JP7261743B2 - 包装された物品のマイクロ波加熱を改善するためのエネルギー制御要素 - Google Patents

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関連出願の相互参照
本出願は、2017年3月15日に出願された米国仮特許出願第62 / 471,654号の優先権を主張し、その開示全体は参照により本明細書に組み込まれる。

技術分野

本発明は、マイクロ波エネルギーを使用して物品を加熱するための方法およびシステムに関する。詳細には、本発明は、消費または使用の前に消費者用電子レンジで再加熱されるものを含む、大規模マイクロ波加熱システムで低温殺菌または滅菌された包装された材料に強化加熱を提供する方法およびシステムに関する。

市販の包装された食品品目は、消費者が購入する前に低温殺菌または滅菌されることがよくあります。これらの品目の多くは、消費前に家庭用電子レンジで消費者が再加熱するように設計されています。ただし、包装された食品の低温殺菌または滅菌とその再加熱中の条件の違いにより、食品はプロセスおよび/または機器の調整だけでは制御が困難または不可能な「ホット」スポットと「コールド」スポットを発生する場合があります。場合によっては、たとえば、空間的制約（ たとえば 、加熱室内のパッケージの向き）または食品の物理的特性（ たとえば 、誘電率）のために、ホットスポットとコールドスポットが発生することがあります。

したがって、様々な条件下で包装された食品および他の包装された品目の均一な加熱を促進する、商業規模の低温殺菌または滅菌および家庭用消費者電子レンジの両方での使用に適した包装が必要である。

本発明の一実施形態は、マイクロ波加熱システムにおいて複数の物品を加熱する方法に関し、この方法は、（ａ）一群の物品をキャリアに装填することであって、各物品は、少なくとも１つの食品で少なくとも部分的に充填されたパッケージを含み、パッケージのうちの１つ以上の中の食品の少なくとも一部が少なくとも１つのエネルギー制御要素の近くに配置されている、充填することと、（ｂ）第１の搬送ラインに沿った進行方向に、装填されたキャリアをマイクロ波加熱室を通過させることと、（c）マイクロ波エネルギーを生成することと、（d）通過の少なくとも一部の間、マイクロ波エネルギーの少なくとも一部をマイクロ波加熱室に放出することと、（ｅ）マイクロ波加熱室に放出されたマイクロ波エネルギーの少なくとも一部を使用して物品を加熱することと、を含む。加熱中、エネルギー制御要素の近くに配置された食品の一部は、エネルギー制御要素が存在しなかった場合に、食品の一部が加熱されていた場合とは、実質的に異なる温度にかつ／または実質的に異なる加熱速度で加熱される。

本発明の別の実施形態は、マイクロ波加熱システムにおいて複数の物品を加熱する方法に関し、この方法は、（ａ）複数の物品をキャリアに装填することであって、各物品は、加熱される少なくとも1つの品目で少なくとも部分的に充填されたパッケージを含む装填することと、（b）搬送ラインに沿った進行方向に、装填されたキャリアをマイクロ波加熱室を通過させることと、（ｃ）上記通過の少なくとも一部の間に、１つまたは複数のマイクロ波放射部を介してマイクロ波エネルギーをマイクロ波加熱室に向けることと、（ｄ）誘導の少なくとも一部の間、各品目の最も冷たい部分の温度を目標温度まで上昇させるために、マイクロ波エネルギーの少なくとも一部で物品を加熱することと、を含む。パッケージの少なくとも一部は、加熱中にマイクロ波エネルギーが品目の少なくとも一部に到達することを抑制または防止するための少なくとも1つのマイクロ波抑制要素を含む。

本発明のさらに別の実施形態は、マイクロ波加熱システムで低温殺菌または滅菌するのに適した物品に関し、その物品は少なくとも１つの食品を含み、パッケージが食品を保持するための少なくとも１つの区画を含む。パッケージはさらに、パッケージがマイクロ波エネルギーにさらされたときに、食品の少なくとも一部とマイクロ波エネルギーとの相互作用を変更するための少なくとも1つのエネルギー制御要素を含む。エネルギー制御要素は、次の特性、（ｉ）偏波マイクロ波エネルギーおよび非偏波マイクロ波エネルギーまたはランダムに偏波されたマイクロ波エネルギーを別々に吸収する、および（ii）偏波マイクロ波エネルギーと非偏波光マイクロ波エネルギーまたはランダムに偏波されたマイクロ波エネルギーを別々に反射する、のうちの少なくとも1つを示すように構成されている。。

本発明のさらに別の実施形態は、マイクロ波エネルギーを使用して包装された食材を加熱するための方法に関し、この方法は、（a）少なくとも1つの食品で、少なくともエネルギー制御要素の1つを含むパッケージを少なくとも部分的に充填して、包装された食材を形成することと、（b）第1のタイプのマイクロ波エネルギーを使用して包装された食品を加熱し、それにより食品を滅菌または低温殺菌することであって、加熱は、商業規模のマイクロ波加熱システムで実行され、包装された食品が装填されたキャリアを搬送ラインに沿って通過させることを含む加熱することと、（c）第2のタイプのマイクロ波エネルギーで物品を再加熱して、即席食品を提供することと、を含む。第1および第2のタイプのマイクロ波エネルギーは、実質的に異なる（i）偏波、（ii）周波数、および/または（iii）強度を有し、エネルギー制御要素は、第1および第2のタイプのマイクロ波エネルギーのうちの一方を他方よりも抑制または増強するのに実質的により効果的である。

本発明のさらなる実施形態は、食品の滅菌および／または低温殺菌のためのパッケージを設計するための方法に関し、この方法は、（ａ）最初のパッケージを試験材料で充填して試験物品を提供することと、（b）偏波マイクロ波エネルギーを使用して、第１のマイクロ波加熱システムで試験物品を加熱することと、（c） ステップ（b）の加熱の少なくとも一部の間、試験物品内の1つまたは複数の場所で試験材料の温度を測定することと、（d）ステップ（c）で測定された温度に基づいて、少なくとも1つのホットスポットまたはコールドスポットの位置を決定することと、（e）変更されたパッケージを作成することであって、作成することには、以下のアクション、（i）マイクロ波抑制要素をホットスポットの近くに追加すること、（ii）コールドスポットの近くにマイクロ波増強要素を追加すること、（iii）コールドスポットの近くからマイクロ波抑制要素を取り除くこと、（iv）ホットスポットの近くからマイクロ波増強要素を除去すること、のうちの1つ以上が含まれる作成することと、（f）変更されたパッケージを試験材料で充填して、変更された試験物品を提供することと、（g）マイクロ波加熱システムで変更された試験物品を加熱することと、を含む。

本発明の様々な実施形態は、添付の図面を参照して以下で詳細に説明される。

図１ａは、本発明の実施形態による食品および他の品目を保持する際に使用するのに適したパウチの側面図であり、特にパウチの上部および底部の幅およびその高さを示す。

図１ｂは、図１ａに示されるパウチの等角図である。

図２ａは、本発明の実施形態による食品および他の品目を保持する際に使用するのに適したトレイの等角図であり、特にトレイの長さ、幅、および高さの寸法を示す。

図２ｂは、図２ａに示されるトレイの上面図である。

図２ｃは、図２ａおよび図２ｂに示されるトレイの側面図である。

図２ｄは、図２ａ～図２ｃに示されるトレイの端面図である。

図３は、複数のエネルギー制御要素を含む、本発明の実施形態によるトレイの部分等角図である。

図４は、図３に示すトレイの等角端面図であり、特に、透視図で示されたトレイを備えたエネルギー制御ストリップの構成を示している。

図５は、本発明の１つまたは複数の実施形態で使用するのに適したキャリアの上部正面等角図である。

図６は、図５に示すキャリアの底部正面等角図である。

図７は、図５および図６に示されるキャリアの端面図である。

図８は、図５～図７に示すキャリアの側面図である。

図９は、図５～図８に示すキャリアの長手方向断面図である。

図１０は、図５～図９に示すキャリアの横断面図である。

図１１は、入れ子構造に配置された複数の物品の側面図である。

図１２は、入れ子構造に配置された複数の物品の上面図であり、特に分割された行の入れ子構造を示している。

図１３は、入れ子構造に配置された別の複数の物品の上面図であり、特に完全または連続的な入れ子構造を示している。

図１４ａは、本発明の実施形態による、包装された食品をマイクロ波低温殺菌または滅菌する方法の主要なステップの概略図である。

図１４ｂは、本発明の実施形態による、包装された食品をマイクロ波低温殺菌または滅菌するためのシステムの主要ゾーンの概略図である。

図１５は、本発明の実施形態に従って構成されたマイクロ波加熱ゾーンの概略部分側面切断図であり、特に、マイクロ波加熱容器、マイクロ波放射部、およびマイクロ波分配システムの１つの可能な配置を示す。

図１６は、本発明の実施形態に従って構成されたマイクロ波放射部の等角図である。

図１７は、図１６に示すマイクロ波放射部の長手方向側面図である。

図１８ａは、図１６および図１７に全体的に示されているマイクロ波放射部の端面図であり、フレア状の出口を有する放射部を特に示している。

図１８ｂは、図１６および図１７に全体的に示されたマイクロ波放射部の別の実施形態の端面図であり、特に、ほぼ同じサイズの入口と出口を有する放射部を示す。

図１８ｃは、図１６および図１７に全体的に示されたマイクロ波放射部のさらに別の実施形態の端面図であり、特に、テーパ状の出口を有する放射部を示す。

図１９は、本発明の実施形態による、食品の滅菌または低温殺菌のためのパッケージを設計する方法の主要なステップの概略図である。

本発明は、消費者用電子レンジでも再加熱して満足のいく即席食品を提供することができる大規模マイクロ波加熱システムで食品または他の品目を低温殺菌および滅菌するための方法、システム、およびパッケージに関する。 低温殺菌または滅菌に使用されるマイクロ波加熱システムの例には、例えば、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、米国特許出願公開第US2013 / 0240516号に記載されているマイクロ波加熱システムと同様のものを含む、任意の適切な液体充填連続マイクロ波加熱システムが含まれる。さらに、本明細書では一般的に食品を参照して説明したが、本発明の実施形態は、使用前に消費者が再加熱する必要があるかもしれないし、ないかもしれない医療器具および歯科器具または医療流体および医薬流体などの他の種類の品目の低温殺菌または滅菌にも関することを理解されたい。

包装された食品品目がマイクロ波加熱システムで低温殺菌または滅菌され、その後消費者用電子レンジで再加熱されると、食品はさまざまなタイプおよび/または量のマイクロ波エネルギーにさらされる可能性があります。さらに、場合によっては、パッケージに2種類以上の異なる種類の食品品目が含まれる場合があり、そのうち少なくとも1種類は、他の1種類以上よりもマイクロ波エネルギーへの曝露が少なくて済む場合がある。例えば、食品は所望のレベルの低温殺菌または滅菌を達成するため、異なる誘電特性および/または異なる加熱要件（ たとえば 、目標時間および/または温度）を有するので、このより少ないマイクロ波曝露の要件が存在する場合がある。

たとえば、より少ないマイクロ波への曝露を要求するなど、加熱要件が低い食品品目が熱劣化の影響を非常に受けやすい場合も、従来の包装では、その品目を加熱要件が高い別の食品品目とパッケージ化することはできない。これは、加熱要件の低い食品品目が滅菌プロセス中に過度の劣化を経験するか、加熱要件の高い食品が劣化する可能性があるためである。場合によっては、この不一致は、滅菌または低温殺菌プロセス中に食品の特定の領域のマイクロ波加熱を強化または削減することで対処できる。しかしながら、マイクロ波加熱のこの同じ強化または低減は、消費者によるマイクロ波再加熱中に望ましい場合と望ましくない場合がある。

本発明のいくつかの実施形態によれば、マイクロ波エネルギーが包装された品目の少なくとも一部と相互作用する方法を調整するための少なくとも１つのエネルギー制御要素を含むパッケージが提供される。本明細書で使用される「エネルギー制御要素」という用語は、マイクロ波エネルギーが加熱される品目に及ぼす効果を変えるために、マイクロ波エネルギーと相互作用する任意の要素またはデバイスを指す。エネルギー制御要素は、一般に家庭用マイクロ波で使用されるマイクロ波エネルギーとは異なるタイプのマイクロ波エネルギーとマイクロ波場を使用する低温殺菌または滅菌システムでマイクロ波エネルギーを調整するために使用されていない。したがって、家庭用電子レンジでのみ使用される従来の遮蔽パネルおよび他のデバイスは、本明細書で説明される低温殺菌または滅菌に使用されるマイクロ波加熱システムで同じように機能しない。

