KR20190137811A - 포장된 물품을 가열하는 개선된 마이크로파를 위한 에너지 제어 요소 - Google Patents

포장된 물품을 가열하는 개선된 마이크로파를 위한 에너지 제어 요소 Download PDF

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KR20190137811A
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주니어 해럴드 데일 킴리
로라 니콜렛 스피지리
리 장
데이비드 베링거
매튜 라이더
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915 랩스, 엘엘씨
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Abstract

다양한 마이크로파 가열 시스템에서 포장된 식료품 및 다른 음식물의 가열을 강화하는 방법 및 시스템이 본 명세서에 기술된다. 식료품은 마이크로파 에너지가 식료품에 미치는 영향을 변경하기 위해 마이크로파 에너지와 상호 작용하는 하나 이상의 에너지 제어 요소를 포함하는 패키지에 수용될 수 있다. 이들 에너지 제어 요소는 마이크로파 에너지를 강화하거나 억제할 수 있고, 단일 패키지는 하나 이상의 에너지 제어 요소를 포함할 수 있다. 일부 경우에, 에너지 제어 요소는 상이한 유형의 마이크로파 에너지에 상이하게 반응할 수 있다. 그 결과, 본 명세서에 기술된 일부 패키지는 패키지가 소비 또는 사용 전에 가정용 전자 레인지에서 재가열될 때보다 대규모 마이크로파 가열 시스템에서 저온 살균 또는 멸균되는 동안 마이크로파 에너지에 노출될 때 상이한 흡수 또는 반사 특성을 나타낼 수 있다.

Description

포장된 물품을 가열하는 개선된 마이크로파를 위한 에너지 제어 요소
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2017년 3월 15일자로 출원된 미국 가출원 제62/471,654호에 대한 우선권을 주장하며, 이 기초출원의 전체 개시내용은 참고로 본 명세서에 원용된다.
발명의 분야
본 발명은 마이크로파 에너지를 사용하여 물품을 가열하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 소비 또는 사용 전에 소비자 전자 레인지에서 재가열되는 것을 포함하는, 대규모 마이크로파 가열 시스템에서 저온 살균 또는 멸균되는 포장된 물질에 강화된 가열을 제공하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다.
상업적으로 이용 가능한 포장된 음식물은 종종 소비자에 의해 구매되기 전에 저온 살균되거나 또는 멸균된다. 이러한 음식물 중 다수는 또한 소비 전에 가정의 전자 레인지에서 소비자에 의해 재가열되도록 설계된다. 그러나, 포장된 식료품의 저온 살균 또는 멸균 및 그 재가열 동안 조건에서의 차이 때문에, 식료품은 간단히 공정 및/또는 장비의 조정만으로 제어하는 것이 어렵거나 불가능한 "열점" 및 "냉점"을 전개시킬 수 있다. 일부 경우에, 예를 들어, 열점 및 냉점은 공간적 제약(예를 들어, 가열 챔버 내에서 패키지의 배향) 또는 식료품의 물리적 특성(예를 들어, 유전 상수) 때문에 발생할 수 있다.
그러므로, 다양한 조건 하에서 포장된 식료품 및 다른 포장된 음식물의 균일한 가열을 용이하게 하는 상업용 저온 살균 또는 멸균 및 가정용 소비자 전자 레인지 모두에서 사용하는데 적합한 패키지가 필요하다.
본 발명의 하나의 실시형태는 마이크로파 가열 시스템에서 복수의 물품을 가열하기 위한 방법에 관한 것이며, 상기 방법은 (a) 물품의 그룹을 캐리어에 적재하는 단계로서, 상기 물품의 각각은 적어도 하나의 식료품으로 적어도 부분적으로 충전되는 패키지를 포함하며, 패키지의 하나 이상에 있는 식료품의 적어도 일부는 적어도 하나의 에너지 제어 요소 가까이에 위치되는, 상기 적재하는 단계; (b) 적재된 캐리어를, 제1 운반 라인을 따라서 이동 방향으로 마이크로파 가열 챔버에 통과시키는 단계; (c) 마이크로파 에너지를 발생시키는 단계; (d) 상기 통과시키는 적어도 일부 동안, 마이크로파 에너지의 적어도 일부를 마이크로파 가열 챔버 내로 방출하는 단계; 및 (e) 마이크로파 가열 챔버로 방출된 마이크로파 에너지의 적어도 일부를 사용하여 물품을 가열하는 단계를 포함한다. 가열 동안, 에너지 제어 요소 가까이에 위치된 식료품의 부분은 에너지 제어 요소가 존재하지 않았을 때 가열되었을 또는 가열된 식료품의 상기 부분과 실질적으로 상이한 온도 및/또는 실질적으로 상이한 가열 속도로 가열된다.
본 발명의 다른 실시형태는 마이크로파 가열 시스템에서 복수의 물품을 가열하기 위한 방법에 관한 것으로, 상기 방법은 (a) 복수의 물품을 캐리어에 적재하는 단계로서, 각각의 물품은 가열될 적어도 하나의 물품으로 적어도 부분적으로 충전되는 패키지를 포함하는, 상기 적재하는 단계; (b) 적재된 캐리어를, 운반 라인을 따라서 이동 방향으로 마이크로파 가열 챔버에 통과시키는 단계; (c) 상기 통과시키는 적어도 일부 동안, 하나 이상의 마이크로파 런처(microwave launcher)를 통해 마이크로파 에너지를 마이크로파 가열 챔버 내로 안내하는 단계; 및 (d) 상기 안내하는 적어도 일부 동안, 각각의 물품의 가장 차가운 부분의 온도를 목표 온도로 증가시키기 위해 마이크로파 에너지의 적어도 일부를 이용하여 물품을 가열하는 단계를 포함한다. 패키지의 적어도 일부는 가열 동안 마이크로파 에너지가 물품의 적어도 일부에 도달하는 것을 억제하거나 방지하기 위한 적어도 하나의 마이크로파 억제 요소를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시형태는 마이크로파 가열 시스템에서 저온 살균 또는 멸균되는데 적합한 물품에 관한 것이며, 상기 물품은 적어도 하나의 식료품; 및 식료품을 유지하기 위한 적어도 하나의 구획을 포함하는 패키지를 포함한다. 패키지는 패키지가 마이크로파 에너지에 노출될 때 식료품의 적어도 일부와 마이크로파 에너지 사이의 상호 작용을 변경하기 위한 적어도 하나의 에너지 제어 요소를 더 포함한다. 에너지 제어 요소는 다음의 특성 (i) 및 (ⅱ) 중 적어도 하나를 나타내도록 구성된다: (i) 편광 및 비편광 또는 무작위 편광된 마이크로파 에너지를 상이하게 흡수하는 특성; 및 (ⅱ) 편광 및 비편광 또는 무작위 편광된 마이크로파 에너지를 상이하게 반사하는 특성.
본 발명의 또 다른 실시형태는 마이크로파 에너지를 사용하여 포장된 식료품을 가열하기 위한 방법에 관한 것이며, 상기 방법은 (a) 포장된 식료품을 형성하도록 적어도 하나의 식료품으로 적어도 부분적으로 패키지를 충전하는 단계로서, 패키지는 적어도 하나의 에너지 제어 요소를 포함하는, 상기 패키지를 충전하는 단계; (b) 식료품을 멸균 또는 저온 살균하도록 제1 유형의 마이크로파 에너지를 사용하여 포장된 식료품을 가열하는 단계로서, 상업적 규모의 마이크로파 가열 시스템에서 수행되고, 포장된 식료품이 적재된 캐리어를, 운반 라인을 따라서 통과시키는 단계를 포함하는, 상기 가열하는 단계; 및 (c) 섭취 식료품을 제공하도록 제2 유형의 마이크로파 에너지로 물품을 재가열하는 단계를 포함한다. 제1 및 제2 유형의 마이크로파 에너지는 실질적으로 상이한 (i) 편광, (ⅱ) 주파수 및/또는 (ⅲ) 강도를 가지며, 에너지 제어 요소는 제1 및 제2 유형의 마이크로파 에너지 중 하나를 다른 마이크로파 에너지보다 억제하거나 또는 강화시키는데 실질적으로 더 효과적이다.
본 발명의 다른 실시형태는 식료품의 멸균 및/또는 저온 살균을 위한 패키지를 설계하기 위한 방법에 관한 것이며, 상기 방법은 (a) 테스트 물품을 제공하도록 테스트 물질로 초기 패키지를 충전하는 단계; (b) 편광된 마이크로파 에너지를 사용하여 제1 마이크로파 가열 시스템에서 테스트 물품을 가열하는 단계; (c) 단계 (b)의 가열하는 적어도 일부 동안, 테스트 물품 내의 하나 이상의 위치에서 테스트 물질의 온도를 측정하는 단계; (d) 단계 (c)에서 측정된 온도에 기초하여 적어도 하나의 열점 또는 냉점의 위치를 결정하는 단계; (e) 변형된 패키지를 생성하는 단계로서, (i) 열점 가까이에 마이크로파 억제 요소를 추가하는 행위; (ⅱ) 냉점 가까이에 마이크로파 강화 요소를 추가하는 행위; (ⅲ) 냉점 가까이로부터 마이크로파 억제 요소를 제거하는 행위; 및 (iv) 열점 가까이로부터 마이크로파 강화 요소를 제거하는 행위 중 하나 이상을 포함하는, 상기 생성하는 단계; (f) 변형된 테스트 물품을 제공하도록 테스트 물질로 변형된 패키지를 충전하는 단계; 및 (g) 마이크로파 가열 시스템에서 변형된 테스트 물품을 가열하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다양한 실시형태가 첨부된 도면을 참조하여 아래에서 상세하게 설명된다:
도 1a는 특히 파우치의 상단부 및 하단부의 폭 및 그 높이를 도시하는, 본 발명의 실시형태에 따른 식료품 및 다른 음식물을 유지하는데 사용하기 적합한 파우치의 측면도;
도 1b는 도 1a에 도시된 파우치의 사시도;
도 2a는 특히 트레이의 길이, 폭, 및 높이 치수를 도시하는, 본 발명의 실시형태에 따른 식료품 및 다른 음식물을 유지하는데 사용하기 적합한 트레이의 사시도;
도 2b는 도 2a에 도시된 트레이의 평면도;
도 2c는 도 2a 및 2b에 도시된 트레이의 측면도;
도 2d는 도 2a 내지 도 2c에 도시된 트레이의 단부도;
도 3은 복수의 에너지 제어 요소를 포함하는 본 발명의 실시형태에 따른 트레이의 부분 사시도;
도 4는 특히 점선으로 도시된 트레이를 구비한 에너지 제어 스트립의 구성을 도시하는 도 3에 도시된 트레이의 사시 단부도;
도 5는 본 발명의 하나 이상의 실시형태에서 사용하는데 적합한 캐리어의 평면 정면 사시도;
도 6은 도 5에 도시된 캐리어의 저면 정면 사시도;
도 7은 도 5 및 도 6에 도시된 캐리어의 단부도;
도 8은 도 5 내지 도 7에 도시된 캐리어의 측면도;
도 9는 도 5 내지 도 8에 도시된 캐리어의 종단면도;
도 10은 도 5 내지 도 9에 도시된 캐리어의 횡단면도;
도 11은 포개진 구성으로 배열된 복수의 물품의 측면도;
도 12는 포개진 구성으로 배열된, 특히 분할된 열의 포개진 구성으로 배열된 복수의 물품의 평면도;
도 13은 포개진 구성으로 배열된, 특히 완전히 또는 연속적으로 포개진 구성을 도시하는 다른 복수의 물품의 평면도;
도 14a는 본 발명의 실시형태에 따른 포장된 식료품을 마이크로파 저온 살균 또는 멸균하는 방법의 주요 단계의 개략도;
도 14b는 본 발명의 실시형태에 따른 포장된 식료품을 마이크로파 저온 살균 또는 멸균하기 위한 시스템의 주요 구역의 개략도;
도 15는 특히 마이크로파 가열 용기, 마이크로파 런처, 및 마이크로파 분배 시스템의 하나의 가능한 배열을 도시하는, 본 발명의 실시형태에 따라서 구성된 마이크로파 가열 구역의 개략적인 부분 측면 절개도;
도 16은 본 발명의 실시형태에 따라서 구성된 마이크로파 런처의 사시도;
도 17은 도 16에 도시된 마이크로파 런처의 종단면도;
도 18a는 특히 나팔형 출구를 갖는 런처를 도시하는, 대체로 도 16 및 도 17에 도시된 마이크로파 런처의 단부도;
도 18b는 대략 동일한 크기의 입구 및 출구를 갖는 런처를 도시하는, 도 16 및 도 17에서 포괄적으로 도시된 마이크로파 런처의 다른 실시형태의 단부도;
도 18c는 특히 테이퍼형 출구를 갖는 런처를 도시하는, 도 16 및 도 17에서 포괄적으로 도시된 마이크로파 런처의 다른 실시형태의 단부도; 및
도 19는 본 발명의 실시형태에 따른 식료품의 멸균 또는 저온 살균을 위한 패키지를 설계하기 위한 공정의 주요 단계의 개략도.
본 발명은 만족스러운 즉시 섭취 식료품을 제공하도록 소비자 전자 레인지에서 또한 재가열될 수 있는 대규모 전자 레인지 가열 시스템에서 식료품 또는 다른 물품을 저온 살균 및 멸균하기 위한 방법, 시스템, 및 패키지에 관한 것이다. 저온 살균 또는 멸균을 위해 사용되는 마이크로파 가열 시스템의 예는, 예를 들어 그 전체에 있어서 참고로 본 명세서에 통합되는 미국 특허 출원 공개 US2013/0240516에 기술된 마이크로파 가열 시스템과 유사한 것들을 포함하는 임의의 적절한 액체 충전 연속 마이크로파 가열 시스템을 포함한다. 추가적으로, 본 명세서에서 일반적으로 식료품을 참조하여 설명되었을지라도, 본 발명의 실시형태는 또한 사용하기 전에 소비자에 의해 재가열될 필요가 없는 의료 및 치과기구 또는 의료 및 제약 유체와 같은 다른 유형의 물품의 저온 살균 또는 멸균에 관한 것으로 이해되어야 한다.
포장된 식료품이 마이크로파 가열 시스템에서 저온 살균 또는 멸균되고, 그런 다음 소비자 전자 레인지에서 재가열될 때, 식료품은 상이한 유형 및/또는 양의 마이크로파 에너지에 노출될 수 있다. 추가적으로, 일부 경우에, 패키지는 2개 이상의 상이한 유형의 음식물을 포함할 수 있으며, 그 중 적어도 하나는 다른 것들 중 하나 이상보다 마이크로파 에너지에 덜 노출될 필요가 있을 수 있다. 예를 들어, 식료품이 필요한 레벨의 저온 살균 또는 멸균을 달성하기 위해 상이한 유전 특성 및/또는 상이한 가열 요구(예를 들어, 목표 시간 및/또는 온도)를 가지기 때문에, 보다 적은 마이크로파 노출을 위한 이러한 요구가 존재할 수 있다.
예를 들어, 보다 적은 마이크로파 노출을 요구하는 것과 같이 보다 낮은 가열 요구를 갖는 식료품이 열 분해에 매우 취약할 때, 보다 높은 가열 요구를 갖는 다른 식료품과 함께 그 물품을 포장하는 것은 종래의 포장으로는 가능하지 않을 수 있다. 이러한 것은 낮은 가열 요구의 식료품이 멸균 공정 동안 너무 많은 악화(degradation) 또는 보다 높은 가열 요구의 식료품을 경험할 수 있기 때문이다. 일부 경우에, 이러한 불일치는 멸균 또는 저온 살균 공정 동안 식료품의 특정 영역의 마이크로파 가열을 강화하거나 또는 감소시키는 것에 의해 해결될 수 있다. 그러나, 마이크로파 가열의 이러한 동일한 강화 또는 감소는 소비자에 의한 마이크로파 재가열 동안 필요하거나 필요하지 않을 수 있다.
