微波消毒或巴氏灭菌的制作方法

消毒或巴氏灭菌已用于罐头食品和其他领域中，用于防止人类或动物得败血症。例如，食物产品可以被消毒或巴氏灭菌，以减少或消除真菌、细菌、病毒、孢子形式或其它可能导致腐败或甚至食源性疾病的有害微生物体。目前的消毒或巴氏灭菌技术包括用热空气、热水或蒸汽加热食物产品。但是，以这种方式加热，会导致食物产品不良的味道、质地、颜色或气味。而且，这样的加热技术可能能量效率低，并且可能需要长的处理时间。

附图简要说明

图1是公开技术的实施方式用于消毒或巴氏灭菌的处理系统的示意图。

图2是公开技术的实施方式适用于图1处理系统中的载体组件的透视图。

图3是公开技术的实施方式依照公开技术的实施方式适用于图1处理系统中的部分加热部分的透视图。

图4是公开技术的实施方式适用于图1处理系统中的分隔器具体示例的透视图。

图5A-5C是公开技术的实施方式分别适用于图1处理系统中预热、加热和冷却的预热部分、加热部分和冷却部分的示意图。

图6是公开技术的实施方式用于消毒或巴氏灭菌的另一处理系统的示意图。

图7A是公开技术的实施方式适用于图1处理系统的传送载体一示例的透视图。

图7B是公开技术的实施方式具有侧向构件的传送载体一示例的俯视图。

图7C是公开技术的实施例方式适用于图7B传送载体中侧向构件的一侧剖视图。

图8A-8E是公开技术的实施例方式具有多种结构配置和相应加热分布示例的载体的俯视图。

图9是公开技术的实施例方式调整图1用于消毒或巴氏灭菌的处理系统的操作过程的流程图。

图10是公开技术的实施方式用于消毒或巴氏灭菌的另一处理系统的示意性剖面图。

图11A和图11B是适合于图10中的处理系统中传送载体组件的示意性俯视图和侧视图。

图12是公开技术的实施例的另一传送载体组件的示意性俯视图。

详细说明

本文在此描述了处理系统、组件和用于消毒或巴氏灭菌的组合物及其相应操作方法的不同实施例。在以下说明中，包括了系统、组件和操作的具体细节，以深入理解公开技术的某些实施例。本领域的技术人员也知晓，该技术可能有额外的实施例。该技术也可不用完全参照图1-11B中下述的实施例的某些细节实施。

如本文所述，术语“消毒”通常是指一个过程，该过程是消除或除去所有以真菌、细菌、病毒、孢子形式或其他形式存在于食物产品、药物、生物培养基、或其他合适物体的微生物生物体。如本文所述，术语“巴氏灭菌”通常是指可部分地但不完全消除或移除微生物有机体的部分灭菌方法。术语“物体”通常指任意可被消毒或巴氏灭菌的适合制品。物体的示例包括但不限于，食物产品、医疗用品、消费产品和/或其他合适的物品。术语“食物产品”通常是指适用于人类或动物消耗的任何食物。食物产品的示例包括但不限于，包装食品、罐头食品、乳制品、啤酒、糖浆、水、葡萄酒和果汁。

如上所述，将食物产品用热空气、热水或蒸汽加热的消毒或巴氏灭菌法，可能会导致不良的口感、质地、颜色、气味或其他不利影响。在加热过程中，为了达到期望的内部温度，食物产品的表面或外部可能会被过度加热。这样的过度加热是可能导致前述食物产品产生不利影响的一个因素。公开技术的几个实施例利用微波来加热浸渍于浸渍液(例如，调温水)中的物体(例如，食物产品)，以对物体达到消毒或巴氏灭菌的效果。如下详细描述的，公开技术的多个实施例所需的处理时间比常规技术较少，并能在物体中产生可重复的和相对均匀的温度分布，以更有效和节能的方式达到消毒或巴氏灭菌的效果。

图1是公开技术实施方式说明用于对包含于传送载体108的物体101(例如，食物产品)消毒或巴氏灭菌的处理系统100的示意图。如图1所示，处理系统100可以包括彼此耦合串联的预热部分102，加热部分104和冷却部分106(统称为“部分”)。在图示实施例中，处理系统100还包括位于加热部分104和冷却部分106之间的可选的保持部分105。在其他实施例中，可选的保持部分105可能具有其它合适的结构，以下参考图6更详细说明其中一示例。在进一步实施例中，可消除保持部分105。尽管某些组件或部分已在图1中示出，处理系统100还可以包括额外的和/或不同的组件。例如，处理系统100还可以包括处理逻辑控制器、气动升降机、滤网、过滤器、传感器(例如，水平传感器、流量计、压力表等)和/或其它适当的机械/电气部件。

如图1所示，“部分”可能设置为循环和/或保持浸渍液110。在某些实施例中，浸渍液110可以包括水，并且一个或多个“部分”可能与相应的流体供应机构耦合。例如，预热部分102可与预热流体供应机构132耦合。冷却部分106与冷却流体供应机构136耦合。在图示实施例中，加热部分104和可选的保持部分105都与热处理流体供应机构134耦合。在其他实施例中，加热部分104和可选的保持部分105可各自与相应的热处理流体供应机构(未示出)耦合。

每个流体供应机构132，136和138可以设置为提供和循环处于工作温度的浸渍液110。例如，在某些实施例中，预热流体供应机构132可提供和循环温度约等于或高于预热部分102内物体101的预热温度(例如，60℃)的浸渍液110。热处理流体供应机构134可提供和循环温度约等于或高于加热部分104内物体101的期望加热温度(例如，90℃)的浸渍液110。预热温度一般低于加热部分104内的加热温度。参照图5A-5C，以下分别对预热流体供应机构132、热处理流体供应机构134和冷却流体供应机构136的示例中进行更详细地说明。在其它实施例中，浸渍液110还可以包括动植物油、油、聚合溶剂和/或其他合适液体形式或半液体形式的流体。

