间隔的范围中的一个或多个内。
在一些实施例中，载体中的邻近行中的并排制品950的中心点之间的在图17中展示为Dc的距离与载体的货物容积的在图17中展示为尺寸Wc的宽度的比率可以是至少0.53:1、至少0.54:1、至少约0.55:1、至少约0.56:1或至少约0.57:1。在一些状况下，此比率可不超过约0.70:1、不超过约0.65:1、不超过约0.62:1或不超过约0.60:1。另外，载体912中的邻近行中的并排制品950的中心点之间的以被引入到微波腔室中的微波能量的主要模式的波长表示的距离可以是至少约3.10λ、至少约3.15λ、至少约3.20λ、至少约3.25λ、至少约3.30λ、至少约3.35λ或至少约3.40λ和/或不超过约4.0λ、不超过约3.75λ、不超过约3.70λ、不超过约3.65λ或不超过约3.60λ。
另外，已发现，具有在图18中展示为W的宽度的制品有助于较均匀地加热制品的内容物，所述宽度是发射口中的每一个的在图17中展示为d1到d3的深度的至少约1.25倍、至少约1.27倍、至少约1.30倍、至少约1.32倍、至少约1.35倍、至少约1.37倍、至少约1.40倍或至少约1.42倍。应理解，当微波发射器922具有多个发射口938a到938c时，本文中所提供的比率个别地适用于开口中的每一个，无论开口是否各自具有与一个或多个其它发射口的深度相同或不同的深度。每一制品950的宽度(W)与发射口938a到938c中的每一个的在图16和17中展示为d1到d3的深度的比率可不超过约2:1、不超过约1.95:1、不超过约1.90:1、不超过约1.85:1、不超过约1.80:1、不超过约1.75:1或不超过约1.70:1。
在一些实施例中，载体912的货物容积的在图17中展示为Wc的宽度与发射口938a到938c中的每一个的在图17中展示为d1到d3的深度的比率可以是至少约2.75:1、至少约2.80:1、至少约2.85:1、至少约2.90:1、至少约2.95:1、至少约3.0:1、至少约3.05:1、至少约3.10:1、至少约3.15:1、至少约3.20:1、至少约3.25:1、至少约3.30:1、至少约3.35:1、至少约3.40:1、至少约3.45:1或至少约3.50:1。另外，或在替代方案中，载体的货物容积的宽度与发射口938a到938c中的每一个的深度的比率可不超过约4.2:1、不超过约4.1:1、不超过约4:1、不超过约3.95:1、不超过约3.9:1、不超过约3.85:1、不超过约3.8:1、不超过约3.75:1、不超过约3.7:1、不超过约3.65:1或不超过约3.6:1。
当载体912的货物容积通过至少一个分隔器(未在图17和18中展示)分隔成两个或多于两个个别隔室时，每一个别隔室的宽度与每一发射口938a到938c的在图17中展示为d1到d3的深度的比率可以是至少约1.87:1、至少约1.90:1、至少约1.95:1、至少约2.0:1、至少约2.05:1、至少约2.10:1、至少约2.15:1、至少约2.20:1、至少约2.25:1、至少约2.30:1或至少约2.32:1。另外，或在替代方案中，每一个别隔室的宽度与每一发射口938a到938c的深度的比率可不超过约2.80:1、不超过约2.75:1、不超过约2.70:1、不超过约2.65:1、不超过约2.6:1、不超过约2.55:1、不超过约2.5:1、不超过约2.45:1、不超过约2.4:1、不超过约2.35:1。
再次参看图11a和11b，当载体穿过微波加热区116时，可加热制品使得制品的最冷部分达到目标温度。当微波加热系统是消毒或巴氏灭菌系统时，目标温度可以是至少约65℃、至少约70℃、至少约75℃、至少约80℃、至少约85℃、至少约90℃、至少约95℃、至少约100℃、至少约105℃、至少约110℃、至少约115℃、至少约120℃、至少约121℃、至少约122℃和/或不超过约130℃、不超过约128℃、不超过约126℃、不超过约125℃、不超过约122℃、不超过约120℃、不超过约115℃、不超过约110℃、不超过约105℃、不超过约100℃或不超过约95℃的消毒或巴氏灭菌目标温度。