エネルギー制御要素を使用して、問題のあるパッケージ領域の加熱を強化または低減することができる。たとえば、場合によっては、エネルギー制御要素を簡単に滅菌される食品品目の近くに配置して加熱を減らし、過熱を防ぐことができるが、他の場合では、エネルギー制御要素を使用して、高い加熱要件を持つ包装された食品の近くでマイクロ波加熱を強化できる。したがって、戦略的に配置されたエネルギー制御要素は、単一の食品パッケージ内のホットスポットおよび/またはコールドスポットを削減、または排除するのに役立つ。エネルギー制御要素は、マルチフードパッケージ、具体的には、異なる誘電特性を持つ2つの食品品目を含むマルチフードパッケージ、および/または1つまたは複数の食品品目が別の食品よりも少ない加熱で済むパッケージにも使用できる。さらに、そのようなエネルギー制御要素は、加熱が少なくて済む食品が熱劣化の影響を受けやすい場合にも特に有用です。

場合によっては、エネルギー制御要素は、1つの加熱環境（ たとえば 、マイクロ波殺菌または滅菌システム）で特定の方法または特定の程度にマイクロ波加熱を強化または低減するように構成された選択的エネルギー制御要素を含むことができ、別の加熱環境（ たとえば 、家庭用電子レンジでの再加熱）で異なる方法または異なる程度にマイクロ波加熱を強化および/または低減できる。たとえば、場合によっては、適切な微生物致死率を確保するために、単一のパッケージ内の2つの異なる食品品目が低温殺菌または滅菌中に同量のマイクロ波加熱を受ける必要がある場合があるが、消費者電子レンジでは、品目のうちの一方が他方より再加熱されることが望ましい場合がある（ 例えば 、アップルソースとラザニア）。他の場合、単一のパッケージ内の2つの異なる品目は、滅菌に必要な熱が少ない食品の劣化を防ぐために、低温殺菌または滅菌中に異なる量のエネルギーを受け取る必要があります。ただし、再加熱中は、適切な最終温度を確保するために、両方の食品に同じレベルの加熱を提供することが望ましい場合がある（ たとえば 、ラザニアとインゲン）。

エネルギー制御要素の選択性は、品目の加熱に使用されるマイクロ波エネルギーの1つ以上の特性に依存する場合がある。例えば、エネルギー制御要素の選択性は、包装された品目を加熱するために使用されるマイクロ波エネルギーの周波数、極性、または強度に依存する場合がある。選択的エネルギー制御要素は、あるタイプのマイクロ波エネルギーを別のタイプよりも実質的に抑制または増強する効果があり、その結果、各タイプにさらされたときに異なる動作をする可能性がある。

例えば、選択的エネルギー制御要素は、別のタイプのマイクロ波エネルギーとは異なる周波数を有する第1のタイプのマイクロ波エネルギーを抑制または増強するのに実質的により効果的であり得る。例えば、選択的エネルギー制御要素は、少なくとも２２００ＭＨｚの周波数を有するマイクロ波エネルギーよりも１２００ＭＨｚ以下の周波数を有するマイクロ波エネルギーを抑制または増強するのに実質的により効果的であり得る。あるいは、選択的エネルギー制御要素は、少なくとも２２００ＭＨｚの周波数を有するマイクロ波エネルギーを１２００ＭＨｚ以下の周波数を有するマイクロ波エネルギーよりも抑制または増強するのに実質的により効果的であり得る。場合によっては、選択的エネルギー制御要素は、ある周波数のマイクロ波エネルギーが別の周波数よりも少なくとも約1パーセント、少なくとも約2パーセント、少なくとも約5パーセント、少なくとも約10パーセント、少なくとも約15パーセント、少なくとも約20パーセント、少なくとも約25パーセント、少なくとも約30パーセント、少なくとも約35パーセント、少なくとも約40パーセント、少なくとも約45パーセント、少なくとも約50パーセント、少なくとも約55パーセント、または少なくとも約60パーセント多く抑制または増強するように構成されてもよい。

マイクロ波エネルギーの異なる周波数の例には、少なくとも約700 MHz、少なくとも約750 MHz、少なくとも約800 MHz、少なくとも約850 MHz、もしくは少なくとも約900 MHzおよび/または約1200MHz以下、約1150MHz以下、約1100MHz以下、約1050MHz以下、約1000MHz以下、もしくは約950MHz以下、および少なくとも約2200MHz、少なくとも約2250 MHz、少なくとも約2300 MHz、少なくとも約2350 MHz、もしくは少なくとも約2400 MHzおよび/または約2600 MHz以下、約2550 MHz以下、約2500 MHz以下、または約2475 MHz以下の周波数を有するマイクロ波エネルギーが含まれる。典型的には、マイクロ波殺菌および滅菌システムは、約915MHz（ 例えば 、2450MHｚではない）の周波数を有するマイクロ波エネルギーを使用することができるが、家庭用（消費者）電子レンジは、通常、約2450MHｚ（ 例えば 、915MHzではない）の周波数を有するマイクロ波エネルギーを利用する。

場合によっては、選択的エネルギー制御要素は、別のタイプのマイクロ波エネルギーとは異なる偏波を有する第1のタイプのマイクロ波エネルギーを抑制または増強することにおいて実質的により効果的であり得る。例えば、選択的エネルギー制御要素は、非偏波またはランダムに偏波されたマイクロ波エネルギーよりも、偏波マイクロ波エネルギーの抑制または増強において実質的により効果的であり得る。あるいは、選択的エネルギー制御素子は、偏波マイクロ波エネルギーよりも非偏波またはランダムに偏されたマイクロ波エネルギーを抑制または増強することが実質的により効果的であり得る。通常、マイクロ波殺菌および滅菌システムは偏波マイクロ波エネルギーを使用するが、家庭用オーブンは非偏波またはランダムに偏波されたマイクロ波エネルギーを利用する。場合によっては、選択的エネルギー制御要素は、偏波マイクロ波エネルギーおよび非偏波マイクロ波エネルギーまたはランダムに偏波されたマイクロ波エネルギーのうちの一方が他方よりも、少なくとも約10パーセント、少なくとも約15パーセント、少なくとも約20パーセント、少なくとも約25パーセント、少なくとも約30パーセント、少なくとも約35パーセント、少なくとも約40パーセント、少なくとも約45パーセント、少なくとも約50パーセント、少なくとも約55パーセント、または少なくとも約60パーセント多く抑制または増強するように構成されてもよい。

選択的エネルギー制御要素は、実質的により高い強度でマイクロ波エネルギーを抑制または増強するのにより効果的であるか、またはより低い強度でマイクロ波エネルギーを抑制または増強するのにより効果的であり得る。さらに、場合によっては、選択的エネルギー制御要素は、あるタイプのマイクロ波エネルギーを抑制または増強する一方で、別のタイプのマイクロ波エネルギーを実質的に透過させる場合がある。本明細書で使用するとき、用語「透明」は、マイクロ波エネルギーを指す場合、材料または要素が、マイクロ波エネルギーと食品または他の品目との間の相互作用を抑制または増強することなく、入射マイクロ波エネルギーの少なくとも97パーセントを通過させることを意味する。場合によっては、透明な材料または要素は、マイクロ波エネルギーと食品またはその他の品目との間の相互作用を抑制または強化することなく、入射マイクロ波エネルギーの少なくとも約98、少なくとも約98.5、少なくとも約99、または少なくとも約99.5パーセントを通過させることができる。エネルギー制御要素が、あるタイプのマイクロ波エネルギーを透過する場合、そのようなエネルギー制御要素が存在しない場合と同じように機能する。

食品の近くに配置された１つまたは複数のエネルギー制御要素の選択的使用は、食品が加熱される加熱速度および／または温度を制御するために使用され得ることがわかった。その結果、ホットスポットとコールドスポットの存在を調整することができ、簡単に再加熱または低温殺菌または滅菌されていない食品を含む単一のパッケージに、簡単に加熱または低温殺菌または滅菌された食品を含めることができる。例えば、場合によっては、エネルギー制御要素を加熱中の食品または他の品目の近くに配置すると、加熱中の食品または他の品目が、同じ条件下で、エネルギー制御要素が存在しなかった場合に、食品または他の品目が加熱されていた場合とは実質的に異なる加熱速度でかつ/または実質的に異なる温度を有するように加熱されることがあり得る。本明細書で使用される「異なる」という用語は、所定の値よりも高いまたは低い値を指す。したがって、「異なる」温度は、所定の温度よりも高い場合も低い場合もある。

場合によっては、エネルギー制御要素の近くに配置された食品または他の品目は、エネルギー制御要素が存在しなかった場合の品目の加熱温度より、少なくとも約1°C/分、少なくとも約2°C/分、少なくとも約5°C/分、少なくとも約10°C/分、少なくとも約12°C/分、少なくとも約15°C/分、少なくとも約18°C/分、少なくとも約20°C/分、少なくとも約22°C/分、少なくとも約25°C/分、少なくとも約28°C/分、または少なくとも約30°C/分異なる加熱速度を有し得る。あるいは、またはさらに、エネルギー制御要素の近くの食品は、エネルギー制御要素が存在しなかった場合の加熱速度とは、約500℃/分以下、約400℃/分以下、約200℃/分以下、約100℃/分以下、約50℃/分以下、約25℃/分以下、または約10℃/分以下異なる加熱速度を有することができる。場合によっては、エネルギー制御要素の近くの食品の加熱速度は、エネルギー制御要素が存在しなかった場合の食品の加熱速度より、少なくとも約2パーセント、少なくとも約5パーセント、少なくとも約10パーセント、少なくとも約15パーセント、少なくとも約20パーセント、少なくとも約25パーセント、少なくとも約３０パーセント、少なくとも約３５パーセント、少なくとも約４０パーセント、少なくとも約４５パーセント、少なくとも約５０パーセント、少なくとも約５５パーセント、または少なくとも約６０パーセント異なる（ すなわち 、より高いまたは低い）場合がある。

場合によっては、エネルギー制御要素の近くに配置された食品またはその他の品目は、エネルギー制御要素が存在しなかった場合とは異なる温度になる場合がある。例えば、温度の差は、少なくとも約1℃、少なくとも約2℃、少なくとも約5℃、少なくとも約8℃、少なくとも約10℃、少なくとも約12℃、もしくは少なくとも約15℃であり得、かつ/または約40℃以下、約35℃以下、約30℃以下、約25℃以下、約22℃以下、約20℃以下、約18℃以下、約15℃以下であり得る約12℃以下、もしくは約10°C以下であり得る。場合によっては、エネルギー制御要素付近の食品の温度は、エネルギー制御要素が存在しなかった場合より、少なくとも約5パーセント、少なくとも約10パーセント、少なくとも約15パーセント、少なくとも約20パーセント、少なくとも約25パーセント、少なくとも約30パーセント、少なくとも約35パーセント、少なくとも約40パーセント、少なくとも約45パーセント、少なくとも約50パーセント、少なくとも約55パーセント、または少なくとも約60パーセント異なる（ すなわち 、より高いまたはより低い）場合がある。

マイクロ波加熱を強化するか減らすかによって、さまざまな種類のエネルギー制御要素を使用できる。エネルギー制御要素がマイクロ波加熱を強化するように構成される場合、「マイクロ波強化要素」と呼ばれる。サセプタは、マイクロ波増強要素の一種である。マイクロ波増強要素は、それに接触する入射マイクロ波エネルギーの少なくとも約5パーセント、少なくとも約10パーセント、少なくとも約15パーセント、少なくとも約20パーセント、少なくとも約25パーセント、または少なくとも約30パーセントを吸収するように構成されてもよい。本明細書で使用される「入射マイクロ波エネルギー」という用語は、特定のエネルギー制御要素に入射するマイクロ波エネルギーを指し、加熱室に導入されるマイクロ波エネルギーの総量と必ずしも等しいとは限らない。マイクロ波増強要素は、マイクロ波エネルギーを吸収し、要素の近くに配置された材料の温度および/または加熱速度を増加させる。

