[发明专利]用于通过微波连续处理流动的流体介质的微波反应器

说明书

一种微波反应器(1)，包括：透过微波的流管，沿着流动轴线(20)纵向延伸，用于流体介质流动；输入波导(4)，沿着与流动轴线正交的传播轴线(40)延伸，其具有矩形截面，矩形截面具有平行于流动轴线的两个大边和与流动轴线正交的两个小边；外壳(3)，流管在外壳(3)内延伸，外壳由反射微波的材料制成，具有比输入波导的小边的小尺寸大的侧向尺寸，输入波导横向固定在外壳上，外壳具有由输入波导包围的输入窗口，用于微波通过输入窗口传播到外壳的内部。

技术领域

本发明涉及一种用于通过微波连续处理流动的流体介质的微波反应器以及用于通过微波连续处理流动的流体介质的关联的微波设备和方法。

本发明属于通过微波连续处理流动的流体介质的领域，流动的流体介质诸如液体介质、粘性介质、糊状介质、液体/固体或液体/气体两相混合介质。

本发明期望地但非限制性地应用于通过微波连续热处理可泵送产品，特别是农食品产品，并且特别是均匀液体产品或具有以足够一致的相均匀分布的块的产品。

背景技术

参照图1，从现有技术中已知使用微波反应器RM，通常称为《下游》反应器，该反应器包括由透微波材料制成的流管TE、连接到微波发生器并耦合到流管TE以便通过微波连续处理流体介质的波导GO、以及流管TE至少部分地在其中延伸的外壳EN，这种外壳EN由微波反射材料制成。

如该图1所示，该反应器通常一方面具有沿着流动轴线纵向延伸的流管TE，另一方面具有截面为矩形的波导GO，该矩形截面具有两个大边GC(即具有最大尺寸的边)和两个小边PC(即具有最小尺寸的边)，其中，波导GO的大边GC与流动轴线正交，而波导GO的小边PC与流动轴线平行。

也例如由文献US 2006/0213759描述的这种《下游》反应器证明对于稍微吸收性(即具有低介电损耗系数(或小损耗角、小损耗角正切、小δ正切或低损耗因子))的流体介质相对有效。实际上，对于稍微吸收性的流体介质，微波相当容易地穿过流体介质，因为介电损耗低，并且另外，在流体介质中吸收的场相当均匀。

相反，这种《下游》反应器证明是对于吸收性流体介质或非常吸收性的流体介质(即具有高介电损耗系数(或大损耗角、大损耗角正切、大δ正切或高损耗因子))来说相对低效，流体介质诸如为水基介质、用于提取的一些溶剂、诸如蜜饯的农产品、一些化学品等。

实际上，如图3所示，在具有矩形截面的波导中的电场(Ey)通常平行于波导的小边(b)分布，并且在波导的大边(a)的中间处最大。由此，在具有吸收性流体介质的《下游》反应器的情况下，电场将一方面难以穿透到介质中，并且另一方面会反射波，因为电场将遭遇边界和在流管的水平处的介电损耗的非常突然的变化，这是因为：

-电场平行于波导GO的小边PC，并且因此平行于流体介质在其中流动的流管TE，并且

-电场在波导GO的大边GC的中间(即在放置流管TE的位置处)最大。

因此，在《下游》反应器中，犹如电场将遭遇镜子并且大部分或至少以不可忽略的比例被反射向微波发生器，而场的吸收部分将仅被反射到微波发生器一侧，因为波无法穿过吸收性流体介质。因此，《下游》反应器的这种形状局部地产生热点，并且因此加热变得不均匀且低效。

发明内容

特别地，本发明的目的在于提供一种用于通过微波连续处理流动的流体介质的微波反应器，该微博反应器特别适合于轻微吸收性的流体介质以及非常吸收性的流体介质。

本发明的目的是使得能够均匀且均衡地加热，而在流体介质中没有任何局部热点。

为此，本发明提供了一种用于通过微波连续处理流动的流体介质的微波反应器，这种微波反应器包括：

-流管，其由透微波材料制成，沿着流动轴线纵向延伸，用于流体介质沿着所述流动轴线流动；