DE3878168T2

DE3878168T2 - Mikrowellenheizung.

Info

Publication number: DE3878168T2
Application number: DE8888310658T
Authority: DE
Inventors: Richard Mackay Keefer
Original assignee: Alcan International Ltd Canada
Current assignee: Rio Tinto Alcan International Ltd
Priority date: 1987-11-18
Filing date: 1988-11-11
Publication date: 1993-05-27
Anticipated expiration: 2008-11-12
Also published as: JP2925149B2; AU2563588A; DE3878168D1; JPH01148211A; EP0317203A1; DK641788D0; CA1313231C; NZ226871A; ATE85489T1; EP0317203B1; ES2037241T3; US5079397A; AU612726B2; DK641788A; ZA888431B

Description

Verbesserungen beim Mikrowellen-Erwärmen

Die vorliegende Erfindung betrifft Aufnehmer, die durch eine gleichmäßigere oder modifizierte Wärmeverteilung gekennzeichnet sind, wenn sie im Zusammenhang mit Nahrungsmitteln oder anderen zu erwärmenden Stoffen in einem Mikrowellenofen verwendet werden. Ein Aufnehmer ist eine Struktur, die Mikrowellenenergie absorbiert, im Gegensatz zu Strukturen, die eine derartige Energie transmittieren oder reflektieren.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung kann ein Aufnehmer die Form einer Platte annehmen, die benachbart zu einem Körper aus zu erwärmendem Material angeordnet ist, oder die Form eines Teils eines Behälters für das Material, beispielsweise der Boden des Behälters oder ein Deckel für den Behälter oder die Form eines wiederverwendbaren Gerätes, beispielsweise eines Brünierungs-Tiegels oder dergleichen. Obwohl das zu erwärmende oder zu kochende Material vorwiegend ein Nahrungsmittel sein wird, ist die vorliegende Erfindung nicht auf das Erwärmen oder Kochen von Nahrungsmitteln beschränkt.
Herkömmliche Behälter besitzen gleichmäßige Boden- und Seitenwände. Wenn sie gefüllt werden, arbeiten sie als Resonanzeinrichtungen und fördern selbst die Ausbreitung eines Grundresonanzmodus von Mikrowellenenergie. Eine Mikrowellenenergie in dem Ofen wird in den das Material aufnehmenden Behälter beispielsweise über das Oberteil des Behälters eingekoppelt und breitet sich innerhalb des Behälters aus. Die Energie der Mikrowellen verteilt sich in dem verlustbehafteten Material oder Nahrungsmittel und wird in Wärmeenergie umgewandelt, die das Material oder Nahrungsmittel erwärmt oder kocht. Im allgemeinen begrenzen die Randwertbedingungen des Körpers aus dem Material die Mikrowellenenergie auf einen Grundmodus. Jedoch können andere Moden innerhalb des Behälters existieren, jedoch mit Amplituden, die nur wenig Energie enthalten. In typischen Behältern haben thermische Abbildungsmessungen gezeigt, daß die Ausbreitung der Mikrowellenenergie in den entsprechenden Grundmoden lokalisierte Bereiche mit hoher Energie und somit hoher Erwärmung erzeugt, während sie gleichzeitig Bereiche mit niedriger Energie und somit niedriger Erwärmung erzeugt. Bei den meisten Körpern aus zu erwärmendem Material wird eine große Erwärmung in einem ringförmigen Bereich in der Nähe des Umfangs mit niedriger Energieerwärmung in dem mittleren Bereich beobachtet. Ein derartiges Muster weist deutlich auf die Ausbreitung eines Grundmodus hin.
Ein weiterer Aspekt im Stand der Technik, der für die vorliegende Erfindung relevant ist, liegt darin, daß die Aufnehmer selbst, die gewöhnlicherweise aus verlustbehafteten Materialien hergestellt sind, beispielsweise aus Materialien, die beträchtliche Mikrowellen-Energiebeträge absorbieren und somit erwärmt werden. Derartige verlustbehaftete Materialien sind gewöhlicherweise in den Böden von wiederverwendbaren Geräten, beispielsweise um Brünierungspfannen und dergleichen zu bilden, eingelegt worden.
Die US 3 302 632 beschreibt einen Behälter mit mehreren Zwischenräumen, in die Aufnehmer mit jeweils verschiedener Wärmekapazität in jeweiligen Zwischenräumen vorgesehen sind, so daß Nahrungsmittel, die verschiedene Erwärmungsgrade erfordern, gleichzeitig erwärmt werden können.
Die herkömmlichen Aufnehmer sind ausgelegt worden, um selbst erwärmt zu werden und um dann die Wärme an das Nahrungsmittel durch Strahlung oder durch Wärmeleitung oder Konvektion abzugeben, anstelle die Mikrowellenenergie-Absorptionseigenschaften des Körpers aus Nahrungsmittel zu modifizieren.
Jedoch sind in der Vergangenheit Probleme aufgetreten, um in geeigneter Weise ein gleichmäßiges Erwärmen in einem derartigen Aufnehmer und somit an einer Nahrungsmittel-Oberfläche zu erreichen.
Die vorliegende Erfindung beabsichtigt diesbezüglich, Verbesserungen zu schaffen, insbesondere, um eine gleichmäßigere oder andere gewünschte Wärmeverteilung in einem Aufnehmer und somit an einer benachbart liegenden Nahrungsmittel- (oder anderem Material) oberfläche zu schaffen.
Entsprechend einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein System geschaffen, um die Gleichförmigkeit eines Erwärmens eines Körpers aus einem Material innerhalb eines Mikrowellenofens zu verbessern, umfassend:
einen Körper aus durch Mikrowellenenergie zu erwärmendem Material und einem in der Nähe oder benachbart zu dem Körper angeordneten Aufnehmer, um an den Körper Wärme zu übertragen, die in dem Aufnehmer erzeugt wird, wobei der Aufnehmer eine Platte mit wenigstens zwei Bereichen einer verlustbehafteten Substanz umfaßt, wobei jeder derartige Bereich ausgelegt ist, um mit Mikrowellenenergie in Verbindung gebracht zu werden und sie zu absorbieren, um Wärme zu erzeugen, wobei ein derartiger Bereich einen Verlustfaktor besitzt, der sich von dem anderen derartigen Bereich unterscheidet, wobei das System dadurch gekennzeichnet ist, daß die Bereiche benachbart zueinander liegen, um dadurch eine stufenartige Verlustdiskontinuität zwischen ihnen zu schaffen, wobei keine Zwischenwände zwischen den Bereichen vorgesehen sind, daß der Körper bezüglich des Aufnehmers positioniert ist, um von ihm Wärme zu empfangen und um sich über die Diskontinuität zu erstrecken und daß die Diskontinuität mit dem Körper dazu dient, in dem Körper ein modifiziertes Mikrowellen-Feldmuster zu erzeugen, um dadurch die Gleichförmigkeit einer Gesamterwärmung des Körpers durch den kombinierten Effekt des Aufnehmers und der in dem Körper in Wärme umgewandelten Mikrowellenenergie zu verbessern.
