CN103037946A - 减压喷雾干燥方法及减压喷雾干燥装置 - Google Patents

减压喷雾干燥方法及减压喷雾干燥装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供可适合于使如食品原料或医药品原料等含热变形容易的物质的液体原料干燥并粉末化的新的减压喷雾干燥的方法及装置。上述方法等具备：维持在减压下并具有喷雾喷嘴的装置主体；将过热水蒸气供应至喷雾喷嘴的过热水蒸气供应机构；供应液体原料至喷雾喷嘴的液体原料供应机构；使从装置主体所排气的过热水蒸气与来自液体原料的挥发蒸气冷却成凝结水回收的冷却机构；通过冷却机构使装置主体内维持在减压下的减压机构；及捕集装置主体内生成的粉末制品的制品捕集机构，将从过热水蒸气供应机构所供应的过热水蒸气与从液体原料供应机构所供应的液体原料从喷雾喷嘴同时喷雾至装置主体内在装置主体内使液体原料雾化，并将液体原料雾化生成的雾状原料与过热水蒸气进行热交换，使液体原料干燥并粉末化。

Description

减压喷雾干燥方法及减压喷雾干燥装置
技术领域
本发明是关于将液体原料在减压下干燥并粉末化用的减压喷雾干燥方法及减压喷雾干燥装置。详细而言，尤其不加以限定，但涉及如下的减压喷雾干燥方法及减压喷雾干燥装置：其适合于使例如乳酸菌、维他命C、茶的香料成分、不耐热的天然食品或其成份等的食品原料或医药品原料等那样的加热时容易氧化、分解或劣化的热变形容易的物质溶解或分散于水等的液体原料干燥并粉末化。
现有技术
至今为止，使热变形容易的物质在低温下干燥的方法有提出以下几种的技术。
例如，专利文献1（日本专利特开2005-287,373号公报）中，提出在减压下的干燥装置主体内导入减压过热蒸气，使得静置于干燥装置主体内的热变形容易的食品等被干燥物在此减压过热蒸气干燥的方法。
但是，此方法中，静置后的被干燥物会接触到减压过热蒸气进行热交换，因此被干燥物为液体原料时在确保大的蒸气传热面上困难，并为了确保大的蒸发传热面则有使得装置大型化的问题。
另外，专利文献2（日本专利特开2005-291,598号公报）中，提出在流动层干燥装置主体内装入玻璃珠等流动化粒子与热变质容易的食品等被干燥物，在减压下将减压过热蒸气导入此流动层干燥装置主体内，使被干燥物与减压过热蒸气以流动状态接触并干燥的方法。
但是，该方法中，也有使得被干燥物在流动层干燥装置主体内与流动化粒子混合形成流动状态的必要，因此不利于作为使热变质容易的物质的液体原料干燥并粉末化的方法。
另外，专利文献3（日本专利特开2006-297,243号公报）中，提出借超音波雾化装置使被干燥液雾化，将生成的喷雾液滴导入真空腔室内，由安装在此真空腔室外周面的硅胶加热器等加热机构加热，使喷雾液滴在减压下加热干燥并粉末化的真空喷雾干燥机。
但是，该方法中，从安装于真空腔室外周面的加热机构在真空下对导入此真空腔室内的喷雾液滴进行传热，会有传热效率不良的问题。
此外，专利文献4（日本专利特开2006-333,838号公报）中，提出在减压下的干燥塔内利用压缩空气进行发酵乳的喷雾，以设置在此干燥塔的远红外线加热器加热，使雾化的发酵乳以50℃以下的温度在减压下干燥来制造发酵乳粉末的方法。
但是，该方法中，导入干燥塔内而流动于该干燥塔内的风量不足，使得吹去干燥所生成的发酵粉末困难，且来自远红外线加热器的辐射热到达干燥塔内中心部困难，以致会有适合少量生产而不利于大量生产的问题。
并且，专利文献5（日本专利特开2009-103,398号公报）中，提出在减压下的干燥机主体内通过双流体喷嘴导入药剂等的原料液与氮气等的喷雾用气体使原料液在此干燥机主体内雾化，并在该干燥机主体内从设置在干燥机主体外周侧的热风导入部导入由空气或氮气所成的加热用气体，借着加热用气体使干燥机主体内雾化的原料液干燥并粉末化的方法。
