ES2623907T3 - Sistemas mejorados de calentamiento por microondas y métodos de uso de los mismos - Google Patents

Sistemas mejorados de calentamiento por microondas y métodos de uso de los mismos Download PDF

Info

Publication number
ES2623907T3
ES2623907T3 ES14188871.9T ES14188871T ES2623907T3 ES 2623907 T3 ES2623907 T3 ES 2623907T3 ES 14188871 T ES14188871 T ES 14188871T ES 2623907 T3 ES2623907 T3 ES 2623907T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
microwave
heating
zone
chamber
articles
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES14188871.9T
Other languages
English (en)
Inventor
Harold Dail Kimrey Jr.
Gregory Eugene CUNNINGHAM
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Microwave Materials Technologies Inc
Original Assignee
Microwave Materials Technologies Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Microwave Materials Technologies Inc filed Critical Microwave Materials Technologies Inc
Application granted granted Critical
Publication of ES2623907T3 publication Critical patent/ES2623907T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/64Heating using microwaves
    • H05B6/70Feed lines
    • H05B6/701Feed lines using microwave applicators
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/64Heating using microwaves
    • H05B6/78Arrangements for continuous movement of material
    • H05B6/782Arrangements for continuous movement of material wherein the material moved is food

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Constitution Of High-Frequency Heating (AREA)
  • Apparatus For Disinfection Or Sterilisation (AREA)
  • Food Preservation Except Freezing, Refrigeration, And Drying (AREA)
  • Tunnel Furnaces (AREA)
  • Furnace Details (AREA)

Abstract

Un proceso continuo para calentar una pluralidad de artículos en un sistema de calentamiento por microondas (10), comprendiendo dicho proceso: a) termalizar dichos artículos en una zona de termalización (12) para proveer por ello múltiples artículos termalizados con una temperatura sustancialmente uniforme; b) calentar dichos artículos termalizados en una zona de calentamiento por microondas (16); y c) enfriar los artículos calentados en una zona de enfriamiento (22), en el que dichos artículos se pasan a través de cada una de dichas zonas de termalización (12), dicha zona de calentamiento por microondas (16) y dicha zona de enfriamiento (22) mediante uno o más sistemas de transporte (110), en el que dicho sistema de calentamiento por microondas (10) tiene una productividad total de al menos 20 envases por minuto por línea de transporte; y caracterizado porque dicho calentamiento de la etapa (b) incrementa así la temperatura media de cada artículo en al menos 50º, donde al menos una parte de dicho calentamiento se realiza a una velocidad de calentamiento de al menos 25º por minuto, y el calentamiento de la etapa (b) incluye descargar energía de microondas en una cámara de microondas (520) de dicha zona de calentamiento por microondas (16) por al menos un lanzador (922), en el que dicho lanzador (922) incluye una entrada de microondas (836) y primera y segunda aberturas de lanzamiento separadas (938a, 938b, 938c), y en el que dicho lanzador (922) incluye al menos un tabique divisor (940a, 940b) dispuesto entre dicha entrada de microondas (836) y dichas aberturas de lanzamiento (938a, 938b, 938c), en donde dicho tabique divisor (940a, 940b) define al menos parcialmente dichas primera y segunda aberturas de lanzamiento (938a, 938b, 938c), y en donde dicha descarga incluye descargar una porción de dicha energía de microondas en dicha cámara de microondas (520) a través de dichas primera y segunda aberturas de lanzamiento (938a, 938b, 938c).