Entsprechend einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Verbessern der Gleichförmigkeit eines Erwärmens innerhalb eines Körpers aus einem Material, das innerhalb eines Mikrowellenofens erwärmt wird, zu verbessern, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:
Anordnen eines Körpers in der Nähe oder benachbart zu einem Aufnehmer, um an den Körper in dem Aufnehmer erzeugte Körperwärme zu übertragen, wobei der Aufnehmer eine Platte mit wenigstens zwei Bereichen einer verlustbehafteten Substanz umfaßt, wobei ein derartiger Bereich einen Verlustfaktor für Mikrowellenstrahlung besitzt, der sich von demjenigen des anderen derartigen Bereiches unterscheidet, wobei die zwei Bereiche benachbart zueinander angeordnet sind, um eine stufenartige Verlustdiskontinuität zwischen ihnen zu schaffen, wobei keine Zwischenwände zwischen den Bereichen vorgesehen sind, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß der Körper so angeordnet wird, daß er sich über die Diskontinuität erstreckt und dadurch, daß sowohl der Körper als auch der Aufnehmer einer Mirkowellenenergie ausgesetzt werden, um zu bewirken, daß die zwei Bereiche des Aufnehmers mit einer Mikrowellenenergie koppeln und sie mit unterschiedlichen Graden absorbieren und um zu bewirken, daß der Körper und die stufenartige Diskontinuität in dem Aufnehmer zusammenarbeiten, um ein modifiziertes Mikrowellen-Feldmuster innerhalb des Körpers zu erzeugen oder zu verbessern, wobei die Gleichförmigkeit einer Gesamterwärmung des Körpers durch den kombinierten Effekt des Aufnehmers und der in dem Körper in Wärme umgewandelten Mikrowellenenergie verbessert wird.
Im Zusammenhang mit dieser Erfindung wird der Ausdruck "Verlustfaktor" bzw. "Verlusteigenschaft" verwendet, um auf diejenige Eigenschaft des betreffenden Materials des Aufnehmerbereichs hinzuweisen, wobei in die Aufnehmerbereiche eingekoppelte Energie absorbiert wird und das Material erwärmt. Mit anderen Worten bezieht sich der Ausdruck Verlustfaktor oder Verlusteigenschaft auf die Energie, die von ankommender Mikrowellenstrahlung extrahiert und als Wärme abgeleitet wird. Die Verlusteigenschaft bewirkt in diesem Zusammenhang, daß ein Teil der auf einen Körper einfallenden Mikrowellenstrahlung in Wärme umgewandelt wird. Die Erwärmungsrate gleicht der Energieextraktionsrate von der ankommenden Strahlung und hängt von dem Verlustgrad des Körpers ab. Jedoch können, wie im folgenden noch genauer erklärt wird, die Abmessungen so gewählt werden, daß die "Verluste" oder absorbierte Energie in Watt pro Einheitsfläche die gleiche sein kann wie zwischen den zwei Bereichen des Aufnehmers, während die "Verlust"-Eigenschaften zwischen jedem derartigen Bereich verschieden ist. Diese Verlusteigenschaft kann als Funktion des Oberflächenwiderstands einer leitenden Schicht betrachtet werden, wenn eine derartige Schicht verwendet wird, um den betreffenden Aufnehmerbereich zu bilden, oder als der äquivalente spezifischer Widerstand, wenn Materialien verwendet werden, um den Aufnehmerbereich zu bilden, in dem die Energie in einem derartigen Bereich mittels magnetischer oder dielektrischer Verluste eingekoppelt wird.
Die Erfindung beabsichtigt außerdem eine Verbesserung des Erwärmens des Großteils eines Körpers aus Nahrungsmittel (oder anderem Material), mit dem der Aufnehmer in Kontakt steht oder eng assoziiert ist.
In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung kann ein Aufnehmer die beiden Funktionen von (a) Absorbieren von Mirkowellenenergie, um selbst erwärmt zu werden und somit das Nahrungsmittel beispielsweise für einen Bräunungs- oder Backeffekt zu erwarmen und (b) Erzeugen und Verbessern eines modifizierten Feldmusters, beispielsweise durch Bildung von Moden höherer Ordnung von Mikrowellenenergie in dem Körper des Nahrungsmittels mit daraus folgenden Verbesserungen der Gleichförmigkeit des Mikrowellenerwärmens des Nahrungsmittels kombinieren.
Moden höherer Ordnung einer Mikrowellenenergie besitzen verschiedene Energiemuster. Wenn die Struktur so ausgelegt ist, um zu bewirken, daß wenigstens ein Mode höherer Ordnung von Mikrowellenenergie zusammen mit dem Grundmode, d.h. normalerweise (1,0) und (0,1) Moden in einem Rechtecksystem, existiert, kann ein gleichmäßigers Erwärmen erzielt werden, da die gesamte Mikrowellenenergie unter der Gesamtanzahl von Moden aufgeteilt wird. Als Folge davon hat eine Anordnung, die eine Ausbreitung mit mehreren Moden erzwingt, ein Nahrungsmittel zur Folge, das gleichmäßiger gekocht wird. Der Ausdruck "Vielfachmode" (bzw. "Multimode") in dieser Anwendung bedeutet einen Grundmode und wenigstens einen Mode höherer Ordnung. Falls aufgrund der Behältergemometrie oder als Folge der Art des Materials, das erwärmt wird, bereits Moden höherer Ordnung existieren, kann die Intensität dieser Moden erhöht werden.
Die vorliegende Erfindung kann diese Vielfachmode-Erzeugung und -Verstärkung mittels eines Aufnehmers erreichen, der die Randbedingungen des Körpers aus Nahrungsmittel oder anderem zu erwärmenden Materials oder eines Behälters, in dem das Nahrungsmittel aufgenommen ist, so andert, daß erzwungen wird, daß sich wenigstens ein Mode höherer Ordnung von Mikrowellenenergie ausbreitet.