場合によっては、マイクロ波増強要素は、入射マイクロ波エネルギーの総量の少なくとも約5パーセント、少なくとも約10パーセント、少なくとも約15パーセント、少なくとも約20パーセント、少なくとも約25パーセント、少なくとも約30パーセント、少なくとも約35パーセント、少なくとも約40パーセント、少なくとも約45パーセント、少なくとも約50パーセント、少なくとも約55パーセント、少なくとも約60パーセント、少なくとも約65パーセント、少なくとも約70パーセント、少なくとも約75パーセント、少なくとも約80パーセント、少なくとも約85パーセント、少なくとも約90パーセント、少なくとも約95パーセントを吸収するように構成されてもよい。あるいは、またはさらに、それは、入射マイクロ波エネルギーの総量の約95パーセント以下、約90パーセント以下、約85パーセント以下、約80パーセント以下、約75パーセント以下、約70パーセント以下、約65パーセント以下、約60パーセント以下、約55パーセント以下、約50パーセント以下、約45パーセント以下、約40パーセント以下、約35パーセント以下、約30パーセント以下、約25パーセント以下、約20パーセント以下、約15パーセント以下、約10パーセント以下、または約5パーセント以下を吸収し得る。

マイクロ波増強要素の近くに配置された食品または他の品目は、食品または他の品目がマイクロ波増強要素が存在しなかった場合に加熱されるよりも高い温度にかつ/または速い加熱速度で加熱されてもよい。例えば、マイクロ波増強要素の近くに位置する食品の一部は、少なくとも約65℃、少なくとも約70℃、少なくとも約75℃、少なくとも約80℃、少なくとも約85℃、少なくとも約90℃、少なくとも約95℃、少なくとも約100℃、少なくとも約105℃、少なくとも約110℃、少なくとも約115℃、少なくとも約117℃、少なくとも約120℃、または少なくとも約121℃、少なくとも約125°Cの温度に達し得るが、食品は、マイクロ波増強要素が存在しない場合、約120℃以下、約115℃以下、約110℃以下、約105℃以下、約100℃以下、約95℃以下、約90℃以下、約85℃以下、約80℃以下、約75℃以下、約70℃以下、約65℃以下、または約60℃以下の温度までしか加熱されていない可能性がある。より高い温度に加熱されると、マイクロ波増強要素の近くに配置された食品はまた、サセプタが存在しない場合よりも速い加熱速度で加熱されるか、または加熱速度がより遅いかもしくは同じであり得る。

さらに、または代替として、マイクロ波増強要素が使用される場合、マイクロ波増強要素が存在しない場合よりも、マイクロ波増強要素の近くに位置する食品または他の物品の一部をより速い加熱速度で加熱する可能性がある。例えば、マイクロ波増強要素の近くに配置される場合、食品は、少なくとも約10℃、少なくとも約15℃、少なくとも約20℃、少なくとも約25℃、少なくとも約30℃、少なくとも約35℃、少なくとも約40℃、少なくとも約45℃、少なくとも約50℃、少なくとも約55℃、少なくとも約60℃、少なくとも約65℃、少なくとも約70℃、または少なくとも約75℃/分の加熱温度であり得るが、マイクロ波増強要素が存在しない場合、約50℃以下、約45℃以下、約40℃以下、約35℃以下、約30℃以下、または約25℃/分以下の加熱速度であり得る。より速い速度で加熱すると、マイクロ波増強要素の近くに配置された食品は、マイクロ波増強要素が存在しない場合の食材よりも高い、低い、または同様の温度に達する可能性がある。

エネルギー制御要素がマイクロ波エネルギーを抑制するように構成されるとき、それは「マイクロ波抑制要素」と呼ばれる。いくつかのマイクロ波抑制要素は反射器である。いくつかの実施形態では、マイクロ波抑制要素は、それに接触する入射マイクロ波エネルギーの少なくとも約5パーセント、少なくとも約10パーセント、少なくとも約15パーセント、少なくとも約20パーセント、少なくとも約25パーセント、または少なくとも約30パーセントを反射するように構成されてもよい。マイクロ波抑制要素は、食品または他の品目の一部に接触するマイクロ波エネルギーを低減するか、場合によってはほぼ除去する。結果として、食品は、マイクロ波抑制要素が存在しない場合よりも低い温度および/または低い加熱速度で加熱され得る。 場合によっては、マイクロ波抑制要素は、入射マイクロ波エネルギー全体の少なくとも約5パーセント、少なくとも約10パーセント、少なくとも約15パーセント、少なくとも約20パーセント、少なくとも約25パーセント、少なくとも約30パーセント、少なくとも約35パーセント、少なくとも約40パーセント、少なくとも約45パーセント、少なくとも約50パーセント、少なくとも約55パーセント、少なくとも約60パーセント、少なくとも約65パーセント、少なくとも約70パーセント、少なくとも約75パーセント、少なくとも約80パーセント、少なくとも約85パーセント、少なくとも約90パーセント、少なくとも約95パーセントを反射し得る。あるいは、またはさらに、それは、入射マイクロ波エネルギー全体の約95パーセント以下、約90パーセント以下、約85パーセント以下、約80パーセント以下、約75パーセント以下、約70パーセント以下、約65パーセント以下、約60パーセント以下、約55パーセント以下、約50パーセント以下、約45パーセント以下、約40パーセント以下、約35パーセント以下、約30パーセント以下、約25パーセント以下、約20パーセント以下、約15パーセント以下、約10パーセント以下、または約5パーセント以下を反射し得る。

マイクロ波抑制要素が使用される場合、マイクロ波抑制要素の近くに配置された食品は、それに向けられたマイクロ波エネルギーの総量よりも少ない量を受けることがある。結果として、マイクロ波抑制要素が存在しなかった場合よりも低い温度および/または遅い加熱速度で加熱され得る。例えば、マイクロ波抑制要素の近くに配置された食品は、約100℃以下、約75℃以下、約50℃以下、約40℃以下、約35℃以下、約30℃以下、約25℃以下、約20℃以下、または約15℃/分以下の加熱速度を有し得る一方、マイクロ波抑制要素が存在しなかった場合、食品の加熱速度は少なくとも約15℃、少なくとも約20℃、少なくとも約25℃、少なくとも約30℃、少なくとも約35℃、少なくとも約40℃、少なくとも約50℃、少なくとも約75℃、少なくとも約100℃、少なくとも約150℃、または少なくとも約200℃/分の加熱速度を持つしかない可能性がある。マイクロ波抑制要素の近くに位置する食品または他の品目の一部がより遅い速度で加熱されると、マイクロ波抑制要素が存在しない場合に食品または他の品目が到達するのとほぼ同じ温度に、または異なる温度に到達し得る。

さらに、または代替として、マイクロ波抑制要素の近くに配置された食品は、マイクロ波抑制要素が存在しない場合に加熱されるよりも低い温度に加熱され得る。例えば、マイクロ波抑制要素の近くの食品は、約125℃以下、約123℃以下、約122℃以下、約121℃以下、約121℃以下、約120℃以下、約115℃、約110℃以下、約105℃以下、約100℃以下、約95℃以下、約90℃以下、約85℃以下、約80℃以下、約75℃以下、約70℃以下、または約65°C以下の温度に加熱され得る。マイクロ波抑制要素が存在しない場合、食品は、同一条件下で、少なくとも約65℃、少なくとも約70℃、少なくとも約75℃、少なくとも約80℃、少なくとも約85℃、少なくとも約90℃、少なくとも約95℃、少なくとも約100℃、少なくとも約105℃、少なくとも約110℃、少なくとも約120℃、少なくとも約121℃、少なくとも約122℃、少なくとも約125℃の温度に加熱され得る。食品は、マイクロ波抑制要素が存在しなかった場合と同じか、または異なる加熱速度で加熱され得る。

いくつかの実施形態において、エネルギー制御要素は、マイクロ波抑制要素、マイクロ波増強要素、またはその両方にかかわらず、パッケージに組み込まれてもよい。エネルギー制御要素がパッケージの一部である場合、それはパッケージ自体に組み込まれてもよく、またはパッケージの少なくとも一部または全部の上または周囲に一時的に配置されてもよい（例えば、スリーブまたはラップとして）。エネルギー制御要素が、加熱される食品または他の品目が保持されるパッケージの不可欠な部分である場合、パッケージの上部、底部、および/または側面の少なくとも一部またはすべてに存在してもよい。場合によっては、パッケージのこれらの領域の1つ以上がエネルギー制御要素として機能する材料で単純に形成され、パッケージの残りの部分が別の、プラスチック、セルロース、およびそれらの組み合わせを含むが、これに限定されない、典型的にはマイクロ波透過性材料で形成される。

パッケージ自体は、任意の適切な形式にすることができる。たとえば、使用されるパッケージにパウチが含まれる場合がある。パウチは、他のパウチに接続されていない個別の分離したパウチであってもよい。パウチは、柔軟、半柔軟、または剛性であり得る。各パウチは、食品または他の品目を保持するための1つの内部区画を含むことができ、または2つ以上の分離した区画を含むことができる。パウチの一例が図1aおよび図1bに示されている。

図１ａおよび図１ｂに示されるように、各パウチ１５０は、上部１５２と、上部１５２よりも広い基部１５４とを有する。パウチ１５０の基部１５４は、上部１５２よりも少なくとも２倍、少なくとも３倍、または少なくとも４倍広くすることができる。あるいは、基部１５４と上部１５２はほぼ同じ幅を有する。図１ａにＷ _１として示されている上部１５２の幅は、少なくとも約０．０１インチ、少なくとも約０．０５インチ、もしくは少なくとも約０．１０インチおよび／または約０．２５インチ以下、約０．２０インチ以下、もしくは約０．１５インチ以下であり得るか、または約０．０１インチから約０．２５インチ、約０．０５インチから約０．２０インチ、もしくは約０．１０インチから約０．１５インチの範囲であり得る。あるいは、上部１５２の幅は、少なくとも約０．５インチ、少なくとも約０．７５インチ、少なくとも約１インチ、少なくとも約１．５インチおよび／または約３インチ以下、約２．５インチ以下、約２インチ以下、約1.5インチ以下、もしくは約1インチ以下であり得るか、または約0.5インチ～約3インチ、約0.75インチ～約2.5インチ、約1インチ～約2インチ、もしくは約1インチ～約1.5インチの範囲であり得る。

図１ａにＷ ₂として示されている基部１５４の幅は、少なくとも約0.5インチ、少なくとも約0.75インチ、少なくとも約1インチ、少なくとも約1.5インチおよび/または約3インチ以下、約2.5インチ以下、約2インチ以下、約1.5インチ以下、もしくは約１インチ以下であり得るか、または約０．５インチから約３インチ、約０．７５インチから約２．５インチ、約１インチから約２インチ、もしくは約１インチから約１．５インチの範囲であり得る。図１ｂにＨとして示されているパウチ１５０の高さは、少なくとも約２インチ、少なくとも約３インチ、少なくとも約４インチ、、もしくは少なくとも約４．５インチおよび／または約１２インチ以下、約１０インチ以下、もしくは約８インチ以下であり得るか、または約２インチから約１２インチ、約３インチから約１０インチ、約４インチから約８インチの範囲であり得る。他の寸法のパウチもさまざまな場合に適し得る。

他の実施形態では、使用されるパッケージはトレイを含み得る。トレイは一般に上部と下部、および一般的なプリズムのような形状をしている。トレイは、正方形、長方形、または楕円形の断面を持つことができるが、他の形状も適している場合がある。トレイ２５０の一例が、図２ａ～図２ｄに示されている。各トレイは、図２ａ～図２ｄに示されるように、加熱される食品または他の品目を保持するための単一の区画を有してもよく、または、少なくとも部分的に互いに分離された2つ以上の区画を含んでもよい（図示せず）。

場合によっては、トレイ２５０は、図２ａ～図２ｄに全体的に示されるように、概ね台形形状を有するように、その底部より長くて幅広の上部を有してもよい。本明細書で使用される場合、「長さ」および「幅」という用語は、それぞれパッケージの最長および二番目に長い非対角寸法を指す。上部が底部よりも長くて幅が広い台形のトレイの場合、長さと幅は最大の断面（通常は上部表面）で測定される。高さは、長さと幅で画定される平面に垂直に測定された最短の非対角寸法である。トレイ２５０の長さ（Ｌ）、幅（Ｗ）、および高さ（ｈ）は、図２ａ～図２ｄに示されている。