但是，该方法中，由于加热用气体是空气或氮气等非液化气体（非凝结性），因此除了使干燥机主体内维持一定的真空度困难之外，热容量较小所以在干燥上确保所需的热量则有增加气体量的必要。又，加热用气体的热风导入部远离双流体喷嘴，会存在加热用气体的热不能有效传递至雾化的原料液的场合，从而有装置大型化，且短时间的粉末化困难的问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2005-287,373号公报
专利文献2：日本特开2005-291,598号公报
专利文献3：日本特开2006-297,243号公报
专利文献4：日本特开2006-333,838号公报
专利文献5：日本特开2009-103,398号公报
发明内容
发明所要解决的课题
因此，本发明人针对使得如上述食品原料或医药品原料等那样含热变质容易物质的液体原料干燥并粉末化的适当减压喷雾干燥的方法及装置努力研发。其结果，发现使用过热水蒸气作为热源，从喷雾喷嘴将此过热水蒸气与液体原料同时喷雾至减压下的装置主体内，在装置主体内使液体原料雾化成雾化原料，并将此生成的雾化原料在减压下与过热水蒸气进行热交换，借此使液体原料干燥并粉末化，可以低温且迅速地使液体原料干燥并粉末化之外，并可减轻装置主体内维持着预定真空度时的真空泵的负荷，以完成本发明。
因此，本发明的目的是提供可适合如食品原料或医药品原料等含热变质容易物质的液体原料干燥并粉末化的新的减压喷雾干燥的方法及装置。
用于解决课题的手段
即，本发明的减压喷雾干燥方法，其特征为，具备：维持在减压下并具有喷雾喷嘴的装置主体；将过热水蒸气供应至上述喷雾喷嘴的过热水蒸气供应机构；供应液体原料至上述喷雾喷嘴的液体原料供应机构；使从上述装置主体所排气的过热水蒸气与来自液体原料的挥发蒸气冷却成凝结水回收的冷却机构；通过此冷却机构使上述装置主体内维持在减压下的减压机构；及捕集在上述装置主体内生成的粉末制品的制品捕集机构，将从上述过热水蒸气供应机构所供应的过热水蒸气与从上述液体原料供应机构所供应的液体原料从上述喷雾喷嘴同时喷雾至装置主体内，在该装置主体内使液体原料雾化，并将液体原料雾化生成的雾状原料与过热水蒸气进行热交换，使液体原料干燥并粉末化。
另外，本发明的减压喷雾干燥装置，其特征为，具备：维持在减压下并具有喷雾喷嘴的装置主体；将过热水蒸气供应至上述喷雾喷嘴的过热水蒸气供应机构；供应液体原料至上述喷雾喷嘴的液体原料供应机构；使从上述装置主体所排气的过热水蒸气与来自液体原料的挥发蒸气冷却成凝结水回收的冷却机构；通过此冷却机构使上述装置主体内维持在减压下的减压机构；及捕集在上述装置主体内生成的粉末制品的制品捕集机构，上述喷雾喷嘴是在其中心位置具备液体原料的喷雾口，并在该喷雾口的周边部具备过热水蒸气的喷出口的构造的喷嘴，将从上述过热水蒸气供应机构所供应的过热水蒸气与从上述液体原料供应机构所供应的液体原料从上述喷雾喷嘴同时喷雾至装置主体内在该装置主体内使液体原料雾化，并将液体原料雾化生成的雾状原料与过热水蒸气进行热交换，使液体原料干燥并粉末化。