Beim Berücksichtigen des Erwärmungseffekts von Moden höherer Ordnung, die innerhalb des Körpers aus Material existieren können oder nicht, ist es notwendig, gedanklich den Körper in Zellen zu unterteilen, wobei die Anzahl und Anordnung dieser Zellen von dem bestimmten in Betracht gezogenen Mode höherer Ordnung abhängt. Jede dieser Zellen verhält sich vom Standpunkt einer Mikrowellenenergieverteilung, als ob sie selbst ein getrennter Körper aus Material ist und somit eine Energieverteilung zeigt, die entlang der Kanten der Zelle hoch, aber in der Mitte niedrig ist. Aufgrund der physikalisch kleinen Abmessung dieser Zellen wird ein Wärmeaustausch zwischen benachbarten Zellen während eines Kochens verbessert und eine gleichmäßige Erwärmung des Materials resultiert. Jedoch existieren in einem normalen Behälter, d.h. in einem Behälter, der durch die vorliegende Erfindung nicht modifiziert ist, diese Moden höherer Ordnung überhaupt nicht oder falls sie existieren, besitzen sie keine ausreichende Stärke, um das Nahrungsmittel wesentlich zu erwärmen. Somit beruht der vorwiegende Erwärmungseffekt auf den Grundmoden, welches einen kalten Mittenbereich zur Folge hat.
In Anbetracht dieser Probleme ist es eine der Aufgaben der vorliegenden Erfindung, ein Erwärmen dieses kalten mittleren Bereichs zu verbessern. Dies kann in zweierlei Arten erreicht werden:
1) Durch Modifizieren des Mikrowellen-Feldmusters durch Vergrößern von Moden höherer Ordnung, die von Natur aus sowieso aufgrund der von der physikalischen Geometrie des Körpers aus Material oder seines Behälters vorgegeben Randbedingungen in jedem Falle existieren, aber nicht mit einer ausreichenden Intensität, um einen wesentlichen Erwärmungseffekt zu erzeugen, oder in einem Fall, bei dem derartige natürlichen Moden höherer Ordnung überhaupt nicht existieren (aufgrund der Gemometrie), um eine Ausbreitung derartiger Moden zu bewirken.
2) Überlagern oder "Erzwingen" auf das normale Feldmuster, das sich, wie oben ausgeführt, vorwiegend in einem Grundmode befindet, eines weiteren Feldmusters höherer Ordnung, dessen Eigenschaften in keinerlei Hinsicht von der Geometrie des Körpers aus Material oder des Behälters herrührt und dessen Energie in Richtung des geometrischen Mittelpunkts in der horizontalen Ebene gerichtet ist, die den Bereich darstellt, in dem die Erwärmung vergrößert werden muß.
In beiden obigen Fällen ist das Nettoergebnis das gleiche:
Der Körper aus einem Material kann rein gedanklich so betrachtet werden, als ob er in mehrere kleinere Bereiche unterteilt worden ist, wobei jeder von diesen ein Erwärmungsmuster ähnlich zu demjenigen eines Grundmodes, wie oben beschrieben besitzt. Weil die Bereiche nun physikalisch kleiner sind, besitzen normale Wärmeflußströme innerhalb des Nahrungsmittels ausreichend Zeit, während der relativ kurzen Mikrowellenkochperiode die Wärme gleichmäßig umzuverteilen und somit kalte Bereiche zu vermeiden. In der Praxis kann unter gewissen Bedingungen ein Erwärmen mit einem Mode höherer Ordnung aufgrund beider oben beschriebenen Mechanismen gleichzeitig stattfinden.
In der vorliegenden Erfindung können die Moden höherer Ordnung erzeugt und erhöht werden, indem ein Aufnehmer verwendet wird, da die Verlustdiskontinuität stufenartig ist. Diese Diskontinuität stört dann das elektrische Mikrowellenfeld, welches eine stufenartige Veränderung von elektrischer Feldintensität bewirkt, die wiederum die Erzeugung und Vergrößerung des Modes oder Moden höherer Ordnung zur Folge hat.
Während eine stufenartige Diskontinuität im Gegensatz zu einem allmählichen Übergang von einem Verlustbereich in einen anderen erforderlich ist, um die Erzeugung des Modes oder der Moden höherer Ordnung sicherzustellen, soll auch darauf hingewiesen werden, daß in der Praxis die verfügbaren Herstellungstechniken zur Folge haben können, daß ein geringer allmählicher Übergang von einer Verlusteigenschaft in die andere anstelle einer perfekten stufenartigen Kante existiert, und vorausgesetzt, daß diese Unzulänglichkeit im Vergleich mit den Gesamtabmessungen des Aufnehmers gering ist kann sie toleriert werden und es ist beabsichtigt, daß der Ausdruck "stufenartige Diskontinuität" im folgenden dementsprechend verstanden werden soll.
Eine Mikrowellenstrahlung, die auf die Grenzfläche zwischen zwei Medien einfällt, wird an dieser Grenzfläche reflektiert, wenn die Medien verschiedene Brechungsindizes oder Verlustfaktoren aufweisen. Der Reflektionsbetrag hängt von der Größe der Unterschiede der Brechungsindizes und Verlustfaktoren sowie von der Dicke des "zweiten" Mediums ab, in das die Strahlung gerichtet ist. Falls das zweite Medium eine infinitesimale Dicke besitzt, tritt keine Reflektion auf und eine Ausbreitung der Strahlung setzt sich ununterbrochen fort. Genauso tritt keine Reflektion an der Grenzfläche auf, wenn die Brechungsindizes und Verluste der Medien identisch sind. Brechungsindizes der Medien ändern sich mit der Quadratwurzel des Produktes ihrer dielektrischen Konstanten und magnetischen Permeabilitäten. Die elektrische Dicke des zweiten Mediums ist proportional ihrer physikalischen Dicke geteilt durch ihren Brechungsindex.
Eine Vorgehensweise, bei der Moden höherer Ordnung durch einen stufenartigen Unterschied einer elektrischen Dicke zwischen einem modifizierten Oberflächenbereich und einem oder mehreren benachbarten Bereichen erzeugt oder vergrößert werden können, ist in der europäischen Patentanmeldung Nr. 0271981 der Anmelderin beschrieben worden und die Anwendung einer Diskontinuität aus Verlusten entsprechend der vorliegenden Erfindung kann zusammen mit einem derartigen stufenartigen Unterschied von elektrischer Dicke für denselben Zweck verwendet werden.
