使用可調(diào)整的調(diào)節(jié)空氣流的干燥器的制造方法
【專利說明】使用可調(diào)整的調(diào)節(jié)空氣流的干燥器
[0001]本申請要求享有2013年3月15日提交的名稱為〃使用可調(diào)整的調(diào)節(jié)空氣流的多室干燥器〃的美國臨時專利申請第61/791939號的權益和優(yōu)先權，該申請通過引用并入到本文中。
[0002]領域
本公開內(nèi)容大體上涉及產(chǎn)品的干燥。具體而言，本公開內(nèi)容針對一種使用可調(diào)整的調(diào)節(jié)空氣流的多室干燥器。
[0003]背景
在傳統(tǒng)的干燥系統(tǒng)中，待干燥的產(chǎn)品置于連續(xù)帶上，連續(xù)帶浮在加熱水體的表面上。通過將循環(huán)加熱水經(jīng)由聚合物膜片的帶直接地傳導至產(chǎn)品來傳遞熱。加熱水保持在預定溫度以容許產(chǎn)品的最佳干燥。
[0004]然而，傳統(tǒng)的干燥系統(tǒng)使用較大量的環(huán)境空氣來移除產(chǎn)品干燥過程期間釋放的水蒸氣。干燥器內(nèi)的環(huán)境空氣的未受控的濕度和溫度導致干燥器性能和產(chǎn)品質(zhì)量的較寬變化。例如，在干燥氣候中操作的干燥器在潮濕氣候中不同地執(zhí)行。類似地，干燥器性能在冷氣候和熱氣候中不同，且在相同地點處隨季節(jié)不同。
[0005]此外，由于從加熱水體傳導穿過干燥帶的熱能，傳統(tǒng)的干燥系統(tǒng)通過提高產(chǎn)品溫度來增加產(chǎn)品中的水蒸氣壓力。然而，傳統(tǒng)的干燥系統(tǒng)并未減小水蒸氣壓力、增大干燥器內(nèi)的空氣溫度或減小干燥器內(nèi)的空氣濕度，所有這些都可改善干燥器性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]公開了一種使用可調(diào)整的調(diào)節(jié)空氣流的多室干燥器。根據(jù)一個實施例，一種裝置包括干燥帶以及與干燥帶的第二表面接觸的熱介質(zhì)，該干燥帶配置成在干燥帶的第一表面上接收待干燥的產(chǎn)品。熱介質(zhì)配置成加熱產(chǎn)品，且保持在預定溫度。該裝置還包括歧管，其定位在干燥帶上方，其中歧管包括一個或多個孔口，孔口使調(diào)節(jié)空氣橫向越過干燥帶的寬度噴射以從產(chǎn)品移除蒸發(fā)的水。
[0007]包括實施方式的各種新穎細節(jié)和元件組合的以上和其它優(yōu)選特征現(xiàn)在將參照附圖更具體地描述且在權利要求中指出?？梢岳斫獾氖牵疚乃龅奶囟ㄏ到y(tǒng)和方法僅通過圖示顯示且不作為限制。如本領域的技術人員將理解的那樣，本文所述的原理和特征在不脫離本公開內(nèi)容的范圍的情況下可在各種和許多實施例中使用。
【附圖說明】
[0008]被包括為本說明書的一部分的附圖示出了當前公開的系統(tǒng)和方法的各種實施例，且連同上文給出的總體描述和下文給出的實施例的詳細描述用于闡釋和教導本文所述的原理。
[0009]圖1示出了根據(jù)一個實施例的使用高壓歧管的示例性干燥器的截面視圖。
[0010]圖2示出了根據(jù)一個實施例的使用高壓歧管的示例性干燥器的局部放大截面視圖。
[0011]圖3示出了根據(jù)一個實施例的示例性干燥器的頂視圖。
[0012]圖4示出了根據(jù)一個實施例的使用低壓歧管的示例性干燥器的截面視圖。
[0013]圖5示出了根據(jù)一個實施例的使用低壓歧管的示例性干燥器的局部放大截面視圖。
