包括屏蔽的微波輻射測量天線的加熱處理設備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于含蛋白質產品的加熱處理設備，運輸裝置運輸所述產品通過所述設備并且經過至少一個微波輻射計天線，其中所述微波輻射計天線（1）位于屏蔽裝置（6）中，該屏蔽裝置至少部分地圍繞所述運輸裝置（5）的截面延伸，并且至少部分地將所述微波輻射計天線（2）與外部電磁輻射源隔離。
【專利說明】包括屏蔽的微波輻射測量天線的加熱處理設備
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種優(yōu)選用于含蛋白質產品的加熱處理設備，該產品由運輸裝置運輸通過該設備，并且經過至少一個微波輻射計天線。
【背景技術】
[0002]食品產品，尤其是含蛋白質的食品產品，例如肉類、魚等，通常是加熱處理的，例如煮或炸。在工業(yè)應用中，該加熱處理在加熱處理設備(例如烘箱)中進行，該烘箱包括運輸裝置，例如帶，優(yōu)選的是環(huán)形帶，該環(huán)形帶使產品移動通過加熱處理設備，在該設備中產品受熱。在很多情況下，以并排的方式、平行的方式或者以任意排列的方式運輸多個產品通過加熱處理設備。由于溫度分布狀態(tài)隨著烘箱的寬度變化，因此在烘箱中的產品和/或熱傳遞是不均勻的，單個產品的巴氏滅菌也不是均勻的，然而，這不是希望出現(xiàn)的情形。尤其不希望出現(xiàn)的是產品核心溫度過低和/或過熟。為了解決該問題，現(xiàn)有技術中已知的加熱處理設備都測量產品溫度。然而，這些溫度讀數(shù)不太準確，以至于不能精確地控制加熱處理設備中的加熱情況。

【發(fā)明內容】

[0003]因此，本發(fā)明的目的是提供一種沒有現(xiàn)有技術的缺陷的加熱處理設備。
[0004]該目的通過這樣一種用于含蛋白質產品的加熱處理設備實現(xiàn)，由運輸裝置運輸所述產品通過該設備，并且經過至少一個微波輻射計天線，該微波輻射計天線位于屏蔽裝置中，該屏蔽裝置至少部分地圍繞運輸裝置的截面延伸并且至少部分地將所述微波輻射計天線與外部的電磁輻射源(尤其是微波)隔離。
[0005]本發(fā)明涉及加熱處理設備，該加熱處理設備將熱量傳遞給產品，優(yōu)選含蛋白質產品。含蛋白質產品尤其是肉類，例如來自豬肉、牛肉、雞肉、羊肉以及魚肉或者奶制品。然而，產品也可以是例如任何其它食物，例如蔬菜、水果等。肉類可以包括骨骼或魚骨。肉類優(yōu)選的是處理過的，例如切碎的、腌泡的、加了調料的和/或敲碎的。該加熱處理設備可以例如是烘箱、炸鍋或解凍設備。優(yōu)選地，加熱處理設備是烘箱，其通過輻射、自然的和/或強制的對流加熱產品。如果需要，可以將蒸汽添加到加熱處理設備以調整在加熱處理設備中的相對濕度和/或影響熱傳遞。加熱處理設備可以連續(xù)地或者分批地操作，然而優(yōu)選的是連續(xù)地操作。優(yōu)選地，加熱處理設備包括幾個腔，在這些腔中保持不同的熱處理條件和/或環(huán)境。該加熱處理設備優(yōu)選地包括控制加熱處理設備中的不同的參數(shù)(例如溫度，相對濕度和/或熱傳遞條件)的裝置。在優(yōu)選的實施例中，真空被應用于加熱處理設備，尤其是在加熱處理設備為解凍設備的情況中。
[0006]根據(jù)本發(fā)明，加熱處理設備包括運輸裝置，例如帶，尤其是環(huán)形帶，該環(huán)形帶將需要加熱的產品運輸通過加熱處理設備。運輸裝置的路徑可以是直線的和/或曲線的，例如至少部分成螺旋形地布置。運輸裝置優(yōu)選的是具有足夠寬的寬度(即垂直于運輸方向延伸)以使得幾個產品并排放置，然后產品被平行地運輸通過加熱處理設備。然而，產品也可以任意地放置在帶上，例如以人工裝載的情況。運輸裝置可以至少部分地由吸收和/或反射電磁輻射(尤其是射頻(RF))的材料制造。
