CN1525928A - 用于在微波炉中加热食品的水蒸气发生装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水蒸气发生装置，特别是涉及一种可以配备在一个包装中可用微波加热或蒸煮食品的包装。所述装置由一种包装特别是一个小袋构成，该小袋由至少局部水蒸气可透过的多孔材料制成，该小袋中包括能够迅速吸收微波的凝胶，所述凝胶中至少每十份重量的水含有一份重量的与其干燥形式对应的水状胶体。

Description

用于在微波炉中加热食品的水蒸气发生装置

技术领域

本发明涉及一种水蒸气发生装置，尤其是想引进一种用微波炉加热或烹煮食品的包装。

背景技术

由于微波炉在市场上已有销售，消费者已经购买了很多，且现在多数人家里都有微波炉。

微波炉基本的优点是：由于食品的内层直接吸收辐射的电磁能，且不需要反应时间升高炉温就可立即由食品内层吸收这种能量，因而它们可以非常快捷的烹煮或重热食品。

然而，由于温度区域与电磁区域间的相互作用以及炉腔、放入的食品以及发生器的影响，造成控制被微波加热的环境中的温度断面(thermalprofile)是很复杂的；因此，微波炉加热实际上不能获得与传统炉中的烹煮质量相媲美的品质。

在传统类型的炉中，温度升高是由红外线辐射现象、传导、对流以及所加热食物表层吸收的热能向其内层扩散引起的。

这些热转移通常很慢(尽管可通过液体中存在的对流来加速它们)，因而加热食品也慢但很均匀。

另一方面，由于速度的关系，微波加热致使受热不均匀，受热不均匀是由所加热的食品中能量散失和吸收分布不均匀而引起的，并且这种受热不均匀不能通过在加热期间热扩散来补偿。

这就造成了两方面的重大缺点。

第一个缺点与热源是由食品自身构成有关；因而食品内层比其表面受热更多，结果食品的中心部分经常过热且干燥。

第二个缺点与电磁波的不均匀分布导致存在“热”点和“冷”点有关，“热”点和“冷”点的分布是不定的，它取决于炉(炉腔大小，结构以及辐射件的定位等)和所加热的食品(成份，温度，形状，体积，包装，在炉中的位置等)。

所加热的食品、炉腔和发生器间的连接现象也可引起微波炉加热的不稳定性。

食品可有效吸收的能量取决于食品和炉腔所组成的组件所相当的负载，这影响到向着发生器的反射波和发生器所发射出的能量。

在加热期间所述负载会变化，因而在整个加热过程中所加热的食品吸收的能量也不是固定不变的。

而且，由于整个受热食品中的热梯度反向，所以微波的热特性与传统的热特性不同，所述梯度的反向带来了水迁移方面的反向；由于现在是食品加热炉子，所以水总是很难蒸发，结果食品的外表面还潮湿，而内部已经干燥。

为了克服这些缺陷，提高微波加热的品质和效率，专业技术人员已经试图在不降低加热过程速度的同时，将大部分的辐射电磁能转变成热能。

众所周知，由于湿食品电容率高，它们是很好的能量对流器。

但是，由于水的汽化，在含有很多水分的食品的中心处电磁能快速转化成热能常常发生很大的变性并且改变了食品的结构，尤其是对食品的一致性有着不利影响的变化。

为了在不改变所加热的食品结构的情况下产生水蒸气，已经提出将另外的水蒸气引入炉腔中，尤其是通过在其中放置一杯水；杯中的水可以吸收发生器发出的电磁波，并将其转化成水蒸气，水蒸气可将接收到的能量转移给放在炉中的食品。

然而，当工业制造商为了销售而将食品包装提供给消费者时，食品必须直接在包装中被加热，此时就不能以上述方式将水引入微波炉的腔室中。

现在许多食品都是在独立包装中出售的，尤其是包装部分局部是由塑料薄膜做成的，且要直接放在微波炉中加热；越来越多的消费者购买以这种方式包装的食品。

为了解决这个问题，已经提出将食品包装在半刚性的容器中，该半刚性容器是用塑料薄膜封闭，且具有双底部(double base)，该双底部限定一个润湿腔，润湿腔通过穿孔与食品连通并包含一浸有水份的垫。