[0014]圖6示出了根據(jù)一個實施例的示例性干燥器的側(cè)視圖。
[0015]圖7示出了根據(jù)一個實施例的示例性干燥器的另一個側(cè)視圖。
[0016]圖8示出了根據(jù)一個實施例的用于干燥產(chǎn)品的示例性過程。
[0017]應當注意的是，附圖不一定按比例繪制，且類似結(jié)構或功能的元件大體上由相似的參考標號表示以用于貫穿附圖的示意性目的。附圖僅意圖便于描述本文所述的各種實施例。附圖并未描述本文公開的教導內(nèi)容的每個方面，且并不限制權利要求的范圍。
[0018]詳細描沐
公開了一種使用可調(diào)整的調(diào)節(jié)空氣流的多室干燥器。根據(jù)一個實施例，一種裝置包括干燥帶以及與干燥帶的第二表面接觸的熱介質(zhì)，該干燥帶配置成在干燥帶的第一表面上接收待干燥的產(chǎn)品。熱介質(zhì)配置成加熱產(chǎn)品，且保持在預定溫度。該裝置還包括歧管，其定位在干燥帶上方，其中歧管包括一個或多個孔口，孔口使調(diào)節(jié)空氣橫向越過干燥帶的寬度噴射以從產(chǎn)品移除蒸發(fā)的水。
[0019]本文公開的特征和教導內(nèi)容中的各項可單獨地使用或連同其它特征和教導內(nèi)容使用來提供使用可調(diào)整的調(diào)節(jié)空氣流的多室干燥器。參照附圖更詳細地描述了單獨地以及組合地使用這些額外特征和教導內(nèi)容中的許多的典型示例。該詳細描述僅意圖向本領域的技術人員教導更多細節(jié)來實施本教導內(nèi)容的方面，且不意圖限制權利要求的范圍。因此，該詳細描述中的上述特征的組合在廣義上對于實施教導內(nèi)容可能不是必需的，而是僅教導以描述本教導內(nèi)容的特定典型示例。
[0020]在以下描述中，僅為了闡釋的目的，提出了特定的術語來提供本公開內(nèi)容的透徹理解。然而，本領域的技術人員將清楚的是，這些特定細節(jié)不是實施本公開內(nèi)容的教導所必需的。
[0021]根據(jù)一個實施例，本干燥系統(tǒng)通過適當?shù)匾龑д{(diào)節(jié)空氣橫向越過產(chǎn)品的表面來干燥置于連續(xù)干燥帶上的液體或漿料產(chǎn)品。本干燥系統(tǒng)包括引導調(diào)節(jié)空氣的一系列空氣分配歧管，以及改善產(chǎn)品的進給和移除的裝置。在一個實施例中，高壓空氣通過孔口分配以沿干燥器的長度優(yōu)化干燥過程。在另一個實施例中，低壓空氣通過可調(diào)整的槽口或氣刀分配以控制沿干燥器的長度的干燥條件。
[0022]根據(jù)一個實施例，本干燥系統(tǒng)通過對干燥器內(nèi)的空氣去濕來調(diào)節(jié)空氣，以增大干燥率和減小干燥器的空氣需求。本干燥系統(tǒng)控制所調(diào)節(jié)空氣的濕度、溫度和速度以容許干燥器確保一致的產(chǎn)品質(zhì)量。根據(jù)一個實施例，供給至干燥器的空氣被去濕和過濾以滿足食品等級標準或藥品標準。用于干燥所需的空氣量通過使用低輪廓干燥器減小，因此簡化了本干燥系統(tǒng)的空氣入口子系統(tǒng)和空氣排出子系統(tǒng)，同時降低了機器成本。本干燥系統(tǒng)在空氣分配歧管的相對側(cè)上越過干燥帶捕集排出空氣，且將其從干燥器排出。
[0023]本干燥系統(tǒng)增大和改善穩(wěn)態(tài)操作下的干燥器通過量。本干燥系統(tǒng)通過提供干燥帶上的產(chǎn)品表面的較快除水改善了熱傳遞，使用了簡化且較廉價的空氣處理系統(tǒng)，且以更一致的干燥特征改善干燥產(chǎn)品的質(zhì)量。
