[发明专利]干燥器和干燥方法

说明书

一种干燥器(100)，包括：干燥室(101)，被耦接到用于使气体循环通过干燥室(101)的闭环气体循环系统；其中，闭环气体循环系统使气体再循环，并且包括：压缩机(113)，被耦接以接收来自干燥室(101)的返回气体并且压缩返回气体以提供压缩气体；分离器(109)，放置在气体循环系统中，用于从气体中排出冷凝物；以及气体排放器(103；104)，被耦接以接收来自压缩机(113)的压缩气体并且通过排放出口(118)排放压缩气体。分离器在压缩机下游放置在闭环气体循环系统中，以接收压缩气体，并且分离器在气体排放器(103；104)的上游。因此改善了干燥功效并且在相对低的干燥温度(诸如低于40摄氏度)下是有利的。还提供了一种用于干燥器的门、一种操作干燥器的方法、以及一种干燥方法，诸如干燥药物物质、化合物、成分或产品的方法。

技术领域

干燥是一种质量传递工艺，包括通过从固体，半固体或液体物品或待干燥的物体蒸发去除水或另一种液体。该工艺通常在工业中用作产品包装之前的生产步骤或与专业或私人干燥衣物相关的生产步骤。通常涉及热源和去除由该过程产生的蒸汽的试剂。在诸如食物、谷物和药物(如疫苗)的生物产品中，要去除的液体通常是水。

在最常见的情况下，气流(例如，空气流)通过自然或强制对流将热量施加到待干燥的物体上，在后一种情况下，例如借助于鼓风机，并且将蒸汽作为湿气带走。该气流也称为脱水介质。

其他可能性是真空干燥，其中通过传导或辐射(或微波)供应热量，而由此产生的蒸汽通过真空系统去除。另一种间接技术是滚筒干燥(例如，用于制造马铃薯薄片)，其中加热表面用于提供能量，并且吸气器将蒸汽抽吸到滚筒外部。例如，US 5,016,361描述了一种真空干燥器。

在一些具有相对高的初始水分含量的产品中，可在有限的时间内观察到作为时间的函数的平均产品水分含量的初始线性降低，通常称为“恒定干燥速率期”。通常，在此期间，去除单个颗粒外侧的表面水分。在此期间的干燥速率主要取决于到被干燥材料的热传递速率。因此，最大可实现的干燥速率被认为是热传递受限的。如果继续干燥，曲线的斜率、干燥速率变得不那么陡峭(下降速率周期)并且最终趋于在非常长的时间几乎水平。然后，产品水分含量在“平衡水分含量”下保持恒定，实际上，其与脱水介质处于平衡状态。在下降速率周期中，水从产品内部迁移到表面主要是通过分子扩散，即水通量与水分含量梯度成比例。这意味着水从含水量较高的区域移动到较低值的区域，这一现象由热力学第二定律解释。

空气加热增加了热传递的驱动力并且加速了干燥。其还降低了相对湿度，进一步增加了用于干燥的驱动力。在下降速率周期中，随着水分含量下降，固体升温并且较高温度加速水从固体内部扩散到表面。但是，产品质量考虑限制了适用的气温升高。如果试图通过提高干燥气体的温度来增加水分去除速率，则存在产品过度干燥的显著风险。干燥气体的温度升高几乎可使固体表面完全脱水，使得其孔隙收缩并几乎闭合，导致结壳形成或“表面硬化”，这通常是不希望的。过度升高温度会导致烧焦产品，这几乎总是不可接受的。

因此，干燥效率与干燥气体的温度成比例。然而，结壳形成或“表面硬化”可设定气体温度的实际上限，并且可低至25℃。产品焦化或燃烧也设定了气体温度的实际上限，可能略高于25℃，但低至50℃。其他不希望的效果可设定气体温度的上限但相对低的限制。这种不希望的效果可以是抑制诸如维生素C或E等抗氧化剂，其去除活体内潜在的破坏性氧化剂。为避免抑制抗氧化剂，温度必须保持低于约40℃。

背景技术

在US 4,334,366中公开了一种用于使用由脉冲气体喷射发动机产生的热声能干燥螺母或其他产品的滚筒式干燥器。这种类型的干燥器具有燃烧产品的显著风险，并且在这种类型的干燥器中应用不同的系统以避免该问题。此外，这种类型的干燥器存在的问题是脉冲气体喷射发动机产生排气，该排气在通过产品时不可避免地与热空气一起输送。因此，存在由不健康的排气污染产品的风险。