Secado al vacío por microondas de materiales orgánicos.

Un aparato (20) para deshidratar material orgánico, que comprende:

(a) una cámara de vacío (34);

(b) un conjunto de dos o más generadores de microondas (50);

(c) una ventana transparente a las microondas (36) para la transmisión de la radiación de microondas desde los generadores de microondas en la cámara de vacío;

(d) una cámara de microondas (52) entre los generadores de microondas y la ventana transparente a las microondas, estando posicionados los dos o más generadores de microondas en el conjunto de forma que una corriente de microondas desde cualquier otro generador se solape en la cámara de microondas con una corriente de microondas de cualquier otro generador del conjunto; y

(e) medios para controlar la operación de los generadores de microondas para activar y desactivar repetidamente los generadores de microondas y producir una corriente de microondas confluente y barrer aleatoriamente la corriente de microondas confluente a través de la ventana transparente a las microondas, efectuando cambios aleatorios en la distribución de microondas en la cámara de vacío para producir interferencia entre la corriente de microondas de un generador cualquiera y la corriente de microondas de cualquier otro generador del conjunto.

Secado al vacío por microondas de materiales orgánicos Campo de la invención

La invención se refiere a aparatos y procedimientos para el secado al vacío por microondas de materiales orgánicos, incluyendo productos alimenticios y materiales biológicamente activos, tales como vacunas, antibióticos, proteínas y cultivos de microorganismos.

Antecedentes de la invención

La deshidratación de materiales orgánicos se hace comúnmente en la industria de procesamiento de alimentos y en la producción de materiales biológicamente activos. Puede hacerse con el fin de conservar los productos para su almacenamiento. También puede hacerse para crear un producto que se usa en forma deshidratada, por ejemplo, hierbas deshidratadas y diversos tipos de patatas. Los procedimientos convencionales para deshidratar productos orgánicos incluyen secado por aire y secado por congelación. Ambos procedimientos de secado tienen sus limitaciones. En términos generales, el secado por aire es lento y el secado por congelación es caro, y ambos procedimientos tienden a degradar la apariencia y la textura de los productos, que es no deseable en el caso de los alimentos.

Otro procedimiento empleado para deshidratar productos alimenticios y materiales biológicamente activos es la deshidratación al vacío por microondas. Ejemplos de esto en la bibliografía de patentes incluyen el documento WO 29/4949 A1, Durance et al., publicado el 23 de abril de 29, y el documento WO 29/33285 A1, Durance et al., publicado el 19 de marzo de 29, y el documento GB 2 71 833, publicado el 23 de septiembre de 1981. El secado al vacío por microondas es un procedimiento rápido que puede proporcionar productos con calidad mejorada en comparación con los productos secados por aire y secados por congelación. Debido a que el secado se hace a presión reducida, el punto de ebullición del agua y el contenido de oxígeno de la atmosfera se reducen, de modo que los componentes nutricionales y medicinales sensibles a la oxidación y a la degradación térmica pueden ser retenidos a un mayor grado que por el secado por aire. El proceso de secado también es mucho más rápido que el secado por aire y por congelación. La presente invención se refiere a mejora en la técnica del secado al vacío por microondas.

Resumen de la invención

Un aspecto de la invención se refiere al modo de operación de los generadores de microondas en el secado de materiales orgánicos en una cámara de vacío. Los presentes inventores han determinado que al emplear múltiples generadores de microondas y activándolos en combinación y secuencia programadas es posible controlar con precisión el campo de microondas a través de una ventana transparente a las microondas. Al utilizar la interferencia de las microondas, la invención puede lograr el barrido aleatorio de microondas controlado eléctricamente, de manera que los materiales orgánicos sean tratados uniformemente por la energía de microondas. Esto permite a su vez el control mejorado del proceso de secado.

Cuando dos o más fuentes de microondas operan juntas de forma que las corrientes de salida de microondas se traslapan, las corrientes de salida se combinarán e interferirán entre sí en una corriente o haz confluente, análogo a dos ríos que se unen. En el caso de dos corrientes de microondas, si están fuera de fase entre sí, el desplazamiento de fase producirá una reorientación de la corriente confluente de microondas. Los inventores han determinado que cuando se activan y desactivan múltiples fuentes de microondas aleatoriamente en el tiempo, el resultado es una orientación aleatoria del haz de microondas. Este principio puede emplearse para distribuir o barrer aleatoria y uniformemente la corriente confluente de microondas a través de un espacio definido, sin la necesidad de reorientar mecánicamente los generadores de microondas. En la presente invención, la corriente de microondas se distribuye o barre a través de una ventana transparente a las microondas, para la transmisión de radiación de microondas en una cámara de vacío que contiene el material orgánico que va a deshidratarse. El material que va a deshidratarse puede estar opcionalmente en movimiento a través o dentro de la cámara de vacío. Tal movimiento del material puede ayudar a la distribución adicional de la energía de microondas dentro del material.

