ES2215033T3 - Bolsa y metodo para controlar el calentamiento de un alimento con energia de microondas. - Google Patents
Bolsa y metodo para controlar el calentamiento de un alimento con energia de microondas.Info
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Abstract
Aparato para controlar el calentamiento de un producto alimenticio con energía de microondas, del tipo que tiene un envase para alimentos (20) provisto de una capa protectora (30) contra las microondas, un producto alimenticio (22) contenido en el envase de alimento, con el producto alimenticio inicialmente situado muy próximo a la capa protectora contra las microondas y medios (28) para alejar la capa protectora contra las microondas desde una estrecha proximidad a por lo menos a la mayor parte del producto alimenticio después de que el envase y el producto alimenticio sean irradiados con al menos una cantidad predeterminada de energía de microondas, que se caracteriza por una pluralidad de aberturas (32) en la capa protectora dimensionadas para permitir sólo la penetración evanescente (es decir, no propagadora) de energía de microondas en el interior del envase de tal manera que la penetración evanescente de la energía de microondas es insuficiente para sobrecalentar el producto alimenticio cuando la capa protectora contra las microondas es alejada de la proximidad del producto alimenticio.
Description
Bolsa y método para controlar el calentamiento de
un alimento con energía de microondas.
Este invento se refiere al campo del
calentamiento por microondas de productos alimenticios,
especialmente al envase diseñado para potenciar el calentamiento del
alimento cuando es irradiado con energía de microondas.
La técnica anterior incluye las patentes
4.973.810, 4.268.738 y 5.221.419 de Estados Unidos.
Con respecto a los productos alimenticios para
microondas es a menudo deseable que el calentamiento por microondas
sea controlado con objeto de evitar el sobrecalentamiento del
alimento. Un ejemplo es el calentamiento y estallido de las
palomitas de maíz con microondas. Si granos ya estallados son
sometidos a un calentamiento prolongado con microondas, se producirá
su abrasamiento. Corrientemente, las palomitas de maíz para
microondas se envasan en bolsas de papel flexible. Embebido en la
bolsa de las palomitas de maíz hay un susceptor que se utiliza para
absorber energía de microondas y ayudar a los granos de maíz a que
se calienten y estallen. Típicamente, en el envasado de palomitas de
maíz para microondas, una mezcla que incluye los granos de maíz se
sitúa encima del susceptor, la bolsa se dobla sobre sí misma de una
forma compacta. Cuando se coloca la bolsa en el horno microondas,
las instrucciones habitualmente requieren al menos un desdoblamiento
parcial de la bolsa y colocar la bolsa sobre el plato o fondo del
horno transparente a las microondas con el susceptor debajo de las
palomitas de maíz. Cuando se calienta la bolsa de las palomitas de
maíz en el horno microondas, el vapor de agua de las palomitas de
maíz que estallan hace que la bolsa se desdoble más y se infle. Con
los diseños actuales de bolsas los granos estallados no están
protegidos contra la irradiación de las microondas después de los
estallidos. Cuando se calientan por encima de 210ºC, los granos
estallados empiezan a quemarse. El presente invento supera este
inconveniente de la técnica anterior de las bolsas de palomitas de
maíz (y de otros envases de alimentos para hornos microondas)
proporcionando una bolsa o envase que inicialmente expone las
palomitas de maíz sin estallar (u otra carga de alimentos) a
irradiación de microondas para hacer estallar los granos, o de otra
manera calentar la carga de alimentos, y después de eso protege el
conjunto de los granos estallados (u otra carga de alimentos) de la
energía de microondas, reduciendo o eliminando así el abrasamiento
(y otros resultados no deseables del recalentamiento) que de otra
manera ocurrirían.
Desde un punto de vista, el invento presente
proporciona un aparato para controlar el calentamiento de un
producto alimenticio con energía de microondas, del tipo que tiene
un envase para alimentos que contiene una capa protectora contra las
microondas, un producto alimenticio contenido en el envase de
alimentos, con el producto alimenticio situado inicialmente muy
próximo a la capa protectora contra las microondas y medios para
alejar la capa protectora contra las microondas de su gran
proximidad a por lo menos la mayor parte del producto alimenticio
después de que el envase y el alimento son irradiados con al menos
una cantidad predeterminada de energía de microondas, que se
caracteriza por una pluralidad de aberturas en la capa protectora,
de un tamaño que permite sólo la penetración evanescente (es decir
sin propagación) de la energía de microondas en el interior del
envase de tal manera que la penetración evanescente de la energía de
microondas es insuficiente para sobrecalentar el producto
alimenticio cuando la capa protectora contra las microondas se aleja
del alimento.