[0024]通用干燥器操作的描述
根據(jù)一個實施例，此干燥器包括具有獨立控制的水溫、空氣流率、濕度和溫度的一系列干燥室。當干燥帶上的待干燥產(chǎn)品進入此干燥器的第一室時，產(chǎn)品溫度初始地升高，且水蒸發(fā)在產(chǎn)品進入此干燥器之后若干秒開始。本干燥系統(tǒng)調(diào)整第一干燥室中的空氣流，以容許產(chǎn)品溫度達到用于蒸發(fā)的期望溫度，且移除容易從產(chǎn)品蒸發(fā)的自由水。產(chǎn)品(例如，天然產(chǎn)品)的細胞結(jié)構內(nèi)的結(jié)合水的蒸發(fā)需要產(chǎn)品的大部分干燥時間。
[0025]根據(jù)一個實施例，此干燥器可包括一個或多個隨后的干燥室，其比第一室離干燥帶的入口更遠。根據(jù)一個實施例，第二干燥室通常使用相對于第一室較低的空氣流。這減小了調(diào)節(jié)空氣的空氣速度且增大了產(chǎn)品溫度。在這一點上，來自產(chǎn)品的大部分自由水蒸發(fā)。產(chǎn)品內(nèi)的結(jié)合水和細胞水分需要更多時間穿過細胞壁。減少的空氣流提供較高的產(chǎn)品內(nèi)部溫度和較高的蒸氣壓力。本干燥系統(tǒng)容許產(chǎn)品相對于抵抗水蒸氣通過的自然趨勢產(chǎn)生足夠的蒸氣壓力。
[0026]本干燥系統(tǒng)包括移動的干燥帶，其浮在或漂在加熱水的池上(例如，60°C到100°C )。在一個實施例中，干燥帶可浮在熱傳遞流體的池上(例如，對于達到125°C的應用)。本干燥系統(tǒng)將液體或漿料產(chǎn)品施加至干燥帶作為液體薄層(例如，小于5_厚)。熱通過從循環(huán)的加熱水(或熱傳遞流體)經(jīng)由聚合物膜片的干燥帶直接傳導至產(chǎn)品以從產(chǎn)品蒸發(fā)水來傳遞。加熱水或熱傳遞流體保持在預定溫度以容許產(chǎn)品的最佳干燥。根據(jù)一個實施例，干燥帶不大于3_厚，以確保熱能的快速傳遞。
[0027]相比于傳統(tǒng)的干燥系統(tǒng)中使用的對流，傳導是快速且有效的熱傳遞模式。傳導將干燥帶上的產(chǎn)品均勻地加熱至期望的蒸發(fā)溫度。當產(chǎn)品中的水蒸氣壓力超過環(huán)境空氣中的水蒸氣壓力時，蒸發(fā)發(fā)生。
[0028]干燥器空氣調(diào)節(jié)
根據(jù)一個實施例，本干燥系統(tǒng)通過減少和控制含水量(即，去濕)以及控制空氣溫度來調(diào)節(jié)空氣。這容許控制干燥器的操作條件來產(chǎn)生具有一致的高質(zhì)量干燥特征的干燥產(chǎn)品，而與干燥器周圍的環(huán)境條件無關。
[0029]對于產(chǎn)品干燥的蒸發(fā)率由產(chǎn)品的表面處的飽和水蒸氣壓力與產(chǎn)品上方的空氣中的水蒸氣壓力之間的差異確定。蒸發(fā)率可通過增大產(chǎn)品中的水蒸氣壓力或減小產(chǎn)品上方的空氣中的水蒸氣壓力或兩者的組合來增大。
[0030]根據(jù)一個實施例，本干燥系統(tǒng)減小干燥器空氣的水蒸氣壓力。本干燥系統(tǒng)對干燥器內(nèi)與干燥帶上的產(chǎn)品接觸的空氣去濕。本干燥系統(tǒng)確保了連續(xù)的去濕空氣流替換產(chǎn)品的表面附近的蒸發(fā)水。本干燥系統(tǒng)利用去濕空氣補充干燥器，以保持和控制越過產(chǎn)品的干燥表面和