如图1所示，一个或多个分隔器111(分别示为第一分隔器111a和第二分隔器111b)可能设置为在允许传送载体108经过的同时，可控地隔离位于相邻部分之间的浸渍液110。例如，在图示实施例中，第一分隔器111a能可控地隔离位于预热部分102及加热部分104之间的浸渍液110。第二分隔器111b能可控地隔离加热部分104(和可选的保持部分105)和冷却部分106之间浸渍液110。在其它实施例中，处理系统100还可以包括额外的和/或不同布置的分隔器111。例如，额外的分隔器(未示出)可能位于加热部分104和保持部分105之间。

一个或多个分隔器111能各自包括合适的机械和/或电气部件，能设置为至少部分地隔离浸渍液110防止其流向相邻的部分。例如，在一实施例中，分隔器111可包括由柔性材料(例如，橡胶)、刚性材料(例如，塑料)、或其他合适的材料构成的预应力门。预应力门可正常关闭，但当允许传送载体108通过时除外。在另一实施例中，分隔器111可包括致动门162，致动门162同步协助传送载体108穿过致动门。以下参考图4描述致动门一示例。在进一步实施例中，分隔器111可包括其它合适的致动或被动元件和/或配置。

在预热部分102设置为接收一个或多个承载了将进行消毒或巴氏灭菌的物体101的传送载体108。如图1中所示的传送载体108，为说明的目的，每个传送载体108承载了三个物体101。在其他实施例中，传送载体108可以承载两个、四个、五个、六个或其它合适的数目的物体101。在一实施例中，可分批接收传送载体108。例如，承载了物体101的传送载体108可以在消毒或巴氏灭菌步骤前装载入预热部分102，一旦前述分批过程结束后再重新装载。在其他实施例中，可以以连续的方式从，例如，传送带(未示出)、手动装载码头(未示出)和/或其他合适的来源(未示出)接收传送载体108。在进一步实施例中，可以半连续或其它合适的方式接收传送载体108。

预热部分102还设置为将传送载体108内的所接收的物体101的温度均匀化至预热温度。在一实施例中，预热温度可约为60℃。在其他实施例中，预热温度可为40℃、50℃或任何其他适合的温度。在图示实施例中，预热流体供应机构132提供的浸渍液110将用于预热和/或均匀化物体101的温度至预热温度。在其他实施例中，也可以使用蒸汽、热油和/或其它热媒体。

在图示实施例中，预热部分102包括一设有入口112a和出口112b、并靠近第一分隔器111的传送组件112。传送组件112可以包括容器、罐、盒或其他合适的结构。在某些实施例中，传送组件112可具有提供停留时间的容积，使得传送载体108中的物体101从传送组件112的入口112a移动至出口112b时物体101的温度可至少均匀化。在其它实施例中，传送组件112也可以具有其它合适的体积，结构、形状或部件。

传送组件112还具有相对于加热部分104的高度H，以对加热部分104内的物体施加静水压。如下面更详细说明，施加于个别物体101上的静水压可防止或至少降低在加热部分104中加热时蒸汽爆炸的风险。在一实施例中，高度H可以约是5米。在其他实施例中，高度H可以是4米、6米或其它合适的距离。在前述任一实施例中，高度H可以根据以下至少一个条件进行调节：(1)物体101的预期加热温度，(2)物体101的水分含量，(3)加热部分104内浸渍液110的温度，(4)传送到加热部分内的物体101的微波能量功率，或其它合适的因素。

传送组件112还可包括一设置为将单独的传送载体108传送至加热部分104的传送机构。如图1所示，传送机构的一示例可包括一个或多个靠近于传送组件112出口112b的辊子122，一个或多个辊子122可设置为负载其中一个传送载体108通过出口112b，经第一分隔器111a至加热部分104。以下将参照图2对含有辊子122的传送组件112的一实例做更详细描述。

在其他实施例中，辊子122可从传送组件112中删除。传送组件112可能包括机械移动器、流体喷射、压缩气体和/或其他合适的传送机构代替，将单独的传送载体108从预热部分102传送至加热部分104。在进一步实施例中，预热部分102还可以包括额外的和/或不同的组件。例如，预热部分102可包括两个、三个、或其它合适数字的载体组件(未示出)，并且载体组件以串联、并联、或在其它合适方式进行布置。

加热部分104设置为在当负载于传送载体108的物体101浸渍于浸渍液110中并受制于浸渍液110的静水压时，施加微波能量于物体101上。施加的微波能量可能是足以将物体101的温度(例如，一个内部温度)提高到或高于足以达到消毒或巴氏灭菌效果的目标加热温度。内部温度可为单独的物体101的中心温度或接近于中心区域的温度。在一实施例中，目标加热温度可约为90℃。在其它实施例中，目标加热温度可为70℃、80℃、100℃或其它合适的温度值。

加热部分104可包括与一个或更多的微波组件114耦合的传送单元113。传送单元113可被设置为接收来源于预热部分102并承载于传送载体108的物体101。传送单元113可设置为运送被接收的带有物体101的传送载体108，经过加热部分104，以被来自于微波组件114(如箭头117所示)的微波能量辐射。如图1所示，传送单元113包括传送装置123、多个辊子122和一个或多个位于传送装置123的微波窗口125。每个微波窗口125可以包括具有微波透射部件(例如，玻璃或塑料板)的开口。以下将参考图3对传送单元113的一示例进行更详细的描述。