Desde otro punto de vista, el invento presente
ofrece un método para el calentamiento de un alimento con energía de
microondas, que comprende los pasos de:
- a)
- proporcionar un envase para alimentos que tiene una capa protectora contra las microondas;
- b)
- situar inicialmente un producto alimenticio dentro del envase para alimentos muy próximo a la capa protectora contra las microondas;
- c)
- irradiar el envase y el producto alimenticio con energía de microondas; y
- d)
- alejar la capa protectora contra las microondas de estrecha proximidad a por lo menos una mayor parte del producto alimenticio después de que el envase y el producto alimenticio sean irradiados con al menos una cantidad predeterminada de energía de microondas, caracterizado porque dicha capa protectora contra las microondas está provista de una pluralidad de aberturas en la misma, donde las aberturas están dimensionadas para permitir sólo la penetración evanescente (es decir no de propagación) de energía de microondas al interior del envase, de tal manera que la penetración evanescente de la energía de microondas es insuficiente para recalentar el producto alimenticio cuando la capa protectora contra las microondas es retirada de su estrecha proximidad al producto alimenticio.
La figura 1 es una vista en perspectiva de una
bolsa de palomitas de maíz útil en la práctica del invento presente,
mostrada en un primer estado antes de estallar bajo la influencia de
la irradiación con microondas.
La figura 2 es la bolsa de palomitas de maíz de
la figura 1 mostrada en un segundo estado con una cantidad
sustancial de palomitas de maíz estalladas.
La figura 3 es una vista en perspectiva
simplificada de una lámina conductora con aberturas, útil en la
práctica del invento presente.
La figura 4 es una vista lateral de la lámina
perforada conductora de la figura 3, junto con una gráfica
simplificada de la disminución de la fuerza de propagación
evanescente de las microondas después de que la energía de
microondas pase a través de la lámina.
La figura 5 es una vista esquemática o
ilustración simplificada de una versión genérica de la bolsa de la
figura 1, correspondiente al primer estado, para ilustrar ciertas
características del invento presente.
La figura 6 es una vista esquemática o
ilustración simplificada de una versión genérica de la bolsa de la
figura 2 correspondiente al segundo estado para ilustrar ciertos
aspectos del invento presente.
La figura 7 es una vista en perspectiva de una
realización alternativa de un envase útil en la práctica del invento
presente y que se muestra en un estado expandido.
La figura 8 es una vista en planta desde arriba
del envase de la figura 7, que ilustra una capa protectora contra
las microondas con aberturas en la misma, en condición plana, no
llena, con zonas seccionadas y separadas.
La figura 9 muestra una vista de una sección
transversal del envase de la figura 7, según la línea de sección
9-9 de la figura 7, con las palomitas de maíz
estalladas no representadas y la capa protectora contra las
microondas con aberturas en la misma mostrada como ilustración.
La figura 10 muestra una vista lateral del envase
de la figura 7 en un estado abierto.
La figura 11 es una vista similar a la figura 1,
excepto que la bolsa de palomitas de maíz está generalmente rodeada
por una capa protectora contra las microondas con aberturas sólo en
una región limitada de la misma y con la carga de palomitas de maíz
no estalladas omitida para mayor claridad.
La figura 12 es una vista de acuerdo con la
figura 1, excepto que muestra la bolsa de palomitas de maíz en el
segundo estado y con la carga de palomitas de maíz estalladas
omitida para mayor claridad.
La figura 13 es una vista en planta desde abajo
de la bolsa de la figura 12 en el segundo estado.
La figura 14 es una vista en planta de una
disposición de rejilla alternativa para un modelo de apertura útil
en la práctica del invento presente.
La figura 15 es una vista en perspectiva de la
bolsa de palomitas de maíz de la realización de la figura 1 mostrada
en un estado completamente plegado.
La figura 16 es una vista en perspectiva de la
bolsa de palomitas de maíz de la figura 15 en un estado parcialmente
desplegado.
Con referencia ahora a las figuras, y muy
especialmente a las figuras 1, 2, 11, 12, 15 y 16, puede verse un
envase de productos alimenticios 20, útil en la práctica del invento
presente. El envase de alimentos 20 tiene la forma de una bolsa de
palomitas de maíz para horno de microondas convencional con solapas
21, 23, en el que las palomitas de maíz sin abrirse 22 es dispensado
o vendido a los consumidores para colocar en un horno de microondas
y hacer las palomitas de maíz. Tiene que entenderse que la carga de
maíz no abierto 22 habitualmente incluirá grasa, aceite, sal,
colorantes, condimentos o similares además de los granos de maíz,
formando una masa o pasta 24, habitualmente situada sobre un
susceptor de microondas 26. El susceptor 26 puede ser un susceptor
convencional como es bien conocido para el uso de calentar en hornos
de microondas, especialmente para hacer palomitas de maíz.
Con referencia ahora también a las figuras 5 y 6,
así como a las figuras ya referidas, en esta realización, el envase
20 es preferiblemente una bolsa inflable y flexible. La bolsa o
envase 20 puede estar hecha de cualquier material que se desee, pero
está preferiblemente hecha de papel, de uno o más polímeros o de una
combinación de ellos, incluyendo, pero no limitado a, papel de base
recubierto o estructuras similares de polímero o de ese tipo. Debe
entenderse que las figuras 5 y 6 muestran un envase
"idealizado" para ilustrar ciertos aspectos del invento.