[0007]根據(jù)本發(fā)明，加熱處理設備包括至少一個微波輻射計天線，該天線接收由單個產品發(fā)出的電磁輻射，并且將信號傳遞給一個設備，該設備將測量的信號轉換為在運輸裝置上的產品的溫度。優(yōu)選地，由天線接收到的電磁輻射及其分析可以確定產品的核心溫度，即產品中心的溫度而不是表面溫度。優(yōu)選地，微波輻射計天線放置在運輸裝置之上，以測量產品的溫度，產品在天線之下經過。天線優(yōu)選的是固定的。天線優(yōu)選的是放置在靠近加熱處理設備的出口和/或加熱處理設備的下游外部。這兩個位置允許確定已經加熱的產品的核心溫度。該溫度讀數(shù)允許例如控制加熱過程。另外或者可替換地，天線優(yōu)選的是放置在靠近加熱處理設備的入口和/或加熱處理設備的上游外部。這兩個位置允許確定在加熱之前的產品的最初的核心溫度。該溫度也允許例如控制加熱過程。本領域技術人員理解的是，優(yōu)選地，最初的核心溫度和在加熱處理之后的最終溫度是用于控制處理過程的。
[0008]在本發(fā)明的一個優(yōu)選的實施例中，至少兩個天線放置在運輸裝置之上。這些天線優(yōu)選測量產品的核心溫度，優(yōu)選在運輸裝置的相對于帶的運輸方向的左手側附近或右手側附近，所述帶運輸經過天線。
[0009]在另一個優(yōu)選的實施例中，在每排產品之上放置一個天線。這些天線的每一個測量布置在相應的排中的連續(xù)的產品的溫度，優(yōu)選的是核心溫度。
[0010]根據(jù)本發(fā)明，每個天線，至少其接收(“查看(see)”)微波輻射的區(qū)域位于屏蔽裝置內部，屏蔽裝置至少部分地、優(yōu)選整個地圍繞運輸裝置的截面延伸，并且至少部分地、優(yōu)選整個地將微波輻射計天線與外部電磁輻射源(尤其是微波和/或射頻(RF))隔離。由于這樣的屏蔽，該天線只接收由產品發(fā)出的電磁輻射。這樣，即使產品連續(xù)地移動經過天線，這種測量也比現(xiàn)有技術的測量更加精確。優(yōu)選屏蔽裝置被設計為使得即使是由鄰近的產品(尤其是當前測量的產品的上游和/或下游的產品)發(fā)出的輻射，也至少被屏蔽裝置減小了。[0011 ] 這樣，運輸裝置及其上面的產品，在屏蔽裝置之下經過(優(yōu)選通過)屏蔽裝置，屏蔽裝置中放置天線。
[0012]該屏蔽裝置確保只有來自產品的微波輻射被天線接收，即使產品被連續(xù)地運輸經過天線。屏蔽裝置至少部分地吸收和/或反射電磁輻射，尤其是微波和/或射頻。
[0013]屏蔽裝置，例如箱體，優(yōu)選的是固定的，更優(yōu)選的是不包括活動部分，尤其是在一個或多個測量過程之前、之中或之后沒有部件需要移動。屏蔽裝置優(yōu)選至少部分地由屏蔽電磁輻射(尤其是射頻)的材料制造。優(yōu)選地，該材料是導電體和/或磁性材料。優(yōu)選地，該材料以層的方式應用于屏蔽裝置。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的另一個或優(yōu)選的實施例，微波輻射計天線，至少其接收(“查看”)微波輻射的區(qū)域位于屏蔽裝置內部，屏蔽裝置包括兩個槽，運輸裝置通過所述槽引導。屏蔽裝置至少部分地將微波輻射計天線與外部的電磁輻射源隔離。槽優(yōu)選圍繞運輸裝置(尤其是帶)的截面的整個外周延伸。屏蔽裝置優(yōu)選從各個面覆蓋運輸裝置。表面帶有產品的運輸裝置移動通過屏蔽裝置，一個或多個天線位于屏蔽裝置中，每個天線測量由運輸裝置運輸?shù)南鄳漠a品發(fā)射出的電磁輻射。槽的寬度基本上與運輸裝置的寬度對應，該寬度垂直于其運動方向。槽的高度選擇得盡可能地小，但是也要足夠大使得運輸裝置及其上的產品可以通過所述槽。高度優(yōu)選小于150mm。在優(yōu)選的實施例中，對于當前在加熱處理設備中處理的廣品而目，槽的聞度是可調整的。