본 발명의 일부 실시형태에 따르면, 마이크로파 에너지가 포장된 물품의 적어도 일부와 상호 작용하는 방식을 조정하기 위한 적어도 하나의 에너지 제어 요소를 포함하는 패키지가 제공된다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같은 용어 "에너지 제어 요소"는 마이크로파 에너지가 가열될 물품에 미치는 영향을 변경하기 위해 마이크로파 에너지와 상호 작용하는 임의의 요소 또는 디바이스를 지칭한다. 에너지 제어 요소는 전형적으로 가정용 전자 레인지에 의해 이용되는 마이크로파 에너지와는 상이한 유형의 마이크로파 에너지 및 필드를 이용하는 저온 살균 또는 살균 시스템에서 마이크로파 에너지를 조정하는데 사용되지 않았다. 그러므로, 가정용 전자 레인지에서 독점적으로 사용되는 종래의 차폐 패널 및 다른 디바이스는 본 명세서에 기술된 저온 살균 또는 멸균을 위해 사용되는 마이크로파 가열 시스템에서 동일한 방식으로 수행되지 않는다.
에너지 제어 요소는 문제가 있는 패키지 영역에서 가열을 강화하거나 또는 감소시키도록 사용될 수 있다. 예를 들어, 일부 경우에, 에너지 제어 요소는 가열을 감소시키고 과열을 방지하도록 용이하게 멸균된 식료품 가까이에 위치될 수 있는 반면에, 다른 경우에, 에너지 제어 요소는 높은 가열 요구를 갖는 포장된 식료품 가까이에서 마이크로파 가열을 강화하기 위해 사용될 수 있다. 그러므로, 전략적으로 위치된 에너지 제어 요소는 단일 식료품 패키지에서 열점 및/또는 냉점을 감소시키거나 또는 심지어 제거하는데 유용하다. 에너지 제어 요소는 다중 식료품 패키지, 특히 상이한 유전 특성을 갖는 2개의 음식물을 포함하는 다중 식료품 패키지 및/또는 하나 이상의 음식물이 다른 음식물보다 적은 가열을 요구하는 패키지를 위해 또한 사용될 수 있다. 추가적으로, 이러한 에너지 제어 요소는 보다 적은 가열을 요구하는 식료품이 열 악화에 더욱 취약할 때 특히 유용할 수 있다.
일부 경우에, 에너지 제어 요소는 하나의 가열 환경(예를 들어, 마이크로파 저온 살균 또는 멸균 시스템)에서 특정 방식으로 또는 특정 정도까지 마이크로파 가열을 강화하거나 감소시키도록 구성된 선택적 에너지 제어 요소를 포함할 수 있고, 다른 가열 환경(예를 들어, 가정용 전자 레인지에서 재가열하는)에서 싱이한 방식으로 또는 상이한 정도까지 마이크로파 가열을 강화 및/또는 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 일부 경우에, 단일 패키지에 있는 2개의 상이한 음식물은 적절한 미생물 치사율을 보장하도록 저온 살균 또는 멸균 동안 유사한 양의 마이크로파 가열을 받을 필요가 있을 수 있지만, 음식물 중 하나가 소비자 전자 레인지에 있는 다른 물품(예를 들어, 사과 소스 및 라자냐(lasagna))보다 많이 재가열되는 것이 필요할 수 있다. 다른 경우에, 단일 패키지에 있는 2개의 상이한 음식물은 멸균을 위해 보다 적은 열을 요구하는 식료품의 악화를 방지하기 위해 저온 살균 또는 멸균 동안 상이한 양의 에너지를 받을 필요가 있을 수 있다. 그러나, 재가열 동안, 적절한 최종 온도를 보장하기 위해 두 식료품(예를 들어, 라자냐 및 녹두) 모두에 동일한 레벨의 가열을 제공하는 것이 필요할 수 있다.
에너지 제어 요소의 선택성은 물품을 가열하는데 사용되는 마이크로파 에너지의 하나 이상의 특성에 의존할 수 있다. 예를 들어, 에너지 제어 요소의 선택성은 포장된 물품을 가열하는데 사용되는 마이크로파 에너지의 주파수, 극성 또는 강도에 의존할 수 있다. 선택적 에너지 제어 요소는 한 유형의 마이크로파 에너지를 다른 유형의 마이크로파 에너지보다 억제하거나 또는 강화시키는데 실질적으로 더 효과적일 수 있으며, 그 결과, 각각의 유형에 노출될 때 상이하게 수행될 수 있다.
예를 들어, 선택적 에너지 제어 요소는 다른 유형의 마이크로파 에너지와는 상이한 주파수를 갖는 제1 유형의 마이크로파 에너지를 억제하거나 또는 강화시키는데 실질적으로 더 효과적일 수 있다. 예를 들어, 선택적 에너지 제어 요소는 적어도 2200㎒의 주파수를 갖는 마이크로파 에너지보다 최대 1200㎒의 주파수를 갖는 마이크로파 에너지를 억제하거나 또는 강화시키는데 실질적으로 더 효과적일 수 있다. 대안적으로, 선택적 에너지 제어 요소는 최대 1200㎒의 주파수를 갖는 마이크로파 에너지보다 적어도 2200㎒의 주파수를 갖는 마이크로파 에너지를 억제하거나 또는 강화시키는데 실질적으로 더 효과적일 수 있다. 일부 경우에, 선택적 에너지 제어 요소는 다른 주파수의 마이크로파 에너지보다, 하나의 주파수의 마이크로파 에너지의 적어도 약 1, 적어도 약 2, 적어도 약 5, 적어도 약 10, 적어도 약 15, 적어도 약 20, 적어도 약 25, 적어도 약 30, 적어도 약 35, 적어도 약 40, 적어도 약 45, 적어도 약 50, 적어도 약 55, 또는 적어도 약 60% 이상 억제하거나 또는 강화하도록 구성될 수 있다.
상이한 주파수의 마이크로파 에너지의 예는 적어도 약 700㎒, 적어도 약 750㎒, 적어도 약 800㎒, 적어도 약 850㎒, 또는 적어도 약 900㎒ 및/또는 최대 약 1200㎒, 최대 약 1150㎒, 최대 약 1100㎒, 최대 약 1050㎒, 최대 약 1000㎒, 또는 최대 약 950㎒의 주파수를 갖는 마이크로파 에너지, 및 적어도 약 2200㎒, 적어도 약 2250㎒, 적어도 약 2300㎒, 적어도 약 2350㎒, 또는 적어도 약 2400㎒ 및/또는 최대 약 2600㎒, 최대 약 2550㎒, 최대 약 2500㎒, 또는 최대 약 2475㎒의 주파수를 갖는 마이크로파 에너지를 포함한다. 전형적으로, 마이크로파 저온 살균 및 멸균 시스템은 약 915㎒(예를 들어, 2450㎒가 아님)의 주파수를 갖는 마이크로파 에너지를 이용할 수 있는 반면에, 가정용(소비자) 전자 레인지는 통상적으로 약 2450㎒(예를 들어, 915㎒가 아님)의 주파수를 갖는 마이크로파 에너지를 이용한다.
일부 경우에, 선택적 에너지 제어 요소는 다른 유형의 마이크로파 에너지와는 상이한 편광을 갖는 제1 유형의 마이크로파 에너지를 억제하거나 또는 강화시키는데 실질적으로 더 효과적일 수 있다. 예를 들어, 선택적 에너지 제어 요소는 비편광 또는 무작위 편광된 마이크로파 에너지보다 편광된 마이크로파 에너지를 억제하거나 또는 강화시키는데 실질적으로 더 효과적일 수 있다. 대안적으로, 선택적 에너지 제어 요소는 편광된 마이크로파 에너지보다 비편광 또는 무작위 편광된 마이크로파 에너지를 억제하거나 또는 강화시키는데 실질적으로 더 효과적일 수 있다. 전형적으로, 마이크로파 저온 살균 및 멸균 시스템은 편광된 마이크로파 에너지를 이용하는 반면에, 가정용 오븐은 비편광 또는 무작위 편광된 마이크로파 에너지를 이용한다. 일부 경우에, 선택적 에너지 제어 요소는 편광 및 비편광 또는 무작위 편광된 마이크로파 에너지 중 다른 것보다 편광 및 비편광 또는 무작위 편광된 마이크로파 에너지 중 하나를 적어도 약 10, 적어도 약 15, 적어도 약 20, 적어도 약 25, 적어도 약 30, 적어도 약 35, 적어도 약 40, 적어도 약 45, 적어도 약 50, 적어도 약 55, 또는 적어도 약 60% 이상 더 억제하거나 또는 강화하도록 구성될 수 있다.
선택적 에너지 제어 요소는 상당히 더 높은 강도로 마이크로파 에너지를 억제하거나 또는 강화시키는데 실질적으로 더 효과적일 수 있거나, 또는 더욱 낮은 강도에서 마이크로파 에너지를 억제하거나 또는 강화시키는데 더 효과적일 수 있다. 추가적으로, 일부 경우에, 선택적 에너지 제어 요소는 한 유형의 마이크로파 에너지를 억제하거나 강화하는 동시에, 다른 유형의 유형의 마이크로파 에너지에 대해 실질적으로 투과성일 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이 "투과성"이라는 용어는 마이크로파 에너지와 식료품 또는 다른 물품 사이의 상호 작용을 억제하거나 또는 강화함이 없이, 입사 마이크로파 에너지의 적어도 97%가 물질 또는 요소를 통과하는 것을 물질 또는 요소가 허용한다는 것을 의미한다. 일부 경우에, 투과성 물질 또는 요소는 마이크로파 에너지와 식료품 또는 다른 물품 사이의 상호 작용을 억제하거나 또는 강화함이 없이 입사 마이크로파 에너지의 적어도 약 98, 적어도 약 98.5, 적어도 약 99, 또는 적어도 약 99.5%가 투과성 물질 또는 요소를 통과하는 것을 허용한다. 에너지 제어 요소는 마이크로파 에너지의 유형에 대해 투과성일 때, 이러한 에너지 제어 요소가 없었던 것처럼 동일하게 수행한다.
식료품 가까이에 위치된 하나 이상의 에너지 제어 요소의 선택적 사용이 식료품이 가열되는 가열 속도 및/또는 온도를 제어하기 위해 사용될 수 있다는 것이 밝혀졌다. 그 결과, 열점 및 냉점의 존재가 조정될 수 있고, 용이하게 가열되거나 또는 용이하게 저온 살균 또는 멸균된 식료품은 용이하게 재가열되거나 또는 저온 살균 또는 멸균되지 않는 식료품과 함께 단일 패키지에 수용될 수 있다. 예를 들어, 일부 경우에, 가열될 식료품 또는 다른 물품 가까이에 에너지 제어 요소를 위치시키는 것은 동일한 조건 하에서, 에너지 제어 요소가 존재하지 않았을 때 가열되었을 또는 가열된 식료품 또는 다른 물품과는 실질적으로 상이한 온도 및/또는 실질적으로 상이한 가열 속도로, 가열될 식료품 또는 다른 물품이 가열되게 한다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같은 용어 "상이한"은 주어진 값보다 높거나 낮은 값을 지칭한다. 그러므로, "상이한" 온도는 주어진 온도보다 높거나 낮을 수 있다.
일부 경우에, 에너지 제어 요소 가까이에 위치된 식료품 또는 다른 물품은 에너지 제어 요소가 존재하지 않았을 때 물품의 가열 속도와는 상이한 분당 적어도 약 1, 적어도 약 2, 적어도 약 5, 적어도 약 10, 적어도 약 12, 적어도 약 15, 적어도 약 18, 적어도 약 20, 적어도 약 22, 적어도 약 25, 적어도 약 28, 또는 적어도 약 30℃인 가열 속도를 가질 수 있다. 대안적으로 또는 추가로, 에너지 제어 요소 가까이의 식료품은 에너지 제어 요소가 존재하지 않았을 때의 가열 속도와는 상이한, 분당 최대 약 500, 최대 약 400, 최대 약 200, 최대 약 100, 최대 약 50, 최대 약 25, 또는 최대 약 10℃인 가열 속도를 가질 수 있다. 일부 경우에, 에너지 제어 요소 가까이의 식료품의 가열 속도는 에너지 제어 요소가 존재하지 않았을 때의 식료품의 가열 속도와 적어도 약 2, 적어도 약 5, 적어도 약 10, 적어도 약 15, 적어도 약 20, 적어도 약 25, 적어도 약 30, 적어도 약 35, 적어도 약 40, 적어도 약 45, 적어도 약 50, 적어도 약 55, 또는 적어도 약 60% 상이할(즉, 높거나 또는 낮을) 수 있다.
일부 경우에, 에너지 제어 요소 가까이에 위치된 식료품 또는 다른 물품은 에너지 제어 요소가 존재하지 않을 경우와는 상이한 온도를 가질 수 있다. 예를 들어, 온도에서의 차이는 적어도 약 1, 적어도 약 2, 적어도 약 5, 적어도 약 8, 적어도 약 10, 적어도 약 12, 또는 적어도 약 15℃일 수 있고/있거나, 최대 약 40, 최대 약 35, 최대 약 30, 최대 약 25, 최대 약 22, 최대 약 20, 최대 약 18, 최대 약 15, 최대 약 12, 또는 최대 약 10℃일 수 있다. 일부 경우에, 에너지 제어 요소 가까이의 식료품의 온도는 에너지 제어 요소가 존재하지 않을 때보다 적어도 약 5, 적어도 약 10, 적어도 약 15, 적어도 약 20, 적어도 약 25, 적어도 약 30, 적어도 약 35, 적어도 약 40, 적어도 약 45, 적어도 약 50, 적어도 약 55, 또는 적어도 약 60% 상이할(즉, 높거나 또는 낮을) 수 있다.
마이크로파 가열이 강화되는지 또는 감소되는지에 의존하여, 상이한 유형의 에너지 제어 요소가 사용될 수 있다. 에너지 제어 요소가 마이크로파 가열을 강화하도록 구성될 때, 이는 "마이크로파 강화 요소"로서 지칭된다. 발열체(susceptor)는 마이크로파 강화 요소의 한 유형이다. 마이크로파 강화 요소는 이와 접촉하는 입사 마이크로파 에너지의 적어도 약 5, 적어도 약 10, 적어도 약 15, 적어도 약 20, 적어도 약 25, 또는 적어도 약 30%를 흡수하도록 구성될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같은 용어 "입사 마이크로파 에너지"는 특정 에너지 제어 요소에 입사되는 마이크로파 에너지를 지칭하며, 가열 챔버 내로 도입된 마이크로파 에너지의 전체 양과 반드시 동일하지 않다. 마이크로파 강화 요소는 마이크로파 에너지를 흡수하고, 요소 가까이에 위치된 물질의 온도 및/또는 가열 속도를 증가시킨다.
일부 경우에, 마이크로파 강화 요소는 입사 마이크로파 에너지의 전체 양의 적어도 약 5, 적어도 약 10, 적어도 약 15, 적어도 약 20, 적어도 약 25, 적어도 약 30, 적어도 약 35, 적어도 약 40, 적어도 약 45, 적어도 약 50, 적어도 약 55, 적어도 약 60, 적어도 약 65, 적어도 약 70, 적어도 약 75, 적어도 약 80, 적어도 약 85, 적어도 약 90, 적어도 약 95%를 흡수하도록 구성될 수 있다. 대안적으로, 또는 추가적으로, 마이크로파 강화 요소는 입사 마이크로파 에너지의 전체 양의 최대 약 95, 최대 약 90, 최대 약 85, 최대 약 80, 최대 약 75, 최대 약 70, 최대 약 65, 최대 약 60, 최대 약 55, 최대 약 50, 최대 약 45, 최대 약 40, 최대 약 35, 최대 약 30, 최대 약 25, 최대 약 20, 최대 약 15, 최대 약 10, 또는 최대 약 5%를 흡수할 수 있다.