El envase 20 incluye preferiblemente una o más
capas asépticas 28 tales como papel o plástico para proporcionar un
entorno limpio o higiénico y una apariencia externa apropiada para
el producto alimenticio durante la distribución y manipulación.
Además, como parte de la capa aséptica (o como una capa separada),
el envase 20 tiene también una capa de barrera contra el vapor de
agua (por ejemplo la capa interior 28) por razones que resultarán
obvias. Debe entenderse también que la capa de barrera contra el
vapor de agua es deseable que sea similar o idéntica a la usada en
el envasado convencional de palomitas de maíz destinado al uso de
calentamiento en hornos de microondas. Además tiene que entenderse
que esta capa es suficientemente estanca para hacer o permitir que
la bolsa se infle como es convencional cuando se hacen palomitas de
maíz en el horno de microondas, por razones que se explicarán más
adelante.
A diferencia de los envases convencionales de
palomitas de maíz para hornos de microondas, el envase 20 del
invento presente incluye además una capa protectora 30 contra las
microondas que puede estar hecha de metal. Con referencia ahora
también a las figuras 3 y 4, la capa protectora 30 contra las
microondas tiene una pluralidad de aberturas 32 en la misma,
teniendo cada abertura de un tamaño tal que permita sustancialmente
sólo penetrar en el envase energía de microondas evanescente o de no
propagación. En la realización preferida, la capa 30 es deseable lo
bastante gruesa para evitar la transmisión de energía de microondas
a través de la misma [y convenientemente lo bastante gruesa para
evitar que la capa 30 funcione (generalmente) como un susceptor]. Se
cree que los susceptores convencionales están en el intervalo de
decenas o de centenas de Angstroms de espesor. Para metales
convencionales como el cobre o el aluminio (que no actúan como
susceptores sino que, al contrario, proporcionan protección contra
las microondas) la profundidad de penetración es de unas cuantas
micras.
La forma y el tamaño y la distribución o retículo
de las aberturas son elegidos preferiblemente para limitar
sustancialmente la transmisión de energía de microondas a sólo un
modo evanescente cuando las microondas atraviesan la capa 30. Esto
se consigue principalmente manteniendo la dimensión máxima 36 de
cada abertura 32 lo suficientemente pequeña para impedir la
transmisión de modos propagadores de energía de microondas a través
de la capa 30. En comparación, y como un número de valor, para una
guía de onda larga con una sección transversal cuadrada, la energía
de microondas está limitada a un modo evanescente cuando:
(1)a <
\lambda/2
donde "a" es la dimensión lineal de la
sección transversal de guía de onda y \lambda es la longitud de
onda de espacio
libre.
En general en la técnica anterior, "modo
evanescente" ha sido utilizado para referirse a la operación
debajo del corte, es decir \lambda > \lambda_{c}, en donde
\lambda_{c} es la longitud de onda de corte, y la longitud de
onda de guía \lambda_{g} viene dado por
la ecuación (2):
(2)\lambda_{g
=}\lambda_{c}/(1 -
v^{2})^{1/2}
donde v es la longitud de onda normalizada, dada
por la ecuación (3) como la relación entre la longitud de onda de
interés, \lambda , y la longitud de onda de
corte:
(3)v = \lambda /
\lambda_{c}
La longitud de onda de espacio libre es de
aproximadamente 12,24cm para 2.450 MHz . Como se utiliza aquí, el
término "evanescente" se considera que es compatible con, más
que una extensión de, el uso de este término en la técnica anterior.
Típicamente, en un horno de microondas, el interior está con
"exceso de modo", no como en la operación de guía de onda
convencional. Ya que el envase de alimento del invento presente está
expuesto al campo con exceso de modo para llevar a cabo el invento
presente, el término "evanescente" se utiliza aquí por analogía
o extensión al uso de la técnica anterior y se refiere a la
disminución, como opuesto a la energía de microondas de propagación
que pasa a través de la rejilla o diseño de aberturas de la capa
protectora 30 contra las microondas.