每个微波组件114设置为承载于传送载体108的单独的物体101移动通过传送单元113时，对物体101的两侧施加微波能量。如图1所示，每个微波组件114包括两组安装于传送单元113两侧并与微波波导118耦合的微波源116，微波源116可包括在特定频率(例如，950MHz)的单模微波源或其它合适的微波源。微波波导118可包括圆锥形、梯形或其他合适结构，结构设置为通过相应的传送单元113中的微波窗口125将微波能量117从微波源116引导至物体101的。图1示出了两并行的微波组件114，出于说明的目的。在其它实施例中，加热部分104可包括一个、三个或其它合适数目的微波组件114。在进一步实施例中，微波组件114可以彼此间隔开。在进一步实施例中，微波组件114可能是其他合适布置方式。

可选的保持部分105可设置为至少保持被加热物体101的内部温度一段时间(称为保持时间)，以加快或完成消毒或巴氏灭菌。不受理论的束缚，可相信需要保持物体101的温度一段时间，至少可部分去除某些微生物有机体(例如，细菌)。例如，牛奶可在72℃加热15秒或63℃加热30分钟以进行巴氏灭菌。在一实施例中，保持部分105可包括具有足够空间以提供停留时间等于或者大于保持时间的收集器124。收集器124还可以包括一个或多个设置为将传送载体108传送到冷却部分106的辊子122。在其他实施例中，保持部分105可包括具有其他合适的结构、体积和/或配置的保持槽。在图示实施例中，被示出的可选的保持部分105位于高度比加热部分104低的位置，在其他实施例，保持部分105可以是与加热部分104在相同的高度或更高的高度。在进一步实施例中，保持部分105可相对于加热部分104具有其他合适的布置。

冷却部分106可设置为降低被加热的物体101的整体温度或内部温度至室温(例如，15℃)或其他用于处理、运输和/或储存的适合温度。如图1所示，冷却部分106可以包括带有辊子122的传送容器126，通常类似于预热部分102的传送容器112126。在某些实施例中，传送容器126可具有提供足够停留时间的容积，以降低来源于加热部分104和可选的保持部分105中的被加热物体101的整体温度或内部温度。在其他实施例中，传送容器126可设置为以间歇模式运作，因此可以具有其他合适的容积。

在操作中，预热部分102接收传送载体108内的物体101，并且用浸渍液110加热和/或均匀化物体101的温度至预热温度。预热部分102可以以各种模式运作。例如，在一实施例中，预热部分102可分批运作。首先，传送组件112接收多个带有相应的物体101的传送载体108。然后，预热流体供应机构132提供位于加热温度(例如，80℃)的水，以加热和/或均匀化物体101的温度到预热温度。一旦物体101的温度被均匀化，激活传送机构(例如，辊子122)，通过第一分隔器111a运送单独的传送载体108至加热部分104。

在另一实施例中，预热部分102可以以普通连续方式运作。例如，预热流体供应机构132可首先建立传送组件112内某温度下(例如，80℃)浸渍液110的循环。随后，传送组件112可以通过入口112a接收传送载体108。当传送载体从入口112a向出口112b运动时，循环水可加热和/或均匀化物体101的温度。然后，传送机构(例如，辊子122)可连续地传送单独的传送载体108经第一分隔器111a到加热部分104。在进一步实施例中，预热部分102可以以其他适当的方式运作。

然后，加热部分104可接收来源于预热部分102、温度已均匀化的物体101，并通过微波能量施加额外的热量于物体101上。热处理流体供应机构134可首先建立加热部分104(和可选的保持部分105)内浸渍液110的循环。然后，加热部分104的传送单元113可以经由第一分隔器111a接受承载物体101的传送载体108。然后，传送单元113内的辊子122，沿某方向(如箭头127所示)传送单独的传送载体108至可选的保持部分105。当浸渍于浸渍液110中的物体101移动经过微波窗口125时，微波源116将在物体101的两侧施加微波能量，以提高物体101的内部温度至目标加热温度。随后，传送单元113内的辊子122可将传送载体108内被加热后的物体101传送至可选的保持部分105。

可选的保持部分105可接收来自加热部分104并被加热到目标加热温度的物体101，并通常保持物体101在该温度下一段时间(例如，10分钟)。如上所述，通过保持物体101处于或接近目标加热温度，可减少或除去物体101内的微生物有机体。在保持时间段结束时，可选的保持部分105将承载物体101的传送载体108运送至冷却部分106。然后，冷却部分106运用来自于冷却流体供应机构136并处于冷却温度(例如，15℃)的浸渍液110，将物体101的整体或内部温度降低至室温或其他适合的温度。然后，冷却后的物体101可从冷却部分106卸载，以进行下一步加工和/或储存。

处理系统100的若干实施例可以被用来对物体101有效地消毒或巴氏灭菌，相对于常规技术没有或降低了施加于物体101的不良效果。与用热空气、热水、或蒸汽加热食物产品，来加热物体101的常规技术不同，物体101通过微波加热。结果显示，相对常规的加热技术可更有效地提高物体101的内部温度。

处理系统100的多个实施例可以用来对物体101有效地消毒或巴氏灭菌，而无需对处理系统100的“部分”增压。相反，至少处理系统100的某些“部分”可与大气相通。如上所述，物体101，例如，典型的包括一定量的水分的包装食物产品。因此，在加热部分104可以施加能产生导致包装食物产品的爆炸或破裂的蒸汽的微波能量。在某些其它的处理系统中，“部分”被加压，例如，用惰性气体或空气防止蒸汽爆炸。然而，这样的加压需要“部分”被设计为压力容器，因此增加了制造和安装的成本以及操作的复杂性。相反地，处理系统100的某些实施例利用施加于物体101的浸渍液110的静压力，以防止或至少降低加热时蒸汽爆炸的风险，从而避免必须加压“部分”。浸渍液110还可以帮助在预热、加热和/或冷却过程中均匀化物体的温度。