마이크로파 강화 요소 가까이에 위치된 식료품 또는 다른 물품은 마이크로파 강화 요소가 존재하지 않았을 때 가열되었을 또는 가열된 식료품 또는 또는 다른 물품보다 높은 온도 및 빠른 가열 속도로 가열될 수 있다. 예를 들어, 마이크로파 강화 요소 가까이에 위치된 식료품의 부분은 적어도 약 65, 적어도 약 70, 적어도 약 75, 적어도 약 80, 적어도 약 85, 적어도 약 90, 적어도 약 95, 적어도 약 100, 적어도 약 105, 적어도 약 110, 적어도 약 115, 적어도 약 117, 적어도 약 120, 또는 적어도 약 121, 적어도 약 125℃의 온도를 달성할 수 있는데 반하여, 식료품은 마이크로파 강화 요소의 부재 시에 단지 최대 약 120, 최대 약 115, 최대 약 110, 최대 약 105, 최대 약 100, 최대 약 95, 최대 약 90, 최대 약 85, 최대 약 80, 최대 약 75, 최대 약 70, 최대 약 65, 또는 최대 약 60℃의 온도로 가열되었을 수 있다. 더욱 높은 온도까지 가열될 때, 마이크로파 강화 요소 가까이에 위치된 식료품은 발열체가 없었을 때보다 더욱 빠른 가열 속도로 또한 가열될 수 있거나, 또는 가열 속도는 더욱 느리거나 동일할 수 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, 마이크로파 강화 요소가 사용될 때, 마이크로파 강화 요소 가까이에 위치된 식료품 또는 다른 물품의 부분은 마이크로파 강화 요소가 없었을 때보다 더욱 빠른 가열 속도로 가열될 수 있다. 예를 들어, 마이크로파 강화 요소 가까이에 위치될 때, 식료품은 분당 적어도 약 10, 적어도 약 15, 적어도 약 20, 적어도 약 25, 적어도 약 30, 적어도 약 35, 적어도 약 40, 적어도 약 45, 적어도 약 50, 적어도 약 55, 적어도 약 60, 적어도 약 65, 적어도 약 70, 또는 적어도 약 75℃의 가열 속도를 가질 수 있는 반면에, 식료품은 마이크로파 강화 요소가 없었을 때 분당 최대 약 50, 최대 약 45, 최대 약 40, 최대 약 35, 최대 약 30, 또는 최대 약 25℃의 가열 속도를 가질 수 있다. 더욱 빠른 속도로 가열될 때, 마이크로파 강화 요소 가까이에 위치된 식료품은 마이크로파 강화 요소가 없었을 때의 식료품보다 높거나 낮거나, 또는 유사한 온도를 달성할 수 있다.
에너지 제어 요소가 마이크로파 에너지를 억제하도록 구성될 때, 에너지 제어 요소는 "마이크로파 억제 요소"로서 지칭된다. 일부 마이크로파 억제 요소는 반사기이다. 일부 실시형태에서, 마이크로파 억제 요소는 이와 접촉하는 입사 마이크로파 에너지의 적어도 약 5, 적어도 약 10, 적어도 약 15, 적어도 약 20, 적어도 약 25 또는 적어도 약 30%를 반사하도록 구성될 수 있다. 마이크로파 억제 요소는 식료품 또는 다른 물품의 일부에 접촉하는 마이크로파 에너지를 감소시키거나, 일부 경우에 거의 제거한다. 그 결과, 식료품은 마이크로파 억제 요소가 없으면 더욱 낮은 온도 및/또는 더욱 낮은 가열 속도로 가열될 수 있다. 일부 경우에, 마이크로파 억제 요소는 전체 입사 마이크로파 에너지의 적어도 약 5, 적어도 약 10, 적어도 약 15, 적어도 약 20, 적어도 약 25, 적어도 약 30, 적어도 약 35, 적어도 약 40, 적어도 약 45, 적어도 약 50, 적어도 약 55, 적어도 약 60, 적어도 약 65, 적어도 약 70, 적어도 약 75, 적어도 약 80, 적어도 약 85, 적어도 약 90, 적어도 약 95%를 반사할 수 있다. 대안적으로, 또는 추가로, 마이크로파 억제 요소는 전체 입사 마이크로파 에너지의 최대 약 95, 최대 약 90, 최대 약 85, 최대 약 80, 최대 약 75, 최대 약 70, 최대 약 65, 최대 약 60, 최대 약 55, 최대 약 50, 최대 약 45, 최대 약 40, 최대 약 35, 최대 약 30, 최대 약 25, 최대 약 20, 최대 약 15, 최대 약 10, 또는 최대 약 5%를 반사할 수 있다.
마이크로파 억제 요소가 사용될 때, 마이크로파 억제 요소 가까이에 위치된 식료품은 이를 향하여 안내된 마이크로파 에너지의 전체 양보다 적게 받을 수 있다. 그 결과, 식료품은 마이크로파 억제 요소가 존재하지 않았을 때 더욱 낮은 온도 및/또는 더욱 느린 가열 속도로 가열될 수 있다. 예를 들어, 마이크로파 억제 요소 가까이에 위치된 식료품은 분당 최대 약 100, 최대 약 75, 최대 약 50 최대 약 40, 최대 약 35, 최대 약 30, 최대 약 25, 최대 약 20, 또는 최대 약 15℃의 가열 속도를 가질 수 있는 반면에, 식료품은 마이크로파 억제 요소가 존재하지 않았을 때 분당 적어도 약 15, 적어도 약 20, 적어도 약 25, 적어도 약 30, 적어도 약 35, 적어도 약 40, 적어도 약 50, 적어도 약 75, 적어도 약 100, 적어도 약 150, 또는 적어도 약 200℃의 가열 속도만을 가질 수 있다. 마이크로파 억제 요소 가까이에 위치된 식료품 또는 다른 물품의 부분이 더욱 느린 속도로 가열될 때, 식료품 또는 다른 물품은 마이크로파 억제 요소가 존재하지 않았을 때 식료품 또는 다른 물품이 달성하였을 온도와 대략 동일한 온도, 또는 이와는 상이한 온도를 달성할 수 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, 마이크로파 억제 요소 가까이에 위치된 식료품은 마이크로파 억제 요소가 존재하지 않았을 때 가열되었을 온도보다 낮은 온도로 가열될 수 있다. 예를 들어, 마이크로파 억제 요소 가까이의 식료품은 최대 약 125, 최대 약 123, 최대 약 122, 최대 약 121, 최대 약 120, 최대 약 115, 최대 약 110, 최대 약 105, 최대 약 100, 최대 약 95, 최대 약 90, 최대 약 85, 최대 약 80, 최대 약 75, 최대 약 70, 또는 최대 약 65℃의 온도로 가열될 수 있다. 마이크로파 억제 요소가 존재하지 않았을 때, 식료품은 동일한 조건 하에서, 적어도 약 65, 적어도 약 70, 적어도 약 75, 적어도 약 80, 적어도 약 85, 적어도 약 90, 적어도 약 95, 적어도 약 100, 적어도 약 105, 적어도 약 110, 적어도 약 120, 적어도 약 121, 적어도 약 122, 적어도 약 125℃의 온도까지 가열될 수 있다. 식료품은 마이크로파 억제 요소가 존재하지 않았을 때 동일하거나 상이한 가열 속도로 가열될 수 있다.
일부 실시형태에서, 에너지 제어 요소는 마이크로파 억제 요소, 마이크로파 강화 요소, 또는 둘 모두이든 패키지에 통합될 수 있다. 에너지 제어 요소가 패키지의 일부일 때, 에너지 제어 요소는 패키지 자체에 통합될 수 있거나, 또는 패키지의 적어도 일부 또는 전부 또는 주위에 일시적으로 위치될 수 있다(예를 들어, 슬리브 또는 랩(wrap)으로서). 에너지 제어 요소가 가열될 식료품 또는 다른 물품이 유지되는 패키지의 필수 부분일 때, 에너지 제어 요소는 패키지의 상단부, 하단부 및/또는 측면의 적어도 일부 또는 전부에 존재할 수 있다. 일부 경우에, 패키지의 이들 영역 중 하나 이상은 에너지 제어 요소로서 작용하는 물질로 간단하게 형성될 수 있는 반면에, 패키지의 나머지 부분은 다른, 전형적으로 플라스틱, 셀룰로스 및 이들의 조합물을 포함하지만 이들로 제한되지 않는 마이크로파 투과성 물질로 형성된다.
패키지 자체는 임의의 적절한 형태일 수 있다. 예를 들어, 일부 경우에, 사용된 패키지는 파우치를 포함할 수 있다. 파우치는 어떠한 다른 파우치에도 연결되지 않은 개별 분리형 파우치일 수 있다. 파우치는 가요성, 반가요성, 또는 강성일 수 있다. 각각의 파우치는 식료품 또는 다른 물품을 유지하기 위한 하나의 내부 구획을 포함할 수 있거나, 또는 2개 이상의 개별 구획을 포함할 수 있다. 파우치의 하나의 예가 도 1a 및 도 1b에 도시되어 있다.
도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 각각의 파우치(150)는 상부 부분(152), 및 상부 부분(152)보다 넓은 베이스 부분(154)을 갖는다. 파우치(150)의 베이스 부분(154)은 상부 부분(152)보다 적어도 2배, 적어도 3배, 또는 적어도 4배 넓을 수 있다. 대안적으로, 베이스 부분(154)과 상부 부분(152)은 대략 동일한 폭을 갖는다. 도 1a에서 W1로서 도시된 상부 부분(152)의 폭은 적어도 약 0.01, 적어도 약 0.05, 또는 적어도 약 0.10 인치 및/또는 최대 약 0.25, 최대 약 0.20, 또는 최대 약 0.15 인치일 수 있거나, 또는 약 0.01 내지 약 0.25 인치, 약 0.05 내지 약 0.20 인치, 또는 약 0.10 내지 약 0.15 인치의 범위에 있을 수 있다. 대안적으로, 상부 부분(152)의 폭은 적어도 약 0.5, 적어도 약 0.75, 적어도 약 1, 적어도 약 1.5 및/또는 최대 약 3, 최대 약 2.5, 최대 약 2, 최대 약 1.5, 또는 최대 약 1 인치일 수 있거나, 또는 약 0.5 내지 약 3 인치, 약 0.75 내지 약 2.5 인치, 약 1 내지 약 2 인치, 또는 약 1 내지 약 1.5 인치의 범위에 있을 수 있다.
도 1a에서 W2로서 도시된 베이스 부분(154)의 폭은 적어도 약 0.5, 적어도 약 0.75, 적어도 약 1, 적어도 약 1.5 및/또는 최대 약 3, 최대 약 2.5, 최대 약 2, 최대 약 1.5, 또는 최대 약 1 인치일 수 있거나, 또는 약 0.5 내지 약 3 인치, 약 0.75 내지 약 2.5 인치, 약 1 내지 약 2 인치, 또는 약 1 내지 약 1.5 인치의 범위에 있을 수 있다. 도 1b에서 H로서 도시된 파우치(150)의 높이는 적어도 약 2, 적어도 약 3, 적어도 약 4, 또는 적어도 약 4.5 인치 및/또는 최대 약 12, 최대 약 10, 또는 최대 약 8 인치일 수 있거나, 또는 약 2 내지 약 12 인치, 약 3 내지 약 10 인치, 약 4 내지 약 8 인치의 범위에 있을 수 있다. 다른 치수의 파우치가 또한 다양한 경우에 적합할 수 있다.
다른 실시형태에서, 사용된 패키지는 트레이들을 포함할 수 있다. 트레이는 일반적으로 상단부 및 하단부 및 일반적인 프리즘형 형상을 갖는다. 트레이는 비록 다른 형상이 적합할 수 있을지라도 정사각형, 직사각형 또는 타원형 단면을 가질 수 있다. 트레이(250)의 하나의 예가 도 2a 내지 도 2d에 도시되어 있다. 각각의 트레이는 도 2a 내지 도 2d에 도시된 바와 같이 가열될 식료품 또는 다른 물품을 유지하기 위한 단일 구획을 가질 수 있거나, 또는 적어도 서로 부분적으로 분리된 2개 이상의 구획(도시되지 않음)을 포함할 수 있다.
일부 경우에, 트레이(250)는 대체로 도 2a 내지 도 2d에 도시된 바와 같이, 대체로 사다리꼴 형상을 갖도록 그 하단부보다 길고 넓은 상단부를 가질 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같은 용어 "길이" 및 "폭"은 패키지의 가장 긴 및 두 번째로 긴 비대각선 치수(non-diagonal dimension)를 각각 지칭한다. 상단부가 하단부보다 길고 넓도록 트레이가 사다리꼴 형상을 가질 때, 길이와 폭은 가장 큰 단면(통상적으로 상단 표면)에서 측정된다. 높이는 길이와 폭에 의해 한정된 평면에 직각으로 측정된 가장 짧은 비대각선 치수이다. 트레이(250)의 길이(L), 폭(W) 및 높이(h)가 도 2a 내지 도 2d에 도시되어 있다.
각각의 트레이의 길이(L)는 적어도 약 1, 적어도 약 2, 적어도 약 4, 또는 적어도 약 6 인치 및/또는 최대 약 18, 최대 약 12, 최대 약 10, 최대 약 8, 또는 최대 약 6 인치일 수 있거나, 또는 약 1 내지 약 18 인치, 약 2 내지 약 12 인치, 약 4 내지 약 10 인치, 또는 약 6 내지 약 8 인치의 범위에 있을 수 있다. 각각의 트레이의 폭(W)은 적어도 약 1 인치, 적어도 약 2 인치, 적어도 약 4 인치, 적어도 약 4.5 인치, 또는 적어도 5 인치 및/또는 최대 약 12 인치, 최대 약 10 인치, 최대 약 8 인치, 또는 최대 6 인치일 수 있거나, 또는 약 1 인치 내지 약 12 인치, 약 2 인치 내지 약 10 인치, 약 4 인치 내지 약 8 인치, 약 4.5 인치 내지 약 6 인치, 또는 약 5 인치 내지 약 6 인치의 범위에 있을 수 있다. 각각의 트레이는 적어도 약 0.5 인치, 적어도 약 1 인치, 적어도 약 1.5 인치 및/또는 최대 약 8 인치, 최대 약 6 인치, 또는 최대 약 3 인치의 높이(h)를 가질 수 있거나, 또는 약 0.5 내지 약 8 인치, 약 2 내지 약 6 인치, 또는 1.5 내지 3 인치의 범위에 있을 수 있다. 특정 적용에 의존하여 다른 치수의 트레이가 또한 적합할 수 있다.
에너지 제어 요소는 파우치, 트레이 또는 다른 용기이든 패키지의 일부일 때, 패키지의 전체 표면적의 전부 또는 일부를 덮을 수 있다. 예를 들어, 에너지 제어 요소는 패키지의 전체 표면적의 적어도 약 5, 적어도 약 10, 적어도 약 15, 적어도 약 20, 적어도 약 25, 적어도 약 30, 적어도 약 35, 적어도 약 40, 적어도 약 45, 적어도 약 50, 적어도 약 55, 적어도 약 60, 적어도 약 65, 적어도 약 70, 적어도 약 75, 적어도 약 80, 적어도 약 85, 적어도 약 90, 또는 적어도 약 95%를 덮을 수 있다. 일부 경우에, 에너지 제어 요소는 패키지의 전체 표면적을 덮을 수 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, 에너지 제어 요소는 패키지의 전체 표면적의 최대 약 95, 최대 약 90, 최대 약 85, 최대 약 80, 최대 약 75, 최대 약 70, 최대 약 65, 최대 약 60, 최대 약 55, 최대 약 50, 최대 약 45, 최대 약 40, 최대 약 35, 최대 약 30, 최대 약 25, 최대 약 20, 최대 약 15, 최대 약 10, 또는 최대 약 5%를 덮을 수 있다.