Volviendo de nuevo a los sistemas de técnicas
anteriores convencionales, por debajo del corte, la energía de
microondas disminuye por lo general exponencialmente con una
profundidad de penetración de 49 dada por la ecuación (4):
(4)D_{p}=
(a/2\eta)[1-(2a/\lambda^{2}]^{-1/2}
Como se muestra generalmente en la fig. 4, la
energía de las microondas que pasa por la lámina o capa 30 que tiene
aberturas 32 en la misma es evanescente cuando la dimensión máxima
de las aberturas 32 es inferior a una longitud que permite a la
energía de propagación pasar a través de dichas aberturas. Para
aberturas cuadradas o rectangulares, la dimensión máxima es una
diagonal 36. Para aberturas de otras geometrías, la dimensión máxima
es característicamente la dimensión "libre más larga", de la
abertura, por ejemplo, para una elipse, la cuerda a través de los
dos vértices (a lo largo del eje mayor) es la dimensión máxima. La
curva 38 es una ilustración de la disminución de la fuerza de la
energía de microondas evanescente representada con la energía en el
eje de ordenadas 40 y la distancia desde la capa 30 en el eje de
abscisas 42. Generalmente debe entenderse que cuanto más pequeña sea
la dimensión máxima de las aberturas, más rápida será la disminución
de la energía, siempre que los otros parámetros de diseño se
mantengan constantes. El modo evanescente de energía de microondas
que pasa por la capa con aberturas 30 formará una zona limitada
espacialmente de energía de microondas más allá de la superficie
exterior de la capa 30. La profundidad de la zona más allá de la
capa 30 puede ser ajustada variando las dimensiones (especialmente
la dimensión máxima) de las aberturas en la capa, o ajustando la
forma o distribución de las aberturas. En la práctica del presente
invento, las aberturas 32 en la capa 30 crean una "zona de
penetración" 44 controlada espacialmente (véase las figuras 5 y
6) para calentamiento por microondas dentro del envase 20.
En la figura 5 se puede ver que cuando el envase
o bolsa 20 está plegado en su configuración inicial, la zona de
penetración puede extenderse sustancialmente a través de todo el
interior del envase, permitiendo así la irradiación por microondas
tanto desde arriba como desde abajo, proporcionando en efecto un
"solape" de la zona de penetración que se extiende hacia abajo
desde la capa superior, extendiéndose la zona de penetración hacia
arriba desde la capa inferior. En la alternativa, las zonas de
penetración superior e inferior pueden contactar a tope una con
otra, o puede ser deseable (por otras razones) tener las zonas de
penetración no solapadas, por ejemplo, en el caso de que la carga de
alimentos sea deseable o necesariamente más gruesa que la suma de
las profundidades o grosores de las zonas de penetración
deseadas.
En la figura 6, con la bolsa expandida o inflada,
la zona de penetración 44 se extiende sólo una distancia limitada,
predeterminada, dentro de la capa 30, con el límite de la zona de
penetración 44 indicado por la línea de trazos 46. En las imágenes
idealizadas mostradas en las figuras 5 y 6, debe entenderse que las
aberturas 32 se extienden sustancialmente a través de toda la
superficie de la capa 30 del envase 20.
Mientras la distribución de las aberturas 32
puede extenderse a través de la totalidad del envase (como está
representado en una realización alternativa en las figuras 8 y 9),
alternativamente, la capa protectora contra las microondas 30 puede
extenderse sustancialmente a través de toda la superficie 62 del
envase del producto alimenticio 20, extendiéndose una o más
distribuciones de aberturas 32 sólo a una o más regiones
predeterminadas, limitadas, por ejemplo una región compuesta de
subregiones 34, 48 del envase de producto alimenticio 20, como se
muestra en las figuras 11 y 12. Como una realización aún adicional,
varias regiones pueden tener aberturas de diferente tamaño o forma o
espaciado para controlar selectivamente la energía de microondas que
pasa a través de la capa 30 y al interior del envase 20. Con ese
fin, se ha descubierto que la modificación del espaciado entre
aberturas puede usarse para dicho control de energía de microondas.
Aún más, se ha descubierto que usando un retículo regular, es decir,
uno que tenga un espaciado constante entre aberturas y entre las
filas y columnas de aberturas, es el más restrictivo al paso de la
energía de microondas a través de la rejilla de la capa 30. Como se
utiliza aquí, debe entenderse que "retículo" se refiere a la
disposición geométrica de las aberturas, especialmente al espaciado
entre filas o columnas (o ambas) adyacentes de las aberturas 32 en
la capa 30.
Debe entenderse que está dentro del alcance del
invento presente el usar retículo desalineados en la práctica del
invento presente. Tales retículos desalineados pueden ser periódicos
o no periódicos, y distintas regiones de la capa protectora contra
las microondas pueden tener además distintas disposiciones de
retículos o, como una alternativa, para cambiar la forma y el tamaño
de las aberturas individuales. En la figura 14, un retículo
triangular 64 está formado por la distribución de aberturas
individuales 32, y es representativo de una alternativa al retículo
o distribución regular de aberturas mostrada con respecto a las
figuras anteriores. También está dentro del alcance del invento
presente el usar además otras formas de abertura en tales
disposiciones alternativas de retículo.