La cámara de microondas puede incorporar una carga de agua equilibrada diseñada para absorber la energía de microondas que ha pasado a través de la ventana y a través del material orgánico que se deshidrata. La carga de agua sirve para reducir le reflexión de la radiación de microondas en exceso dentro de la cámara de vacío, de manera que se controle el potencial de nodos de alto campo eléctrico y así reducir el potencial de formación de arcos eléctricos.

Según un aspecto de la invención, se proporciona un aparato para deshidratar material orgánico según la reivindicación 1.

La invención proporciona además un procedimiento para deshidratar un material orgánico según la reivindicación 11. Ejemplos de materiales adecuados para deshidratación por la invención incluyen fruta, tanto completa, en puré como en trozos, tanto congelada como sin congelar, incluyendo banana, mango, papaya, piña, melón, manzanas, peras, cerezas, bayas, melocotones, albaricoques, uvas, naranjas, limones, pomelo; verduras, tanto frescas como congeladas, completas, en puré o en trozos, incluyendo, guisantes, judías, maíz, zanahorias, tomates, pimientos, especias, patatas, remolachas, nabos, calabaza, cebollas, ajo; zumos de frutas y verduras; granos precocinados, que incluyen arroz, avena, trigo, cebada, maíz, linaza; disoluciones o suspensiones de hidrocoloides, gomas vegetales; cultivos bacterianos líquidos congelados, vacunas, enzimas, aislados de proteína; aminoácidos; fármacos inyectables, fármacos farmacéuticos, compuestos medicinales naturales, antibióticos, anticuerpos, materiales compuestos en los que un hidrocololde o goma rodea y encapsula una gotlta o partícula de un material relativamente menos estable como medio para proteger y estabilizar el material menos estable; carnes, pescado y mariscos, tanto frescos como congelados, tanto completos, en puré como en trozos; productos lácteos tales como leche, queso, aislados de proteína del suero de la leche y yogurt; y extractos húmedos de frutas, verduras y carnes.

El procedimiento de deshidratación se refiere al modo de operación de los generadores de microondas. Según la Invención, el procedimiento comprende Introducir el material orgánico en una cámara de vacío, reducir la presión en la cámara de vacío a menos de la atmosférica, activar y desactivar un conjunto de dos o más generadores de microondas en una combinación y secuencia programadas, provocar la Interferencia entre una corriente de microondas de uno cualquiera de los generadores y una corriente de microondas de cualquier otro de los generadores, y aplicar las corrientes de radiación de microondas a través de la ventana transparente a las microondas en la cámara de vacío para deshidratar el material orgánico, y extraer el material deshidratado de la cámara de vacío.

Realizaciones preferidas se citan en las reivindicaciones dependientes 2 a 1 y 12 a 22.

Estas y otras características de la invención serán evidentes de la siguiente descripción y dibujos de las realizaciones preferidas.

Breve descripción de los dibujos

La Figura 1 es una vista en isométrica de un aparato según una realización de la Invención.

La Figura 2 es una vista en isométrica del lado opuesto de la vista de la Figura 1, con la carcasa del módulo de

salida y la cubierta de la cámara de vacío quitadas.

La Figura 3 es una vista en corte transversal sobre la línea 3-3 de la Figura 1.

La Figura 4 es una vista en corte transversal sobre la línea 4-4 de la Figura 2.

La Figura 5 es un corte transversal longitudinal de otra realización del aparato.

Descripción de las realizaciones preferidas

En toda la siguiente descripción y los dibujos, en los que partes correspondientes y similares se Identifican por los mismos caracteres de referencia, se exponen detalles específicos con el fin de proporcionar un entendimiento más completo para los expertos en la materia. Sin embargo, elementos muy conocidos pueden no haber sido mostrados o descritos en detalle para evitar oscurecer innecesariamente la divulgación. Por consiguiente, la descripción y los dibujos deben considerarse en un sentido ilustrativo, más que restrictivo.

El aparato de deshidratación 2 comprende una unidad de procesamiento 22, en la que el material orgánico se seca al vacío por microondas. La unidad tiene un extremo de... [Seguir leyendo]

I.- Un aparato (2) para deshidratar material orgánico, que comprende:

(a) una cámara de vacío (34);

(b) un conjunto de dos o más generadores de microondas (5);

(c) una ventana transparente a las microondas (36) para la transmisión de la radiación de microondas desde los generadores de microondas en la cámara de vacío;

(d) una cámara de microondas (52) entre los generadores de microondas y la ventana transparente a las microondas, estando posicionados los dos o más generadores de microondas en el conjunto de forma que una corriente de microondas desde cualquier otro generador se solape en la cámara de microondas con una corriente de microondas de cualquier otro generador del conjunto; y

(e) medios para controlar la operación de los generadores de microondas para activar y desactivar repetidamente los generadores de microondas y producir una corriente de microondas confluente y barrer aleatoriamente la corriente de microondas confluente a través de la ventana transparente a las microondas, efectuando cambios aleatorios en la distribución de microondas en la cámara de vacío para producir interferencia entre la corriente de microondas de un generador cualquiera y la corriente de microondas de cualquier otro generador del conjunto.