图2是依照公开技术的实施方式中的适用于图1处理系统100预热部分102或冷却部分106的载体组件130示例透视图。如图2所示，载体组件130可包括壳体装置131，壳体装置131包括具有入口法兰144a的入口131a和具有出口法兰144b的出口131b。为说明的目的，移除壳体装置131的背面面板以展示传送载体108。在图示实施例中，壳体装置131在第一端137a和第二端137b之间具有通常呈矩形的横截面。入口法兰144a和出口法兰144b通常彼此垂直。在其它实施例中，载体组件130可以具有梯形、圆柱形和/或其它合适的横截面尺寸和形状，以接收多个传送载体108。在进一步的实施例中，载体组件130还可包括摩擦件及/或其它合适的耦合器，连接于或代替入口法兰144a和/或出口法兰144b。

图2所示的实施例中，载体组件130可包括靠近壳体装置131的第二端137b的多个辊子122。辊子122设置为负载最底层的传送载体108经出口131b离开壳体装置131，如箭头139所示。在一实施例中，辊子122可以是摩擦辊。在其他实施例中，辊子122可包括其它合适类型的辊子。在进一步实施例中，载体组件130还可以包括额外的和/或不同的运送组件。例如，在某些实施例中，载体组件130可还包括靠近于壳体装置131第二端137b的气动推杆(未示出)，以负载最底层的传送载体108经出口131b离开壳体装置131。

虽然图2未示出，载体组件130可以在壳体装置131上包括一个流体入口(例如，流体分配器)和流体出口(例如，喷嘴)，以允许来自于预热流体供应机构132(图1)或冷却流体供应机构136(图1)的浸渍液110(图1)在壳体装置131的内部区域133循环。壳体装置131还可以包括挡板、转向器和/或其它合适的流量调节部件，流量调节部件设置为允许浸渍液110在壳体装置131内平稳流动的。

在操作中，载体组件130可以通过入口131a以堆叠或其他形式接收多个传送载体108。辊子122负载最底层的传送载体108沿箭头139离开出口131b。当最底层的传送载体108离开出口131b，另一个被负载的传送载体108朝着壳体装置131的第二端137b向下移动至通过出口131b。该过程持续进行，直到没有传送载体108留在壳体装置131中。

图3是公开技术的实施方式适用于图1处理系统100的加热部分104一示例的透视图。如图3所示，加热部分104可包括与传送单元113耦合的微波组件114。尽管图3中只清楚示出一个微波组件，但是加热部分104可包括一额外的与传送单元113耦合的微波组件114(图1)。在其他实施例中，加热部分104可包括多个额外的、以任何合适布置方式的微波组件(未示出)。

如图3所示，微波组件114可包括通过一组法兰152与微波波导118的第一端118a耦合的微波源116。参考图1如上所述，微波源116可包括单一模式或其它合适模式的微波发生器。在图示实施例中，微波波导118的第一端118a与传送单元113的微波窗口125a耦合。微波波导118还包括在第一端118a和第二端118b之间延伸的四个侧壁153。每个侧壁153都有通常呈梯形的形状。在其他实施例中，微波波导118还可以包括其他具有合适形状和大小的合适结构。

在图示实施例中，微波组件114还包括一个或多个负载于微波波导118中一个或多个侧壁153上的微波调谐器154。微波调谐器154可设置为调整大量自微波源116传送至物体101(图1)的微波能量通过微波窗口125a。微波调谐器154可包括一个或多个机械滑动螺杆调谐器、手动阻抗调谐器、自动阻抗调谐器或其它适当类型的微波调谐器。在其它实施例中，微波调谐器154可在微波组件114和/或传送单元113上具有其他合适的位置。在进一步实施例中，可除去微波调谐器154。

如图3所示，传送单元113包括具有多个辊子122的传送装置123。在图示实施例中，传送装置123通常呈直线形状并在第一端151a和第二端151b之间有法兰155。传送装置123在第一侧150a具有微波窗口125a，和在相对的第二侧150b具有另一个微波窗口125b。在一实施例中，第一个和第二个微波窗口125a和125b通常彼此对准。在其他实施例中，第一个和第二个微波窗口125a和125b可彼此偏移或具有其它合适的布置。辊子122并排布置并接近于第二侧150b，因此，当辊子122负载传送载体108从第一端151a至第二端151b，形成通道156。在其它实施例中，传送单元123113也可以具有其他适用于传送微波能量至负载于传送载体108中物体101(图1)的合适结构、形状和尺寸。

如图3所示，载体组件130在传送装置123上可包括流体入口157a(例如，流体分配器)和流体出口157b(例如，喷嘴)，以允许来源于热处理流体供应机构134(图1)的浸渍液110(图1)在传送装置123的通道156循环。传送装置123还可包括挡板、转向器和/或其它合适的流量调节部件，流量调节部件设置为允许传送装置123中的浸渍液110大体均匀流动。

在操作中，在传送装置123的第一端151a接收负载了物体101的单独的传送载体108，同时，来源于热处理流体供应机构134的浸渍液110装满并循环于通道156中。然后辊子122可将传送载体108从第一端151a负载到第二端151b。然后，当物体101浸渍于浸渍液110并通过微波窗口125a和125b的下/上方时，物体101可接受来源于微波源116的微波能量。

在一实施例中，当一个传送载体108通常与微波窗口125a和125b对准，停止辊子122。然后，启动微波源116以输送微波能量至传送载体108上的物体101一段时间(例如，约10秒至约3分钟)。随后，启动辊子122以将传送载体108负载至第二端151b。在另一实施例中，当传送载体108至少会部分暴露通过微波窗口125a和125b时，开启微波源116并通过微波窗口125a和125b来传送微波能量，可以减速但不停止辊子122。在进一步实施例中，辊子122可以以恒定速度负载传送载体108通过通道156。在另外进一步实施例中，辊子122可负载传送载体108以其它适当的方式通过通道156。

