用于微流体和其它系统中的喷雾干燥的系统和方法技术方案

技术编号:11831341 阅读:86 留言:0更新日期:2015-08-05 16:26
本发明专利技术整体涉及微流体,并且涉及喷雾干燥和其它干燥技术。通过代替常规喷雾干燥技术或者除了常规喷雾干燥技术而至少部分地干燥微流体通道中的流体,在本发明专利技术的某些方面中可以实现干燥过程的较佳控制。此外,本发明专利技术的各个实施例总体上涉及用于干燥容纳在通道(例如微流体通道)中的流体的系统和方法。例如,在被喷雾到收集区域中之前,流体可以在微流体通道中部分地或完全地干燥。在一些实施例中,诸如空气的气体可以被引导到包含流体的通道中,这可以便于流体的干燥。在某些情况下,流体可能由于气体引入到通道中而被加速,并且在某些实施例中,流体微滴可以被打散以便由此形成更小的微滴。在某些情况下,流体还可以被干燥,以形成过饱和微滴。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】 相关专利申请 本申请要求2012年9月21日提交的、名称为"Systems and Methods for Spray Drying in Microfluidic and Other Systems (用于微流体和其它系统中的喷雾干燥的系 统和方法)"、系列号为No. 61/704, 422的美国临时专利申请的优先权,该专利申请全文以 引用方式并入本文中。
本专利技术整体涉及微流体,并且涉及喷雾干燥和其它干燥技术。
技术介绍
喷雾干燥是通常用来干燥流体的技术,并且通常用于各种各样的应用,例如喷雾 干燥食物(例如,奶粉、咖啡、茶、鸡蛋、谷类食物、香料、调味剂等)、药物化合物(例如,抗 生素、医药配料、药物、添加剂等)、工业化合物(例如,油漆颜料、陶瓷材料、催化剂等)、或 类似物。在喷雾干燥中,待干燥的流体通常从喷嘴排入到进行干燥和/或加热的区域中,以 便进行流体的干燥。流体通常是液体,但是其它流体或物料也可以进行干燥,例如润湿的或 泥泞的固体物料。用来进行干燥的区域可以包含空气、氮气或其它惰性气体,并且在某些情 况下被加热。流体通常例如利用喷嘴而分散开,以便增大暴露的表面积并减少流体的干燥 时间。然而,当期望所干燥的产品具有一致的尺寸分布时,这样的干燥技术可能是难以控制 的。此外,使用加热的空气在某些情况下可能产生喷雾干燥的产品发生热降解的风险。
技术实现思路
本专利技术整体涉及微流体,并且涉及喷雾干燥和其它干燥技术。在某些情况下,本发 明的主题涉及相关的产品、特定问题的替代解决方案和/或一个或多个系统和/或制品的 多种不同用途。 在一个方面中,本专利技术整体涉及用于干燥液体的喷雾干燥器。在一组实施例中,喷 雾干燥器包括制品,该制品包括第一微流体通道、在第一相交点处均以大致非直角与第一 微流体通道相交的第二和第三微流体通道、以及在第二相交点处均以大致非直角与第一微 流体通道相交的第四和第五微流体通道。在一些实施例中,喷雾干燥器还可以包括收集区 域,该收集区域接纳来自第一微流体通道的输出。 在另一个方面中,本专利技术整体涉及使液体蒸发的方法。在一组实施例中,该方法包 括以下动作:使液体穿过微流体通道,使得当液体容纳在微流体通道中时,按体积计至少大 约20 %的液体蒸发。 在又一方面中,本专利技术整体涉及喷雾干燥液体的方法。根据一组实施例,该方法包 括以下动作:使液体穿过微流体通道,使得按体积计至少大约25%的液体在微流体通道中 蒸发;以及将未蒸发的液体喷雾到微流体通道外部的收集区域中。 根据另一个方面,本专利技术整体涉及使流体微滴分散的方法。在某些实施例中,该方 法包括以下动作:通过使微流体通道中的流体微滴加速,将容纳在微流体通道中的流体微 滴分散成较小的流体微滴。 在另一个方面中,该方法整体涉及以下动作:提供容纳在微流体通道中的过饱和 流体微滴;以及在一表面处将过饱和流体微滴从微流体通道引出。 在另一组实施例中,本专利技术整体涉及微流体装置,其包括:第一微流体通道;第一 对微流体通道,每一个都在第一公共相交点处以非直角与第一微流体通道相交;以及第二 对微流体通道,每一个都在第二公共相交点处以非直角与第一微流体通道相交。 在另一组实施例中,微流体装置包括第一微流体通道、以锐角与第一微流体通道 相交的第二微流体通道、以及以钝角与第一微流体通道相交的第三微流体通道。 根据另一组实施例,微流体通道包括第一液体加速器区域和第二液体加速器区 域。 在另一个方面中,本专利技术整体涉及喷雾干燥器。