Description

5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
Sistemas mejorados de calentamiento por microondas y metodos de uso de los mismos Campo de la Invencion
[0001] La invencion se refiere a sistemas de microondas para calentar uno o mas objetos, artfculos y/o cargas Antecedentes
[0002] La radiacion electromagnetica, como la radiacion por microondas, es un mecanismo conocido para suministrar energfa a un objeto. La capacidad de la radiacion electromagnetica para penetrar y calentar un objeto de una manera rapida y eficaz se ha demostrado ventajosa en muchos procesos qmmicos e industriales. Debido a su capacidad de calentar rapida y completamente un artfculo, la energfa de microondas ha sido utilizada en procesos de calentamiento en los que se desea alcanzar rapidamente una temperatura minima prescrita, como, por ejemplo, procesos de pasteurizacion y/o esterilizacion. Ademas, debido a que la energfa de microondas es generalmente no-invasiva, el calentamiento por microondas puede resultar particularmente util para calentar materiales dielectricos "sensibles", como alimentos y productos farmaceuticos. Sin embargo, hasta la fecha, las complejidades y matices de aplicar de manera segura y eficaz la energfa de microondas, especialmente a una escala comercial, han limitado de forma importante su aplicacion en varios tipos de procesos industriales. WO2005/023013 proporciona un ejemplo de un sistema de microondas para calentar multiples artfculos.
[0003] Por lo tanto, existe la necesidad de un sistema de calentamiento por microondas a escala industrial eficaz, constante y rentable adecuado para uso en una gran variedad de procesos y aplicaciones.
Resumen
[0004] Una realizacion no segun la presente invencion se refiere a un sistema de microondas para calentar multiples artfculos. El sistema comprende una camara de microondas configurada para recibir los artfculos y un sistema transportador para transportar los artfculos a traves de la camara de microondas a lo largo de un eje de transporte. El sistema tambien comprende un primer lanzador de microondas configurado para propagar energfa de microondas hacia dentro de una camara de microondas a lo largo de un primer eje central de lanzamiento, en donde se define un primer angulo de inclinacion de lanzamiento de al menos 2° y menor de 15° entre el primer eje central de lanzamiento y un plano normal al eje de transporte.
[0005] Otra realizacion no segun la presente invencion se refiere a un sistema de microondas para calentar multiples artfculos. El sistema comprende una camara de microondas configurada para recibir los artfculos y un sistema transportador para transportar los artfculos a traves de la camara de microondas a lo largo de un eje de transporte. El sistema tambien comprende un primer lanzador de microondas que define al menos una abertura de lanzamiento para descargar energfa de microondas hacia dentro de la camara de microondas; y una ventana esencialmente transparente a microondas dispuesta entre la camara de microondas y la abertura de lanzamiento. La ventana presenta una superficie del lado de la camara que define una porcion de la camara de microondas y al menos 50 por ciento del area total superficial de la superficie del lado de la camara esta orientado en un angulo de al menos 2° respecto de la horizontal.
[0006] Otra realizacion mas no segun la presente invencion se refiere a un proceso para calentar multiples artfculos en un sistema de calentamiento por microondas, comprendiendo el proceso las etapas: (a) pasar multiples artfculos a traves de una camara de calentamiento por microondas mediante un sistema transportador, en donde la camara de calentamiento por microondas esta al menos parcialmente llena con un medio lfquido; (b) generar energfa de microondas usando uno o mas generadores de microondas; (c) introducir al menos una parte de la energfa de microondas en la camara de microondas mediante al menos un lanzador de microondas, en donde al menos una parte de la energfa de microondas introducida en la camara de microondas se descarga segun un angulo de inclinacion de lanzamiento de al menos 2°; y (d) calentar los artfculos en la camara de calentamiento por microondas utilizando al menos una parte de la energfa de microondas descargada en ella.
[0007] Una realizacion no segun la presente invencion se refiere a un sistema de microondas para calentar multiples artfculos. El sistema comprende un generador de microondas para generar energfa de microondas que tiene una longitud de onda (A) predominante, un sistema transportador para transportar los artfculos a lo largo de un eje de transporte, y un primer lanzador de microondas para lanzar al menos una parte de la energfa de microondas hacia los artfculos transportados por el sistema transportador. El primer lanzador de microondas define al menos una abertura de lanzamiento con una anchura (Wi) y una profundidad (Di), en donde Wi es mayor que Di, y esta caracterizado porque
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
Di no es mayor que 0,625 A.
[0008] Otra realizacion no segun la presente invencion se refiere a un sistema de microondas para calentar multiples artfculos. El sistema comprende un generador de microondas para generar energfa de microondas con una longitud de onda (A) predominante, una camara de microondas configurada para recibir los artfculos, y un sistema de distribucion de microondas para dirigir al menos una parte de la energfa de microondas desde el generador de microondas a la camara de microondas. El sistema de distribucion de microondas comprende un primer lanzador de microondas. El primer lanzador de microondas define una entrada de microondas para recibir al menos una parte de la energfa de microondas y al menos una abertura de lanzamiento para descargar la energfa de microondas en la camara de microondas. La entrada de microondas tiene una profundidad (d0) y la abertura de lanzamiento tiene una profundidad (di). La d0 es mayor que di.
[0009] Otra realizacion no segun la presente invencion se refiere a un sistema de microondas para calentar multiples artfculos. El sistema comprende una camara de microondas configurada para recibir los artfculos, un sistema transportador para transportar los artfculos a traves de la camara de microondas a lo largo de un eje de transporte, y un primer lanzador de microondas que define una entrada de microondas y dos o mas aberturas de lanzamiento configuradas para descargar energfa de microondas en la camara de microondas. Los puntos centrales de las aberturas de lanzamiento adyacentes estan espaciados lateralmente entre sf respecto del eje de transporte.
[0010] Una realizacion no segun la presente invencion se refiere a un lanzador de microondas que comprende una entrada de microondas para recibir energfa de microondas con una longitud de onda (A), al menos una abertura de lanzamiento para descargar al menos una parte de la energfa de microondas, y un par de paredes opuestas extremas de lanzador y un par de paredes opuestas laterales de lanzador que definen una via de microondas entre ellas. La via de microondas esta configurada para permitir el paso de energfa de microondas desde la entrada de microondas a la abertura de lanzamiento. El lanzador tambien incluye un par de paneles de iris inductivo respectivamente acoplados a y extendiendose hacia adentro desde el par de paredes extremas. Cada uno de los paneles de iris inductivo se extiende parcialmente dentro de la via de microondas para definir entre ellos un iris inductivo a traves del cual puede pasar al menos una parte de la energfa de microondas enviada desde la entrada de microondas a la abertura de lanzamiento.
[0011] Otra realizacion no segun la presente invencion se refiere a un sistema de microondas para calentar multiples artfculos. El sistema comprende un generador de microondas para generar energfa de microondas con una longitud de onda (A), una camara de microondas configurada para recibir los artfculos, un sistema transportador para transportar los artfculos a traves de la camara de microondas a lo largo de un eje de transporte, y un sistema de distribucion de microondas para dirigir al menos una parte de la energfa de microondas desde el generador de microondas a la camara de microondas. El sistema de distribucion de microondas comprende un primer divisor de microondas para dividir al menos una parte de la energfa de microondas en dos o mas porciones separadas y al menos un par de lanzadores de microondas, definiendo cada uno una entrada de microondas y al menos una abertura de lanzamiento para descargar energfa de microondas en la camara de microondas. El sistema de distribucion de microondas comprende ademas un primer iris inductivo dispuesto entre el primer divisor de microondas y la abertura de lanzamiento de uno de los lanzadores de microondas.
[0012] Otra realizacion mas no segun la presente invencion se refiere a un proceso para calentar multiples artfculos en un sistema de calentamiento por microondas, comprendiendo el proceso las etapas: (a) pasar multiples artfculos a traves de una camara de calentamiento por microondas a lo largo de una o mas lmeas transportadoras de un sistema transportador; (b) generar energfa de microondas utilizando uno o mas generadores de microondas; (c) dividir al menos una parte de la energfa de microondas en dos o mas porciones separadas; (d) descargar las porciones de energfa de microondas en la camara de calentamiento por microondas mediante dos o mas lanzadores de microondas; (e) despues de la division de la etapa (c) y antes de la descarga de la etapa (d), pasar al menos una de las porciones de energfa de microondas a traves de un primer iris inductivo; y (f) calentar los artfculos en la camara de calentamiento por microondas usando al menos una porcion de la energfa de microondas descargada en ella.
[0013] Una realizacion no segun la presente invencion se refiere a un metodo para controlar un sistema de calentamiento por microondas que comprende las etapas de (a) generar energfa de microondas usando uno o mas generadores de microondas; (b) pasar multiples artfculos a traves de una camara de microondas llena de agua mediante un sistema transportador; (c) dirigir al menos una parte de la energfa de microondas hacia dentro de la camara de microondas mediante uno o mas lanzadores de microondas para calentar por ello al menos una parte de los artfculos; (d) durante al menos una parte de las etapas (a) a (c), determinar un valor para uno o mas parametros del sistema de microondas para asf proporcionar al menos un valor de parametro determinado; (e) comparar el valor de parametro determinado con un valor de parametro objetivo correspondiente para determinar una diferencia; y (f), dependiendo de la diferencia, realizar una accion con respecto al sistema de calentamiento por microondas. El o los parametros del sistema de microondas se seleccionan del grupo que consta de potencia neta de microondas,
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
temperature del agua en la camara de microondas, caudal del agua a traves de la camara de microondas, y velocidad del sistema transportador.
[0014] Otra realizacion que no sigue la presente invencion se refiere a un metodo que controla un sistema de calentamiento por microondas que comprende las etapas de (a) generar energfa de microondas con al menos un generador de microondas; (b) pasar al menos una parte de la energfa de microondas a traves de un primer segmento de guiaondas; (c) descargar al menos una parte de la energfa de microondas desde el primer segmento de guiaondas hacia dentro de la camara de microondas mediante al menos un lanzador de microondas para asf calentar multiples artfculos; (d) determinar un primer valor de potencia neta descargada desde el lanzador de microondas utilizando un primer par de acopladores direccionales; (e) determinar un segundo valor de potencia neta descargada desde el lanzador de microondas utilizando un segundo par de acopladores direccionales, en donde los pares de acopladores direccionales primero y segundo son independientes entre sf; (f) comparar el primer valor y el segundo valor para determinar una primera diferencia; y (g) realizar una accion con respecto al sistema de calentamiento por microondas cuando la diferencia es mayor que una cantidad predeterminada.
[0015] Una realizacion no segun la presente invencion se refiere a un dispositivo de cortocircuito de fase variable para utilizar en un sistema de calentamiento por microondas. El dispositivo comprende una seccion fija que define una abertura esencialmente rectangular y una seccion rotativa que comprende un alojamiento y una pluralidad de placas separadas, esencialmente paralelas, recibidas en el alojamiento. El alojamiento comprende primer y segundo extremo opuestos y el primer extremo define una segunda abertura adyacente a la primera abertura de la seccion fija. Cada una de las placas se acopla al segundo extremo del alojamiento y se extiende generalmente hacia la primera y segunda aberturas. La seccion rotativa esta configurada para girar respecto a la seccion fija sobre un eje de giro que se extiende a traves de la primera y segunda aberturas.
[0016] Otra realizacion no segun la presente invencion se refiere a un metodo para calentar multiples artfculos en un sistema de calentamiento por microondas que comprende las etapas de (a) pasar los artfculos a traves de una zona de calentamiento de una camara de microondas mediante un sistema transportador, en donde cada uno de los artfculos se mantiene dentro de la zona de calentamiento durante un tiempo de permanencia de artfculo (t); (b) generar energfa de microondas con uno o mas generadores de microondas; (c) pasar al menos una parte de la energfa de microondas a traves de un dispositivo de cambio de fase configurado para cambiar dclicamente la fase de la energfa de microondas a una tasa de cambio de fase (t); (d) descargar al menos una parte de la energfa de microondas que sale del dispositivo de cambio de fase hacia dentro de la zona de calentamiento mediante al menos un lanzador de microondas; y (e) calentar los artfculos en la zona de calentamiento con al menos una parte de la energfa de microondas descargada en la misma, en donde la relacion del tiempo de permanencia de artfculo y la tasa de cambio de fase (T:t) es de al menos 4:1.
[0017] Una realizacion no segun la presente invencion se refiere a un sistema de microondas para calentar multiples artfculos. El sistema comprende al menos un generador de microondas para generar energfa de microondas, una camara de microondas, un sistema transportador para transportar los artfculos a traves de la camara de microondas, y un sistema de distribucion de microondas para dirigir al menos una parte de la energfa de microondas desde el generador de microondas a la camara de microondas. El sistema de distribucion de microondas comprende al menos tres dispositivos de asignacion de microondas para dividir la energfa de microondas en al menos tres porciones separadas. El sistema de distribucion de microondas comprende ademas al menos tres lanzadores de microondas para descargar las porciones separadas de energfa de microondas en la camara de microondas. Cada uno de los dispositivos de asignacion de microondas esta configurado para dividir la energfa de microondas de acuerdo a una relacion de potencia predeterminada, en donde la relacion de potencia predeterminada para al menos uno de los dispositivos de asignacion de microondas no es 1:1.
[0018] Otra realizacion no segun la presente invencion se refiere a un proceso para calentar multiples artfculos utilizando energfa de microondas que comprende las etapas de: (a) introducir la cantidad inicial de potencia de microondas en un dispositivo de distribucion de microondas; (b) utilizar el dispositivo de distribucion de microondas para dividir la cantidad inicial de potencia de microondas en una primera fraccion de microondas de lanzamiento y una primera fraccion de microondas de distribucion, en donde la relacion de potencia de la primera fraccion de microondas de lanzamiento y la primera fraccion de microondas de distribucion no es 1:1; (c) utilizar el dispositivo de distribucion de microondas para dividir la primera fraccion de microondas de distribucion en una segunda fraccion de microondas de lanzamiento y una segunda fraccion de microondas de distribucion; (d) introducir la primera fraccion de microondas de lanzamiento en una camara de calentamiento por microondas mediante un primer lanzador de microondas; y (e) introducir la segunda fraccion de microondas de lanzamiento en la camara de calentamiento por microondas mediante un segundo lanzador de microondas.
[0019] Una realizacion de la presente invencion se refiere a un proceso continuo para calentar multiples artfculos en un
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
sistema de calentamiento por microondas que comprende los pasos de (a) termalizar los artfculos en una zona de termalizacion para asf proveer multiples artfculos termalizados con una temperature esencialmente uniforme; (b) calentar los articulos termalizados en una zona de calentamiento por microondas para asf aumentar la temperatura media de cada artfculo en al menos 50°C, en donde al menos una porcion del calentamiento se lleva a cabo a una velocidad de calentamiento de al menos 25°C por minuto; y (c) enfriar los artfculos calentados en una zona de enfriamiento. Los artfculos pasan a traves de cada una de la zona de termalizacion, la zona de calentamiento por microondas y la zona de enfriamiento mediante uno o mas sistemas transportadores, en donde el sistema de calentamiento tiene una tasa de produccion total de al menos 20 envases por minuto por lrnea de transporte. Durante la etapa (b), el calentamiento incluye descargar energfa de microondas en una camara de microondas de dicha zona de calentamiento por microondas por al menos un lanzador, donde dicho lanzador incluye una entrada de microondas y unas primera y segunda aberturas de lanzamiento. Dicho lanzador incluye al menos un tabique divisor dispuesto entre dicha entrada de microondas y dichas aberturas de lanzamiento, donde dicho tabique divisor define al menos parcialmente dichas primera y segunda aberturas de lanzamiento, y donde dicha descarga incluye descargar una parte de dicha energfa de microondas en dicha camara de microondas por cada una de dichas primera y segunda aberturas de lanzamiento.
[0020] Otra realizacion no segun la presente invencion se refiere a un sistema de microondas para calentar multiples artfculos. El sistema comprende una camara de termalizacion para termalizar los artfculos a una temperatura esencialmente uniforme, una camara de calentamiento por microondas dispuesta aguas abajo de la camara de termalizacion para calentar los artfculos termalizados, y una camara de enfriamiento dispuesta aguas abajo de la camara de calentamiento por microondas para enfriar los artfculos calentados a una temperatura inferior. La camara de calentamiento por microondas esta configurada para aumentar la temperatura media de los artfculos en al menos 50°C a una velocidad de calentamiento de al menos 25°C por minuto. El sistema comprende al menos un sistema de transporte configurado para transportar los artfculos a traves de la camara de termalizacion, la camara de calentamiento por microondas, y la camara de enfriamiento. El sistema de microondas esta configurado para lograr una velocidad de produccion total de al menos 20 envases por minuto por lrnea de transporte.
[0021] Una realizacion no segun la presente invencion se refiere a un proceso para calentar multiples artfculos en un sistema de calentamiento por microondas que comprende las etapas de (a) pasar los artfculos a traves de una camara presurizada de microondas mediante un sistema transportador, en donde la camara de microondas esta al menos parcialmente llena con un medio lfquido; (b) generar energfa de microondas mediante uno o mas generadores de microondas; (c) introducir al menos una porcion de energfa de microondas en la camara de microondas por medio de uno o mas lanzadores de microondas; (d) calentar los artfculos en la camara de microondas usando al menos una porcion de la energfa de microondas introducida en ella; y (e) durante al menos una parte de la etapa de calentamiento (d), agitar al menos una parte del medio lfquido dentro de la camara de microondas, en donde dicha agitacion incluye descargar multiples chorros de fluido hacia los artfculos en multiples posiciones dentro de la camara de microondas.
[0022] Otra realizacion no segun la presente invencion se refiere a un proceso para calentar multiples artfculos en un sistema de calentamiento por microondas que comprende las etapas de (a) termalizar los artfculos en una camara de termalizacion llena al menos parcialmente con un medio lfquido para producir por ello artfculos termalizados con una temperatura sustancialmente uniforme; y (b) calentar los artfculos termalizados en una camara de microondas. La termalizacion de la etapa (a) incluye descargar multiples chorros del medio lfquido hacia los artfculos en multiples posiciones dentro de la camara de termalizacion.
[0023] Una realizacion no segun la presente invencion se refiere a un dispositivo de compuerta de cierre que comprende un par de elementos fijos espaciados que presentan unas superficies de sellado opuestas y que definen un espacio receptor de compuerta entre las superficies de sellado, en donde cada uno de los elementos fijos define una abertura de paso de flujo limitada por una de las superficies de sellado, en donde las aberturas de paso de flujo estan sustancialmente alineadas entre sf; y un conjunto de compuerta desplazable dentro del espacio receptor de compuerta entre una posicion cerrada donde el conjunto de compuerta bloquea sustancialmente las aberturas de paso de flujo y una posicion abierta donde el conjunto de compuerta no bloquea sustancialmente las aberturas de paso de flujo. El conjunto de compuerta comprende un par de placas de sellado separadas entre sf y un elemento de accionamiento dispuesto entre las placas de sellado, en donde cuando el conjunto de compuerta esta en la posicion cerrada el elemento de accionamiento es desplazable respecto de las placas de sellado entre una posicion retrafda y una posicion extendida. El conjunto de compuerta comprende ademas al menos un par de cojinetes dispuestos entre las placas de sellado, en donde el desplazamiento del elemento de accionamiento desde la posicion retrafda a la posicion extendida hace que los cojinetes fuercen a las placas de sellado a separarse entre sf y hacia una posicion sellada, donde las placas de sellado acoplan las superficies de sellado opuestas, en donde el desplazamiento del elemento de accionamiento desde la posicion extendida a la posicion retrafda permite que las placas de sellado se retraigan entre sf y hacia una posicion no sellada donde las placas de sellado estan desacopladas de las superficies de sellado opuestas.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
[0024] Otra realizacion no segun la presente invencion se refiere a un metodo para mover uno o mas artfculos dentro de un sistema presurizado que comprende las etapas de (a) pasar uno o mas artfculos desde una primera zona presurizada de proceso a una segunda zona presurizada de proceso a traves de una abertura de paso de flujo; (b) desplazar un par de placas movibles hacia dentro de la abertura; (c) separar las placas entre sf para asf sellar las placas contra un par de superficies de sellado opuestas que definen la abertura al menos parcialmente, en donde el par de placas selladas afslan sustancialmente la primera y segunda zona de proceso una de la otra; (d) crear una presion diferencial de al menos 15 psig sobre el par de placas selladas; (e) despresurizar al menos una de la primera y segunda zonas de proceso para igualar la presion sobre el par de placas selladas; (f) mover las placas una hacia la otra para asf despegar las placas de las superficies de sellado; (g) desplazar el par de placas fuera de la abertura; y (h) retirar los artfculos de la segunda zona de proceso y llevarlos de nuevo hacia la primera zona de proceso a traves de la abertura de paso de flujo y/o insertar un nuevo artfculo en la segunda zona de proceso a traves de la abertura de paso de flujo.
[0025] Una realizacion no segun la presente invencion se refiere a un sistema de calentamiento por microondas para calentar multiples artfculos. El sistema comprende una camara de termalizacion llena de lfquido, una camara de microondas llena de lfquido configurada para funcionar a una presion mayor que la de la camara de termalizacion, y un sistema de bloqueo de presion dispuesto entre la camara de termalizacion y la camara de microondas. El sistema de bloqueo de presion comprende una camara de ajuste de presion, una primera valvula de compuerta de cierre, y una segunda valvula de compuerta de cierre, en donde la primera valvula de compuerta de cierre esta acoplada entre la camara de termalizacion y la camara de ajuste de presion, en donde la segunda valvula de compuerta de cierre esta acoplada entre la camara de ajuste de presion y la camara de microondas.
[0026] Otra realizacion no segun la presente invencion se refiere a un proceso para calentar multiples artfculos en un sistema de calentamiento por microondas que comprende (a) pasar una pluralidad de artfculos a traves de una zona de termalizacion llena de lfquido para proveer asf multiples artfculos termalizados; (b) introducir al menos una parte de los artfculos termalizados en una zona de ajuste de presion, en donde la zona de ajuste de presion esta definida al menos parcialmente entre una primera y una segunda valvulas de compuerta de cierre, en la que la primera valvula de compuerta de cierre esta en una primera posicion abierta al menos durante una parte de la etapa de introduccion; (c) despues de que los artfculos termalizados han sido introducidos en la zona de ajuste de presion, desplazar la primera valvula de compuerta de cierre desde la primera posicion abierta a la primera posicion cerrada para asf aislar sustancialmente la zona de ajuste de presion de la zona de termalizacion; (d) desplazar la segunda valvula de compuerta de cierre desde una segunda posicion cerrada a una segunda posicion abierta para permitir que los artfculos se transfieran desde la zona de ajuste de presion a una zona de calentamiento por microondas llena de lfquido; y (e) despues de que los artfculos se han retirado de la zona de ajuste de presion, desplazar la segunda valvula de compuerta de cierre desde la segunda posicion abierta de nuevo a la segunda posicion cerrada para asf volver a aislar la zona de ajuste de presion de la zona de calentamiento por microondas.
[0027] Una realizacion no segun la presente invencion se refiere a un metodo para calentar multiples artfculos que comprende las etapas de (a) calentar un primer artfculo de ensayo en un modelo a pequena escala de un sistema de calentamiento por microondas mientras se transporta el primer artfculo de ensayo a traves de una camara de microondas a pequena escala llena de agua que tiene un volumen interno total de menos de 50 pies cubicos, en donde al menos una parte de la etapa de calentamiento (a) se realiza usando energfa de microondas; (b) determinar un primer perfil de calentamiento prescrito en base al calentamiento de la etapa (a), en donde el perfil de calentamiento prescrito comprende al menos un valor para uno o mas parametros del sistema de microondas seleccionados del grupo que consta de potencia neta descargada en la camara, distribucion secuencial de potencia de microondas, temperatura media del agua en la camara de microondas, caudal del agua en la camara de microondas, y tiempo de permanencia del artfculo en la camara de microondas; y (c) calentar una pluralidad de primeros artfculos comerciales en un sistema de calentamiento por microondas a gran escala mientras se transportan los primeros artfculos comerciales a traves de una camara de microondas a gran escala llena de agua que tiene un volumen interno total de al menos 250 pies cubicos. Al menos una parte del calentamiento de la etapa (c) se realiza utilizando energfa de microondas y en donde cada uno de los primeros artfculos comerciales es sustancialmente similar en tamano y composicion al primer artfculo de ensayo, en donde el calentamiento de la etapa (c) se controla con el primer perfil de calentamiento prescrito en la etapa (b).
Breve Descripcion de los Dibujos
[0028]
La Fig. 1a es un diagrama de flujo de proceso que describe una realizacion de un sistema de calentamiento por
microondas para calentar uno o mas artfculos, que ilustra particularmente un sistema que comprende una zona
de termalizacion, una zona de calentamiento por microondas, una zona opcional de permanencia, una zona de
enfriamiento, y un par de zonas de ajuste de presion;
la Fig. 1b es un diagrama esquematico de un sistema de calentamiento por microondas 10 configurado segun
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
una realizacion de la presente invencion, en particular cada una de las zonas del sistema 10 de calentamiento por microondas indicadas en el diagrama provisto en la Fig. 1a;
la Fig. 2a es una vista de extremo esquematica transversal de un recipiente de proceso configurado segun una realizacion de la presente invencion, que ilustra en particular un sistema transportador que incluye un par de lmeas de transporte dispuestas en una configuracion paralela;
la Fig. 2b es una vista esquematica superior en corte del recipiente de proceso mostrado en la Fig. 2b que ilustra en particular la disposicion de las lmeas de transporte espaciadas lateralmente respecto del eje de transporte que se extiende a traves del recipiente;
la Fig. 2c es una vista de extremo esquematica transversal de otro recipiente de proceso configurado segun otra realizacion de la presente invencion, que ilustra particularmente un sistema transportador que incluye un par de lmeas de transporte dispuestas en una configuracion apilada;
la Fig. 2d es una vista esquematica lateral en corte del recipiente de proceso mostrado en la Fig. 2c, que ilustra, en particular, la disposicion de las lmeas de transporte espaciadas verticalmente respecto del eje de transporte que se extiende a traves del recipiente;
la Fig. 3 es una vista en perspectiva de un portador segun una realizacion de la presente invencion configurada para asegurar y transportar los artmulos que se estan calentando a traves de un recipiente de proceso lleno de ifquido;
la Fig. 4a es una vista parcial lateral en corte de una realizacion de un sistema de calentamiento por microondas que incluye una zona de ajuste de presion configurada para transportar uno o mas artmulos desde la zona de termalizacion a la zona de calentamiento por microondas del sistema de calentamiento usando un sistema de transferencia por portador;
la Fig. 4b es una vista parcial lateral en corte de otra realizacion de un sistema de calentamiento por microondas que incluye una zona de ajuste de presion similar a la representada en la Fig. 4a, pero que ilustra particularmente un sistema de transferencia por portador dispuesto casi completamente dentro de la zona de ajuste de presion;
