УПАКОВКА С КОМПОЗИЦИОННЫМ СУСЦЕПТОРОМ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В МИКРОВОЛНОВОЙ ПЕЧИ
MICROWAVEABLE PACKAGES HAVING COMPOSITE SUSCEPTOR

Уровень техники
Настоящее изобретение в целом относится к пищевым технологиям. Более конкретно настоящее изобретение относится к упаковке, пригодной для использования в микроволновой печи, включающей композиционный сусцептор со слоем стандартного сусцептора и СВЧ защитным слоем, который по меньшей мере, по существу не содержит металла.
Микроволновая печь становится все более популярным средством для приготовления пищи из-за удобства для потребителей, энергоэффективности и снижения энергопотребления во время приготовления пищи. В то время как приготовление пищи с использованием СВЧ обеспечивает объемный нагрев пищевого продукта, который обычно слегка горячее на наружной стороне пищевого продукта, приготовление пищи с использованием СВЧ обычно не обеспечивает искомый нагрев поверхности для получения зажаренной, хрустящей поверхности пищевого продукта. Действительно, приготовление пищи с использованием СВЧ не позволяет готовить пищевой продукт с зажаренной, хрустящей поверхностью, так как поверхность пищевого продукта обычно незначительно более горячая, чем центральная часть пищевого продукта. И, напротив, в обычной печи часто продукты имеют поверхность, которая является зажаренной, хрустящей и привлекательной для потребителей. Тем не менее обычные печи также требуют значительного времени приготовления, поскольку пищевые продукты, нагреваемые с помощью обычных печей, нагреваются относительно медленно от поверхности до внутренней части.
Материалы сусцептора СВЧ-излучения известны в пищевой промышленности и использовались в качестве активных упаковочных систем для продуктов, пригодных для приготовления в микроволновой печи, с конца 1970-х годов. Сусцепторы используются для обеспечения дополнительного термического нагрева поверхности пищевых продуктов, которые нагреваются в микроволновой печи, что позволяет добиться зажаренной, хрустящей поверхности, привлекательной для потребителей. Хотя использование сусцепторов СВЧ-излучения может обеспечить улучшенные характеристики пищи, приготовленной в микроволновой печи, сусцепторы не всегда способны придавать искомые температурные профили всем продуктам, пригодным для использования в микроволновой печи.
Например, US 12/465700 Майкла (″Michael″) раскрывает проблемы, возникающие при приготовлении замороженных разогреваемых потребителем мучных кондитерских изделий с начинкой из мороженого. Как уже говорилось в заявке Michael, часть с мороженым замороженных разогреваемых потребителем мучных кондитерских изделий, как правило, подвергается воздействию температур в процессе изготовления и в процессе разогрева потребителем, что вызывают таяние мороженого или иное ухудшение. Для предотвращения таких проблем замороженные продукты Michael изготовлены с мороженым ″стойким в процессе приготовлении″, которое является более стойким в условиях воздействия тепла, чем обычное, так что стойкое в процессе приготовления мороженое не тает или иным образом ухудшается, по меньшей мере, на операции приготовления полуфабриката. Однако стойкое в процессе приготовлении мороженое Michael требует изменить рецептуру начинки мороженого и ограничивает типы замороженных композиций, которые могут быть включены в замороженные разогреваемые потребителем мучные кондитерские изделия, не тающие или иным образом ухудшающиеся.
Таким образом, не существует подходящего способа, которым можно приготовить горячий и холодный пищевой продукт в микроволновой печи, который включает любой съедобный, замороженный компонент и который также обеспечивает температурный профиль, который близок к приготовлению в обычной печи, и также обеспечивает зажаренную, хрустящую поверхность.
Раскрытие изобретения
Настоящее изобретение относится к микроволновой технологии. В частности, настоящее изобретение относится к упаковке, пригодной для использования в микроволновой печи, которая обеспечивает улучшенный режим нагрева. В общем осуществлении упаковка, пригодная для использования в микроволновой печи, снабжена и включает композиционный сусцептор со слоем стандартного сусцептора СВЧ-излучения, прилегающим к СВЧ защитному слою. СВЧ защитный слой включает источник подвижных зарядов, который, по меньшей мере, по существу не содержит металла.
В осуществлении СВЧ защитный слой включает подложку, включающую источник подвижных зарядов. Толщина подложки может составлять около 0,05-3,0 мм, или около 0,25 мм. В одном осуществлении подложка является бумагой, негофрированным картоном, тонким картоном, карточной бумагой, оберточной бумагой, крепированной бумагой или их комбинацией. В одном осуществлении подложка представляет собой подложку на основе бумаги, например оберточной бумаги.
В осуществлении источник подвижных зарядов выбран из группы, состоящей из расплавленных ионных соединений, растворенных ионных соединений, полупроводников или их комбинаций. Источник подвижных зарядов может быть выбран из группы, состоящей из расплавленной соли, водного раствора соли или их комбинаций. В одном осуществлении источник подвижных зарядов представляет собой водный раствор соли с концентрацией около 10-30% масс. Концентрация водного раствора соли может составлять около 25% масс. В одном осуществлении СВЧ защитный слой является подложкой на основе бумаги, погруженной в водный раствор соли.
В осуществлении упаковка, пригодная для использования в микроволновой печи, выбрана из группы, состоящей из пакета, рукава, коробки или их комбинаций.
В осуществлении упаковка, пригодная для использования в микроволновой печи, дополнительно включает второй слой стандартного сусцептора СВЧ-излучения, расположенный между первым слоем стандартного сусцептора СВЧ-излучения и СВЧ защитным слоем.
В осуществлении упаковка, пригодная для использования в микроволновой печи, выполнена в виде закрытой упаковки таким образом, что внутренняя сторона упаковки, пригодной для использования в микроволновой печи, изолирована от окружающей среды с внутренней стороны упаковки, пригодной для использования в микроволновой печи. Например, все поверхности упаковки, пригодной для использования в микроволновой печи, могут включать композиционный сусцептор.
В осуществлении упаковка, пригодная для использования в микроволновой печи, включает чистый СВЧ защитный слой, который отделен от слоя стандартного сусцептора СВЧ-излучения и СВЧ защитного слоя. Чистый защитный слой может быть металлическим слоем, таким как, например, алюминиевая фольга.
В осуществлении СВЧ защитный слой покрывает по существу всю наружную поверхность слоя стандартного сусцептора СВЧ-излучения.
В другом осуществлении предложена упаковка, пригодная для использования в микроволновой печи и включающая слой стандартного сусцептора СВЧ-излучения и защитный слой, имеющий источник подвижных зарядов, который, по меньшей мере, по существу не содержит металла. Защитный слой может быть выполнен и расположен таким образом, чтобы (i) экранировать слой стандартного сусцептора СВЧ-излучения от микроволн в первой части СВЧ нагрева и чтобы (ii) обеспечить быстрое повышение температуры слоя стандартного сусцептора СВЧ-излучения в течение второй части СВЧ нагрева.
В осуществлении первая часть СВЧ нагрева включает период времени, который составляет до около 40 секунд. Вторая часть СВЧ нагрева после первой части СВЧ нагрева и может включать период времени, который составляет до около 40 секунд.
В осуществлении СВЧ защитный слой включает подложку, включающую источник подвижных зарядов. Толщина подложки может составлять около 0,05-3,0 мм, или около 0,25 мм. В осуществлении подложка представляет собой подложку на основе бумаги, такую как негофрированный картон, тонкий картон, карточная бумага, оберточная бумага, крепированная бумага или их комбинации. В осуществлении подложка является оберточной бумагой.
В осуществлении источник подвижных зарядов выбран из группы, состоящей из расплавленных ионных соединений, растворенных ионных соединений, полупроводников или их комбинаций. Источник подвижных зарядов может быть выбран из группы, состоящей из расплавленной соли, водного раствора соли или их комбинаций. В осуществлении источник подвижных зарядов представляет собой водный раствор соли с концентрацией около 10-30% масс. Концентрация водного раствора соли может составлять около 25% масс. В осуществлении СВЧ защитный слой является подложкой на основе бумаги, погруженной в водный раствор соли.
