ES2851124T3 - Sistema de calentamiento de radiofrecuencia - Google Patents
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Abstract
Un proceso para calentar una pluralidad de artículos usando energía de radiofrecuencia (RF), comprendiendo dicho proceso: (a) hacer pasar energía de RF a través de al menos una guía de ondas de RF (26) sustancialmente cargada con líquido; (b) introducir al menos una porción de dicha energía de RF en una cámara de calentamiento por RF (36) sustancialmente cargada con líquido; y (c) calentar los artículos transportados a través de dicha cámara de calentamiento por RF (36) utilizando al menos una porción de dicha energía de RF.
Description
DESCRIPCIÓN
Sistema de calentamiento de radiofrecuencia
Campo de la invención
La presente invención se refiere en general a sistemas que utilizan energía de radiofrecuencia (300 KHz - 300 MHz) para calentar artículos.
Antecedentes de la invención
La radiación electromagnética es un mecanismo conocido para suministrar energía a un objeto. La capacidad de la radiación electromagnética para penetrar y calentar un objeto de forma rápida y eficaz ha demostrado ser ventajosa en muchos procesos químicos e industriales. En el pasado, la energía de radiofrecuencia (RF) se ha utilizado para calentar artículos por, por ejemplo, calentamiento por inducción o calentamiento dieléctrico. Sin embargo, el uso de energía de RF para calentar artículos puede tener algunos inconvenientes. Por ejemplo, la longitud de onda de la energía de RF puede dificultar la transmisión y el lanzamiento de energía de RF de forma eficaz. Un ejemplo de un dispositivo de calentamiento de ondas electromagnéticas es descrito en el documento WO2010/032478A1. La presente invención implica descubrimientos para minimizar y/o eliminar muchos de los inconvenientes asociados convencionalmente con el uso de energía de RF para calentar artículos.
Compendio de la invención
Ciertas realizaciones de la presente invención proporcionan un sistema de calentamiento por radiofrecuencia (RF) que calienta una pluralidad de artículos con efectividad y eficacia mejoradas. El calentamiento proporcionado por el sistema de calentamiento por RF se puede utilizar para pasteurizar o esterilizar los artículos. El sistema de calentamiento por RF puede incluir los siguientes componentes: (a) un generador de RF para generar energía de RF; (b) una guía de ondas de RF configurada para cargarse sustancialmente con un líquido y, cuando se carga con el líquido, siendo capaz de transmitir energía de RF producida por el generador de RF; (c) una cámara de calentamiento por RF configurada para cargarse sustancialmente con el líquido y, cuando se carga con el líquido, siendo capaz de recibir energía de RF transmitida a través de la guía de ondas de RF; y (d) un sistema de transporte recibido en la cámara de calentamiento por RF y configurado para transportar los artículos a través de la cámara de calentamiento por RF mientras los artículos se calientan con energía de RF.
Otras realizaciones de la invención proporcionan un proceso para calentar artículos utilizando energía de radiofrecuencia (RF). El proceso de calentamiento por RF puede incluir los siguientes pasos: (a) hacer pasar energía de RF a través de una guía de ondas de RF sustancialmente cargado con un líquido; (b) introducir energía de RF en una cámara de calentamiento por RF sustancialmente cargado con el líquido; y (c) artículos de calentamiento transportados a través de la cámara de calentamiento por RF utilizando energía de RF.