la Fig. 4c es una vista esquematica parcial de la zona de ajuste de presion similar a las representadas en las Figs. 4a y 4b, pero ilustrando otra realizacion del sistema de transferencia por portador para mover los artmulos desde la zona de termalizacion a la zona de calentamiento por microondas;
la Fig. 4d es una vista esquematica parcial de la zona de ajuste de presion similar a las representadas en las Figs. 4a y 4b, pero ilustrando otra realizacion mas del sistema de transferencia por portador para mover los artmulos desde la zona de termalizacion a la zona de calentamiento por microondas;
la Fig. 5a es una vista parcial lateral en corte de un dispositivo de compuerta de cierre configurado segun una realizacion de la presente invencion, que ilustra particularmente el conjunto de compuerta en una posicion abierta;
la Fig. 5b es una vista parcial lateral en corte del dispositivo de compuerta de cierre representado en la Fig. 5a, que ilustra en particular el conjunto de compuerta en una posicion cerrada con las placas de sellado en una posicion retrafda;
la Fig. 5c es una vista parcial lateral en corte del dispositivo de compuerta de cierre descrito en las Figs. 5a y 5b, que ilustra particularmente el conjunto de compuerta en una posicion cerrada con las placas de sellado en una posicion extendida;
la Fig. 5d es una vista parcial ampliada del conjunto de compuerta descrito en las Figs. 5a-c, que ilustra en particular una realizacion de un cojinete utilizado para mover las placas de sellado del conjunto de compuerta; la Fig. 6a es una vista esquematica parcial lateral en corte de una zona de calentamiento por microondas configurada segun una realizacion de la presente invencion, que ilustra en particular el recipiente de calentamiento y el sistema de distribucion de microondas;
la Fig. 6b es una vista esquematica superior de una zona de calentamiento por microondas configurada segun una realizacion de la presente invencion que ilustra en particular una configuracion de lanzadores de microondas en un sistema de calentamiento que utiliza un sistema de transporte multi-lmea; la Fig. 6c es una vista esquematica lateral de la zona de calentamiento por microondas ilustrada en la Fig. 6b, que ilustra en particular un grupo de lanzadores de microondas configurados para calentar artmulos que pasan a lo largo de una lmea de transporte;
la Fig. 7a es una vista parcial lateral en corte de una zona de calentamiento por microondas configurada segun una realizacion de la presente invencion, que ilustra en particular un lanzador de microondas inclinado y en donde se muestra el significado del termino "angulo de inclinacion de lanzamiento" (R);
la Fig. 7b es una vista parcial lateral en corte de otra realizacion de una zona de calentamiento por microondas, que ilustra, particularmente, un sistema de distribucion de microondas que comprende una pluralidad de lanzadores inclinados;
la Fig. 8a es una vista parcial lateral ampliada en corte de una porcion de una zona de calentamiento por microondas, que ilustra particularmente una realizacion de una ventana de microondas situada cerca de la abertura de descarga de al menos un lanzador de microondas de la zona de calentamiento; la Fig. 8b es una vista parcial lateral ampliada en corte de una porcion de una zona de calentamiento por
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
microondas, que ilustra particularmente otra realizacion de una ventana de microondas situada cerca de la
abertura de descarga de al menos un lanzador de microondas de la zona de calentamiento;
la Fig. 8c es una vista parcial lateral ampliada en corte de una porcion de una zona de calentamiento por
microondas, que ilustra particularmente otra realizacion mas de una ventana de microondas situada cerca de la
abertura de descarga de al menos un lanzador de microondas de la zona de calentamiento;
la Fig. 9a es una vista isometrica de un lanzador de microondas configurado segun una realizacion de la
presente invencion;
la Fig. 9b es una vista lateral longitudinal del lanzador de microondas representado en la Fig. 9a;
la Fig. 9c es una vista extrema del lanzador de microondas representado en las Figuras 9a y 9b, que ilustra
particularmente un lanzador con una salida acampanada;
la Fig. 9d es una vista extrema de otra realizacion del lanzador de microondas representado de forma general en las Figuras 9a y 9b, que ilustra particularmente un lanzador con una entrada y una salida de aproximadamente el mismo tamano;
la Fig. 9e es una vista extrema de otra realizacion mas del lanzador de microondas representado de forma general en las Figuras 9a y 9b, que ilustra particularmente un lanzador que presenta una salida conica; la Fig. 10a es una vista isometrica de otro lanzador de microondas configurado segun una realizacion de la presente invencion, que ilustra particularmente un lanzador que comprende una unica entrada de microondas y multiples salidas de microondas;
la Fig. 10b es una vista vertical transversal del lanzador de microondas ilustrado en la Fig. 10a, que ilustra particularmente las multiples salidas de microondas;
la Fig. 10c es una vista vertical en seccion transversal del lanzador de microondas representado en las Figuras 10a y 10b, que muestra particularmente el par de tabiques divisores utilizados para crear caminos individuales de microondas entre la entrada y las multiples salidas del lanzador de microondas;
la Fig. 11a es una vista isometrica de un lanzador de microondas configurado segun otra realizacion mas de la presente invencion, que muestra particularmente un iris inductivo integrado dispuesto entre la entrada y la salida del lanzador;
la Fig. 11b es una vista horizontal en seccion transversal del lanzador de microondas ilustrado en la Fig. 11 a; la Fig. 11c es una vista horizontal en seccion transversal de otro lanzador de microondas similar al lanzador representado en la Fig. 11a, pero que incluye un par de tabiques divisores en adicion a un iris inductivo dispuesto entre la entrada y la salida del lanzador;
la Fig. 12a es una vista lateral en corte de un dispositivo de cambio de fases configurado segun una realizacion de la presente invencion, que ilustra particularmente un dispositivo de sintonizacion tipo piston que incluye un unico piston;
la Fig. 12b es una vista esquematica lateral en corte de un dispositivo de cambio de fases configurado segun otra realizacion de la presente invencion, que ilustra particularmente un dispositivo de sintonizacion tipo piston que incluye multiples pistones accionados mediante un eje rotativo comun;
la Fig. 13a es una vista lateral en perspectiva de un dispositivo de cambio de fases configurado segun otra realizacion mas de la presente invencion, que ilustra particularmente un dispositivo giratorio de cambio de fases;
la Fig. 13b es una vista longitudinal en seccion transversal del dispositivo giratorio de cambio de fases representado en la Fig. 13a;
la Fig. 13c es una vista lateral en seccion transversal de la seccion giratoria del dispositivo giratorio de cambio de fases representado en las Figs. 13a y 13b, que muestra particularmente la anchura y el espaciamiento de las placas dispuestas dentro del alojamiento;
la Fig. 13d es una vista lateral en seccion transversal de la seccion fija del dispositivo giratorio de cambio de fases representado en las Figs. 13a y 13b, que ilustra particularmente las dimensiones de la seccion fija; la Fig. 13e es una vista lateral en corte de un dispositivo giratorio de cambio de fase configurado segun otra realizacion de la presente invencion, que ilustra particularmente un sistema de accionamiento que incluye un elemento de manivela giratorio;
la Fig. 13f es una vista lateral en corte de un dispositivo giratorio de cambio de fases configurado segun otra realizacion mas de la presente invencion, que ilustra particularmente un sistema de accionamiento que incluye un grupo de resortes de compresion;
la Fig. 14a es una vista esquematica parcial lateral y en corte de un sistema de distribucion de microondas que utiliza dos dispositivos de cambio de fases para cambio de fases y/o sintonizacion de impedancia; la Fig. 14b es una vista esquematica parcial lateral en corte de un recipiente de calentamiento por microondas configurado segun una realizacion de la presente invencion, que ilustra particularmente un dispositivo de cambio de fases acoplado al recipiente para uso como un sintonizador de frecuencia;la Fig. 15a es una vista esquematica parcial lateral en corte de una porcion de un sistema de calentamiento por microondas, que ilustra particularmente una zona de termalizacion que incluye multiples agitadores de chorro de fluido; la Fig. 15b es una vista extrema de una zona de termalizacion similar a la representada en la Fig. 15a, que ilustra particularmente una realizacion en la que el agitador de chorro de fluido esta posicionado
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
circunferencialmente dentro de la zona de termalizacion;
la Fig. 16 es un diagrama de flujo que representa las etapas principales de un metodo para controlar un sistema de microondas segun una realizacion de la presente invencion;
la Fig. 17 es un diagrama de flujo que representa las etapas principales de un metodo para determinar la potencia neta descargada desde al menos un lanzador de microondas que utiliza dos o mas pares de acopladores direccionales; y
la Fig. 18 es una representacion isometrica de la ubicacion de los termopares insertados en un envase de ensayo para determinar la temperatura minima del envase para la determinacion del perfil de calentamiento para un artfculo segun una realizacion de la presente invencion.
Descripcion Detallada
[0029] A continuacion se describen los procesos y sistema de microondas para calentar multiples artfculos segun diversas realizaciones de la presente invencion. Ejemplos de artfculos adecuados para calentarse en sistemas y procesos de la presente invencion pueden incluir, pero no se limitan a, alimentos, fluidos medicos e instrumentos medicos. En una realizacion, los sistemas de microondas descritos aqu se pueden utilizar para pasteurizar y/o esterilizar los artfculos que se calientan. En general, la pasteurizacion implica calentamiento rapido de un artfculo o artfculos a una temperatura minima de entre 80°C y 100°C, mientras la esterilizacion implica calentamiento de uno o mas artfculos a una temperatura minima de entre 100°C y 140°C. Sin embargo, en una realizacion, pasteurizacion y esterilizacion pueden llevarse a cabo simultaneamente o casi simultaneamente y es posible configurar muchos procesos y sistemas tanto para pasteurizar como para esterilizar uno o mas artfculos. A continuacion se describiran en detalle y con referencia a las Figuras varias realizaciones de sistemas y procesos de microondas configurados para calentar uno o mas tipos de artfculos.
[0030] En referencia ahora a las Figuras 1a y 1b, en la Figura 1a se describe una representacion esquematica de las etapas principales en un proceso de calentamiento por microondas segun una realizacion de la presente invencion, mientas que la Figura 1b representa una realizacion de un sistema de microondas 10 operable para calentar multiples artfculos segun el proceso descrito en la Figura 1a. Como se muestra en las Figuras 1a y 1b, se pueden introducir inicialmente uno o mas artfculos en una zona de termalizacion 12, en donde los artfculos se pueden termalizar a una temperatura sustancialmente uniforme. Una vez termalizados, los artfculos pueden entonces pasarse opcionalmente a traves de una zona de ajuste de presion 14a antes de ser introducidos en una zona de calentamiento por microondas 16. En la zona de calentamiento por microondas 16, los artfculos se pueden calentar rapidamente utilizando energfa de microondas descargada en al menos una parte de la zona de calentamiento por uno o mas lanzadores de microondas, generalmente ilustrados como lanzadores 18 en la Figura 1b. Los artfculos calentados pueden entonces pasarse opcionalmente a traves de una zona de permanencia 20, donde los artfculos se pueden mantener a una temperatura constante durante una determinada cantidad de tiempo. A continuacion, los artfculos entonces pueden pasarse a una zona de enfriamiento 22, donde la temperatura de los artfculos puede reducirse rapidamente a una temperatura de manipulacion adecuada. Despues de ello, los artfculos enfriados pueden pasarse opcionalmente a traves de una segunda zona de ajuste de presion 14b antes de ser retirados del sistema 10 y usarse posteriormente.
[0031] El sistema de microondas 10 se puede configurar para calentar muchos tipos diferentes de artfculos. En una realizacion, los artfculos calentados en el sistema de microondas 10 pueden comprender alimentos, como, por ejemplo, frutas, vegetales, carnes, pastas, comidas preparadas, e incluso bebidas. En otras realizaciones, los artfculos calentados en un sistema de microondas 10 pueden comprender fluidos medicos envasados o instrumental medico y/o dental. Los artfculos procesados dentro del sistema de calentamiento por microondas 10 pueden tener cualquier tamano
0 forma adecuada. En una realizacion, cada artfculo puede tener una longitud (dimension mas larga) de al menos unas 2 pulgadas, al menos unas 4 pulgadas, al menos unas 6 pulgadas y/o no mas de unas 18 pulgadas, no mas de unas 12 pulgadas, o no mas de unas 10 pulgadas; una anchura (segunda dimension mas larga) de al menos aproximadamente
1 pulgada, al menos unas 2 pulgadas, al menos unas 4 pulgadas y/o no mas de unas 12 pulgadas, no mas de unas 10 pulgadas, o no mas de unas 8 pulgadas; y/o una profundidad (dimension mas corta) de al menos unas 0,5 pulgadas, al menos aproximadamente 1 pulgada, al menos unas 2 pulgadas y/o no mas de unas 8 pulgadas, no mas de unas 6 pulgadas, no mas de unas 4 pulgadas. Los artfculos pueden comprender items o envases individuales que tienen una forma generalmente rectangular o de tipo prisma o pueden comprender una banda continua de artfculos o envases conectados que pasan a traves del sistema de microondas 10. Los artfculos o envases pueden estar construidos de cualquier material, incluyendo plasticos, celulosas, y otros materiales transparentes a las microondas, y se pueden pasar a traves de un sistema de microondas 10 mediante uno o mas sistemas transportadores, cuyas realizaciones se describiran en detalle a continuacion.
[0032] Segun una realizacion de la presente invencion, cada una de las zonas descritas de termalizacion, calentamiento por microondas, permanencia y/o enfriamiento 12, 16, 20, y 22 se puede definir dentro de un unico recipiente, como se representa de forma general en la Figura 1b, mientras, en otra realizacion, al menos una de las etapas descritas
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
anteriormente se puede definir dentro de uno o mas recipientes separados. Segun una realizacion, al menos una de las etapas antes descritas se puede llevar a cabo en un recipiente que esta lleno al menos parcialmente con un medio fluido en el que los artmulos que se estan procesando puedan estar al menos parcialmente sumergidos. El medio fluido puede ser un gas o un lfquido que tenga una constante dielectrica mayor que la constante dielectrica del aire y, en una realizacion, puede ser un medio lfquido que tenga una constante dielectrica similar a la constante dielectrica de los artmulos que se estan procesando. El agua (o medio lfquido que comprenda agua) puede ser particularmente adecuada para sistemas utilizados para calentar artmulos comestibles y/o dispositivos y artmulos medicos. En una realizacion, aditivos como, por ejemplo, aceites, alcoholes, glicoles y sales pueden anadirse opcionalmente al medio lfquido para alterar o mejorar sus propiedades ffsicas (por ejemplo, punto de ebullicion) durante el procesamiento, si fuese necesario.
[0033] El sistema de microondas 10 puede incluir al menos un sistema transportador (no mostrado en las Figuras 1a y 1b) para transportar los artmulos a traves de una o mas de las zonas de procesamiento descritas anteriormente. Ejemplos de sistemas transportadores adecuados pueden incluir, pero no se limitan a, cintas transportadoras de plastico o goma, transportadores de cadena, transportadores de rodillos, transportadores flexibles o multiflexion, transportadores de malla de alambre, transportadores de cangilones, transportadores neumaticos, transportadores de tornillo, transportadores de canal o vibrantes, y combinaciones de los mismos. El sistema transportador puede incluir cualquier cantidad de lmeas de transporte individuales y puede disponerse de cualquier manera adecuada dentro de los recipientes de proceso. El sistema transportador utilizado por el sistema de microondas 10 puede estar configurado en una posicion generalmente fija dentro del recipiente o al menos una porcion del sistema puede ajustarse en direccion lateral o vertical.
[0034] Volviendo ahora a las Figuras 2a-2d, se proveen realizaciones de un recipiente de proceso 120 que incluye un sistema transportador 110 dispuesto en el mismo. En una realizacion generalmente representada en las Figuras 2a y 2b, el sistema transportador 110 incluye un par de lmeas de transporte esencialmente paralelas espaciadas lateralmente 112, 114 posicionadas en una configuracion generalmente yuxtapuesta dentro del recipiente 120. Como se muestra en la vista superior en corte del recipiente 120 en la Figura 2b, las lmeas de transporte 112 y 114 pueden estar espaciadas lateralmente entre sf y pueden estar posicionadas a ambos lados de un eje de transporte 122, que se extiende a lo largo de la longitud del recipiente 120 en la direccion de transporte de los artmulos que pasan por el mismo. A pesar de que en la Figura 2a se muestra como si estuviesen en general a la misma elevacion vertical dentro del recipiente 120, debe entenderse que, en una realizacion, las lmeas de transporte 112, 114 tambien pueden colocarse a diferentes elevaciones verticales. Ademas, el sistema transportador 110 representado en las Figuras 2a y 2b puede tambien incluir multiples pares de lmeas de transporte separadas lateralmente (realizacion no mostrada), de modo que los pares de lmeas de transporte separadas lateralmente esten separados verticalmente entre sf a lo largo de la dimension vertical del recipiente 120.
[0035] Otra realizacion de un sistema transportador 110 que incluye un par de lmeas de transporte 116, 118 espaciadas verticalmente, sustancialmente paralelas y colocadas en una disposicion apilada dentro del interior del recipiente 120, se muestra en las Figuras 2c y 2d. Las lmeas de transporte 116 y 118 pueden estar configuradas encima o debajo del eje de transporte 122, las cuales pueden generalmente extenderse a lo largo de la longitud del recipiente 120, como se muestra en la vista lateral en corte del recipiente 120 provista en la Figura 2d. Ademas, de una manera similar a la antes descrita, el recipiente 120 mostrado en las Figuras 2c y 2d tambien puede incluir multiples pares de lmeas de transporte, espaciados lateralmente entre sf dentro del recipiente. Ademas, cada lmea de transporte del par puede o no estar desplazada respecto de la otra en una direccion lateral. En una realizacion adicional (no mostrada), el recipiente 120 puede incluir una unica lmea de transporte, posicionada en el tercio medio del volumen interno del recipiente 120, o colocada en o cerca de la lmea central del recipiente. Detalles adicionales de sistemas transportadores segun varias realizaciones de la presente invencion se describiran en detalle a continuacion.
[0036] Cuando un sistema transportador se utiliza para transportar artmulos a traves de un recipiente de proceso lleno de lfquido, se pueden utilizar uno o mas portadores u otros mecanismos de sujecion para controlar la posicion de los artmulos durante el paso a traves del medio lfquido. Una realizacion de un portador 210 adecuado se ilustra en la Figura 3. Como se muestra en la Figura 3, el portador 210 comprende una superficie de sujecion inferior 212a y una superficie de sujecion superior 212b configuradas para sujetar cualquier cantidad adecuada de artmulos 216 entre ellas. En una realizacion, las superficies superior y/o inferior 212b,a pueden tener una estructura de malla, de rejilla o de parrilla, como se representa generalmente en la Figura 3, mientras que, en otra realizacion, una o ambas superficies 212a,b pueden tener una superficie sustancialmente continua. El portador 210 puede estar construido de plastico, fibra de vidrio, o cualquier otro material dielectrico y, en una realizacion, puede estar hecho de uno o mas materiales compatibles con microondas y/o transparentes a microondas. En algunas realizaciones, el material puede ser un material disipativo. En algunas realizaciones, el portador 210 puede no comprender practicamente ningun metal.
[0037] Las superficies de fijacion superior e inferior 212a, 212b pueden estar unidas entre sf mediante un dispositivo de
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
fijacion, que se muestra como un medio de union 219 en la Figura 3, y, una vez montado, el portador 210 puede unirse o fijarse al sistema transportador (no mostrado en la Figura 3) segun cualquier mecanismo de union adecuado. En una realizacion, al menos un lado (o borde) del portador 210 puede incluir uno o mas mecanismos de union como, por ejemplo, ganchos superiores e inferiores 218a, 218b mostrados en la Figura 3, para fijar el portador 210 a una parte (por ejemplo, una barra, un carril, una cinta, o una cadena) del sistema transportador (no mostrado). Dependiendo del espesor y/o peso de los artmulos 216, el portador 210 puede incluir solo uno de ganchos 218a, 218b para sujetar el portador 210 sobre el sistema transportador. El sistema transportador utilizado para transportar artmulos 216 puede configurarse para transportar multiples portadores a lo largo de una o mas lmeas de transporte y los portadores pueden disponerse en una configuracion yuxtapuesta y separados lateralmente y/o una configuracion apilada y separada verticalmente como se describe anteriormente. Cuando el sistema de transporte incluye multiples lmeas de transporte, cada lmea de transporte puede incluir un unico portador para mantener multiples artmulos 216, o cada lmea de transporte puede mantener multiples portadores apilados o separados lateralmente entre sL
[0038] En referencia de nuevo a las Figuras 1a y 1b, los artmulos incluidos en el sistema de microondas 10 se introducen inicialmente en una zona de termalizacion 12, en donde los artmulos se termalizan para alcanzar una temperatura sustancialmente uniforme. En una realizacion, al menos aproximadamente 85 por ciento, al menos un 90 por ciento, al menos un 95 por ciento, al menos un 97 por ciento, o al menos un 99 por ciento de todos los artmulos retirados de la zona de termalizacion 12 tienen una temperatura de unos 5°C, 2°C, o 1°C entre sL Como se utiliza en la presente memoria, los terminos "termalizar" y "termalizacion" se refieren generalmente a una etapa de equilibrado o igualacion de temperatura. Dependiendo de la temperatura inicial y deseada de los artmulos que se estan termalizando, el sistema de control de temperatura de la zona de termalizacion 12, ilustrado en la Figura 1a como intercambiador de calor 13, puede ser un sistema de calentamiento y/o refrigeracion. En una realizacion, la etapa de termalizacion se puede llevar a cabo a temperatura y/o presion ambiente, mientras que, en otra realizacion, la termalizacion se puede llevar a cabo en un recipiente de termalizacion presurizado y/o lleno de lfquido a una presion de no mas de unos 10 psig, de no mas de unos 5 psig o de no mas de unos 2 psig. Los artmulos que se someten a termalizacion pueden tener un tiempo medio de permanencia en una zona de termalizacion 12 de al menos unos 30 segundos, de al menos aproximadamente 1 minuto, de al menos unos 2 minutos, de al menos unos 4 minutos y/o de no mas de unos 20 minutos, de no mas de unos 15 minutos, o de no mas de unos 10 minutos. En una realizacion, los artmulos retirados de la zona de termalizacion 12 pueden tener una temperatura de al menos unos 20°C, de al menos unos 25°C, de al menos unos 30°C, de al menos unos 35°C y/o de no mas de unos 70°C, de no mas de unos 65°C, de no mas de unos 60°C, o de no mas de unos 55°C.
[0039] En una realizacion en la que la zona de termalizacion 12 y la zona de calentamiento por microondas 16 se operan a presiones sustancialmente diferentes, los artmulos retirados de la zona de termalizacion 12 pueden primero pasarse a traves de una zona de ajuste de presion 14a antes de entrar a la zona de calentamiento por microondas 16, como se representa en general en las Figuras 1a y 1b. La zona de ajuste de presion 14a puede ser cualquier zona o sistema configurado para transicion de los artmulos que se estan calentando entre un area de presion menor y un area de presion mayor. En una realizacion, la zona de ajuste de presion 14a se puede configurar para la transicion de los artmulos entre dos zonas que tienen una diferencia de presion de al menos aproximadamente 1 psi, de al menos unos 5 psi, de al menos unos 10 psi y/o de no mas de unos 50 psi, de no mas de unos 45 psi, de no mas de unos 40 psi, o de no mas de unos 35 psi. En una realizacion, el sistema de microondas 10 puede incluir al menos dos zonas de ajuste de presion 14a,b como zonas de transicion para los artmulos desde una zona de termalizacion a presion atmosferica a una zona de calentamiento que funciona a una presion elevada antes de hacer que los artmulos vuelvan a la presion atmosferica, como se describe en detalle a continuacion.
[0040] jUna realizacion de una zona de ajuste de presion 314a dispuesta entre una zona de termalizacion 312 y una zona de calentamiento por microondas 316 de un sistema de calentamiento por microondas 310 se ilustra en la Figura 4a. La zona de ajuste de presion 314a esta configurada para transicion de multiples artmulos 350, que pueden estar fijados dentro de al menos un portador, desde una zona de termalizacion de presion inferior 312 y una zona de calentamiento por microondas de presion mayor 316. A pesar de que en la Figura 4a se lo muestra como un unico portador 352a, se ha de comprender que la zona de ajuste de presion 314a puede estar configurada para recibir mas de un portador. En una realizacion, los portadores se pueden recibir simultaneamente, de manera que la zona de ajuste de presion 314a contenga multiples portadores a la vez. En otra realizacion, multiples portadores pueden estar alineados y listos, por ejemplo, dentro de la zona de termalizacion 312, para ser trasladados a traves de la zona de ajuste de presion 314a, cuyos detalles se describiran a continuacion.
[0041] En operacion, uno o mas portadores 352a pueden ser trasladados desde la zona de termalizacion 312 a la zona de calentamiento por microondas 316, primeramente, abriendo una valvula de equilibrado 330 y permitiendo que la presion entre la zona de termalizacion 312 y la zona de ajuste de presion 314a se iguale. A continuacion, se puede abrir un dispositivo de compuerta 332 para permitir que el portador 352a se mueva desde una lmea de transporte 340a dispuesta dentro de la zona de termalizacion 312 a una plataforma 334 dentro de la zona de ajuste de presion 314a,
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
como se muestra en la Figura 4a de forma general por el portador 352b lmea de puntos.
[0042] Despues de eso, el dispositivo de compuerta 332 y la valvula de equilibrado 330 se pueden cerrar en secuencia, volviendo a aislar la zona de ajuste de presion 314a de la zona de termalizacion 312. A continuacion, puede abrirse otra valvula de equilibrado 336 para permitir que se iguale la presion entre la zona de ajuste de presion 314a y la zona de calentamiento por microondas 316. Una vez logrado el equilibrio, se puede abrir otro dispositivo de compuerta 338 para permitir que el portador 352b se mueva hacia otro sistema transportador 340b dispuesto dentro de la zona de calentamiento por microondas 316, como se muestra de forma general en el portador de lmea de puntos 352c en la Figura 4a. A continuacion, el dispositivo de compuerta 338 y la valvula de equilibrado 336 se pueden cerrar en secuencia, volviendo a aislar la zona de calentamiento por microondas 316 de la zona de ajuste de presion 314a. El proceso entonces se puede repetir para transportar portadores adicionales desde la zona de termalizacion 312 a la zona de calentamiento por microondas 316 segun sea necesario.
[0043] Segun una realizacion, cada una de las zonas de calentamiento por microondas 316 y de termalizacion 312 se puede llenar 5 con un fluido o lfquido no compresible como, por ejemplo, agua o soluciones que incluyen agua. Como se utiliza en la presente memoria, el termino "lleno" implica una configuracion en la que al menos el 50 por ciento del volumen especificado esta relleno con el medio de llenado. El "medio de llenado" puede ser un lfquido, tfpicamente un lfquido no compresible y puede ser o incluir, por ejemplo, agua. En algunas realizaciones, los volumenes "llenados" pueden ser de al menos un 75 por ciento, de al menos un 90 por ciento, de al menos un 95 por ciento, o 100 por ciento leno del medio de llenado. Cuando la zona de termalizacion 312 y/o la zona de calentamiento por microondas 316 estan rellenas con un fluido no compresible, los dispositivos 332, 338 y/o zona de ajuste de presion 314a tambien puede incluir dos o mas aletas o valvulas unidireccional, que se muestran como valvulas o aletas 342, 344 en la Figura 4a, para evitar fugas sustanciales de fluido entre la zona de termalizacion 312 y la zona de calentamiento por microondas 316 cuando los dispositivos de compuerta 332 y 338 estan abiertos y el portador 352 pasa entre ellos.
[0044] El transporte del portador 352 desde la zona de termalizacion 312 a traves de la zona de ajuste de presion 314a y hacia la zona de calentamiento por microondas 316 se puede realizar mediante uno o mas sistemas automaticos de transferencia de artmulos, algunas de cuyas distintas realizaciones se ilustran en las Figuras 4b-4d. En algunas realizaciones, el sistema automatico de transferencia 380 puede incluir uno o mas dispositivos de transferencia, dispuestos dentro de la zona de termalizacion 312, la zona de ajuste de presion 314a, y/o la zona de calentamiento por microondas 316 para mover el portador 352 hacia dentro y/o fuera de la zona de ajuste de presion 314a. En una realizacion mostrada en la Figura 4b, el sistema de transferencia 380 incluye dos dispositivos de transferencia de engranajes 381, 382 configurados para acoplar dientes 353 dispuestos a lo largo del borde inferior del portador 352 y girar, como indican las flechas 392a,b para tirar del portador 352 fuera de la zona de termalizacion 312 y/o empujar el portador 352 hacia la zona de calentamiento por microondas 316. Como se muestra en la Figura 4b, el primer y segundo dispositivo de transferencia de engranajes 381, 382 se mantienen sustancialmente fijos (en cuanto a movimiento lateral) durante el transporte del portador 352 y estan casi en su totalidad, o en su totalidad, dispuestos dentro de la zona de ajuste de presion 314a.