에너지 제어 요소는 임의의 적절한 형상일 수 있다. 일부 경우에, 스트립의 형태를 하는 에너지 제어 요소는 패키지의 전체 또는 일부에 인쇄, 라벨링, 적층 또는 다른 방식으로 통합된다. 일부 실시형태에서, 이러한 유형의 에너지 제어 요소는 마이크로파 강화 요소일 수 있고, 금속 물질로 형성될 수 있다. 이러한 에너지 제어 요소는 인쇄에 의해, 적층에 의해, 또는 스트립을 포함하는 라벨의 적용에 의해 패키지 표면의 전부 또는 일부에 통합될 수 있다. 일부 경우에, 적층은 가요성 패키지와 함께 사용될 수 있는 반면에, 라벨 및 인쇄는 강성 패키지를 위해 사용될 수 있다. 패키지가 트레이 및 뚜껑을 포함할 때, 에너지 제어 스트립은 뚜껑, 트레이, 또는 트레이 및 뚜껑 모두에 존재할 수 있다. 복수의 에너지 제어 스트립(260)을 포함하는 트레이(252)의 예가 도 3 및 도 4에 도시되어 있다.
도 3 및 도 4에 도시된 실시형태에서 트레이(252)의 일부만을 덮을지라도. 에너지 제어 스트립(260)은 트레이(252)의 표면적의 다소를 커버하거나, 또는 상이한 위치에 위치될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 에너지 제어 요소 중 하나 이상은 상이한 형상일 수 있고, 및/또는 패키지는 파우치 또는 다른 유형의 용기일 수 있다.
에너지 제어 요소가 스트립으로서 존재할 때, 패키지는 패키지의 적어도 하나의 표면을 따라서 서로 이격된 적어도 2개, 적어도 3개, 적어도 4개, 적어도 5개, 적어도 6개, 적어도 7개, 적어도 8개, 적어도 9개, 적어도 10개, 적어도 11개, 또는 적어도 12개 이상의 스트립을 포함할 수 있다. 각각의 스트립은 적어도 약 1/64, 적어도 약 1/32, 또는 적어도 약 1/16 인치 및/또는 최대 약 1/2, 최대 약 1/4, 또는 최대 약 1/8 인치의 폭 또는 두 번째로 긴 치수를 가질 수 있다. 각각의 스트립의 크기는 다른 스트립과 동일하거나, 또는 하나 이상이 상이한 폭을 가질 수 있다. 스트립은 적어도 한번의 가열하는 단계 동안 패키지가 노출되는 마이크로파 에너지의 주요 파장(predominant wavelength)당 적어도 2개, 적어도 3개, 적어도 4개, 적어도 5개, 또는 적어도 6개의 스트립 및/또는 최대 15개, 최대 14개, 최대 12개, 또는 최대 10개의 스트립이 존재하도록 이격될 수 있다. 일부 경우에, 적어도 한번의 가열하는 단계 동안 패키지가 노출될 수 있는 마이크로파 에너지의 주요 파장은 적어도 약 1.4, 적어도 약 1.5, 적어도 약 1.6, 또는 적어도 약 1.65 인치 및/또는 최대 약 2, 최대 약 1.9, 최대 약 1.8, 또는 최대 약 1.75 인치이다.
일부 경우에, 인접한 스트립 사이의 간격은 각각의 스트립의 폭만큼 넓거나 또는 이보다 넓을 수 있다. 또한, 인접한 스트립의 세트 사이의 간격은 동일하거나 또는 다를 수 있다. 일부 경우에, 인접한 에너지 제어 스트립 사이의 개방 영역의 폭은 2개의 인접한 에너지 제어 스트립의 평균 폭보다 적어도 약 10, 적어도 약 15, 적어도 약 20, 적어도 약 25, 적어도 약 30, 적어도 약 35, 적어도 약 40, 적어도 약 45, 또는 적어도 약 50% 더 넓을 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 인접한 에너지 제어 스트립들 사이의 개방 영역의 폭은 2개의 인접한 제어 스트립의 평균 폭보다 최대 약 90, 최대 약 85, 최대 약 80, 최대 약 75, 최대 약 70, 최대 약 65, 또는 최대 약 60% 더 넓을 수 있다.
포장된 식료품은 패키지에 있는 하나 이상의 식료품이 에너지 제어 요소 가까이에 위치되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 에너지 제어 요소는 적어도 하나의 식료품의 적어도 약 5, 적어도 약 10, 적어도 약 15, 적어도 약 20, 적어도 약 25, 적어도 약 30, 적어도 약 35, 적어도 약 40, 적어도 약 45, 적어도 약 50, 적어도 약 55, 적어도 약 60, 적어도 약 65, 적어도 약 70, 적어도 약 75, 적어도 약 80, 적어도 약 85, 적어도 약 90, 적어도 약 95, 또는 100%까지가 에너지 제어 요소 가까이에 위치되도록 위치될 수 있다.
대안적으로, 식료품(또는 다른 식료품)의 일부는 에너지 제어 요소 가까이에 위치되지 않을 수 있다. 예를 들어, 패키지에 있는 식료품의 적어도 약 5, 적어도 약 10, 적어도 약 15, 적어도 약 20, 적어도 약 25, 적어도 약 30, 적어도 약 35, 적어도 약 40, 적어도 약 45, 적어도 약 50, 적어도 약 55, 적어도 약 60, 적어도 약 65, 또는 적어도 약 75%는 에너지 제어 요소 가까이에 위치되지 않을 수 있다. 이러한 것은 예를 들어 패키지가 단일 또는 다중 구획 트레이 또는 파우치에 2개 이상의 상이한 식료품을 포함할 때 발생할 수 있다. 대안적으로, 패키지는 상이한 유형의 식료품 가까이에 각각 위치된 2개 이상의 에너지 제어 요소(동일 또는 상이한 유형의)를 포함할 수 있다. 이러한 방식으로, 단일 패키지 내의 상이한 식료품의 온도 및 가열 프로파일은 패키지 내의 식료품 또는 다른 물품의 보다 효율적이고 균일한 가열을 달성하도록 효과적으로 제어될 수 있다.
일부 경우에, 에너지 제어 요소는 마이크로파 가열 시스템을 통해 물품을 고정하고 운반하는데 사용되는 캐리어의 부분일 수 있다. 캐리어는 포장된 식료품 및 다른 음식물의 저온 살균 또는 멸균을 위해 구성된 대규모 마이크로파 가열 시스템에서 사용될 수 있다. 예시적인 캐리어의 몇몇 도면이 도 5 내지 도 10에 제공된다. 특히 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 캐리어(10)는 외부 프레임(12), 상부 지지 구조물(14), 및 하부 지지 구조물(도시되지 않음)을 포함한다. 외부 프레임(12)은 2개의 이격된 측면 부재(18a, 18b)와 2개의 이격된 단부 부재(20a, 20b)를 포함한다. 제1 및 제2 단부 부재(20a, 20b)는 외부 프레임(12)을 형성하도록 제1 및 제2 측면 부재(18a, 18b)의 양쪽 단부 사이에 결합되어 연장될 수 있다. 측면 부재(18a, 18b)의 각각이 단부 부재(20a, 20b)보다 길 때, 프레임은 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 대체로 직사각형 형상을 가질 수 있다.
도 5, 도 6, 도 7 및 도 10에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 측면 부재(18a, 18b)는 도 8에서 점선(24a 및 24b)에 의해 표현되는 제1 및 제2 운반 라인 지지 부재와 맞물리도록 구성된 각각의 지지 돌출부(22a, 22b)를 각각 포함한다. 캐리어(10)의 제1 및 제2 지지 돌출부(22a, 22b)는 제1 및 제2 운반 라인 지지 부재(24a, 24b) 상에서 캐리어(10)를 지지하기 위한 제1 및 제2 하부 지지 표면(42a, 42b)을 제공한다. 운반 라인 지지 부재(24a, 24b)는 예를 들어 도 8에서 화살표에 의해 표시된 방향으로 마이크로파 가열 구역을 통해 이동함에 따라서 캐리어(10)의 각각의 측면 상에 위치된 한 쌍의 체인(도시되지 않음)과 같은 이동 운반 라인 요소일 수 있다.
제1 및 제2 측면 부재(18a, 18b) 및 제1 및 제2 단부 부재(20a, 20b)는 예를 들어 20℃에서 측정된 최대 약 10-4, 최대 약 10-3, 또는 최대 약 10-2의 손실 탄젠트(loss tangent)를 갖는 저손실 물질을 포함하는 임의의 적절한 물질로 형성될 수 있다. 측면 부재(18a, 18b)와 단부 부재(20a, 20b)의 각각은 동일한 물질로 형성될 수 있고, 적어도 하나는 상이한 물질로 형성될 수 있다. 적합한 저손실 탄젠트 물질의 예는 다양한 중합체 및 세라믹을 포함할 수 있지만 이들로 한정되지 않는다. 일부 실시형태에서, 저손실 탄젠트 물질은 식료품 등급 물질일 수 있다.
저손실 물질이 중합체 물질일 때, 저손실 물질은 물품을 가열하는 동안 캐리어가 노출될 수 있는 상승된 온도에 견디기 위하여 적어도 약 80℃, 적어도 약 100℃, 적어도 약 120℃, 적어도 약 140℃, 또는 적어도 약 160℃, 적어도 약 165℃의 유리 전이 온도를 가질 수 있다. 적합한 저손실 중합체는 예를 들어 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 폴리설폰, 폴리노보넨, 폴리카보네이트(PC), 아크릴로나이트릴 부타다이엔 스타이렌(ABS), 폴리(메틸 메타크릴레이트)(PMMA), 폴리에터이미드(PEI), 폴리스타이렌, 폴리비닐알코올(PVA), 폴리염화비닐(PVC) 및 이들의 조합물을 포함할 수 있다. 중합체는 모놀리식일 수 있거나, 또는 예를 들어 유리 충전 PTFE("TEFLON")와 같은 유리 섬유로 보강될 수 있다. 알루미노실리케이트와 같은 세라믹이 또한 저손실 물질로서 사용될 수 있다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 캐리어(10)는 캐리어 내에서 물품의 그룹을 유지하는 동시에, 마이크로파 에너지가 캐리어(10)를 통해 물품으로 보내지는 것을 허용하는 상부 지지 구조물(14) 및 하부 지지 구조물(16)을 포함할 수 있다. 도 5 및 도 6에 도시된 예에서, 상부 및 하부 지지 구조물(14, 16)은 측면 부재(18a, 18b)와 실질적으로 평행한 방향으로 단부 부재(20a, 20b) 사이에서 연장되는 복수의 지지 부재를 각각 포함할 수 있다. 지지 부재는 단부 부재(20a, 20b)에 실질적으로 직각인 방향으로 연장될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같은 용어 "실질적으로 평행" 및 "실질적으로 직각"은 각각 평행하거나 직각의 5°이내를 의미한다. 다른 예(도시되지 않음)에서, 상부 및 하부 지지 구조물(14, 16)은 측면 부재(18a, 18b)와 단부 부재(20a, 20b) 사이에서 연장되는 마이크로파 투과성 또는 반투과성 물질의 그리드 부재 또는 실질적으로 강성 시트를 포함할 수 있다. 지지 구조물(14 및 16)의 수, 치수 및 구성에 관한 추가 세부 사항은 그 전체 내용이 참고로 본 명세서에 통합되는 미국 특허 출원 제15/284,173호에서 제공된다.
상부 및/또는 하부 지지 구조물(14, 16)이 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 개별 지지 부재를 포함할 때, 지지 부재 중 하나 이상은 강한 전기 전도성 물질로 형성될 수 있다. 적합한 전기 전도성 물질은 ASTM E1004(09)에 따라 측정될 때 20℃에서 적어도 약 103 S/m(Siemens per meter), 적어도 약 104 S/m, 적어도 약 105 S/m, 적어도 약 106 S/m, 또는 적어도 약 107 S/m의 전도성을 가질 수 있다. 추가적으로, 전기 전도성 물질은 ASTM E8/E8M-16a에 따라서 측정될 때 적어도 약 50㎫, 적어도 약 100㎫, 적어도 약 200㎫, 적어도 약 400㎫, 또는 적어도 약 600㎫의 인장 강도를 가질 수 있고/있으며, ASTM E8/E8M-16a에 따라서 측정될 때 20℃에서 적어도 약 50, 적어도 약 100, 적어도 약 200, 적어도 약 300, 또는 적어도 약 400㎫의 항복 강도를 가질 수 있다. 전기 전도성 물질의 영률은 ASTM E111-04(2010)에 따라서 측정될 때 20℃에서 적어도 약 25㎬, 적어도 약 50㎬, 적어도 약 100㎬, 또는 적어도 약 150㎬ 및/또는 최대 약 1000㎬, 최대 약 750㎬, 최대 약 500㎬, 또는 최대 약 250㎬일 수 있다. 전기 전도성 물질은 금속일 수 있고, 일부 경우에 금속 합금일 수 있다. 금속 합금은 철, 니켈 및/또는 크롬을 포함하지만 이들로 한정되지 않는 적합한 금속 원소의 임의의 혼합물을 포함할 수 있다. 전기 전도성 물질은 스테인리스강을 포함할 수 있고, 식료품 등급 스테인리스강일 수 있다.
특히 도 7 내지 도 10에 도시된 바와 같이. 캐리어(10)는 복수의 물품(40)을 수용하고 유지하기 위한 화물 용적부(32)를 한정한다. 화물 용적부(32)는 서로 수직으로 이격된 상부 및 하부 지지 구조물(14 및 16), 및 측면 부재(18a, 18b)와 단부 부재(20a, 20b) 사이에서 적어도 부분적으로 한정된다. 화물 용적부(32)에 수용된 물품은 상부 및 하부 지지 구조물(14 및 16)에 존재하는 개별 지지 부재의 적어도 일부와 접촉되고/되거나 이에 의해 적소에서 유지될 수 있다. 상부 및 하부 지지 구조물(14, 16)의 각각은 상부 및 하부 지지 구조물(14, 16) 중 적어도 하나가 물품(40)을 캐리어(10)에 적재하기 위해 개방되고 가열 동안 물품(40)을 유지하기 위해 폐쇄되고 캐리어로부터 물품(40)을 하역하기 위해 재차 개방될 수 있도록 제거 가능하거나 힌지 방식으로 외부 프레임(12)에 결합될 수 있다. 일부 실시형태에서, 도 10에 도시된 바와 같이. 하나 이상의 길이 방향 분할기(34)의 사용은 물품(40)의 다수의 열을 수용하기 위해 화물 용적부(32) 내에 다수의 구획(36a 내지 36d)을 생성할 수 있다.
화물 용적부(32)는 임의의 적절한 크기일 수 있다. 일부 경우에, 화물 용적부는 약 0.5 내지 약 10 피트, 약 1 내지 약 8 피트, 또는 약 2 내지 약 6 피트의 범위에서, 제1 및 제2 단부 부재(20a, 20b)의 대향하는 내부 표면 사이에서 측정된 길이를 가질 수 있다. 화물 용적부(32)는 또한 약 0.5 내지 약 10 피트, 약 1 내지 약 8 피트, 또는 약 2 내지 약 6 피트의 범위에서, 제1 및 제2 측면 부재(18a, 18b)의 대향하는 내부 표면 사이에서 측정된 폭을 또한 가질 수 있다. 상부 및 하부 지지 구조물(14, 16)의 대향하는 내부 표면 사이에서 측정될 수 있는 화물 용적부의 높이는 약 0.50 내지 약 8, 약 0.75 내지 약 6, 약 1 내지 약 4, 또는 약 1.25 내지 약 2 인치의 범위에 있을 수 있다. 전체적으로, 화물 용적부는 약 2 내지 약 30 입방 피트, 약 4 내지 약 20 입방 피트, 약 6 내지 약 15 입방 피트, 또는 약 6.5 내지 약 10 입방 피트의 범위에 있는 전체 용적을 가질 수 있다.