此外，本发明的减压喷雾干燥装置，其特征为，具备：维持在减压下并具有喷雾喷嘴的装置主体；将过热水蒸气供应至上述喷雾喷嘴的过热水蒸气供应机构；供应液体原料至上述喷雾喷嘴的液体原料供应机构；使从上述装置主体所排气的过热水蒸气与来自液体原料的挥发蒸气冷却成凝结水回收的冷却机构；通过此冷却机构使上述装置主体内维持在减压下的减压机构；及捕集在上述装置主体内生成的粉末制品的制品捕集机构，上述喷雾喷嘴由：具备过热水蒸气的喷出口的第1喷雾喷嘴；具备液体原料的喷出口，并与上述第1喷雾喷嘴隔着间隔以相对的状态配置的第2喷雾喷嘴所构成，将从上述过热水蒸气供应机构所供应的过热水蒸气从上述第1喷雾喷嘴喷雾至装置主体内，另一方面，使从上述液体原料供应机构所供应的液体原料从上述第2喷雾喷嘴喷雾至装置主体内与过热水蒸气碰撞而在该装置主体内使液体原料雾化，并将液体原料雾化生成的雾状原料与过热水蒸气进行热交换，使液体原料干燥并粉末化。
本发明中，对于减压下进行喷雾干燥的装置主体，只要是可在装置主体内使液体原料雾化并使液体原料雾化所生成的雾状原料与过热水蒸气进行热交换即可，尤其不加以限制，但优选为在一端侧具备喷雾喷嘴并在另一端侧具备与冷却机构连通的排气口的蒸发罐。另外，在一端侧具备过热水蒸气喷雾用的第1喷雾喷嘴，并在另一端侧具备与冷却机构连通的排气口和以相对于第1喷雾喷嘴隔着间隔相对的状态配置进行液体原料喷雾的第2喷雾喷嘴的蒸发罐也可以。使用上述蒸发罐的场合，从上述喷雾喷嘴喷雾至蒸发罐内的原料液体随着过热水蒸气的流动而移动到排气口为止的期间，雾化形成雾状原料，并与过热水蒸气进行热交换干燥并粉末化，并且生成的粉末制品几乎不会附着在蒸发罐的内壁而可随着过热水蒸气的流动移送至排气口侧。
又，作为装置主体更优选构成为在上端侧具备喷雾喷嘴（第1喷雾喷嘴）并在下端侧具备排气口（排气口及第2喷雾喷嘴），从上方向下方形成过热水蒸气流动的蒸发罐。使用该蒸发罐的场合，将在其蒸发罐内干燥粉末化所生成的粉末制品更确实地随着过热水蒸气的流动而朝着位于蒸发罐下端侧的排气口侧移送。并在使用上端侧具备第1喷雾喷嘴，在下端侧具备排气口与第2喷雾喷嘴的蒸发罐的场合，例如作为液体原料即使运用经由其成份的性状或浓度而变更比重或粘度以致会有使喷雾状态变动的担心的原料时，仍可使该液体原料的雾状原料在蒸发罐内良好地干燥并粉末化，可更为确实防止其生成的粉末制品附着在蒸发罐的内壁或其制品的热变质。
另外，本发明中，作为捕集在装置主体内所生成粉末制品的制品捕集机构，例如可以作为装置主体使用可使上方部分的热交换部与下方部分的制品回收部分离结合的蒸发罐的构成。此时，在该蒸发罐的热交换部设置：对此热交换部内供应液体原料的喷雾喷嘴，及从该热交换部朝着冷却机构移送排气气体（主要是由装置主体内与雾状原料热交换后的过热水蒸气，及起因于液体原料的溶剂及溶质的挥发蒸气所成的气体）用的排气口，在该热交换部内将干燥并粉末化的粉末制品回收到下方部分的制品回收部即可。
并且，作为制品捕集机构以使用配置在装置主体的排气口与冷却机构之间的旋风捕集器为佳。此时也可将装置主体内干燥并粉末化的粉末制品，从此装置主体朝着冷却机构移送的排气气体一起输送至旋风捕集器，在此旋风捕集器内分离成固体与气体后回收。
使用旋风捕集器作为制品捕集机构的场合，也可采用将由旋风捕集器回收分离后气体的一部分并干燥之后，导入连接装置主体与旋风捕集器之间的配管的内部后回流的构成（干燥维持机构）。此时，例如即使运用含吸湿性高的物质作为液体原料时，也能够不需使该液体原料在装置主体内干燥并粉末化的粉末制品进行吸湿地一边维持着干燥状态一边由旋风捕集器进行捕集。又，使用旋风捕集器作为制品捕集机构的场合，也可采用将干燥后的空气或氮气导入由回收旋风捕集器所分离的粉末制品的固体的回收部内部的构成（干燥保持机构）。此时，能够不将干燥后的粉末制品在旋风捕集器的回收部进行吸湿地保持着干燥状态回收。