Diese frühere Patentanmeldung der Anmelderin, auf die oben Bezug genommen wird, sowie die europäische Patentanmeldung Nr. 0246041 der Anmelderin, offenbaren Anordnungen, in denen die Moden höherer Ordnung durch eine physikalische Verschiebung eines modifizierten Oberflächenbereichs von benachbarten Oberflächenbereichen, beispielsweise eine abgestufte Struktur, die entweder in den Behälter hinein oder von dort nach außen hervorsteht, erzeugt und vergrößert werden und wieder kann die Anwendung einer Diskontinuität aus Verlusten entsprechend der vorliegenden Erfindung zusammen mit einer derartigen physikalischen Verschiebung für denselben Zweck verwendet werden.
Außerdem offenbart die europäische Patentanmeldung Nr. 0206811 der Anmelderin Anordnungen, bei denen Moden höherer Ordnung durch elektrisch leitende Platten oder durch Metallschichten mit darin vorgesehenen Öffnungen erzeugt oder vergrößert werden. Wiederum kann die Anwendung einer Verlustdiskontinuität entsprechend der vorliegenden Erfindung zusammen mit derartigen elektrisch leitenden Platten oder gelöcherten Schichten verwendet werden.
Diesbezüglich sind die Inhalte aller Patentanmeldungen der Anmelderin, auf die oben Bezug genomen wird, hiermit durch Bezugnahme eingebunden.
Eine Vielfachmode-Erzeugung basierend auf einer stufenartigen Verlustdiskontinuität kann, wie in anderen derartigen Anwendungen durch Berücksichtigung von Bereichen einer Oberfläche formuliert werden. Somit kann eine Erzeugung eines (3,3) Modes in einer rechteckförmigen Oberfläche gefördert werden, indem sie in gleiche "Zellen" unterteilt wird, wobei jede ein Drittel der Länge und Breite der Oberfläche mißt. Eine derartige Multimode-Erzeugung an der Oberfläche kann zu einer Verbesserung einer Erwärmungsgleichförmigkeit an der Oberfläche führen, ohne daß notwendigerweise eine entsprechende Verbesserung der Gleichförmigkeit eines Erwärmens des Hauptgebietes des Materials stattfindet, als Folge der unterschiedlichen Transmissions-Eigenschaften der stufenartigen diskontinuierlichen Bereiche.
Die Metallplatten oder glöcherten Schichten aus der Anmeldung Nr. 0206811 sind vorgesehen, um elektrische und strukturelle Integrität von der Minimierung von ohm'schen Verlusten abzuleiten. Nur bei einer Dicke von wenigen Zehntel Angström wird eine Metallschicht die gewünschte Übertragung einer Strahlung in ein benachbartes Nahrungsmittelmaterial unter Erzeugung von Verlusten vorsehen. Die Verlusteigenschaft oder Energieableitung hängt von der Fähigkeit eines elektrischen Feldes ab, in die Schicht einzudringen, so daß sich die durch die Schicht abgeleitete Energie mit dem Produkt einer Leitfähigkeit und der quadrierten Größe des elektrischen Feldes verändern wird. Während die Leitfähigkeit einer Aluminiumschicht hoch ist, sind elektrische Feldintensitäten typischerweise so gering, daß eine Energieableitung vernachlässigbar ist. Somit können die Metallplatten oder -schichten aus der Anmeldung Nr. 0206811 stufenartige Verlustdiskontinuitäten bereitstellen oder nicht.
Ein Aufnehmer entsprechend der vorliegenden Erfindung kann in der Nähe oder benachbart zu einer oder mehreren Oberflächen eines Nahrungsmittelartikels angeordnet sein. Wenn die gewünschte Bräunungs- oder Krustenbildung durch direkte Übertragung von Wärme an das Nahrungsmittel erhalten werden soll, sollte der Aufnehmer in engem Kontakt mit dem Nahrungsmittel stehen. Falls eine Modifikationen von Nahrungsmittel-Erwärmungsverteilungen zusammen mit einem Backeffekt aufgrund eines Erwärmens eines abgeschlossenen Luftraumes erwünscht ist, kann dann der Aufnehmer durch einen Luftspalt von dem Nahrungsmittel getrennt werden, so wie man es erhalten würde, wenn man es in einem wärmebeständigen Paket von sehr viel größerem Volumen als das enthaltene Nahrungsmittel anbringt.
Eine Veränderung von Verlusten kann durch Veränderung der Dicke einer verlustbehafteten Ablagerung auf einem wärmebeständigen Substrat erhalten werden oder durch Verändern des Volumenanteils einer verlustbehafteten Substanz, die innerhalb einer Wärmewiderstandsmatrix enthalten ist, unabhängig von der Tatsache, ob diese verlustbehaftete Substanz und Matrix zusammen eine Beschichtung umfassen, die wiederum auf ein wärmebeständiges Substrat angebracht ist, oder anstelle davon die gesamte Dicke der Struktur umfaßt. Wie oben beschrieben, können Bereiche der Oberflächen, über die diese stufenartigen Diskontinuitäten auftreten, wie in den obigen Patentanmeldungen der Anmelderin definiert werden, wobei abgestufte Bereiche vorzugsweise rechteckig für rechteckige Oberflächen oder Nahrungsmittelformen und rund, ringförmig, abschnittsweise oder abschnittsweise ringförmig für runde Oberflächen oder Nahrungsmittelformen sind. Diese Diskontinuitäten besitzen somit Geometrien, die entweder durch die Gesamtgeometrie der Oberfläche oder durch die Nahrungsmittelgestalt bestimmt sind und die sich auf die Oberflächengeometrie oder Nahrungsmittelgestalt über die Eigenschaften von Ähnlichkeit oder Konformität beziehen oder auf einem gemeinsamen Koordinatensystem basieren. Die Oberflächen der Strukturen können auch konturiert oder von sich ändernder Gesamtdicke sein, in Anlehnung an die Beschreibungen in den obigen Patentanmeldungen der Anmelderin, so daß auch nach innen gerichtete oder nach außen gerichtete Vorsprünge zu der Modifikation von Erwärmungsverteilung innerhalb eines benachbarten Nahrungsmittelartikels beitragen wird. Alternativ können die Oberflächen der Strukturen aufgrund ästhetischer Gründe konturiert werden, oder wegen Gründen, die sich auf die gewünschten Kocheffekte (beispielsweise Schlitze, die zum Abtropfen oder für die Belüftung vorgesehen sind) beziehen.