추가적으로, 일부 실시형태에서, 캐리어는 화물 용적부(32)의 크기 및/또는 형상을 조정하기 위한 적어도 하나의 물품 간격 부재(34)를 더 포함할 수 있다. 물품 간격 부재의 예는 화물 용적부(32)를 2개 이상의 구획으로 분할하기 위한 도 5, 도 6 및 도 10에 도시된 바와 같은 분할기(34), 및 상부 및 하부 지지 구조물(14, 16) 사이의 수직 높이를 조정하기 위한, 도 9에 도시된 (38a, 38b)와 같은 수직 스페이서를 포함한다. 존재할 때, 물품 간격 부재 또는 부재(34)들은 외부 프레임(12), 또는 상부 및 하부 지지 구조물(14, 16) 중 적어도 하나에 영구적으로 또는 제거 가능하게 결합될 수 있다. 분할기(34) 또는 수직 스페이서(38)와 같은 물품 간격 부재가 외부 프레임(12) 및/또는 상부 및 하부 지지 부재(14, 16)에 제거 가능하게 결합될 때, 물품 간격 부재는 화물 용적부(32)의 크기 및/또는 형상을 변경하기 위하여 캐리어(10) 내로 선택적으로 삽입되고 이로부터 제거될 수 있어서, 캐리어(10)는 상이한 크기 및/또는 형상을 갖는 많은 유형의 물품을 유지할 수 있다. 또한, 이러한 캐리어에 관한 추가의 세부 사항은 '173 출원에서 제공된다.
본 명세서에 기술된 바와 같이 캐리어에 적재될 때, 물품은 캐리어의 상부 및 하부 지지 구조물 사이에 획정된 화물 용적부(32) 내에 배치된다. 전술한 바와 같이, 화물 용적부는 단일 용적부일 수 있거나, 또는 하나 이상의 분할기(34)를 사용하여 도 10에 도시된 (36a 내지 36d)와 같은 2개 이상의 구획으로 분할될 수 있다. 화물 용적부(32)에 적재될 때, 물품은 캐리어의 길이를 따라서 단일 열로 배치될 수 있다. 일부 실시형태에서, 물품은 적어도 2개, 적어도 3개, 적어도 4개, 적어도 5, 또는 적어도 6개의 단일 열 및/또는 최대 15개, 최대 12개, 최대 10개, 또는 최대 8개의 단일 열, 또는 2 내지 15개의 단일 열, 3 내지 12개의 단일 열, 4 내지 10개의 단일 열, 또는 5 내지 8개의 단일 열로 배열될 수 있다. 전체적으로, 각각의 캐리어는 적어도 6개, 적어도 8개, 적어도 10개, 적어도 12개, 적어도 16개, 적어도 18개, 적어도 20개, 적어도 24개, 적어도 30개의 전체 물품 및/또는 최대 100개, 최대 80개, 최대 60개, 최대 50개, 또는 최대 40개의 총 물품을 유지할 수 있거나, 또는 6개 내지 100개의 물품, 8개 내지 80개의 물품, 10개 내지 60개의 물품, 12개 내지 12 개 50개의 물품 또는 18개 내지 40개의 물품을 유지할 수 있다. 물품은 수동으로 또는 자동화된 디바이스를 사용하는 것을 포함하는 임의의 적절한 방식으로 캐리어에 적재될 수 있다.
캐리어에 적재될 때, 화물 용적부에 적재된 각각의 물품은 유사할 수 있거나, 또는 2개 이상의 물품이 서로 상이할 수 있다. 일부 경우에, 캐리어에 적재된 물품은 제1 유형의 물품의 제1 그룹, 및 제2 유형의 물품의 제2 그룹을 포함할 수 있으며, 제1 유형의 물품 및 제2 유형의 물품은 상이한 패키지 및/또는 패키지 내의 상이한 유형의 내용물을 갖는다. 물품은 캐리어 내에서 서로 이격될 수 있거나, 또는 하나 이상의 물품은 하나 이상의 다른 물품의 적어도 일부와 접촉할 수 있다. 일부 경우에, 캐리어에 적재된 인접한 물품의 연속적인 가장자리 사이의 평균 거리가 최대 약 1 인치, 최대 약 0.75 인치, 최대 약 0.5 인치, 최대 약 0.25 인치, 또는 최대 약 0.1 인치일 수 있도록 물품 사이의 간격을 최소화하는 것이 바람직할 수 있다. 캐리어에 적재될 때 인접한 물품이 서로 접촉하거나 또는 인접한 물품의 적어도 일부가 수평으로 중첩될 수 있도록 물품 사이에 갭이 존재하지 않을 수 있다.
화물 공간 내에서 물품의 특정 배열은 적어도 부분적으로 물품의 형상에 의존할 수 있다. 예를 들어, 물품이 하단부에서보다 상단부에서 더욱 길고 넓도록 물품이 일반적인 사다리꼴 형상을 가질 때, 물품은 포개진 구성으로 배열될 수 있다. 도 11은 포개진 구성으로 배열된 하나의 열의 물품(40a 내지 40f)의 측면도를 제공한다.
포개진 구성에서, 인접한 물품은 반대 배향을 갖는다. 포개진 구성에서, 캐리어에 적재된 물품(40a 내지 40f)은 도 11에서 화살표(50)로 표시된 하향식, 상향식, 하향식, 상향식 구성의 이동 방향으로 순차적으로 배향된다. 도 11에 도시된 바와 같이. 제2 물품(40b)의 하단부는 제1 물품(40a)의 상단과 제3 물품(40c)의 상단 사이에 배향된다. 추가적으로, 포개진 구성에서, 물품이 캐리어에 적재될 때, 한 세트의 교번하는 물품(40b, 40d, 40f)의 상단 및 다른 세트의 교번하는 물품(40a, 40c, 40e)의 하단부는 상부 지지 구조물과 접촉하는 반면에, 각 세트의 교번하는 물품의 하단부 및 상단부는 하부 지지 구조물과 접촉한다.
캐리어에서 상이한 포개진 구성으로 배열된 복수의 물품의 2개의 평면도가 도 12 및 도 13에 제공된다. 도 12 및 도 13의 각각에서, 물품의 상단부는 "T"로 표시되고, 하단부의 물품은 "B"로 표시되고, 캐리어의 이동 방향은 화살표(50)로 도시된다. 도 12에 도시된 예에서, 물품은 각각 포개진 구성으로 배열된 몇몇 이격된 열로 배열되고, 도 13은 완전히 포개진 물품 패턴을 도시하며, 여기에서, 포개진 물품의 개별 열은 서로 이격되지 않고, 물품은 길이 방향 및 폭 방향 모두에서 포개진 구성으로 배열된다.
전술한 바와 같이, 본 명세서에 기술된 바와 같은 물품은 물품을 저온 살균 및/또는 멸균하기 위해 사용되는 마이크로파 가열 시스템에서 가열될 수 있다. 일반적으로, 저온 살균은 재료를 80℃ 내지 100℃의 최저 온도로 물질을 급속 가열하는 것을 포함하는 반면에, 멸균은 물질을 약 100℃ 내지 약 140℃의 최저 온도로 가열하는 것을 포함한다. 본 명세서에 기술된 마이크로파 시스템 중 일부는 저온 살균 또는 멸균을 위해 사용될 수 있다. 일부 경우에, 저온 살균 및 멸균은 동시에 또는 거의 동시에 일어날 수 있어서, 처리되는 물품은 가열 시스템에 의해 저온 살균되고 멸균될 수 있다.
이제 도 14a 및 도 14b를 참조하면, 본 발명의 실시형태에 따른 마이크로파 가열 공정의 주요 단계 및 물품을 저온 살균 및/또는 멸균하는데 적합한 마이크로파 가열 시스템의 주요 요소의 개략도가 제공된다. 본 명세서에 사용된 바와 같은 용어 "마이크로파 에너지"는 일반적으로 300㎒ 내지 30 GHz의 주파수를 갖는 전자기 에너지를 지칭한다.
도 14a 및 도 14b에 도시된 바와 같이, 하나 이상의 캐리어에 적재된 물품은 초기에 열화 구역(thermalization zone)(112)으로 도입될 수 있으며, 여기에서, 물품은 실질적으로 균일한 온도로 열화될 수 있다. 일단 열화되면, 물품은 마이크로파 가열 구역(116) 내로 도입되기 전에 선택적으로 압력 조정 구역(114a)을 통과할 수 있다. 마이크로파 가열 구역(116)에서, 물품은 도 14b에서 런처(124)로서 대체로 도시된 바와 같은 하나 이상의 마이크로파 런처에 의해 가열 구역의 적어도 일부 내로 방출되는 마이크로파 에너지를 사용하여 신속하게 가열될 수 있다. 가열된 물품은 그런 다음 유지 구역(120)을 통과할 수 있으며, 여기에서, 각각의 물품의 가장 차가운 부분은 특정 시간 동안 사전 결정된 목표 온도(예를 들어, 저온 살균 또는 멸균 목표 온도) 또는 그 이상의 온도로 유지될 수 있다. 물품은 또한 급랭 구역(122)으로 보내질 수 있으며, 여기에서, 물품의 온도는 적절한 취급 온도로 신속하게 감소될 수 있다. 그 후, 냉각된 물품은 시스템으로부터 제거되기 전에 선택적으로 제2 압력 조정 구역(114b)을 통과할 수 있다.
도 14a 및 도 14b에 도시된 마이크로파 시스템의 전술한 열화, 마이크로파 가열, 유지 및/또는 급랭 구역은 단일 용기 내에서 한정될 수 있거나, 또는 전술한 스테이지 또는 구역 중 적어도 하나는 하나 이상의 개별 용기 내에 한정될 수 있다. 추가적으로, 일부 경우에, 전술한 단계 중 적어도 하나는 처리될 물품이 적어도 부분적으로 침지될 수 있는 액체 매질로 적어도 부분적으로 충전된 용기에서 수행될 수 있다. 본 명세서에서 사용된 바와 같은 용어 "적어도 부분적으로 충전된"은 특정 용기의 용적의 적어도 50%가 액체 매질로 충전되는 구성을 의미한다. 특정 실시형태에서, 열화 구역, 마이크로파 가열 구역, 유지 구역, 및 급랭 구역에서 사용된 용기 중 적어도 하나의 용적은 액체 매질로 적어도 약 75%, 적어도 약 90%, 적어도 약 95%, 또는 100% 충전될 수 있다.
사용되는 액체 매질은 임의의 적절한 액체 매질일 수 있다. 예를 들어, 액체 매질은 공기의 유전 상수보다 큰 유전 상수를 가질 수 있고, 한 실시형태에서, 처리될 물품의 유전 상수와 유사한 유전 상수를 가질 수 있다. 물(또는 물을 포함하는 액체 매질)은 소비 가능한 물품을 가열하는데 사용되는 시스템에 특히 적합할 수 있다. 액체 매질은 작동 조건에서 그 물리적 특성(예를 들어, 비등점)을 변경하거나 또는 강화하기 위해 하나 이상의 첨가제, 예를 들어 오일, 알코올, 글리콜 및 소금을 또한 포함할 수 있다.
본 명세서에 기술된 바와 같은 마이크로파 가열 시스템은 전술한 처리 구역 중 하나 이상을 통해 물품을 운반하기 위한 적어도 하나의 운반 시스템(도 14a 및 도 14b에 도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 적합한 운반 시스템의 예는 플라스틱 또는 고무 벨트 컨베이어, 체인 컨베이어, 롤러 컨베이어, 가요성 또는 다중 굴곡 컨베이어, 와이어 메쉬 컨베이어, 버킷 컨베이어, 공압 컨베이어, 스크루 컨베이어, 트로프(trough) 또는 진동 컨베이어 및 이들의 조합을 포함할 수 있지만, 이들로 한정되지 않는다. 임의의 적절한 수의 개별 운반 라인이 운반 시스템과 함께 사용될 수 있고, 운반 라인 또는 라인들은 용기 내에서 임의의 적절한 방식으로 배열될 수 있다.
작동 시에, 도 14a 및 도 14b에 도시된 마이크로파 시스템 내로 도입되는 적재된 캐리어는 초기에 열화 구역(112) 내로 도입되며, 여기에서, 물품은 실질적으로 균일한 온도를 달성하도록 열화된다. 예를 들어, 열화 구역(112)으로부터 인출된 모든 물품의 적어도 약 85%, 적어도 약 90%, 적어도 약 95%, 적어도 약 97%, 또는 적어도 약 99%는 서로 약 5℃ 이내, 약 2℃ 이내, 또는 1℃ 이내의 온도를 갖는다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같은 용어 "열화된다" 및 "열화되는"은 대체로 온도 평형화 또는 균등화의 단계를 지칭한다.
열화 구역(112)이 액체 매질로 적어도 부분적으로 충전될 때, 열화 구역(112)을 통과하는 캐리어에서의 물품은 통과 동안 액체에 적어도 부분적으로 침지될 수 있다. 열화 구역(112)에 있는 액체 매질은 이를 통과하는 물품의 온도보다 더 따뜻하거나 더 차가울 수 있으며, 일부 경우에, 적어도 약 30℃, 적어도 약 35℃, 적어도 약 40℃, 적어도 약 45℃, 적어도 약 50℃, 적어도 약 55℃, 또는 적어도 약 60℃ 및/또는 최대 약 100℃, 최대 약 95℃, 최대 약 90℃, 최대 약 85℃, 최대 약 80℃, 최대 약 75℃, 최대 약 70℃, 최대 약 65℃, 또는 최대 약 60℃의 평균 벌크 온도를 가질 수 있다.
열화 단계는 대기압 하에서 수행될 수 있거나, 또는 가압 용기에서 수행될 수 있다. 가압될 때, 열화는 적어도 약 1, 적어도 약 2, 적어도 약 5, 또는 적어도 약 10 psig 및/또는 최대 약 80, 최대 약 50, 최대 약 40, 또는 최대 약 25 psig의 압력에서 수행될 수 있다. 열화 구역(112)이 액체 충전되고 가압될 때, 압력은 임의의 수두압(head pressure)에 더하여, 액체에 의해 가해질 수 있다. 열화가 진행되는 물품은 적어도 약 30초, 적어도 약 1분, 적어도 약 2분, 적어도 약 4분 및/또는 최대 약 20분, 최대 약 15분, 또는 최대 약 10분의 열화 구역(112)에서의 평균 체류 시간을 가질 수 있다. 열화 구역(112)으로부터 인출된 물품은 적어도 약 20℃, 적어도 약 25℃, 적어도 약 30℃, 적어도 약 35℃ 및/또는 최대 약 70℃, 최대 약 65℃, 최대 약 60℃, 또는 최대 약 55℃의 평균 온도를 가질 수 있다.
열화 구역(112)과 마이크로파 가열 구역(116)이 실질적으로 상이한 압력에서 작동할 수 있을 때, 열화 구역으로부터 인출된 캐리어는 마이크로파 가열 구역으로 들어가기 전에 압력 조정 구역(114a)을 통과할 수 있다. 사용될 때, 압력 조정 구역(114a)은 저압 영역과 고압 영역 사이에서 캐리어를 전환시키도록 구성된 임의의 구역 또는 시스템일 수 있다. 저압 구역과 고압 구역 사이의 차이는 시스템에 의존하여 달라질 수 있고, 예를 들어 적어도 약 1 psig, 적어도 약 5 psig, 적어도 약 10 psig, 적어도 약 12 psig 및/또는 최대 약 50 psig, 최대 약 45 psig, 최대 약 40 psig, 또는 최대 약 35 psig일 수 있다. 도 14a 및 도 14b에 도시된 급랭 구역(122)이 마이크로파 가열 구역(116)과는 상이한 압력에서 작동될 때, 다른 압력 조정 구역(114b)은 마이크로파 가열 구역(116) 또는 유지 구역(120)과 급랭 구역(122) 사이에서 캐리어를 전환시키도록 제공될 수 있다. 일부 경우에, 제1 압력 조정 구역(114a)은 저압 열화 구역으로부터 고압 마이크로파 가열 구역으로 캐리어를 전환시킬 수 있는 반면에, 제2 압력 조정 구역(114b)은 고압 유지 구역(120)(또는 급랭 구역의 고압 부분)으로부터 저압 급랭 구역(122), 또는 그 일부로 캐리어를 전환시킬 수 있다.