В осуществлении упаковка, пригодная для использования в микроволновой печи, выбрана из группы, состоящей из пакета, рукава, коробки или их комбинаций. В другом осуществлении упаковка, пригодная для использования в микроволновой печи, представляет собой гибкий упаковочный материал.
В осуществлении упаковка, пригодная для использования в микроволновой печи, дополнительно включает второй слой стандартного сусцептора СВЧ-излучения, расположенный между первым слоем стандартного сусцептора СВЧ-излучения и СВЧ защитным слоем.
В осуществлении упаковка, пригодная для использования в микроволновой печи, включает чистый СВЧ защитный слой, который отделен от слоя стандартного сусцептора СВЧ-излучения и СВЧ защитного слоя. Чистый защитный слой может быть металлическим слоем, таким как, например, алюминиевая фольга.
В еще одном осуществлении предложен способ изготовления композиционного сусцептора СВЧ-излучения. Способ включает создание слоя стандартного сусцептора СВЧ-излучения, создание СВЧ защитного слоя, включающего источник подвижных зарядов, в котором СВЧ защитный слой, по меньшей мере, по существу, не содержит металла, и присоединение СВЧ защитного слоя к наружной поверхности слоя стандартного сусцептора СВЧ-излучения.
В осуществлении СВЧ защитный слой присоединен к стандартному слою сусцептора СВЧ-излучения с использованием компонента, выбранного из группы, состоящей из клея, ленты или их комбинаций.
В осуществлении СВЧ защитный слой включает подложку, включающую источник подвижных зарядов, в котором источник подвижных зарядов выбран из группы, состоящей из расплавленных ионных соединений, растворенных ионных соединений, полупроводников или их комбинаций.
В осуществлении подложка является подложкой на основе бумаги толщиной около 0,05-3,0 мм.
В осуществлении источник подвижных зарядов представляет собой водный раствор соли с концентрацией около 10-30% масс.
Преимущество настоящего изобретения заключается в создании усовершенствованного сусцептора СВЧ-излучения.
Другим преимуществом настоящего изобретения является создание усовершенствованного сусцептора СВЧ-излучения, который создает температурный профиль в пищевом продукте, который аналогичен тому, который достигается при приготовлении в обычной печи.
Еще одним преимуществом настоящего изобретения является создание сусцептора СВЧ-излучения, который обеспечивает улучшенные подрумянивание и хрустящие свойства пищевого продукта.
Другим преимуществом настоящего изобретения является создание сусцептора СВЧ-излучения, который создает более сильный нагрев поверхности пищевого продукта.
Еще одним преимуществом настоящего изобретения является создание сусцептора СВЧ-излучения, который способен (i) нагревать пищевой продукт микроволнами, и (ii) экранировать стандартный сусцептор от микроволн.
Еще одним преимуществом настоящего изобретения является создание улучшенного способа приготовления пищевого продукта в микроволновой печи.
Дополнительные признаки и преимущества описаны в заявке и будут очевидны из последующего подробного описания и чертежей.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 представляет вид в перспективе пищевого продукта, пригодного для использования в микроволновой печи, который может быть нагрет в упаковке, пригодной для использования в микроволновой печи, в соответствии с осуществлением настоящего изобретения.
Фиг.2 представляет поперечное сечение пищевого продукта, пригодного для использования в микроволновой печи, фиг.1, выполненное по линии 2-2 в соответствии с осуществлением настоящего изобретения.
Фиг.3 представляет вид в перспективе упаковки, пригодной для использования в микроволновой печи, в соответствии с осуществлением настоящего изобретения.
Фиг.4 представляет поперечное сечение упаковки, пригодной для использования в микроволновой печи, фиг.3, выполненное по линии 4-4 в соответствии с осуществлением настоящего изобретения.
Фиг.5 представляет вид в перспективе поперечного разреза упаковки, пригодной для использования в микроволновой печи, в соответствии с осуществлением настоящего изобретения.
Фиг.6 представляет вид сбоку поперечного сечения упаковки, пригодной для использования в микроволновой печи, в соответствии с осуществлением настоящего изобретения.
Фиг.7 представляет вид в перспективе пищевого продукта, пригодного для использования в микроволновой печи, в соответствии с осуществлением настоящего изобретения.
Фиг.8 представляет линейный график, показывающий изменение электропроводности нескольких сусцепторов СВЧ-излучения в соответствии с осуществлением настоящего изобретения.
Фиг.9 представляет график зависимости температуры от времени печенья с начинкой из мороженого в соответствии с осуществлением настоящего изобретения.
Фиг.10 представляет график зависимости температуры от времени печенья с начинкой из мороженого в соответствии с осуществлением настоящего изобретения.
Фиг.11 представляет график зависимости температуры от времени торта с начинкой из мороженного в соответствии с осуществлением настоящего изобретения.
Фиг.12 является температурным профилем печенья, пригодного для использования в микроволновой печи, в соответствии с осуществлением настоящего изобретения.
Фиг.13 является температурным профилем торта, пригодного для использования в микроволновой печи, в соответствии с осуществлением настоящего изобретения.
Фиг.14 является температурным профилем пищевого продукта, пригодного для использования в микроволновой печи, приготовленного в обычной печи в соответствии с осуществлением настоящего изобретения.
Фиг.15 является температурным профилем пищевого продукта, пригодного для использования в микроволновой печи, приготовленного в микроволновой печи в соответствии с осуществлением настоящего изобретения.
Подробное описание
Настоящее изобретение в целом относится к пищевой технологии. Более конкретно, настоящее изобретение относится к комбинированным пищевым продуктам, упакованным в упаковку, пригодную для использования в микроволновой печи, с композиционным сусцептором. СВЧ сусцепторы были использованы для продуктов, пригодных для использования в микроволновой печи, начиная с конца 1970-х годов. СВЧ сусцепторы используются для обеспечения дополнительного термического нагрева внешней части пищевых продуктов, которые нагревают в микроволновой печи. Дополнительный термический нагрев создает зажаренную, хрустящую поверхность пищевого продукта, что обычно является привлекательным для потребителей и обычно достигается только при нагреве пищевого продукта с помощью обычной печи.
Хотя существует несколько различных типов используемых сусцепторов, большинство сусцепторов являются листами из полиэтилентерефталата (″PET″), металлизированными алюминием. PET листы могут быть металлизированы тонким слоем элементарного алюминия, ламинированными на подложке стабильного размера, такой как, например, бумага или картон. Действительно, материалы стандартного сусцептора имеют очень тонкий слой атомов металла (например, атомов алюминия). Этот тонкий слой обычно составляет около 20 атомов и является достаточно толстым, чтобы проводить электричество. Поскольку толщина слоя настолько мала, это приводит к высокому сопротивлению, токи ограничены и не вызывают искрения в микроволновой печи, как это происходит с другими металлическими предметами в микроволновой печи. Однако токи являются достаточно высокими для нагрева сусцептора до температуры, достаточно высокой, чтобы обеспечить зажаренную, хрустящую наружную поверхность пищевого продукта. В соответствии с использованием в описании, ″стандартный СВЧ сусцептор″ или ″стандартный сусцептор″ означает сусцептор, известный специалистам в данной области техники до настоящего изобретения, который может включать, например, вышеописанные сусцепторы, металлизированные тонким слоем, включающие подложку, тонкий слой атомов металла и полимерный слой.
Выделение тепловой энергии в сусцепторе, помещенном в микроволновое поле, обусловлено проводимостью материала сусцептора. Например, тонкая алюминиевая пленка с относительно высоким сопротивлением выступает в качестве основного источника тепловой энергии. Омическое сопротивление в тонком алюминиевом слое затем приводит к поглощению и диссипации микроволновой энергии. Часть падающей волны, которая не поглощается, частично проходит по материалу сусцептора, что обеспечивает прямой объемный нагрев пищевого продукта. Остальная часть микроволновой энергии отражается от материала сусцептора.