本发明中，安装于装置主体的喷雾喷嘴有对该装置主体内同时进行过热水蒸气与液体原料的喷雾，使液体原料在装置主体内雾化生成雾状原料的必要。优选喷雾喷嘴在其中心位置具备液体原料的喷雾口并在该喷雾口的周边部具备过热水蒸气的喷出口。又，优选喷雾喷嘴在其中心位置具备1个或2个以上的液体原料的喷雾口，在其周边部具备围绕该喷雾口的过热水蒸气的喷出口的环状喷嘴。此外，上述第2喷雾喷嘴至少是使用可进行液体原料喷雾的喷嘴，但也可使用液体原料外一并进行多余水蒸气喷雾的喷嘴。第2喷雾喷嘴也可如上述，也可运用在其中心位置具备液体原料的喷雾口并在该喷雾口的周边部具备过热水蒸气的喷出口的喷嘴。
并且，对于上述液体原料的喷雾口，只要可将液体原料雾化成雾状原料即可，例如可由液体用的吐出孔与压缩空气等压缩空气的吐出孔构成。又，上述过热水蒸气的喷出口也可构成在上述液体原料的喷雾口的周边部配置呈环状开口的吐出孔以便围绕着该喷雾口，或将具有较小直径的多数吐出口彼此隔着预定间隔配置的构成。另外，对于上述液体原料的喷雾口与围绕该周围的过热水蒸气的喷出口，也可在设计上容许的范围内，设置使其彼此接近，或彼此分开地设置。
作为上述喷雾喷嘴尤其优选配设在其中心位置的液体原料的喷雾口具备：吐出其中心部的液体原料的液体原料吐出孔；位于该液体原料吐出孔的外侧呈环状围绕着液体原料吐出孔的将绝热用空气吐出的空气吐出孔；及位于该空气吐出孔的外侧呈环状围绕着空气吐出孔的将喷雾用的饱和蒸气吐出的饱和蒸气吐出孔，另外，具备位于如上述所构成的喷雾口的外侧将其饱和蒸气吐出孔呈环状围绕的过热水蒸气的喷出口的所谓的环状喷雾喷嘴。
根据以上的喷雾喷嘴，从喷雾喷嘴中心部的液体原料吐出孔所喷雾的液体原料不需经由空气吐出孔所吐出的绝热用的空气进行加热，而可经由饱和蒸气吐出孔所吐出的喷雾用饱和蒸气有效地加以雾化。又，使该液体原料雾化所生成雾状原料可在装置主体内有效地与围绕着饱和蒸气吐出孔的喷出口所喷出的过热水蒸气接触进行效率良好的热交换，在到达装置主体的内部壁面之前可确实地干燥粉末化。
又，本发明中，供应过热水蒸气至上述喷雾喷嘴的过热水蒸气供应机构虽不加以特别限制，但是为了以正确控制的温度将过热水蒸气供应至喷雾喷嘴，优选在除了锅炉之外，在该锅炉与喷雾喷嘴之间具备加热器。又，供应液体原料至喷雾喷嘴的液体原料供应机构也不加以特别限制，例如可举例由暂时存放液体原料的存放槽及从该存放槽将一定量的液体原料送液至喷雾喷嘴的送液泵所构成等。
此外，本发明中，使装置主体的排出口所排出的排气气体冷却并从该排气气体回收凝结水的冷却机构，基本上具备：使排气气体中的过热水蒸气及挥发蒸气冷却的冷凝器；使冷介质在该冷凝器的热交换器循环的冷却单元；及回收在上述冷凝器所生成凝结水的回收槽即可。又，通过上述冷却机构使装置主体内维持着减压下的减压机构可适当地使用真空泵。具体而言，真空泵被连接在冷却机构的冷凝器与回收槽之间，通过冷凝器将装置主体内维持在预定的减压下即可。
另外，本发明中，优选在装置主体设置保温机构，使得该装置主体的内部壁面保温进行防露。如上述使装置主体的内部壁面保温进行防露，可防止因干燥粉末化的粉末制品附着在装置主体的内部壁面而硬化，或者吸收结露使其干燥状态不充分等的问题于未然。又，使用上述旋风捕集器作为制品捕集机构的场合，也可在装置主体与旋风捕集器的双方设置上述保温机构，或仅设置在旋风捕集器。
本发明中，针对形成减压喷雾干燥处理的对象的液体原料虽不特别加以限制，但为使液体原料尽可能以微小的液滴进行喷雾，以固体成份含量为20重量%以上30重量%以下为佳，并以25重量%以上28重量%以下，残余部为微量存在于作为溶剂的水与溶质中的挥发成份更佳。在此，固体成份含量低于20重量%时减压喷雾干燥处理的能源效率不佳，相反地，高于30重量%时会使得原料液体的粘度上升，而会产生喷雾时的细微化的困难等问题。