图4是公开技术实施方式适用于图1中处理系统100的分隔器111一示例的透视图。如图4所示，分隔器111可包括被分隔道161和位于分隔道161内的门162而彼此定距分隔的一对法兰160a和160b。在图示实施例中，门162包括连接于一个或多个升降构件164(用于说明为两个)上的阻挡件163。阻挡件163可包括金属板、厚板、片材或其它由金属、合金、塑料、橡胶构成的合适结构，或具有足够刚性的其它合适材料。在一实施例中，升降构件164可与阻挡件163一体成型。在其它实施例中，升降构件164可通过一个或多个紧固件、胶水或其它合适连接机构(未示出)连接于阻挡件163。虽然在图4中未示出，分隔器111还可包括密封件、有轨运输导板、和/或其他合适部件，这些部件连接、和/或以法兰160a和160b和/或门162的形式形成。

在一操作模式中，升降构件164可以由电马达、气压缸和/或其它合适的驱动机构(未示出)驱动，以推动阻挡件163进入位于法兰160a和160b之间的分隔道161，如箭头166a所示。因此，阻挡件163可至少部分分离位于法兰160a或160b的任一侧的浸渍液110(图1)。在另一操作模式中，也可驱动升降构件164将阻挡件163从分隔道161移除，如箭头166b所示。如图4所示，一旦至少部分去除阻挡件163，通过法兰160a和160b形成通路168，以允许传送载体108(图1)通过。

图5A-5C是按照公开技术的实施方式，分别适合于图1中处理系统100的预热部分102、加热部分104和冷却部分106的预热、热处理和冷却流体供应机构132、134、136的示意图。在图5A-5C中，相同参考数字表示在结构和/或功能相似的元件。尽管图5A-5C示出了特定组件，但是流体供应机构132，134和136还可以包括流量计、压力表、压力变送器、阀位开关/发射机和/或其他合适的组件(未示出)。

如图5A所示，预热流体供应机构132可以包括可有效地彼此耦合的循环泵170、蒸汽热交换器172、蒸汽阀174、温度传感器178以及控制器176。循环泵170可包括离心泵、齿轮泵或其它适当类型的泵。蒸汽热交换器172可包括板-管、板、或其它适当类型的热交换元件。温度传感器178可包括热电偶、电阻温度检测器、或其它适当类型的温度传感器。蒸汽阀174可包括致动截止阀、蝶阀、球阀或其它适当类型的阀。控制器176可包括单回路控制器或可编程过程控制器的控制模块。

在操作中，循环泵170接受来自于预热部分102(图1)的浸渍液110，并将所接收的浸渍液110移动到蒸汽热交换器172。通过蒸汽阀174引入蒸汽(例如，60磅蒸汽)，当浸渍液110通过蒸汽热交换器172时，加热浸渍液110。温度传感器178测量离开蒸汽热交换器172时的浸渍液110的温度，并且向控制器176提供测量值。然后，控制器176根据浸渍液110离开蒸汽热交换器172的温度设定值和来自温度传感器178测量值，调节蒸汽阀174。

在图示实施例中，收集所引进的蒸汽经过蒸汽热交换器172之后的冷凝液，然后，收集的冷凝液可以再循环、排出或以其他方式处理。在其他实施例中，蒸汽热交换器172可用蒸汽-水混合器(未示出)替代，蒸汽-水混合器设置为直接将引进的蒸汽与浸渍液110混合。

如图5B所示，热处理流体供应机构134可通常类似于如图5A所示的预热流体供应机构132，不同之处在于，与蒸汽热交换器172串联的冷却热交换器173，和设置为引入冷却水至冷却热交换器173的冷却水阀175尽管图5B示出冷却热交换器173位于蒸汽热交换器172的下游，但是在其他实施例中，冷却热交换器173也可以位于蒸汽热交换器172的上游或其它合适的地方。

在操作中，控制器176可调整冷却水阀175和蒸汽阀174，以实现加热部分104中(图1)浸渍液110的温度设定值。例如，控制器176可设置为，根据积极控制动作指向蒸汽阀174，和消极控制动作指向冷却水阀175，执行分离控制。因此，当浸渍液110通过蒸汽热交换器172时被蒸汽加热，通过冷却热交换器173时可被冷却水冷却。在其它实施例中，控制器176也可以设置为执行分步控制、临界值控制或其他合适的控制方案。

如图5C中所示，冷却流体供应机构136可通常类似于图5B中的热处理流体供应机构134，不同之处在于，冷却流体供应机构136不包括蒸汽热交换器172或蒸汽阀174。在操作中，冷却水阀175准许冷却水进入到冷却热交换器173，以移除来源于浸渍液110的热量。温度传感器178测量浸渍液110离开冷却热交换器173的温度，并将测量结果提供给控制器176。然后，控制器176可根据浸渍液110离开冷却热交换器173的温度设定值和来自温度传感器178测量值，来调节冷却水阀175。

图6是公开技术的实施方式另一用于消毒或巴氏灭菌的处理系统100'的示意图。如图6中所示，处理系统100'可通常类似于图1，不同之处在于预热部分102和冷却部分106相对于加热部分104可位于通常相似的高度H。而且，图6中处理系统100'不包括可选的保持部分105。反而，处理系统100'包括位于加热部分104和冷却部分106之间的传送部分107。传送部分107可具有与加热部分104相似的高度。在其它实施例中，可省略传送部分107，并且加热部分104可直接耦合到冷却部分106。在进一步的实施例中，处理系统100'可包括其它适当的部件、装配件和适当布置的组件。

图7A是公开技术实施方式适合于图1中处理系统100的传送载体108一示例的透视图。如图7A所示，传送载体108可包括带有一个或多个横向构件182的载体基底180。载体基底180可根据负载其上的物体101(图1)的形状或尺寸而具有任何合适的形状。例如，在图示实施例中，带有在载体基底180的第一端180a和第二端180b之间延伸的第一侧181a和第二侧181b(统称为一侧或两侧181)的载体基底180可通常呈直线形状。在其他实施例中，载体基底180可呈通常椭圆形、方形和/或其它合适的形状。