虽然它具有明显的优点，但这种类型的包装由于存在浸有水份的垫而带来很多缺点，它们是：

-它不适用于完全由柔软的塑料薄膜制成的包装，而只适用于由半刚性容器构成的包装，

-必须改变容器以将垫放入其中(增加双底及将垫放置在由所述双底部限定的润湿腔中)；

-所述垫必须在容器的生产过程中放入；

-所述垫仅能吸收有限量的水份。

发明内容

本发明的目的是通过提供一种水蒸气发生装置来克服这些缺陷，该装置可在食品被包装时引入任何类型包装中，同时它能盛放大量的水，这些水可通过简单的加热操作就能以水蒸气的形式释放出去。

该装置的特征在于它由一种包装尤其是小袋(sachet)构成，所述包装由至少局部多孔水蒸气可透过的材料制成，其中包含能够快速吸收微波的凝胶，所述凝胶中至少每十份重量的水含有一份与其干燥形式对应的水状胶体。

专业技术人员已经知道，特别是在C and R DUVAL所著的“Dictionnaire de la chinmie et de ses applications”(化学词典及其应用)已经提及凝胶是一种由特定的胶状悬浮体组成的粘弹性物质。

在本说明书的范围内，水状胶体通常可理解成该类凝胶的干燥形式。

因此水状胶体能够以凝胶的形式保持大量的水份并将水份随着微波产生的热以水蒸气的形式释放出去。

本发明的另一特征是，凝胶的粘度至少是2到3×10^-1Pa·s。

应能理解凝胶的形态是由物理反应产生的，这种物理反应使水份保持在由水状胶体分子构成的三元晶格的中心。

结果，水不能自由移动，因而被保留了下来，换句话说，被三元晶格给“遮蔽”了。

这种现象与简单的吸收有实质上的区别，通过这种简单吸收水份被浸入类似于吸水纸的垫子中，并在小的压力作用下释放出来。

根据本发明，有利的是可在凝胶的中心选择水状胶体的浓度，以尽可能的远离饱和极限，并尽可能避免盐析，因而提高保水能力。

应能理解根据本发明的装置，如果特别适合于微波炉加热或者烹煮，则该装置也可引入用热炉来加热食品的包装中。

根据本发明的第一种变型，水状胶体可从如藻酸盐(alginates)，角叉菜胶(carraghenanes)或者瓜耳树胶的天然分子中选择。

根据本发明的第二种变型，水状胶体可从如羧甲基纤维素或乙基纤维素的纤维素衍生物中选择。

根据本发明的第三种变型，水状胶体可从合成高吸水剂中选择如聚丙烯酸盐。聚丙烯酸盐至少可比吸水纸多吸收七倍以上的水，所吸收的水重高达其自身重量的至少约50倍。

本发明所用的高吸水剂相当于交联化合物，该交联化合物具有在一微米至几毫米之间的可变粒度。

当使用天然水状胶体时，尤其当包装食品可用的水质是有疑问的并可能损害消费者的信任时，则如果必要，为了形成凝胶而加入这种水状胶体的水可以是泉水。

而且，如果必要并在不超出本发明范围的情况下，这种水可加入辅助成份，如香水，芳香剂或天然挥发性提取物，这对食品的香味或者食品的保藏(抑菌的或抑制真菌的；香精油或油硬脂)或对消费者的健康有着有利影响。

当然，放在小袋中的凝胶量取决于具体情形中所需的水蒸气的多少与产生水蒸气所需的时间长短。

根据本发明，小袋的孔隙率必须在微波作用下足以快速的排出产生的水蒸气，而没有破裂小袋的危险。

为此，孔隙率使用Bendtsen孔隙率计量通常必须多于1500毫升/分钟。

另外，需要确保形成小袋的材料能耐住由微波辐射加热凝胶所引起的温度升高。

根据本发明，通过举例的方式，这种材料可由无纺织物材料构成，尤其是由基于聚乙烯或者优选是聚丙烯的无纺织物材料构成。

在无纺织物聚丙烯膜或者非亲水膜的情况下，可用额外的可与食品接触的表面活性剂物质来处理这种材料，以使得膜变成亲水的和加速水的转移，表面活性剂物质尤其是硅树脂衍生物系列，如聚二甲基硅氧烷。

