[发明专利]干燥装置和方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求享有2010年12月10日提交的美国临时申请No.61/422,076的权益，该美国临时申请通过引用纳入本文。

技术领域

本发明涉及用于对产品进行干燥的方法和装置，更具体地，涉及用于通过去除水分对液体或糊状物形式的产品进行干燥的方法和装置。

背景技术

现有技术的干燥装置和方法已被用于干燥液体或半液体形式（诸如溶液和胶状悬浮液及类似物）的有机产品。这些现有技术干燥装置已被主要用于生产各种干燥的或浓缩的食品和食物相关产品以及营养补品和药品。液体产品通常首先在浓缩器装置中被处理，所述浓缩器装置采用高能力热源（诸如蒸汽或类似物）来从悬浮液中初始去除一部分水分。然后，经浓缩的产品常常在现有技术干燥装置被处理，以去除剩余水分的又一部分。

已采用了多种类型的现有技术干燥装置，包括喷雾干燥器（spray dryers）和冷冻干燥器（freeze dryers）。尽管已知喷雾干燥器以相对低的生产成本提供高处理能力，但已知所得到的产品品质相对低。另一方面，已知冷冻干燥器生产高品质的产品，但是以相对高的生产成本。

除了喷雾干燥器和冷冻干燥器以外，还使用了多种形式的带式干燥器（belt dryers）。这样的现有技术干燥装置通常包括长条形的、基本平坦的水平带，在该带上散布一薄层产品。所述产品通常是浓缩液体或半液体糊状物的形式。随着该带缓慢周转，热被从热源施加至所述产品。热被所述产品吸收，以导致水分从中蒸发。经干燥的产品随后从带被移除，并且被收集以用于进一步处理或用于包装或类似处置。

在授权给Magoon的美国专利No.4,631,837中公开了一种典型的现有技术装置和方法。参照该‘837专利的图1和图2（它们在本申请的附图中被复制为现有技术图1和图2），提供了长条形的框架或结构，在该框架或结构上支承了长条形的水密槽10。槽10优选地由瓷砖制成。隔热层12被设置在槽10的外表面上。槽10的内表面衬有薄的聚乙烯板16。提供了平行辊24、26，槽10的每一端布置有一个辊。辊26之一受马达驱动。

该‘837专利的现有技术装置还设置了水加热器15和循环系统，包括泵和相关管道。水加热器15被配置为将供水14加热至刚好其沸点以下，或者略小于100摄氏度。该泵和相关管道系统被配置为使水14循环通过槽10，使得在该槽内维持最小的给水深度。另外，水加热器15和相关循环系统被配置为将该槽内的供水维持在略小于100摄氏度的温度。

环形带形式的由红外线可透过的聚酯材料制成的柔性片材18被支承在辊24、26的每一端周围，并且还被支承在槽10内的供水14的上方。即，聚酯带18受辊26驱动，并且绕辊26周转，而辊24则浮在槽10内的水14上。一薄层液体产品20通过位于该装置的进料端的产品卸料工具28被分配到转动带18上。

随着产品层20沿着槽10在浮在水14上的带18上移动，该产品被水14加热，水14被维持在接近100摄氏度，带18漂浮在水14上。来自水14的热从产品20中驱出水分，直到该产品达到想要的干燥度，随之该产品被从带18移除。带18移动通过槽10的速度可以被调节，使得产品20将在它被移除的装置出料端达到想要的干燥度。

该‘837专利公开的干燥装置和方法的一些特性导致使用该装置不方便且麻烦。例如，该‘837专利所公开的典型的现有技术装置的槽10具有12米至24米或更大的范围内的长度。结果，该装置占据了相当大量的生产空间。而且，由于使用水作为热源，会导致现有技术装置的运行的几个潜在问题。

例如，现有技术装置要求相对大量的水加热和循环系统15以供运行。水加热和循环系统15可在几个方面被证明是麻烦的。首先，水加热和循环系统15增大了该装置的配置和构造以及运行的复杂度。系统15包括水加热器、泵以及各种管和阀，它们必须全部被维持相对防泄漏。由于该系统的庞大性质以及由于供水的需要，所要求的水加热和循环系统15还会妨碍现有技术干燥器的挪动便利性。

其次，被维持在沸点以下的水14可作为潜在危险的微生物有机体的藏匿所，这会导致产品20的污染。再次，大量的水14的存在可抵触现有技术装置从产品20中移除水分的目的。即，通过从槽10中不可避免的泄漏和蒸发，水14可进入产品20从而延长该产品的干燥时间。