Breve descripción de las Figuras del dibujo
la Figura 1 es un diagrama de bloques de etapas/zonas convencionales de un sistema de calentamiento por RF configurado de acuerdo con las realizaciones de la presente invención;
la Figura 2 es una vista isométrica en corte de una porción de una zona de calentamiento por RF configurada de acuerdo con una realización de la presente invención, que ilustra particularmente cómo se utilizan lanzaderas opuestos para aplicar energía de RF a paquetes que se transportan a través de la cámara de calentamiento;
La Figura 3 es una vista desde un extremo de la zona de calentamiento por RF de la Figura 2;
la Figura 4 muestra una zona de calentamiento por RF que usa una lanzadera de un solo lado para aplicar energía de RF a los artículos;
la Figura 5 muestra una zona de calentamiento por RF usando dos lanzaderas de un solo lado adyacentes en el mismo lado de la cámara para aplicar energía de RF a los artículos;
la Figura 6 muestra una zona de calentamiento por RF usando dos lanzaderas de un solo lado deparadas en lados opuestos de la cámara para aplicar energía de RF a los artículos;
la Figura 7 es una vista isométrica de una zona de calentamiento por RF que utiliza lanzaderas opuestas orientadas de forma que la pared más ancha de la lanzadera sea perpendicular a la dirección de desplazamiento de los artículos;
la Figura 8 es una vista lateral de la zona de calentamiento por RF de la Figura 7;
La Figura 9 es una vista desde un extremo de la zona de calentamiento por RF de la Figura 8;
la Figura 10 es una vista isométrica en corte de una zona de calentamiento por RF equipada con una pluralidad de formadores de campo dieléctrico;
la Figura 11 es una vista en sección transversal de la zona de calentamiento por RF de la Figura 10;
La Figura 12 es una vista isométrica en despiece de un portador equipado con un sistema de anidamiento dieléctrico para recibir los artículos a calentar en la zona de calentamiento por RF; y
la Figura 13 es una vista en sección transversal del portador de la Figura 12.
Descripción detallada de las realizaciones preferidas
En muchos procesos comerciales, puede ser deseable calentar un gran número de artículos individuales de forma rápida y uniforme. La presente invención utiliza energía de radiofrecuencia (RF) para calentar rápida y uniformemente, o ayudar al calentamiento de, artículos. Los ejemplos de artículos adecuados que se pueden calentar en el sistema de calentamiento por RF de la presente invención pueden incluir, pero sin limitación, productos alimentarios, fluidos médicos e instrumentos médicos. En una realización, los sistemas de calentamiento por RF descritos en el presente documento se pueden usar para la pasteurización o esterilización de los artículos que se están calentando. En general, la pasteurización implica el calentamiento rápido de un artículo o artículos a una temperatura mínima entre 70 °C y 100 °C, mientras que la esterilización implica calentar uno o más artículos a una temperatura mínima entre 100 °C y 140 °C, 110 °C y 135 °C, o 120 °C y 130 °C.
La Figura 1 es un diagrama general de un sistema de calentamiento por RF configurado de acuerdo con ciertas realizaciones de la presente invención. Como se muestra en la Figura 1 uno o más artículos se pueden introducir inicialmente en una zona de precalentamiento 10, en donde los artículos se pueden precalentar a una temperatura de precalentamiento sustancialmente uniforme (p. ej., 20 °C a 70 °C). Una vez precalentados, los artículos pueden introducirse en una zona de calentamiento por RF 12. En la zona de calentamiento por RF, los artículos se pueden calentar rápidamente utilizando energía de RF descargada en al menos una parte de la zona de calentamiento 12 por una o más lanzaderas de RF, descritas con más detalle a continuación. Los artículos calentados pueden a continuación, opcionalmente, pasar por una zona de retención 14, en donde los artículos se pueden mantener a una temperatura constante durante un período de tiempo específico. Después, los artículos se pueden pasar a una zona de enfriamiento 16, en donde la temperatura de los artículos se puede reducir rápidamente a una temperatura de manipulación adecuada (p. ej., 20 °C a 70 °C).