Die verlustbehafteten Substanzen, die in dem Aufnehmen dieser Erfindung eingebaut werden können, umfassen sind aber nicht beschränkt auf:
- dünn abgelagerte Metalle (beispielsweise Aluminium) oder Legierungen (beispielsweise Messing oder Kupfer), die in einer im wesentlichen kontinuierlichen Schicht mit einer Dicke von typischerweise weniger als 150 Å aufgebracht sind;
- widerstandsmäßige oder halbleitende Substanzen, wobei Beispiele für die ersteren schwarzer Kohlenstoff oder Graphitablagerungen und für die letzteren Silizium, Siliziumkarbid und Metalloxide und Sulfide sind;
- verlustbehaftete ferroelektrische Materialien, beispielsweise Barium oder Strontiumtitanat;
- verlustbehaftete ferromagnetische Materialien (beispielsweise Eisen oder Stahl) oder ferromagnetische Legierungen (rostfreier Stahl);
- verlustbehaftete ferrimagnetische Materialien, wie beispielsweise Ferrite; und
- Mischungen oder Dispersionen von irgendeinem der vorhergehenden Materialien in inaktiven Bindungsmitteln oder Matrizen, wie Tinten, Farben, Glasuren und dergleichen.
Die dünne Elementablagerungen können während einer gewöhnlichen Vakuumzerstäubung bzw. Vakuumsputtern aufgebracht werden, während eine Magnetron-Zerstäubung bzw. Sputtern bei der Aufbringung von Legierungen verwendet werden kann. Verlustbehaftete ferromagnetische, ferrimagnetische und ferroelektrische Materialien können bei Curie-Temperaturen gewählt werden, die eine Selbstbegrenzung eines Erwärmens über einen gewünschten Bereich von Temperaturen schaffen.
Eine besonders wirtschaftliche Konfiguration des gegenwärtigen Aufbaus besteht aus stufenartigem diskontinuierlichem verlustbehafteten Material, das auf einen temperturbeständigen Plastikfilm im Vakuum abgelagert oder gesputtert bzw. zerstäubt wird und mit wärmebeständigem Haftungsmittel an einer Papierunterlage angebracht wird. Sich stufenweise verändernde Ablagerungen können durch einen zweifachen Durchlauf oder durch eine Vakuumablagerung oder Sputtern in zwei Stationen gebildet werden, das die Bildung einer gleichförmigen Schicht in einem ersten Schritt enthält, der durch die Verwendung von Maskierungen gefolgt wird, um abgestufte Bereiche zu erhalten. Alternativ können stufenartig diskontinuierliche, verlustbehaftete Ablagerungen erhalten werden, indem nicht notwendigerweise identische verlustbehaftete Farben gedruckt werden.
Stufenartige diskontinuierliche, auf einem Schirm gedruckte Glasuren können bei der Herstellung von keramischem dauerhaften Kochgeschirr verwendet werden.
Damit die Erfindung besser verstanden wird, werden einige Ausführungsbeispiele davon im folgenden beispielhaft und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
In den Zeichnungen zeigt:
Fig. 1 eine Aufsicht auf einen Aufnehmer, der ein Teil eines Mikrowellenbehälters oder eine Wandkomponente oder Deckel dafür sein kann;
Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1;
Fig. 3 eine Variante von Fig. 2;
Fig. 4 eine Variante von Fig. 1;
Fig. 5 die Struktur aus Fig. 4 in dem Zustand, in dem sie mit einem zu erwärmenden Körper beladen ist;
Fig. 6 bis 8 jeweils eine Variante von Fig. 1;
Fig. 9 eine weitere praktische Verwendung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung; und
Fig. 10 bis 12 Querschnitte, die andere Ausführungsbeispiele der Erfindung darstellen.
Fig. 1 und 2 zeigen einen Aufnehmer in der Form einer Platte (10), beispielsweise der Bodenplatte eines kreisförmigen Behälters für Nahrungsmittel oder für einen anderen Körper aus einem zu erwärmenden Material in einem Mikrowellenofen, wobei eine derartige Platte in einen zentralen kreisförmigen Bereich 12 und einen am Umfang angeordneten ringförmigen Bereich 14 unterteilt ist. Diese Bereiche unterscheiden sich voneinander in ihrem Verlustgrad. Dieser Unterschied kann erhalten werden, indem auf beide Bereiche verlustbehaftete, beispielsweise Aluminiumbeschichtungen 16 und 18, aufgebracht werden, die sich in der Dicke unterscheiden, wie in einem übergroßen Maßstab in Fig. 2 oder 3 gezeigt. Fig. 2 zeigt die Beschichtung 16 auf dem zentralen Bereich 12 dünner als die Beschichtung 18 auf dem Umfangsbereich 14. Diese Differenz kann umgedreht werden, indem die umfangsmäßige Beschichtung 18, wie in Fig. 3 gezeigt, dünner gemacht wird.
Die in einer derartigen Beschichtung absorbierte Energie wird sich mit der Dicke ändern. Beispielsweise absorbieren extrem dünne Aluminiumbeschichtungen von beispielsweise 50 Å Mikrowellenergie, aber sie sind auch für halbdurchlässig für Mikrowellen, eine Tatsache, die eine gewisse Transmission von Mikrowellenenergie in ein benachbartes zu erwärmendes Material erlaubt. Wenn von diesen Beschichtungen reflektierte Energie destruktiv mit Energie interferiert, die von dem benachbarten Material reflektiert wird, kann dies eine verbesserte Kopplung von Mikrowellenenergie in dieses Material zur Folge haben. Da diese dünnen Beschichtungen Mikrowellenenergie übertragen, werden sie von nicht verschwindenden elektrischen Feldern durchdrungen und die von ihnen abgeleitete Energie wird durch das Produkt ihrer Leitfähigkeit mit dem Quadrat der Größe dieser elektrischen Felder oder alternativ durch das Produkt von elektrischen Feldern und induzierten Stromintensitäten in ihnen bestimmt. So wie sich die Beschichtungsdicken auf Zwischenwerte, beispielsweise 100 Å, erhöhen, werden die elektrischen Felder innerhalb der Beschichtungen abnehmen, während induzierte Stromintensitäten ansteigen werden. Wenn das Produkt von diesen verringerten elektrischen Feldern und erhöhten Stromintensitäten dem Produkt aus elektrischen Feldern und Stromintensitäten, die innerhalb den dünnen Beschichtungen auftreten, gleicht, kann ein ähnliches Erwärmen von diesen zwei verschiedenen Dicken erhalten werden. Für dickere Aluminiumbeschichtungen von beispielsweise 150 Å wird jedoch das Abnehmen von eindringenden elektrischen Feldern nicht mehr durch angestiegene Stromintensitäten ausgeglichen und eine niedrigere intensive Erwärmung resultiert. Bei diesen größeren Dicken tendieren die Beschichtungen dazu, reflektierend zu sein, eine Tatsache, die eine minimale Übertragung von Mikrowellenenergie durch sie an ein benachbartes zu erwärmendes Material schafft. Matrialien mit verschiedenen spezifischen Widerständen oder Verlusten, beispielsweise Kohlenstoff, werden verschiedene Dicken erfordern, um ähnliche Ergebnisse zu erhalten.