Эта концепция нагрева стандартным сусцептором хорошо работает в случае замороженных продуктов, которые по существу являются прозрачными для микроволн и сами незначительно поглощают микроволновую энергию. В результате относительно высокая напряженность электрического поля остается в сусцепторе для нагрева и формирования корочки на поверхности пищевого продукта. Незамороженные продукты, однако, поглощают микроволны гораздо лучше, чем замороженные продукты. Напряженность поля, таким образом, значительно ниже, что приводит к уменьшению теплового эффекта в материале сусцептора. Следовательно, у материалов стандартного сусцептора часто недостаточные характеристики относительно незамороженных продуктов. Настоящее изобретение предлагает радиопрозрачные материалы, которые могут быть использованы с замороженными или незамороженными продуктами или с сочетанием замороженных и незамороженных продуктов.
Упаковка, пригодная для использования в микроволновой печи, для пищевых продуктов настоящего изобретения включает композиционные сусцепторы, которые способны создать профиль температуры в пищевом продукте, нагреваемом в микроволновой печи, который близок к профилю пищевого продукта, нагреваемого в обычной печи. Таким образом, сусцепторы обеспечивают достаточное экранирование микроволн, и в то же время нагрев, достаточный для выполнения повышенного нагрева поверхности пищевого продукта. Одним из важных преимуществ настоящих сусцепторов является возможность готовить горячий и холодный десертный продукт, который может быть приготовлен в микроволновой печи. Это выгодно, потому что известные сусцепторы не могут создать искомый температурный профиль для такого продукта в процессе приготовления. Другими словами, известные сусцепторы не включают защитные слои, которые не позволяют стандартным слоям сусцептора становиться слишком горячими и растрескиваться или плавить замороженной компонент, а также позволяют стандартным сусцепторам во время последней части приготовления в микроволновой печи существенно повысить температуру для создания зажаренной, хрустящей поверхности пищевого продукта. Вместо этого, стандартные сусцепторы либо слишком прозрачные, так что расплавляют внутренний замороженный компонент, или сусцептор выходит из строя (например, трещины) в связи с увеличением температуры и не способен должным образом нагреть пищевой продукт. Хотя настоящее раскрытие будет обсуждать осуществление, в котором пищевой продукт, пригодный для использования в микроволновой печи, является горячим и холодным десертным продуктом, специалисту в данной области техники понятно, что настоящие сусцепторы также могут быть использованы с любым типом пищевого продукта, пригодного для использования в микроволновой печи.
Как показано на фиг.1, используют пищевой продукт, пригодный для использования в микроволновой печи, 10. В одном осуществлении пищевой продукт, пригодный для использования в микроволновой печи, 10 включает внешнюю часть 12 и внутреннюю заполняемую часть 14, как показано на фиг.2. Как также показано на фиг.1-2, пищевой продукт, пригодный для использования в микроволновой печи, 10 принимает по существу продолговатую конфигурацию. Другими словами, пищевой продукт, пригодный для использования в микроволновой печи, 10 имеет удлиненную форму и по существу, закругленные боковые поверхности. Однако, хотя пищевой продукт, пригодный для использования в микроволновой печи, 10 показан по существу с продолговатой конфигурацией, возможны другие геометрические формы. Например, пищевому продукту, пригодному для использования в микроволновой печи, 10 может быть придана форма по существу цилиндрическая, круглая, квадратная, треугольная или возможны различные другие геометрические формы.
Внешняя часть 12 пищевого продукта, пригодного для использования в микроволновой печи, 10 может быть тестовой заготовкой, кондитерским продуктом или другим типом твердого или полутвердого пищевого продукта, пригодного для использования в микроволновой печи. Внешняя часть 12 может быть полностью приготовлена, частично приготовлена или сырой на момент его изготовления, упаковки и/или хранения. Внешняя часть 12 должна представлять собой композицию, однако, которая предназначена для приготовления (или обжаривания) в микроволновой печи. В осуществлении, где пищевой продукт, пригодный для использования в микроволновой печи, 10 является горячим и холодным продуктом, наружная часть 12 образует горячую часть горячего и холодного продукта. Примеры внешней части 12 могут включать печенье, пирожные, торт, пирог, коблер, соленое тесто, слоеное тесто, хлеб, пончики, дрожжевое тесто, крошки корки, твердую или полутвердую фруктовую композицию и т.д. В одном осуществлении внешняя часть 12 представляет собой пикантный белковый компонент, такой как, например, курица, говядина, тофу или морепродукты. Внешняя часть 12 может быть также пикантным элементом на основе теста, таким как, например, тесто, корка, хлеб, лепешка и т.д. для пиццы или тесто, корка, хлеб и т.д. для сэндвича.
Например, как показано на фиг.2, пищевой продукт, пригодный для использования в микроволновой печи, 10 может быть твердой или полутвердой фруктовой композицией, заполненной мороженым или заварным кремом. В другом осуществлении внешняя часть 12 представляет собой печенье или тесто для печенья. В другом осуществлении внешняя часть 12 представляет собой торт или тесто для торта. В еще одном осуществлении внешняя часть 12 представляет собой композицию, которая содержит фрукты целиком или измельченные кусочки фруктов. Внешняя часть 12 может быть сладкой или ароматизированной, или с другими искомыми характеристиками. Например, внешняя часть 12 может иметь включения, введенные в нее, чтобы подчеркнуть вкус продукта. Включения могут быть, например, кусочками фруктов, шоколадной стружкой, кондитерскими материалами, орехами, овсом, травами, специями, овощами, сырами и т.д. Наружная часть 12 также может включать вкусовые добавки, выбранные из группы, состоящей из масла, ореха, ванили, фруктов, трав, специй, экстрактов или их комбинаций.
Внешняя часть 12 также может включать, по меньшей мере, одну посыпку. Например, внешняя часть 12 может быть украшена сверху твердыми частицами, пастами, гелями, сиропами, соусами или другими жидкостями. Точно так же, внешняя часть 12 может быть украшена сверху пастами, гелями, сиропами, соусами или другими жидкостями, имеющими твердые частицы или включения, содержащиеся в них. Не ограничивающие примеры украшения внешней части 12 включают шоколадный сироп, шоколадную стружку, орехи, кондитерские материалы и т.д.
Внешняя часть 12 может иметь толщину, которая позволяет внешней части 12 не остывать достаточно долго после приготовления в микроволновой печи, чтобы быть использованной потребителем теплой. В одном осуществлении внешняя часть 12 имеет толщину, которая составляет, по меньшей мере, 3 мм. Толщина внешней части 12 может составлять около 3-25 мм или около 5-20 мм, или около 10-15 мм.
В одном осуществлении пищевой продукт, пригодный для использования в микроволновой печи, 10 включает заполняемую внутреннюю часть 14, как обсуждалось выше и как показано на фиг.2. Начинка 14 может быть полностью приготовлена, частично приготовлена или сырой перед введением в наружную часть 12. Начинка 14 может быть твердой, жидкой или полутвердой. Примеры твердой начинки включают, например, молочные продукты, мясо, сыры, фрукты, яйца или их комбинации. Примеры жидкой начинки включают, например, соус, подливку и т.д. В одном осуществлении жидкая начинка является шоколадным соусом. Если начинка включает жидкость, однако, жидкость должна иметь достаточную вязкость так, чтобы жидкость оставалась внутри внешней части 12 во время и после приготовления, или пока не нарушена целостность внешней части 12, для выделения начинки 14 (например, разгрызание внешней части 12). Примеры полутвердой начинки включают, например, мороженое, фруктовое мороженое, шербет мелорин, замороженный йогурт, молочное мороженое, пищевую эмульсию, пудинг, сладкий крем, крем, взбитые молочные продукты и т.д. В одном осуществлении внутренняя замороженная или охлажденная часть включает такие пикантные ингредиенты, как сливочный соус, сырный соус, овощные пюре и соусы, охлажденные морепродукты или смешанные, охлажденные растительные или фруктовые салаты или их любую комбинацию.