根据本发明，有利的是在水蒸气产生之后，水蒸气发生装置能够再吸收冷却期间形成的冷凝水和以及微波炉所加工的食品所产生的流出物。

为此，小袋并不一定必须是水密的以及自身不必具有吸水特性。

在这种情况下，采用适于与食品接触的水状胶体尤其是高吸水剂如聚丙烯酸盐是适合的。

根据本发明的另一特征，为了优化冷凝水和流出物的再吸收，小袋可包括亲水材料的外膜。

举个例子，小袋可以由层压到多孔薄膜的纸制成其自身与纸结合在一起，纸处于小袋的外层。

根据本发明的一个特别有利的特征，小袋也可以由一个复合物制成，复合物由多孔非亲水性材料的外表面与亲水性材料的内表面构成并且复合物自身结合在一起，亲水性材料由无纺织材料构成。

这种结构的优点是使得制造出的小袋外表面更不易于因接触食品而污染。

而且，所述非亲水性材料可以是透明的并可印制在其与亲水性材料相接触的内表面。

具体实施方式

通过第一个示例，已经发现下述小袋能在微波炉(750瓦)中持续5分钟以每分钟约5升的速度释放水蒸气，该小袋为120mm×80mm，由30克/米²的纸层压到自身热密封的多孔聚丙烯薄膜上制成，且它还含有2克的由聚丙烯酸钠构成的高吸水剂与20克的水。

在微波加热的作用下几乎散失了其所有的水份之后，这种类型的小袋能够再吸收高达60克的冷凝水与流出物。

通过第二个示例，已经发现，所述小袋接触水时通过由聚丙烯制成的薄片在几秒内至少能吸收40克的水，该小袋为80mm×80mm，由两个在边缘热密封连接在一起的薄片构成，也就是说，其中一片材料是水蒸汽不可透过的材料，该材料被一层可接合到其内表面上的聚丙烯覆盖，另一片材料是75g/m²的聚丙烯无纺织物材料，在小袋中包含1.5克由聚丙烯酸钠构成的高吸水剂。

这么多量的水例如，可用微波加热来排出。

第三个示例中，已经发现下述小袋接触热水时在几十秒内至少能吸收40克的水，该小袋80mm×80mm，由自身结合在一起的复合物制成，该复合物由层压到一聚丙烯无纺织材料内表面上的多孔聚乙烯外表面构成，小袋内包含1.5克由聚丙烯酸钠构成的高吸水剂。

该数量的水例如，可用微波加热来排出。

第四个示例中，已经测定了本发明水蒸气发生装置的保持能力。

为此，80mm×80mm的小袋由下述复合物制成，该复合物自身结合在一起，且由多孔的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)的外表面和PET/聚乙烯(PE)无纺织亲水材料的内表面构成，PET/聚乙烯(PE)本身由短纤维构成，并包括两种组分(PET位于中心聚乙烯PE位于表面)，通过热粘合将它们相互连接在一起以形成35克/米²的纤维网。

聚对苯二甲酸乙二酯的多孔外部膜印制在与层压无纺织材料接触的表面上。

将20克水引入以这种方式生产的小袋，发现小袋除了自身重力外无约束的一滴一滴地渗漏。

将这种类型的小袋放置在1千克的载荷下，几秒钟后发现小袋被排空。

然后将1.5克由聚丙烯酸钠组成的高吸水剂放入同一个小袋中。

发现这种类型的小袋在60℃时十秒内可以吸收40克的热水，17秒内可吸收60克的热水。

已发现含有60克水和1.5克高吸水剂的小袋不会渗漏且完全保持干燥。

但是，当把小袋放置在1.15千克的载荷下时，在PET的穿孔区域内形成微滴水。

同时发现甚至当将其放置在1.15千克载荷下和1.9千克和3.8千克载荷下时，含有40克水和1.5克高吸水剂的小袋不会渗漏且完全保持干燥。

另一方面，当将小袋放置在5.3千克的载荷下时，小袋变湿，当将其放置在20千克下时，就会在PET的多孔区域形成微滴水。

本发明还涉及一种用微波加热或烹煮食品的包装，特征在于它包括食品和上述类型的水蒸气发生装置。

当然，这种包装可以是任何类型的，在不超出本发明范围的情况下可以是由刚性或者半刚性材料的容器构成。

根据本发明一个特别有利的特征，这种包装由薄膜构成，薄膜优选是热可收缩的(thermoretractable).