[0045] Por el contrario, algunas realizaciones del sistema de transferencia automatica 380 pueden incluir uno o mas dispositivos de transferencia que se pueden desplazar lateralmente (es decir, pueden moverse en la direccion de transporte) durante el transporte del portador 352 hacia dentro y/o fuera de la zona de ajuste de presion 314a. Como se representa en una realizacion mostrada en la Figura 4c, una porcion del sistema de transferencia automatica 380 puede disponerse en la zona de termalizacion 312 y/o la zona de calentamiento por microondas 316 y se puede configurar para extenderse hacia o retraerse desde la zona de ajuste de presion 314a. En el sistema 380 que se muestra en la Figura 4c, los dispositivos de transferencia incluyen un brazo empujador 381 configurado para empujar el portador 352 hacia la zona de ajuste de presion 314a y un brazo tirador 382 para tirar del portador 352 hacia la zona de calentamiento por microondas 316. Ni el brazo empujador 381 ni el brazo tirador 382 estan dispuestos dentro de la zona de ajuste de presion 314a; por el contrario, cada uno esta configurado para extenderse hacia y retraerse desde la zona de ajuste de presion 314a, como se muestra de forma general con las flechas 394a,b en la Figura 4c.
[0046] Segun otra realizacion representada en la Figura 4d, el sistema de transporte automatico 380 incluye una plataforma 334 que tiene una parte que puede moverse 384, que esta configurada para extenderse hacia y retraerse desde la zona de termalizacion 312 y/o de calentamiento por microondas 316 para asf transportar el portador 352 hacia dentro y fuera de las zonas de termalizacion y de calentamiento por microondas 312, 316, como muestran de forma general las flechas 396a y 396b. A diferencia de la realizacion ilustrada en la Figura 4c, el sistema de transferencia automatica 380 representado en la Figura 4d esta principalmente dispuesto dentro de la zona de ajuste de presion 314a y esta configurado para extenderse fuera de y retraerse de nuevo a la zona de ajuste de presion 314a.
[0047] Independientemente de la configuracion espedfica de los dispositivos de transferencia utilizados por el sistema automatico de transferencia de artmulos 380, el sistema de transferencia puede ser automatizado, o controlado,
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
mediante un sistema de control automatico 390, como se ilustra en las Figuras 4a y 4b. A pesar de que no se representa espedficamente en las realizaciones ilustradas en las Figuras 4c y 4d, ha de entenderse que dichos sistemas de control 390 tambien se pueden utilizar en estas realizaciones. El sistema automatico de control 390 se puede utilizar para controlar el movimiento y/o la temporizacion de al menos una de las primera y segunda valvulas de equilibrado 330, 336, de las primera y segunda valvulas de compuerta 332, 338, y del primer y segundo dispositivo de transferencia 381, 382 del sistema de transferencia de artfculos automatico 380. En una realizacion, el sistema de control 390 puede ajustar la posicion, velocidad y/o temporizacion de estos dispositivos o elementos para garantizar que los portadores dentro del sistema se muevan de una manera continua y constante.
[0048] Volviendo ahora a las Figuras 5a-5d, se provee una realizacion de un dispositivo de compuerta de cierre 420, adecuado para uso como dispositivo de compuerta 332 y/o 338 en la porcion de sistema de microondas 310 ilustrada en las Figuras 4a y 4b. El dispositivo de valvula de compuerta de cierre 420 se ilustra en las Figuras 5a-d comprendiendo generalmente un par de elementos fijos separados entre sf 410, 412 que presentan superficies de sellado opuestas 414a,b y que definen un espacio receptor de compuerta 416 entre ellas. Cada uno de los elementos fijos separados entre sf 410, 412 pueden definir una abertura de flujo 418a,b, que esta limitada por una de las superficies de sellado 414a,b. Cada una de las aberturas de flujo 418a,b esta sustancialmente alineada la una con la otra de manera que los artfculos puedan pasar a traves de la abertura acumulativa cuando el dispositivo de valvula de compuerta 420 esta abierto.
[0049] El dispositivo de compuerta de cierre 420 comprende ademas un conjunto de compuerta 422, que esta configurado para ser recibido dentro del espacio receptor de compuerta 416 y que se puede desplazar en el mismo entre una posicion cerrada (como se muestra en las Figuras 5b y 5c), en la que el conjunto de compuerta 422 bloquea sustancialmente las aberturas de flujo 418a,b, y una posicion abierta (como se muestra en la Figura 5a), en donde el conjunto de compuerta 422 no bloquea sustancialmente las abertura de flujo 418a,b. En una realizacion, el conjunto de compuerta 422 comprende un par de placas de sellado separadas entre sf 424, 426 y un elemento de accionamiento 428 dispuesto entre las placas de sellado 424, 426. Cuando el conjunto de compuerta 422 esta configurado en la posicion cerrada, el elemento de accionamiento 428 es desplazable, respecto a las placas de sellado 424, 426, entre una posicion retrafda (como se muestra en la Figura 5b) y una posicion extendida (como se muestra en la Figura 5c). En una realizacion mostrada en las 5a-c, el conjunto de compuerta 422 comprende al menos un par de cojinetes 430 dispuestos dentro del espacio definido entre placas de sellado opuestas 424, 426, que esta situado en el espacio receptor de compuerta 416 cuando el conjunto de compuerta 422 esta en una posicion cerrada, como se muestra particularmente en las Figuras 5b y 5c. Cuando el elemento de accionamiento 428 se desplaza entre una posicion retrafda, como se ilustra en la Figura 5b, a una posicion extendida, como se representa en la Figura 5c, al menos un cojinete del par 430 puede forzar al menos una de las placas de sellado 424, 426 hacia afuera, alejando ambas entre sf y hacia una posicion de sellado, como se muestra en la Figura 5c.
[0050] En una realizacion, uno o mas de los cojinetes del par 430 pueden estar asegurados, sujetos o al menos parcialmente alojados dentro de al menos una de las placas de sellado 424, 426 y/o elemento de accionamiento 428. Segun una realizacion, al menos uno de los cojinetes 430a puede estar fijado de manera fija al elemento de accionamiento 428, segun se representa en la vista parcial ampliada del conjunto de compuerta 422 provista en la Figura 5d. A medida que el elemento de accionamiento 428 se desplaza hacia abajo en el espacio receptor de compuerta 416, uno de los cojinetes 430a del par puede entrar en contacto con una de las placas de sellado 424, 426 (mostrada como placa 426 en la Figura 5d) y puede moverse a lo largo de una rampa (o ranura) 427 de ellas. A medida que el cojinete viaja a traves de la ranura 427 (o a lo largo de la rampa 427), se ejerce una presion hacia afuera sobre la placa de sellado 426, moviendola por ello en una direccion como la indicada por la flecha 460. A pesar de que se muestra como que incluye un solo par de cojinetes 430, debe entenderse que se puede usar cualquier numero de cojinetes, posicionados a lo largo de la longitud vertical del elemento de accionamiento 428 y/o elementos de sellado 424, 426.
[0051] Cuando en una posicion de sellado, como se muestra en la Figura 5c, al menos una porcion de las placas de sellado 424, 426 acopla o contacta ffsicamente la respectiva de las superficies de sellado opuestas 414a,b, para asf formar un sello sustancialmente estanco a fluidos. En una realizacion, cada una de las placas de sellado 424, 426 comprende un sello elastico 423, 425 para acoplar las superficies de sellado 414a,b cuando las placas de sellado 424, 426 estan en la posicion de sellado. Cuando el elemento de accionamiento 428 se desplaza desde la posicion extendida, como se muestra en la Figura 5c, de vuelta a la posicion retrafda, como se muestra en la Figura 5b, las placas de sellado 424, 426 se retraen una hacia la otra a la posicion no sellada, como se muestra en la Figura 5b. En la posicion de no sellado, las placas de sellado 424, 426 se desacoplan de las superficies de sellado opuestas 414a, b, pero pueden mantenerse dispuestas dentro del espacio receptor de compuerta 416. En una realizacion, las placas de sellado 424, 426 pueden desviarse hacia la posicion no sellada y pueden incluir al menos un dispositivo de desvfo 429 (por ejemplo, un resorte o resortes) para desviar las placas de sellado 424, 426 hacia la posicion no sellada.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
[0052] En referencia otra vez a las Figuras 1a y 1b, los artfculos que abandonan la zona de termalizacion 12, y pasan opcionalmente a traves de la zona de ajuste de presion 14a, como se ha descrito, pueden entonces introducirse en la zona de calentamiento por microondas 16. En la zona de calentamiento por microondas 16, los artfculos se pueden calentar rapidamente con una fuente de calor que utiliza energfa de microondas. Como aqu se usa, el termino "ene^a de microondas" se refiere a energfa electromagnetica con una frecuencia entre 300 MHz y 30 GHz. En una realizacion, varias configuraciones de zona de calentamiento por microondas 16 pueden utilizar energfa de microondas con una frecuencia de unos 915 MHz o una frecuencia de unos 2,45 GHz, habiendo sido ambas designadas como frecuencias industriales de microondas. Ademas de la energfa de microondas, la zona de calentamiento por microondas 16 puede utilizar opcionalmente una o mas fuentes de calor como, por ejemplo, calentamiento conductivo o convectivo u otros metodos o dispositivos convencionales de calentamiento. Sin embargo, al menos un 85 por ciento, al menos un 90 por ciento, al menos un 95 por ciento, o sustancialmente toda la energfa utilizada para calentar los artfculos dentro de la zona de calentamiento por microondas 16 puede ser energfa de microondas de una fuente de microondas.
[0053] Segun una realizacion, se puede configurar la zona de calentamiento por microondas 16 para aumentar la temperatura de los artfculos por encima de una temperatura umbral minima. En una realizacion en la que el sistema de microondas 10 esta configurado para esterilizar multiples artfculos, la temperatura umbral minima (y la temperatura de operacion minima de la zona de calentamiento por microondas 16) puede ser al menos unos 120°C, al menos unos 121 °C, al menos unos 122°C y/o no mas de unos 130°C, no mas de unos 128°C, o no mas de unos 126°C. La zona de calentamiento por microondas 16 puede funcionar a aproximadamente presion ambiental, o puede incluir una o mas camaras de microondas presurizadas que funcionan a una presion de al menos unos 5 psig, de al menos unos 10 psig, de al menos unos 15 psig, y/o de no mas de unos 80 psig, de no mas de unos 60 psig, o de no mas de unos 40 psig. En una realizacion, la camara de microondas presurizada puede ser una camara rellena de lfquido con una presion de funcionamiento tal que los artfculos que se estan calentando puedan alcanzar una temperatura por encima del punto de ebullicion normal del medio lfquido empleado en ella.
[0054] Los artfculos que pasan a traves de la zona de calentamiento por microondas 16 se pueden calentar hasta la temperatura deseada en un penodo relativamente corto que, en algunos casos, puede minimizar el dano o la degradacion de los artfculos. En una realizacion, los artfculos que pasan a traves de la zona de calentamiento por microondas 16 pueden tener un tiempo promedio de permanencia de al menos unos 5 segundos, de al menos unos 20 segundos, de al menos unos 60 segundos y/o de no mas de unos 10 minutos, de no mas de unos 8 minutos, o de no mas de unos 5 minutos. En las mismas u otras realizaciones, puede configurarse la zona de calentamiento por microondas 16 para aumentar la temperatura media de los artfculos que se estan calentando en al menos unos 20°C, en al menos unos 30°C, en al menos unos 40°C, en al menos unos 50°C, en al menos unos 75°C y/o a no mas de unos 150°C, a no mas de unos 125°C, o a no mas de unos 100°C, a una velocidad de calentamiento de al menos unos 15°C por minuto (°C/min), al menos unos 25 °C/min, al menos unos 35°C/min y/o a no mas de unos 75°C/min, a no mas de unos 50°C/min, o a no mas de unos 40°C/min.
[0055] Volviendo ahora a la Figura 6a, una realizacion de una zona de calentamiento por microondas 516 se ilustra como comprendiendo en general una camara de calentamiento por microondas 520, al menos un generador de microondas 512 para generar energfa de microondas y un sistema de distribucion de microondas 514 para dirigir al menos una porcion de la energfa de microondas desde el generador 512 a la camara de microondas 520. El sistema de distribucion de microondas 514 comprende multiples segmentos de grna de onda 518 y uno o mas lanzadores de microondas, mostrados como lanzadores 522a-f en la Figura 6a, para descargar energfa de microondas en el interior de la camara de microondas 520. Como se muestra en la Figura 6a, la zona de calentamiento por microondas 516 puede comprender ademas un sistema transportador 540 para transportar artfculos 550 a calentar a traves de la camara de microondas 520. Se discuten inmediatamente en detalle cada uno de los componentes de la zona de calentamiento por microondas 516 segun varias realizaciones de la presente invencion.
[0056] El generador de microondas 512 puede ser cualquier dispositivo adecuado para generar energfa de microondas de una longitud de onda deseada (A). Ejemplos de tipos de generadores de microondas adecuados pueden incluir, pero no se limitan a, magnetrones, klistrones, tubos de ondas progresivas, y girotrones. Aunque se ilustra en la Figura 6a como incluyendo un unico generador 512, debe entenderse que el sistema de calentamiento por microondas 516 puede incluir un numero cualquiera de generadores dispuestos en cualquier configuracion adecuada. Por ejemplo, en una realizacion, la zona de calentamiento por microondas 516 puede incluir al menos 1, al menos 2, al menos 3 y/o no mas que 5, no mas que 4, o no mas que 3 generadores de microondas, dependiendo del tamano y la disposicion del sistema de distribucion de microondas 514. Se discutiran mas adelante en detalle realizaciones espedficas de una zona de calentamiento por microondas que incluye multiples generadores.
[0057] La camara de microondas 520 puede ser cualquier camara o recipiente configurado para recibir multiples artfculos. La camara de microondas 520 puede ser de cualquier tamano y puede tener una de una variedad de formas diferentes en seccion. Por ejemplo, en una realizacion, la camara 520 puede tener una seccion transversal
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
generalmente circular o eUptica, mientras, en otras realizaciones, puede tener una forma con seccion transversal generalmente cuadrada, rectangular o poligonal. En una realizacion, la camara de microondas 520 puede ser una camara presurizada y, en la misma u otras realizaciones, puede configurarse para estar llena al menos parcialmente con un medio lfquido (una camara llena de lfquido). La camara de microondas 520 tambien puede estar configurada para recibir al menos una porcion de la ene^a de microondas descargada desde uno o mas lanzadores de microondas 522 y, en una realizacion, puede estar configurada para permitir la formacion de un modelo de onda estable (o estacionaria) en ella. En una realizacion, al menos una dimension de la camara de microondas 520 puede ser de al menos unos 0,30A, de al menos unos 0,40A, o de al menos unos 0,50A, en donde A es la longitud de onda de la energfa de microondas descargada en ella.
[0058] El sistema de distribucion de microondas 514 comprende multiples guiaondas o segmentos de guiaondas 518 para dirigir al menos una porcion de la energfa de microondas desde el generador 512 hasta la camara de microondas 520. Las guiaondas 518 pueden estar disenadas y construidas para propagar energfa de microondas de un modo predominante espedfico, que puede ser igual o diferente que el modo de la energfa de microondas generada por el generador 512. Como aqrn se utiliza, el termino "modo" se refiere a un modelo de campo de seccion transversal generalmente fija de energfa de microondas. En una realizacion de la presente invencion, pueden configurarse guiaondas 518 para propagar energfa de microondas en un modo TExy, en donde x e y son numeros enteros dentro del intervalo de 0 a 5. En otra realizacion de la presente invencion, pueden configurarse guiaondas 518 para propagar energfa de microondas en un modo TMab, en donde a y b son numeros enteros dentro del intervalo de 0 a 5. Debe entenderse que, como aqrn se usa, los antes definidos intervalos de valores a, b, x, e y como se han usado para describir un modo de propagacion de microondas son aplicables en toda esta descripcion. En una realizacion, el modo predominante de energfa de microondas propagada a traves de guiaondas 518 y/o descargadas mediante lanzadores 522a-f puede seleccionarse del grupo que consiste en TE10, TM01, y TE11.
[0059] Como se muestra en la Figura 6a, un sistema de distribucion de microondas 514 comprende ademas uno o mas lanzadores de microondas 522a-f, definiendo cada uno al menos una abertura de lanzamiento 524a-f para descargar energfa de microondas en una camara de microondas 520. Aunque se ilustra en la Figura 6a como incluyendo seis lanzadores de microondas 522a-f, debe entenderse que el sistema de distribucion de microondas 514 puede incluir un numero cualquiera de lanzadores dispuestos en cualquier configuracion deseable. Por ejemplo, un sistema de distribucion de microondas 514 puede incluir al menos 1, al menos 2, al menos 3, al menos 4 y/o no mas de 50, no mas de 30 o no mas de 20 lanzadores de microondas. Los lanzadores 522a-f pueden ser de los mismos o diferentes tipos de lanzadores y, en una realizacion, al menos uno de los lanzadores 522a-f puede reemplazarse por una superficie reflectora (no mostrada) para reflejar al menos una porcion de la energfa de microondas descargada desde los otros lanzadores 522 en la camara de calentamiento por microondas 520.
[0060] Cuando el sistema de distribucion de microondas 514 incluye dos o mas lanzadores, al menos algunos de los lanzadores pueden estar dispuestos en general en el mismo lado de la camara de microondas 520. Como aqrn se utiliza, las palabras "lanzadores del mismo lado" se refieren a dos o mas lanzadores situados generalmente en el mismo lado de una camara de microondas. Dos o mas lanzadores del mismo lado pueden tambien estar separados axialmente entre sf. Como aqrn se utiliza, el termino "separado axialmente" se refiere a espaciamiento en la direccion de transporte de los artfculos a traves del sistema de microondas (es decir, espaciamiento en la direccion de extension del eje de transporte). Ademas, uno o mas lanzadores 522 tambien pueden estar separados lateralmente de uno u otros lanzadores 522 del sistema. Como aqrn se usa, el termino "separado lateralmente" se refiere al espaciamiento en la direccion perpendicular a la direccion de transporte de los artfculos a traves del sistema de microondas (es decir, espaciamiento perpendicular a la direccion de extension del eje de transporte). Por ejemplo, en la Figura 6a, los lanzadores 522a-c y 522d-f estan dispuestos en respectivos primer y segundo lados 521a,b de la camara de microondas 520 y el lanzador 522a esta separado axialmente del lanzador 522b y 522c, al igual que el lanzador 522e esta separado axialmente de los lanzadores 522f y 522d.
[0061] Ademas, como se muestra en la realizacion representada en la Figura 6a, el sistema de distribucion de microondas 514 puede comprender al menos dos (por ejemplo, dos o mas) pares de lanzadores dispuestos de manera enfrentada u opuestos. Como aqrn se usa, el termino "lanzadores opuestos" se refiere a dos o mas lanzadores situados sobre lados generalmente opuestos de una camara de microondas. En una realizacion, los lanzadores opuestos pueden estar enfrentados. Como aqrn se usa respecto de los lanzadores de microondas opuestos, el termino "enfrentado" denotara lanzadores cuyos ejes centrales de lanzamiento estan sustancialmente alineados entre sf. Por simplicidad, el eje central de lanzamiento 523c del lanzador 522c y el eje central de lanzamiento 523d del lanzador 522d son los unicos ejes centrales de lanzamiento ilustrados en la Figura 6a. Sin embargo, debe entenderse que cada uno de los lanzadores 522a-f incluye unos ejes de lanzamiento similares.
[0062] Los lanzadores opuestos pueden estar generalmente alineados entre sf, o pueden estar decalados respecto de uno o mas lanzadores distintos dispuestos en el lado opuesto de la camara de microondas 520. En una realizacion, un
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
par de lanzadores opuestos puede ser un par de lanzadores a tresbolillo, de manera que las aberturas de descarga 524 de los lanzadores 522 no esten completamente alineadas entre s! Los lanzadores 522a y 522e constituyen un par ejemplar de lanzadores opuestos dispuestos en una configuracion decalada. Los lanzadores opuestos decalados pueden estar decalados entre sf axial o lateralmente. Como aqrn se usa respecto de lanzadores de microondas opuestos, el termino "decalado axialmente" se refiere a lanzadores cuyos ejes centrales de lanzamiento estan espaciados axialmente unos de otros. Como se usa en la presente memoria respecto a lanzadores de microondas opuestos, el termino "escalonado lateralmente" se refiere a lanzadores cuyos ejes centrales de lanzamiento estan espaciados lateralmente unos de otros. En otra realizacion, un par de lanzadores opuestos pueden ser directamente lanzadores opuestos, de manera que las aberturas de descarga del par de lanzadores esten sustancialmente alineadas. Por ejemplo, los lanzadores 522c y 522d mostrados en la Figura 6a estan configurados como un par de lanzadores opuestos.
[0063] En algunas realizaciones, la zona de calentamiento por microondas 516 puede incluir dos o mas lmeas de transporte que funcionan simultaneamente entre s! En las Figuras 6b y 6c se muestra un sistema transportador multilmea 540 a modo de ejemplo. Como se muestra en las Figuras 6b y 6c, el sistema transportador 540 puede estar configurado para transportar multiples artmulos 550 en una direccion de transporte generalmente representada por la flecha 560 en la Figura 6b. En una realizacion, el sistema transportador 540 puede incluir al menos dos lmeas de transporte sustancialmente paralelas y separadas lateralmente, como, por ejemplo, primera, segunda y tercera lmea de transporte 542a-c mostradas en la Figura 6b. Las lmeas de transporte 542a-c pueden, en una realizacion, comprender sistemas transportadores individuales, mientras que, en otra realizacion cada una de las lmeas de transporte 542a-c pueden ser partes de un sistema transportador completo. El sistema transportador 540 y/o las lmeas de transporte 542a-c pueden ser cualquier tipo de transportador o sistema transportador adecuado, incluyendo los discutidos previamente en detalle.
[0064] El sistema de calentamiento por microondas 516 representado en las Figuras 6b y 6c incluye multiples lanzadores de microondas 522 que pueden estar divididos u organizados en al menos dos grupos de dos o mas lanzadores de microondas. Cada una de las primera, segunda y tercera lmeas de transporte 542a-c puede configurarse para recibir energfa de microondas de respectivos primer, segundo y tercer grupos de lanzadores de microondas. En una realizacion, un "grupo" de lanzadores se puede referir a uno o mas lanzadores espaciados axialmente, en general posicionados a lo largo de la direccion de transporte (por ejemplo, el grupo de lanzadores 522a-d, el grupo de lanzadores 522e-h, y/o el grupo de lanzadores 522i-l mostrados en la Figura 6b), mientras, en la otra realizacion, un grupo de lanzadores puede incluir uno o mas pares de lanzadores opuestos situadod en diferentes lados de una camara de microondas (por ejemplo, grupos que incluyen un par de lanzadores 522a y 522m, el grupo que incluye par de lanzadores 522b y 522n, grupo que incluye par de lanzadores 522c y 522o, y un grupo que incluye par de lanzadores 522d y 522p, como se muestra en la Figura 6c). Cuando el grupo de lanzadores comprende uno o mas pares de lanzadores opuestos, los lanzadores pueden estar dispuestos en una configuracion a tresbolillo (no se muestra) o pueden estar directamente opuestos entre sf (por ejemplo, enfrentados), como se ilustra en la Figura 6c. Segun una realizacion, al menos un generador, mostrado como generador 512a en la Figura 6b puede configurarse para suministrar energfa de microondas a al menos un grupo de lanzadores de microondas.
[0065] Como se muestra particularmente en la Figura 6b, lanzadores individuales de microondas 522 de lmeas de transporte adyacentes 542 pueden estar dispuestos en una configuracion a tresbolillo entre sf en la direccion de transporte. En una realizacion, uno o mas lanzadores de microondas del mismo lado 522a-l pueden estar decalados axialmente entre sf. Por ejemplo, en la realizacion que se muestra en la Figura 6b, lanzadores 522a-d asociados con la primera lmea de transporte 542a estan dispuestos en una configuracion decalada respecto de cada uno de los respectivos lanzadores 522e-h asociados con la segunda lmea de transporte 542b con respecto a y/o a lo largo de la direccion de transporte 560. Como aqrn se utiliza respecto de lanzadores de microondas del mismo lado, el termino "decalado/a axialmente" denotara lanzadores que estan separados axialmente entre sf por una distancia mayor que 1/2 de la dimension axial maxima de las aberturas de lanzamiento de los lanzadores. Como se utiliza en la presente memoria respecto de lanzadores de microondas del mismo lado, el termino "decalado/a lateralmente" denotara lanzadores que estan espaciados lateralmente entre sf en una distancia mayor que 1/2 de la dimension lateral maxima de las aberturas de lanzamiento de los lanzadores.
[0066] Ademas, en la misma u otra realizacion, los lanzadores de microondas asociados a las lmeas de transporte no adyacentes (por ejemplo, la primera y tercera lmea de transporte 542a,c) pueden estar dispuestos en configuraciones sustancialmente alineadas entre sf, como se ilustra en las disposiciones de lanzadores 522a-d respecto a los lanzadores 522i-I que se muestran en la Figura 6b. Alternativamente, al menos una parte de los lanzadores 522i-l asociada con la tercera lmea de transporte 542c puede estar decalada respecto de los lanzadores 522a-d de la primera lmea de transporte 542a y/o segunda lmea de transporte 542b (realizacion no mostrada). Aunque en general se representa en la Figura 6b como incluyendo poco o ningun espacio entre lanzadores de lmeas de transporte adyacentes, debe entenderse que, en una realizacion, puede existir algun espacio entre lanzadores de lmeas
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
adyacentes (por ejemplo, lanzadores 522a y 522e, lanzadores 522b y 522f, etc.l Ademas, lanzadores individuales 522 pueden tener cualquier diseno o configuracion adecuada y, en una realizacion, pueden incluir al menos una caractenstica de una o mas realizaciones de la presente invencion que se describiran en detalle aqrn.
[0067] Volviendo ahora a la Figura 7a, se muestra una vista parcial de una realizacion de una zona de calentamiento por microondas 616. La zona de calentamiento por microondas 616 incluye al menos un lanzador de microondas 622 que define una abertura de lanzamiento 624 para descargar energfa en una camara de microondas 620. Como se muestra en la Figura 7a, el lanzador de microondas 622 esta configurado para descargar energfa de microondas a lo largo de un eje central de lanzamiento 660 hacia un sistema transportador 640 configurado para transportar multiples artfculos 650 dentro de la camara de microondas 620 a lo largo de un eje de transporte 642. En una realizacion, el eje central de lanzamiento 660 puede estar inclinado de manera que se define un angulo inclinado de lanzamiento, p, entre el eje central de lanzamiento 660 y un plano normal al eje de transporte 642, ilustrado como plano 662 en la Figura 7a. Segun una realizacion, el angulo de inclinacion de lanzamiento p puede ser de al menos unos 2°, de al menos unos 4°, de al menos unos 5° y/o de no mas de unos 15°, no mas de unos 10°, o no mas de unos 8°.
[0068] Volviendo ahora a la Figura 7b, se muestra otra realizacion de un sistema de calentamiento por microondas 616 incluyendo dos o mas lanzadores 622a-c, cada uno configurado para descargar energfa en la camara de microondas 620 a lo largo de los respectivos ejes centrales de lanzamiento inclinados 660a-c. En una realizacion en la que el sistema de calentamiento por microondas 616 incluye dos o mas lanzadores inclinados, los ejes de lanzamiento centrales de los lanzadores, especialmente los lanzadores del mismo lado, pueden ser sustancialmente paralelos entre sf, como se ilustra generalmente por los ejes centrales de lanzamiento 660a,b de los lanzadores 622a,b mostrados en la Figura 7b. Como se usa aqrn, el termino "sustancialmente paralelo" significa dentro 5° del paralelismo. En la misma o en otra realizacion, los ejes centrales de lanzamiento de dos o mas lanzadores, especialmente lanzadores opuestos, dentro de la zona de calentamiento por microondas 616 pueden estar sustancialmente paralelos o sustancialmente alineados, como se ilustra en los ejes de lanzamiento 660a,c de los lanzadores de microondas 622a,c en la Figura 7b. Cuando la zona de calentamiento por microondas 616 comprende n lanzadores de microondas inclinados que presentan ejes centrales de lanzamiento orientados como antes se describe, cada lanzador puede definir un respectivo angulo de inclinacion de lanzamiento pn, dentro de los intervalos antes descritos. En una realizacion, cada uno de los angulos de inclinacion de lanzamiento pn de cada lanzador puede ser sustancialmente igual, mientras que, en otra realizacion, al menos uno de los angulos de inclinacion de lanzamiento pn puede ser sustancialmente diferente de uno o mas de los otros angulos de inclinacion de lanzamiento.
[0069] Con referencia nuevamente a la Figura 6a, al menos una de las aberturas de lanzamiento 524a-f de los lanzadores 522a-f del sistema de microondas 516 puede estar cubierta al menos parcialmente por una ventana sustancialmente transparente a microondas 526a-f dispuesta entre cada abertura de lanzamiento 524a-f y la camara de microondas 520. Las ventanas transparentes a microondas 526a-f pueden funcionar para evitar flujo de fluidos entre la camara de microondas 520 y los lanzadores de microondas 522a-f a la vez que permiten que una porcion sustancial de la energfa de microondas de los lanzadores 522a-f pase a su traves. Las ventanas 526a-f pueden estar fabricadas de cualquier material adecuado, que incluye, pero no esta limitado a, uno o mas materiales termoplasticos o vidrios como teflon con relleno de fibra de vidrio, politetrafluoroetileno (PTFE), polimetilmetacrilato (PMMA), polieterimida (PEI), oxido de aluminio, vidrio, y combinaciones de los mismos. En una realizacion, las ventanas 526a-f pueden tener un espesor medio de al menos unos 4 mm, de al menos unos 6 mm, de al menos unos 8 mm y/o de no mas de unos 20 mm, de no mas de unos 16 mm, o de no mas de unos 12 mm y puede soportar una diferencia de presion de al menos unos 40 psi, de al menos unas 50 psi, de al menos unas 75 psi y/o de no mas de unas 200 psi, de no mas de unas 150 psi, o de no mas de unas 120 psi sin romperse, agrietarse o, averiarse de otro modo.