Начинка 14 может быть холодной или теплой на момент потребления. В осуществлении, в котором в пищевой продукт, пригодный для использования в микроволновой печи, 10 является горячим и холодным продуктом, начинка 14 создает холодную часть продукта. В осуществлении начинка 14 представляет собой мороженое. В другом осуществлении начинка 14 представляет собой сладкий крем. Следует иметь в виду, что начинка 14 не ограничивается ингредиентами, перечисленными выше, и начинка 14 может включать любой пищевой продукт.
В одном осуществлении пищевой продукт, пригодный для использования в микроволновой печи, 10 представляет собой кондитерское изделие, имеющее твердую или полутвердую фруктовую внешнюю часть 12 с начинкой из мороженого или заварного крема 14, как показано на фиг.7 и как будет описано ниже. Такой пищевой продукт, пригодный для использования в микроволновой печи, может обеспечить приятный, мягкий, здоровый и освежающий вкус, но предлагает уникальную текстуру и вкус, которые отличаются от известных охлажденных йогуртов. Твердая или полутвердая фруктовая внешняя часть 12 может быть, например, натуральной фруктовой смесью, содержащей одну часть сахара и три части натуральных фруктов (целые, измельченные и их комбинации). Любой тип фруктов может быть использован для твердой или полутвердой фруктовой внешней части, включающий, например, малину, вишню, чернику, клубнику, манго, персик, апельсин и т.д. Внутренняя часть такого продукта может включать любую начинку, перечисленную выше, включающую, например, заварные кремы, пудинги, мороженое, фруктовое мороженое, шербет мелорин, замороженный йогурт, молочное мороженое, пищевую эмульсию, пудинг, заварной крем, крем, и т.д.
В одном осуществлении начинка представляет собой супер-премиум мороженое. В другом осуществлении начинка является мороженым, содержащим около 10-15% или около 12% молочного жира, около 5-15% или около 10% сухого вещества обезжиренного молока, около 15-20% или около 17% сахара, около 0,5-2% или около 1% эмульгатора и стабилизатора яичного желтка и остальное вода (например, около 50-70%, или около 60%). Продукт может быть изготовлен на заводе замораживанием и совместной экструзией, с последующим заполнением и окончательным отверждением замораживанием в контейнерах на одну порцию, включающих композиционные сусцепторы осуществления настоящего изобретения.
В другом осуществлении пищевой продукт, пригодный для использования в микроволновой печи, 10 является составным замороженным кондитерским изделием с мороженым в качестве начинки 14 и оболочкой из печенья или торта 12, как показано на фиг.2. В этом осуществлении пищевой продукт, пригодный для использования в микроволновой печи, 10 хранят замороженным и готовят в микроволновой печи для нагрева и/или придания хрустящих свойств части из печенья 12, при этом часть с мороженым 14 остается холодной. Для создания и горячей, и холодной частей пищевого продукта, пригодного для использования в микроволновой печи, 10, упаковка, в которой готовят пищевой продукт, пригодный для использования в микроволновой печи, 10 должна обеспечить достаточный нагрев части из печенья с помощью микроволн, не расплавляя при этом мороженое 14.
В другом осуществлении пищевой продукт, пригодный для использования в микроволновой печи, 10 представляет собой составной пищевой продукт, который хранят при температуре окружающей среды и нагревают пищевой продукт настоящего изобретения в упаковке, пригодной для использования в микроволновой печи. Когда пищевой продукт с температурой окружающей среды нагревают в упаковке, пригодной для использования в микроволновой печи, можно получить зажаренную или хрустящую поверхность и/или теплый или с температурой окружающей среды центр. Это может быть преимущественным, когда потребителю требуется сливочный, а не замороженный или охлажденный, внутренний компонент начинки, такой как, например, печенье с трюфельной начинкой.
Приготовление пищевого продукта в обычной печи обеспечивает поверхностный нагрев пищевого продукта и требует значительного количества времени, чтобы полностью прожарить пищевой продукт. Однако, поскольку поверхность пищевого продукта в обычной печи является наиболее горячей в течение самого длительного периода времени, приготовление пищи в обычной печи может создать на пищевом продукте хрустящую, зажаренную поверхность. Например, чтобы правильно испечь печенье и мороженое в вафлях в обычной печи, может потребоваться выпечка продукта при температуре около 550°F (288°C) в течение около пяти минут. Однако этот процесс выпечки не удобен для потребителя, потому что он требует очень больших затрат времени. Таким образом, предварительный нагрев печи до около 550°F (288°C) требует относительно долгого периода времени.
Чтобы быстрее приготовить печенье и продукт с мороженым, можно для приготовления использовать микроволновую печь. Однако в отличие от приготовления в обычной печи, пищевой продукт в микроволновой печи нагревается по объему продукта, но обычно не достигается зажаренная, хрустящая поверхность, так как температура продукта почти везде одинаковая, с немного более горячей температурой на внешней поверхности пищевого продукта. Для получения зажаренной, хрустящей поверхности пищевого продукта, пригодного для использования в микроволновой печи, были использованы стандартные микроволновые сусцепторы, как описано выше. Однако стандартные микроволновые сусцепторы не предназначены для соответственного приготовления пищевого продукта в микроволновой печи, имеющего замороженный или охлажденный внутренний компонент начинки внутри внешней части из теста. Вместо этого стандартные микроволновые сусцепторы склонны i) пропускать слишком много тепла в замороженную или охлажденную начинку так, что начинка плавится до завершения процесса выпечки, или ii) трескаться, покрываться трещинами, подвергаться усадке и т.д. в ответ на большое количество тепла в сусцепторе.
В лучшем случае известные СВЧ-сусцепторы могут либо экранировать пищевой продукт от микроволн (например, простая алюминиевая фольга), либо нагревать поверхность пищи, но все же пропускать значительную часть микроволн. Кроме того, известные сусцепторы не могут быть использованы для упаковки пищевого продукта со всех сторон, потому что напряженность электрического поля в печи поднимается до уровня, когда материал деформируется (например, образуются трещины) в течение всего нескольких секунд, как показано на фиг.8, что будет обсуждаться ниже. Любые трещины, образованные в материале сусцептора, могут изменить электропроводность и повысить пропускание сусцептора, что передает слишком много тепла пищевому продукту. Следовательно, материал сусцептора теряют свои искомые свойства, когда образуются такие трещины.
Упакованные пищевые продукты, пригодные для использования в микроволновой печи, и способы настоящего изобретения направлены на преодоление вышеописанной низкой производительности нагрева материалов стандартных сусцепторов СВЧ-излучения. Более высокая производительность нагрева может быть получена обеспечением высокой проводимости сусцептора, который способен функционировать и в качестве экрана и источника тепла для нагрева пищевого продукта.
Заявители неожиданно обнаружили, что создание сусцептора с высокой проводимостью и полная упаковка пищевого продукта сусцептором с высокой проводимостью, упаковка, пригодная для использования в микроволновой печи, может создать температурный профиль, который изменяет режим нагрева от типичного объемного СВЧ нагрева на увеличение нагрева поверхности. В одном осуществлении сусцептор с высокой проводимостью представляет собой композиционный сусцептор, который включает, по меньшей мере, один слой стандартного сусцептора и защитный слой с источником подвижных зарядов, в котором источник подвижных зарядов, по меньшей мере, по существу не содержит металла.