微波加热区116中的微波加热腔室可至少部分地填充有液体，且载体中的制品的至少一部分或全部可在加热期间浸没在液体介质中。微波加热腔室中的液体的平均整体温度可变化，且在一些状况下，可取决于释放到微波加热腔室中的微波能量的量。微波加热腔室中的液体的平均整体温度可以是至少约70℃、至少约75℃、至少约80℃、至少约85℃、至少约90℃、至少约95℃、至少约100℃、至少约105℃、至少约110℃、至少约115℃或至少约120℃和/或不超过约135°、不超过约132℃、不超过约130℃、不超过约127℃或不超过约125℃。在一些状况下，微波加热腔室中的液体可通过一个或多个热交换器(未展示)持续加热并且温度可保持大体恒定，使得例如其保持在预定设定点的约2℃内、约5℃内、约7℃内或小于10℃内。在其它状况下，液体可不通过另一来源加热或冷却，且其温度可在微波加热步骤期间改变至少10℃、至少约12°、至少约15°、至少约20℃或至少约25℃。
当载体穿过微波加热腔室时，制品可在相对短时间段中加热到目标温度，从而可帮助最小化任何热造成的制品的损坏或退化。举例来说，穿过微波加热区116的每一制品的平均停留时间可以是至少约5秒、至少约20秒、至少约60秒和/或不超过约10分钟、不超过约8分钟、不超过约5分钟、不超过约3分钟、不超过约2分钟或不超过约1分钟。在微波加热区116中加热的制品的最低温度可增加至少约10℃、至少约20℃、至少约30℃、至少约40℃、至少约50℃、至少约75℃和/或不超过约150℃、不超过约125℃或不超过约100℃，且可以至少约5℃/min、至少约10℃/min、至少约15℃每分钟(℃/min)、至少约25℃/min、至少约35℃/min和/或不超过约75℃/min、不超过约50℃/min、不超过约40℃/min、不超过约30℃/min或不超过约20℃/min的速率来执行加热。
微波加热腔室可在大约环境压力下操作。替代地，微波加热腔室可以是在比环境压力高至少5psig、至少约10psig、至少约15psig或至少约17psig、和/或不超过约80psig、不超过约60psig、不超过约50psig或不超过约40psig的压力下操作的加压微波腔室。如本文中所使用，术语“环境”压力是指在没有外部加压装置的影响的情况下由微波加热腔室中的流体施加的压力。
在本发明的一些实施例中，在离开微波加热区后，所装载载体可被传递到保温区，其中制品的温度可维护在处于或高于某一目标温度持续预定时间段。举例来说，在保温区中，制品的最冷部分的温度可在一时间段(或“保温期”)内保持在处于或高于预定最低温度的温度下，所述预定最低温度为至少约70℃、至少约75℃、至少约80℃、至少约85℃、至少约90℃、至少约95℃、至少约100℃、至少约105℃、至少约110℃、至少约115℃或至少约120℃、至少约121℃、至少约122℃和/或不超过约130℃、不超过约128℃或不超过约126℃，所述时间段为至少约1分钟、至少约2分钟或至少约4分钟和/或不超过约20分钟、不超过约16分钟或不超过约10分钟。在其它实施例中，离开微波加热区的所装载载体可直接传递到骤冷区122中。
一旦所加热制品离开保温区120(当存在时)或微波加热区116(当不存在保温区时)，载体可被引入到骤冷区122中，其中制品可通过浸没在冷却流体中而尽可能快速地冷却。骤冷区122可配置成在至少约1分钟、至少约2分钟、至少约3分钟和/或不超过约10分钟、不超过约8分钟或不超过约6分钟的时段中将制品的外表面温度降低至少约30℃、至少约40℃、至少约50℃和/或不超过约100℃、不超过约75℃或不超过约50℃。任何合适流体可用于骤冷区122中，且在一些状况下，流体可包含类似于或不同于用于微波加热区116和/或保温区120(当存在时)中的液体的液体。当从骤冷区122移出时，冷却制品可具有至少约20℃、至少约25℃、至少约30℃和/或不超过约70℃、不超过约60℃或不超过约50℃的温度。在一些实施例中，骤冷区122的至少一部分可经过加压，使得其在比骤冷腔室中的环境压力高至少约10psig、至少约15psig、至少约20psig或至少约25psig和/或不超过约100psig、不超过约50psig、不超过约40psig或不超过约30psig的压力下操作。一旦从骤冷区122移出，冷却的经过处理的制品可接着从微波加热系统中移出，以供后续存储和/或使用。