Volviendo ahora a la realización mostrada en las
figuras 11, 12 y 13 (que corresponden a la realización de las
figuras 1 y 2), la energía de microondas de modo evanescente penetra
la capa 30 en una superficie superior sólo en una región 48 que
corresponde a la carga de alimentos 22. Al mismo tiempo, la energía
de microondas se aplica continuamente a través de la región 34 de
una superficie inferior para calentar la carga de alimentos 22. En
esta realización, el envase 20 incluye de esta manera una región
predeterminada que contiene la pluralidad de aberturas que incluyen
ambas subregiones aisladas 48 y 34 en más de una superficie del
envase o bolsa de alimentos 20. Inicialmente, en esta realización,
la región predeterminada suele estar preferiblemente en proporción a
la carga de alimento 24, ya que existe con anterioridad a ser
calentada. Mientras la carga alimenticia 24 es calentada, la bolsa
20 se infla debido al vapor de agua generado por el estallido de
las palomitas de maíz, alejándose la región 48 de la carga de
alimento 22, limitando de esa manera la penetración de la energía de
microondas a través de las aberturas 32 a una zona de penetración
adyacente al interior de la región 48. En esta realización, las
palomitas de maíz estalladas estarán protegidas por la capa 30 de
una exposición adicional a la energía de microondas mientras que la
carga de alimento 22 estará expuesta continuamente a través de la
subregión 34 a la energía de microondas para completar los
estallidos. Además, la gravedad alejará los granos estallados de la
subregión 48, aunque los estallidos continuados empujarán los granos
estallados. En referencia ahora de nuevo a la figura 6, la
profundidad 49 de la zona de penetración 44 puede ser controlada y
cambiada de un sitio a otro a lo largo de la bolsa o envase 20 (ó
50) utilizando diferentes tamaños o formas o números o espaciado de
las aberturas 32 en diferentes sub-regiones de la
capa 30 alrededor de la bolsa 20. Por ejemplo, y no como una
limitación, la zona de penetración 44 puede tener una profundidad de
penetración o espesor de 0,635cm (1/4 de pulgada) adyacente a las
sub-regiones 48 y 34, y una menor profundidad de
penetración 51 de 0,3175cm (1/8 pulgadas) en el resto del interior
del envase de alimentos 20. En referencia ahora de nuevo a la figura
4, los valores numéricos ejemplo para las profundidades de
penetración 49, 51 son números de valor relativos, por ejemplo, y no
como una limitación, los puntos de potencia media corresponden a la
distancia 55 desde el eje de ordenadas 40 (que representa la
superficie exterior de la capa 30) donde el nivel 53 es la mitad de
la potencia máxima 57 de la curva 38.
Con referencia ahora más particularmente a las
figuras 15 y 16, la realización de las figuras 1 y 2 se muestra en
configuraciones totalmente plegada y parcialmente plegada. La figura
15 muestra la bolsa o envase 20 con las solapas primera y segunda
21, 23 en una configuración totalmente plegada. La figura 16 muestra
la bolsa 20 en una configuración parcialmente plegada con el ala 21
plegada y la solapa 23 desplegada. Debe entenderse que la bolsa 20
es preferible que esté totalmente plegada cuando es envasada para
su expedición y venta. En la práctica del invento presente, la bolsa
20 puede colocarse en un horno de microondas total o parcialmente
plegada, o totalmente desplegada (como se muestra en las figuras 1 y
11) antes de la exposición a la irradiación de microondas. Sin
embargo, se prefiere que la bolsa 20 esté completamente desplegada,
como se muestra en la figura 1, antes de la irradiación de
microondas. Como con las bolsas convencionales, si se usa un
susceptor 26, es preferible que la bolsa 20 esté orientada con la
superficie que contiene el susceptor situada en el fondo.
El presente invento, en las realizaciones
mostradas, proporciona una bolsa para reducir el quemado mientras
todavía permite el estallido de las palomitas de maíz, o el
estallido, hinchamiento o calentamiento de otro modo de otros
alimentos, permitiendo una penetración importante de energía de
microondas en la bolsa, suministrando energía suficiente para
estallar las palomitas de maíz mientras que la bolsa está en una
condición aplastada o plegada. Después de que los estallidos han
inflado la bolsa, la mayor parte del interior del envase de
alimentos (es decir, la región más alejada de, o interior de, la
zona de penetración) está protegida de entrada adicional de energía
de microondas significativa. Esto se lleva a cabo seleccionando uno
o más tamaños de aberturas 32 para permitir sustancialmente sólo el
paso de sólo modos de energía de microondas evanescente (es decir,
de no propagación) al interior de la bolsa. En la práctica del
invento presente, donde el susceptor 26 está en el interior de la
capa 30, hay preferiblemente una región 34 en la capa 30 en la
superficie del fondo del envase 20 al menos sustancialmente
congruente con el susceptor 26 para permitir que la energía de
microondas alcance y caliente al susceptor 26 mientras la energía
entra por el fondo del envase. Si el susceptor 26 está situado en el
exterior de la capa 30, todavía puede ser preferible tener una
rejilla o región perforada 34 en el fondo del envase para permitir a
la energía de microondas que pase a través del susceptor 26 y que
caliente la carga de alimentos situada en el interior del envase. En
cualquiera de los casos, es deseable que la rejilla o retículo de
la región 34 esté dispuesta para evitar la entrada de energía de
microondas que no sea la de modo evanescente en el interior del
envase 20. Esto puede llevarse a cabo proporcionando una
distribución de aberturas 32 adyacente al susceptor 26. Debe
entenderse que el susceptor 26 puede estar situado en el interior o
en el exterior de la capa protectora 30 contra las microondas, (o
incluso puede ser omitido) según se desee.