Es wird möglich sein, zwei verschiedene Dicken für die jeweiligen Beschichtungen 16, 18 zu wählen, die ausgelegt sind, um zu bewirken, daß sie im wesentlichen auf die gleiche Temperatur erwärmt werden, um so einen gleichmäßigen Bräunungseffekt zu schaffen, wenn sie in Kontakt mit einem Körper aus Nahrungsmittel sind oder einen gleichmäßigen Backeffekt, wenn sie von dem Nahrungsmittel beabstandet sind. Falls eine dünnere Beschichtung für die innere Beschichtung 16 (Fig. 2) und eine dickere Beschichtung für die äußere Beschichtung 18 gewählt wird, wird die innere Beschichtung 16 gegenüber Mikrowellenenergie transmissiver sein als die äußere Beschichtung 18. Während der Bräunungs- oder Backeffekt aufgrund der Tatsache, daß die absorbierte Energie gleich oder im wesentlichen gleich ist, gleichmäßig sein kann, wird der Mikrowellenenergiebetrag, der in dem Großteil des Körpers eintritt in dem Mittenabschnitt des Nahrungsmittels erhöht, eine Tatsache, die zum Erreichen einer gleichmäßigeren inneren Erwärmung des Nahrungsmittels wünschenswert ist. Der umgekehrte Effekt wird mit dem Ausführungsbeispiel aus Fig. 3 erreicht, nämlich eine ungleichmäßige Erwärmung des Hauptteils des Nahrungsmittels. Alternativ können die Beschichtungsdicken so gewählt werden, daß sich nur eine kleine oder keine Änderung auf den Erwärmungseffekt des Hauptteils ergibt.
Fig. 4 und 5 zeigen eine Abänderung aus Fig. 1 bis 3, wobei die stufenartige Verlustveränderung von dem Nahrungsmittelquerschnitt bestimmt wird. Der innere Bereich 20 einer quadratischen Platte 10b wird einen charakteristischen Verlust besitzen, beispielsweise eine Dicke, während der äußere Bereich 22 einen anderen charakteristischen Verlust besitzen wird, beispielsweise eine andere Dicke. Wie zuvor kann einer von beiden größer sein als der andere. Ein kreisförmiger Körper aus Nahrungsmittel 24 bildet einen ringförmigen Zwischenabschnitt, der einen weiteren stufenartigen Kontrast zu den Verlusten von Bereichen 20 und 22 schafft.
Fig. 6 bzw. 7 zeigen rechteckförmige Behälteroberflächen 30 und 40 mit Bereichen 31 und 41 mit einer Verlusteigenschaft und Bereiche 32 und 42 mit einer verschiedenen Verlusteigenschaft, wobei derartige Veränderungen aus Unterschieden der Dicke, wie zuvor erhalten werden oder von der verlustbehafteten Eigenschaft des Materials der Oberfläche selbst oder von Beschichtungen von verschiedener Dicke oder einer verschiedenen verlustbehafteten Eigenschaft. Die Oberfläche 30, in der der Bereich 31 die Gestalt eines Streifen annimmt, fördert die Erzeugung oder Vergrößerung von (3,N) Moden, während die Oberfläche 40, in der der Bereich 41 die Gestalt einer Insel annimmt, die Erzeugung oder Vergrößerung des (3,3) Modes fördert.
Fig. 8 zeigt das Konzept der vorliegenden Erfindung, angewendet auf einen zylindrischen Behälter 50, beispielsweise zum Aufnehmen eines Croissants oder eines anderen Nahrungsmittelproduktes, das in geeigneter Weise so ausgebildet ist. Der Behälter 50 besitzt einen zentralen am Umfang sitzenden Streifen 51 und ein Ende, wobei umfangsmäßge Streifen 52 jeweils verschiedene Verluste wie zuvor besitzen.
Fig. 9 zeigt eine praktische Anwendung der grundlegenden Anordnung aus Fig. 6, wobei eine Oberfläche 60 einen zentralen Streifen 61 mit einem unterschiedlichen Verlust im Vergleich zu den äußeren Streifen 62 besitzt, zum Zwecke eines Vergrößerns des Erwärmens der Zentralbereiche einer Zeile von Nahrungsmittelartikeln 73, beispielsweise Fischstäbchen.
Fig. 10 zeigt einen Querschnitt eines vergrößerten und übertriebenen Maßstabs eines Kartonsubstrates 70, auf den ein dünner wärmebeständiger Plastikfilm 71 mittels eines Haftungsmittels 72 befestigt ist. Die Schicht 71 trägt eine periphere verlustbehaftete Ablagerung 73 in seinem Mittenbereich sich eine zweite, dünnere verlustbehaftete Ablagerung 74 in der gleichen Art wie Fig. 2 befindet. Eine Schutzschicht 75, die sich zum Kontaktieren des Nahrungsmittels oder anderen zu erwärmendem Material eignet, überdeckt die Ablagerungen 73, 74.
Fig. 11 zeigt einen Behälter mit einem Substrat 81, einer ersten verhältnismäßig dünnen Ablagerung 82, die über den Boden und an geneigten Seitenwänden 83 des Behälters verläuft, mit einer zweiten dickeren Ablagerung 84, die die erste Ablagerung über den Boden und Seitenwandoberflächen außer einer zentralen dünneren Ablagerung 85 bedeckt und eine dritte noch dickere Ablagerung 86, die nur die Seitenwandbereiche der Ablagerung 84 bedeckt. Eine (nicht gezeigte) Schutzschicht kann je nach Erfordernis verwendet werden.
Die Beschichtungsdicke (oder der charakteristische Verlust) der Ablagerungen 73, 74 und 82, 84, 85 und 85 kann in irgendeiner gewünschten stufenartigen Beziehung variieren. Es sollte auch deutlich gemacht werden, daß stufenartige Diskontinuitäten aus einer einzelnen Substanz erhalten werden können oder aus einer Kombination von Materialien (beispielsweise eines davon verlustbehaftet in einem Leitfähigkeits-Sinn und das andere in einem magnetischen oder Leitfähigkeits-Sinn). Fig. 14 zeigt ein derartiges Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei auf eine Platte 10c Beschichtungen 90 und 91 mit derselben Dicke, aber unterschiedlichen Verlustfaktoren angebracht sind, mittels einer Differenz in dem Volumenanteil einer verlustbehafteten Substanz in einer wärmebeständigen Matrix.