如图7A所示，第一侧181a和第二侧181b各自包括一穿孔板185，穿孔板185具有第一支撑184和远离穿孔板185延伸的第二支撑186。第一支撑184延伸至载体基底180的内部区域，以及第二支撑186朝第一支撑184相反方向延伸。第一支撑184和第二支撑186在第一端180a和第二端180b之间横向延伸。第一支撑184可设置成支撑一个或多个负载于传送载体108的物体101。第二支撑186可设置为与辊子122(图1)或处理系统100中的其他合适组件啮合。第一端180a和第二端180b包含一个或多个端杆183(为说明目的，每端为3个)。在其他实施例中，第一端180a和第二端180b中可用横向构件182代替。

横向构件182可包括在第一侧181a和第二侧181b之间延伸的细长部件。横向构件182可以具有通常呈圆形、矩形、立方体、椭圆形或其他合适的横截面。在图示实施例中，出于说明目的，示出了一对横向构件182。在其他实施例中，载体基底180可以承载两个、三个、四个或其他合适数目的并通常彼此平行的横向构件182。在进一步实施例中，载体基底180可在位于第一端180a和第二端180b之间的特定位置负载一个横向构件182，而不是两个横向构件182，如图7A所示。

在任何前述实施例中，载体基底180和横向构件182的多个部件可以由不锈钢、铝、塑料或其它具有足够机械强度的合适材料构成。在一实施例中，第一侧181a和第二侧181b、与第一端180a和第二端180b可以由不锈钢构成，而第一支撑184和横向构件182由聚醚酰亚胺、聚醚醚酮或其它合适塑料材料构成。在另一实施例中，载体基底180和横向构件182都可以由不锈钢或塑料材料构成。在进一步实施例中，载体基底180和横向构件182可以由其它合适建筑材料的组合构成。

在操作中，载体基底180可以负载并支撑一个、两个或其他适当数目的物体101。例如，使用网状物可以将物体101固定于，或连接于横向构件182和/或第一端180a和第二端180b，如下将参照图7B做更详细的说明。在其他实施例中，也可使用夹子、绳索、皮带、衣架和/或其它合适的连接机构固定或连接物体101。

尽管在图7A中示出的传送载体108具有特定的组件。但在其它实施例中，传送载体108还可以包括其他额外的和/或以其他合适的布置的不同组件。例如，载体基底180还可以包括一固定于和/或支撑于第一支撑184的基座件(例如，板、片、网状物等等，未示出)。在进一步实施例中，传送载体108也可以包括侧向构件188(图7B)，以下将参照图7B和7C做更详细地说明。

图7B是公开技术的实施方式的具有侧向构件的传送载体108的俯视图。如图7B所示，传送载体108可包括靠近第一侧181a的第一侧构件188a和靠近第二侧181b的第二侧构件188b。第一侧构件188a和第二侧构件188b在第一端180a和第二端180b之间横向延伸。在一实施例中，第一侧构件188a和第二侧构件188b的形状和尺寸分别通常与第一侧181a和第二侧181b的形状和尺寸相似。在其他实施例中，第一侧构件188a和第二侧构件188b可具有其他合适的形状和尺寸。在进一步实施例中，第一侧构件188a和第二侧构件188b彼此可具有不同的形状和/或尺寸。以下将参考图7C说明横向构件188的示例。

第一侧构件188a和第二侧构件188b分别相对于第一侧181a和第二侧181b是可移动的和可重置的。在图7b示出的实施例中，第一侧构件188a和第二侧构件188b分别与第一侧181a和第二侧181b以相同的距离D隔开。在其他实施例中，第一侧构件188a和第二侧构件188b可分别邻接于第一侧181a和第二侧181b，或邻接于物体101，或者在其它合适的位置上。在进一步实施例中，第一侧构件188a和第二侧构件188b分别与第一侧181a和第二侧181b以不同的距离(未示出)隔开。

如下将参考图8A-8E做更详细地讨论，发明人已经认识到，传送载体108的某些结构特征可影响每个物体101的加热分布。这种结构特征可以包括横向构件182的材质，第一侧构件188a和第二侧构件188b的位置，以及第一侧构件188a和第二侧构件188b的材质。结果显示，目标加热分布可以由以下条件实现：(1)选择横向构件182、和/或第一侧构件188a和第二侧构件188b的材质；(2)调整每个第一侧构件188a和第二侧构件188b相对于第一侧181a和第二侧181b的位置。

另，如图7B所示，传送载体108包括一垂挂于、夹于或其它连接于横向构件182和/或第一端180a和第二端180b的筛网189。筛网189承载有多个物体101。在图示实施例中，示出的筛网189具有双层，层与层之间有物体101。在其他实施例中，筛网189可以用一层和/或其他合适的方式负载物体。由纽约布法罗绿地工业公司提供的适用于筛网189的筛网产品(#G-632896801)。如上所述，在其它实施例中，传送载体108可包括其他可设置为负载物体101的合适组件。

图7C是公开技术的实施例适合于图7B中传送载体108的侧向构件188的一示例的侧剖图。如图7C所示，侧向构件188可包括具有多个孔194的底座192。在图示实施例中，底座192包括一个通常呈矩形的板。在其他实施例中，底座192还可以包括片材、棒、圆柱或其他具有合适形状的合适结构。孔194的形状和尺寸允许将横向构件182(图7B)通过。出于说明的目的，图7C示出五个孔194。在其他实施方例中，底座192可包括两个、三个、四个、六个、七个或其它合适数目的孔194。

如图7C所示，底座192还可以包括一个或多个自底座192的边缘193延伸至相应的孔194的开口195。在图示实施例中，出于说明的目的，示出两个开口195。在其他实施例中，底座192可包括一个、三个或其它合适数量的开口195。在某些实施例中，开口195可与定位元件196(例如，一组螺钉、销、压力接头等)螺纹接合。在其他实施例中，可移除开口195，并且底座192可通过摩擦、弹簧(未示出)、磁体或其它合适的接合机构与横向构件182接合。