В общем осуществлении композиционная упаковка пищевых продуктов настоящего изобретения, пригодная для использования в микроволновой печи, может включать от одного до трех слоев стандартного сусцептора СВЧ-излучения, к которому добавлен один слой, предназначенный для защиты или экранирования стандартного сусцептора от слишком высокого электрического поля. Защитный или экранирующий слой настоящего изобретения является, по меньшей мере, по существу свободным от металла, так, что защитный или экранирующий слой не может быть слоем стандартного сусцептора СВЧ-излучения.
Как показано на фиг.3, упаковка, пригодная для использования в микроволновой печи, 16 выполнена в виде гибкого пакета. Гибкий пакет может включать композиционный сусцептор, который имеет от одного до трех слоев материала стандартного сусцептора СВЧ-излучения, наряду, по меньшей мере, с одним экранирующим слоем. Например, фиг.4 представляет поперечное сечение упаковки, пригодной для использования в микроволновой печи, 16, которая включает слой стандартного сусцептора 18 и защитный слой 20. Слой стандартного сусцептора 18 и защитный слой 20 образуют композиционный сусцептор, который способен обеспечить различные температуры при СВЧ нагреве. Специалисту в данной области техники понятно, что защитный слой 20 может быть прикреплен к стандартному слою сусцептора 18 любым известным способом, включая, например, адгезив, такой как клей, лента или их комбинации. Хотя это не показано, упаковка, пригодная для использования в микроволновой печи, 16 может включать внешний слой, который действует как основа упаковочного слоя для защиты слоя стандартного сусцептора 18 и защитного слоя 20 от окружающей среды во время транспортировки и обращения с ней. Такой слой может также включать, например, информацию о продукте или бренде и/или фирменный знак.
Слой(и) стандартного сусцептора СВЧ-излучения 18 настоящего композиционного сусцептора может быть любым материалом сусцептора, известным специалистам в данной области техники. Как обсуждалось выше, стандартные материалы сусцептора обычно включают подложку, на которую покрытие для поглощения микроволнового излучения нанесено, отпечатано, экструдировано, распылено, нанесено напылением или ламинированием. Как было указано выше, большинство стандартных сусцепторов включают бумажную подложку с тонким слоем алюминия, осажденным на нее, и покрытую пластиковой пленкой. Композиционная упаковка из сусцептора СВЧ-излучения настоящего изобретения может включать один или более слоев материала стандартного сусцептора. В одном осуществлении композиционная упаковка из сусцептора СВЧ-излучения настоящего изобретения включает один слой материала стандартного сусцептора. В другом осуществлении композиционная упаковка из сусцептора СВЧ-излучения настоящего изобретения включают два или более слоев материала стандартного сусцептора.
Защитный (или экранирующий) слой 20 настоящих композиционных сусцепторов способен действовать в качестве экрана для экранирования стандартного сусцептора СВЧ-излучения 18 от микроволн, а также выступает в качестве сусцептора для увеличения проводимости стандартной сусцептора 18. Такой защитный слой может включать материалы, которые могут храниться и обрабатываться при температурах, характерных для замороженных или охлажденных пищевых продуктов. Защитный слой также может включать материалы, которые могут быть приготовлены в микроволновой печи или хранится на складе.
В одном осуществлении защитный слой 20 из сусцептора с высокой проводимостью настоящего изобретения может иметь электрическое сопротивление, например, около 1-300 Ω. В одном осуществлении защитный слой 20 из сусцептора с высокой проводимостью имеет электрическое сопротивление, которое меньше около 100 Ω. В другом осуществлении защитный слой 20 из сусцептора с высокой проводимостью может иметь электрическое сопротивление, которое составляет около 10-80 Ω, или около 20-60 Ω, или около 30-50 Ω. В отличие от этого, стандартные сусцепторы могут иметь электрическое сопротивление около 140-200 Ω.
Защитный слой может быть непрерывным или прерывистым на стандартном слое сусцептора. Например, если защитный слой является прерывистым, защитный слой может быть нанесен на слой стандартного сусцептора в виде полос или квадратов, или кругов, или любой другой формы или рисунка, при условии, что защитный слой способен защитить, по меньшей мере, часть стандартного сусцептора СВЧ-излучения от микроволн, а также придать ему дополнительную проводимость. Таким образом, защитный слой может покрывать около 25-100% наружной поверхности слоя стандартного сусцептора. В другом осуществлении защитный слой может покрывать около 40-80%, или около 50-75% внешней поверхности слоя стандартного сусцептора. С другой стороны, защитный слой может быть непрерывным на слое стандартного сусцептора так, что защитный слой покрывает по существу всю наружную поверхность слоя стандартного сусцептора.
В одном осуществлении защитный слой может быть эффективным диэлектриком (материал с высоким значением ε′) или диэлектриком с высоким тангенсом угла потерь (ε″). Оба материала или их комбинации пригодны для уменьшения напряженности электрического поля в сусцепторе, что предотвращает растрескивание сусцептора. В одном осуществлении защитный или экранирующий слой может включать источник подвижных зарядов, который, по меньшей мере, по существу не содержит металла. Примеры источников подвижных зарядов включают, но не ограничиваются ионными соединениями (расплавленные или растворенные), полупроводниками и т.д. Пример компонента с очень высоким значением ε″ включает концентрированные растворы солей, расплавленные соли и т.п. Однако значение ε″ концентрированных растворов солей будет зависеть от температуры. Также преимуществом концентрированных растворов солей в том, что вода может испариться из них, что поддерживает температуру сусцептора на уровне, при котором он нагревает пищевой продукт, но не повреждается при нагреве. Эта концепция может быть названа ″абляционная загрузка″. Это полезно в тех случаях, когда мощность микроволн выше той, которая может быть рассеяна в упаковке и/или пищевом продукте, не вызывая повреждения сусцептора. В соответствии с использованием в описании ″соль″ включает любое ионное соединение, включающее, например, хлорид калия, хлорид натрия и т.п. В осуществлении солью является хлорид натрия.
2
2
2
2
Защитный слой 20 может включать подложку, к которой добавлен источник подвижных зарядов. Подложка может быть абсорбирующим, гибким материалом. Например, подложка может быть бумагой, картоном, карточной бумагой, оберточной бумагой, крепированной бумагой и т.д. В одном осуществлении защитный слой 20 включает подложку на основе бумаги с плотностью до около 100 г/м. Подложка может быть выбрана исходя из абсорбирующей способности подложки. В осуществлении подложка представляет собой оберточную бумагу с плотностью около 10-70 г/м, или около 15-60 г/м, или около 20-35 г/м.
Толщина подложки защитного слоя 20 может составлять около 0,05-3,0 мм. В осуществлении толщина подложки составляет около 0,1-2,0 мм, или около 0,2-1,5 мм, или около 0,3-1,0 мм, или около 0,5-0,8 мм. В осуществлении толщина подложки составляет около 0,25 мм. Подложка защитного слоя 20 не должна быть слишком толстой, чтобы предотвратить достижение достаточно высокой температуры стандартного сусцептора 18 при нагреве. С другой стороны, подложка защитного слоя 20 не должен быть слишком тонкой, настолько, что обеспечивается плохое экранирование так, что температура стандартного сусцептора 18 повышается слишком быстро и он трескается до достижения оптимальной температуры поверхности пищевого продукта.
Специалисту также понятно, что толщина подложки будет варьироваться в зависимости от удельной проводимости защитного слоя 20, которая может изменяться в зависимости, по меньшей мере, от температуры и источника подвижных зарядов.
Композиция с подвижными зарядами может быть добавлена к подложке любым известным способом. Например, композиция с подвижными зарядами может быть добавлена к подложке погружением, осаждением, печатанием, экструзией, распылением, напылением, нанесением покрытия или ламинированием. В осуществлении подложка может быть погружена в ионный раствор. Однако в альтернативном осуществлении подложка не обязательно должна быть использована и защитный слой 20 может быть просто композицией с подвижными зарядами.