2 - Un aparato según la reivindicación 1, en el que los medios de control comprenden medios para activar un primer generador del conjunto en un primer tiempo durante una primera duración y desactivarlo durante una segunda duración, y para activar otro de los generadores en un segundo tiempo durante una tercera duración y desactivarlo durante una cuarta duración, en el que el primer tiempo es diferente del segundo tiempo.

3.- Un aparato según la reivindicación 1, que comprende además medios (28) para cargar el material orgánico en la cámara de vacío, medios (3) para descargar material orgánico deshidratado de la cámara de vacío y medios (6) para transportar el material orgánico a través de la cámara de vacío.

4.- Un aparato según la reivindicación 3, en el que los medios de transporte comprenden medios (6) para transportar el material orgánico a través de la ventana transparente a las microondas dentro de la cámara de vacío.

- Un aparato según la reivindicación 1, en el que la cámara de microondas (52) y el conjunto de generadores de microondas (5) están comprendidos en un módulo (42A, 42B, 42C, 42D) y el aparato comprende dos o más módulos.

6 - Un aparato según la reivindicación 1, en el que los generadores de microondas están posicionados en una hilera generalmente perpendicular a un eje longitudinal del aparato.

7.- Un aparato según la reivindicación 1, en el que el conjunto comprende tres generadores de microondas.

8.- Un aparato según la reivindicación 1, en el que el conjunto comprende cuatro o más generadores de microondas posicionados en dos o más hileras generalmente perpendiculares a un eje longitudinal del aparato, teniendo cada hilera dos o más generadores.

9.- Un aparato según la reivindicación 1, que comprende además una carga de agua (112) posicionada en la cámara de vacío.

1.- Un aparato según la reivindicación 1, que comprende además medios (96, 97, 98) para reducir la presión dentro de la cámara de vacío.

II.- Un procedimiento de deshidratación de un material orgánico, que comprende las etapas de:

(a) introducir el material orgánico en una cámara de vacío (34), estando la cámara dispuesta para recibir radiación de microondas de un conjunto de dos o más generadores de microondas (5), estando los generadores en el conjunto posicionados de forma que una corriente de microondas de un generador cualquiera se solapa con una corriente de microondas de cualquier otro generador del conjunto;

(b) reducir la presión en la cámara de vacío a una presión inferior a la atmosférica;

(c) activar y desactivar los dos o más generadores del conjunto una pluralidad de veces para producir la interferencia entre una corriente de microondas de uno cualquiera de los generadores y una corriente de microondas de otro cualquiera de los generadores y aplicar las corrientes de microondas a través de una ventana transparente a las microondas (36) para deshidratar el material orgánico en la cámara de vacío; y

(d) extraer el material orgánico deshidratado de la cámara de vacío.

12.- Un procedimiento según la reivindicación 11, en el que la etapa de activar y desactivar comprende activar un primer generador del conjunto en un primer tiempo durante una primera duración y desactivarlo durante una

segunda duración, y activar otro de los generadores en un segundo tiempo durante una tercera duración y desactivarlo durante una cuarta duración, y el primer tiempo es diferente del segundo tiempo.

13.- Un procedimiento según la reivindicación 12, en el que la primera duración se solapa con la tercera duración.

14.- Un procedimiento según la reivindicación 11, en el que hay al menos tres generadores de microondas en el conjunto, y cada generador es activado en un tiempo diferente.

15.- Un procedimiento según la reivindicación 14, en el que al menos dos de los generadores están irradiando al mismo tiempo.

16.- Un procedimiento según la reivindicación 11, que comprende además la etapa de transportar el material orgánico a través de la cámara de vacío a medida que está siendo deshidratado.

17.- Un procedimiento según la reivindicación 16, en el que el material orgánico se transporta a través de la ventana transparente a las microondas.

18.- Un procedimiento según la reivindicación 11, en el que la presión reducida es una presión en el intervalo de 1,33 a 13.33 Pa.

19.- Un procedimiento según la reivindicación 11, que comprende además la etapa de hacer circular agua a través de la tubería en la cámara de microondas para absorber energía de microondas.

2.- Un procedimiento según la reivindicación 11, en el que el material orgánico comprende uno de una fruta, una verdura, un zumo de frutas, un zumo de verduras, un grano precocinado, un cultivo bacteriano, una vacuna, una enzima, un aislado de proteína, un hidrocoloide, un fármaco inyectable, un fármaco farmacéutico, un antibiótico, un anticuerpo, carne, pescado, marisco, leche, queso, aislado de proteína del suero de la leche, yogurt, un extracto de fruta, un extracto de verdura y un extracto de carne

21.- Un procedimiento según la reivindicación 11, en el que el material orgánico está encapsulado en un hidrocoloide.

22.- Un procedimiento según la reivindicación 11, en el que la etapa de activar y desactivar produce una corriente de microondas confluente y barre aleatoriamente la corriente de microondas confluente a través de la ventana transparente a las microondas, efectuando cambios aleatorios en la distribución de microondas en la cámara de vacío.