各トレイの長さ（L）は、少なくとも約1インチ、少なくとも約2インチ、少なくとも約4インチ、もしくは少なくとも約6インチおよび/または約18インチ以下、約12インチ以下、約10インチ以下、約8インチ以下、もしくは約6インチ以下であり得るか、または約1～約18インチ、約2～約12インチ、約4～約10インチ、もしくは約6～約8インチの範囲であり得る。各トレイの幅（W）は、少なくとも約1インチ、少なくとも約2インチ、少なくとも約4インチ、少なくとも約4.5インチ、もしくは少なくとも5インチおよび/または約12インチ以下、約10インチ以上、約8インチ以下、もしくは6インチ以下であり得るか、または約1インチ～約12インチ、約2インチ～約10インチ、約4インチ～約8インチ、約4.5インチから約6インチ、もしくは約5インチから約6インチの範囲であり得る。各トレイは、少なくとも約０．５インチ、少なくとも約１インチ、少なくとも約１．５インチおよび／または約８インチ以下、約６インチ以下、もしくは約３インチ以下の高さ（ｈ）を有し得る。または、約０．５から約８インチ、約２から約６インチ、もしくは１．５から３インチの範囲であり得る。特定の用途に応じて、他の寸法のトレイも適している場合がある。

エネルギー制御要素が、パウチ、トレイ、または他の容器であろうと、パッケージの一部である場合、それはパッケージの全表面積のすべてまたは一部を覆ってもよい。例えば、エネルギー制御要素は、パッケージの総表面の少なくとも約5パーセント、少なくとも約10パーセント、少なくとも約15パーセント、少なくとも約20パーセント、少なくとも約25パーセント、少なくとも約30パーセント、少なくとも約35パーセント、少なくとも約40パーセント、少なくとも約45パーセント、少なくとも約50パーセント、少なくとも約55パーセント、少なくとも約60パーセント、少なくとも約65パーセント、少なくとも約70パーセント、少なくとも約75パーセント、少なくとも約80パーセント、少なくとも約85パーセント、少なくとも約90パーセント、または少なくとも約95パーセントを覆ってもよい。場合によっては、パッケージの表面積全体を覆うことがある。

さらに、または代替として、エネルギー制御要素は、パッケージの全表面積の約95パーセント以下、約90パーセント以下、約85パーセント以下、約80パーセント以下、約75パーセント以下、約70パーセント以下、約65パーセント以上、約60パーセント以下、約55パーセント以下、約50パーセント以下、約45パーセント以下、約40パーセント以下、約35パーセント以下、約30パーセント以下、約２５パーセント以下、約２０パーセント以下、約１５パーセント以下、約１０パーセント以下、または約５パーセント以下を覆ってもよい。

エネルギー制御要素は、任意の適切な形状にすることができる。場合によっては、パッケージのすべてまたは一部に印刷、ラベル付け、積層、またはその他の方法で組み込まれたストリップの形のエネルギー制御要素。いくつかの実施形態では、これらのタイプのエネルギー制御要素は、マイクロ波増強要素であってもよく、金属材料から形成することができる。そのようなエネルギー制御要素は、印刷、積層、またはストリップを含むラベルの貼付により、パッケージ表面のすべてまたは一部の中または上に組み込むことができる。場合によっては、積層はフレキシブルパッケージで使用され得、ラベルと印刷はリジッドパッケージで使用され得る。パッケージにトレイと蓋が含まれる場合、エネルギー制御ストリップは、蓋、トレイ、またはトレイと蓋の両方の上に存在する場合がある。複数のエネルギー制御ストリップ２６０を含むトレイ２５２の例が、図３および図４に示されている。

図３および図４に示す実施形態では、トレイ２５２の一部のみを覆っているが、エネルギー制御ストリップ２６０は、トレイ２５２の表面積の大部分を覆い、または異なる場所に配置できることを理解されたい。あるいは、またはさらに、エネルギー制御要素の1つ以上は異なる形状であってもよく、かつ/またはパッケージはパウチもしくは他のタイプの容器であってもよい。

エネルギー制御要素がストリップとして存在する場合、パッケージには少なくとも2個、少なくとも3個、少なくとも4個、少なくとも5個、少なくとも6個、少なくとも7個、少なくとも8個、少なくとも9個、少なくとも10個、少なくとも１１個、または少なくとも１２個以上のパッケージの少なくとも１つの表面に沿って互いに間隔を空けられたストリップが含まれ得る。ストリップの各々は、少なくとも約1/64インチ、少なくとも約1/32インチ、もしくは少なくとも約1/16インチおよび/または約1/2インチ以下約1/4インチ以下、もしくは約1/8インチ以下の幅、または2番目に長い寸法を有してもよい。各ストリップのサイズは他のストリップと同じであってもよいか、もしくは、1つまたは複数の幅が異なっていてもよい。ストリップは、少なくとも1つの加熱ステップでパッケージがさらされるマイクロ波エネルギーの主波長ごとに少なくとも2つ、少なくとも3本、少なくとも4本、少なくとも5本、もしくは少なくとも6本のストリップ、および/または15本以下、14本以下、12本以下、もしくは10本以下のストリップがあるように間隔を空けてもよい。場合によっては、少なくとも1つの加熱ステップ中にパッケージがさらされ得るマイクロ波エネルギーの主波長は、少なくとも約1.4インチ、少なくとも約1.5インチ、少なくとも約1.6インチ、もしくは少なくとも約1.65インチであり、かつ/または約2インチ以上、約1.9インチ以下、約1.8インチ以下、もしくは約1.75インチ以下である。

場合によっては、隣接するストリップ間の間隔は、各ストリップの幅と同じかそれよりも広い場合がある。さらに、隣接するストリップのセット間の間隔は同じでも異なっていてもよい。場合によっては、隣接するエネルギー制御ストリップ間の開口領域の幅は、２つの隣接するエネルギー制御ストリップの平均幅より少なくとも約10パーセント、少なくとも約15パーセント、少なくとも約20パーセント、少なくとも約25パーセント、少なくとも約30パーセント、少なくとも約35パーセント、少なくとも約４０パーセント、少なくとも約４５パーセント、または少なくとも約５０パーセント広くてもよい。あるいは、またはさらに、隣接するエネルギー制御ストリップ間の開口領域の幅は、隣接する2つのエネルギー制御ストリップの平均幅よりも約90パーセント以下、約85パーセント以下、約80パーセント以下、約75パーセント以下、約70パーセント以下、約65パーセント以上、または約60パーセント以下であってもよい。

包装された食品は、パッケージ内の１つまたは複数の食品がエネルギー制御要素の近くに配置されるように構成されてもよい。例えば、エネルギー制御要素は、少なくとも１つの食品の少なくとも約5パーセント、少なくとも約10パーセント、少なくとも約15パーセント、少なくとも約20パーセント、少なくとも約25パーセント、少なくとも約30パーセント、少なくとも約35パーセント、少なくとも約40パーセント、少なくとも約45パーセント、少なくとも約50パーセント、少なくとも約55パーセント、少なくとも約60パーセント、少なくとも約65パーセント、少なくとも約70パーセント、少なくとも約75パーセント、少なくとも約80パーセント、少なくとも約85パーセント、少なくとも約９０パーセント、少なくとも約９５パーセント、または最大１００パーセントがエネルギー制御要素の近くに配置されるように配置されてもよい。

あるいは、食品（または別の食品）の一部がエネルギー制御要素の近くに配置されなくてもよい。例えば、パッケージ内の食品の少なくとも約5パーセント、少なくとも約10パーセント、少なくとも約15パーセント、少なくとも約20パーセント、少なくとも約25パーセント、少なくとも約30パーセント、少なくとも約35パーセント、少なくとも約40パーセント、少なくとも約45パーセント、少なくとも約５０パーセント、少なくとも約５５パーセント、少なくとも約６０パーセント、少なくとも約６５パーセント、または少なくとも約７５パーセントがエネルギー制御要素の近くに配置されなくてもよい。これは、例えば、パッケージが単一または複数区画のトレイもしくはパウチに2つ以上の異なる食品を含む場合に発生する可能性がある。あるいは、パッケージは、それぞれが異なるタイプの食品の近くに配置された（同じまたは異なるタイプの）2つ以上のエネルギー制御要素を含んでもよい。このようにして、単一のパッケージ内の異なる食品の温度と加熱プロファイルを効果的に制御して、パッケージ内の食品または他の品目のより効率的で均一な加熱を実現できる。

場合によっては、エネルギー制御要素は、マイクロ波加熱システムを通じて物品を固定および輸送するために使用されるキャリアの一部である場合がある。キャリアは、包装された食品やその他の品目の低温殺菌または滅菌用に構成された大規模なマイクロ波加熱システムで使用できる。例示的なキャリアのいくつかの図が、図５～図１０に提供されている。 図５および図６に特に示すように、キャリア１０は、外枠１２、上部支持構造１４、および下部支持構造（図示せず）を含む。外枠１２は、２つの離間した側部部材１８ａ、ｂおよび２つの離間した端部部材２０ａ、ｂを含む。第１の端部部材２０ａおよび第２の端部部材２０ｂは、第１の側部部材１８ａおよび第２の側部部材１８ｂの対向する端部に連結され、それらの間に延在して、外枠１２を形成することができる。側部部材１８ａ、ｂのそれぞれが端部部材２０ａ、ｂよりも長いとき、枠は、図５および図６に示されるように、ほぼ長方形の形状を有することができる。

図５、図６、図７、および図１０に示すように、第１の側部部材１８ａおよび第２の側部部材１８ｂは、図8の破線２４ａおよび２４ｂに表される、それぞれ第１の搬送ライン支持部材および第２の搬送ライン支持部材に係合するように構成された支持突起２２ａ、ｂをそれぞれ含む。キャリア１０の第１の支持突起２２ａおよび第２の支持突起２２ｂは、第１の搬送ライン支持部材２４ａおよび第２の搬送ライン支持部材２４ｂ上でキャリア１０を支持するための第１の下部支持面４２ａおよび第２の下部支持面４２ｂを有する。搬送ライン支持部材２４ａ、ｂは、例えば、キャリア１０がマイクロ波加熱ゾーンを通って図８の矢印で示される方向に移動するときに、キャリア１０の各側に位置する一対のチェーン（図示せず）などの移動搬送ライン要素であってもよい。

第１の側部部材１８ａおよび第２の側部部材１８ｂならびに第１の端部部材２０ａおよび第２の端部部材２０ｂは、例えば、20°Cで測定した、約１０ ^-4以下 、約10 ^-3 以下、または約10 ^-2以下の損失正接を有する低損失材料を含む任意の適切な材料で形成され得る。側部部材１８ａ、ｂおよび端部部材２０ａ、ｂのそれぞれは、同じ材料で形成されてもよく、少なくとも１つは異なる材料で形成されてもよい。適切な低損失正接材料の例には、さまざまなポリマーおよびセラミックが含まれ得るが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、低損失正接材料は食品グレードの材料であり得る。

低損失材料がポリマー材料である場合、物品の加熱中にキャリアがさらされる可能性のある高温に耐えるために、少なくとも約80℃、少なくとも約100℃、少なくとも約120℃、少なくとも約140℃、または少なくとも160℃、少なくとも約165℃のガラス転移温度を有し得る。適切な低損失ポリマーには、たとえば、ポリテトラフルオロエチレン（PTFE）、ポリスルホン、ポリノルボルネン、ポリカーボネート（PC）、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ABS）、ポリ（メチルメタクリレート）（PMMA）、ポリエーテルイミド（PEI）、ポリスチレン、ポリビニルアルコール（ PVA）、ポリ塩化ビニル（PVC）、およびそれらの組み合わせが含まれ得る。ポリマーは、モノリシックであってもよく、または例えばガラス繊維入りPTFE（「テフロン（登録商標）」）などのガラス繊維で強化されていてもよい。アルミノケイ酸塩などのセラミックも低損失材料として使用できる。

図５および図６に示すように、キャリア１０は、キャリア内に一群の物品を保持するとともに、マイクロ波エネルギーがキャリア１０を通過して物品に到達することを可能にする上部支持構造１４および下部支持構造１６を含み得る。図５および図６に示す例では、上部支持構造体１４および下部支持構造体１６はそれぞれ、側部部材１８ａ、ｂに実質的に平行な方向に端部部材２０ａ、ｂの間に延びる複数の支持部材を含むことができる。支持部材は、端部部材２０ａ、ｂに実質的に垂直な方向に延びることができる。本明細書で使用される場合、「実質的に平行」および「実質的に垂直」という用語は、それぞれ5°以内で平行または5°以内で垂直であることを意味する。他の例（図示せず）では、上部支持構造体14および下部支持構造体16は、グリッド部材、または側部部材18a、bと端部部材20a、bの間に延びるマイクロ波透過性または半透明材料の実質的に剛性のシートを含むことができる。支持構造１４および支持構造１６の数、寸法、および構成に関する追加の詳細は、米国特許出願第１５ ／ ２８４，１７３号で提供されており、その全体が参照により本明細書に組み込まれている。