在一组实施例中,喷雾驱动器包 括:微流体通道,其具有内部干燥区域;以及一表面,起被定位成使得从微流体通道排出的 物料冲击该表面。 在另一组实施例中,喷雾干燥器包括制品,该制品包括第一微流体通道以及以大 致非直角与第一微流体通道相交的第二微流体通道。在某些情况下,喷雾干燥器还可以包 括收集区域,该收集区域接纳来自第一微流体通道的输出。 在另一组实施例中,喷雾干燥器包括制品,该制品包括第一微流体通道、以及在第 一相交点处均以大致非直角与第一微流体通道相交的第二和第三微流体通道。在某些情形 下,第二和第三微流体通道中的一者或两者可以与加压气体源流体连通。在本专利技术的某些 实施例中,喷雾干燥器还可以包括收集区域,该收集区域接纳来自第一微流体通道的输出。 在另一组实施例中,该方法包括以下动作:通过向流体微滴施加剪切力,将容纳在 微流体通道中的流体微滴分散成较小的流体微滴。 在另一方面中,本专利技术涵盖制造本文所述的一个或多个实施例的方法,例如涉及 微流体的喷雾干燥和其它干燥技术。在另一方面中,本专利技术涵盖使用本文所述的一个或多 个实施例的方法,例如涉及微流体的喷雾干燥和其它干燥技术。 结合附图,从以下本专利技术的各种非限制性实施例的详细说明中,本专利技术的其它优 点和新颖性特征将变得明显。在本说明书和通过参考并入的文献包括矛盾的和/或不一致 的公开的情况下,应以本说明书为准。如果通过参考并入的两篇或更多篇文献包括彼此矛 盾的和/或不一致的公开,那么应以生效日期靠后的文献为准。【附图说明】 现在将参考附图,借助例子来描述本专利技术的非限制性实施例,这些附图是示意性 的并且不必按照比例绘制。在附图中,每个相同的或几乎相同的部件通常用单个附图标记 表示。为了清楚起见,在不必进行图示本领域技术人员就能够理解本专利技术的情况下,不是每 个部件在每个图中都进行标注,也不是专利技术的每个实施例的每个部件都被示出。在图中: 图1示出了根据本专利技术一个实施例的用于干燥流体的通道; 图2A-2C示出了根据本专利技术另一个实施例的用于干燥流体的微流体装置; 图3A-3B示出了在本专利技术各个实施例中产生的喷雾干燥的颗粒物; 图4A-4B示出了在本专利技术的某些实施例中在通道中的微滴的加速; 图5A-5C示出了根据本专利技术某些实施例的空气速度和微滴尺寸; 图6A-6D示出了在本专利技术其它实施例中产生的喷雾干燥的颗粒物; 图7A-7B示出了在本专利技术其它实施例中在通道内的微滴的速度; 图8A-8E示出了根据本专利技术各个实施例产生的颗粒物; 图9A-9B示出了根据本专利技术某些实施例的空气速度和微滴尺寸; 图10A-10C示出了本专利技术某些实施例的流动特性;以及 图11A-11C示出了根据本专利技术某些实施例的各种通道高度。【具体实施方式】 本专利技术整体涉及微流体,并且涉及喷雾干燥和其它干燥技术。通过代替常规喷雾 干燥技术或者除了常规喷雾干燥技术而至少部分地干燥微流体通道中的流体,在本专利技术的 某些方面中可以实现干燥过程的较佳控制。此外,本专利技术的各个实施例总体上涉及用于干 燥容纳在通道(例如微流体通道)中的流体的系统和方法。例如,在被喷雾到收集区域中 之前,流体可以在微流体通道中部分地或完全地干燥。在一些实施例中,诸如空气的气体可 以被引导到包含流体的通道中,这可以便于流体的干燥。在某些情况下,流体可能由于气体 引入到通道中而被加速,并且在某些实施例中,流体微滴可以被打散以便由此形成更小的 微滴。在某些情况下,流体还可以被干燥,以形成过饱和微滴。 因此,本专利技术的某些方面总体上涉及喷雾干燥器,其用来至少部分地干燥流体 (通常为液体),例如以产生颗粒物,例如微粒或纳米粒子。在喷雾干燥器中,通过将流体喷 雾成小的微滴而例如本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于干燥液体的喷雾干燥器,其包括:制品,该制品包括:第一微流体通道;在第一相交点处均以大致非直角与第一微流体通道相交的第二微流体通道和第三微流体通道;和在第二相交点处均以大致非直角与第一微流体通道相交的第四微流体通道和第五微流体通道;以及收集区域,该收集区域接纳来自第一微流体通道的输出。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:E·阿姆斯塔德C·霍尔茨D·A·韦茨
申请(专利权)人:哈佛学院院长及董事巴斯夫欧洲公司
类型:发明
国别省市:美国;US

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