[0070] En las Figuras 8a-c se representan en general varias realizaciones de configuraciones adecuadas para ventanas de lanzadores de microondas. Como se muestra en las Figuras 8a-c, cada una de las ventanas de microondas 726 define una superficie del lado de camara 725 que puede opcionalmente definir al menos una parte de la pared lateral 721 de la camara de microondas 720. Segun una realizacion mostrada en la Figura 1, la superficie del lado de camara 725 de la ventana 726 se puede configurar de manera que al menos un 50 por ciento, al menos un 65 por ciento, al menos un 75 por ciento, al menos un 85 por ciento, o al menos un 95 por ciento de la superficie total de la superficie del lado de la camara 725 este orientada en un angulo de inclinacion, a, desde la horizontal. El angulo de inclinacion a puede ser de al menos unos 2°, de al menos unos 4°, de al menos unos 8, de al menos unos 10° y/o de no mas de unos 45°, de no mas de unos 30°, o de no mas de unos 15° de la horizontal, ilustrada como una lmea punteada 762. En otras realizaciones, el angulo de inclinacion, a, tambien puede estar definido entre el eje de elongacion 762 de la camara de microondas 720 y/o un eje de transporte (no mostrado en las Figuras 8a-c) cuando, por ejemplo, estos ejes estan paralelos a la horizontal.
[0071] La superficie del lado de camara 725 de la ventana 726 puede estar orientada desde la horizontal
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
independientemente de si el lanzador 722 esta orientado con un angulo de inclinacion de lanzamiento, como antes se describe, o no. En una realizacion, la ventana 726 puede ser sustancialmente plana e inclinada desde la horizontal (como se muestra en la Figura 8a), mientras que, en la misma u otra realizacion, la superficie del lado de camara 725 de la ventana 726 puede incluir una o mas convexidades (como se muestra en la Figura 8b) o concavidades (como se muestra en la Figura 8c). Cuando la superficie del lado de camara 725 no es sustancialmente plana, se pueden formar uno o mas (o n) angulos inclinados totales como se describe mas arriba. Dependiendo de la configuracion exacta de la superficie del lado de camara 725, los multiples angulos de inclinacion formados por la misma pueden ser los mismos o diferentes respecto de otros angulos de inclinacion formados por la misma superficie 725.
[0072] Como se ha discutido previamente, los lanzadores de microondas 522a-f representados en la Figura 6a pueden tener cualquier configuracion adecuada. En las Figuras 9a-f se proveen varias vistas de un lanzador de microondas 822 configurado segun una realizacion de la presente invencion. Con referencia inicialmente a la Figura 9a, se ilustra el lanzador de microondas 822 como comprendiendo un conjunto de paredes laterales opuestas 832a,b y un conjunto de paredes extremas opuestas 834a,b, que colectivamente definen una abertura de lanzamiento sustancialmente rectangular 838. Cuando la abertura de lanzamiento 838 comprende una abertura de forma rectangular, puede tener una anchura (Wi) y una profundidad (Di) definidas, al menos en parte, por los bordes terminales de las paredes laterales 832a,b y 834a,b, respectivamente. En una realizacion, las paredes laterales 832a,b pueden ser mas anchas que las paredes extremas 834a,b, de manera que la longitud del borde terminal inferior de las paredes laterales 832a,b, mostrada como Wi en la Figura 9a, puede ser mayor que la longitud del borde terminal inferior de las paredes de extremo 834a,b, representadas en la Figura 9a con el identificador Di. Como se muestra en la Figura 9a, la porcion alargada de las paredes laterales 832a,b y las paredes extremas 834a,b tambien pueden definir colectivamente un camino 837 a traves del cual se puede propagar energfa de microondas a medida que pasa desde la entrada de microondas 836 a la al menos una abertura de lanzamiento 838 definida por el lanzador 822.
[0073] Cuando se utiliza para descargar energfa de microondas en una camara de microondas, la abertura de lanzamiento 838 puede ser alargada en la direccion de extension de la camara de microondas (no mostrada) o en la direccion de transporte de los artfculos en ella. Por ejemplo, en una realizacion, las paredes laterales 832a,b y las paredes extremas 834a,b del lanzador 822 pueden configurarse de manera que la dimension maxima de la abertura de lanzamiento 838 (mostrada en la Figura 9a como Wi) pueda alinearse sustancialmente paralela a la direccion de extension de la camara de microondas y/o a la direccion de transporte de los artfculos que pasan a traves de ella. En esta realizacion, los bordes terminales de las paredes laterales 832a,b pueden estar orientados paralelos a la direccion de extension (o la direccion de transporte), mientras los bordes terminales de las paredes extremas 843a,b pueden estar alineados sustancialmente perpendiculares a la direccion de extension o de transporte dentro de la camara de microondas (no se muestra en la Figura 9).
[0074] Las Figuras 9b y 9c proporcionan respectivamente vistas de una pared lateral 832 y una pared extrema 834 del lanzador de microondas 822 ilustrado en la Figura 9a. Debe entenderse que, mientras en las Figuras 9b y 9c se muestra solo una de las paredes laterales o extremas 832, 834, la otra del par puede tener una configuracion similar. En una realizacion, al menos una de la pared lateral 832 y la pared extrema 834 puede ser acampanada de manera que la dimension de entrada (anchura W0 o profundidad D0) sea mas pequena que la dimension de salida (anchura Wi o profundidad Di), como se ilustra respectivamente en las Figuras 9b y 9c. Cuando se acampana, cada una de las paredes laterales y extremas 832, 834 define respectivos angulos de anchura y profundidad de acampanamiento, 0w y 0d, como se muestra en las Figuras 9b y 9c. En una realizacion, los angulos de anchura y/o de profundidad de acampanamiento 0w y/o 0d pueden ser de al menos unos 2°, de al menos unos 5°, de al menos unos i0°, o de al menos unos i5° y/o de no mas de unos 45°, no mas de unos 30°, o no mas de unos i5°. En una realizacion, los angulos de anchura y/o de profundidad de acampanamiento 0w y 0d pueden ser iguales, mientras que, en otra realizacion, los valores de 0w y 0d pueden ser diferentes.
[0075] Segun una realizacion, el angulo de profundidad de acampanamiento 0d puede ser menor que el angulo de anchura de acampanamiento 0w. En algunas realizaciones el angulo de profundidad de acampanamiento 0d puede ser de no mas de unos 0°, de manera que la profundidad de entrada D0 y la dimension de salida Di del lanzador de microondas 822 son sustancialmente iguales, como se ilustra en la realizacion ilustrada en la Figura 9d. En otra realizacion, el angulo de profundidad de acampanamiento 0d puede ser menor que 0°, de manera que Di sea menor que D0, como se muestra en la Figura 9e. Cuando el lanzador 822 comprende un angulo de profundidad de acampanamiento de menos de 0° y/o la profundidad Di de la abertura de lanzamiento 838 es menor que la profundidad D0 de la entrada de microondas 836, el lanzador de microondas 822 puede ser un lanzador troncoconico que presenta un perfil generalmente inverso. En una realizacion en donde el lanzador de microondas 822 comprende n aberturas de lanzamiento, entre i y n de las aberturas pueden tener una profundidad y/o anchura menor o igual a la profundidad y/o anchura de la entrada del lanzador. A continuacion se describen en detalle realizaciones adicionales de lanzadores multi-aberturas.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
[0076] Segun una realizacion de la presente invencion, la profundidad Di de la abertura de lanzamiento 838 puede ser de no mas que unos 0,625 A, de no mas que unos 0,5 A, de no mas que unos 0,4 A, de no mas que unos 0,35 A, o no de no mas que unos 0,25 A, en donde A es la longitud de onda del modo predominante de la energfa de microondas descargada de la abertura de lanzamiento 838. Aunque deseando no estar condicionado por la teona, se cree que minimizando la profundidad Di de la abertura de lanzamiento 838, el campo de microondas creado proximo a la abertura de lanzamiento 838 es mas estable y uniforme que el que se creana con lanzadores que tienen mayores profundidades. En una realizacion en que el lanzador de microondas 822 comprende n aberturas de lanzamiento, la profundidad de cada abertura de lanzamiento, dn, puede ser no mayor que unos 0,625 A, no mayor que unos 0,5 A, no mayor que unos 0,4 A, no mayor que unos 0,35 A, o no mayor que unos 0,25 A. Cuando el lanzador de microondas 822 tiene multiples aberturas, cada abertura puede tener una profundidad que es la misma o diferente que una o mas de las otras aberturas de lanzamiento del mismo lanzador.
[0077] Con referencia ahora a las Figuras 10a-c., se ilustra otra realizacion de un lanzador de microondas 922 adecuado para utilizar en sistemas de calentamiento por microondas descritos aqrn como comprendiendo una unica entrada de microondas 936 y dos o mas aberturas de lanzamiento, que se muestran como aberturas de lanzamiento o descarga 938a-c, para descargar energfa de microondas desde ellas. El lanzador de microondas 922 ilustrado en las Figuras 10a-c incluye primera, segunda, y tercera aberturas separadas de lanzamiento 938 a-c, que estan espaciadas lateralmente entre sr A pesar de que se ha descrito aqrn como definiendo tres aberturas de lanzamiento, debe entenderse que el lanzador 922 puede incluir cualquier cantidad adecuada de aberturas de lanzamiento, incluyendo al menos 2, al menos 3, al menos 4 y/o no mas de 10, no mas de 8, o no mas de 6. El espaciado entre cada una primera, segunda y tercera aberturas de lanzamiento 938a-c puede ser de al menos unos 0,05 A, de al menos unos 0,075 A, o de al menos unos 0,10 A y/o no mas de unos 0,25 A, no mas de unos 0,15 A, o no mas de unos 0,1 A, en donde A es la longitud de onda del modo predominante de energfa de microondas descargada desde el lanzador 922.
[0078] En una realizacion, cada una de la primera, segunda y tercera aberturas de lanzamiento esta separada por uno o mas tabiques divisorios 940a,b dispuestos dentro del interior del lanzador 922, como se muestra en las Figuras 10a-c. Los tabiques 940a,b tienen normalmente un espesor igual a la separacion deseada entre las aberturas de descarga 938a-c. Cuando el lanzador de microondas comprende n tabiques, el lanzador de microondas 922 define (n+1) aberturas de lanzamiento separadas y (n+1) vfas de microondas separadas 937a-c definidas entre la entrada de microondas 836 y cada abertura de lanzamiento 938a-c, como se muestra particularmente en la Figura 10c. Como se muestra en la Figura 10c, cada uno de los caminos de microondas 937a-c tiene una longitud, L1-L3, que se extiende desde la entrada 936 a un punto perpendicular con la respectiva abertura de lanzamiento 938a-c. Cada L1- L3 puede ser sustancialmente la misma, o al menos una de las L1, L2, y L3 puede ser sustancialmente diferente. Segun una realizacion, particularmente mostrada en la Figura 10c, uno o mas caminos 937a-c pueden ser mas largos que uno o mas caminos 937a-c distintos.
[0079] Cuando uno o mas caminos 937a-c son de diferentes longitudes que uno o mas caminos distintos, las dimensiones (L1, L2, y/o L3) de los caminos 937a-c pueden estar ajustados de manera que la velocidad de fase de la energfa de microondas que se propaga a su traves se acelere a un ritmo mas rapido dentro de los caminos de microondas mas largas (por ejemplo, L1 y L3 en la Figura 10c) que a traves de los caminos mas cortos (por ejemplo, L2 en la Figura 10c). Si bien se intenta que la teona no condicione, el caso hipotetico es que dicho ajuste se puede llevar a cabo para garantizar una sincronizacion uniforme de las porciones de onda individuales, creando asf un frente de onda uniforme a medida que la energfa de microondas se descarga en la camara 520. Cuando el lanzador de microondas 922 incluye un unico tabique, se crean solo dos caminos de microondas (la realizacion no se muestra) y la longitud de cada camino es sustancialmente la misma. Por lo tanto, puede ser necesario poco o ningun control de la velocidad de fase de la energfa de microondas que pasa a traves de los caminos de igual longitud.
[0080] En la misma o en otra realizacion, cada una de las aberturas de lanzamiento 938a-c puede definir una profundidad, d1-3, como se representa en general en la Figura 10b. En una realizacion, cada una de las profundidades de d1 a d3 pueden ser sustancialmente iguales, mientras que, en otra realizacion, al menos una de las profundidades d1- d3 puede ser diferente. Como se discutio antes, una o mas de las d1-d3 pueden ser no mas de unos 0,625A, no mas de unos 0,5A, no mas de unos 0,4A, no mas de unos 0,35A, o no mas de unos 0,25A, en donde A es la longitud de onda del modo predominante de energfa de microondas descargada desde la abertura de lanzamiento 938a-c. Ademas, en una realizacion, al menos una de las dimensiones d1-d3 puede ser menor o igual que la profundidad d0 de la entrada 936, como se describe previamente en detalle. Como se muestra en la Figura 10b, las profundidades, d1-3, de cada una de las aberturas de lanzamiento 938a-c no incluyen el espesor de los tabiques 940a,b, cuando esten presentes.
[0081] De nuevo con referencia a la Figuras 6a, en una realizacion, el sistema de distribucion de microondas 514 de la zona de calentamiento por microondas 516 puede incluir al menos un dispositivo de distribucion de microondas 525a,b para asignar o distribuir energfa de microondas en la camara 520 mediante multiples lanzadores 522a-c y 522d-f. En
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
una realizacion, el colector de distribucion de microondas 525a,b puede incluir al menos tres dispositivos de asignacion de microondas configurados para dividir la ene^a de microondas del generador 512 en dos o mas porciones separadas antes de descargarlas desde al menos alguno de los lanzadores de microondas 522a-f. Como aqu se usa, el termino "dispositivo de asignacion de microondas" se refiere a cualquier dispositivo o artfculo que funciona para dividir energfa de microondas en dos o mas porciones separadas, segun una relacion predeterminada. Como aqu se usa, el termino "relacion de energfa predeterminada" se refiere a la relacion de cantidad de energfa de cada porcion separada resultante que sale de un dispositivo espedfico de asignacion de microondas. Por ejemplo, un dispositivo de asignacion de microondas configurado para dividir la energfa que pasa a su traves a una relacion de energfa 1:1 estana configurado para dividir la potencia que se introduce en el en dos porciones sustancialmente iguales.
[0082] Sin embargo, en una realizacion de la presente invencion, al menos uno de los dispositivos de asignacion de
microondas, mostrados como iris inductivos 570a-h y en forma de T o divisor o de dos vfas 572 en la Figura 6a, del
sistema de distribucion de microondas 514 puede estar configurado para tener una relacion de potencia predeterminada que no sea 1:1. Por ejemplo, uno o mas dispositivos de asignacion de microondas 570ah o 572 pueden estar configurados para dividir la energfa de microondas que pasa a su traves segun una relacion de energfa predeterminada de al menos cerca de 1:1.5, de al menos cerca de 1:2, de al menos cerca de 1:3 y/o de no mas de cerca de 1:10, no mas de cerca de 1:8, o no mas de cerca de 1:6.
[0083] Cada uno de los dispositivos de asignacion 570a2-h y/o 5 utilizados por el sistema de distribucion de microondas
514 puede configurarse para descargar energfa segun la misma relacion, o uno o mas dispositivos de asignacion 570a-
h pueden configurarse con una relacion de potencia diferente. Los dispositivos de asignacion 570a-h y 572 pueden
estar configurados de modo que sustancialmente la misma cantidad de potencia se descargue desde cada uno de los lanzadores 522a-f, mientras, en otra realizacion, los dispositivos de asignacion 570a-h y 572 pueden estar disenados colectivamente para desviar y descargar mas potencia desde uno o mas lanzadores 522a-f, descargando menos potencia a traves del resto de los lanzadores 522a-f. Las relaciones espedficas de potencia utilizadas por cada uno de los dispositivos de asignacion de microondas 570a-h y 572, asf como el modelo o configuracion general de la asignacion de energfa de microondas dentro del sistema, puede depender de una variedad de factores que incluyen, por ejemplo, el tipo de artfculos que se estan calentando, las condiciones de funcionamiento deseadas de la zona de calentamiento por microondas 516, y otros factores similares.
[0084] En la practica, una cantidad inicial de energfa de microondas puede introducirse en el sistema de distribucion de microondas 514 y puede estar dividida en dos porciones cuando pasa por el divisor 572. En una realizacion, las dos porciones de energfa de microondas que salen del divisor 572 pueden ser aproximadamente de la misma potencia, mientras, en otra realizacion, una de las dos porciones puede tener mas potencia que la otra. Como se muestra en la Figura 6a, cada porcion puede pasar a un colector respectivo 525a,b, pasando opcionalmente a traves del dispositivo de cambio de fase 530 antes de entrar al colector 525a,b. Descrita ahora respecto al colector de distribucion de microondas 525a, debena entenderse que es aplicable una operacion analoga a un colector inferior 525b mostrado en la Figura 6a.
[0085] La potencia de microondas que sale del divisor 572 y, opcionalmente, el dispositivo de cambio de fase 530 (realizaciones que se describiran en detalle a continuacion) puede entonces pasar a traves de un dispositivo de asignacion de microondas, que se muestra como iris 570a, en donde la potencia se puede dividir en una primera fraccion de microondas de lanzamiento y una primera fraccion de microondas de distribucion. La primera fraccion de microondas de lanzamiento puede estar dirigida hacia el lanzador 522a y puede descargarse por la salida 524a. La primera fraccion de microondas de distribucion se puede propagar en sentido descendente por el guiaondas 518 hacia los lanzadores de microondas adicionales 522b,c. Segun una realizacion, la relacion de potencia de la primera fraccion de microondas de lanzamiento respecto de la primera fraccion de microondas de distribucion que sale del iris 570a puede ser no mayor que unos 1:1, no mayor que unos 0,95:1, no mayor que unos 0,90:1, no mayor que unos 0,80:1, no mayor que unos 0,70:1 o no mayor que unos 0,60:1. En una realizacion, la relacion de potencia de la primera fraccion de microondas de lanzamiento respecto de la primera fraccion de microondas de distribucion no es 1:1.
[0086] A medida que la primera fraccion de microondas de distribucion se propaga hacia los lanzadores 522b, se puede dividir posteriormente en una segunda fraccion de microondas de lanzamiento dirigida hacia el lanzador 522b que sera descargada mediante la salida de lanzamiento 524b, y una segunda fraccion de microondas de distribucion que se propaga en sentido descendente por el guiaondas 518 hacia el lanzador 522c. En una realizacion, la relacion de la segunda fraccion de microondas de lanzamiento respecto de la segunda fraccion de microondas de distribucion puede ser al menos unos 0,80:1, al menos unos 0,90:1, al menos unos 0,95:1 y/o no mas de unos 1,2:1, no mas de unos 1,1:1, no mas de unos 1,05:1, o puede ser unos 1:1. Posteriormente, el resto de la energfa de microondas (por ejemplo, la totalidad de la segunda fraccion de microondas de distribucion) puede luego dirigirse al lanzador final de microondas 522c y descargarse desde la salida de lanzamiento 524c.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
[0087] Segun otra realizacion (no mostrada en la Figura 6a), el sistema de distribucion de microondas 514 puede incluir un colector de distribucion de microondas 525a,b que tiene mas de tres lanzadores. Por ejemplo, cuando el colector de distribucion de microondas 525 incluye n lanzadores, todas las etapas excepto la etapa (n-1) de division se pueden llevar a cabo de modo que la relacion de la fraccion de microondas de lanzamiento respecto de la fraccion de microondas de distribucion no sea 1:1. Para cada una de las etapas, excepto la etapa (n-1 ), la relacion de potencia puede ser no mayor que unos 1:1, no mayor que unos 0,95:1, no mayor que unos 0,90:1, no mayor que unos 0,80:1, no mayor que unos 0,70:1 o no mayor que unos 0,60:1, mientras que la etapa de division (n-1 ) puede llevarse a cabo de manera que la relacion de la fraccion de microondas de lanzamiento a la segunda fraccion de microondas de distribucion puede ser al menos unos 0,80:1, al menos unos 0,90:1, al menos unos 0,95:1 y/o no mas que unos 1,2:1, no mas que unos 1,1:1, no mas de unos 1,05:1, o puede ser aproximadamente 1:1. La fraccion de microondas de distribucion (n-1) puede entonces enviarse, en su mayona o totalidad, como una fraccion n de microondas de lanzamiento a descargarse en la camara de microondas mediante el lanzador de microondas n.
[0088] Ademas de uno o mas iris 570a-h posicionados dentro del sistema de distribucion de microondas 514, uno o mas lanzadores 522 pueden tambien incluir al menos un iris inductivo dispuesto dentro del lanzador, como se muestra en una realizacion ilustrada en las Figuras 11a y 11b. Alternativamente, uno o mas iris 570b y/o 570d pueden estar dispuestos dentro de los lanzadores 522a y/o 522b, respectivamente, en lugar de estar dispuestos dentro de un guiaondas como se muestra en la Figura 6a.
[0089] En la Figura 11a se muestra una realizacion de un lanzador de microondas 1022 que incluye un iris inductivo dispuesto en el. El lanzador 1022 puede incluir al menos un iris inductivo 1070 situado entre su entrada de microondas 1036 y una o mas aberturas de lanzamiento 1038, como se ilustra en general en las Figuras 11a y 11b. Como se muestra en las Figuras 11a y 11b, el iris 1070 puede definirse por un par de paneles de iris inductivo 1072a,b dispuestos en lados opuestos del lanzador 1022. Aunque se muestran como acoplados a paredes extremas opuestas mas estrechas 1034a,b del lanzador 1022, debena entenderse que el primero y segundo paneles de iris 1072a,b tambien pueden estar acoplados a paredes laterales opuestas 1032a,b mas anchas del lanzador 1022 Como se muestra en las Figuras 11a y 11b, el primer y segundo panel de iris 1072a,b se extienden hacia adentro en la via de microondas 1037 definida entre la entrada de microondas 1036 y la abertura de lanzamiento 1038 en una direccion que es generalmente transversal a la direccion de propagacion de microondas a traves de la via 1037. En una realizacion, los paneles de iris obstruyen al menos un 25 por ciento, al menos un 40 por ciento, o al menos un 50 por ciento y/o no mas de un 75 por ciento, no mas de un 60 por ciento, o no mas de un 55 por ciento del area total del camino de microondas 1037 en la situacion en la que estan dispuestos. Cuando el lanzador de microondas 1022 comprende dos o mas aberturas de lanzamiento, como se muestra en la Figura 11c, el primero y segundo paneles de iris 1072a,b pueden estar configurados para obstruir al menos una porcion de cada una de las aberturas de lanzamiento 1038a-c del lanzador 1022.
[0090] Como se muestra en la Figura 11a, el primer y segundo paneles de iris 1072a,b pueden ser sustancialmente coplanares y pueden ser sustancialmente normales al eje central de lanzamiento del lanzador de microondas 1022. En algunas realizaciones, los paneles de iris 1072a,b pueden estar separados tanto respecto de la entrada de microondas 1036 como de la abertura de lanzamiento 1038 del lanzador de microondas 1022. Por ejemplo, los paneles de iris 1072a,b pueden estar separados de la entrada de microondas 1036 del lanzador 1022 en al menos un 10 por ciento, al menos un 25 por ciento, o al menos un 35 por ciento de la distancia minima entre la entrada de microondas 1036 y la abertura de lanzamiento 1038 del lanzador 1022. Ademas, los paneles de iris 1072a,b pueden estar separados de la abertura de lanzamiento 1038 del lanzador 1022 en al menos un 10 por ciento, 25 por ciento, o 35 por ciento de la distancia maxima (L) medida entre la entrada de microondas 1036 y la abertura de lanzamiento 1038 del lanzador 1022.
[0091] Volviendo otra vez a la Figura 6a, el sistema de distribucion de microondas 514 se ilustra como comprendiendo adicionalmente uno o mas dispositivos o para aumentar la uniformidad y/o intensidad del campo de microondas creado dentro de la camara de calentamiento por microondas 520. Por ejemplo, en una realizacion, el sistema de distribucion de microondas 514 puede incluir uno o mas dispositivos disenados para modificar y/o controlar la situacion e intensidad de las bandas de interferencia constructiva del campo de microondas creado dentro de cada zona individual de calentamiento 580a-c, que estan respectivamente definidas entre pares de lanzadores 522a y 522f, 522b y 522e, y 522c y 522d. En una realizacion, dicho dispositivo puede ser un dispositivo de cambio de fase, esquematicamente representado en la Figura 6a como dispositivo 530, operable para cambiar dclicmente la fase de la energfa de microondas que pasa a traves del mismo.
[0092] A medida que los artfculos 550 se mueven a lo largo del sistema transportador 540 dentro de la camara de microondas 520, cada artfculo 550 puede tener un tiempo de permanencia promedio (t), dentro de cada zona individual de calentamiento 580a-c, de al menos unos 2 segundos, de al menos unos 10 segundos, de al menos unos 15 segundos y/o de no mas de aproximadamente 1 minuto, de no mas de unos 45 segundos, o de no mas de unos 30 segundos. En una realizacion, el tiempo de permanencia promedio (t) para los artfculos 550 puede ser mayor que la
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
velocidad de cambio de fase (t) para la que se configura el dispositivo de cambio de fase 530. Por ejemplo, la relacion del tiempo medio de permanencia de los artfculos que pasan a traves de una de las zonas individuals de calentamiento 580a-c a la velocidad de cambio de fase del dispositivo 530 (T:t) puede ser al menos unos 2:1, al menos unos 3:1, al menos unos 4:1, al menos unos 5:1 y/o no mas de unos 12:1, no mas de unos 10:1, o no mas de unos 8:1.
[0093] El dispositivo de cambio de fase 530 puede ser cualquier dispositivo adecuado para desplazar rapida y dclicamente la fase de energfa de microondas que pasa a traves del sistema de distribucion de microondas 514. Segun una realizacion, el dispositivo de cambio de fase 530 puede estar configurado para desplazar la energfa de microondas que pasa a traves del mismo a una velocidad de cambio de fase (t) de al menos unos 1,5 ciclos por segundo, de al menos unos 1,75 ciclos por segundos, o de al menos unos 2,0 ciclos por segundo y/o de no mas de unos 10 ciclos por segundo, de no mas de unos 8 ciclos por segundo, y/o de no mas de unos 6 ciclos por segundo. Como se utiliza en la presente memoria, el termino "velocidad de cambio de fase" se refiere al numero de ciclos completos de cambio de fase completados por segundo. Un "ciclo completo de cambio de fase" se refiere a un cambio de fase desde 0° a 180° y nuevamente a 0°. A pesar de que se muestra incluyendo un unico dispositivo de cambio de fase 530, debe entenderse que dentro del sistema de distribucion de microondas 514 se puede utilizar cualquier numero adecuado de dispositivos de cambio de fase.
[0094] En una realizacion, el dispositivo de cambio de fase 530 puede comprender un dispositivo de sintonizacion tipo embolo capaz de funcionar para que se mueva en forma generalmente lineal (por ejemplo, movimiento arriba - abajo) dentro de un cilindro para asf provocar que la fase de la energfa de microondas que pase a su traves sea desplazada dclicamente. Las Figuras 12a y 12b ilustran dos realizaciones de un dispositivo de sintonizacion tipo embolo 1130a,b adecuado para utilizar en un sistema de distribucion de microondas 514. La Figura 12a describe un dispositivo de cambio de fase de un unico embolo 1130a que incluye un embolo 1132 operable para moverse dentro de un unico cilindro 1134 mediante un accionador automatico 1136. La Figura 12b ilustra otra realizacion de un dispositivo de cambio de fase que comprende un dispositivo de cambio de fase de multiples embolos que incluye una pluralidad de embolos 1132a-d dispuestos y operables para moverse dentro de varios cilindros correspondientes 1134a-d. Los embolos 1132a-d pueden estar accionados por un unico accionador automatico 1136, que puede estar conectado a cada uno de los embolos 1132a-d mediante un eje de leva giratorio 1138. Cualquiera de los dispositivos de sintonizacion tipo embolo 1130a,b puede estar conectado a un acoplador, como, por ejemplo, un acoplador tubrido de ranura corta (no mostrado en las Figuras 12a y 12b) y puede ser empleado en un sistema de distribucion de microondas 514 como un dispositivo de cambio de fase 530 como se ha descrito antes.
[0095] Otra realizacion de un dispositivo de cambio de fase adecuado se representa en las Figuras 13a-e. En comparacion con el dispositivo de cambio de fase o los dispositivos de sintonizacion ilustrados en las Figuras 12a y 12b, los dispositivos de cambio de fase ilustrados en las Figuras 13a-e son dispositivos de cambio de fase giratorios. Por ejemplo, como se muestra en las Figuras 13a-c, una realizacion de un dispositivo de cambio de fase giratorio 1230, tambien referido como un cortocircuito de fase variable, puede comprender una seccion fija 1210 que define una primera abertura sustancialmente rectangular 1212 y una seccion giratoria 1240 situada proxima a dicha primera abertura 1212. Como se muestra en la Figura 13a, puede definirse una holgura 1213 entre la seccion giratoria 1240 y la seccion fija 1210 y, en una realizacion, un estrangulador de microondas (no mostrado) puede estar al menos parcialmente dispuesto dentro del espacio 1213 para evitar la fuga de energfa de microondas de las secciones fijas y giratorias 1210 y 1240.
[0096] La seccion giratoria 1240 comprende un alojamiento 1242 y multiples placas separadas sustancialmente paralelas 1244a-d recibidas dentro del alojamiento 1242. Como se muestra en la Figura 13a, el alojamiento 1242 comprende un primer extremo 1243a y un segundo extremo 1243b y el primer extremo 1243a define una segunda abertura 1246 adyacente a la primera abertura rectangular 1212 de la seccion fija 1210. Como indican las flechas 1290, 1292 en la Figura 13a, la seccion giratoria 1240 puede configurarse para girar respecto de la seccion fija 1210 alrededor de un eje de rotacion 1211 que se extiende a traves de la primera y segunda aberturas 1212, 1246, como se muestra de forma general en las Figuras 13a-c.
