[发明专利]用于微流体和其它系统中的喷雾干燥的系统和方法

说明书

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。

技术领域

本发明整体涉及微流体，并且涉及喷雾干燥和其它干燥技术。

背景技术

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。

发明内容

本发明整体涉及微流体，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，本发明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，本发明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，本发明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，本发明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，本发明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，本发明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。在本发明的某些实施例中，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。