[0015]在優(yōu)選的實施例中，加熱處理設備在其入口和/或出口包括通道。該通道沿運輸裝置的運輸方向延伸，并且優(yōu)選具有至少基本上與槽相同的內部尺寸。優(yōu)選地，通道(優(yōu)選的是在其整個長度上)圍繞運輸裝置(優(yōu)選的是環(huán)形帶)的截面的外周延伸。通道優(yōu)選的是固定的，更優(yōu)選的是不包括活動部分，尤其是在一個或多個測量過程之前、之中或之后沒有部件需要移動。通道優(yōu)選至少部分地由屏蔽電磁輻射(尤其是射頻)的材料制造。優(yōu)選地，該材料是導電體和/或磁性材料。優(yōu)選地，該材料作為一層被鋪設至屏蔽裝置。
[0016]在優(yōu)選的實施例中，通道在其內表面包括反射和/或吸收裝置，以至少部分地從外部源消除已經通過入口或出口進入通道的輻射。該反射和/或吸收裝置避免這樣的電磁福射到達天線。
[0017]根據(jù)另外優(yōu)選的實施例，屏蔽是逆電磁輻射，其至少部分地抵消來自外部源的電磁輻射。測量設備測量由外部源發(fā)射的電磁輻射，也就是說，并不是要被測量的產品，并且一個設備發(fā)射逆輻射，其具有相同的波長但是振幅是倒數(shù)。該逆輻射將不希望的電磁輻射減少到至少接近于零。
[0018]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的實施例，加熱處理設備包括影響熱處理過程的裝置。這樣的裝置可以是例如改變溫度的裝置、影響熱傳遞的裝置、提供輻射的裝置、改變產品在加熱設備中的停留時間和/或改變圍繞產品的環(huán)境的相對濕度的裝置。這些裝置可以用于在運輸裝置的整個寬度上提供均勻的加熱處理條件或用于在運輸裝置上的每一單位面積上的產品的數(shù)量根據(jù)運輸裝置的寬度而不同的情況下提供不均勻的加熱處理條件。在這種情況下，合乎需要的是，為每一單位面積具有更多產品的區(qū)域提供比每一單位面積具有更少產品的區(qū)域更多的熱能和/或更有效的熱傳遞。在本發(fā)明優(yōu)選的實施例中，根據(jù)天線的信號控制影響加熱處理過程的這些裝置。該天線例如放置在加熱處理設備(例如烘箱)的入口或入口附近和/或加熱處理設備的出口或出口附近，并且測量單個產品的最初和/或最后的核心溫度。根據(jù)該測量結果，改變加熱處理過程，以達到最優(yōu)的核心溫度。
[0019]在另一個優(yōu)選的實施例中，該設備包括跟蹤單個產品的位置的裝置。該裝置可以例如是XY跟蹤系統(tǒng)，并且例如有助于了解在某一時刻單個產品的位置。該信息可以例如是用于通過例如取放機器人挑選出產品，所取出的產品是不符合一定的質量標準，尤其是不符合一定的核心溫度。即如果核心溫度過高或過低，這樣的產品將通過取放機器人選出。該機器人需要被挑出的這樣的產品的XY坐標，以從運輸裝置中挑選出正確的產品。
[0020]在另一個優(yōu)選的實施例中，通過天線獲得的溫度信息存儲在存儲裝置中。該信息可以例如是用于質量控制功能以記錄單個產品在加熱處理過程中是如何被加熱處理的。根據(jù)另一個優(yōu)選的實施例，該信息被傳遞到存儲裝置，例如附接至包裝等的轉發(fā)器，在包裝中將產品放置并將其打包。在存在質量問題的情況下，該信息可以由該轉發(fā)器直接讀出，且商戶和客戶可以獲得。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選的實施例或者另一個實施例，該加熱處理設備包括產品檢測裝置，其位于加熱處理設備的上游。這些裝置可以用于至少部分地將加熱處理設備打開或關閉。如果，在運輸裝置上沒有產品，該加熱處理設備至少部分地關閉。然而，一旦這些檢測裝置識別出產品，在產品到達該加熱處理設備之前，該加熱處理設備再次成功開啟。利用本發(fā)明的優(yōu)選的或有創(chuàng)造性的實施例，可以節(jié)省加熱處理過程的能量。[0022]優(yōu)選地，微波輻射測量天線具有接收區(qū)域，即0.1-1SOmm2的有效區(qū)域。該區(qū)域優(yōu)選直接朝向產品和/或優(yōu)選直接背向產品表面。優(yōu)選地，該區(qū)域在銷狀設備的尖端。