Con referencia ahora a las figuras 7 a 10, puede
verse una realización alternativa del presente invento. En la figura
7, se muestra el envase 50 de esta realización de una forma
expandida. El envase o bolsa 50 es generalmente circular en planta
como puede verse de la manera más clara en la figura 8. Como en la
realización previamente descrita, la bolsa 50 está formada
preferiblemente de un material flexible, pero no extensible, tal
como papel o material similar de celulosa 52, con una capa de
reflectante o protectora contra las microondas 54 estratificada con
el mismo. Los distintos paneles o paredes que componen la bolsa 50
están preferiblemente obturados para retener el vapor de agua creado
dentro de la bolsa 50 durante el calentamiento con microondas,
mientras que al mismo tiempo permite una apertura selectiva cuando
se desee tener acceso al interior de la bolsa cuando la comida tenga
que ser consumida. Es preferible proporcionar una cinta anular
adhesiva 56 para asegurar juntas las paredes de la bolsa 50 usando
calor y/o presión.
Debe entenderse que es preferible formar la bolsa
50 como un conjunto generalmente plano cuando está plegada. Las
figuras 8 y 9 muestran que la capa protectora 54 contra las
microondas está perforada con aberturas 32 sustancialmente a través
de toda la superficie de la misma, con la posible excepción de las
juntas 58 y 59 fijadas con adhesivo. Como en la primera realización,
debe entenderse que la capa protectora contra las microondas puede
ser invisible para un usuario consumidor, ya que está estratificada
entre otras capas formando un envase de productos alimenticios
higiénico o aséptico. En la figura 9 se muestra un susceptor 60,
preferiblemente fijado a la bolsa 50. Como con la primera
realización, el susceptor 60 puede estar expuesto al efecto completo
de la irradiación de microondas al estar colocado en el exterior de
la capa protectora 54 contra las microondas, o puede estar acoplado
en el interior de la capa 54 con aberturas que protege contra las
microondas. La bolsa 50 está preferiblemente cargada con una
cantidad de palomitas de maíz sin estallar, y grasa o aceite, con
condimentos y colorantes incluidos opcionalmente. La bolsa 50 está
preferiblemente plegada en una configuración generalmente
rectangular para la dispensación y venta, y en su configuración
plegada, puede ser de un tamaño y forma similar a los envases de la
primera realización o a los de los otros envases convencionales para
palomitas de maíz preparadas en horno microondas.
La bolsa 50 tiene también preferiblemente una
cubierta o tapa separable 92 que cubre una abertura 94 en la
superficie superior de la misma. La cubierta 92 tiene
preferiblemente una junta adhesiva 59 que puede ser abierta por el
consumidor una vez que las palomitas de maíz hayan estallado, como
se muestra en la Figura 10. Una solapa no adherida 96 está
preferiblemente integrada en la tapa 92 para ayudar a la apertura de
la bolsa 50. Debe entenderse que la cubierta 92 puede tener una capa
exterior 52 estéticamente agradable, formada, por ejemplo, de un
polímero o papel estables al calor y de una capa interior 54
protectora contra las microondas, con aberturas en la misma, como se
muestra en las figuras 8 y 9.
Debe entenderse que el contenido del envase de
alimentos del invento presente puede ser granos de maíz o cualquier
otro grano adecuado tal como arroz, maíz, cebada, sorgo o de ese
tipo para ser explosionados o estallados cuando se calientan o
recalientan en un horno de microondas.
Cuando el susceptor es sometido a calentamiento
por microondas convertirá la energía de microondas en calor, y la
carga de alimentos será sometida a calentamiento directo hasta que
sea liberado suficiente vapor de agua para expandir la bolsa lo
suficiente para alejar la capa contra las microondas con aperturas
en la parte superior de la carga de alimento a una distancia mayor
que la profundidad de penetración de la energía de microondas
evanescente. Mientras las explosiones o estallidos continúen, el
envase de alimentos se inflará o expandirá más, aumentando el
volumen protegido de irradiación de microonda sustancial en el
interior de la zona de penetración. Debe entenderse que la zona de
penetración se extiende sustancialmente a través de toda la
superficie del interior del envase 50. No obstante, el volumen
protegido eliminará el abrasamiento de las palomitas de maíz ya
estalladas en el mismo y el empuje de las palomitas de maíz
estalladas moverán constantemente los granos estallados periféricos
dentro y fuera de la zona de penetración, reduciendo además la
posibilidad de abrasamiento.