열화 후에, 적재된 캐리어는 마이크로파 가열 구역(116) 내로 도입될 수 있고, 물품은 하나 이상의 마이크로파 런처를 통해 마이크로파 가열 챔버 내로 방출되는 마이크로파 에너지의 일부를 사용하여 가열될 수 있다. 본 발명의 마이크로파 가열 시스템의 다양한 구성은 상기 범위 중 하나 이상 내에 있는 주파수를 갖는 마이크로파 에너지를 이용할 수 있으며, 약 915㎒의 주파수가 바람직하다. 또한, 전술한 바와 같이, 마이크로파 가열 챔버 내로 방출된 마이크로파 에너지는 편광될 수 있다. 마이크로파 에너지 이외에, 마이크로파 가열 구역은 하나 이상의 다른 유형의 열원, 예를 들어 디바이스의 다양한 전도성 또는 대류 가열 방법을 선택적으로 이용할 수 있다. 그러나, 물품을 가열하도록 사용된 에너지의 적어도 약 50, 적어도 약 55, 적어도 약 60, 적어도 약 65, 적어도 약 70, 적어도 약 75, 적어도 약 80, 적어도 약 85, 적어도 약 90, 또는 적어도 약 95%가 마이크로파 소스로부터의 마이크로파 에너지일 수 있다는 것이 대체로 바람직하다.
본 발명의 시스템에서 사용하는데 적합한 마이크로파 가열 구역(316)의 하나의 예가 도 15에 개략적으로 도시되어 있다. 도 15에 도시된 마이크로파 가열 구역(316)은 일반적으로 마이크로파 가열 챔버(330), 마이크로파 에너지를 발생시키기 위한 적어도 하나의 마이크로파 발생기(332), 및 발생기 또는 발생기(332)들로부터 마이크로파 가열 챔버(330)로 마이크로파 에너지의 적어도 일부를 안내하기 위한 마이크로파 분배 시스템(334)을 포함한다. 시스템은 마이크로파 가열 챔버(330)의 내부로 마이크로파 에너지를 방출하기 위한 하나 이상의 마이크로파 런처(322)를 더 포함한다. 마이크로파 가열 구역(316)은 또한 마이크로파 가열 구역을 통하여 물품의 그룹이 적재된 복수의 캐리어를 운반하기 위한 지지부를 구비하는 운반 라인을 갖는 운반 시스템(340)을 포함할 수 있다.
각각의 마이크로파 런처(322)는 마이크로파 가열 챔버(330) 내로 특정 양의 마이크로파 에너지를 방출하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 각각의 마이크로파 런처(322)는 적어도 약 5, 적어도 약 7, 적어도 약 10, 적어도 약 15㎾ 및/또는 최대 약 50, 최대 약 40, 최대 약 30, 최대 약 25, 최대 약 20, 또는 최대 약 17㎾를 방출하도록 구성될 수 있다. 시스템이 2개 이상의 마이크로파 런처를 포함할 때, 각각의 런처(322)는 하나 이상의 다른 런처와 동일한 양의 에너지를 방출할 수 있거나, 또는 적어도 하나의 런처는 다른 런처 중 적어도 하나와 비교할 때 상이한(예를 들어, 더 낮거나 더 높은) 양의 에너지를 방출할 수 있다. 전체적으로, 마이크로파 가열 챔버(330) 내로 방출되는 전체 에너지량은 적어도 약 25㎾, 적어도 약 30㎾, 적어도 약 35㎾, 적어도 약 40㎾, 적어도 약 45㎾, 적어도 약 50㎾, 적어도 약 55㎾, 적어도 약 60㎾, 적어도 약 65㎾, 적어도 약 70㎾, 또는 적어도 약 75㎾ 및/또는 최대 약 100㎾, 최대 약 95㎾, 최대 약 90㎾, 최대 약 85㎾, 최대 약 80㎾, 최대 약 75㎾, 최대 약 70㎾, 또는 최대 약 65㎾일 수 있다.
시스템이 2개 이상의 마이크로파 런처(322)를 포함할 때, 도 15에서 그룹(322a 및 322b)으로 도시된 런처 중 적어도 일부는 마이크로파 가열 챔버(330)의 동일한 측면에 위치될 수 있다. 이러한 동일한 측면의 런처(322a 또는 322b)는 챔버를 통과하는 캐리어(310)의 이동 방향에 평행한 방향으로 마이크로파 가열 챔버의 길이를 따라서 서로 축 방향으로 이격될 수 있다. 마이크로파 시스템은 또한 챔버를 통한 캐리어의 이동 방향에 대체로 직각인 방향으로 서로 측 방향으로 이격된 2개 이상의 동일한 측면 런처를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 마이크로파 가열 시스템은 또한 마이크로파 챔버의 대향하는 측면들 상에 위치된 적어도 2개의 런처를 포함할 수 있다. 도 15에 도시된 그룹(322a, 322b)에 있는 것들과 같은 이러한 마주한 또는 대향하여 배치된 런처들은, 런처의 런치 개구(launch opening)가 실질적으로 정렬되도록 마주보고 향하거나, 또는 마주한 런처의 런치 개구가 서로 축 방향 및/또는 측 방향으로 이격되도록 엇갈려 배열될 수 있다.
마이크로파 가열 구역에서 이용되는 각각의 마이크로파 런처는 임의의 적절한 구성일 수 있다. 몇몇 예시적인 마이크로파 런처가 도 16, 도 17 및 도 18a 내지 도 18c를 참조하여 기술된다. 먼저 도 16을 참조하면, 마이크로파 런처(822)의 하나의 예는 한 세트의 광폭의 대향 측벽(832a, 832b), 및 한 세트의 협폭의 양쪽 단부 벽(834a, 834b)을 포함하며, 이러한 것들은 실질적으로 직사각형의 런치 개구(838)를 총체적으로 한정한다. 런치 개구(838)는 측벽(832a, 832b 및 834a, 834b)의 하부 말단 가장자리에 의해 한정되는 폭(W1) 및 깊이(D1)를 각각 가질 수 있다. 런치 개구(838)의 깊이(D1)는 그 폭(W1)보다 작으며, 전형적으로 마이크로파 가열 챔버를 통해 이동하는 캐리어의 이동 방향에 직각인 방향으로 배향된다. 환언하면, 런치 개구(838)가 캐리어의 이동 방향(또는 마이크로파 챔버의 연장 방향)으로 길어질 수 있어서, 측벽(832a, 832b)의 보다 긴 말단 가장자리에 의해 획정된 런처의 폭은 이동 방향(또는 연장 방향)에 평행하게 배향되는 반면에, 단부 벽(834a, 834b)의 보다 짧은 말단 가장자리에 의해 획정된 런처의 깊이는 이동(또는 연장) 방향에 실질적으로 직각으로 정렬된다.
측벽(832) 중 하나의 도면 및 적절한 단부 벽(834)의 몇몇 예가 도 17 및 도 18a 내지 도 18c에 각각 도시되어 있다. 선택적으로, 상기 쌍의 측벽(832a, 832a) 및 상기 쌍의 단부 벽(834a, 834b) 중 적어도 하나는 입구 치수(폭(W0) 또는 깊이(D0))가 도 17 및 도 18a에 각각 도시된 바와 같이 출구 치수(폭(W1) 또는 깊이(D1))보다 작도록 나팔 모양으로 벌어질 수 있다. 나팔 모양으로 벌어지면, 측벽 및/또는 단부 벽은 도 17 및 도 18a에 도시된 바와 같이 각각의 폭 및 깊이 유도각(flare angle)(θw 및 θd)을 한정한다. 폭 및/또는 깊이 유도각(θw 및 θd)은 적어도 약 2°, 적어도 약 5°, 적어도 약 10°, 또는 적어도 약 15° 및/또는 최대 약 45°, 최대 약 30°, 또는 최대 약 15°일 수 있다. 존재한다면, 폭 및 깊이 유도각(θw 및 θd)의 값은 동일할 수 있거나, 또는 θw 및 θd의 각각은 상이한 값을 가질 수 있다. 일부 경우에, 마이크로파 런처(822)의 단부 벽(838a, 838b)은 폭 유도각 (θw)보다 작은 깊이 유도각(θd)을 가질 수 있다. 예를 들어, 깊이 유도각(θd)은 최대 약 0°일 수 있어서, 마이크로파 런처(822)의 입구 깊이(D0) 및 출구 치수(D1)는 도 18b에 도시된 바와 같이 실질적으로 동일하거나, 또는 깊이 유도각θd)은 0°미만일 수 있어서, D1는 도 18c에 도시된 바와 같이 D0보다 작다. 적합한 마이크로파 런처의 다른 예는 '516 출원에 상세하게 기술되어 있다.
일부 실시형태에서, 본 발명에 사용된 하나 이상의 마이크로파 런처에 의해 한정된 런치 개구 또는 개구들은 마이크로파 런처로부터 마이크로파 가열 챔버를 유체 흐름 가능하게 분리하기 위한 실질적으로 마이크로파 투과창에 의해 적어도 부분적으로 덮일 수 있다. 마이크로파 투과창은 존재할 때 마이크로파 챔버와 마이크로파 런처 사이의 유체 흐름을 방지하는 동시에, 런처로부터의 마이크로파 에너지의 상당 부분이 마이크로파 투과창을 통과하여 마이크로파 챔버 내로 보내지는 것을 여전히 허용할 수 있다. 윈도우는 유리 충전 테플론, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 폴리(메틸 메타크릴레이트(PMMA), 폴리에터이미드(PEI), 산화알루미늄, 유리, 및 이들의 조합물과 같은 하나 이상의 열가소성 물질 또는 유리 물질을 포함하지만 이들로 한정되지 않는 임의의 적절한 물질로 형성될 수 있다. 각각의 윈도우의 평균 두께는 적어도 약 4㎜, 적어도 약 6㎜, 적어도 약 8㎜, 또는 적어도 약 10㎜ 및/또는 최대 약 20㎜, 최대 약 16㎜, 또는 최대 약 12㎜일 수 있다. 각각의 윈도우는 파손, 균열 또는 다른 고장이 없이 적어도 약 40 psig, 적어도 약 50 psig, 적어도 약 75 psi 및/또는 최대 약 200 psig, 최대 약 150 psig, 또는 최대 약 120 psi의 압력차를 견딜 수 있다.
재차 도 15를 참조하면, 캐리어(310)가 마이크로파 가열 구역(330)을 통과함에 따라서, 물품의 가장 차가운 부분이 목표 온도를 달성하도록 물품은 가열될 수 있다. 마이크로파 가열 시스템이 멸균 또는 저온 살균 시스템일 때, 물품에 의해 달성되는 목표 온도는 적어도 약 65℃, 적어도 약 70℃, 적어도 약 75℃, 적어도 약 80℃, 적어도 약 85℃, 적어도 약 90℃, 적어도 약 95℃, 적어도 약 100℃, 적어도 약 105℃, 적어도 약 110℃, 적어도 약 115℃, 적어도 약 120℃, 적어도 약 121℃, 적어도 약 122℃ 및/또는 최대 약 130℃, 최대 약 128℃, 또는 최대 약 126℃의 멸균 또는 저온 살균 목표 온도일 수 있다. 달리 지시되지 않는 한, 물품의 온도는 그 물품의 가장 차가운 부분에서 측정된 온도를 지칭한다.
마이크로파 가열 챔버(330)는 적어도 부분적으로 액체로 충전될 수 있고, 캐리어에 있는 물품의 적어도 일부 또는 전부는 가열 동안 액체 매질에 침지될 수 있다. 마이크로파 가열 챔버(330)에 있는 액체의 평균 벌크 온도는 변할 수 있고, 일부 경우에 마이크로파 가열 챔버 내로 방출되는 마이크로파 에너지의 양에 의존할 수 있다. 마이크로파 가열 챔버(330)에 있는 액체의 평균 벌크 온도는 적어도 약 70℃, 적어도 약 75℃, 적어도 약 80℃, 적어도 약 85℃, 적어도 약 90℃, 적어도 약 95℃, 적어도 약 100℃, 적어도 약 105℃, 적어도 약 110℃, 적어도 약 115℃, 또는 적어도 약 120℃ 및/또는 최대 약 135℃, 최대 약 132℃, 최대 약 130℃, 최대 약 127℃, 또는 최대 약 125℃일 수 있다.
캐리어(310)가 마이크로파 가열 챔버(330)를 통과함에 따라서, 물품은 비교적 짧은 시간에 목표 온도로 가열될 수 있으며, 이러한 것은 물품의 임의의 손상 또는 악화를 최소화하는 것을 도울 수 있다. 예를 들어, 마이크로파 가열 구역(316)을 통과하는 각각의 물품의 평균 체류 시간은 적어도 약 5초, 적어도 약 20초, 적어도 약 60초 및/또는 최대 약 10분, 최대 약 8분, 최대 약 5분, 최대 약 3분, 최대 약 2분, 또는 최대 약 1분일 수 있다. 마이크로파 가열 구역(316)에서 가열된 물품의 최저 온도는 적어도 약 5℃, 적어도 약 10℃, 적어도 약 15℃, 적어도 약 20℃, 적어도 약 30℃, 적어도 약 40℃, 적어도 약 50℃, 적어도 약 75℃ 및/또는 최대 약 150℃, 최대 약 125℃, 또는 최대 약 100℃까지 증가할 수 있다.
일부 실시형태에서, 마이크로파 가열 챔버(330)는 대략 주변 압력에서 작동될 수 있다. 대안적으로, 마이크로파 가열 챔버는 주변 압력보다 적어도 5 psig, 적어도 약 10 psig, 적어도 약 15 psig, 또는 적어도 약 17 psig 및/또는 최대 약 80 psig, 최대 약 60 psig, 최대 약 50 psig, 또는 최대 약 40 psig 높은 압력에서 작동하는 가압 마이크로파 챔버(330)일 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같은 용어 "주변" 압력은 외부 가압 디바이스의 영향없이 마이크로파 가열 챔버에서 유체에 의해 가해지는 압력을 지칭한다.
재차 도 14a 및 도 14b를 참조하면, 마이크로파 가열 구역(116)을 빠져 나가면, 적재된 캐리어는 선택적 유지 구역(120)으로 보내질 수 있으며, 여기에서 물품의 온도는 사전 결정된 시간 동안 특정 목표 온도 이상에서 유지될 수 있다. 예를 들어, 유지 구역(120)에서, 물품의 가장 차가운 부분의 온도는 적어도 약 1분, 적어도 약 2분, 또는 적어도 약 4분 및/또는 최대 약 20분, 최대 약 16분, 또는 최대 약 10분의 시간(또는 "유지 기간") 동안 적어도 약 70℃, 적어도 약 75℃, 적어도 약 80℃, 적어도 약 85℃, 적어도 약 90℃, 적어도 약 95℃, 적어도 약 100℃, 적어도 약 105℃, 적어도 약 110℃, 적어도 약 115℃, 또는 적어도 약 120℃, 적어도 약 121℃, 적어도 약 122℃ 및/또는 최대 약 130℃, 최대 약 128℃, 또는 최대 약 126℃의 사전 결정된 최저 온도 이상에서 유지될 수 있다.
그 후, 충분한 저온 살균 또는 멸균될 수 있는 가열된 물품은 유지 구역(120)을 빠져나가서 급랭 구역(122) 내로 도입될 수 있으며, 여기에서, 물품은 냉각된 유체에서의 침지를 통해 가능한 빨리 냉각된다. 급랭 구역(122)은 적어도 약 1분, 적어도 약 2분, 적어도 약 3분 및/또는 최대 약 10분, 최대 약 8분, 또는 최대 약 6분의 시간 기간에서 물품의 외부 표면 온도를 적어도 약 30℃, 적어도 약 40℃, 적어도 약 50℃ 및/또는 최대 약 100℃, 최대 약 75℃, 또는 최대 약 50℃까지 감소시킬 수 있다. 임의의 적절한 유체가 급랭 구역(122)에 사용될 수 있고, 일부 경우에, 유체는 마이크로파 가열 구역(116) 및/또는 유지 구역(120)에서 사용된 액체와 유사하거나 상이한 액체를 포함할 수 있다. 급랭 구역(122)으로부터 제거될 때, 냉각된 물품은 적어도 약 20℃, 적어도 약 25℃, 적어도 약 30℃ 및/또는 최대 약 70℃, 최대 약 60℃, 또는 최대 약 50℃의 온도를 가질 수 있다. 급랭 구역(122)으로부터 제거되면, 냉각되고 처리된 물품은 그런 다음 이후의 저장 또는 사용을 위해 마이크로파 가열 구역(100)으로부터 제거될 수 있다.