[0023]具有0.1-1SOmm2接收區(qū)域的天線，非常精確地測量含蛋白質物質的核心溫度。接收區(qū)域是天線接收由產品發(fā)出的微波輻射的區(qū)域。該核心溫度是基本上直接位于天線之下的在高度z上的產品的平均溫度。
[0024]天線不接觸產品，但是直接放置在產品附近以接收產品發(fā)出的微波輻射。
[0025]優(yōu)選地，有效區(qū)域是0.1-70mm2,更優(yōu)選的是0.1-40mm2和最優(yōu)選的是0.l_20mm2。
[0026]有效區(qū)域可以具有任何形狀。然而，優(yōu)選地，接收區(qū)域是圓形的。在本發(fā)明的優(yōu)選的實施例中，有效區(qū)域的直徑是0.35-15.1mm,更優(yōu)選的是0.35-9.4mm,特別優(yōu)選的是
0.35-7.13mm,更特別優(yōu)選的是 0.35-5.0mm。
[0027]優(yōu)選地，天線和隨附的電子儀器檢測并分析頻帶在1-7GHZ之間的微波，而圍繞2-4GHZ之間的頻帶的低頻是更優(yōu)選的，在2.8和3.2GHz之間的頻帶是最優(yōu)選的。在一個甚至更優(yōu)選的實施例中，通過天線和隨附的電子儀器接收并分析的頻率在一次測量過程中改變，低頻提供有關深入產品內部的溫度的信息，較高的頻率提供有關靠近表面的產品的溫度信息。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]現(xiàn)在將根據(jù)圖1-3解釋本發(fā)明。這些說明不限制保護范圍。
[0029]圖1顯示加熱處理設備的天線。
[0030]圖2顯示測量原理。
[0031]圖3顯示天線的屏蔽。
【具體實施方式】
[0032]圖1顯示微波輻射測量天線，其具有接收區(qū)域2，其有效區(qū)域直接朝向產品3并且接收(“查看”)由產品發(fā)出的電磁輻射。產品3在該實施例中為一塊肉，其經受加熱處理。在該實施例中，接收區(qū)域是具有6毫米直徑的圓形。這里接收區(qū)域基本上平行于靠近天線的產品表面。天線與分析裝置(未示出)電連接并且電子連接。在該實施例中，天線和/或隨同的電子儀器包括濾波器，其允許帶寬在2-4GHZ的微波通過。連接的電子儀器分析接收的微波輻射并且計算產品3的核心溫度；即產品3的中心的溫度。
[0033]圖2描繪本發(fā)明的測量原理。圖2a是從左向右移動的運輸帶5的俯視圖。在帶上，布置有天線1，天線I的接收區(qū)域2直接朝向帶6。在帶6上，放置食物產品并且運輸它們經過天線I。天線測量位于測量路徑20內的產品的核心溫度。因為天線的接收區(qū)域2是非常小的，在該路徑中測量的溫度正好是產品的核心溫度，而不是在X方向中的整個產品上的溫度。如圖2b所示，其是根據(jù)圖2a描述的側視圖，在該測量路徑中，溫度在幾個點測量，在此為兩個分離的點19，雖然距離很小，但是它們可以實現(xiàn)半連續(xù)的測量。在每個測量點，在接收區(qū)域之下的產品的平均溫度是確定的。本領域技術人員理解的是，如果幾個天線并排地放置，可以確定產品的非常精確的溫度圖。
[0034]圖3描繪本發(fā)明的加熱處理設備4。該加熱處理設備例如是烘箱。該加熱處理設備包括運輸裝置5，這里為環(huán)形帶，其運輸含蛋白質的產品(未示出)通過加熱處理設備，在加熱處理設備中產品被加熱以烹調、油炸或處理含蛋白質產品的表面。該運輸裝置5運輸產品經過至少一個、這里為兩個微波輻射測量天線I。該天線I測量分布在帶的寬度w之上的兩個不同產品的溫度。各個天線測量一個產品的核心溫度；即產品內部的溫度。各個天線I位于屏蔽裝置6中，這里為箱體18。箱體整個圍繞運輸裝置5的截面5’(即它的側壁