El modelo de rejilla con aberturas cuadradas en
la práctica del invento presente es preferiblemente de 1,27 a 3,81cm
(1/4 a 1 1/2 pulgadas) en dimensión lineal (la longitud de cada
lado de una abertura). Para crear energía de microondas evanescente
en el interior de la capa protectora contra las microondas, el
espesor y la anchura del modelo de rejilla que forma las aberturas
tiene que ser mayor que la profundidad de penetración ä del
material conductor. Para un material de conductividad ó, la
profundidad de penetración está dada por la ecuación (6):
(6)\delta =
c/(2\pi\sigma\omega)^{1/2}
donde c es la velocidad de la luz, y \omega es
la frecuencia (en radianes) de las microondas. La anchura de la
rejilla entre aberturas no debe ser tan grande como para evitar la
formación de ondas evanescentes significativas en el interior de la
capa protectora contra las microondas para calentar los
alimentos.
Por esta razón, es deseable que la anchura de la
rejilla sea mayor que la profundidad de penetración (unas pocas
micras, dependiendo del material) y menos de 0,952cm (3/8 pulgadas).
Debe hacerse énfasis en que la forma de las aberturas puede ser
regular o irregular, y puede incluir, pero no está limitada a,
cuadrada, triangular, redonda, elíptica e incluso irregular o amorfa
(si está limitada su dimensión máxima para conseguir el modo
evanescente de microondas). La rejilla o distribución de aberturas
puede ser uniforme a través de la superficie del envase o puede ser
interrumpida o no uniforme, según se desee para conseguir el efecto
de calentamiento apropiado para la carga concreta de alimentos que
contenga el envase. La capa protectora contra las microondas puede
estar formada de cualquier material capaz de reflejar la energía de
microondas, incluyendo, pero no limitado a, la mayoría de metales y
aleaciones, tales como el aluminio, níquel, cobre, plata, hierro,
acero inoxidable y similares.
La cantidad de energía de microondas que entra en
el envase de alimentos puede ser controlada variando los parámetros
de las aberturas 32, la curvatura de la rejilla, el grosor de la
lámina que compone la capa protectora 30 contra las microondas en el
envase de alimentos 20, y el diseño (o tipo de retículo) de las
aberturas 32. Debe entenderse que está dentro del alcance del
invento presente el variar (o mantener constante) uno, algunos o
todos estos parámetros a través de las superficies del envase de
alimentos para obtener los resultados deseados controlando la
energía de microondas evanescente que penetra en el envase de
alimentos. No obstante, esto es cierto tanto si también entra o no
energía de microondas no evanescente, adicional en el envase de
alimentos, siempre que la carga de alimentos esté principalmente
influenciada por la energía de microondas evanescente, por lo menos
en las regiones donde el invento presente está siendo
practicado.
Debe entenderse además que el invento presente es
útil para el calentamiento selectivo de otros alimentos distintos
que las palomitas de maíz y otros productos alimenticios que se
inflen. Por ejemplo, y sin limitación a ello, un pastel relleno que
suelte vapor de agua cuando se calienta, puede ser calentado y un
recubrimiento tal como congelado puede ser derretido utilizando un
envase de alimentos según las enseñanzas del invento presente. En
una aplicación tal, se puede evitar que el relleno sea
sobrecalentado (para evitar que un consumidor se queme) mientras que
la superficie exterior del alimento puede ser calentada e incluso
tostada, si se desea, utilizando la zona de penetración del invento
presente para calentar el alimento selectivamente, y evitar el
sobrecalentamiento por el inflado del envase durante la irradiación
de microondas.
Como otro ejemplo, y no como limitación, el
invento presente puede usarse para calentar o cocinar selectiva y
controladamente una pizza utilizando irradiación de microondas,
donde el envase de alimentos para la pizza puede tener aberturas
relativamente pequeñas en una superficie inferior para admitir
energía evanescente sólo (o principalmente) en base de la pizza por
debajo de los ingredientes mientras que la rejilla superior o región
por encima de la carga de pizza puede tener aberturas adecuadas para
el calentamiento o cocción suficiente, pero no excesivo, de los
ingredientes, seguido de un alejamiento de la rejilla superior
respecto de la pizza (como resultado del vapor de agua generado)
para evitar el sobrecalentamiento de los ingredientes. Esta
propuesta puede ser utilizada con o sin un susceptor para conseguir
el tostado de la base de la pizza que se desee, y para conseguir
simultáneamente la cocción deseada de los ingredientes sin
requemarse.