上部支持構造１４および／または下部支持構造１６が、図５および図６に示されるような個々の支持部材を含む場合、支持部材のうちの１つ以上は、強力な導電性材料から形成され得る。適切な導電性材料は、ASTM E1004（09）に従って測定した20°Cで、少なくとも約１０ ^３シーメンス／メートル（Ｓ ／ ｍ）、少なくとも約１０ ^４ Ｓ ／ ｍ、少なくとも約１０ ^５ Ｓ ／ ｍ、少なくとも約１０ ^６ Ｓ ／ ｍ、または少なくとも約10 ⁷ S / mの導電率を有することができる。さらに、導電性材料は、ASTM E8 / E8M-16aに従って測定して、少なくとも約５０メガパスカル（ＭＰａ）、少なくとも約１００ＭＰａ、少なくとも約２００ＭＰａ、少なくとも約４００ＭＰａ、もしくは少なくとも約６００ＭＰａの引張強度を有し得、かつ/またはASTM E8 / E8M-16aに従って測定した２０℃で、少なくとも約50ＭＰａ、少なくとも約100ＭＰａ、少なくとも約200ＭＰａ、少なくとも約300ＭＰａ、もしくは少なくとも約400MPaの降伏強さも有し得る。導電性材料のヤング率は、ASTM E111-04（2010）に従って測定され、20°Cで測定されて、少なくとも約25ギガパスカル（GPa）、少なくとも約50GPa、少なくとも約100GPa、もしくは少なくとも約150GPaおよび/または約1000GPa以下、約750 GPa以下、約500 GPa以下、もしくは約250 GPa以下であり得る。導電性材料は金属であってもよく、場合によっては金属合金であってもよい。金属合金は、鉄、ニッケル、および／またはクロムを含むがこれらに限定されない適切な金属元素の任意の混合物を含んでもよい。導電性材料は、ステンレス鋼を含んでもよく、食品グレードのステンレス鋼であってもよい。

特に図７～図１０に示されるように、キャリア１０は、複数の物品４０を受け入れて保持するための貨物容積３２を画定する。貨物容積３２は、互いに垂直方向に間隔を空けて配置された上部支持構造体１４と下部支持構造体１６、側部１８ａ、ｂおよび端部２０ａ、ｂ部材との間に少なくとも部分的に画定される。貨物容積３２に収容された物品は、上部支持構造体１４および下部支持構造体１６に存在する個々の支持部材の少なくとも一部と接触しかつ／または所定の位置に保持され得る。上部支持構造体14および下部支持構造体16のそれぞれは、上部支持構造体14および下部支持構造体16の少なくとも1つを開いて物品40をキャリア10に装填でき、加熱中に物品４０を保持するために閉じ、キャリアから物品４０を降ろすために再び開くことができるように、取り外し可能またはヒンジ式に外枠12に結合することができる。いくつかの実施形態では、図１０に示すように、１つまたは複数の長手方向の仕切り３４の使用は、物品４０の複数の列を受け入れるために、貨物容積３２内に複数の区画３６ａ～３６ｄを作成し得る。

貨物容積３２は、任意の適切なサイズであり得る。場合によっては、第１の端部部材２０ａおよび第２の端部部材２０ｂの対向する内面間で測定された、約０．５フィートから約１０フィート、約１フィートから約８フィート、または約２フィートから約６の範囲の長さを有することができる。貨物容積３２はまた、第１の側部部材１８ａおよび第２の側部部材１８ｂの対向する内面間で測定された、約０．５フィートから約１０フィート、約１フィートから約８フィート、または約２フィートから約６フィートの範囲の幅を有し得る。上部支持構造体14および下部支持構造体16の対向する内部表面間で測定できる貨物容積の高さは、約0.50インチから約8インチ、約0.75インチから約6インチ、約1インチから約4インチ、または約1.25インチ～約2インチインチの範囲であり得る。全体として、貨物容積は、約2立方フィートから約30立方フィート、約4立方フィートから約20立方フィート、約6立方フィートから約15立方フィート、または約6.5立方フィートから約10立方フィートの範囲の総容積を持つことができる。

さらに、いくつかの実施形態では、キャリアは、貨物容積32のサイズおよび/または形状を調整するための少なくとも1つの物品間隔保持部材34をさらに含むことができる。物品間隔保持部材の例は、図５、図６、および図１０に示すように、貨物容積３２を２つ以上の区画に分割するための仕切り３４と、上部支持構造体14と下部支持構体16との間の垂直高さを調整するための、図９に示す３８ａ、ｂなどの垂直スペーサとを含む。 存在する場合、１つまたは複数の物品間隔保持部材３４は、外枠１２または上部支持構造体１４および下部支持構造体１６の少なくとも一方に恒久的にまたは取り外し可能に連結されてもよい。仕切り34または垂直スペーサ38などの物品間隔保持部材が、外枠12および/または上部支持部材14および下部支持部材16に取り外し可能に連結されている場合、、キャリア１０が異なるサイズおよび／または形状を有する多くの種類の物品を保持できるように貨物容積３２のサイズおよび／または形状を変更するために、キャリア１０に選択的に挿入したり、キャリア１０から取り外したりすることができる。このようなキャリアに関する詳細は、 '173出願に記載されている。

本明細書に記載されるようにキャリアに装填されると、物品は、キャリアの上部支持構造体および下部支持構造体の間に画定された貨物容積32内に配置される。上述のように、貨物容積は単一の容積であってもよく、または1つまたは複数の仕切り34を使用して、図１０に示される３６ａ～３６ｄなどの２つ以上の区画に分割されてもよい。貨物容積３２に装填されると、物品は、キャリアの長さに沿って一列に配置され得る。いくつかの実施形態では、物品は、少なくとも2個の単一列、少なくとも3個の単一列、少なくとも4個の単一列、少なくとも5個の単一列、もしくは少なくとも6個の単一列および/または15個以下の単一列、12個以下の単一列、10個以下の単一列、もしくは8個以下の単一列、または2個～15個の単一列、3個～12個の単一列、4個～10個の単一列、または5個～8個の単一列で配置されてもよい。全体として、各キャリアは、合計で少なくとも6個、少なくとも8個、少なくとも10個、少なくとも12個、少なくとも16個、少なくとも18個、少なくとも20個、少なくとも24個、少なくとも30個の物品、および／または100個以下、80個以下、60個以下、50個以下、または40個以下の物品、または6個から100個の物品、8個から80個の物品、10個から60個の物品、12個から５０個の物品、または18個から40個の物品を保持できる。物品は、手動または自動装置の使用を含む、任意の適切な方法でキャリアに装填できる。

キャリアに装填されるとき、貨物容積に装填される各物品は類似していてもよく、または2つ以上の物品が互いに異なっていてもよい。場合によっては、キャリアに装填される物品には、第1タイプの物品の第1グループと第2タイプの物品の第2グループが含まれ、第1タイプの物品と第2タイプの物品は異なるパッケージおよび/または異なる種類のパッケージ内容物を有してもよい。物品は、キャリア内で互いに離間していてもよく、あるいは1つまたは複数の物品が1つまたは複数の他の物品の少なくとも一部に接触していてもよい。場合によっては、キャリアに装填された隣接する物品の連続した縁間の平均距離が約1インチ以下、約0.75インチ以下、約0.5インチ、約0.25インチ以下、または約0.1インチ以下であり得るように物品間の間隔を最小化することが望ましい場合がある。物品間に隙間がなく、キャリアに装填されたときに隣接する物品が互いに接触するか、または隣接する物品の少なくとも一部が水平に重なり合う場合がある。

貨物空間内の物品の特定の配置は、少なくとも部分的に物品の形状に依存し得る。例えば、物品が一般的な台形のような形状を有し、物品が底部よりも上部の方が長く幅広である場合、物品は入れ子構造に配置されてもよい。図１１は、入れ子構造に配置された物品４０ａ～４０ｆの１列の側面図を提供する。

入れ子構造では、隣接する物品の向きが反対になる。入れ子構造では、キャリアに装填された物品４０ａ～４０ｆは、下向き、上向き、下向き、上向きの構成で、図１１の矢印５０で示される進行方向に連続的に配向される。図１１に示すように、第２の物品４０ｂの底部は、第１の物品４０ａの上部と第３の物品４０ｃの上部との間に向けられている。さらに、入れ子構造では、交互の物品40b、４０d、４０fの一方のセットの上部および交互の物品40a、４０c、４０eの他方のセットの底部は上部支持構造に接触し、一方、交互の物品の各セットの底部および上部は物品がキャリアに装填されると、下部支持構造に接触する。

キャリア内で異なる入れ子構造に配置された複数の物品の2つの上面図を図１２および図13に示す。図１２および図１３ではそれぞれ、物品の上部に「Ｔ」のマークが付けられ、底部の物品に「Ｂ」のマークが付けられ、キャリアの進行方向が矢印５０で示されている。図１２に示される例では、物品は、各々が入れ子構造に配置されるいくつかの間隔を空けた列に配置される。図１３は、完全に入れ子にされた物品パターンを示し、入れ子になった物品の個々の列は互いに間隔を空けず、物品は縦方向および横方向の両方に入れ子構造に配置される。

前述のように、本明細書に記載の物品は、物品を低温殺菌および/または滅菌するために使用されるマイクロ波加熱システムで加熱してもよい。一般的に、低温殺菌は、80℃～100℃の間の最低温度に対する材料の急速加熱を含み、滅菌は、約100℃～約140℃の最低温度に材料を加熱することを含む。本明細書で説明されるマイクロ波システムのいくつかは、低温殺菌または滅菌に使用されてもよい。場合によっては、低温殺菌と滅菌が同時に、またはほぼ同時に行われる可能性があるため、処理中の物品は加熱システムによって低温殺菌と滅菌の両方が行われる。

ここで、図１４ａおよび図１４ｂを参照すると、本発明の実施形態に係る物品を低温殺菌および／または滅菌するのに適したマイクロ波加熱方法の主なステップと、マイクロ波加熱システムの主要構成要素の概略図が提供される。 本明細書で使用される「マイクロ波エネルギー」という用語は、一般に、300MHz～30 GHzの周波数を有する電磁エネルギーを指す。

図１４ａおよび１４ｂに示すように、１つまたは複数のキャリアに装填された物品は、最初に熱化ゾーン１１２に導入され得、そこで物品は実質的に均一な温度に熱化され得る。一旦熱化されると、物品は、マイクロ波加熱ゾーン116に導入される前に、圧力調整ゾーン114aを任意に通過することができる。マイクロ波加熱ゾーン１１６では、図１４ｂに放射部１２４として概略的に示すように、１つまたは複数のマイクロ波放射部により加熱ゾーンの少なくとも一部に放出されるマイクロ波エネルギーを使用して物品を急速に加熱できる。次いで、加熱された物品は、保持ゾーン１２０を通過することができ、各物品の最も冷たい部分は、指定された時間の間、所定の目標温度（例えば、低温殺菌または滅菌目標温度）またはそれより高い温度に維持され得る。また、物品は急冷ゾーン122に送られ、そこで物品の温度が適切な取り扱い温度まで迅速に低下され得る。その後、冷却された物品は、システムから除去される前に、任意に第2の圧力調整ゾーン114bを通過することができる。

図１４ａおよび１４ｂに示すマイクロ波システムの上述の熱化、マイクロ波加熱、保持、および／または急冷ゾーンは、単一の容器内に画定され得るか、または上記の段階またはゾーンの少なくとも１つは、１つまたは複数の別個の容器内に画定され得る。さらに、場合によっては、上述のステップの少なくとも１つは、処理中の物品が少なくとも部分的に沈められ得る液体媒体で少なくとも部分的に充填された容器内で実行され得る。本明細書で使用される「少なくとも部分的に充填された」という用語は、指定された容器の容積の少なくとも50パーセントが液体媒体で充填されている構成を意味する。特定の実施形態では、熱化ゾーン、マイクロ波加熱ゾーン、保持ゾーン、および急冷ゾーンで使用される容器の少なくとも1つの容積は、少なくとも約75パーセント、少なくとも約90パーセント、少なくとも約95パーセント、または100パーセント液体媒体で充填されていてもよい。