13、14)延伸，其底部15和上部16圍繞運輸裝置5延伸。箱體18在其入口和出口包括槽9，10，運輸裝置和產品通過槽引導。箱體是固定的，并且不包括任何活動部分。在該示例中，天線I位于朝運輸裝置開口的腔17中。腔(不是強制性的)允許導引由天線接收的輻射使得在當前正分析的產品上游或下游的產品不影響實際測量。在該實施例中，箱體18包括襯層，其包括RF屏蔽性能，使得外部電磁輻射源不會影響天線I的讀數(shù)。然而，箱體還可以由具有RF屏蔽性能的薄片制造，例如鐵、不銹鋼、鋁、銅等。在箱體18的上游和/或下游，屏蔽裝置6優(yōu)選包括通道7、8，其優(yōu)選圍繞運輸裝置5的整體外周5’延伸。箱體和/或通道
7、8的寬度w優(yōu)選基本上為運輸裝置5的寬度。高度h優(yōu)選挑選得盡可能地小。在該實施例中，高度h小于150_。這允許運輸裝置加上產品通過通道7、8。每個通道7、8避免電磁輻射進入箱體18。制造各個通道的材料也包括RF屏蔽性能。如果需要，每個通道可以在其內部包括吸收和/或反射已經進入通道的電磁輻射的裝置。
[0035]附圖標記列表:
[0036]1-微波輻射測量天線
[0037]2-接收區(qū)域
[0038]3-產品
[0039]4-加熱處理設備
[0040]5-運輸裝置
[0041]5’-運輸裝置的截面
[0042]6-屏蔽裝置，箱體
[0043]7，8-通道
[0044]9, 10-槽
[0045]11-屏蔽裝置的入口
[0046]12-屏蔽裝置的出口
[0047]13，14-箱體或通道的側壁
[0048]15-箱體或側壁的底部
[0049]16-上部
[0050]17-腔
[0051]18-箱體
[0052]19-分開的測量點
[0053]20-測量路徑
【權利要求】
1.一種用于含蛋白質產品的加熱處理設備(4)，運輸裝置(5)運輸所述產品通過所述設備并且經過至少一個微波輻射計天線(I)，其特征在于:所述微波輻射計天線(I)位于屏蔽裝置(6 )中，該屏蔽裝置至少部分地圍繞所述運輸裝置(5 )的截面(5’ )延伸，并且至少部分地將所述微波輻射計天線(2 )與外部電磁輻射源隔離。
2.根據(jù)權利要求1所述的加熱處理設備，其特征在于:所述屏蔽裝置(6)圍繞所述運輸裝置的整個截面(5’)延伸。
3.根據(jù)前述權利要求中任一項或者權利要求1的前序部分所述的加熱處理設備，其特征在于:所述微波輻射計天線(I)位于屏蔽裝置(6)中，所述屏蔽裝置包括兩個槽(9，10)，所述運輸裝置(I)通過所述槽弓I導。
4.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的加熱處理設備，其特征在于:所述運輸裝置是帶。
5.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的加熱處理設備，其特征在于:所述屏蔽裝置(6)至少部分地由反射和/或吸收電磁輻射的材料制造。
6.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的加熱處理設備，其特征在于:所述運輸裝置(5)至少部分地由反射和/或吸收電磁輻射的材料制造。
7.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的加熱處理設備，其特征在于:所述屏蔽裝置(6)在其入口(11)和/或其出口(12)包括通道。
8.根據(jù)權利要求7所述的加熱處理設備，其特征在于:所述通道在其內表面包括反射和/或吸收裝置。
9.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的加熱處理設備，其特征在于:所述屏蔽是逆電磁輻射，其至少部分地抵消來自外部源的電磁輻射。
【文檔編號】A47J37/04GK103827646SQ201280035013
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2012年5月2日 優(yōu)先權日:2011年7月15日
【發(fā)明者】約瑟夫·約翰·瑪利亞·凡·倫斯 申請人:Gea食品策劃巴克爾公司