如先前所论述，已发现，利用如本文中所论述的具有具体的相对尺寸的制品、载体和微波发射器产生经过较均匀加热的制品。此类制品当从加热系统移出时包含展现较少热点和冷点且具有均匀的微生物致死性的产品。
举例来说，当如本文中所描述经过加热的制品从保温区120(当存在时)或从微波加热区116(当不存在保温区时)移出时，所述制品可展现其最热部分与最冷部分之间的较小温度差。在一些状况下，通过从保温区120(或微波加热区116)撤出的每一制品的最热部分达到的最高温度与同一制品的最冷部分的最低温度之间的差不超过20℃、不超过约17℃、不超过约15℃、不超过约12℃、不超过约10℃、不超过约8℃或不超过约5℃。另外，从保温区120(或微波加热区116)撤出的单个载体中的制品的最热部分中的全部的最高温度与同一载体中的制品的最冷部分中的全部的最低温度之间的差不超过30℃、不超过约27℃、不超过约25℃、不超过约22℃、不超过约20℃、不超过约17℃、不超过约15℃、不超过约12℃或不超过约10℃。前一温度差指示每一个别制品的较均匀加热，而后一温度差指示载体内的多个制品的较均匀加热。
在一些状况下，制品的最热部分的温度不超过约135℃、不超过约133℃、不超过约130℃、不超过约127℃或不超过约125℃。每一制品的最冷部分的温度可以是至少约119℃、至少约120℃、至少约121℃、至少约123℃和/或不超过约134℃、不超过约133℃、不超过约132℃或不超过约131℃。在其它状况下，制品的最热部分的温度可以是至少约75℃、至少约80℃或至少约85℃和/或不超过约120℃、不超过约115℃、不超过约110℃、不超过约105℃、不超过约100℃或不超过约95℃。
另外，从保温区120(或从微波加热区116，当不存在保温区时)移出的制品展现比由其它系统处理的制品高和/或恒定的微生物致死性。举例来说，当所述系统用于消毒时，每一制品的最冷部分可达到在250℉(121.1℃)下测量的肉毒杆菌的至少约1分钟、至少约1.5分钟、至少约1.75分钟、至少约2分钟、至少约2.25分钟、至少约2.5分钟、至少约2.75分钟、至少约3分钟、至少约3.25分钟、或至少约3.5分钟和/或不超过约10分钟、不超过约8分钟、不超过约6分钟、不超过约4分钟、不超过约3.75分钟、不超过约3.5分钟、不超过约3.25分钟、不超过约3分钟、不超过约2.75分钟、不超过约2.5分钟、不超过约2.25分钟或不超过约2分钟的最小微生物致死性(F0)，其中z值为18℉。
当所述系统用于巴氏灭菌时，每一制品的最冷部分可达到在90℃下测量的沙门氏菌或大肠杆菌的至少约5分钟、至少约5.5分钟、至少约6分钟、至少约6.5分钟、至少约7分钟、至少约7.5分钟、至少约8分钟、至少约8.5分钟、至少约9分钟、至少约9.5分钟、至少约10分钟、至少约10.5分钟、至少约11分钟或至少约11.5分钟的微生物致死性(F)(取决于被巴氏灭菌的食品)，其中z值为6℃。替代地或另外，沙门氏菌或大肠杆菌的微生物致死性可以是根据ASTM F-1168-88(1994)测量的不超过约20分钟、不超过约19分钟、不超过约18分钟、不超过约17分钟或不超过约16分钟。
在经过消毒的最冷制品的最冷部分处测量的最小F0值的标准偏差(在利用相同或几乎相同制品的若干类似试验中测量)可以是不超过约2.0、分钟、不超过约1.75分钟、不超过约1.5分钟或不超过约1.25分钟。另外，在经过消毒的最热制品的最热部分处测量的最大微生物致死性F0max可比用于相同试验微生物致死性的最小F0高出不超过12倍、不超过约10倍或不超过约8倍。当制品被巴氏灭菌时，可在若干类似试验当中预期类似偏差。