本发明的另一特征是，薄膜是由微波可透射的塑料材料制成。

当将这种类型的由热可收缩薄膜制成的包装放入微波炉中时，电磁辐射造成了其中的压力大幅度升高。

这种升高一方面是由产生的水蒸气引起的，另一方面，是由薄膜收缩引起的体积减小带来的。

这种升高造成了水蒸气温度和水蒸气的热效率的升高，因而使得产生了一种“压力蒸煮”效果。

也可以将阀或者卸压装置装配到包装中，以避免包装在过高的压力下破裂。

应能理解，在这种情况下，含有凝胶的小袋的孔隙率可以减少到每分钟约10至50毫升(使用Bendtsen孔隙率计测量)：带食品的包装体积减小造成了包装内压力的急剧升高，这补偿了小袋的内部压力，并因而避免了小袋的破裂。

应能理解本发明的包装具有广泛的用途，尤其是不仅可用微波炉而且可用热炉等来烫漂、预煮或蒸煮水果或鲜蔬菜，或者谷类食品及预制备食物，及再加热冷冻食品。

应当知道现在商业上可用的微波炉具有两种不同的频率。

家用微波炉的频率是2450兆赫，而工业用微波炉的频率是915兆赫。

在食品工业中实施解冻(回火)工艺所用的微波炉具有更大的穿透性。

然而，没有特别授权不能使有它们。

本发明的另一优点与它使得如解冻大块食品的操作可以用通常的家用炉来完成，这以前只能用工业炉来完成。

Claims (15)

1.水蒸气发生装置，尤其是设置用于加热或烹煮食品的包装中，这种加热特别是微波加热，特征在于：

它由一种包装尤其是小袋构成，所述小袋至少局部由水蒸气可透过的多孔材料制成，小袋中包含能够快速吸收微波的凝胶，所述凝胶中至少每十份重量的水含有一份重量的与其干燥形式对应的水状胶体。

2.根据权利要求1所述的装置，特征在于

所述凝胶的粘度至少是2至3 10^-1Pa·s。

3.根据权利要求1或2所述的装置，特征在于

所述水状胶体是从如藻酸盐，角叉菜胶或者瓜耳树胶的天然分子中选择。

4.根据权利要求1或2所述的装置，特征在于

所述水状胶体是从纤维素衍生物如羧甲基纤维素或乙烷基纤维素中选择。

5.根据权利要求1或2所述的装置，特征在于

所述水状胶体是从合成高吸水剂如聚丙烯酸盐中选择。

6.根据权利要求1至5中任一个所述的装置，特征在于

所述小袋是由无纺织材料，尤其是基于聚乙烯或者聚丙烯的无纺织材料构成。

7.根据权利要求1至5中任一个所述的装置，特征在于

所述小袋包括亲水材料的外部膜。

8.根据权利要求7所述的装置，特征在于

所述小袋由一个层压到多孔薄膜上的纸制成，所述多孔薄膜自身结合在一起，所述纸处于所述小袋的外部。

9.根据权利要求1至5中任一个所述的装置，特征在于

所述小袋是由自身结合在一起的复合物制成的，所述复合物由多孔非亲水材料的外表面与亲水材料的内表面构成。

10.根据权利要求9所述的装置，特征在于

所述亲水材料是由无纺织材料构成的。

11.根据权利要求1至4中任一个所述的装置，特征在于

所述用来组成凝胶的水是泉水。

12.根据权利要求1至5中任一个所述的装置，特征在于

所述用来组成凝胶的水可以添加组分，如香水、芳香剂和/或天然挥发性提取物。

13.用于加热或烹煮食品的包装，特别是用微波加热，特征在于

所述包装包括食品与权利要求1至12任一个所述的水蒸气发生装置。

14.根据权利要求13所述的包装，特征在于

所述包装由薄膜构成，所述薄膜优选是热可收缩的。

15.根据权利要求14所述的包装，特征在于

所述薄膜是由微波可透射的塑料材料制成。