使用される液体媒体は、任意の適切な液体媒体であり得る。例えば、液体媒体は、空気の誘電率よりも大きい誘電率を有することができ、一実施形態では、処理中の物品の誘電率と同様の誘電率を有することができる。水（または水を含む液体媒体）は、消耗品の加熱に使用されるシステムに特に適している場合がある。液体媒体はまた、作動条件でその物理的性質（ 例えば沸点）を変更または強化するために、例えば油、アルコール、グリコール、および塩などの1つまたは複数の添加物を含んでもよい。

本明細書で説明されるマイクロ波加熱システムは、上述の処理ゾーンの１つ以上を通して物品を輸送するための少なくとも１つの搬送システム（図１４ａおよび図１４ｂには示さず）を含むことができる。適切な搬送システムの例には、プラスチックまたはゴムベルトコンベア、チェーンコンベア、ローラーコンベア、フレキシブルまたはマルチフレックスコンベア、金網コンベア、バケットコンベア、空気圧コンベア、スクリューコンベア、トラフまたは振動コンベア、およびそれらの組み合わせが含まれるが、これらに限定されない。任意の適切な数の個々の搬送ラインを搬送システムで使用することができ、1つまたは複数の搬送ラインを容器内に任意の適切な方法で配置することができる。

動作の際には、図１４ａおよび図１４ｂに示すマイクロ波システムに導入された装填されたキャリアは、最初に熱化ゾーン１１２に導入され、物品は実質的に均一な温度を達成するために熱化される。例えば、熱化ゾーン１１２から引き出されるすべての物品の少なくとも約８５パーセント、少なくとも約９０パーセント、少なくとも約９５パーセント、少なくとも約９７パーセント、または少なくとも約９９パーセントは、互いに約５℃以内、約2°C以内、または1°C以内の温度を有する。本明細書で使用される「熱化する」および「熱化」という用語は、一般に、温度平衡または均等化のステップを指す。

熱化ゾーン１１２が液体媒体で少なくとも部分的に充填されると、熱化ゾーン１１２を通過するキャリア内の物品は、通過中に少なくとも部分的に液体に沈められ得る。熱化ゾーン１１２内の液体媒体は、通過する物品の温度よりも温かくてもまたは冷たくてもよく、場合によっては、少なくとも約３０℃、少なくとも約３５℃、少なくとも少なくとも約40°C、少なくとも約45°C、少なくとも約50°C、少なくとも約55°C、もしくは少なくとも約60°Cおよび/または約100°C以下、約95°C以下、約90°C以下、約85°C以下、約80°C以下、約75°C以下、約70°C以下、約65°C以下、もしくは約60°C以下の平均バルク温度であってもよい。

熱化ステップは、周囲圧力下で実施することができ、または加圧容器内で実施することができる。加圧されると、熱化は、少なくとも約1 psig、少なくとも約2 psig、少なくとも約5 psig、もしくは少なくとも約10 psigおよび/または約80 psig以下、約50 psig以下、約40 psig以下、または約25 psig以下の圧力で実施できる。熱化ゾーン１１２が液体で充填され、加圧される場合、圧力は、液体によって加えられる任意の頭部圧力に加えられてもよい。熱化を受ける物品は、少なくとも約30秒、少なくとも約1分、少なくとも約2分、少なくとも約4分および/または約20分以下、約15分以上、もしくは約10分以下の熱化ゾーン112での平均滞留時間を有することができる。熱化ゾーン１１２から引き出された物品は、少なくとも約２０℃、少なくとも約２５℃、少なくとも約３０℃、少なくとも約３５℃、および／または約７０℃以下、約65℃以下、約60℃以下、もしくは約55℃以下の平均温度を有することができる。

熱化ゾーン１１２およびマイクロ波加熱ゾーン１１６が実質的に異なる圧力で動作し得る場合、熱化ゾーンから引き出されたキャリアは、マイクロ波加熱ゾーンに入る前に圧力調整ゾーン１１４ａを通過し得る。使用される場合、圧力調整ゾーン１１４ａは、より低い圧力の領域とより高い圧力の領域との間でキャリアを移行させるように構成された任意のゾーンまたはシステムであり得る。低圧ゾーンと高圧ゾーンの間の差はシステムによって異なり、たとえば、少なくとも約1 psig、少なくとも約5 psig、少なくとも約10 psig、少なくとも約12 psig、および/または約５０ｐｓｉｇ以下、約４５ｐｓｉｇ以下、約４０ｐｓｉｇ以下、もしくは約３５ｐｓｉｇ以下であり得る。図１４ａおよび図１４ｂに示す急冷ゾーン１２２が、マイクロ波加熱ゾーン１１６とは異なる圧力で動作する場合、別の圧力調整ゾーン１１４ｂが存在して、キャリアをマイクロ波加熱ゾーン１１６または保持ゾーン１２０と急冷ゾーン１２２との間で移行させることができる。場合によっては、第1圧力調整ゾーン114aは、キャリアを低圧熱化ゾーンから高圧マイクロ波加熱ゾーンに移行させることができ、第2圧力調整ゾーン114bは、キャリアを高圧保持ゾーン120（または急冷ゾーンの高圧部分）から低圧急冷ゾーン１２２、またはその一部まで移行させることができる。

熱化後、装填されたキャリアをマイクロ波加熱ゾーン116に導入することができ、1つまたは複数のマイクロ波放射部を介してマイクロ波加熱室に放出されるマイクロ波エネルギーの一部を使用して物品を加熱してもよい。本発明のマイクロ波加熱システムの様々な構成は、上記範囲の１つ以上の範囲内の周波数を有するマイクロ波エネルギーを使用してもよく、約９１５ＭＨｚの周波数が好ましい。さらに、前述のように、マイクロ波加熱室に放出されたマイクロ波エネルギーは偏波され得る。マイクロ波エネルギーに加えて、マイクロ波加熱ゾーンは、例えば、デバイスの様々な伝導性または対流加熱法などの1つまたは複数の他のタイプの熱源を任意に利用してもよい。しかし、物品を加熱するために使用されるエネルギーの少なくとも約50パーセント、少なくとも約55パーセント、少なくとも約60パーセント、少なくとも約65パーセント、少なくとも約70パーセント、少なくとも約75パーセント、少なくとも約80パーセント、少なくとも約85パーセント、少なくとも約９０パーセント、または少なくとも約９５パーセントは、マイクロ波源からのマイクロ波エネルギーであり得る。

本発明のシステムで使用するのに適したマイクロ波加熱ゾーン３１６の一例を図１５に概略的に示す。図１５に示すマイクロ波加熱ゾーン３１６は、一般に、マイクロ波加熱室３３０、マイクロ波エネルギーを生成するための少なくとも１つのマイクロ波発生部３３２、およびマイクロ波エネルギーの少なくとも一部を１つまたは複数の発生部３３２からマイクロ波加熱室３３０に向けるためのマイクロ波分配システム３３４を含む。このシステムは、マイクロ波エネルギーをマイクロ波加熱室330の内部に放出するための1つまたは複数のマイクロ波放射部322をさらに備える。また、マイクロ波加熱ゾーン３１６は、物品群が装填された複数のキャリアをマイクロ波加熱ゾーンを通して輸送するための支持体を備えた搬送ラインを有する搬送システム３４０を含んでもよい。

各マイクロ波放射部３２２は、特定の量のマイクロ波エネルギーをマイクロ波加熱室３３０に放射するように構成されてもよい。例えば、各マイクロ波放射部３２２は、少なくとも約５ｋＷ、少なくとも約７ｋＷ、少なくとも約１０ｋＷ、少なくとも約１５ｋＷおよび／または約５０ｋＷ以下、約４０ｋＷ以下、約３０ｋＷ以下、約２５ｋＷ以下、約２０ｋＷ以下、もしくは約１７ｋＷ以下を放射するように構成することができる。システムが２つ以上のマイクロ波放射部を含む場合、各放射部３２２は、１つまたは複数の他の放射部と同じ量のエネルギーを放射してもよく、あるいは少なくとも１つの放射部は、他のランチャーの少なくとも1つと比べて、異なる（ 例えば 、より低いまたはより高い）量のエネルギーを放射してもよい。全体として、マイクロ波加熱室３３０に放出されるエネルギーの総量は、少なくとも約２５ｋＷ、少なくとも約３０ｋＷ、少なくとも約３５ｋＷ、少なくとも約４０ｋＷ、少なくとも約４５ｋＷ、少なくとも約５０kW、少なくとも約55 kW、少なくとも約60 kW、少なくとも約65 kW、少なくとも約70 kW、もしくは少なくとも約75 kWおよび/または約100 kW以下、約95 kW以下、約90kW以上、約85kW以下、約80kW以下、約75kW以下、約70kW以下、もしくは約65kW以下であり得る。

システムが２つ以上のマイクロ波放射部３２２を含む場合、図１５のグループ３２２ａおよび３２２ｂとして示される放射部の少なくともいくつかは、放射部マイクロ波加熱室３３０の同じ側に配置されてもよい。これらの同じ側の放射部３２２ａまたは３２２ｂは、室を通過するキャリア３１０の進行方向に平行な方向に、マイクロ波加熱室の長さに沿って互いに軸方向に間隔を空けられ得る。マイクロ波システムはまた、室を通るキャリアの進行方向にほぼ垂直な方向に互いに横方向に間隔を空けられた2つ以上の同じ側の放射部を含んでもよい。さらに、または代替として、マイクロ波加熱システムは、マイクロ波室の両側に配置された少なくとも2つの放射部を含んでもよい。図１５に示すグループ３２２ａおよび３２２ｂ内の放射部のような、これらの対向または反対向きに配置された放射部は、対向する放射部の放射開口部が実質的に整列するように対向してもよく、あるいは対抗する放射部の放射開口部が互いに軸方向および／または横方向に間隔を空けるように、互い違いに配置されてもよい。

マイクロ波加熱ゾーンで利用されるマイクロ波放射部のそれぞれは、任意の適切な構成のものであり得る。いくつかの例示的なマイクロ波放射部は、図16、図17、および図18a～図１８cに関して説明される。16, 17, and 18a-c.まず図１６を参照すると、マイクロ波放射部８２２の一例は、一組のより広い対向する側壁８３２ａ、ｂおよび一組のより狭い対向する端壁８３４ａ、ｂを含み、これらは集合的に実質的に長方形の放射開口部８３８を画定する。放射開口部８３８は、それぞれ、側壁８３２ａ、ｂおよび８３４ａ、ｂの下側終端縁部によって画定される幅（Ｗ _１ ）および深さ（Ｄ _１ ）を有することができる。放射開口部８３８の深さ（Ｄ _１ ）は、その幅（Ｗ _１ ）よりも小さく、通常、マイクロ波加熱室を通って移動するキャリアの進行方向に垂直な方向に向けられている。言い換えれば、放射開口部８３８は、側壁８３２ａ、ｂのより長い終端縁によって画定される放射部の幅が、進行方向（または伸長方向）に対して平行に向けられ、一方、端壁８３４ａ、ｂのより短い終端縁部によって画定される放射部の深さは、進行方向（または伸長）に対して実質的に垂直に整列するように、キャリアの進行方向（またはマイクロ波室の伸長方向）に延長されてもよい。

側壁８３２の１つの図および適切な端壁８３４のいくつかの例がそれぞれ図１７および図１８ａ～図１８ｃに示されている。任意に、一対の側壁８３２ａ、ｂおよび一対の端壁８３４ａ、ｂの少なくとも一方は、図１７および図１８ａにそれぞれ示すように、入口寸法（幅Ｗ _０または深さＤ _０ ）が出口寸法（幅Ｗ _１または深さＤ _１ ）より小さくなるようにフレア状であり得る。フレア状の場合、図17および図18aに示すように、側壁および／または端壁は、それぞれの幅のフレア角度θ_Wおよび深さのフレア角度θ_Dを定義する。幅のフレア角度θ_Wおよび／または深さのフレア角度θ_dが、少なくとも約2°、少なくとも約5°、少なくとも約10°、もしくは少なくとも約15°、および/または、約45°以下、約30°以下、もしくは約15°以下であり得る。存在する場合、幅のフレア角度θ_Wおよび深さのフレア角度θ_Dの値は_、同じであり得るか、またはθ_Wとθ_Dのそれぞれは異なる値を有することができる。場合によっては、マイクロ波放射部822の端壁838ａ，ｂは_、幅のフレア角度θ_Wよりも小さい深さのフレア角度θ_dを有することができる。例えば、深さフレア角度θ_Dは、図１８ｂに示すように、マイクロ波放射部822の入口深さD ₀と出口寸法D ₁が、実質的に同じであるように、約0℃以下であることができる、または深さフレア角度θ_Dは 、図１８ｃに示すように、D ₁が_、D ₀よりも小さくなるように、0°未満であってもよい。適切なマイクロ波放射部の他の例は、 '516出願に詳細に記載されている。