본 발명의 마이크로파 가열 시스템은 비교적 짧은 시간에 대량의 물품을 처리할 수 있는 상업적 규모의 가열 시스템일 수 있다. 복수의 물품을 가열하도록 마이크로파 에너지를 이용하는 종래의 레토르트(retort) 및 다른 소규모 시스템과 달리, 본 명세서에 기술된 바와 같은 마이크로파 가열 시스템은 '516 출원에서 기술된 바와 같이 측정된, 분당 적어도 약 5개의 패키지, 분당 적어도 약 10개의 패키지, 운반 라인당 분당 적어도 약 15개의 패키지, 운반 라인당 분당 적어도 약 20개의 패키지, 운반 라인당 분당 적어도 약 25개의 패키지, 또는 운반 라인당 분당 적어도 약 30개의 패키지의 전체적인 생산 속도를 달성하도록 구성될 수 있다.
전술한 바와 같은 마이크로파 저온 살균 또는 멸균 시스템에서 처리된 물품은 소비자에 의해 얻어질 수 있으며, 소비자는 이후에 소비를 위해 물품을 재가열할 수 있다. 전술한 바와 같이, 재가열하는 단계는 하나 이상의 물품을 소규모 소비자 전자 레인지에서 가열하는 단계를 포함할 수 있다. 전자 레인지의 크기에 의존하여, 한 번에 가열되는 물품의 총수는 최대 5개, 최대 4개, 최대 3개, 또는 2개 미만일 수 있다. 전형적으로, 소비자 전자 레인지에 의해 방출된 마이크로파 에너지는 비편광 또는 무작위 편광이며, 약 2450㎒의 주파수를 갖는다. 추가적으로, 소비자 전자 레인지에서 재가열된 물품은 전술한 대규모 저온 살균 또는 멸균 시스템에서와 행해지는 바와 같이 캐리어에 고정되지 않는다.
소비자 전자 레인지에서 재가열된 물품은 적어도 약 15초, 적어도 약 20초, 적어도 약 25초, 적어도 약 30초, 적어도 약 45초, 적어도 약 1분, 적어도 약 1.5분, 적어도 약 2분, 적어도 약 2.5분, 또는 적어도 약 3분 및/또는 최대 약 10분, 최대 약 8분, 최대 약 7분, 최대 약 6.5분, 최대 약 6분, 최대 약 5.5분, 최대 약 5분, 최대 약 4.5분, 최대 약 4분, 최대 약 3.5분, 또는 최대 약 3분의 기간 동안 가열될 수 있다. 전형적으로, 소비자 전자 레인지는 대기압에서 작동되며, 액체 충전 챔버를 포함하지 않는다.
재가열될 식료품의 가장 뜨거운 부분에 의해 달성되는 온도는 적어도 약 35, 적어도 약 40, 적어도 약 45, 적어도 약 50, 적어도 약 55, 적어도 약 60, 적어도 약 65, 적어도 약 70, 적어도 약 75, 또는 적어도 약 80℃ 및/또는 최대 약 100, 최대 약 95, 최대 약 90, 최대 약 85, 최대 약 80, 최대 약 75, 최대 약 70, 최대 약 65, 최대 약 60, 최대 약 55, 최대 약 50, 최대 약 45, 또는 최대 약 40℃일 수 있다. 재가열될 식료품의 가장 차가운 부분에 의해 달성되는 온도는 적어도 약 22, 적어도 약 25, 적어도 약 27, 적어도 약 30, 적어도 약 32, 적어도 약 35, 적어도 약 37, 적어도 약 40, 적어도 약 42, 적어도 약 45, 적어도 약 47, 적어도 약 50, 적어도 약 52, 적어도 약 55, 적어도 약 57, 또는 적어도 약 60℃ 및/또는 최대 약 95, 최대 약 90, 최대 약 85, 최대 약 80, 최대 약 75, 최대 약 70, 최대 약 65, 최대 약 60, 최대 약 55, 또는 최대 약 50℃일 수 있다.
본 발명에 따르면, 본 명세서에 기술된 바와 같은 상업용 마이크로파 저온 살균/멸균 시스템 및 가정용 소비자 전자 레인지에서 가열될 특정 식료품 또는 다른 물품을 위한 패키지를 설계하는 방법이 또한 제공된다. 하나의 방법(600)의 주요 단계는 도 18에 제공된 흐름도에 도시되어 있다.
도 18에 도시된 바와 같이, 하나 이상의 에너지 제어 요소를 포함하는 패키지를 설계하기 위한 방법(600)의 제1 단계는 블록(610)에 의해 도시된 바와 같이 테스트 물품을 형성하도록 테스트 물질로 초기 패키지를 충전하는 것이다. 초기 패키지는 상업적으로 이용 가능한 패키지일 수 있거나, 또는 주문 제작될 수도 있고, 하나 이상의 마이크로파 에너지 제어 요소를 이미 포함하거나 포함하지 않을 수 있다. 일부 경우에, 이러한 방법에서 사용된 초기 패키지는 이전 시험으로부터 기인하는 변형된 패키지일 수 있다.
임의의 적절한 테스트 물질이 사용될 수 있으며, 예를 들어, 패키지를 충전하도록 궁극적으로 사용될 정확한 식료품 또는 다른 물품의 샘플, 또는 식료품 또는 다른 물품을 시뮬레이션하도록 사용되는 대체 물질을 포함할 수 있다. 적합한 대체 테스트 물질의 하나의 예는 Ameriqual Group, LLC(미국 인디애나주 에반스 빌에 소재)에서 시판되는 유장 겔 푸딩(whey gel pudding)이다. 초기 패키지는 임의의 적절한 방식으로 충전될 수 있다. 일반적으로, 초기 패키지가 에너지 제어 요소를 포함하는 상황이 배제되지 않을지라도, 초기 패키지는 종래의 물질로 형성될 수 있고, 어떠한 유형의 에너지 제어 요소도 포함하지 않을 수 있다.
초기 패키지가 충전되면, 도 18의 블록(612a)에 의해 도시된 바와 같이, 초기 패키지는 마이크로파 에너지를 사용하여 마이크로파 가열 시스템에서 가열될 수 있다. 마이크로파 가열 시스템은 도 14a 및 도 14b에 대하여 전술한 바와 같이, 편광된 마이크로파 에너지를 이용하는 대규모 또는 파일럿 규모의 액체 충전 마이크로파 가열 시스템일 수 있거나, 또는 대규모 시스템의 거동을 시뮬레이션하도록 설계된 실험실 규모 시스템일 수 있다. 대안적으로, 테스트 물품은 비편광 또는 무작위 편광된 마이크로파 에너지를 이용하는 소비자 전자 레인지에서 가열될 수 있다.
가열하는 적어도 일부 동안, 테스트 물질의 온도는 도 18의 블록(612b)에 의해 도시된 바와 같이 하나 이상, 바람직하게 2개 이상의 위치에서 측정될 수 있다. 이러한 온도 측정은 임의의 적절한 기구를 사용하여 수행될 수 있고, 일부 경우에, 테스트 물질 내에 위치되고 패키지 내로 밀봉된 온도 프로브를 사용하여 수행될 수 있다. 이러한 경우에, 온도 프로브 또는 프로브들은 도 18에서 블록(610)에 의해 도시된 바와 같이 충전 단계 동안 테스트 물질과 함께 패키지 내에 배치될 것이다. 대안적으로, 물품이 충전된 후에 물품 가까이 또는 물품 내에 위치될 수 있는 다른 유형의 온도 측정 디바이스가 사용될 수 있다.
물품이 목표 온도로 가열된 후에, 물품은 마이크로파 가열 구역으로부터 제거되어 냉각될 수 있다. 도 18에서 블록(614)에 의해 도시된 바와 같이. 가열하는 단계 동안 취해진 온도 측정치로부터, 패키지 내의 하나 이상의 열점 또는 냉점의 위치가 결정될 수 있다. 일부 경우에, 이러한 결정은 가열 동안 얻어진 온도 데이터뿐만 아니라 상업적으로 이용 가능한 모델링 소프트웨어를 사용하여 수행될 수 있다. 일부 경우에, 열점 또는 냉점의 위치는 캐리어 내의 물품의 위치에 의존할 수 있지만, 다른 경우에 그렇지 않을 수 있다. 물품은 적어도 하나의 열점, 적어도 하나의 냉점, 또는 적어도 하나의 열점 및 적어도 하나의 냉점을 나타낼 수 있다.
블록(616)에 의해 도시된 바와 같이, 변형된 패키지를 설계하는 방법(600)은 다음 행위 중 하나 이상을 취하는 것에 의해 적어도 하나의 에너지 제어 요소를 포함하는 변형된 패키지를 생성하는 단계를 더 포함한다: (i) 열점 가까이에 마이크로파 억제 요소를 추가하는 행위; (ⅱ) 냉점 가까이에 마이크로파 강화 요소를 추가하는 행위; (ⅲ) 냉점 가까이로부터 마이크로파 억제 요소를 제거하는 행위; 및 (iv) 열점으로부터 마이크로파 강화 요소를 제거하는 행위. 일부 경우에, 2개 이상, 3개 이상 또는 심지어 4개의 모든 행위가 변형된 패키지를 형성하도록 취해질 수 있다. 전술한 바와 같이, 마이크로파 제어 요소는 선택적 마이크로파 제어 요소일 수 있고, 한 유형의 마이크로파 에너지를 다른 유형의 마이크로파 에너지보다 더욱 억제하거나 강화할 수 있다.
그 후, 도 18에서 블록(618)에 의해 도시된 바와 같이. 변형된 패키지는 초기 패키지를 충전하고 테스트 물품을 형성하도록 사용된 동일한 테스트 물질로 충전될 수 있다. 블록(620)에 의해 도시된 바와 같이, 결과적인 변형된 물품은 테스트 물품과 동일한 마이크로파 가열 시스템에서 재차 가열될 수 있고, 동일한 시스템은 가열 동안 테스트 물질의 온도를 측정하도록 사용될 수 있다. 일부 경우에, 이전에 결정된 열점 및/또는 냉점의 온도가 측정될 수 있고, 가열하는 단계 후에, 변형된 물품의 온도 측정치는 테스트 물품의 가열 동안 수행된 것과 비교될 수 있다. 바람직하게, 열점 및/또는 냉점의 온도는 각각 더 낮고 및/또는 더 높아서, 열점 및/또는 냉점의 온도와 물질의 나머지 사이의 변화는 테스트 물품의 가열 동안의 변화보다 작다. 열점 및/또는 냉점의 온도가 후속하여 테스트 물품의 가열 동안 측정된 온도보다 높고 및/또는 낮으면, 패키지는 하나 이상의 에너지 제어 요소를 포함하도록 재차 변형될 수 있다. 방법(600)의 단계(612 내지 620)의 각각은 최종 변형된 패키지를 제공하는데 필요한 횟수만큼 반복될 수 있으며, 이러한 것은 열점 및 냉점의 존재를 최소화하고 패키지 내의 물질의 보다 균일한 가열을 보장한다.
정의
본 명세서에서 사용되는 바와 같은 용어 "포함하는" 및 "포함한다"는 용어 앞에 인용된 대상물을 용어 뒤에 인용된 하나 이상의 요소로 전환하도록 사용되는 개방형 전환 용어이며, 전환 용어 뒤에 열거된 요소 또는 요소들은 반드시 대상물을 만드는 요소가 아니다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같은 용어 "구비하는" 및 "구비한다"는 "포함하는" 및 "포함한다"와 동일한 개방형 의미를 갖는다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같은 용어 "갖는" 및 "갖는다"는 "포함하는" 및 "포함한다"와 동일한 개방형 의미를 갖는다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같은 용어 "함유하는" 및 "함유한다"는 "포함하는" 및 "포함한다"와 동일한 개방형 의미를 갖는다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같은 "단수 표현" 용어 및 "상기"는 하나 이상을 의미한다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같은 용어 "및/또는"은 2개 이상의 물품의 목록에서 사용될 때, 열거된 물품 중 임의의 하나가 그 자체로 또는 열거된 물품 중 2개 이상의 조합으로 이용될 수 있다는 것을 의미한다. 예를 들어, 조성물이 성분(A, B 및/또는 C)을 함유하는 것으로 기술되면, 조성물은 A만; B만; C만; A 및 B의 조합; A 및 C의 조합; B 및 C의 조합; 또는 A, B 및 C의 조합을 함유할 수 있다.
전술한 본 발명의 바람직한 형태는 단지 예시로서 사용되어야 하고, 본 발명의 범위를 해석하기 위해 제한적인 의미로 사용되어서는 안 된다. 전술한 예시적인 한 실시형태에 대한 명백한 변경은 본 발명의 사상을 벗어남이 없이 당업자에 의해 용이하게 이루어질 수 있다.
본 발명자들은 다음의 청구범위에 제시된 바와 같이 본 발명의 문자 그대로의 범위를 실질적으로 벗어나지 않는 임의의 장치와 관련하여 본 발명의 합리적으로 공정한 범위를 결정하고 평가하기 위해 동등한 교리에 의존하려는 그들의 의도를 진술한다.

Claims (30)

  1. 마이크로파 가열 시스템에서 복수의 물품을 가열하기 위한 방법으로서,
    (a) 상기 물품의 그룹을 캐리어에 적재하는 단계로서, 상기 물품의 각각은 적어도 하나의 식료품으로 적어도 부분적으로 충전되는 패키지를 포함하고, 상기 패키지의 하나 이상에 있는 상기 식료품의 적어도 일부는 적어도 하나의 에너지 제어 요소 가까이에 위치되는, 상기 적재하는 단계;
    (b) 상기 적재된 캐리어를 제1 운반 라인을 따라서 이동 방향으로 마이크로파 가열 챔버에 통과시키는 단계;
    (c) 마이크로파 에너지를 발생시키는 단계;
    (d) 상기 통과시키는 적어도 일부 동안, 상기 마이크로파 에너지의 적어도 일부를 상기 마이크로파 가열 챔버 내로 방출하는 단계; 및
    (e) 상기 마이크로파 가열 챔버로 방출된 상기 마이크로파 에너지의 적어도 일부를 사용하여 상기 물품을 가열하는 단계를 포함하되,
    상기 가열 동안, 상기 에너지 제어 요소 가까이에 위치된 식료품의 부분은 상기 에너지 제어 요소가 존재하지 않았을 때 가열되었을 또는 가열된 상기 식료품의 상기 부분과 실질적으로 상이한 온도 및/또는 실질적으로 상이한 가열 속도로 가열되는, 마이크로파 가열 시스템에서 복수의 물품을 가열하기 위한 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 에너지 제어 요소 가까이에 위치된 상기 식료품의 상기 부분의 가열 속도는 상기 에너지 제어 요소가 존재하지 않았을 때 가열되었을 상기 식료품의 상기 부분의 가열 속도와는 상이한 적어도 2℃/min이며, 그리고/또는 상기 에너지 제어 요소 가까이에 위치된 상기 식료품의 상기 부분의 온도는 상기 에너지 제어 요소가 존재하지 않았을 때 가열되었을 상기 식료품의 상기 부분의 온도와는 상이한 적어도 5℃인, 마이크로파 가열 시스템에서 복수의 물품을 가열하기 위한 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 에너지 제어 요소는 발열체를 포함하되, 상기 발열체 가까이에 위치된 상기 식료품의 부분은 상기 발열체가 존재하지 않았을 때 가열되었을 상기 식료품의 상기 부분보다 높은 온도 및/또는 빠른 가열 속도로 가열되며, 상기 발열체 가까이에 위치된 상기 식료품의 상기 부분의 상기 가열 속도는 적어도 10℃/min이며, 그리고/또는 상기 발열체 가까이에 위치된 상기 식료품의 상기 부분에 의해 달성되는 온도는 적어도 100℃인, 마이크로파 가열 시스템에서 복수의 물품을 가열하기 위한 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 에너지 제어 요소는 적어도 하나의 마이크로파 억제 요소를 포함하되, 상기 마이크로파 억제 요소 가까이에 위치된 상기 식료품의 부분은 상기 마이크로파 억제 요소가 존재하지 않았을 때보다 느린 온도 및/또는 느린 가열 속도로 가열되며, 상기 마이크로파 억제 요소 가까이에 위치된 상기 식료품의 상기 부분의 가열 속도는 최대 20℃/min이며, 그리고/또는 상기 마이크로파 억제 요소 가까이에 위치된 상기 식료품의 상기 부분에 의해 달성되는 온도는 약 125℃ 미만인, 마이크로파 가열 시스템에서 복수의 물품을 가열하기 위한 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 패키지는 상기 에너지 제어 요소를 포함하되, 상기 에너지 제어 요소는 상기 패키지의 적어도 하나의 표면 상에 위치된 복수의 에너지 제어 스트립을 포함하고, 상기 에너지 제어 스트립은 약 1/16 인치 내지 약 1/8 인치의 범위에 있는 폭을 가지며, 상기 에너지 제어 스트립의 각각은 서로 이격되고 이에 의해 상기 에너지 제어 스트립의 인접한 에너지 제어 스트립 사이에 개방 영역을 획정하며, 상기 개방 영역의 폭은 인접한 에너지 제어 스트립의 평균 폭보다 적어도 25% 큰, 마이크로파 가열 시스템에서 복수의 물품을 가열하기 위한 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 패키지는 2개 이상의 상이한 유형의 식료품으로 적어도 부분적으로 충전되는, 마이크로파 가열 시스템에서 복수의 물품을 가열하기 위한 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 물품을 향해 안내된 상기 마이크로파 에너지는 편광된 마이크로파 에너지이고 850 내지 1050㎒의 범위에 있는 주파수를 가지며, 상기 마이크로파 가열 챔버는 액체 매질로 적어도 부분적으로 충전되고, 상기 물품은 상기 가열 동안 상기 액체 매질에 적어도 부분적으로 침지되며, 상기 마이크로파 가열 시스템은 분당 적어도 5개의 패키지의 전체적인 생산 속도를 갖는, 마이크로파 가열 시스템에서 복수의 물품을 가열하기 위한 방법.