Claims (11)
1. Aparato para controlar el calentamiento de un
producto alimenticio con energía de microondas, del tipo que tiene
un envase para alimentos (20) provisto de una capa protectora (30)
contra las microondas, un producto alimenticio (22) contenido en el
envase de alimento, con el producto alimenticio inicialmente situado
muy próximo a la capa protectora contra las microondas y medios (28)
para alejar la capa protectora contra las microondas desde una
estrecha proximidad a por lo menos a la mayor parte del producto
alimenticio después de que el envase y el producto alimenticio sean
irradiados con al menos una cantidad predeterminada de energía de
microondas, que se caracteriza por una pluralidad de
aberturas (32) en la capa protectora dimensionadas para permitir
sólo la penetración evanescente (es decir, no propagadora) de
energía de microondas en el interior del envase de tal manera que la
penetración evanescente de la energía de microondas es insuficiente
para sobrecalentar el producto alimenticio cuando la capa protectora
contra las microondas es alejada de la proximidad del producto
alimenticio.
2. El aparato de la reivindicación 1, en el que
la capa protectora contra las microondas (30) se extiende sobre al
menos una parte del envase de alimentos con una pluralidad de
aberturas en una región predeterminada (48) de la misma, con las
aberturas dimensionadas para controlar la penetración evanescente de
la energía de microondas al interior del envase; y en el que
el producto alimenticio contenido en el envase de
alimentos tiene la región predeterminada de la capa protectora
contra las microondas inicialmente situada muy próxima al menos a
una parte del producto alimenticio; en el que
los medios (28) que mueven la región
predeterminada de la capa protectora contra las microondas alejan la
región predeterminada (48) de la capa (30) desde su proximidad a la
parte del producto alimenticio después de que el envase y el
producto alimenticio sean irradiados con al menos una cantidad
predeterminada de energía de microondas, de tal manera que la
penetración evanescente de la energía de microondas a través de
región predeterminada de la capa protectora contra las microondas es
insuficiente para sobrecalentar el producto alimenticio después de
que la capa protectora contra las microondas es alejada de la
proximidad de la parte del producto
alimenticio.
alimenticio.
3. El aparato de las reivindicaciones 1 ó 2, en
el que se genera vapor de agua mediante la energía de microondas y
los medios que mueven la capa protectora contra las microondas son
una capa de barrera (28) para el vapor de agua suficientemente
impermeable al vapor de agua y operativa para proporcionar un
movimiento relativo para aumentar el espacio entre el producto
alimenticio y la capa protectora contra las microondas.
4. El aparato de cualquiera de las
reivindicaciones 1, 2 ó 3, en el que el producto alimenticio (22) es
palomitas de maíz.
5. El aparato de cualquiera de las
reivindicaciones 1-4, en el que el envase de
alimento (20) contiene además un susceptor de microondas (26).
6. El aparato de cualquiera de las
reivindicaciones 1-5, en el que el envase de
alimentos (20) contiene además una capa aséptica (28) situada
adyacente a la capa protectora (30) contra las microondas.
7. Un método para controlar el calentamiento de
un producto alimenticio con energía de microondas, que comprenda los
pasos de:
- a.
- proporcionar un envase para alimentos (20) que tiene una capa protectora (30) contra las microondas;
- b.
- situar inicialmente un producto alimenticio (22) dentro del envase para alimentos muy próximo a la capa protectora contra las microondas.
- c.
- irradiar el envase y el producto alimenticio con energía de microondas; y
- d.
- alejar la capa protectora contra las microondas de su estrecha proximidad a por lo menos a la mayor parte del producto alimenticio después de que el envase y el producto alimenticio sean irradiados con al menos una cantidad predeterminada de energía de microondas;
Caracterizado porque dicha capa protectora
contra las microondas está provista de una pluralidad de aberturas
(32) en la misma, en la que las aberturas están dimensionadas para
permitir sólo la penetración evanescente (es decir, sin propagación)
de energía de microondas en el interior del envase, de tal manera
que la penetración evanescente de la energía de microondas es
insuficiente para sobrecalentar el producto alimenticio cuando la
capa protectora contra las microondas es alejada de su proximidad
del producto alimenticio.
8. El método de la reivindicación 7, en el que se
genera vapor de agua mediante irradiación con microondas y se
expande el envase (20) para alejar la capa protectora contra las
microondas (30) de su estrecha proximidad a por lo menos a la mayor
parte del producto alimenticio después de que el envase y el
producto alimenticio sean irradiados con al menos una cantidad
predeterminada de energía de microondas.
9. El método de la reivindicación 7 u 8, en el
que el paso de proporcionar una pluralidad de aberturas en la capa
protectora contra las microondas comprende además situar la
pluralidad de las aberturas en al menos una predeterminada región
limitada (34,48) del envase de alimentos.
10. El método de cualquiera de las
reivindicaciones 7-9, que comprende además
proporcionar un susceptor en el envase de alimentos, en el que la
capa protectora contra las microondas (30) tiene aberturas (32)
adyacentes al susceptor (26).
11. El método de cualquiera de las
reivindicaciones 7-10 en el que el producto
alimenticio son palomitas de maíz.
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