いくつかの実施形態では、本発明で使用される１つまたは複数のマイクロ波放射部によって画定される１つまたは複数の放射開口部は、マイクロ波加熱室をマイクロ波放射部から流体的に隔離するための実質的にマイクロ波透過性窓によって少なくとも部分的に覆われてもよい。存在する場合、マイクロ波透過窓は、放射部からのマイクロ波エネルギーのかなりの部分がそれを通過してマイクロ波室に入ることを依然として許容しながら、マイクロ波室とマイクロ波放射部との間の流体の流れを防ぎ得る。窓は、ガラス充填テフロン（登録商標）、ポリテトラフルオロエチレン（PTFE）、ポリ（メチルメタクリレート（PMMA）、ポリエーテルイミド（PEI）、酸化アルミニウム、ガラス、およびそれらの組み合わせなどの1つまたは複数の熱可塑性またはガラス材料を含むが、これらに限定されない、任意の適切な材料で形成され得る。各窓の平均厚さは、少なくとも約4mm、少なくとも約6mm、少なくとも約8mm、もしくは少なくとも約10mmおよび/または約20mm以下、約16mm以下、もしくは約12 mm以下であり得る。各窓は、破損、ひび割れ、またはその他の故障なく、少なくとも約40 psig、少なくとも約50 psig、少なくとも約75 psigおよび/または約200 psig以下、約150 psig以下、もしくは約１２０ｐｓｉｇ以下の圧力差に耐えることができる。

図１５に戻ると、キャリア３１０がマイクロ波加熱ゾーン３３０を通過すると、物品の最も冷たい部分が目標温度を達成するように物品を加熱することができる。マイクロ波加熱システムが滅菌または低温殺菌システムである場合、物品によって達成される目標温度は、少なくとも約65℃、少なくとも約70℃、少なくとも約75℃、少なくとも約80℃、少なくとも約85℃、少なくとも約90℃、少なくとも約95℃、少なくとも約100℃、少なくとも約105℃、少なくとも約110℃、少なくとも約115℃、少なくとも約120℃、少なくとも約121℃、少なくとも約122℃および/または約130℃以下、約128℃以下、または約126以下°Cの滅菌または低温殺菌の目標温度であり得る。特に明記しない限り、物品の温度は、その物品の最も冷たい部分で測定された温度を指す。

マイクロ波加熱室３３０は、少なくとも部分的に液体で充填されていてもよく、キャリア中の物品の少なくとも一部または全部は、加熱中に液体媒体に沈められていてもよい。マイクロ波加熱室３３０内の液体の平均バルク温度は変動し得、場合によっては、マイクロ波加熱室に放出されるマイクロ波エネルギーの量に依存し得る。マイクロ波加熱室３３０内の液体の平均バルク温度は、少なくとも約７０℃、少なくとも約７５℃、少なくとも約８０℃、少なくとも約８５℃、少なくとも約９０℃であり得る。少なくとも約95℃、少なくとも約100℃、少なくとも約105℃、少なくとも約110℃、少なくとも約115℃、もしくは少なくとも約120℃および/または約135以下°C、約132°C以下、約130°C以下、約127°C以下、もしくは約125°C以下であり得る。

キャリア３１０がマイクロ波加熱室３３０を通過すると、物品は比較的短時間で目標温度まで加熱され、物品の損傷または劣化を最小限に抑えることができる。例えば、マイクロ波加熱ゾーン３１６を通過する各物品の平均滞留時間は、少なくとも約５秒、少なくとも約２０秒、少なくとも約６０秒、および／または約１０分以下、約8分以下、約5分以下、約3分以下、約2分以下、もしくは約1分以下であり得る。マイクロ波加熱ゾーン３１６で加熱される物品の最低温度は、少なくとも約５℃、少なくとも約１０℃、少なくとも約１５℃、少なくとも約２０℃、少なくとも約３０℃、少なくとも約４０℃、少なくとも約５０℃、少なくとも約７５℃および／または約１５０℃以下、約１２５℃以下、もしくは約１００℃以下上昇する可能性がある。

いくつかの実施形態では、マイクロ波加熱室３３０は、ほぼ周囲圧力で動作することができる。あるいは、周囲圧力より少なくとも５ｐｓｉｇ、少なくとも約１０ｐｓｉｇ、少なくとも約１５ｐｓｉｇ、もしくは少なくとも約１７ｐｓｉｇ高いおよび／または周囲圧力より約８０ｐｓｉｇ以下、約60psig以下、約50psig以下、もしくは約40psig以下高い圧力で動作する加圧マイクロ波室３３０であってもよい。本明細書で使用される「周囲」圧力という用語は、外部加圧装置の影響なしでマイクロ波加熱室内の流体によって加えられる圧力を指す。

再度図１４ａおよび図１４ｂを参照すると、マイクロ波加熱ゾーン１１６を出ると、装填されたキャリアは任意の保持ゾーン１２０に送られ、物品の温度は所定の期間にわたって特定の目標温度以上に維持され得る。例えば、保持ゾーン１２０では、物品の最も冷たい部分の温度を、少なくとも約７０℃、少なくとも約７５℃、少なくとも約８０°C、少なくとも約85°C、少なくとも約90°C、少なくとも約95°C、少なくとも約100°C、少なくとも約105°C、少なくとも約110°C、少なくとも約115° C、もしくは少なくとも約120°C、少なくとも約121°C、少なくとも約122°Cおよび/または約130°C以下、約128°C以下、もしくは約126°C以下の所定の最低温度以上の温度に、少なくとも約1分、少なくとも約2分、もしくは少なくとも約4分、および/または約20分以下、約16分以下、もしくは約10分以下の期間（または「ホールド期間」）の間保持することができる。

その後、十分に低温殺菌または滅菌された加熱された物品は、保持ゾーン120を出て急冷ゾーン122に導入され、そこで、物品は冷却された流体に浸ることにより可能な限り迅速に冷却される。急冷ゾーン１２２は、物品の外部表面温度を少なくとも約３０℃、少なくとも約４０℃、少なくとも約５０℃および／または約１００℃以下、約７５°C以下、もしくは約50°C以下、少なくとも約1分、少なくとも約2分、少なくとも約3分、および/または約10分以下、約8分以下、もしくは約6分以下の期間で低下させることができる。任意の適切な流体が急冷ゾーン122で使用されてもよく、場合によっては、流体は、マイクロ波加熱ゾーン116および/または保持ゾーン120で使用される液体と同様の、または異なる液体を含んでもよい。急冷ゾーン１２２から取り出されたとき、冷却された物品は、少なくとも約２０℃、少なくとも約２５℃、少なくとも約３０℃、および／または約７０℃以下、約60°C、もしくは約50°C以下の温度を有することができる。急冷ゾーン１２２から取り出されると、冷却され、処理された物品は、その後の貯蔵または使用のためにマイクロ波加熱ゾーン１００から取り出され得る。

本発明のマイクロ波加熱システムは、比較的短時間で物品を大量に処理することができる商業規模の加熱システムであってもよい。マイクロ波エネルギーを利用して複数の物品を加熱する従来のレトルトおよび他の小規模システムとは対照的に、本明細書に記載のマイクロ波加熱システムは、 '516出願に記載されているように測定して、搬送ラインごとに毎分少なくとも約5パッケージ、搬送ラインごとに毎分少なくとも約10分パッケージ、搬送ラインごとに毎分少なくとも約15パッケージ、搬送ラインごとに毎分少なくとも約20パッケージ、搬送ラインごとに毎分少なくとも約25パッケージ、または搬送ラインごとに毎分少なくとも約30パッケージの全体生産速度を達成するように構成可能である。

上記のようなマイクロ波低温殺菌または滅菌システムで処理された物品は、その後、消費者が入手することができ、消費者は消費前に物品を再加熱することができる。上述のように、再加熱ステップは、小規模の消費者用タイプの電子レンジで1つまたは複数の物品を加熱することを含んでもよい。オーブンのサイズに応じて、一度に加熱される物品の合計数は、5以下、4以下、3以下、または2以下であり得る。通常、消費者用電子レンジから放出されるマイクロ波エネルギーは、非偏波またはランダムに偏波されており、周波数は約2450 MHzである。さらに、消費者用電子レンジで再加熱された物品は、前述の大規模な低温殺菌または滅菌システムで行われているように、キャリアに固定されていない。

消費者用電子レンジで再加熱された物品は、少なくとも約15秒、少なくとも約20秒、少なくとも約25秒、少なくとも約30秒、少なくとも約45秒、少なくとも約1分間、少なくとも約1.5分、少なくとも約2分、少なくとも約2.5分、もしくは少なくとも約3分および/または約10分以下、約8分以下、約7分以下、約6.5分以上、約6分以下、約5.5分以下、約5分以下、約4.5分以下、約4分以下、約3.5分以下、もしくは約3分以下の期間加熱されてもよい。通常、消費者用電子レンジは大気圧で動作し、液体で充填された室は含まれない。

再加熱される食品の最も熱い部分によって達成される温度は、少なくとも約35°C、少なくとも約40°C、少なくとも約45°C、少なくとも約50°C、少なくとも約55°C、少なくとも約60°C、少なくとも約65°C、少なくとも約70°C、少なくとも約75°C、もしくは少なくとも約80℃および/または約100°C以下、約95°C以下、約90°C以下、約85°C以下、約80°C以下、約75°C以下、約70°C以下、約65°C以下、約60°C以下、約55°C以下、約50°C以下、約45°C以下、もしくは約40°C以下であり得る。再加熱される食品の最も冷たい部分によって達成される温度は、少なくとも約22°C、少なくとも約25°C、少なくとも約27°C、少なくとも約30°C、少なくとも約32°C、少なくとも約35°C、少なくとも約37°C、少なくとも約40°C、少なくとも約42°C、少なくとも約45°C、少なくとも約47°C、少なくとも約50°C、少なくとも約52°C、少なくとも約55°C、少なくとも約57°C、もしくは少なくとも約60℃および/または約95°C以下、約90°C以下、約85°C以下、約80°C以下、約75°C以下、約70°C以下、約65°C以下、約60°C以下、以下約55℃以下、もしくは約50℃以下であり得る。

本発明によれば、本明細書に記載の市販のマイクロ波低温殺菌／滅菌システムおよび家庭用消費者電子レンジで加熱される特定の食品または他の品目のパッケージを設計する方法も提供される。１つの方法６００の主要なステップは、図１８に提供されるフローチャートに示される。

図１８に示されるように、１つまたは複数のエネルギー制御要素を含むパッケージを設計する方法６００の最初のステップは、ブロック６１０に示されるように、試験材料で初期パッケージを充填して試験物品を形成することである。初期パッケージは、市販のパッケージであっても、カスタムメイドであってもよく、すでに1つまたは複数のマイクロ波エネルギー制御要素を含んでいてもいなくてもよい。場合によっては、この方法で使用される初期パッケージは、以前のトライアルの結果として変更されたパッケージである可能性がある。

任意の適切な試験材料を使用することができ、例えば、最終的にパッケージを充填するために使用される正確な食品またはその他の品目のサンプル、または食品またはその他の品目をシミュレートするために使用される代替材料を含むことができる。適切な代替試験材料の一例は、Ameriqual Group、LLC（Evansville、Indiana、USA）から市販されているものなどのホエイゲルプリンである。初期パッケージは、任意の適切な方法で充填することができる。一般に、初期パッケージは従来の材料で形成されてもよく、いかなる種類のエネルギー制御要素を含んでいなくてもよいが、初期パッケージがエネルギー制御要素を含む状況は排除されない。

初期パッケージが充填されると、図１８のブロック６１２ａで示されるように、マイクロ波エネルギーを使用してマイクロ波加熱システムで加熱することができる。マイクロ波加熱システムは、図１４ａおよび図１４ｂに関して上述したように、偏波マイクロ波エネルギーを利用する大規模またはパイロット規模の液体充填マイクロ波加熱システムであってもよく、または、より大規模なシステムの動作をシミュレートするように設計された実験室規模のシステムでもよい。あるいは、試験物品は、非偏波またはランダムに偏波されたマイクロ波エネルギーを利用する消費者用タイプの電子レンジで加熱されてもよい。