El sistema de calentamiento por RF de la Figura 1 se puede configurar para calentar muchos tipos diferentes de artículos. En una realización, los artículos calentados en el sistema de calentamiento por RF pueden comprender productos alimentarios, tales como, por ejemplo, frutas, vegetales, carnes, pastas, comidas preparadas e incluso bebidas. En otras realizaciones, los artículos calentados en el sistema de calentamiento por RF pueden comprender fluidos médicos envasados o instrumentos médicos y/o dentales. Los artículos procesados dentro del sistema de calentamiento por RF pueden ser de cualquier tamaño y forma adecuados. En una realización, cada artículo puede tener una longitud (dimensión más larga) de al menos aproximadamente 5,08 cm (2 pulgadas), al menos de aproximadamente 10,16 cm (4 pulgadas), al menos aproximadamente 15,24 cm (6 pulgadas) y/o no más de aproximadamente 45,72 cm (18 pulgadas), no más de aproximadamente 30,48 cm (12 pulgadas), o no más de aproximadamente 25,4 cm (10 pulgadas); una anchura (segunda dimensión más larga) de al menos aproximadamente 2,54 cm (1 pulgada), al menos de aproximadamente 5,08 cm (2 pulgadas), al menos de aproximadamente 10,16 cm (4 pulgadas) y/o no más de aproximadamente 30,48 cm (12 pulgadas), no más de aproximadamente 25,4 cm (10 pulgadas), o no más de aproximadamente 20,32 (8 pulgadas); y/o una profundidad (dimensión más corta) de al menos aproximadamente 1,27 cm (0,5 pulgadas), al menos de aproximadamente 2,54 cm (1 pulgada), al menos de aproximadamente 5,08 cm (2 pulgadas) y/o no más de aproximadamente 20,32 cm (8 pulgadas), no más de aproximadamente 15,24 cm (6 pulgadas), o no más de aproximadamente 10,16 cm (4 pulgadas). Los artículos pueden comprender artículos o paquetes individuales que tienen una forma generalmente rectangular o prismática o pueden comprender una red continua de artículos o paquetes conectados que pasan a través del sistema de calentamiento por RF. Los artículos o paquetes pueden estar construidos con cualquier material, incluidos los plásticos, celulósicos y otros materiales sustancialmente transparentes a RF, y pueden pasar a través del sistema de calentamiento por RF a través de uno o más sistemas de transporte, cuyas realizaciones se discutirán en detalle a continuación.
De acuerdo con una realización de la presente invención, cada una de las zonas de precalentamiento, calentamiento por RF, de retención y/o enfriamiento descritas anteriormente se puede definir dentro de un solo recipiente, Mientras que, en otra realización, al menos una de las etapas descritas anteriormente se puede definir dentro de uno o más recipientes separados. De acuerdo con una realización, al menos uno de los pasos descritos anteriormente se puede llevar a cabo en un recipiente que está al menos parcialmente cargado con un medio fluido en donde los artículos que se procesan se pueden sumergir al menos parcialmente. El medio fluido puede ser un gas o un líquido que tiene una constante dieléctrica mayor que la constante dieléctrica del aire y, en una realización, puede ser un medio líquido que tiene una constante dieléctrica similar a la constante dieléctrica de los artículos que se procesan. Dicho medio líquido puede tener una constante dieléctrica a 20 °C de al menos 40, 60 o 70 y/o no más de 120, 100 o 90. El agua (o un medio líquido que comprenda agua) puede ser particularmente adecuado para los sistemas usados para calentar dispositivos o artículos comestibles y/o médicos. En una realización, aditivos, tales como, por ejemplo, aceites, alcoholes, glicoles y sales se pueden añadir opcionalmente al medio líquido para alterar o mejorar sus propiedades físicas (p. ej., punto de ebullición) durante el procesamiento, si es necesario.
El sistema de calentamiento por RF puede incluir al menos un sistema de transporte para transportar los artículos a través de una o más de las zonas de procesamiento descritas anteriormente. Los ejemplos de sistemas de transporte adecuados pueden incluir, pero sin limitación, cintas transportadoras de plástico o caucho, cintas transportadoras de cadena, cintas transportadoras de rodillos, cintas transportadoras flexibles o multiflexibles, cintas transportadoras de malla de alambre, cintas transportadoras de cangilones, cintas transportadoras neumáticas, cintas transportadoras de tornillo, cintas transportadoras de artesa o vibrantes, y combinaciones de las mismas. El sistema de transporte puede incluir cualquier número de líneas de transporte individuales y puede disponerse de cualquier forma adecuada dentro de los recipientes de proceso. El sistema de transporte utilizado por el sistema de calentamiento por RF se puede configurar en una posición generalmente fija dentro del recipiente o al menos una porción del sistema se puede ajustar en una dirección lateral o vertical.