本发明的微波加热系统可以是能够在相对较短时间内处理大量制品的商业规模的加热系统。与利用微波能量来加热多个制品的常规曲颈甑和其它小规模系统相比，如′516申请中所描述那样进行测量，如本文中所描述的微波加热系统可配置成达到每条传送线每分钟至少约10个包装、每条传送线每分钟至少约15个包装、每分钟至少约20个包装、每分钟至少约25个包装或每条传送线每分钟至少约30个包装的总生产率。
定义
如本文中所使用，术语“包括”是开放式过渡术语，其用于从术语之前叙述的标的物过渡到术语之后叙述的一个或多个元素，其中过渡元素之后列举的一个或多个元件并不一定是构成标的物的仅有元素。
如本文中所使用，术语“包含”具有与“包括”相同的开放式含义。
如本文中所使用，术语“具有”具有与“包括”相同的开放式含义。
如本文中所使用，术语“含有”具有与“包括”相同的开放式含义。
如本文中所使用，术语“一(a)”、“一个(an)”、“所述(the)”和“所述(said)”意指一个或多个。
如本文中所使用，当用于两个或多于两个项目的列表中时，术语“和/或”意指可单独使用所列项目中的任一个，或可使用所列项目中的两个或多于两个的任何组合。举例来说，如果组合物被描述为含有组分A、B和/或C，那么所述组合物可含有：仅A；仅B；仅C；A和B的组合；A和C的组合；B和C的组合；或A、B和C的组合。
实例
进行若干试验，其中填充有面条与酱汁的组合的密封托盘在如本文中所描述的实验室规模的系统中在微波加热下进行加热。微波加热系统包含热化区、微波加热区、保温区和冷却区，其都基本上填充有净化水。微波加热区包含一对相对的微波发射器，其各自具有三个开口且以与图15和16中所展示类似的方式进行配置。每一发射口的宽度(较长尺寸)平行于微波加热区中的载体的长度对准。外部开口中的每一个的在图16中展示为d1和d3的深度是3.5英寸，且中部开口的在图16中展示为d2的深度是3.0英寸。安置于至少部分地形成开口中的每一个的发射器内的两个隔板中的每一个具有0.625英寸的宽度。
由多层聚丙烯形成的具有不同大小和形状的容器填充有30重量％的蛋清意大利面与70重量％的芝士酱的组合或26重量％的芝士意大利粉与74重量％的红酱的组合。下文在表1中概述在加热试验期间使用的不同包装食物中的每一个的性质的概述。
表1：包装食物的概述
Figure BDA0002220161620000261
对于每一加热试验，单一类型的若干包装食物被装载到三个载体中的一个中，下文在表2中概述所述载体的尺寸和定向。装载到每一载体中的包装布置成嵌套式配置(例如，自顶向上、自上向下配置)且通过分隔器彼此间隔开。下文在表2中概述用于每一载体(载体A到C)中的分隔器的宽度，连同并排行中的邻近包装(CP到CP)的中心点之间的距离。另外，载体中的每一个利用金属板条作为将制品固持在货物容积内的上部和下部群组的支撑构件的一部分。
表2：载体尺寸的概述
Figure BDA0002220161620000262
一旦制品放置于载体中且固定，则所装载载体被引入到微波加热系统的热化区中。载体沿着传送线以在每秒2.5英寸到2.8英寸之间的平均速度移动，且热化区中的水的平均整体温度是在65℃与85℃之间。热化区中的每一所装载载体的总驻留时间是35分钟。
在于热化区中预加热之后，所装载载体被传递到微波加热区中。在一些试验中，微波加热区中的液体介质的温度在大约121℃保持大体恒定，而在其它试验中，准许温度波动且大体在约95℃到约125℃的范围内。微波加热区的压力比液体介质的环境压力高50psig。在加热步骤期间，每一载体经受具体的加热概况，其包含使载体经过微波发射器总共四次并在每一经过期间从发射器释放预定量的微波能量。在每一经过之间准许约6秒的有效停留时间。下文在表3a和3b中提供用于这些进程中的每一个的特定加热概况的概述。
在经过加热之后，制品保持浸没在具有在约121℃与约125℃之间的平均整体温度的加热液体中持续一段保温时间。总保温时间在10分钟到15.5分钟的范围内。在保温步骤之后，载体被传递到加压的骤冷区，其中所述制品通过接触具有在35℃与40℃之间的平均整体温度的水来冷却。冷却区的压力比水的环境压力高50psig。