  8. 마이크로파 가열 시스템에서 복수의 물품을 가열하기 위한 방법으로서,
    (a) 상기 복수의 물품을 캐리어에 적재하는 단계로서, 각각의 물품은 가열될 적어도 하나의 물품으로 적어도 부분적으로 충전되는 패키지를 포함하는, 상기 적재하는 단계;
    (b) 적재된 캐리어를, 운반 라인을 따라서 이동 방향으로 마이크로파 가열 챔버에 통과시키는 단계;
    (c) 상기 통과시키는 적어도 일부 동안, 하나 이상의 마이크로파 런처(microwave launcher)를 통해 마이크로파 에너지를 상기 마이크로파 가열 챔버 내로 안내하는 단계; 및
    (d) 상기 안내하는 적어도 일부 동안, 각각의 물품의 가장 차가운 부분의 온도를 목표 온도로 증가시키기 위해 상기 마이크로파 에너지의 적어도 일부를 이용하여 상기 물품을 가열하는 단계를 포함하되,
    상기 패키지의 적어도 일부는 상기 가열 동안 마이크로파 에너지가 상기 물품의 적어도 일부에 도달하는 것을 억제하거나 방지하기 위한 적어도 하나의 마이크로파 억제 요소를 포함하는, 마이크로파 가열 시스템에서 복수의 물품을 가열하기 위한 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 마이크로파 억제 요소는 편광된 마이크로파 에너지의 적어도 5%를 반사하도록 구성되고 비편광 또는 무작위 편광된 마이크로파 에너지에 대해 투과성인, 마이크로파 가열 시스템에서 복수의 물품을 가열하기 위한 방법.
  10. 제8항에 있어서, 상기 패키지는 상단 표면 및 하단 표면을 갖고, 상기 마이크로파 억제 요소는 상기 상단 표면 및 상기 하단 표면 중 하나의 적어도 일부에 위치되며, 상기 마이크로파 억제 요소는 상기 패키지의 전체 표면적의 적어도 5% 및 95% 미만을 덮고, 상기 마이크로파 억제 요소는 상기 가열 동안 마이크로파 에너지가 상기 물품의 적어도 10% 및 90% 미만에 도달하는 것을 방지하도록 구성되며, 상기 가열 동안, 상기 마이크로파 억제 요소 가까이에 위치된 상기 물품의 부분의 온도는 상기 마이크로파 억제 요소가 존재하지 않았을 때 가열되었을 상기 물품의 상기 부분의 온도보다 적어도 5℃ 낮고, 및/또는 상기 가열 동안, 상기 마이크로파 억제 요소 가까이에 위치된 상기 물품의 부분의 가열 속도는 상기 마이크로파 억제 요소가 존재하지 않았을 때 가열되었을 상기 물품의 상기 부분에서의 가열 속도보다 적어도 2℃/min 낮은, 마이크로파 가열 시스템에서 복수의 물품을 가열하기 위한 방법.
  11. 제8항에 있어서, 상기 캐리어에 있는 상기 물품의 일부는 제1 유형의 마이크로파 억제 요소를 갖는 패키지를 포함하고, 상기 캐리어에 있는 상기 물품의 일부는 제2 유형의 마이크로파 억제 요소를 갖는 패키지를 포함하는, 마이크로파 가열 시스템에서 복수의 물품을 가열하기 위한 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 캐리어에 있는 상기 물품의 일부는 상기 제1 및 상기 제2 유형의 마이크로파 억제 요소를 갖는 패키지를 포함하는, 마이크로파 가열 시스템에서 복수의 물품을 가열하기 위한 방법.
  13. 제8항에 있어서, 상기 캐리어에 있는 상기 물품의 적어도 일부는 마이크로파 억제 요소를 갖는 패키지를 포함하지 않는, 마이크로파 가열 시스템에서 복수의 물품을 가열하기 위한 방법.
  14. 제8항에 있어서, 상기 물품은 식료품을 포함하고, 상기 방법은, 단계 (d)에 후속하여, 마이크로파 에너지를 사용하여 전자 레인지에 있는 상기 물품 중 적어도 하나를 재가열하는 단계를 더 포함하되, 상기 물품은 상기 재가열 동안 캐리어에 고정되지 않고, 상기 단계 (d)의 가열 동안 사용되는 상기 마이크로파 에너지는 편광되며, 상기 재가열하는 단계 동안 사용되는 상기 마이크로파 에너지는 비편광 또는 무작위 편광되고, 하기 조건 (i) 내지 (ⅲ) 중 적어도 하나가 충족되는, 마이크로파 가열 시스템에서 복수의 물품을 가열하기 위한 방법:
    (i) 상기 마이크로파 억제 요소가 편광된 마이크로파 에너지에 대해 투과성이며 비편광 또는 무작위 편광된 마이크로파 에너지를 흡수하거나 반사하는 조건;
    (ⅱ) 상기 마이크로파 억제 요소가 비편광 또는 무작위 편광된 마이크로파 에너지에 대해 투과성이며 편광된 마이크로파 에너지를 흡수하거나 또는 반사하는 조건; 및
    (ⅲ) 상기 마이크로파 억제 요소가 이를 통과하는 편광 및 비편광 또는 무작위 편광된 마이크로파 에너지 모두를 흡수하거나 또는 반사하도록 구성되는 조건.
  15. 제8항에 있어서, 상기 물품을 향해 안내되는 상기 마이크로파 에너지는 편광된 마이크로파 에너지이고 850 내지 1050㎒의 범위에 있는 주파수를 가지며, 상기 마이크로파 가열 챔버는 액체 매질로 적어도 부분적으로 충전되고, 상기 물품은 상기 가열 동안 상기 액체 매질에 적어도 부분적으로 침지되며, 상기 마이크로파 가열 시스템은 분당 적어도 5개의 패키지의 전체적인 생산 속도를 갖는, 마이크로파 가열 시스템에서 복수의 물품을 가열하기 위한 방법.
  16. 마이크로파 가열 시스템에서 저온 살균 또는 멸균되는데 적합한 물품으로서,
    적어도 하나의 식료품; 및
    상기 식료품을 유지하기 위한 적어도 하나의 구획을 포함하는 패키지를 포함하되, 상기 패키지는 상기 패키지가 마이크로파 에너지에 노출될 때 상기 식료품의 적어도 일부와 마이크로파 에너지 사이의 상호 작용을 변경하기 위한 적어도 하나의 에너지 제어 요소를 더 포함하고,
    상기 에너지 제어 요소는, 하기 특성 (i) 및 (ⅱ) 중 적어도 하나를 나타내도록 구성되는, 물품:
    (i) 편광 및 비편광 또는 무작위 편광된 마이크로파 에너지를 상이하게 흡수하는 특성; 및
    (ⅱ) 편광 및 비편광 또는 무작위 편광된 마이크로파 에너지를 상이하게 반사하는 특성.
  17. 제16항에 있어서, 상기 에너지 제어 요소는 상기 특성 (i)을 나타내도록 구성되는, 물품.
  18. 제17항에 있어서, 상기 에너지 제어 요소는 비편광 또는 무작위 편광된 마이크로파 에너지를 반사하고 편광된 마이크로파 에너지에 대해 투과성인, 물품.
  19. 제16항에 있어서, 상기 에너지 제어 요소는 특성 (ⅱ)을 나타내도록 구성되는, 물품.
  20. 제16항에 있어서, 상기 패키지는 상기 제1 에너지 제어 요소와는 상이하게 에너지를 반사 및/또는 흡수하는 제2 에너지 제어 요소를 더 포함하는, 물품.
  21. 제16항에 있어서, 상기 패키지는 상단부 및 하단부를 갖고, 상기 에너지 제어 요소는 상기 패키지의 상기 상단부 및/또는 상기 하단부의 적어도 일부에 위치되며, 상기 에너지 제어 요소는 상기 패키지의 전체 표면적의 적어도 30%를 덮도록 구성되고, 상기 에너지 제어 요소는 상기 패키지 내의 상기 식료품의 적어도 20%와의 마이크로파 에너지의 상호 작용을 변경하도록 구성되는, 물품.
  22. 제16항에 있어서, 상기 물품은 적어도 2개의 상이한 유형의 식료품을 포함하는, 물품.
  23. 제22항에 있어서, 상기 패키지는 상기 식료품 중 하나를 유지하도록 각각 구성되는 적어도 2개의 상이한 구획을 포함하는, 물품.
  24. 마이크로파 에너지를 사용하여 포장된 식료품을 가열하기 위한 방법으로서,
    (a) 포장된 식료품을 형성하도록 적어도 하나의 식료품으로 적어도 부분적으로 패키지를 충전하는 단계로서, 상기 패키지는 적어도 하나의 에너지 제어 요소를 포함하는, 상기 패키지를 충전하는 단계;
    (b) 상기 식료품을 멸균 또는 저온 살균하도록 제1 유형의 마이크로파 에너지를 사용하여 포장된 식료품을 가열하는 단계로서, 상업적 규모의 마이크로파 가열 시스템에서 수행되고, 상기 포장된 식료품이 적재된 캐리어를, 운반 라인을 따라서 통과시키는 단계를 포함하는, 상기 식료품을 가열하는 단계; 및
    (c) 즉시 섭취 식료품을 제공하도록 제2 유형의 마이크로파 에너지를 이용하여 물품을 재가열하는 단계를 포함하되,
    상기 제1 및 제2 유형의 마이크로파 에너지는 실질적으로 상이한 (i) 편광, (ⅱ) 주파수 및/또는 (ⅲ) 강도를 가지며, 상기 에너지 제어 요소는 상기 제1 및 제2 유형의 마이크로파 에너지 중 하나를 다른 마이크로파 에너지보다 억제하거나 또는 강화시키는데 실질적으로 더 효과적인, 마이크로파 에너지를 사용하여 포장된 식료품을 가열하기 위한 방법.
  25. 제24항에 있어서, 상기 제1 유형의 마이크로파 에너지는 편광된 마이크로파 에너지이고, 상기 제2 유형의 마이크로파 에너지는 비편광 또는 무작위 편광된 마이크로파 에너지이며, 상기 제1 유형의 마이크로파 에너지는 최대 1200㎒의 주파수를 갖고, 상기 제2 유형의 마이크로파 에너지는 적어도 2200㎒의 주파수를 갖는, 마이크로파 에너지를 사용하여 포장된 식료품을 가열하기 위한 방법.
  26. 제24항에 있어서, 상기 가열하는 단계는 액체 충전 마이크로파 가열 챔버에서 수행되고, 상기 재가열하는 단계는 전자 레인지에서 수행되며, 상기 에너지 제어 요소는 마이크로파 억제 요소인, 마이크로파 에너지를 사용하여 포장된 식료품을 가열하기 위한 방법.
  27. 식료품의 멸균 및/또는 저온 살균을 위한 패키지를 설계하기 위한 방법으로서,
    (a) 테스트 물품을 제공하도록 테스트 물질로 초기 패키지를 충전하는 단계;
    (b) 편광된 마이크로파 에너지를 사용하여 제1 마이크로파 가열 시스템에서 상기 테스트 물품을 가열하는 단계;
    (c) 상기 단계 (b)의 가열하는 적어도 일부 동안, 상기 테스트 물품 내의 하나 이상의 위치에서 상기 테스트 물질의 온도를 측정하는 단계;
    (d) 상기 단계 (c)에서 측정된 온도에 기초하여 적어도 하나의 열점 또는 냉점의 위치를 결정하는 단계;
    (e) 변형된 패키지를 생성하는 단계로서,
    (i) 열점 가까이에 마이크로파 억제 요소를 추가하는 행위;
    (ⅱ) 냉점 가까이에 마이크로파 강화 요소를 추가하는 행위;
    (ⅲ) 냉점 가까이로부터 마이크로파 억제 요소를 제거하는 행위; 및
    (iv) 열점 가까이로부터 마이크로파 강화 요소를 제거하는 행위
    중 하나 이상을 포함하는, 상기 생성하는 단계;
    (f) 변형된 테스트 물품을 제공하도록 상기 테스트 물질로 상기 변형된 패키지를 충전하는 단계; 및
    (g) 상기 마이크로파 가열 시스템에서 상기 변형된 테스트 물품을 가열하는 단계를 포함하는, 식료품의 멸균 및/또는 저온 살균을 위한 패키지를 설계하기 위한 방법.
  28. 제27항에 있어서, 상기 생성하는 단계는 행위 (i) 또는 (ⅲ)을 취하는 단계를 포함하고, 상기 마이크로파 억제 요소는 비편광 또는 무작위 편광 및 편광된 마이크로파 에너지 중 하나를 다른 것보다 억제하는데 실질적으로 더 효과적인, 식료품의 멸균 및/또는 저온 살균을 위한 패키지를 설계하기 위한 방법.
  29. 제27항에 있어서, 상기 생성하는 단계는 행위 (ⅱ) 또는 (iv)를 취하는 단계를 포함하고, 상기 마이크로파 강화 요소는 비편광 또는 무작위 편광 및 편광된 마이크로파 에너지 중 하나를 다른 것보다 강화시키는데 실질적으로 더 효과적인, 식료품의 멸균 및/또는 저온 살균을 위한 패키지를 설계하기 위한 방법.
  30. 제27항에 있어서, 상기 가열하는 단계 (c) 및 (g)는 상기 테스트 물품 및 상기 변형된 테스트 물품이 액체 매질에 적어도 부분적으로 침지될 때 수행되고, 상기 가열하는 단계 (c) 및 (g)는 상기 테스트 물품 및 상기 변형된 테스트 물품이 복수의 다른 물품을 갖는 캐리어에 고정될 때 수행되는, 식료품의 멸균 및/또는 저온 살균을 위한 패키지를 설계하기 위한 방법.
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