如上所述，本发明人已经认识到，传送载体108的某些结构特征，根据微波能量的应用，可影响每个物体101的加热分布。几个旨在对处理系统中通常类似于图1的处理系统100模拟组合物的物体101进行巴氏灭菌的试验。物体101负载于通常类似于图7A-7C所示的传送载体108，并浸渍于水中。

模拟组合物设置为显示出反映在各种温度条件下加热的可观察效果。在某些实施例中，模拟组合物可以包含以下组分的组合：

·褐变前体(S)；

·载体；

·介电性能改性剂；

·粘度调节剂；和

·水。

褐变前体可以包括氨基酸(例如，赖氨酸、亮氨酸、天冬酰胺、甘氨酸等)和还原糖(例如，核糖、葡萄糖、甘油、半乳糖等)。载体可包括适用于负载模拟组合物其他组件的基质材料。载体示例可包括马铃薯、蛋清和/或其它材料。介电性能改性剂可包括蔗糖、盐或适合于其它适合改变或影响模拟组合物介电特性的材料。粘度调节剂可以包括结冷胶、淀粉、植物胶、果胶或其它具有合适增稠剂、乳化剂或稳定剂的食品组合物。

在测试过程中使用的模拟组合物示例包括以下重量百分比：

·结冷胶：0.5-1.5％，约0-10mM氯化钙；

·蔗糖：0-50％；

·氯化钠：0-300mM；

·D-核糖：0.5-2％；

·赖氨酸：0.5-2％；和

·水：42.6-98.5％。

前述组合物可以通过以下方法制备：

·在水中添加结冷胶，在室温下搅拌约一小时；

·加热结冷胶和水至约90℃；

·根据期望的凝胶强度添加定量氯化钙量；

·在90℃下搅拌一分钟，熄火；

·当混合物的温度约为60℃时，添加核糖和赖氨酸；和

·将混合物倒入托盘。

不受理论的束缚，当一个氨基酸(例如，赖氨酸)在具有还原糖(例如，D-核糖)时加热，通过弱酸性或中性条件下的烯醇化作用，D-核糖与赖氨酸反应加热，使得模拟组合物褐变。褐变或颜色变化的程度与发生反应时的温度相关。结果显示，通过观察模拟组合物的颜色变化，可得到加热分布。用于观察颜色变化的方案示例可包括色温测量、光反射测量、和/或其它合适的技术方案。

可将模拟组合物的各组分的物理特性调节到至少与目标材料(例如，食物产品)通常相符。例如，根据目标材料的硬度，可调节氯化钙的量至达到模拟组合物的凝胶强度或坚度。可调整介电性能改性剂的量至至少与目标材料的介电常数通常相符。可调整粘度调节剂的量到至少与目标材料的粘度通常相符。也可以根据目标材料的水含量或稠度调节水量。

模拟组合物的各种实施例可用于建立和/或调节如图1(或类似的处理系统)的处理系统100工作特性。例如，当用于处理系统100中时，模拟组合物可被用于校准的传送载体108。在另一示例中，模拟组合物也可用于验证处理系统100的加热功效，例如，通过观察模拟组合物处理后颜色变化。在进一步实例中，模拟组合物还可以根据调节处理过程，用于确定处理系统100的加热分布，以达到期望的加热结果。

图8A-8E示出了公开技术的实施例的试验结果。特别地，图8A-8E示出了具有多种结构特征、和通过观察模拟组合物决定加热分布的相应示例的传送载体108的俯视图。特别地，图8A示出具有多个不锈钢横向构件182和两个不锈钢侧向构件188的传送载体108。图8B示出了具有多个聚醚横向构件182'以及两个不锈钢侧向构件188的传送载体108。图8C示出了传送载体108，具有与第一侧181a和第二侧181b以及物体101定距分离的多个聚醚横向构件182'和两个聚醚横向构件188'。图8D示出了传送载体108，具有分别与第一侧181a和第二侧181b定距分离但靠近于物体101的多个聚醚横向构件182'和两个聚醚横向构件188'。图8E示出了传送载体108，具有与物体101定距分开、而靠近于第一侧181a和第二侧181b的多个聚醚横向构件182'和两个聚醚横向构件188'。

正如图8A-8E清楚所示，传送载体108的各种结构特征引起物体101有显著不同的温度分布。不受理论的束缚，通过创造、修改、或消除靠近于物体101的浸渍液110(图1)的间断点，传送载体108的结构特征可影响微波能量在物体101(图1)上的吸收或反射。例如，当微波能量施加于传送载体108内的物体101时，第一侧构件188a和第二侧构件188b(图7B)可在浸渍液110中创建间断点。间断点可能会影响在每个物体101上或周围的驻波形成，并进而影响微波能量的吸收或反射的百分比。

基于上述认识，通过以下条件，可实现图1中处理系统100的目标加热分布：(1)选择每个横向构件和/或第一侧构件188a和第二侧构件188b的材质；和/或(2)调整每个第一侧构件188a和第二侧构件188b的位置。例如，图9是公开技术的实施例方式调整图1用于消毒或巴氏灭菌的处理系统的操作过程的流程图。如图9中所示，工艺200可包括加工如模拟组合物所示的物体(如食物产品)，设置为对步骤202不同温度调节下加热的响应，显示可观测的效果。例如，在某些实施例中，加工物体可包括用图1中处理系统100、图6中的处理系统100’或其它合适的处理系统加工物体。在其他实施例中，加工物体可包括用热空气，热水，蒸汽，或其它适当的热介质加热物体。

工艺200还可包括在步骤204确定含有模拟组合物物体的热型。在一实施例中，热型可以通过以剖面、分层或其它合适方式监测模拟组合物的颜色分布而确定。在其他实施例中，热型也可以通过监测粘度、胶凝和/或模拟组合物的其它特性的分布而确定。工艺200可包括判断步骤206，以判断所确定的热型是否大于临界值。