[0097] Como se muestra en particular en las Figuras 13b y 13c, el alojamiento 1242 tiene una longitud (Lh), un ancho (Wh), y una profundidad (Dh). En una realizacion, al menos una de Lh, Wh, y Dh son de unos 0,5A, de unos 0,65A, de unos 0,75A y/o de no mas de aproximadamente 1A, de no mas de unos 0,9A, o de no mas de unos 0,75A, en donde A es la longitud de onda de la energfa de microondas cuyo cortocircuito de fase variable 1230 esta configurado para pasar entre la primera y segunda aberturas 1212 y 1246. En una realizacion, al menos una de las dimensiones Wh y Dh es de al menos unos 0,5A y ambas no son de mas de aproximadamente A. Como se muestra de forma general en las Figuras 13a-c, la forma transversal del alojamiento 1242 es sustancialmente cuadrada, de manera que la relacion Wh:Dh es no mayor que unos 1,5:1, no mayor que unos 1,25:1, o no mayor que unos 1,1:1.
[0098] La seccion fija 1210 puede tener cualquier forma o tamano adecuados y puede comprender un guiaondas
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
circular o rectangular. En una realizacion que se muestra en la Figura 13d, la primera abertura sustancialmente rectangular 1212 puede tener una anchura (Wr) y una profundidad (Dr) de manera que la relacion de Wr:Dr es al menos unos 1,1:1, al menos unos 1,25:1, o al menos unos 1,5:1. La anchura de las primeras aberturas 1212 de la seccion fija 1210 y la anchura de la segunda abertura 1246 de la seccion giratoria 1240 son sustancialmente iguales, de manera que la relacion Wh:Wr es al menos unos 0,85:1, al menos unos 0,95:1, o al menos unos 0,98:1 y/o no mas de unos 1,15:1, no mas de unos 1,05:1, o no mas de unos 1,01:1.
[0099] Como se muestra de manera general en la Figura 13a, cada una de las placas 1244a-d puede estar acoplada al segundo extremo 1243b del alojamiento 1242 y puede extenderse generalmente hacia el primer extremo 1243a del alojamiento 1242 en una direccion hacia la primera y segunda aberturas 1212 y 1244. Cada una de las placas 1244a-d puede tener una distancia de extension o longitud, que se muestra como Le en la Figura 13b, de al menos unos 0,1A, de al menos unos 0,2A, de al menos unos 0,25A y/o de no mas de unos 0,5A, de no mas de unos 0,35A, o de no mas de unos 0,30A. Adicionalmente, como se muestra en particular en la Figura 13c, una o mas de las placas 1244a-d pueden tener un espesor, k, de al menos unos 0,01A, de al menos unos 0,05A y/o de no mas de unos 0,10A, o no mas de unos 0,075A, en donde A es la longitud de onda de la energfa de microondas introducida en el alojamiento 1242 por una primera abertura 1212. Las placas adyacentes 1244a-d pueden estar separadas mediante una distancia de espaciamiento, j, que puede ser mayor que, unos igual a, o menor que el espesor de cada placa. En una realizacion, j puede ser de al menos unos 0,01A, de al menos unos 0,05A y/o no mas de unos 0,10A, o de no mas de unos 0,075A. Por lo tanto, en una realizacion, la relacion del area de superficie acumulativa de los extremos distales de las placas1244a-d, generalmente ilustradas como las regiones sombreadas en la Figura 13c, respecto del area total de superficie expuesta interna del segundo extremo 1243b del alojamiento 1242, generalmente ilustrada como las regiones no sombreadas en la Figura 13c, puede ser de al menos unos 0,85:1, de al menos unos 0,95:1, o de al menos unos 0,98:1 y/o de no mas de unos 1,15:1, de no mas de unos 1,10:1, o de no mas de unos 1,05:1.
[0100] El cortocircuito de fase variable 1230 puede estar configurado para girar a una velocidad de al menos unas 50 revoluciones por minuto (rpm), de al menos unas 100 rpm, de al menos unas 150 rpm y/o de no mas de unas 1000 rpm, de no mas de unas 900 rpm, o de no mas de unas 800 rpm alrededor del eje de rotacion 1211, como se ilustra en la Figura 13a. En una realizacion, al menos una porcion del movimiento del cortocircuito de fase variable giratorio 1230 puede llevarse a cabo por medio de un actuador 1270 acoplado a un controlador automatico y/o un sistema de control automatico (no mostrado). En otra realizacion, al menos una porcion del movimiento se puede llevar a cabo manualmente y puede opcionalmente incluir penodos de no-rotacion.
[0101] Realizaciones adicionales de dispositivos de cambio de fase giratorios 1233 y 1235 adecuados para utilizar en un sistema de distribucion de microondas 514 de la Figura 6a se ilustran, respectivamente, en las Figuras 13e y 13f. Como se muestra en la realizacion representada en la Figura 13e, el dispositivo de cambio de fase giratorio 1233 puede incluir un elemento de manivela giratorio 1237 acoplado mediante una varilla de fijacion 1239 a un embolo 1241 dispuesto dentro de un guiaondas 1243. A medida que el elemento de manivela 1237 gira como indica la flecha 1261, la varilla 1239 facilita un movimiento general de arriba hacia abajo del piston o embolo 1241 dentro del guiaondas 1243, como lo indica la flecha 1263 en la Figura 13e. Otra realizacion de un dispositivo de cambio de fase giratorio 1235 se ilustra en la Figura 13f, incluyendo una leva 1245 acoplada a una prolongacion de varilla, que puede estar integrada con o acoplada a un embolo 1241 dispuesto dentro del guiaondas 1243. Cuando la leva 1245 gira, la prolongacion de varilla 1247 mueve el embolo o piston 1241 con un movimiento general de arriba hacia abajo dentro del cilindro 1243, como se indica generalmente con la flecha 1263. Asimismo, segun una realizacion, el dispositivo de cambio de fase giratorio 1235 puede ademas comprender uno o mas dispositivos desviadores 1249 (por ejemplo, uno o mas resortes) para facilitar el movimiento del embolo 1241 dentro del guiaondas 1243 en una direccion ascendente.
[0102] Ademas de ser utilizado como un dispositivo de cambio de fase giratorio, el cortocircuito de fase variable 1230 (u opcionalmente, los dispositivos de cambio de fase giratorios 1233, 1235) tambien pueden estar configurados para utilizarse como dispositivo de sintonizacion como, por ejemplo, un sintonizador de impedancia para desintonizar o cancelar reflexiones no deseadas y/o como un sintonizador de frecuencia para igualar la frecuencia del generador a la de la cavidad.
[0103] Volviendo ahora a la Figura 14a, se ilustra una realizacion de un sistema de distribucion de microondas 1314 que emplea dos cortocircuitos de fase variable 1330a,b como sintonizador de impedancia para cancelar o minimizar la potencia reflejada. Como se representa en la Figura 14a, cada uno de los cortocircuitos de fase variable 1330a,b puede estar conectado a salidas adyacentes de un acoplador 1340, que puede ser un acoplador tubrido de ranura corta. En operacion, cada uno de los cortocircuitos de fase variable 1330a,b puede ajustarse individualmente a una posicion deseada de forma que el sintonizador de impedancia desintonice la energfa reflejada del lanzador de microondas 1322 de vuelta hacia el generador 1312. Segun una realizacion, uno o ambos cortocircuitos de fase variable 1330 a,b pueden ajustarse adicionalmente segun sea necesario durante el proceso de microondas con el fin de adaptar cambios en el coeficiente de reflexion de los artfculos que se estan calentando. En una realizacion, los ajustes adicionales pueden al
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
menos llevarse a cabo parcialmente utilizando un sistema de control automatico (no mostrado).
[0104] Los cortocircuitos de fase variable como aqu se describen tambien pueden utilizarse como sintonizadores de frecuencia para igualar la frecuencia de la cavidad con la frecuencia del generador. De acuerdo con esta realizacion, pueden acoplarse directamente uno o mas cortocircuitos de fase variable, mostrados como cortocircuito de fase variable 1330c en la Figura 14b, a puertos individuales espaciados a lo largo de una camara de microondas resonante 1320. En esta realizacion, el cortocircuito de fase variable 1330c se puede rotar de manera continua o esporadica y se puede ajustar su posicion de forma manual o automatica dependiendo de cambios dentro de la camara de microondas 1320 y/o los artfculos que se estan procesando en ella (no mostrados). Como resultado de este ajuste del cortocircuito de fase variable 1330c, puede igualarse mas rigurosamente la frecuencia de la energfa de microondas dentro de la cavidad a la frecuencia del generador (no mostrada).
[0105] En referencia de nuevo al sistema de calentamiento por microondas 510 ilustrado en la Figura 6a, puede llevarse a cabo de manera mas rigurosa y eficaz el calentamiento de los artfculos 550 pasados a traves de la camara de microondas 520 mediante, por ejemplo, el incremento del coeficiente de transferencia de calor entre los artfculos y el medio fluido que los rodea. Una realizacion de una camara de microondas 1420 configurada para facilitar el calentamiento de los artfculos 1450 de manera mas rapida y eficaz mediante cambios en el coeficiente de transferencia de calor dentro de la camara de calentamiento por microondas 1420 se ilustra en la Figura 15a. En una realizacion, se puede incrementar el coeficiente de transferencia de calor dentro de la camara de microondas 1420, al menos en parte, agitando el medio lfquido o gaseoso dentro de la camara 1420, utilizando uno o mas dispositivos de agitacion como, por ejemplo, uno o mas agitadores de chorro de fluido 1430a-d configurados para descargar de forma turbulenta uno o mas chorros de fluido dentro del interior de la camara de microondas 1420. En una realizacion, los chorros de fluido descargados dentro de la camara de microondas 1420 pueden ser un chorro de lfquido o vapor y pueden tener un numero de Reynolds de al menos unos 4500, al menos unos 8000 o al menos unos 10.000.
[0106] Estructuralmente, los agitadores de chorro de fluido 1430a-d pueden ser cualquier dispositivo configurado para descargar multiples chorros hacia los artfculos 1450 en multiples ubicaciones dentro de la camara de microondas 1420. En una realizacion, los agitadores de chorro de fluido 1430 pueden estar separados axialmente a lo largo del eje central de elongacion 1417 de la camara de microondas 1420 de forma tal que al menos una porcion de los chorros este configurada para descargar en una direccion generalmente perpendicular al eje central de elongacion 1417. En otra realizacion, particularmente ilustrada en la Figura 15b, uno o mas agitadores de chorro de fluido 1430a-b pueden estar posicionados de manera circunferencial dentro de la camara de microondas 1420 de forma tal que al menos una porcion de los chorros este dirigida radialmente hacia dentro hacia el eje central de elongacion 1417 de la camara 1420. Aunque mostrados en la Figura 15a como generalmente continuos a lo largo de una porcion de la circunferencia de la camara de microondas 1420, se ha de entender que el agitador de chorro de fluido 1430a puede tambien incluir multiples chorros distintos, radialmente separados entre sf a lo largo de al menos una porcion de la circunferencia de la camara 1420, cada uno situado para descargar un chorro de fluido hacia el eje central de elongacion 1417 de la camara 1420.
[0107] Como se muestra en la Figura 15a, los agitadores de chorro de fluido 1430a-d pueden estar situados a lo largo de uno o mas lados de la camara de microondas 1420 y pueden intercalarse (de manera alternada) con uno o mas lanzadores de microondas 1422. El uso de uno o mas agitadores 1430a-d puede aumentar el coeficiente de transferencia de calor entre el medio fluido dentro de la camara de microondas 1420 y los artfculos 1450 en al menos cerca de 1 por ciento, al menos unos 5 por ciento, al menos unos 10 por ciento, o al menos unos 15 por ciento, en comparacion con el coeficiente de transferencia de calor de una camara inactiva, ceteris paribus. En la misma u otra realizacion, pueden incluirse uno o mas chorros configurados y/u operados de manera similar dentro de una o mas zonas distintas del sistema de microondas 10 incluyendo zonas de termalizacion y/o permanencia 12 y/o 20, ilustradas previamente en las Figuras 1a y 1b.
[0108] Otra vez en referencia a las Figuras 1a y 1b, despues de haberse retirado de la zona de calentamiento por microondas 16, los artfculos calentados pueden luego ser opcionalmente dirigidos a una zona de retencion de temperatura 20, en la que puede mantenerse la temperatura de los artfculos a o por encima de determinada temperatura umbral minima durante un tiempo especificado de permanencia. Como resultado de esta etapa de mantenimiento, los artfculos retirados de la zona de retencion 20 pueden tener un perfil de calentamiento mas uniforme y menos puntos fnos. En una realizacion, la temperatura umbral minima dentro de la zona de mantenimiento 20 puede ser la misma que la temperatura minima requerida dentro de la zona de calentamiento por microondas 16, y puede ser al menos unos 120°C, al menos unos 121°C, al menos unos 122°C, y/o no mas de unos 130°C, no mas de unos 128°C, o no mas de unos 126°C. El tiempo medio de permanencia de los artfculos que pasan a traves de la zona de retencion 20 puede ser al menos unos 1 minuto, al menos unos 2 minutos, o al menos unos 4 minutos y/o no mas de unos 20 minutos, no mas de unos 16 minutos, o no mas de unos 10 minutos. La zona de retencion 20 puede operarse a la misma presion que la zona de calentamiento por microondas 16 y puede, en una realizacion, estar al menos parcialmente definida dentro de una camara o recipiente presurizado y/o lleno con lfquido.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
[0109] Despues de salir de la zona retencion 20, los artmulos calentados del sistema de microondas 10 pueden ser despues introducidos en una zona de enfriamiento 22, en donde los artmulos calentados pueden ser enfriados rapidamente por contacto con uno o mas fluidos refrigerados. En una realizacion, la zona de enfriamiento 22 puede estar configurada para enfriar los artmulos en al menos unos 30°C, al menos unos 40°C, al menos unos 50°C, y/o no mas de unos 100°C, no mas de unos 75°C, o no mas de unos 50°C durante un penodo de al menos cerca de 1 minuto, al menos unos 2 minutos, al menos unos 3 minutos y/o no mas de unos 10 minutos, no mas de unos 8 minutos, o no mas de unos 6 minutos. Es posible utilizar cualquier tipo adecuado de fluido como fluido de refrigeracion en la zona de enfriamiento 22, incluyendo, por ejemplo, un medio lfquido como los descritos anteriormente con respecto a la zona de calentamiento por microondas 16 y/o un medio gaseoso.
[0110] De acuerdo con una realizacion generalmente representada en las Figuras 1a y 1b, el sistema de calentamiento por microondas 10 tambien puede incluir una segunda zona de ajuste de presion 14b dispuesta aguas abajo de la zona de calentamiento por microondas 16 y/o la zona de retencion 20, cuando exista. La segunda zona de juste de presion 14b puede estar configurada y operada de manera similar a la descrita anteriormente con respecto a la primera zona de ajuste de presion 14a. Cuando este presente, la segunda zona de ajuste de presion 14b puede estar situada aguas abajo de la zona de enfriamiento 22, de forma tal que una porcion sustancial o casi toda la zona de enfriamiento 22 funciona a una presion elevada (super atmosferica) similar a la presion bajo la cual funcionan la zona de calentamiento por microondas 16 y/o la zona de retencion 20. En otra realizacion, la segunda zona de ajuste de presion 14b puede disponerse dentro de la zona de enfriamiento 22, de forma que una parte de la zona de enfriamiento 22 pueda funcionar a una presion super-atmosferica similar a la presion de la zona de calentamiento por microondas 16 y/o la zona de retencion 20 mientras que otra parte de la zona de enfriamiento 22 puede funcionar a aproximadamente la presion atmosferica. Cuando se retiran de la zona de enfriamiento 22, los artmulos enfriados pueden tener una temperatura de al menos unos 20°C, al menos unos 25°C, al menos unos 30°C, y/o no mas de unos 70°C, no mas de unos 60°C, o no mas de unos 50°C. Una vez que se retiran de la zona de enfriamiento 22, los artmulos enfriados y tratados pueden entonces retirarse de la zona de calentamiento por microondas 10 para su posterior almacenamiento o uso.
[0111] De acuerdo con una realizacion de la presente invencion, se proporcionan uno o mas metodos para controlar la operacion del sistema de calentamiento por microondas 10, por ejemplo, para asegurar una exposicion constante y continua a la energfa de microondas para cada artmulo o envase que pasa a traves del sistema de calentamiento por microondas 10. Las etapas principales de una realizacion de un metodo 1500 adecuado para controlar la operacion del sistema de microondas 10 estan representadas mediante bloques individuales 1510-1530 en la Figura 16.
[0112] Como se representa en la Figura 16, la primera etapa del metodo de control 1500 es determinar un valor para uno o mas parametros del sistema de microondas relacionados con la zona de calentamiento por microondas 16, como se representa con el bloque 1510. Los ejemplos de los parametros del sistema de microondas pueden incluir, pero no se limitan a, potencia neta descargada, velocidad del sistema transportador y temperatura y/o caudal del agua contenida dentro de la camara de calentamiento por microondas. Posteriormente, como se muestra en el bloque 1520 de la Figura 16, el valor determinado resultante para el parametro espedfico puede entonces compararse con un valor objetivo correspondiente para el mismo parametro con el fin de determinar una diferencia. En base a la diferencia, se pueden llevar a cabo una o mas acciones para ajustar la operacion del sistema de microondas 10, como se representa en el bloque 1530 de la Figura 16. En una realizacion, el ajuste del sistema de calentamiento por microondas 10 puede ser acometido cuando, por ejemplo, la magnitud de la diferencia es al menos un 5 por ciento, al menos un 10 por ciento, o al menos un 20 por ciento del valor del valor objetivo y/o del valor determinado para el parametro espedfico del sistema de microondas. En una realizacion, al menos una parte del metodo descrito anteriormente puede llevarse a cabo utilizando un sistema de control automatico.
[0113] En una realizacion, el sistema de calentamiento por microondas 10 puede utilizar las etapas basicas del metodo de control antes descrito 1500 para garantizar el cumplimento de requisitos de seguridad y/o normativos de los artmulos (por ejemplo, alimentos y/o fluidos o instrumental medico) que se estan calentando en su interior. Segun esta realizacion, el uno o mas parametros del sistema de microondas pueden estar seleccionados del grupo que consta de potencia neta minima descargada, velocidad maxima del sistema de transporte, y temperatura minima y/o caudal mmimo del agua dentro de la camara de calentamiento por microondas. En una realizacion, la temperatura minima del agua en la camara de microondas puede ser al menos unos 120°C, al menos unos 121 °C, al menos unos 123°C y/o no mas que unos 130°C, no mas que unos 128°C, o no mas que unos 126°C, mientras que el caudal mmimo puede ser al menos unos 1 galon por minuto (gpm), al menos unos 5 gpm, o al menos unos 25 gpm. La velocidad maxima del sistema transportador, en una realizacion, puede ser no mayor que unos 15 pies por segundo (fps), no mayor que unos 12 fps, o no mayor que 10 fps y la potencia neta minima descargada puede ser al menos unos 50 kW, al menos unos 75 kW, o al menos unos 100 kW. Cuando se utiliza el metodo de control 1500 para garantizar la seguridad o cumplimiento de la normativa del producto, la una o mas acciones realizadas para ajustar la operacion del sistema de calentamiento por microondas 10 pueden incluir, pero no limitarse a, parar el sistema de transporte, apagar uno o mas
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
generadores, retirar, aislar y re-procesar o deshacerse de uno o mas ardculos expuestos a condiciones indeseables, y combinaciones de los mismos.
[0114] En la misma u otra realizacion, el sistema de calentamiento por microondas 10 tambien puede utilizar las etapas basicas del metodo de control 1500 para garantizar la calidad y uniformidad entre los artfculos (por ejemplo., comida y/o fluidos o instrumental medico) que se calientan. Segun esta realizacion, los parametros de microondas pueden incluir potencia neta descargada, velocidad del sistema transportador y la temperatura y/o caudal del agua contenida dentro de la camara de calentamiento por microondas. En una realizacion, la temperatura del agua en la camara de microondas puede ser al menos unos 121 °C, al menos unos 122°C, al menos unos 123°C y/o no mas de unos 130°C, no mayor que unos 128°C, o no mayor que unos 126°C, mientras que el caudal puede ser de al menos unos 15 galones por minuto (gpm), de al menos unos 30 gpm, o al menos unos 50 gpm. La velocidad del sistema transportador, en una realizacion, puede controlarse para que sea una velocidad no mayor que unos 5 pies por segundos (fps), no mayor que unos 7 fps, no mayor que unos 10 fps y la potencia neta descargada puede ser al menos unos 75 kW, al menos unos 100 kW, o al menos unos 150 kW. Cuando se utiliza el metodo de control 1500 para garantizar la calidad o uniformidad del producto, la una o mas acciones realizadas para ajustar la operacion del sistema de calentamiento por microondas 10 pueden incluir, pero no se limitan a, parar el sistema de transporte, apagar uno o mas generadores, eliminar, aislar y re-procesar o deshacerse de uno o mas artfculos expuestos a condiciones indeseables, y combinaciones de los mismos.
[0115] Para realizar la comparacion de la etapa 1520 del metodo 1500 mostrado en la Figura 16, uno o mas de los valores objetivo para al menos uno de los parametros del sistema de microondas descrito anteriormente se pueden determinar antes de calentar los artfculos en el sistema de microondas 10. Se puede lograr determinar la magnitud de estos valores objetivo creando primero un perfil de calentamiento prescrito para el tipo espedfico de artfculo a calentar utilizando un sistema de microondas a pequena escala. Por ejemplo, en una realizacion, uno o mas artfculos de un tipo espedfico (por ejemplo, alimentos, dispositivos medicos, o fluidos medicos) son primero cargados en una camara de microondas de un sistema de calentamiento por microondas a pequena escala. En una realizacion, los artfculos cargados en la camara de calentamiento a pequena escala pueden ser de un solo tipo, de manera que el calentamiento prescrito resultante determinado pueda aplicarse espedficamente a ese tipo de artfculo en un sistema de calentamiento a mayor escala. En una realizacion, el artfculo puede ser un tipo y/o tamano espedfico de alimento envasado (por ejemplo, un paquete de carne de 8 onzas listo para comer) o puede ser un fluido medico envasado (por ejemplo, solucion salina) o tipos y/o envases espedficos de instrumental medico u odontologico.
[0116] Una vez cargado en la camara de microondas del sistema de calentamiento por microondas a pequena escala, el artfculo se puede calentar introduciendo energfa de microondas en la camara mediante uno o mas lanzadores de microondas. Durante este penodo de calentamiento, que puede incluir multiples tandas de calentamiento, se puede determinar un perfil de calentamiento prescrito para el artfculo que se esta calentando. Como aqrn se utiliza, el termino "perfil de calentamiento prescrito" se refiere a un conjunto de valores objetivo de una variedad de parametros sugeridos o recomendados para su uso cuando se calienta un tipo espedfico de artfculo. Ademas de incluir valores objetivo, los perfiles de calentamiento prescritos tambien se pueden expresar, al menos en parte, como una funcion de tiempo y/o posicion del artfculo. En una realizacion, el perfil de calentamiento prescrito puede incluir al menos un valor objetivo para uno o mas de los parametros del sistema de microondas que incluyen, pero no estan limitados a, potencia neta descargada, distribucion secuencial de potencia de microondas (es decir, especificaciones en cuanto a temporizacion, situacion y cantidad descargada de energfa de microondas), temperatura y/o caudal del fluido (por ejemplo, agua) en la camara de microondas, y/o tiempo de permanencia del artfculo dentro de la camara de microondas. Ademas, el perfil de calentamiento prescrito puede tambien incluir valores objetivo o mmimos para uno o mas parametros (por ejemplo, temperatura, caudal de fluido, presion, y tiempo de permanencia del artfculo) relativos a zonas de termalizacion, retencion y/o enfriamiento 16, 20, 22 del sistema de calentamiento por microondas 10.
[0117] Una vez se ha determinado un perfil de calentamiento prescrito, se pueden cargar multiples artfculos de dicho tipo en un sistema de calentamiento por microondas a gran escala y se pueden luego calentar segun el perfil prescrito determinado con el sistema de microondas a pequena escala, opcionalmente usando un sistema de control automatico. En una realizacion, el sistema de calentamiento de microondas a pequena escala puede ser un sistema por lotes o por semi-lotes y/o puede comprender una camara rellena de lfquido que tenga un volumen interno total menor que 100 pies cubicos, menor que 50 pies cubicos, o menor que 30 pies cubicos. En la misma o en otra realizacion, el sistema de microondas a gran escala puede ser un proceso continuo o semi-continuo llevado a cabo al menos parcialmente en una camara de microondas presurizada o rellena de lfquido que tenga un volumen interno total de al menos 100 pies cubicos, de al menos 250 pies cubicos, o de al menos 500 pies cubicos. Las etapas descritas anteriormente pueden despues repetirse tantas veces como sea necesario para crear perfiles de calentamiento prescritos espedficos para cualquier cantidad de artfculos diferentes. Posteriormente, valores objetivo de uno o mas parametros descritos anteriormente pueden ser determinados y utilizados en la etapa de comparacion 1520 del metodo 1500 que se muestra en la Figura 16. Despues de ello y en base a la diferencia, se pueden realizar una o mas acciones de las mencionadas
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
anteriormente para garantizar el calentamiento uniforme del producto final.
[0118] Un aspecto de garantizar el calentamiento uniforme es garantizar que se descargue una potencia constante y medible en la zona de calentamiento. En una realizacion, se proporciona un metodo para controlar la potencia neta descargada dentro del sistema de calentamiento por microondas 10. Como aqu se utiliza, el termino "potencia neta descargada" se refiere a la diferencia entre la potencia directa y reflejada dentro de un guiaondas o lanzador. Como se utiliza en la presente memoria, el termino "potencia directa" se refiere a la potencia que se propaga en una direccion prevista desde el generador hacia una carga, mientras que el termino "potencia reflejada" se refiere a la potencia que se propaga en una direccion no deseada, generalmente desde la carga de vuelta a un guiaondas o lanzador y hacia el generador.
[0119] Las etapas principales de un metodo 1600 para determinar la potencia neta descargada desde al menos un lanzador de microondas utilizando dos o mas pares de acopladores direccionales se resumen en el diagrama de flujo proporcionado en la Figura 17. Como se representa en los bloques 1610 y 1620, se puede determinar un primer y segundo valores para potencia neta descargada utilizando dos pares independientes de acopladores direccionales. Cada par de acopladores direccionales puede incluir un acoplador para medir la potencia directa y otro para medir la potencia reflejada, y uno o mas dispositivos o sistemas para calcular la diferencia, para asf proveer un primer y segundo valores respectivos para la potencia neta descargada. Segun una realizacion, al menos uno de los valores de potencia neta se puede utilizar para ajustar o controlar la produccion del generador de microondas, mientras que el otro se puede utilizar como refuerzo o validacion del otro.
[0120] Una vez que se han obtenido valores de cada par de acopladores, el primer y segundo valores de potencia neta se pueden comparar para determinar una diferencia, como se ilustra en el bloque 1630, y, en base a la diferencia, se puede actuar para ajustar la operacion del sistema de calentamiento por microondas, como se representa en el bloque 1640. En una realizacion, la accion se puede ejecutar cuando la diferencia excede un valor predeterminado, como, por ejemplo, un valor que es al menos aproximadamente 1 por ciento, al menos un 2 por ciento, o al menos un 5 por ciento del primer y/o segundo valores de potencia neta determinado previamente. En una realizacion, tambien se puede realizar una accion cuando la diferencia es al menos un 1 por ciento, al menos un 2 por ciento, o al menos un 3 por ciento del mas bajo del primer y segundo valores de potencia neta. En otra realizacion, tambien se puede ejecutar una accion si uno del primer o segundo valores de potencia neto esta por debajo de un mmimo predeterminado y/o excede un maximo predeterminado. Dependiendo, al menos en parte, de los artmulos que se estan procesando y de la diferencia determinada, la accion puede incluir, pero no se limita a, apagar un generador o sistema transportador, aumentar o reducir la produccion del generador, y/o retirar, aislar y deshacerse de o re-procesar uno o mas artmulos que se pusieron dentro de la camara de calentamiento por microondas cuando la diferencia supero el valor predeterminado
[0121] Los sistemas de calentamiento por microondas de la presente invencion pueden ser sistemas de calentamiento a escala comercial capaces de procesar un gran volumen de artmulos en un tiempo relativamente corto. A diferencia de las retortas convencionales y otros sistemas a pequena escala que utilizan energfa de microondas para calentar multiples artmulos, los sistemas de calentamiento por microondas como se describen en este documento pueden estar configurados para lograr una productividad total de al menos unos 15 envases por minuto por lmea de transporte, de al menos unos 20 envases por minuto por lmea de transporte, de al menos unos 25 envases por minuto por lmea de transporte, o de al menos unos 30 envases por minuto por lmea de transporte, lo cual excede en mucho las productividades que se pueden lograr por otros sistemas de calentamiento.
[0122] Como aqrn se utiliza, el termino "envases por minuto" se refiere a la cantidad total de envases de comida lista para comer de 8 onzas rellenos de gel de suero de leche que puede procesar un determinado sistema de calentamiento por microondas, segun el siguiente procedimiento: un envase de comida listo para comer de 8 onzas relleno con pudin de gel de suero de leche comercializado por Ameriqual Group LLC (Evansville, Indiana, EE.UU.) esta conectado a multiples sondas de temperaturas colocadas en el pudin al menos en cinco posiciones equidistantes espaciadas a lo largo de cada eje x-, y- y z-, con origen en el centro geometrico del envase, como se muestra en la Figura 18. El envase luego se coloca en un sistema de calentamiento por microondas a evaluar y se calienta hasta que cada una de las sondas registre una temperatura superior a la temperatura minima especificada (por ejemplo, 120° para sistemas de esterilizacion). El tiempo requerido para conseguir dicho perfil de temperatura, al igual que la informacion ffsica y dimensional sobre el sistema de calentamiento, puede entonces utilizarse para calcular la productividad total en envases por minuto.