En la zona de calentamiento por RF 12, los artículos se pueden calentar rápidamente con una fuente de calor que utiliza energía de RF. Como se emplea en esta memoria, la expresión "energía de RF" se refiere a la energía electromagnética que tiene una frecuencia superior a 300 KHz e inferior a 300 MHz. En una realización, varias configuraciones de la zona de calentamiento por RF pueden utilizar energía de RF con una frecuencia de 50 a 150 MHz. Además de la energía de RF, la zona de calentamiento por RF puede utilizar opcionalmente una o más fuentes de calor tales como, por ejemplo, métodos o dispositivos de calentamiento por conducción o por convección u otros de calentamiento convencionales. Sin embargo, al menos aproximadamente el 25 por ciento, aproximadamente el 50 por ciento, aproximadamente el 70 por ciento, aproximadamente el 85 por ciento, al menos aproximadamente el 90 por ciento, al menos aproximadamente el 95 por ciento, o sustancialmente toda la energía utilizada para calentar los artículos dentro de la zona de calentamiento por RF 12 puede ser energía de RF procedente de una fuente de energía de RF. En ciertas realizaciones, menos del 50 por ciento, menos del 25 por ciento, menos del 10 por ciento, menos del 5 por ciento o sustancialmente nada de la energía utilizada para calentar los artículos en la zona de calentamiento por RF es proporcionada por radiación electromagnética con una frecuencia superior a 300 MHz.
De acuerdo con una realización, la zona de calentamiento por RF 12 puede configurarse para aumentar la temperatura de los artículos por encima de una temperatura umbral mínima. En una realización en donde el sistema de RF está configurado para esterilizar una pluralidad de artículos, la temperatura umbral mínima (y la temperatura de funcionamiento de la zona de calentamiento por RF 12) puede ser de al menos aproximadamente 120 °C, de al menos aproximadamente 121 °C, de al menos aproximadamente 122 °C y/o no más de aproximadamente 130 °C, no más de aproximadamente 128 °C, o no más de aproximadamente 126 °C. La zona de calentamiento por RF 12 puede funcionar a aproximadamente presión ambiente, o puede incluir una o más cámaras de RF presurizadas que funcionan a una presión de al menos aproximadamente 34,47 kPa (5 psig), de al menos aproximadamente 68,95 kPa (10 psig), al menos aproximadamente 103,42 kPa (15 psig) y/o no más de aproximadamente 551,58 kPa (80 psig), no más de aproximadamente 413,69 kPa (60 psig), o no más de aproximadamente 275,79 kPa (40 psig). En una realización, la cámara de RF presurizada puede ser una cámara cargada con líquido que tiene una presión de funcionamiento tal que los artículos que se calientan pueden alcanzar una temperatura por encima del punto de ebullición normal del medio líquido empleado en su interior.
Los artículos que pasan a través de la zona de calentamiento por RF 12 se pueden calentar a la temperatura deseada en un período de tiempo relativamente corto, lo que, en algunos casos, puede minimizar el daño o la degradación de los artículos. En una realización, los artículos que pasan a través de la zona de calentamiento por RF 12 pueden tener un tiempo de residencia promedio de al menos aproximadamente 5 segundos, al menos unos 20 segundos, al menos unos 60 segundos y/o no más de unos 10 minutos, no más de unos 8 minutos, o no más de unos 5 minutos. En la misma u otras realizaciones, la zona de calentamiento por RF 12 se puede configurar para aumentar la temperatura promedio de los artículos que se calientan en al menos aproximadamente 20 °C, de al menos aproximadamente 30 °C, de al menos aproximadamente 40 °C, de al menos aproximadamente 50 °C, de al menos aproximadamente 75 °C y/o no más de aproximadamente 150 °C, no más de aproximadamente 125 °C, o no más de aproximadamente 100 °C, a una velocidad de calentamiento de al menos aproximadamente 15 °C por minuto (°C/min), de al menos aproximadamente 25 °C/min, de al menos aproximadamente 35 °C/min y/o no más de aproximadamente 75 °C/min, no más de aproximadamente 50 °C/min, o no más de aproximadamente 40 °C/min.