在从骤冷区移出后，制品从载体移出且针对在各种位置中的若干制品测量微生物致死性(F0)。举例来说，在制品的于加热进程期间达到最高温度的部分处测量一些制品的微生物致死性，而在制品的于加热进程期间达到最低温度的部分处测量其它制品的微生物致死性。在冷点处测量的F0值(最小F0)提供关于由给定进程中的制品展现的最小微生物致死性的信息，而在热点处测量的F0值(最大F0)指示可由相同进程中的制品实现的最大致死性(其可指示过度处理)。在所测量的最热的热点处确定的最大F0与在所测量的最冷的冷点处确定的最小F0的较小比率指示进程中的全部样品中的较均匀微生物致死性。
下文分别在表4到6中概述执行每一试验的具体条件的概述以及每一试验的结果。下文所提供的图19a到19c展示试验中的每一个中的每一包装的编号和相对位置。除表6中列出的包装以外，用于下文在表5中提供的每一包装的所测量微生物致死性在包装的冷点处测量。对于每一试验，在制品的热点处测量用于如图19a到19c中所展示及表6中所列出进行编号的包装的微生物致死性。表5中概述的最大F0与最小F0的比率被计算为针对给定试验测量的最高F0与最低F0的比率。
表3a:加热概况的概述
Figure BDA0002220161620000271
表3b：微波加热区中的水温的概述
Figure BDA0002220161620000281
表4：加热试验的条件的概述
表5：包装加热试验的结果
Figure BDA0002220161620000283
表6：热点位置的概述
试验 具有热点的包装 试验 具有热点的包装
1 1,2 7 9,10
2 1,2 8 9,10
3 1,9 9 2,14
4 1,9 10 1,14
5 1,9 11 1,2,9,10
6 1,9 12 1,2,9,10
上文所描述的本发明的优选形式仅用作说明，并且不应在限制性的意义上用于解释本发明的范围。在不脱离本发明的精神的情况下，本领域的技术人员可以容易地对上文阐述的示范性的一个实施例进行明显的修改。
本发明人特此声明，他们意图依赖于等同原则来确定和评估涉及未实质脱离所附权利要求书中阐述的本发明的字面范围但处于所述范围之外的任何设备的本发明的合理公平范围。

Claims (30)

1.一种用于加热多个制品的微波加热系统，所述微波加热系统包括：
至少一个载体，其包括：框架，所述框架由一对较长的间隔开的侧面构件和联接到所述侧面构件的相对端部并在所述侧面构件之间延伸的一对较短的间隔开的端部构件形成；和上部支撑构件及下部支撑构件，其联接到所述框架并在其间限定货物容积，其中所述货物容积配置成收纳一组所述制品；
传送线，其用于在行进方向上运输所述载体，其中所述载体的所述侧面构件配置成接合所述传送线；
微波发生器，其用于产生具有主要波长(λ)的微波能量；和
至少一个微波发射器，其用于朝向沿着所述传送线运输的所述载体中的所述制品引导所述微波能量的至少一部分，
其中所述微波发射器限定一个或多个发射口，其中所述发射口中的每一个具有宽度和深度，其中每一发射口的所述宽度大于其深度，其中所述微波发射器配置成使得每一发射口的所述宽度基本上平行于所述行进方向对准，且其中所述货物容积的宽度与每一发射口的所述深度的比率大于2.75:1。
2.根据权利要求1所述的微波加热系统，其中所述载体配置成在所述货物容积中将所述制品布置成至少两个间隔开的行，且其中所述货物容积的宽度与每一发射口的所述深度的比率不超过约4.2:1。
3.根据权利要求2所述的微波加热系统，其中所述载体配置成使得所述行沿着所述载体的长度在大体彼此平行的方向上延伸，使得邻近行中的所述制品沿着所述载体的宽度以并排配置彼此间隔开，其中邻近行中的当装载到所述载体中时的并排制品的中心点之间的距离与所述货物容积的宽度的比率至少是0.52:1。
4.根据权利要求2所述的微波加热系统，其中所述载体包括大体平行于所述侧面构件延伸的至少一个分隔器，所述分隔器用于将所述货物容积划分成至少两个并排隔室，所述至少两个并排隔室各自配置成收纳一行所述制品，其中每一隔室具有隔室宽度，且其中所述隔室宽度与每一发射口的所述深度的比率在从约1.90:1到约2.80:1的范围内。