Как кратко указано выше, источник подвижных зарядов может включать, например, раствор соли, расплавленную соль или их комбинации. Источник подвижных зарядов также может включать, например, расплавленные ионные соединения, растворенные ионные соединения, полупроводники или их комбинации. В одном осуществлении источник подвижных зарядов является раствором хлорида натрия, в который может быть погружена оберточная бумага (в качестве подложки). Концентрация водного раствора соли (например, хлорид натрия) может составлять около 10-30%. В одном осуществлении концентрация водного раствора соли составляет около 12-28%, или около 15-25%, или около 17-23%. В одном осуществлении концентрация водного раствора соли составляет около 25%.
В другом осуществлении водный раствор соли может быть использован в любом количестве вплоть до его насыщения, которое будет зависеть от температуры. Таким образом, специалисту в данной области техники понятно, что могут быть использованы другие соли с различной растворимостью и разным числом ионов с разными зарядами. Понятно, таким образом, что различные соли (например, натрия, калия, лития и т.д.) могут обеспечить различную удельную проводимость, что может потребовать различную толщину подложки защитного слоя 20 и различную концентрацию водного раствора соли. В одном осуществлении источник подвижных зарядов является водным растворов соли с концентрацией до около 50%. В оставшейся части раскрытия, защитный слой 20 настоящего композиционного сусцептора СВЧ-излучения будет обсуждаться относительно подложки из оберточной бумаги, которая погружена в водный раствор соли хлорида натрия и размещена в верхней части или внешней части стандартного сусцептора 18. Однако специалисту в данной области техники понятно, что другие источники осуществления настоящего изобретения.
Защитный слой 20 настоящих композиционных сусцепторов может выполнять, по меньшей мере, две функции. Во-первых, если пищевой продукт, пригодный для использования в микроволновой печи, полностью покрыт настоящим композиционным материалом сусцептора, прямой объемный нагрев пищевого продукта сохраняется очень низким и защитный слой 20 экранирует слой стандартного сусцептора 18 для предотвращения перегрева и растрескивания слоя стандартного сусцептора 18. Таким образом, защитный слой 20 на внешней части стандартного сусцептора 18 обеспечивает защитный эффект для слоя стандартного сусцептора 18. Кроме того, стандартный сусцептор 18 в сочетании с защитным слоем 20 может предотвратить прохождение микроволн в пищевой продукт.
Защитный слой 20 также способствует рассеиванию тепла стандартным сусцептором 18. Например, как будет описано ниже, в первой части приготовления в микроволновой печи нагрев с помощью стандартного сусцептора 18 уменьшается за счет эффекта экранирования защитным слоем 20. При продолжении процесса приготовления и испарении воды, абсорбированной подложкой защитного слоя 20, в стандартном сусцепторе 18 создается максимальное электрическое поле и обеспечивается повышенный поверхностный нагрев пищевого продукта. Таким образом, увеличивается срок службы и рассеивание тепла стандартным сусцептором 18 с более высокой температурой в конце цикла приготовления. Другими словами, из-за начального экранирующего эффекта защитного слоя 20 стандартный сусцептор 18 может быть использован в течение более длительного периода времени без трещин или иной пластической деформации.
В осуществлении, где защитный слой 20 включает подложку, погруженную в водный раствор (например, оберточная бумага, смоченная водным раствором соли), защитный слой 20 также обеспечивает дополнительное преимущество в том, что вода, абсорбированная подложкой, будет испаряться во время приготовления для создания более подходящей температуры в последней части приготовления пищевого продукта (например, последние 15-45 секунд приготовления пищевого продукта). Таким образом, испарение воды в подложке уменьшает экранирующее действие защитного слоя 20, которое присутствует в первой части приготовления, что позволяет увеличить температуру стандартного сусцептора 18 во второй или последней части приготовления для обеспечения улучшенного нагрева и/или зажаренной, хрустящей поверхности пищевого продукта.
Например, защитный слой 20 может обеспечить достаточное экранирование в течение 30 секунд, или 40 секунд, или 45 секунд до начала испарения воды в защитном слое 20 и вызванной этим потери защитным слоем 20 экранирующей способности. Во второй части нагрева (например, после около 20 секунд, или около 30 секунд, или около 40 секунд в течение первого нагрева) температура стандартного сусцептора 18 будет быстро нарастать, что дает более интенсивный поверхностный нагрев приготавливаемого пищевого продукта. Это вторая часть нагрева также может длиться 30 секунд, или 40 секунд, или 45 секунд. В другом осуществлении первая часть нагрева может продолжаться до 2 минут и вторая часть нагрева может продолжаться до 2 минут. Кроме того, вода, содержащаяся в защитном слое 20, также способствует защите стандартного сусцептора 18, действующего в качестве поглотителя тепла, снижая температуру стандартного сусцептора 18.
Кроме того, как указано выше, добавление защитного слоя 20 к стандартному сусцептору 18 создает композиционный сусцептор с электрической проводимостью, которая выше только одного стандартного сусцептора 18. Например, в осуществлении, где в упаковке, пригодной для использования в микроволновой печи, используются сусцепторы с высокой проводимостью, включающей контейнеры, определяющие внутреннюю часть, и сусцептор с высокой проводимостью окружает внутреннюю часть, большая часть непоглощенной микроволновой энергии отражается обратно от него. Однако из-за многократных отражений в печи большая часть отраженной микроволновой энергии будет снова направлена на нагрев композиционного сусцептора, что приводит к более высокой напряженности поля и, следовательно, более сильному нагреву поверхности.
Действительно, заявители неожиданно установили, что когда пищевой продукт полностью завернут в СВЧ экранирующие материалы, такие как, например, сусцепторы с высокой проводимостью настоящего изобретения, по существу может быть нулевым прохождением микроволн в пищевой продукт. Вместо этого способ нагрева изменяет режим нагрева в микроволновой печи на нагрев поверхности вместо объемного нагрева. Таким образом, сусцепторы и способы настоящего изобретения дают пищевые продукты с улучшенным формированием корочки и повышенными хрустящими свойствами, в частности, когда пищевой продукт, пригодный для использования в микроволновой печи, полностью завернут в СВЧ экранирующие материалы.
В осуществлении, где композиционные сусцепторы настоящего изобретения используются в упаковке, пригодной для использования в микроволновой печи, защитный слой 20 настоящего изобретения должен быть создан на внешней стороне стандартного сусцептора 18 так, чтобы не контактировать с любым пищевым продуктом, находящимся в упаковке. Это может быть особенно важным, когда защитный слой является оберточной бумагой, смоченной водным раствором соли, так как пищевой продукт, пригодный для использования в микроволновой печи, находящийся в упаковке, будет иметь нежелательные свойства при воздействии хлорида натрия, другой соли, или чрезмерной влажности при хранении.
С другой стороны, однако, специалисту в данной области техники понятно, что у внутреннего слоя стандартного сусцептора может быть некоторый тепловой контакт с пищевым продуктом, содержащимся в упаковке, пригодной для использования в микроволновой печи. Тепловой контакт между слоем стандартного сусцептора и пищевым продуктом будет обеспечивать передачу тепла от слоя стандартного сусцептора к пищевому продукту, что не только нагревает пищевой продукт, но также способствует снижению температуры слоя стандартного сусцептора, чтобы избежать растрескивания. В осуществлении композиционный сусцептор (через слой стандартного сусцептора) контактирует, по меньшей мере, с около 50-100% общей площади поверхности пищевого продукта, пригодного для использования в микроволновой печи. Композиционный сусцептор также может контактировать с около 60-90% общей площади поверхности пищевого продукта, пригодного для использования в микроволновой печи. В одном осуществлении композиционный сусцептор контактирует с около 75% пищевого продукта, пригодного для использования в микроволновой печи. Альтернативно, композиционный сусцептор не контактирует с пищевым продуктом, пригодным для использования в микроволновой печи.
Кроме того, хотя вероятно образование пара в упаковке, пригодной для использования в микроволновой печи, во время приготовления пищевого продукта, пригодного для использования в микроволновой печи, пар не предназначен для использования для приготовления пищевого продукта.