Las Figuras 2 y 3 proporcionan vistas isométricas y laterales, respectivamente, de una realización de una zona de calentamiento por RF 20 donde se produce energía de RF en un generador de energía de RF 22, transferida desde el generador de RF 22 a través de un conductor coaxial 24, transferida a guías de ondas cargadas con agua superior e inferior 26a,b utilizando transiciones de coaxial a guía de ondas superior e inferior 28a,b, transferida a través de las guías de ondas cargadas con agua 26a,b, que pasa por los iris inductivos opcionales 32a,b y hacia las lanzaderas cargadas con agua superior e inferior 34a,b, transferida desde las lanzaderas cargadas con agua superior e inferior 34a,b y hacia la cámara de calentamiento por RF cargada con agua 36. En la cámara de calentamiento por RF 36, la energía de RF calienta los artículos 38 (p. ej., paquetes de alimentos) a medida que avanzan en un sistema de transporte que puede incluir soportes 40 y una transmisión por cadena 42. Aunque la Figura 2 solo muestra un par de lanzaderas 34a,b, siendo utilizadas, debe entenderse que se pueden utilizar dos o más pares de lanzaderas separadas.
El conductor coaxial 24 incluye un conductor externo y un conductor interno. Como tal vez se ilustra mejor en la Figura 3, el conductor externo termina en la pared de la guía de ondas 26, mientras que el conductor central se extiende a través de una pared de la guía de ondas 26, en el interior de la guía de ondas 26, y hasta (o a través de) la pared
opuesta de la guía de ondas 26. Un manguito dieléctrico rodea el conductor central donde el conductor central penetra la una o más paredes de la guía de ondas 26. Este manguito dieléctrico actúa como una barrera para evitar que el líquido pase desde el interior de la guía de ondas 26 al conductor coaxial 24. El manguito dieléctrico puede fabricarse con un material que pueda sellarse fácilmente con la guía de ondas 26 y sea sustancialmente transparente a las microondas. En una realización, el manguito dieléctrico puede estar formado por un material de politetrafluoroetileno (PTFE) relleno de fibra de vidrio.
Se ha descubierto, que al cargar las guías de ondas 26, las lanzaderas 34, y la cámara de calentamiento RF 36 con un líquido que tiene una constante dieléctrica más cercana al agua que al aire, la energía de RF se puede transmitir de forma más eficiente y eficaz a los artículos 38 que se están calentando. El líquido que carga las guías de ondas 26, las lanzadoras 34, y la cámara de calentamiento por RF 36 actúa como un medio de transferencia a través del que se transfiere la energía de RF a medida que se dirige desde las transiciones de coaxial a guía de ondas 28a,b a los artículos. El líquido que carga las guías de ondas 26, las lanzaderas 34 y la cámara de calentamiento por RF 36 se pueden pretratar para minimizar su conductividad. Se prefiere que la conductividad del líquido (p. ej., agua) sea inferior a 100 mS/m, inferior a 50 mS/m, inferior a 10 mS/m, inferior a 5 mS/m, o inferior a 0,5 mS/m. En ciertas realizaciones, se puede utilizar agua destilada o agua desionizada para cargar las guías de ondas 26, las lanzaderas 34 y la cámara de calentamiento RF 36.
Las guías de ondas 26, las lanzaderas 34 y la cámara de calentamiento RF 36 pueden abrirse entre sí, permitiendo así que el líquido contenido en las guías de ondas 26, las lanzaderas 34, y la cámara de calentamiento por RF 36 para compartirse entre sí. Sin embargo, las guías de ondas 26, las lanzaderas 34 y la cámara de calentamiento por RF son parte de un sistema sellado que no permite que el líquido se escape de la zona de calentamiento por RF, aunque el sistema de calentamiento por RF puede incluir un sistema para recircular y/o reemplazar el líquido en la zona de calentamiento por RF.