5.根据权利要求2所述的微波加热系统，其中所述载体配置成收纳具有大体梯形形状的制品，使得所述制品的顶部比底部长且宽，其中所述行中的每一行中的所述制品中的至少两个布置成嵌套式配置，使得一个制品自顶向上定位且同一行中的邻近制品自上向下定位并且所述邻近制品的至少一部分水平地重叠。
6.根据权利要求5所述的微波加热系统，其中所述制品中的每一个具有长度和宽度，其中每一制品的所述长度与所述宽度的比率至少是1.01:1且不超过1.35:1。
7.根据权利要求1所述的微波加热系统，其中所述制品中的每一个具有长度和宽度，其中每一制品的所述宽度与每一发射口的所述深度的比率大于1.25:1，且其中每一制品的所述宽度与所述货物容积的宽度的比率至少是0.46:1。
8.根据权利要求1所述的微波加热系统，其中所述制品中的每一个具有长度和宽度，其中每一制品的所述宽度至少是2.75λ，且其中每一发射口的所述深度不超过0.625λ。
9.根据权利要求1所述的微波加热系统，其进一步包括用于收纳且加热所述制品的微波加热腔室，其中所述传送线配置成将所述制品运输通过所述微波加热腔室，其中所述微波加热腔室配置成至少部分地填充有液体介质，所述微波加热系统进一步包括用于将所述微波能量的至少一部分引导到所述微波加热腔室中的至少第一微波发射器和第二微波发射器，且进一步包括位于所述微波加热腔室上游的热化腔室，其中所述热化腔室配置成至少部分地填充有第二液体介质。
10.根据权利要求9所述的微波加热系统，其中所述第一微波发射器和所述第二微波发射器安置在所述微波加热腔室的相对侧上。
11.根据权利要求1所述的微波加热系统，其中所述微波加热系统配置成具有每分钟至少10个包装的总生产速率，且其中所述制品包括包装的医疗流体、医疗或牙科仪器或医药流体。
12.一种用于沿着微波加热系统的传送线运输多个制品的载体和制品系统，所述载体和制品系统包括：
框架，其配置成接合所述传送线；
上部支撑结构和下部支撑结构，其联接到所述框架并在其间限定货物容积；和
一组制品，其收纳在所述货物容积中，其中所述制品布置成至少两行，每一行沿着所述载体的长度延伸使得邻近行中的所述制品沿着所述载体的宽度以并排配置彼此间隔开，其中每一行中的所述制品中的至少两个布置成嵌套式配置，使得一个制品自顶向上定位且同一行中的邻近制品自上向下定位并且所述邻近制品的至少一部分水平地重叠，
其中邻近行中的并排制品的中心点之间的距离与所述货物容积的宽度的比率至少是0.52:1。
13.根据权利要求12所述的系统，其中邻近行中的并排制品的中心点之间的距离与所述货物容积的宽度的比率不超过约0.85:1。
14.根据权利要求12所述的系统，其中每一制品具有长度和宽度，其中每一制品的所述宽度与所述货物容积的宽度的比率至少是0.46:1。
15.根据权利要求12所述的系统，其中所述载体包括用于将所述货物容积划分成至少两个并排隔室的至少一个分隔器，所述至少两个并排隔室各自配置成收纳一行所述制品，其中每一制品的所述宽度与每一隔室的宽度的比率至少是0.70:1。
16.根据权利要求12所述的系统，其中所述制品中的每一个具有大体梯形形状，且其顶部比底部长且宽，其中所述行中的每一行包含每行至少4个制品，且其中所述行中的至少一行中的所述制品全部布置成嵌套式配置。
17.根据权利要求12所述的系统，其中所述框架包括一对间隔开的侧面构件、联接到所述侧面构件的相对端部并在所述相对端部之间延伸的一对间隔开的端部构件，其中所述上部支撑结构和下部支撑结构包括支撑构件的上部群组和下部群组，且支撑构件的所述上部群组和下部群组中的至少一个包括联接到所述端部构件并在所述端部构件之间延伸的多个基本上平行的板条，且其中所述制品包括包装的食物、医疗流体、医疗或牙科仪器或医药流体。
18.一种用于在微波加热系统中加热多个制品的方法，所述方法包括：
(a)产生具有主要波长(λ)的微波能量；
(b)将多个制品装载到载体中，其中所述制品中的每一个具有长度(L)和宽度(W)，其中所述宽度小于或等于所述长度，且其中每一制品的所述宽度至少是2.75λ；
(c)沿着传送线将所述装载的载体穿过一个或多个充液容器，其中所述制品在所述穿过的至少一部分期间浸没在液体介质中；