Возвращаясь к фиг.3, специалисту в данной области техники понятно, что упаковка, пригодная для использования в микроволновой печи, 16 не обязательно должна быть выполнена в виде пакета и может быть любой упаковкой, подходящей для использования в микроволновой печи, включая, например, коробку, рукав, цилиндр и т.д., или любой гибкий материал, который может быть использован для упаковки. Упаковка, подходящая для использования в микроволновой печи, 16 также может быть изготовлена из любого известного упаковочного материала, включая, например, картон, негофрированный картон, тарный картон, пластмассу, пенопласт, стекло, металлы и т.д. Аналогично форма упаковки, пригодной для использования в микроволновой печи, 16 не ограничивается и может быть, например, круглой, овальной, продолговатой, цилиндрической, квадратной, прямоугольной и т.д. Например, в другом осуществлении фиг.5 иллюстрирует упаковку, пригодную для использования в микроволновой печи, 22 в виде коробки, имеющей композиционный сусцептор настоящего изобретения, который включает, по меньшей мере, один слой стандартного сусцептора 24 и, по меньшей мере, один защитный слой 26.
В другом осуществлении упаковка, пригодная для использования в микроволновой печи, может включать композиционный сусцептор настоящего изобретения вдоль всех сторон или стенки упаковки так, что каждая поверхность упаковки, пригодной для использования в микроволновой печи, включает композиционный сусцептор. Другими словами, специалисту в данной области техники понятно, что упаковка, пригодная для использования в микроволновой печи, может включать закрытый контейнер, который определяет внутреннюю часть, и внутренняя часть может быть полностью окружена композиционным сусцептором настоящего изобретения. Альтернативно, однако, специалисту в данной области техники понятно, что другие осуществления упаковки, пригодной для использования в микроволновой печи, могут включать композиционные сусцепторы только над частью поверхностей упаковки, пригодной для использования в микроволновой печи.
Например, как показано на фиг.6, упаковка, пригодная для использования в микроволновой печи, 28 включает композиционный сусцептор настоящего изобретения, включающий слой стандартного сусцептора 30 и защитный слой 32. Как было показано, композиционный сусцептор расположен на нижней части упаковки, пригодной для использования в микроволновой печи, 28 и вдоль цилиндрических стенок упаковки, пригодной для использования в микроволновой печи, 28. Соответственно, композиционный сусцептор расположен на около 75% общей площади поверхности упаковки, пригодной для использования в микроволновой печи, 28. В одном осуществлении композиционные сусцепторы настоящего изобретения могут занимать около 50-100% общей площади поверхности упаковки, пригодной для использования в микроволновой печи, 28. В другом осуществлении композиционные сусцепторы настоящего изобретения могут занимать около 60-80% общей площади поверхности упаковки, пригодной для использования в микроволновой печи 28.
Любая часть упаковки, пригодной для использования в микроволновой печи, которая не включает композиционный сусцептор настоящего изобретения, может включать любой стандартный СВЧ-сусцептор, или любой чистый СВЧ защитный компонент, такой как, например, металлическая крышка, стенка, дно и т.д. В соответствии с использованием в описании ″чистый СВЧ-экран″ или ″полное экранирование СВЧ″ означает любой СВЧ экранирующий материал, который предотвращает прохождение через него микроволн и не нагревается в значительной степени во время приготовления в микроволновой печи. Таким образом, чистый СВЧ-экран отличим от защитных слоев (например, защитный слой 20, защитный слой 32) настоящих композиционных сусцепторов, которые нагреваются во время приготовления в микроволновой печи. Примером чистого или полного СВЧ экрана является металлическая фольга, такая как слой алюминиевой фольги. Например, упаковка, пригодная для использования в микроволновой печи, 28 фиг.6 включает металлическую крышку 34, которая действует как чистый экран для предотвращения прохождения всех микроволн в упаковку, пригодную для использования в микроволновой печи, 28. Металлическая крышка 34 может быть из любого металла, который является стабильным при воздействии микроволн, и может быть, в качестве примера, алюминиевой фольгой.
В другом осуществлении и как показано на фиг.7, упаковка, пригодная для использования в микроволновой печи, 28 фиг.6 может быть использована для приготовления фруктов и замороженных кондитерских изделий цилиндрической формы. Как показано на фиг.7, упаковка, пригодная для использования в микроволновой печи, 28 включает слой стандартного сусцептора 30 и защитный слой 32 и крышку 36, которая может иметь слой стандартного сусцептора 30 и защитный слой 32, или которая может быть металлической крышкой 34, как показано на фиг.6. Упаковка, пригодная для использования в микроволновой печи, 28 может обеспечить улучшенный нагрев внешней части фрукта 12, предотвращая плавление или другое повреждение внутренней замороженной начинки из мороженого или заварного крема 14. В этом осуществлении потребитель может приготовить в микроволновой печи одну порцию продукта из фруктов и мороженого непосредственно перед потреблением для наслаждения продуктом с богатым букетом и различной текстурой, включающим обжигающе горячий и освежающий фруктовый соус, нанесенный слоями на однородный и богатый замороженный центр десерта. В одном осуществлении может потребоваться нагрев фруктового и замороженного кондитерского продукта в микроволновой печи в течение до 4 минут.
Сусцепторы и способы настоящего изобретения могут создать профиль температуры в пищевом продукте, который больше похож на режим нагрева в обычной печи с преимуществами микроволновой печи. Таким образом, микроволновый нагрев обеспечивает нагрев пищевого продукта по его объему за относительно короткий промежуток времени. Однако обычный микроволновый нагрев не дает зажаренной и хрустящей поверхности пищевого продукта. В противоположность этому, обычная печь поверхностно нагревает пищевой продукт и тепло от поверхности продукта передается к центру продукта. Таким образом, приготовление в обычной печи позволяет получать зажаренную поверхность пищевого продукта, но требует гораздо больше времени приготовления по сравнению с микроволновой печью. Комбинация эффектов приготовления пищевого продукта в микроволновой печи и обычной печи, сусцепторы и материалы настоящего изобретения способны обеспечить преимущества каждого из способов приготовления пищевого продукта.
Сусцепторы и способы настоящего изобретения также обеспечивают ряд дополнительных преимуществ для потребителей, включая, но без ограничения больший нагрев поверхности пищевых продуктов, изоляции пищевого продукта от поглощения тепла внутри микроволновой печи и сохранение надлежащих количеств тепла и влаги. Кроме того, соль, содержащаяся в защитном слое, способствует сохранению части или всей незамерзшей воды при температуре -18°C, что означает, что защита уже активна, когда пищевой продукт удаляется из морозильной камеры. Кроме того, после испарения части воды во время приготовления в микроволновой печи, потребитель имеет возможность прикасаться к сухой подложке защитного слоя без ожога его или ее руки.
В качестве примера, но не ограничения, последующие примеры иллюстрируют осуществления настоящего изобретения. В примерах все проценты являются массовыми, если не указано иное.
Примеры
Пример 1. Сохранение проводимости
Для сравнения заявители тестировали сохранение электропроводности нескольких защищенных (т.е. экранированных) сусцепторов и одного незащищенного сусцептора. График фиг.8 иллюстрирует защитный эффект слоев водного раствора соли, которые созданы с помощью оберточной бумаги в качестве подложки. Однако, как обсуждалось выше, специалисту в данной области техники понятно, что экранирующий слой не должен быть выполнен из оберточной бумаги и может быть любым материалом, способным действовать в качестве эффективного диэлектрика (материал с высоким значением ε′) или диэлектриком с высоким тангенсом угла потерь (ε″). Другие возможности включают, например, бумажные изделия другого веса, из волокна, нити, хлопка и т.д.