Claims (15)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    45
    50
    55
    60
    1. Un proceso continuo para calentar una pluralidad de artfculos en un sistema de calentamiento por microondas (10), comprendiendo dicho proceso:
    a) termalizar dichos artfculos en una zona de termalizacion (12) para proveer por ello multiples artfculos termalizados con una temperature sustancialmente uniforme;
    b) calentar dichos artfculos termalizados en una zona de calentamiento por microondas (16); y
    c) enfriar los artfculos calentados en una zona de enfriamiento (22),
    en el que dichos artfculos se pasan a traves de cada una de dichas zonas de termalizacion (12), dicha zona de calentamiento por microondas (16) y dicha zona de enfriamiento (22) mediante uno o mas sistemas de transporte (110), en el que dicho sistema de calentamiento por microondas (10) tiene una productividad total de al menos 20 envases por minuto por lmea de transporte;
    y caracterizado porque dicho calentamiento de la etapa (b) incrementa asf la temperatura media de cada artfculo en al menos 50°, donde al menos una parte de dicho calentamiento se realiza a una velocidad de calentamiento de al menos 25° por minuto, y el calentamiento de la etapa (b) incluye descargar energfa de microondas en una camara de microondas (520) de dicha zona de calentamiento por microondas (16) por al menos un lanzador (922), en el que dicho lanzador (922) incluye una entrada de microondas (836) y primera y segunda aberturas de lanzamiento separadas (938a, 938b, 938c), y en el que dicho lanzador (922) incluye al menos un tabique divisor (940a, 940b) dispuesto entre dicha entrada de microondas (836) y dichas aberturas de lanzamiento (938a, 938b, 938c), en donde dicho tabique divisor (940a, 940b) define al menos parcialmente dichas primera y segunda aberturas de lanzamiento (938a, 938b, 938c), y en donde dicha descarga incluye descargar una porcion de dicha energfa de microondas en dicha camara de microondas (520) a traves de dichas primera y segunda aberturas de lanzamiento (938a, 938b, 938c).
  2. 2. El proceso de la reivindicacion 1, en el que dicha zona de termalizacion (12) esta al menos parcialmente llenada con un medio lfquido.
  3. 3. El proceso de la reivindicacion 1 o 2, en el que dicho calentamiento de la etapa (b) incluye descargar energfa de microondas en dicha camara de microondas mediante al menos un par de lanzadores opuestos (922) dispuestos en lados generalmente opuestos de dicha camara de microondas (520).
  4. 4. El proceso de la reivindicacion 3, en el que dichos lanzadores opuestos (922) estan decalados entre sf a lo largo del eje central de elongacion de dicha camara de microondas (520).
  5. 5. El proceso de le reivindicacion 3 o 4, en el que dichos lanzadores opuestos (922) son lanzadores enfrentados.
  6. 6. El proceso de cualquiera de las reivindicaciones 1-5, en el que al menos una parte de dicho calentamiento de etapa (b) se lleva a cabo bajo una presion de al menos 10 psig.
  7. 7. El proceso de cualquiera de las reivindicaciones 1-6, en el que dicha camara de microondas (520) esta al menos parcialmente llenada con un medio lfquido, en el que al menos una parte de dicho calentamiento de la etapa (b) se lleva a cabo a una temperatura por encima del punto normal de ebullicion de dicho medio lfquido.
  8. 8. El proceso de cualquiera de las reivindicaciones 1-7, en el que al menos una porcion de dicha termalizacion de la etapa (a) y/o dicho enfriamiento de la etapa (c) se lleva a cabo a una presion diferente que dicho calentamiento de la etapa (b), que ademas comprende, posterior a dicha termalizacion de la etapa (a) y/o al menos una porcion de dicho enfriamiento de la etapa (c), pasar dichos artfculos a traves de al menos una zona de ajuste de presion (14a, 14b) para asf igualar al menos parcialmente la presion entre dicha zona de termalizacion (12) y dicha camara de microondas (520) y/o dicha camara de microondas y dicha zona de enfriamiento.
  9. 9. El proceso de cualquiera de las reivindicaciones 1-8, en el que dicha temperatura sustancialmente uniforme de dichos artfculos que salen de dicha zona de termalizacion (12) es al menos 20°C y no mayor que 70°C.
  10. 10. El proceso de cualquiera de las reivindicaciones 1-9, en el que dichos artfculos tienen un tiempo medio de permanencia en dicha zona de termalizacion (12) de al menos 2 minutos y no mayor que 20 minutos.
  11. 11. El proceso de cualquiera de las reivindicaciones 1 - 10, en el que el tiempo medio de permanencia de dichos artfculos en dicha camara de microondas (520) es al menos 30 segundos y no mayor que 10 minutos.
  12. 12. El proceso de cualquiera de las reivindicaciones 1-11, que ademas comprende antes de dicho enfriamiento de etapa (c), pasar dichos artfculos calentados a traves de una zona de retencion (20), en donde la temperatura de dichos artfculos se mantiene a o por encima de una temperatura minima especificada durante un penodo de tiempo de al
    5 menos 2 minutos y de no mas que 15 minutos en dicha zona de retencion (20).
  13. 13. El proceso de la reivindicacion 12, en el que dicha temperatura minima especificada es al menos 120°C y en el que dicha una zona de retencion (20) comprende una camara llena de lfquido operada a una presion de al menos 10 psig.
    10
  14. 14. El proceso de cualquiera de las reivindicaciones 1-13, en el que dicho sistema de calentamiento por microondas (10) es un sistema presurizado de microondas y pasteuriza y/o esteriliza dichos artfculos.
  15. 15. El proceso de la reivindicacion 1, en el que dicho lanzador (922) incluye un par de paneles de iris inductivo (1072a,
    15 1072b) para definir entre ellos un iris inductivo (1070) a traves del cual puede pasar al menos una porcion de dicha
    energfa de microondas dirigida desde dicha entrada de microondas (836) a dichas aberturas de lanzamiento (938a, 938b, 938c)
ES14188871.9T 2012-03-14 2013-03-13 Sistemas mejorados de calentamiento por microondas y métodos de uso de los mismos Active ES2623907T3 (es)