Während durch eine stufenartige Verlustdiskontinuität eine Multimode-Erzeugung erhalten oder vergrößert werden kann, liegt die Hauptaufgabe eines Aufnehmers entsprechend der vorliegenden Erfindung darin, eine gleichmäßigere Wärmeverteilung oder irgendeine andere gewünschte Wärmeverteilung zum Bräunen, Braten oder Backen einer oder mehreren Nahrungsmitteloberflächen zu schaffen.
Die stufenartige Diskontinuität von Verlust darf die elektrische Dicke der Strukturen nicht beeinträchtigen, obwohl ein proportionaler Zusammenhang zwischen den dielektrischen und den magnetischen Verlusten bzw. der dielektrischen Konstanten und magnetischen Permeabilität bestehen kann.
Die folgenden Tests sind durchgeführt worden. Auf einer Schicht aus metallisierbarem Polyester wurden die jeweiligen Bereiche durch Sputtern mit hochreinem Aluminium beschichtet. Diese Bereiche waren entweder "dünn" (50 Å ± 5%) oder "dick" (100 Å ± 5%). Die beschichtete Polyesterschicht wurde dann klebend auf einem Kartonfundament angebracht. Wie oben erklärt, war die "dicke" Beschichtung mit höheren Verlusten behaftet als die "dünne" Beschichtung, aber beide besaßen eine wesentliche Verlusteigenschaft bzw. Verluste.
In jedem der Tests wurde eine Mischung aus 50% Wasser und 50% "Cream of Wheat" * (hergestellt von Nabisco Brands Ltd.) als die Beladung verwendet. In den Tests auf kreisförmigen Strukturen (Tests 1 bis 4) war das Gewicht der Belastung 60 g; in den Tests auf quadratischen Strukturen (Tests 5 und 6) war das Gewicht der Last 150 g.
Test "1" verglich drei Aufnehmer "A" und "B" und "C1". Aufnehmer "A" war ein kreisförmiger käuflich erhältlicher Aufnehmer mit 10 cm Durchmesser mit einem verlustbehafteten Material, das gleichmäßig über seine Oberfläche verteilt war. Aufnehmer "B" war ein ähnlicher kreisförmiger Aufnehmer mit 10 cm Durchmesser, der insbesondere für diese Tests erstellt wurde, aber auch entsprechend dem Stand der Technik hergestellt wurde, nämlich mit einer "dicken" Aluminiumbeschichtung von 100 Å, die gleichmäßig über seine Oberfläche gesputtert wurde. Aufnehmer "C1" war ein Aufnehmer, der entsprechend der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde, d.h. einer kreisförmigen Struktur von einem Gesamtdurchmesser von 10 cm mit einer "dicken" Beschichtung auf dem mittleren Bereich von 4 cm Durchmesser und einer "dünnen" Beschichtung, die einen Ring um den Mittenabschnitt (wie in Fig. 3 gezeigt) bildete. Die Beladung wurde über die gesamte Oberfläche von 10 cm Durchmesser bei allen drei Aufnehmern auf eine Tiefe von ungefähr 2 1/2 mm verteilt. Jede dieser so hergestellten Anordnungen wurde dann für 30 Sekunden in einem "Kenmore" * Mikrowellenofen mit 700 Watt, hergestellt von Sanyo Industries Company, Inc., erwärmt. Die Temperaturerhöung "T" wurde in der Mitte jeder Anordnung an der Grenzfläche zwischen dem Aufnehmer und der Beladung gemessen. Die gemessenen Werte von "T" waren für "A", 34ºC; für "B" 36ºC; und für "C1" 54ºC.
In Test "2" wurde ein ähnlicher Vergleich durchgeführt außer der Tatsache, daß diesmal die dünnen und dicken Beschichtungen des dritten Aufnehmers "C2" ausgetauscht wurden, d.h. die dicke Beschichtung den Ring wie in Fig. 2 gezeigt bildete. Der Wert von "T" für "C2" wurde mit 51ºC festgestellt.
Tests "3" und "4" entsprechen jeweils den Testen "1" und "2", außer der Tatsache, daß in den Tests "3" und "4" der Durchmesser des Mittenbereichs von 4 cm auf 7 cm erhöht wurde. Die Werte von "T" für "C3" und "C4" wurden jeweils mit 63ºC und 55ºC festgestellt.
Tests "5" und "6" wurden unter Verwendung eines quadratischen Ringes von 15 cm Seitenlänge, der einen mittleren quadratischen Bereich mit einer Seitenlänge von 5 cm umgab durchgeführt. Test "5" entsprach den Testen '"1" und "3", darin, daß die dicke Beschichtung in dem quadratischen mittleren Abschnitt und die dünne Beschichtung auf dem quadratischen Ringabschnitt gebildet wurden, während Test "6" den Testen "2" und "4" darin entsprach, daß die Beschichtungsdicken umgedreht wurden. Eine herkömmliche quadratische Kontroll-Probe "B'" besaß die gleiche Größe und Form wie die Proben "C5" und "C6", besaß aber eine gleichmäßige Aluminiumbeschichtung von 100 Å. Ein Erwärmen wurde für 40 Sekunden in dem gleichen Ofen durchgeführt. Die gemessenen Werte von "T" waren für "B'" 15ºC, für "C5" 30ºC und für "C6" 27ºC.
In allen Aufnehmern entsprechend der vorliegenden Erfindung, nämlich in "C1" bis "C6" waren die Bereiche mit verschiedenen Dicken benachbart zueinander angeordnet. Es wurde angenommen, daß die wesentlich höheren Temperaturerhöhungen "T", die in den Mitten der Nahrungsmittelproben festgestellt wurden, wenn Aufnehmer "C1" bis "C6" (im Vergleich mit den Kontrollaufnehmern "A" und "B" und "B'") verwendet wurden, sogar wenn die Bereiche mit größerem Verlust (die dicken Bereiche) den Ring bildeten, von der stufenartigen Diskontinuität zwischen den Bereichen von verschiedenen Verlusten herrührt, die dazu dienten, ein modifiziertes Mikrowellen-Feldmuster zu erzeugen oder zu vergrößern, nämlich die Bildung von Moden höherer Ordnung von Mikrowellenenergie in dem Körper des Nahrungsmittels, mit daraus folgender Verbesserung der Gleichmäßigkeit eines Erwärmens des Nahrungsmittels. Mit anderen Worten wurden zum größten Teil die herkömmlich beobachteten kalten Punkte in den Mitten der Proben beseitigt oder zumindest wesentlich verringert.

