[发明专利]用于对材料进行流化床处理的装置和方法

说明书

用于处理颗粒状材料的装置和方法，其采用用于支撑所述颗粒状材料以运输的输送带和用于输送通过输送带的气体以流化颗粒状材料的气体源。使用气体分布系统以用于控制气体流以创建较多流化的区域和较少流化的区域。所述方案避免了使用输送带的机械搅拌，这增加了效率和可靠性。该装置和方法尤其适合于当需要例如冷冻、加热或热烫单个食品颗粒时处理大批的颗粒状食品。

技术领域

本发明涉及用于通过创建材料的流化床来处理颗粒状材料的装置和方法，其中经处理的材料保持为单个的、独立的颗粒。本发明尤其可应用于食品加工工业中，用于冷冻颗粒状的食品材料，其中食品材料冻成分开的、单独的块，而不是冻成凝聚块。

背景技术

在热空气处理中需要用流化来以连续的过程分离食品。用语“热空气处理”指的是这样的过程，例如通过冷空气或气体的冷冻，通过引入蒸汽、热空气、水或气体的干燥或加热。当向上升起的空气被引导通过带孔的槽或有孔的输送带时，输送带上的颗粒状材料、例如食品会开始流化。在流化状态下，颗粒状食品接收有效的冷冻或加热处理，并维持其颗粒性质。

食品的完全流化导致材料在被处理时以流体的方式移动。当处理精致的食物产品（例如覆盆子）或轻的食物产品（如洋葱切块）时，完全流化并不总是合适的，因此很重要的是，流化程度为可调节的，以适应所处理的材料。

在食品加工行业中，创建食品流化床以用于冷冻或加热是已知的技术。例如，IQF（单体快速冷冻）通道式的冷冻器设计是常见的，其中待冷冻的颗粒状食品在运输机上以流化的状态被运输通过封闭的结构，其中冷却空气被向上引导通过食品。流化过程中一个重要的方面是要创建较多流化和较少流化的区域，这有助于维持产品的阶梯式流动，用于使所有颗粒最优式地接触向上通过产品的气体流。在过去已经开发了流化技术，其依靠具有机械搅拌和脉冲机构的带孔的固定托盘来改变产品床内的流化。此外，流化通常通过位于输送带下方的偏心辊来进行，其将产品提起并诱导产品流化。

采用不同的技术来改善食品的运输和流化的现有专利的例子包括Larsson的美国专利6,477,845，其依赖带孔的槽，通过槽的朝向和背向产品行进的方向的周期性运动以开始流化。Rothstein的美国专利5,447,040公开了一种具有电机的环形带孔输送带，其具有控制单元，用于在与产品行进方向相反的方向上周期性地驱动输送带来进行流化。Martin等人的美国专利4,301,659教导了一种输送机，其包括向下的台阶以导致输送机上的产品床变薄，并凭借被引导通过床的空气的速度在减薄的产品床的区域中增加而导致增加流化。

现有的流化技术往往依靠由处于在其中进行冷却或加热的处理壳体内的机械设备来操作输送带。因此，该设备在正常操作时承受显著的磨损和撕扯，并且冷却或加热的处理壳体增加了操作环境的恶化。因此，现有的机械流化系统在操作过程中具有故障倾向，导致了流化的效率降低或者完全停止。

发明内容

为解决现有的流化系统所存在的问题，申请人开发出一种避免使用机械部件来建立较少流化或较多流化的区域的装置和方法，得到了提升的可靠性。

本发明省去了冷冻器内的用于建立流化区域所需要的机械部件，并且通过减少流化所需的空气量并取消用于驱动机械部件的电机而提供了更节能的系统。尤其对于精致的食品而言，机械搅拌会导致产品损坏，并且本发明用于更温和地处理这些产品。

因此，本发明提供了用于处理颗粒状材料的装置，包括：

用于支撑所述颗粒状材料以运输的机构；

用于提供通过所述用于支撑所述材料的机构的气体流的机构；以及

用于分布所述气体流以流化位于用于支撑所述颗粒状材料的机构上的所述颗粒状材料，来创建较多流化的区域和较少流化的区域的机构。

本发明还提供了用于在流化床中处理颗粒状材料的装置，包括：

用于支撑所述颗粒状材料以运输的机构；