在一实施例中，临界值是物体加热效果的变化百分比。在其它实施例中，临界值可包括其它合适的值。作为已确定所确定的热型大于临界值的响应，工艺200可包括步骤210保持传送载体的配置。作为已确定所确定的热型不大于临界值的响应，工艺200可包括步骤208调整传送载体的配置。

如上所述，调节传送载体的配置可至少包括以下一个条件：(1)选择每个横向构件182(图7B)和/或第一侧构件188a和第二侧构件188b(图7B)的材质；或者(2)调整各个第一侧构件188a和第二侧构件188b的位置。然后，工艺200返回至步骤202处理其它含模拟组合物的物体。例如，在一实施例中，选择材质可包括在包括金属(或金属合金)和塑料材料之间选择横向构件182和/或第一侧构件188a和第二侧构件188b的材质。在另一实例中，选择材质可包括为每个侧向构件188(第一侧构件188a和第二侧构件188b)选择不同的材质。在其他实例中，选择材质可包括在其他合适材质和传送载体的前述成分中的至少一种之间进行选择。

尽管图7A-8E中描述的传送载体108设置为负载一行物体101，但是在其他实施例中，传送载体108和处理系统100可分别设置为负载和处理两行、三行或其他适当数目行数的物体101。例如，图10示出了处理系统100'的剖视图，处理系统100'含有设置为接收传送载体组件108'的传送装置123'，传送载体组件108'还包括通过一组或多组连接器304耦合的第一传送载体108a和第二传送载体108b。第一传送载体108a和第二传送载体108b可各包括设置为分别负载第一行物体101a和第二行物体101b的筛网189。

在一实施例中，第一传送载体108a和第二传送载体108b可在结构和功能上大体相似。例如，每个第一传送载体108a和第二传送载体108b可通常类似于参考图7A-7C所示的传送载体108。在其他实施例中，第一传送载体108a和第二传送载体108b可包括额外的和/或其他合适配置的不同部件。在进一步的实施例中，第一传送载体108a和第二传送载体108b可根据适合负载不同尺寸、形状或其他特征的物体101而含有不同的设置。

如图10所示，在图示实施例中，处理系统100'可包括两平行的微波组件114a和114b，每个微波组件114a和114b具有两组微波源116a和116b。微波源116a和116b设置为通过相应传送装置123的微波窗口125(图1)，通常同时地传送微波能量117至物体101a和101b上。在其他实施例中，处理系统100'也可包括三个、四个或其他合适数目的平行的微波组件114(未示出)，微波组件114设置为处理含有两个、三个或其他适当数目传送载体108的传送载体组件108'。

如图10所示，在图示实施例中，处理系统100'的传送机构可包括传送带组件302和一个或多个导轨129。在图示实施例中，传送带组件302包括由马达(未示出)或其它适当类型的驱动器驱动的传送带306。传送带306可包括多个自传送带306的一表面延伸至传送载体组件108'的接触器308。接触器308设置为当传送带306沿传送装置123方向上移动时，与连接器304接触。在操作中，传送载体组件108'可以具有分别与导轨129接触的棱角。当传送带306向进入传送装置123的方向移动时，接触器308可驱动传送载体组件108'沿导轨129进入传送装置123。以下将参照图11A和11B对传送带306和接触器308的示例做更详细地描述。在其他实施例中，传送机构还可以包括如图1所示的辊子、引导槽和/或其他合适的组件。

图11A是适用于图1的处理系统中并含有两个传送载体的传送载体组件108'的俯视图。图11B是传送载体组件108'的A-A处的侧视图。在图11A和11B中，为清楚表示省略了筛网189。如图11A和11B，传送载体组件108'包括通过使用三套连接器304而并联耦合在一起的第一传送载体108a和第二传送载体108b。每套连接器304包括两个可为金属的、聚合的或其它具有足够机械性能的合适材料的连杆304a和304b。每个连杆304a和304b可通过焊接、螺纹、紧固件(例如，螺母和螺栓)和/或其他合适机构，耦合到第一传送载体108a和第二传送载体108b的侧面181。在其他实施例中，第一传送载体108a和第二传送载体108b可与其他合适套数的连接器304耦合，每套连接器304含有任何合适数目连接器。

也如图11A所示，每个连接器304可与传送带306的一接触器308对应。如上所述，每个接触器308设置为与连接器304的连杆304b接触。在操作中，当传送带306沿由箭头310所示方向移动时，各接触器308可驱动传送载体组件108'沿着相同的方向通过各连杆304b。

传送载体组件108'的几个实施例可以减少或防止传送装置123(图10)内的微波能量溢出。例如，在操作时，第一传送载体108a的侧面181(由金属或其它合适的材料构造)可减少或防止从微波源116a中(图10)发射出的微波能量117(图10)泄露和波及到第二传送载体108b，反之亦然。以这种方式控制所发射微波能量117的分布，可使第一传送载体108a内的物体101a和第二传送载体108b内的物体101b具有均匀的热型和一致的加热速率。

图12示出了另一个包括通过使用连接器304套件使得第一、第二和第三传送载体108a-108c并联耦合的传送载体组件108'。在图12中，传送载体108a至108c可以通常彼此相似。在其他实施例中，传送载体108a-108c中的至少一个在结构上和/或功能上与其他传送载体108a-108c不同。在进一步实施例中，传送载体组件108'也可包括四个或任何其它合适数目的、经由连接器304套件并联耦合的传送载体组件108。

从前述内容可以理解，本发明描述的具体实施例用于说明的目的，但是可有不脱离本发明的各种修改。此外，许多实施例中的元件可与其它实施例的元件组合或代替。因此，本技术不限于除所附的权利要求书以外技术。