Claims

1. System zum Verbessern der Gleichförmigkeit eines Erwärmens eines Körpers aus einem Material innerhalb eines Mikrowellenofens, wobei das System die folgenden Merkmale umfaßt:

einen Körper aus durch Mikrowellenenergie zu erwärmendem Material und einem in der Nähe oder benachbart zu dem Körper angeordneten Aufnehmer, um an den Körper Wärme zu übertragen, die in dem Aufnehmer erzeugt wird, wobei der Aufnehmer eine Platte (10; 10b; 10c; 30; 40) mit wenigstens zwei Bereichen (12, 14; 20, 22; 31, 32; 41, 42; 51, 52; 61, 62; 73, 74; 82, 84; 85 und 86; 90, 91) einer verlustbehafteten Substanz umfaßt, wobei jeder derartige Bereich ausgelegt ist, um mit Mikrowellenenergie in Verbindung gebracht zu werden und sie zu absorbieren, um Wärme zu erzeugen, wobei ein derartiger Bereich einen Verlustfaktor besitzt, der sich von dem anderen derartigen Bereich unterscheidet, wobei das System dadurch gekennzeichnet ist, daß die Bereiche benachbart zueinander liegen, um dadurch eine stufenartige Verlustdiskontinuität zwischen ihnen zu schaffen, wobei keine Zwischenwände zwischen den Bereichen vorgesehen sind, daß der Körper bezüglich des Aufnehmers positioniert ist, um von ihm Wärme zu empfangen und um sich über die Diskontinuität zu erstrecken und daß die Diskontinuität mit dem Körper dazu dient, in dem Körper ein modifiziertes Mikrowellen-Feldmuster zu erzeugen, um dadurch die Gleichförmigkeit einer Gesamterwärmung des Körpers durch den kombinierten Effekt des Aufnehmers und der in dem Körper in Wärme umgewandelten Mikrowellenenergie zu verbessern.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper aus Material ein Nahrungsmittel ist und der Aufnehmer mit einer Oberfläche des Nahrungsmittels in Berührung steht, um einen Bräunungs- oder Verkrustungseffekt an der Oberfläche zu erreichen.

3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper aus Material ein Nahrungsmittel ist und der Aufnehmer von einer Oberfläche des Nahrungsmittels beabstandet mit einem Luftraum dazwischen angeordnet ist, um einen Backeffekt auf dem Nahrungsmittel zu erreichen.

4. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnehmer-Bereiche zueinander unterschiedliche Übertragungseigenschaften für Mikrowellenenergie besizten, um ein Eindringen der Energie in ausgewählte Bereiche des Körpers aus einem Material zu fördern.

5. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bereiche eine Einrichtung zum Koppeln mit der Mikrowellenenergie durch Erzeugen von Leitfähigkeitsverlusten in derartigen Bereichen umfassen.

6. System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bereiche eine Einrichtung zum Koppeln mit der Mikrowellenenergie durch Erzeugen von dielektrischen Verlusten in derartigen Bereichen einschließt.

7. System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bereiche eine Einrichtung zum Koppeln mit der Mikrowellenenergie durch Erzeugen von magnetischen Verlusten in derartigen Bereichen umfassen.

8. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bereiche verlustbehaftete Beschichtungen mit unterschiedlichen Dicken oder unterschiedlichen charakteristischen Verlusteigenschaften einschließen.

9. System nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweiligen Bereiche jeweils eine unterschiedliche charakteristische Verlusteigenschaft besitzen.

10. System nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweiligen Bereiche jeweils eine Matrix mit einem unterschiedlichen Volumenanteil einer verlustbehafteten Substanz in der Matrix umfassen.

11. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß verlustbehaftete Substanzen aus den folgenden ausgewählt sind:

(a) dünn abgelagerte Metalle;

(b) Substanzen, die einen Widerstand besitzen;

(c) halbleitende Substanzen;

(d) verlustbehaftete ferroelektrische Materialien;

(e) verlustbehaftete ferromagnetische Materialien;

(f) verlustbehaftete ferrimagnetische Materialien; und

(g) Mischungen der oben genannten.

12. System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das dünn abgelagerte Metall in einer Schicht mit einer Dicke von ungefähr 150 Å oder weniger aufgebracht wird.

13. System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Substanz mit einem Widerstand entweder schwarzer Kohlenstoff oder eine Graphitablagerung ist.

14. System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die halbleitende Substanz Silizium, Siliziumkarbid, Metalloxiden oder Metallsulfid ist.

15. System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die verlustbehaftete ferroelektrische Substanz Bariumtitanat oder Strontiumtitanat ist.

16. System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die verlustbehaftete ferromagnetische Substanz aus Eisen, Stahl oder anderen Eisenlegierungen besteht.

17. System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die verlustbehaftete ferrimagnetische Substanz ein Ferrit ist.

18. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich ein Bereich von dem anderen Bereich in seiner elektrischen Dicke unterscheidet.

19. System nach einem der vorherghenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich ein Bereich von dem anderen Bereich auch durch eine wirkliche Verschiebung von der Oberfläche des Aufnehmers unterscheidet.

20. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bereich einen Ring bildet, der angrenzend den anderen Bereich umgibt.

21. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bereich aus einer Aluminiumbeschichtung einer Dicke von ungefähr 50 Å gebildet ist, und der andere Bereich mit einer Dicke von ungefähr 100 Å gebildet ist.

22. Verfahren zum Vergrößern der Gleichförmigkeit eines Erwärmens innerhalb eines Körpers aus einem zu erwärmenden Material innerhalb eines Mikrowellenofens, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:

Anordnen eines Körpers in der Nähe oder benachbart zu einem Aufnehmer, um an den Körper in dem Aufnehmer erzeugte Körperwärme zu übertragen, wobei der Aufnehmer eine Platte (10; 10b; 10c; 30; 40) mit wenigstens zwei Bereichen (12, 14; 20, 22; 31, 32; 41, 42; 41, 42; 61, 62; 73, 74; 82, 84; 85 und 86; 90, 91) einer verlustbehafteten Substanz umfaßt, wobei ein derartiger Bereich einen Verlustfaktor für Mikrowellenstrahlung besitzt, der sich von demjenigen des anderen derartigen Bereiches unterscheidet, wobei die zwei Bereiche benachbart zueinander angeordnet sind, um eine stufenartige Verlustdiskontinuität zwischen ihnen zu schaffen, wobei keine Zwischenwände zwischen den Bereichen vorgesehen sind, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß der Körper so angeordnet wird, daß er sich über die Diskontinuität erstreckt und dadurch, daß sowohl der Körper als auch der Aufnehmer einer Mirkowellenenergie ausgesetzt werden, um zu bewirken, daß die zwei Bereiche des Aufnehmers mit einer Mikrowellenenergie koppeln und sie mit unterschiedlichen Graden absorbieren und um zu bewirken, daß der Körper und die stufenartige Diskontinuität in dem Aufnehmer zusammenwirken, um ein modifiziertes Mikrowellen-Feldmuster innerhalb des Körpers zu erzeugen oder zu verbessern, wobei die Gleichförmigkeit einer Gesamterwärmung des Körpers durch den kombinierten Effekt des Aufnehmers und der in dem Körper in Wärme umgewandelten Mikrowellenenergie verbessert wird.

23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnehmer in einer Wandkomponente eines Behälters gebildet wird, in dem der Körper angebracht wird, und daß der Schritt, in dem der Körper und der Aufnehmer einer Mikrowellenenergie ausgesetzt wird, ein Bestrahlen des Behälters mit dem darin aufgenommenen Körper umfaßt.