Applications Claiming Priority (22)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201261610756P 2012-03-14 2012-03-14
US201261610729P 2012-03-14 2012-03-14
US201261610794P 2012-03-14 2012-03-14
US201261610821P 2012-03-14 2012-03-14
US201261610776P 2012-03-14 2012-03-14
US201261610830P 2012-03-14 2012-03-14
US201261610708P 2012-03-14 2012-03-14
US201261610739P 2012-03-14 2012-03-14
US201261610745P 2012-03-14 2012-03-14
US201261610767P 2012-03-14 2012-03-14
US201261610787P 2012-03-14 2012-03-14
US201261610708P 2012-03-14
US201261610739P 2012-03-14
US201261610745P 2012-03-14
US201261610787P 2012-03-14
US201261610767P 2012-03-14
US201261610756P 2012-03-14
US201261610776P 2012-03-14
US201261610794P 2012-03-14
US201261610821P 2012-03-14
US201261610729P 2012-03-14
US201261610830P 2012-03-14

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2623907T3 true ES2623907T3 (es) 2017-07-12

Family

ID=49161759

Family Applications (4)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES17158472T Active ES2812788T3 (es) 2012-03-14 2013-03-13 Proceso mejorado de calentamiento por microondas
ES14188868.5T Active ES2592710T3 (es) 2012-03-14 2013-03-13 Sistemas de calentamiento por microondas mejorados y métodos para utilizarlos
ES13760361.9T Active ES2623852T3 (es) 2012-03-14 2013-03-13 Sistemas mejorados de calentamiento por microondas
ES14188871.9T Active ES2623907T3 (es) 2012-03-14 2013-03-13 Sistemas mejorados de calentamiento por microondas y métodos de uso de los mismos

Family Applications Before (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES17158472T Active ES2812788T3 (es) 2012-03-14 2013-03-13 Proceso mejorado de calentamiento por microondas
ES14188868.5T Active ES2592710T3 (es) 2012-03-14 2013-03-13 Sistemas de calentamiento por microondas mejorados y métodos para utilizarlos
ES13760361.9T Active ES2623852T3 (es) 2012-03-14 2013-03-13 Sistemas mejorados de calentamiento por microondas

Country Status (10)

Country Link
EP (4) EP3300456B1 (es)
JP (2) JP6215294B2 (es)
KR (1) KR102060424B1 (es)
CN (2) CN109068430B (es)
AU (3) AU2013232141B2 (es)
CA (2) CA2867301C (es)
ES (4) ES2812788T3 (es)
IL (1) IL234581B (es)
MX (1) MX342586B (es)
WO (1) WO2013138455A1 (es)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015171763A1 (en) * 2014-05-07 2015-11-12 Washington State University Microwave sterilization or pasteurization
US11229095B2 (en) 2014-12-17 2022-01-18 Campbell Soup Company Electromagnetic wave food processing system and methods
CN106488602A (zh) * 2015-08-28 2017-03-08 合默麟开发股份有限公司 微波加热系统
EP3280225B1 (en) 2016-08-05 2020-10-07 NXP USA, Inc. Defrosting apparatus with lumped inductive matching network and methods of operation thereof
EP3280224A1 (en) 2016-08-05 2018-02-07 NXP USA, Inc. Apparatus and methods for detecting defrosting operation completion
AU2017379798A1 (en) * 2016-12-19 2019-07-25 915 Labs, LLC Microwave-assisted sterilization and pasteurization of liquid and semi-liquid materials
CN110741732B (zh) * 2017-03-15 2023-02-17 915 实验室公司 多遍微波加热系统
MX2019011675A (es) * 2017-04-17 2019-11-01 915 Labs Llc Sistema de pasteurizacion y esterilizacion asistido por microondas usando configuraciones sinergisticas de envasado, transportador y lanzador.
PL3448121T3 (pl) * 2017-08-23 2021-06-14 Vorwerk & Co. Interholding Gmbh Urządzenie zasilające mikrofalami w kuchence mikrofalowej
MX2020004224A (es) * 2017-10-19 2021-01-08 915 Labs Llc Sistema de calentamiento con control de temperatura mejorado.
US10917948B2 (en) 2017-11-07 2021-02-09 Nxp Usa, Inc. Apparatus and methods for defrosting operations in an RF heating system
US10771036B2 (en) * 2017-11-17 2020-09-08 Nxp Usa, Inc. RF heating system with phase detection for impedance network tuning
EP3503679B1 (en) 2017-12-20 2022-07-20 NXP USA, Inc. Defrosting apparatus and methods of operation thereof
SG11202008229QA (en) * 2018-03-01 2020-09-29 915 Labs Llc Method for controlling microwave heating systems
EP3547801B1 (en) 2018-03-29 2022-06-08 NXP USA, Inc. Defrosting apparatus and methods of operation thereof
US10952289B2 (en) 2018-09-10 2021-03-16 Nxp Usa, Inc. Defrosting apparatus with mass estimation and methods of operation thereof
US11800608B2 (en) 2018-09-14 2023-10-24 Nxp Usa, Inc. Defrosting apparatus with arc detection and methods of operation thereof
US11166352B2 (en) 2018-12-19 2021-11-02 Nxp Usa, Inc. Method for performing a defrosting operation using a defrosting apparatus
US11039511B2 (en) 2018-12-21 2021-06-15 Nxp Usa, Inc. Defrosting apparatus with two-factor mass estimation and methods of operation thereof

Family Cites Families (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2500752A (en) * 1946-06-01 1950-03-14 Gen Electric High-frequency dielectric heating in a resonant chamber
FR1473832A (fr) * 1963-09-09 1967-03-24 Atlas Werke Ag Dispositif générateur de chaleur à partir d'énergie de micro-ondes, notamment pour la décongélation de produits alimentaires
DE1565266A1 (de) * 1965-06-18 1970-02-05 Fried. Krupp Gmbh, 4300 Essen Querstrahler
US3564458A (en) * 1969-10-28 1971-02-16 Canadian Patents Dev Branched waveguide transitions with mode filters
SE352229B (es) * 1970-09-08 1972-12-27 Alfa Laval Ab
GB1582832A (en) * 1976-04-08 1981-01-14 Unilever Ltd Methods and apparatus for the microwave heating of foods
US4168418A (en) * 1977-09-07 1979-09-18 Bird Leslie L Rendering of material such as meat
SE441640B (sv) * 1980-01-03 1985-10-21 Stiftelsen Inst Mikrovags Forfarande och anordning for uppvermning medelst mikrovagsenergi
NZ206150A (en) * 1983-11-04 1987-06-30 Nz Government Food processor; screw conveyor pitch wider in microwave chamber than preheating chamber
EP0287760A1 (de) * 1987-04-15 1988-10-26 HERMANN BERSTORFF Maschinenbau GmbH Vorrichtung zum gleichmässigen und schnellen Erwärmen, Pasteurisieren oder Sterilisieren von Lebensmitteln oder dergleichen
FR2645391B1 (fr) * 1989-04-04 1992-03-13 Marzat Claude Applicateur micro-ondes alimente sous incidence de brewster
US5228947A (en) * 1990-07-23 1993-07-20 Trus Joist Macmillan, A Limited Partnership Microwave curing system
KR100242633B1 (ko) * 1995-11-10 2000-02-01 데루오 구메타 마이크로파 살균장치
WO1997026777A1 (fr) * 1996-01-19 1997-07-24 Belin-Lu Biscuits France Dispositif applicateur de micro-ondes notamment pour la cuisson de produits sur un support metallique
PL357635A1 (en) * 2000-02-25 2004-07-26 Personal Chemistry I Uppsala Ab Microwave heating apparatus
WO2001091237A1 (en) * 2000-05-19 2001-11-29 Industrial Microwave Systems, Inc. Cascaded planar exposure chamber
JP2003106773A (ja) * 2001-09-26 2003-04-09 Micro Denshi Kk マイクロ波連続加熱装置
JP4036052B2 (ja) * 2002-07-30 2008-01-23 松下電器産業株式会社 マイクロ波加熱装置
ITTV20020120A1 (it) * 2002-10-18 2004-04-19 S M C Srl Tunnel per il condizionamento di prodotti alimentari
DE10260743B4 (de) * 2002-12-23 2008-05-15 Outokumpu Oyj Verfahren und Anlage zum thermischen Behandeln von körnigen Feststoffen in einem Wirbelbett
CA2477824A1 (en) * 2003-08-13 2005-02-13 Mars Incorporated Method and apparatus for continuous processing of packaged products
US7119313B2 (en) * 2003-09-08 2006-10-10 Washington State University Research Foundation Apparatus and method for heating objects with microwaves
WO2006073909A2 (en) * 2005-01-03 2006-07-13 Mackay Jeffrey H Tunnel for conditioning of products, especially for sterilization of food in prepackaged containers
US20070068939A1 (en) * 2005-09-23 2007-03-29 The Ferrite Company, Inc. Apparatus and Method for Microwave Heating Using Metallic Conveyor Belt
JP4630189B2 (ja) * 2005-12-21 2011-02-09 山本ビニター株式会社 高周波解凍装置および解凍方法
CN101026264A (zh) * 2007-03-09 2007-08-29 电子科技大学 喇叭馈源
CN101282600B (zh) * 2007-04-06 2010-09-15 财团法人食品工业发展研究所 连续式微波加热装置
BRPI0701638B1 (pt) * 2007-04-24 2016-10-11 Petróleo Brasileiro S A Petrobras reator e sistema para hidroprocessamento assistido por microondas
EP2225078A1 (en) * 2007-11-29 2010-09-08 Dow Global Technologies Inc. Method for controlling and optimizing microwave heating of plastic sheet
FI122203B (fi) * 2008-09-11 2011-10-14 Raute Oyj Aaltojohtoelementti
FI122204B (fi) * 2008-09-11 2011-10-14 Raute Oyj Laite tasomaisten tuotteiden mikroaaltolämmitystä varten
US8586899B2 (en) * 2008-11-24 2013-11-19 Jeffrey H. Mackay Apparatus and method for mass sterilization and pasteurization of food products
CN101448348B (zh) * 2008-11-27 2011-06-15 电子科技大学 一种螺旋喇叭状微波馈能天线及其阵列微波加热装置
JP2010139217A (ja) * 2008-12-15 2010-06-24 Yamamoto Vinita Co Ltd 加熱方法および加熱装置
JP2010166863A (ja) * 2009-01-23 2010-08-05 Kansai Electric Power Co Inc:The 真空解凍装置及び真空解凍方法
JP2011021210A (ja) * 2009-07-13 2011-02-03 Shimadzu Corp Ecrプラズマ源およびecrプラズマ装置
CN102648042B (zh) * 2009-10-23 2015-10-21 安胜达微波科技有限公司 使用微波辐射用于处理流体的设备
FR2954461A1 (fr) * 2009-12-21 2011-06-24 Techdiss Technologies S L Dispositif de traitement thermique en continu par microondes de produits, notamment alimentaires

Also Published As

Publication number Publication date
CN109068430A (zh) 2018-12-21
AU2013232141A1 (en) 2014-10-30
AU2013232141B2 (en) 2016-12-08
EP2866518A1 (en) 2015-04-29
AU2017201469B2 (en) 2019-01-31
MX342586B (es) 2016-10-04
EP2866517A1 (en) 2015-04-29
EP2826337A1 (en) 2015-01-21
EP2826337B1 (en) 2017-04-19
WO2013138455A1 (en) 2013-09-19
EP3300456B1 (en) 2020-05-06
CA3130845A1 (en) 2013-09-19
KR102060424B1 (ko) 2020-02-17
JP6215294B2 (ja) 2017-10-18
AU2017201477B2 (en) 2019-01-31
EP2826337A4 (en) 2016-01-06
ES2592710T3 (es) 2016-12-01
EP3300456A1 (en) 2018-03-28
CA2867301C (en) 2021-11-02
CA3130845C (en) 2023-10-24
JP2018037411A (ja) 2018-03-08
JP6553141B2 (ja) 2019-07-31
MX2014011079A (es) 2015-04-08
EP2866518B1 (en) 2017-04-19
JP2015529930A (ja) 2015-10-08
CN109068430B (zh) 2022-05-24
KR20140141653A (ko) 2014-12-10
ES2812788T3 (es) 2021-03-18
ES2623852T3 (es) 2017-07-12
AU2017201477A1 (en) 2017-03-23
AU2017201469A1 (en) 2017-03-23
CA2867301A1 (en) 2013-09-19
EP2866517B1 (en) 2016-06-22
CN104782226A (zh) 2015-07-15
CN104782226B (zh) 2018-06-19
IL234581B (en) 2020-06-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2623907T3 (es) Sistemas mejorados de calentamiento por microondas y métodos de uso de los mismos
US9357589B2 (en) Commercial scale microwave heating system
BR112014022809B1 (pt) Sistema de micro-ondas e processo para o aquecimento de uma pluralidade de artigos
BR112014022425B1 (pt) Sistema de micro-ondas para aquecimento