加熱ステップの少なくとも一部の間、図１８のブロック６１２ｂによって示されるように、試験材料の温度は、１つ以上、好ましくは２つ以上の場所で測定されてもよい。そのような温度測定は、任意の適切な器具を使用して実行でき、場合によっては、試験材料内に配置されパッケージに密封された温度プローブを使用して実行され得る。これらの場合、図１８のブロック６１０として示されるように、充填ステップ中に、１つまたは複数の温度プローブが試験材料とともにパッケージ内に配置される。あるいは、物品が充填された後、物品の近くまたは内部に配置できる他のタイプの温度測定装置を使用してもよい。

物品が目標温度まで加熱された後、マイクロ波加熱ゾーンから取り出して冷却することができる。図１８のブロック６１４で示されるように、加熱ステップ中に取られた温度測定から、パッケージ内の少なくとも１つのホットスポットまたはコールドスポットの位置が決定され得る。場合によっては、そのような決定は、加熱中に取得された温度データ、および市販のモデリングソフトウェアを使用して実行できる。場合によっては、ホットスポットまたはコールドスポットの位置は、キャリア内の物品の位置に依存する場合があるが、そうでない場合もある。物品は、少なくとも1つのホットスポット、少なくとも1つのコールドスポット、または少なくとも1つのホットスポットと少なくとも1つのコールドスポットを示してもよい。

ブロック616に示されるように、変更されたパッケージを設計する方法600は、以下のアクション、（ｉ）ホットスポットの近くにマイクロ波制御要素を追加すること、（ii）コールドスポットの近くにマイクロ波増強要素を追加すること、（iii）コールドスポットの近くからマイクロ波抑制要素を取り除くこと、および（iv）ホットスポットからマイクロ波増強要素を除去すること、のうちの1つ以上を行うことにより、少なくとも1つのエネルギー制御要素を含む変更されたパッケージを作成するステップをさらに含む。場合によっては、2つ以上、3つ以上、または4つすべてのアクションを実行して、変更されたパッケージを作成できる。前述のように、マイクロ波制御要素は選択的マイクロ波制御要素であってもよく、あるタイプのマイクロ波エネルギーを別のタイプよりも抑制または増強してもよい。

その後、図１８のブロック６１８によって示されるように、変更されたパッケージは、初期パッケージを充填し、試験物品を形成するために使用された同じ試験材料で充填されてもよい。ブロック６２０によって示されるように、結果として生じる変更された物品は、試験物品と同じマイクロ波加熱システムで再び加熱され、同じシステムが加熱中の試験材料の温度を測定するために使用され得る。場合によっては、以前に決定されたホットスポットおよび/またはコールドスポットの温度を測定し、加熱ステップの後に、変更された物品の温度測定値を試験物品の加熱中に取得した温度測定値と比較してもよい。好ましくは、ホットスポットおよび/またはコールドスポットの温度は、それぞれより低いおよび/またはより高いため、ホットスポットおよび/またはコールドスポットの温度と材料の残りの部分との間の変動は、試験物品の加熱中よりも小さい。ホットスポットおよび/またはコールドスポットの温度がその後、試験物品の加熱中に測定された温度よりも高いおよび/または低い場合、パッケージは再び変更されて、1つまたは複数のエネルギー制御要素を含む。方法６００のステップ６１２から６２０のそれぞれは、ホットスポットおよびコールドスポットの存在を最小限にし、パッケージ内の材料のより均一な加熱を保証する最終変更パッケージを提供するために必要な回数繰り返すことができる。

定義

本明細書で使用される用語「備えている、含んでいる（comprising）」、「備える、含む（comprisesおよびcomprise）」は、この用語の前に列挙された主題からこの用語の後に列挙された1つまたは複数の要素に移行するために使用されるオープンエンドの移行句であり、移行句の後に列記される１つまたは複数の要素は、必ずしも主題を構成する唯一の要素とは限らない。

本明細書で使用される「含んでいる（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓおよびｉｎｃｌｕｄｅ）」という用語は、「備えている、含んでいる（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「備える、含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓおよびｃｏｍｐｒｉｓｅ）」と同じオープンエンドの意味を有する。

本明細書で使用される「有している（ｈａｖｉｎｇ）」、「有する（ｈａｓおよびｈａｖｅ）」という用語は、「備えている、含んでいる（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「備える、含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓおよびｃｏｍｐｒｉｓｅ）」と同じオープンエンドの意味を有する。

本明細書で使用される「含有している（ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ）」、「含有する（ｃｏｎｔａｉｎｓおよびｃｏｎｔａｉｎ）含む」という用語は、「備えている、含んでいる（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「備える、含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓおよびｃｏｍｐｒｉｓｅ）」と同じオープンエンドの意味を有する。

本明細書で使用される用語「a」、「an」、「the」、および「said」は、1つまたは複数を意味する。

本明細書で使用される「および／または（ａｎｄ／ｏｒ）」という用語は、２つ以上の項目の列記に使用される場合、列記された項目のいずれか１つを単独で使用できること、または列記された項目の２つ以上の任意の組み合わせを使用できることを意味する。例えば、ある組成物が構成要素A、B、および/またはCを含むと記載されている場合、その組成物はA単独、B単独、C単独、AとBの組み合わせ、AとCの組み合わせ、BとCの組み合わせ、または、A、B、およびCの組み合わせを含むことができる。

上述の本発明の好ましい形態は、例示としてのみ使用されるべきであり、本発明の範囲を解釈するために限定的な意味で使用されるべきではない。上述の例示的な一実施形態に対する明らかな修正は、本発明の精神から逸脱することなく、当業者によって容易に行われ得る。

これにより発明者らは、以下の特許請求の範囲に記載された本発明の文言的な範囲から実質的に逸脱しないが、本発明の文言的な範囲外である任意の装置に属するものとして、本発明の合理的に公正な範囲を決定および評価する均等論に委ねるという意図を表明するものである。

Claims (11)

1. マイクロ波加熱システムで複数の物品を加熱する方法であって、
   （ａ）一群の前記物品をキャリア内に装填することであって、前記物品の各々は、少なくとも部分的に少なくとも一つの食品が充填されたパッケージを含み、前記パッケージの1つ以上の内の前記食品の少なくとも一部は、少なくとも1つのエネルギー制御要素の近くに配置される、装填することと、
   （b） 第1の搬送ラインに沿った進行方向に、前記装填されたキャリアをマイクロ波加熱室を通過させることと、
   （c） マイクロ波エネルギーを生成することと、
   （ｄ）前記通過の少なくとも一部の間、前記マイクロ波エネルギーの少なくとも一部を前記マイクロ波加熱室に放出することと、
   （ｅ）前記マイクロ波加熱室に放出された前記マイクロ波エネルギーの少なくとも一部を用いて前記物品を加熱することと、を含み、
   前記加熱中、前記エネルギー制御要素の近くに配置された前記食品の前記少なくとも一部は、前記食品の前記少なくとも一部が、前記エネルギー制御要素が存在しなかった場合に加熱されていた場合とは実質的に異なる温度にかつ/または実質的に異なる加熱速度で加熱され、
   前記物品に向けられた前記マイクロ波エネルギーは、偏波マイクロ波エネルギーであり、 850～1050MHzの範囲の周波数を有し、前記マイクロ波加熱室は、液体媒体で少なくとも部分的に充填され、前記物品は、前記加熱中に前記液体媒体に少なくとも部分的に沈められる、方法。
2. 前記エネルギー制御要素の近くに配置された前記食品の前記部分の前記加熱速度が、前記エネルギー制御要素が存在しなかった場合に、前記食品の前記部分が加熱されていた場合の前記加熱速度とは、少なくとも2°C /分異なり、かつ/または、前記エネルギー制御要素の近くに配置された前記食品の前記部分の温度が、前記エネルギー制御要素が存在しなかった場合に、前記食品の前記部分が加熱されていた場合の温度とは、少なくとも5℃異なる、請求項1に記載の方法。
3. 前記エネルギー制御要素はサセプタを含み、前記サセプタの近くに配置された前記食品の前記部分が、前記サセプタが存在しなかった場合に前記食品の前記部分が加熱されていた場合より高い温度にかつ／または速い加熱速度で加熱され、かつ前記サセプタの近くに配置された前記食品の前記部分の前記加熱速度が少なくとも10℃/分であり、かつ/または前記サセプタの近くに配置された前記食品の前記部分によって達成される前記温度が少なくとも100°Cである、請求項1に記載の方法。
4. 前記エネルギー制御要素は、少なくとも一つのマイクロ波抑制要素を含み、前記マイクロ波抑制要素の近くに配置された前記食品の前記部分はマイクロ波抑制要素が存在しなかった場合より低い温度にかつ/または遅い加熱速度で加熱され、前記マイクロ波抑制要素の近くに配置された前記食品の前記部分の前記加熱速度が20℃/分以下であり、かつ/または前記マイクロ波抑制要素の近くに配置された前記食品の前記部分によって達成される前記温度が約125°C未満である、請求項1に記載の方法。
5. 前記パッケージは、前記エネルギー制御要素を含み、前記エネルギー制御要素が前記パッケージの少なくとも一方の面上に位置する複数のエネルギー制御ストリップを含み、前記エネルギー制御ストリップの幅は約１／１６インチから約１／８インチの範囲であり、前記エネルギー制御ストリップの各々は、互いに間隔を空けて配置され、それにより、前記エネルギー制御ストリップの隣接するものの間に開口領域を画定し、前記開口領域の幅は、前記隣接するエネルギー制御ストリップの平均幅よりも少なくとも25パーセント高くなっている、請求項1に記載の方法。
6. 前記パッケージは、少なくとも部分的に2種類以上の異なる食品が充填されている、請求項1に記載の方法。
7. マイクロ波加熱システムで複数の物品を加熱する方法であって、
   （ａ）複数の前記物品をキャリアに装填することであって、各物品が加熱される少なくとも一つの品目を少なくとも部分的に充填したパッケージを含む、装填することと、
   （b） 搬送ラインに沿った進行方向に、前記装填されたキャリアをマイクロ波加熱室を通過させることと、
   （ｃ） 前記通過の少なくとも一部の間に、１つまたは複数のマイクロ波放射部を介してマイクロ波エネルギーを前記マイクロ波加熱室に向けることと、
   （d） 前記向けることの少なくとも一部の間、各品目の最も冷たい部分の温度を目標温度まで上昇させるために、前記マイクロ波エネルギーの少なくとも一部で前記物品を加熱することと、を含み、
   前記パッケージの少なくとも一部は、前記加熱中にマイクロ波エネルギーが前記品目の少なくとも一部に到達することを抑制または防止するため少なくとも１つのマイクロ波抑制要素を含み、
   前記物品に向けられた前記マイクロ波エネルギーが偏波マイクロ波エネルギーであり、850～1050MHzの範囲の周波数を有し、前記マイクロ波加熱室が少なくとも部分的に液体媒体で充填され、前記物品は、前記加熱中に前記液体媒体に少なくとも部分的に沈められる、方法。
8. 前記パッケージは、上面および底面を有し、前記マイクロ波抑制要素は、前記上面および前記底面のうちの一方の少なくとも一部に配置され、前記マイクロ波抑制要素は、前記パッケージの全表面積の少なくとも５パーセントおよび９５パーセント未満を覆い、前記マイクロ波抑制要素は、前記加熱中に前記品目の少なくとも１０パーセントおよび９０パーセント未満にマイクロ波エネルギーが到達するのを防ぐように構成され、前記加熱中、前記マイクロ波抑制要素の近くに位置する前記品目の前記部分の前記温度は、前記マイクロ波抑制要素が存在しなかった場合、前記品目の前記部分が加熱されていた温度より少なくとも5℃低く、かつ／または前記加熱中、前記マイクロ波抑制要素の近くに配置された前記品目の前記部分の前記加熱速度は、前記マイクロ波抑制要素が存在しなかった場合、前記品目の前記部分が加熱されていた加熱速度よりも少なくとも2℃/分低い、請求項７に記載の方法。
9. 前記キャリア内の前記物品の一部が、第1のタイプのマイクロ波抑制要素を有するパッケージを含み、前記キャリア内の前記物品の一部は、第2のタイプのマイクロ波抑制要素を有するパッケージを含む、請求項７に記載の方法。
10. 前記キャリア内の前記物品の少なくとも一部が、前記第一および前記第二のタイプのマイクロ波抑制要素を有するパッケージを含む、請求項９に記載の方法。
11. 前記キャリア内の前記物品の少なくとも一部がマイクロ波抑制要素を有するパッケージを含まない、請求項７に記載の方法。

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