Фиг.8 представляет изменение проводимости стандартного (т.е. простого) сусцептора при воздействии микроволн. Без защиты проводимость падает на 20% всего за 30 секунд. Это означает, что в сусцепторе имеются трещины и, следовательно, он становится слишком сильно пропускающим для того, чтобы готовить в микроволновой печи пищевые продукты, содержащиеся в этой упаковке-сусцепторе (с сильным нагревом поверхности сусцептора). Остальные кривые на графике иллюстрируют сохранение проводимости замороженных или размороженных экранирующих слоев подложки, при этом композиционные сусцепторы включают оберточную бумагу, пропитанную водным раствором соли указанной концентрации. Как показано на графике, 1,0 мм слой 25% раствора соли способен сохранить неизменной проводимость сусцептора, и экранирующий слой обеспечивает эффект экранирования и замороженным и размороженным. Однако достигаемая температура теста не достаточно высокая. Хотя это и не показано, заявители достигли очень хороших результатов с 0,25 мм слоем 25% раствора соли.
Пример 2. Волоконно-оптическое определение распределения температуры
Для анализа проводимости и экранирующего эффекта композиционных сусцепторов настоящего изобретения заявители заворачивают двухкомпонентный пищевой продукт, пригодный для использования в микроволновой печи, в композиционный сусцептор настоящего изобретения и готовят в микроволновой печи двухкомпонентный пищевой продукт, пригодный для использования в микроволновой печи. Пищевым продуктом, пригодным для использования в микроволновой печи, является печенье с начинкой из мороженого (17% содержание воды, толщина 7 мм вокруг центра из мороженого). В первом эксперименте печенье с начинкой из мороженого завернуто в стандартный сусцептор и во втором эксперименте печенье с начинкой из мороженого завернуто в композиционный сусцептор настоящего изобретения. До завертывания заявители готовят печенье с начинкой из мороженого и помещают волоконно-оптические зонды в местах, соответствующих (i) печенью, (ii) мороженому и (iii) границе между печеньем и мороженым.
Как показано на фиг.9, при использовании стандартного сусцептора СВЧ-излучения, температура мороженого быстро поднимается выше 0°C. В то время как температура мороженого выше 0°C печенье, однако, едва теплое. Таким образом, ясно, что стандартные сусцепторы не в состоянии обеспечить подходящее распределение температуры для горячего и холодного продукта, пригодного для использования в микроволновой печи.
Однако, с другой стороны, фиг.10 представляет собой график для случая печенья с начинкой из мороженого, того же размер и состава, что и на фиг.9, но приготовленного в композиционном сусцепторе настоящего изобретения. Композиционный сусцептор, используемый в связи с фиг.10, включает два стандартных сусцептора СВЧ-излучения, которые покрыты защитным слоем 0,25 мм оберточной бумаги, смоченной в 25% водном растворе соли. Как хорошо видно на фиг.10, начинка из мороженого осталась холодной в течение такого периода времени, которого достаточно, чтобы нагреть печенье до температуры, приемлемой для соответствующего приготовления печенья.
Для сравнения фиг.11 включает аналогичную кривую, соответствующую внешней части торта с начинкой из мороженого. В связи с этим оболочку из печенья заменяют на оболочку из торта толщиной 14 мм с содержанием воды 32%. Разница в размере печенья и торта вызвана тем, что композиция торта более пористая и менее компактная. Как можно видеть на фиг.11, существует значительное увеличение температуры в композиции торта, что, как полагают заявители, может быть связано со сложным механизмом теплопередачи. В самом деле, не будучи связанными с какой-либо теорией, заявители полагают, что механизм теплопередачи в части теста настоящего пищевого продукта, пригодного для использования в микроволновой печи, может включать классическую проводимость и испарение/конденсацию. В связи с этим, более пористое тесто с более высоким содержанием воды имеет тенденцию к более крутой кривой температуры, что желательно для горячего и холодного пищевого продукта, пригодного для использования в микроволновой печи.
Для дальнейшей оценки механизмов теплопередачи различных композиций теста, заявители заворачивают только одно печенье (например, без мороженого) в алюминиевую фольгу и только один торт (например, без мороженого) в алюминиевую фольгу и продукты обрабатывают во фритюре при 180°C в течение двух минут.Фиг.12 показывает инфракрасное изображение печенья и фиг.13 показывает инфракрасное изображение торта. На основе этих двух изображений представляется, что торт нагревается до большей температуры на внешней стороне (у него более низкая теплоемкость в объеме), но оставляет центр более холодным. Это явление становится понятным, принимая во внимание, что коэффициент теплоотдачи в случае испарения/конденсации очень зависит от температуры. Где материал горячий, больше воды испаряется, что будет передавать больше скрытой теплоты к более холодным участкам. В более холодных участках, вблизи центра испарение незначительно. Заявители полагают, что пористая природа торта фиг.13 обеспечивает меньшую проводимость, чем печенье фиг.12, что оставляет центр торта более холодным.
Пример 3. Сравнение приготовления в обычной печи и микроволновой печи
Для определения создают ли композиционные сусцепторы настоящего изобретения приемлемый температурный профиль в горячем и холодном пищевом продукте, приготовленном в микроволновой печи, подобный профилю температуры, создаваемому обычной печью, заявители выполняют следующий эксперимент.
Готовят печенье с начинкой из мороженого с использованием композиции теста печенья в соответствии с рецептом в таблице 1 ниже.
Таблица 1
Ингредиенты теста печенья
Ингредиенты
Количество (%)
Смесь маргарин/масло
14,3
Сахар
25,6
Соль
0,3
Ванильная эссенция
0,5
Пшеничная мука
45,8
Бикарбонат натрия
0,3
Крахмал риса
1,1
Целлюлозная камедь
0,2
Яичный порошок
2,1
Вода
9,8
Начинка является ванильным мороженым.
Обычная печь для приготовления пищи
Печенье с начинкой из мороженого готовят в обычной печи до достижения искомого уровня готовности для определения температурного профиля печенья с начинкой из мороженого, приготовленного в обычной печи. Печенье с начинкой из мороженого готовят в предварительно нагретой обычной печи в течение 5 минут при температуре около 287°C. Распределение температуры приготовленного печенья с начинкой из мороженого определяют с использованием тепловых изображений. Тепловое распределение представлено на фиг.14.
Приготовление в микроволновой печи
Второе печенье с начинкой из мороженого помещают в композиционный СВЧ-сусцептор по настоящему изобретению и готовят в микроволновой печи до достижения искомой готовности. Композиционный сусцептор включает два слоя материала стандартного сусцептора плюс слой 0,25 мм оберточной бумаги, смоченной в 25% водном растворе соли. Печенье с начинкой из мороженого готовят в композиционном сусцепторе около 60 секунд 800 ватт микроволновой печи. Распределение температуры печенья с начинкой из мороженого определяют с использованием тепловых изображений. Тепловое распределение представлено на фиг.15.
Как видно при сравнении фиг.14 и 15, второе печенье с начинкой из мороженого, которое приготовлено в композиционном сусцепторе по настоящему изобретению в микроволновой печи, имеет распределение температуры, которое аналогично первому печенью с начинкой из мороженого, которое готовят в обычной печи. Действительно, авторы установили, что двойной слой стандартного сусцептора плюс 0,25 мм слой 25% раствора соли дает результаты, почти идентичные для печенья с начинкой из мороженого, приготовленного в обычной печи. Это является преимущественным, потому настоящие композиционные сусцепторы позволяют готовить горячий и холодный пищевой продукт, который приготавливают в разумные сроки с более эффективным энергопотреблением, чем с обычной печи, и с увеличением нагрева поверхности, сохраняя при этом замороженной или охлажденной холодную внутреннюю часть.
Следует понимать, что различные изменения и модификации представленных предпочтительных осуществлений, описанных в заявке, будут очевидны специалистам в данной области техники. Такие изменения и модификации могут быть сделаны без отступления от сущности и объема притязаний настоящего изобретения и не уменьшая его преимуществ. Поэтому подразумевается, что такие изменения и модификации охватываются прилагаемой формулой изобретения.