Las guías de ondas 26, las lanzaderas 34 y la cámara de calentamiento por RF 36 pueden contener pequeñas cantidades de aire. Sin embargo, es preferible que prácticamente todo el volumen interior de las guías de ondas 26, las lanzaderas 34, y la cámara de calentamiento por RF 36 se llene con un líquido, tal como agua. Por lo tanto, al menos el 75, 90, 95, 99 o el 100 por ciento del volumen interior de las guías de ondas 26, las lanzaderas 34 y la cámara de calentamiento RF 36 se puede cargar con un líquido.
Tener las guías de ondas 26, las lanzaderas 34, y la cámara de calentamiento por RF 36 cargadas con un líquido, tal como agua, permite que las dimensiones de estos componentes sean mucho menores de lo que serían si las guías de ondas 26, las lanzaderas 34 y la cámara de calentamiento por RF 36 se cargasen con aire. Por ejemplo, las guías de ondas que transportan la energía de RF pueden tener una sección transversal generalmente rectangular, con la dimensión de la pared de la guía de ondas más ancha en el intervalo de 12,7 a 101,6 cm (5 a 40 pulgadas), 25,4 a 76,2 cm (10 a 30 pulgadas), o 15,08 cm a 50,8 cm (12 a 20 pulgadas) y la dimensión de la pared de la guía de ondas más estrecha está en el intervalo de 5,08 cm a 50,8 cm (2 a 20 pulgadas), de 10,16 a 15,08 cm (4 a 12 pulgadas) o de 15,24 a 25,4 cm (6 a 10 pulgadas).
El uso de energía de RF para calentar los artículos 38 puede proporcionar una penetración profunda de la energía en los artículos 38 que se están procesando, puede minimizar el número de lanzaderas 34 necesarias y puede proporcionar una alta uniformidad de campo para un calentamiento más uniforme.
La Figura 4 ilustra una zona de calentamiento por RF 40 alternativa que emplea una lanzadera de un solo lado 42. La Figura 5 ilustra una zona de calentamiento por RF 50 alternativa que emplea lanzaderas de un solo lado adyacentes 50a,b, ambas en el mismo lado de la cámara. La Figura 6 ilustra una zona de calentamiento por RF 60 alternativa que tiene lanzaderas de un solo lado separadas 62a,b en lados opuestos de la cavidad.
Las Figuras 7, 8 y 9 proporcionan vistas isométrica, lateral y de extremo, respectivamente, de una zona de calentamiento por RF 70 donde la pared más ancha 72 de la guía de ondas de RF 74 y la pared más ancha 76 de la lanzadera de RF 78 son perpendiculares al eje de propagación de los artículos en el sistema de transporte. Se ha demostrado que esta orientación de la guía de ondas de RF y/o de la lanzadera de RF mejora la uniformidad del campo.
Las Figuras 10 y 11 ilustran formadores de campo dieléctricos opcionales 80a,b,c,d,e,f,g,h usados para mejorar la uniformidad del campo en la cámara de calentamiento por RF para evitar grandes gradientes de temperatura en los artículos calentados. Los formadores de campo dieléctrico pueden estar formados por un material que absorbe poca energía de RF y que tiene una constante dieléctrica diferente a la del agua que carga la cámara de calentamiento por RF. Por ejemplo, la constante dieléctrica de los formadores de campo dieléctrico puede ser inferior a 20, inferior a 10, inferior a 5 o inferior a 2,5.
Las Figuras 12 y 13 muestran un portador 90 que incluye un marco exterior 92, rejillas de retención superior e inferior 94a,b y un nido dieléctrico 96. El nido dieléctrico 96 incluye una pluralidad de aberturas para recibir los artículos individuales 98 que se están calentando. El nido dieléctrico 96 llena sustancialmente los huecos entre los artículos individuales 94. Se prefiere que la constante dieléctrica del nido dieléctrico 96 sea sustancialmente similar a la constante dieléctrica de los artículos 98 que se calientan. Por ejemplo, la constante dieléctrica del nido dieléctrico 96
puede estar dentro del 50 %, dentro del 25 %, dentro del 10 % o dentro del 5 % de la constante dieléctrica de los artículos 98 que se calientan. En ciertas realizaciones, el nido dieléctrico 98 tiene una constante dieléctrica a 20 °C de al menos 2, 10, 20, 40 o 60 y/o no más de 160, 120, 100, o 90.