(d)在所述穿过的至少一部分期间，加热所述载体中的所述制品以提供经过加热的制品，其中所述加热的至少一部分使用通过一个或多个微波发射器释放到所述容器中的至少一个中的微波能量来执行，
其中在所述加热期间，所述制品中的每一个具有最热部分和最冷部分，且其中在所述加热期间，每一制品的所述最热部分的最高温度与其最冷部分的最低温度之间的差不超过15℃。
19.根据权利要求18所述的方法，其中步骤(d)的所述加热包括将所述载体中的所述制品穿过在保温腔室之前的微波加热腔室，其中在所述穿过所述保温腔室期间，所述制品中的每一个的所述最冷部分的温度维持在处于或高于指定最低温度持续一保温时段，其中所述保温腔室至少部分地填充有所述液体介质且所述制品在穿过所述保温腔室期间浸没在所述液体介质中，其中每一制品的所述最热部分的最高温度与其最冷部分的最低温度之间的差在所述加热期间不超过15℃。
20.根据权利要求18所述的方法，其中在步骤(d)的所述加热期间，所述载体中的所述制品的全部最热部分的最高温度与所述载体中的所述制品的全部最冷部分的最低温度之间的差不超过30℃。
21.根据权利要求18所述的方法，其中所述制品中的每一个的所述最热部分的温度在步骤(d)的所述加热期间不超过135℃，且其中每一制品的所述最热部分的最高温度与其最冷部分的最低温度之间的差在步骤(d)的所述加热期间不超过10℃。
22.根据权利要求18所述的方法，其中所述制品被消毒，且其中所述经过加热的制品中的每一个展现具有肉毒杆菌的至少1.5分钟的微生物致死性(Fo)，且其中所述载体中的所有经过加热的制品的最大微生物致死性与所述载体中的所有经过加热的制品的最小微生物致死性的比率不超过10:1。
23.根据权利要求18所述的方法，其中步骤(d)的所述加热包括将所述载体中的所述制品穿过微波加热腔室，其中所述微波加热腔室中的所述液体介质的平均整体温度不超过130℃，其中所述微波加热腔室中的所述液体介质的温度在步骤(d)的所述加热期间被控制在预定设定点的约10℃内。
24.根据权利要求18所述的方法，其中所述制品中的每一个具有大体梯形形状，且其顶部比底部长且宽，且其中每一制品的所述长度与所述宽度的比率(L:W)至少是1:1且不超过1.35:1。
25.根据权利要求18所述的方法，其中所述载体限定用于收纳装载到所述载体中的所述制品并固持所述制品的货物容积，其中所述微波发射器限定一个或多个发射口，所述发射口各自具有宽度和深度，其中每一发射口的所述宽度大于其深度，其中所述微波发射器配置成使得每一发射口的所述宽度基本上平行于所述行进方向对准，其中所述货物容积的宽度与每一发射口的所述深度的比率大于2.75:1，且其中每一制品的所述宽度与每一发射口的所述深度的比率大于1.25:1。
26.根据权利要求18所述的方法，其中所述装载包含将所述制品布置在所述载体的货物容积内，且其中所述制品在所述货物容积中布置成至少两个间隔开的行。
27.根据权利要求26所述的方法，其中所述制品布置成至少4个间隔开的行。
28.根据权利要求26所述的方法，其中所述载体包括用于沿着所述载体的宽度将所述货物容积划分成至少两个并排隔室的至少一个分隔器，其中所述隔室中的每一个配置成收纳一行所述制品，其中每一隔室具有隔室宽度，且其中所述隔室宽度与每一发射口的所述深度的比率大于1.90:1。
29.根据权利要求18所述的方法，其中所述引导包含通过两个或多于两个微波发射器将所述微波能量的至少一部分释放到所述微波加热腔室中，其中所述微波发射器中的每一个以至少5kW且不超过25kW的速率发射微波能量。
30.根据权利要求18所述的方法，其中步骤(c)的所述穿过包含在所述运用微波能量加热所述制品之前将所装载载体穿过热化腔室，其中所述热化腔室至少部分地填充有所述液体介质，且其中步骤(d)的所述加热包含在所述热化腔室中预加热所述载体中的所述制品，其中所述热化腔室中的所述液体介质的平均整体温度在从50℃到90℃的范围内，且其中所述制品包括包装食物、液体、医疗流体、医药流体、医疗仪器或牙科仪器。
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