Los sistemas de calentamiento por RF de la presente invención pueden ser sistemas de calentamiento a escala comercial capaces de procesar un gran volumen de artículos en un tiempo relativamente corto. Los sistemas de calentamiento por RF como se describen en la presente memoria se pueden configurar para lograr una tasa de producción general de al menos aproximadamente 2 paquetes por minuto por línea de transporte, al menos 15 paquetes por minuto por línea de transporte, al menos unos 20 paquetes por minuto por línea de transporte, al menos aproximadamente 75 paquetes por minuto por línea de transporte, o al menos aproximadamente 100 paquetes por minuto por línea de transporte.
Como se emplea en esta memoria, la expresión "paquetes por minuto" se refiere al número total de paquetes de MRE (comidas listas para comer) de 226,8 g (8 onzas) cargadas con gel de suero que pueden ser procesadas por un sistema de calentamiento por RF, de acuerdo con el siguiente procedimiento: Un paquete de MRE de 226,8 g (8 onzas) cargado con pudín de gel de suero disponible comercialmente de Ameriqual Group LLC (Evansville, Indiana., EE. UU.) se conecta a una pluralidad de sondas de temperatura colocadas en el pudín en cinco ubicaciones equidistantes separadas a lo largo de cada uno de los ejes x, y y z, que se originan en el centro geométrico del paquete. Después, el paquete se coloca en un sistema de calentamiento por RF evaluándose y se calienta hasta que cada una de las sondas registre una temperatura superior a una temperatura mínima especificada (p. ej., 120 °C, para sistemas de esterilización). El tiempo necesario para lograr un perfil de temperatura de este tipo, así como información física y dimensional sobre el sistema de calentamiento, se puede utilizar después para calcular una tasa de producción general en paquetes por minuto.
Las formas preferidas de la invención descrita anteriormente deben usarse solo como ilustración, y no deben usarse en un sentido limitante para interpretar el alcance de la presente invención. Modificaciones obvias al ejemplo de realización, establecido anteriormente, podrían hacerse fácilmente por los expertos en la técnica sin apartarse de la presente invención.
Los inventores declaran por la presente su intención de basarse en la Doctrina de Equivalentes para determinar y evaluar el alcance razonablemente justo de la presente invención en lo que respecta a cualquier aparato que no se aparte materialmente, pero que esté fuera del alcance literal de la invención como se establece en las siguientes reivindicaciones.
Claims (15)
1. Un proceso para calentar una pluralidad de artículos usando energía de radiofrecuencia (RF), comprendiendo dicho proceso:
(a) hacer pasar energía de RF a través de al menos una guía de ondas de RF (26) sustancialmente cargada con líquido;
(b) introducir al menos una porción de dicha energía de RF en una cámara de calentamiento por RF (36) sustancialmente cargada con líquido; y
(c) calentar los artículos transportados a través de dicha cámara de calentamiento por RF (36) utilizando al menos una porción de dicha energía de RF.
2. El proceso de la reivindicación 1, en donde dicha guía de ondas de RF (26) y dicha cámara de calentamiento por RF (36) están abiertas entre sí y comparten el mismo líquido.
3. El proceso de la reivindicación 1 o 2, en donde dicha guía de ondas de RF (26) y dicha cámara de calentamiento por RF (36) están sustancialmente cargadas con agua.
4. El proceso de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde los volúmenes interiores de dicha guía de ondas de RF (26) y dicha cámara de calentamiento por RF (36) están llenos de líquido al menos en un 90 por ciento.
5. El proceso de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, que comprende además transmitir al menos una porción de dicha energía de RF de dicha guía de ondas de RF (26) a dicha cámara de calentamiento por RF (36) a través de una lanzadera de RF (34) sustancialmente cargada con líquido.
6. El proceso de la reivindicación 5, en donde dicha guía de ondas de RF (26), dicha lanzadera de RF (34) y dicha cámara de calentamiento por RF (36) están abiertas entre sí, permitiendo así que el líquido contenido en dicha guía de ondas de RF, dicha lanzadera de RF (34) y dicha cámara de calentamiento por RF (36) sea compartido por dicha guía de ondas de RF (26), dicha lanzadera de RF (34) y dicha cámara de calentamiento por RF (36).
7. El proceso de la reivindicación 5 o 6, en donde una pared más ancha de dicha lanzadera de RF (34) está orientada sustancialmente perpendicular a la dirección de propagación de dichos artículos a través de dicha cámara de calentamiento por RF (36).
8. El proceso de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en donde al menos una porción de dicha energía de RF se suministra a dicha cámara de calentamiento por RF (36) por un par de lanzaderas de RF opuestas (34).
9. El proceso de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en donde dichos artículos se mantienen a una presión de al menos 34,47 kPa (5 psig) durante dicho calentamiento de la etapa (c), en donde dicho calentamiento de la etapa (c) calienta dichos artículos en al menos aproximadamente 20 °C hasta una temperatura suficiente para pasteurizar o esterilizar dichos artículos.
10. El proceso de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en donde dichos artículos comprenden productos alimentarios.
11. Un sistema de calentamiento por radiofrecuencia (RF) para calentar una pluralidad de artículos, comprendiendo dicho sistema de calentamiento por RF:
un generador de RF (22) para generar energía de RF;
una guía de ondas de RF (26) configurada para estar sustancialmente cargada con líquido y, cuando está sustancialmente cargada con líquido, siendo capaz de transmitir al menos una porción de dicha energía de RF producida por dicho generador de RF (22);
una cámara de calentamiento por RF (36) configurada para estar sustancialmente cargada con líquido y, cuando está sustancialmente cargada con líquido, siendo capaz de recibir al menos una porción de dicha energía de RF transmitida a través de dicha guía de ondas de RF (26); y
un sistema de transporte recibido en dicha cámara de calentamiento por RF (36) y configurado para transportar dichos artículos a través de dicha cámara de calentamiento por RF (36) mientras dichos artículos se sumergen en líquido y se calientan por al menos una porción de dicha energía de RF.
12. El sistema de calentamiento por RF de la reivindicación 11, en donde dicha guía de ondas de RF (26) y dicha cámara de calentamiento por RF (36) están abiertas entre sí de modo que el líquido contenido en dicha guía de ondas de RF (26) es compartido por dicha cámara de calentamiento por RF (36).
13. El sistema de calentamiento por RF de la reivindicación 11 o 12, que comprende además al menos un conducto coaxial para transmitir al menos una porción de dicha energía de RF generada por dicho generador de RF (22), que
comprende además una transición de coaxial a guía de ondas (28) recibida en dicha guía de ondas de RF (26) y acoplada a dicho conducto coaxial (24), en donde dicha transición de coaxial a guía de ondas (28) está configurada para recibir al menos una porción de dicha energía de RF de dicho conducto coaxial (24) y transmitir al menos una porción de dicha energía de RF a dicha guía de ondas (26).
14. El sistema de calentamiento por RF de cualquiera de las reivindicaciones 11 a 13, que comprende además un par de lanzaderas de RF opuestas (34), cada una configurada para transmitir energía de RF a dicha cámara de calentamiento por RF (36), en donde una pared más ancha de cada una de dichas lanzaderas de RF (34) está orientada sustancialmente perpendicular a la dirección de propagación de dichos artículos a través de dicha cámara de calentamiento por RF (36).
15. El sistema de calentamiento por RF de cualquiera de las reivindicaciones 11 a 14, que comprende además una zona de precalentamiento aguas arriba de dicha cámara de calentamiento por RF (36), una zona de enfriamiento aguas abajo de dicha cámara de calentamiento por RF (36), y una zona de retención ubicada entre dicha cámara de calentamiento por RF (36) y dicha zona de enfriamiento.
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