又，本发明中，针对减压喷雾干燥的操作条件，装置主体内的真空度通常为2kPa以上20kPa以下，并以5kPa以上10kPa以下为佳，导入装置主体内的过热水蒸气的蒸气温度通常是在120℃以上250℃以下，并以150℃以上200℃以下为佳，并且，装置主体内的干燥温度通常是在15℃以上80℃以下，并以35℃以上45℃以下为佳。
上述装置主体内的真空度低于2kPa时会产生冷凝器的水份凝结所需的低温冷介质而有耗费成本的问题，相反地，高于20kPa时则会有饱和温度上升使得部分容易产生热变质的问题。又，过热水蒸气的蒸气温度低于120℃时温度差过小而有使得所需蒸气量过多的问题，相反地，高于250℃时则有部分产生热变质的问题。另外，装置主体内的干燥温度低于15℃时则容易结露而会产生使得已干燥的粉末濡湿的问题，相反地，高于80℃时则会有部分容易产生热变质的问题。
将减压喷雾干燥的操作条件控制在如上述的范围内，借此可使得例如乳酸菌、维他命C、茶的香料成份等食品原料或医药品原料等含热变质容易物质的液体原料，对物质不致造成热变质而可效率良好地干燥并粉末化。
在此，将装置主体的减压喷雾干燥的操作条件控制在如上述的范围内的场合，从装置主体内的喷雾喷嘴到排气口为止的过热水蒸气的流速是形成大概平均0.5～1.5m/sec程度，并从装置主体的排气口到旋风捕集器为止的配管内的流速是大概15～60m/sec程度，并以20～40m/sec程度为佳。这些皆为粉末的流体移送所需充分的流速，从装置主体内的过热水蒸气的流动及从装置主体的排气口到旋风捕集器为止的配管内的排气气体的流动形成将装置主体所生成粉末制品移送至旋风捕集器为止所需且充分的移送流体。
本发明中，使喷雾至装置主体内的喷雾原料干燥用的热源为过热水蒸气，因此设置冷却机构使该过热水蒸气液化，可借以使装置主体内维持在一定的减压下。并且，过热水蒸气有比较大的热容量，因此可由比较少量的气体量容易确保必要的热量，不致造成装置大型化，并可短时间获得比较大量的粉末化。
又，本发明中，在维持着减压下的装置主体内从1个喷雾喷嘴（并行的状态）同时进行液体原料与过热水蒸气的喷雾。此时，该喷雾喷嘴使得液体原料喷雾至装置主体内的喷雾口与将过热水蒸气喷雾至装置主体内的喷出口彼此接近，容易进行喷雾至装置主体内所生成的雾状原料与过热水蒸气的热交换，在此雾状原料到达装置主体的内部壁面之前尽可能地干燥并确实地粉末化。因此，可尽可能防止喷雾至装置主体内的雾状原料在液滴的状态下到达装置主体的内部壁面而附着在该内部壁面干燥硬化。
又，本发明中，对维持着减压下的装置主体内（以相对的状态）同时进行从第1喷雾喷嘴的过热水蒸气与从第2喷雾喷嘴的液体原料的喷雾。在使用该第1喷雾喷嘴与第2喷雾喷嘴的场合，第1喷雾喷嘴与第2喷雾喷嘴是以隔着预定的间隔呈相对的状态配置，因此可使喷雾至装置主体内所生成的雾状原料以在装置主体内与过热水蒸气碰撞的状态接触，可效率良好地进行该雾状原料与过热水蒸气的热交换，可较此时的雾状原料到达装置主体的内部壁面之前更进一步干燥并确实地粉末化。因此，即使喷雾至装置主体内的雾状原料例如因比重或粘度的变动而改变喷雾状态时，仍可更确实防止其雾状液滴的状态到达装置主体的内部壁面附着在其内部壁面而硬化。
另外，本发明采用一端侧具备喷雾喷嘴并在另一端侧具备与冷却机构连通的排气口的蒸发罐作为装置主体，并采用配置在上述蒸发罐的排气口与冷却机构之间的旋风捕集器作为制品捕集机构的场合，在以下的各点有利。即，可将该蒸发罐内干燥粉末化所生成的粉末制品在此蒸发罐内随着过热水蒸气的流动确实地移送到排气口为止，并可随着从该蒸发罐的排气口经由旋风捕集器流到冷却机构的排气气体的流动确实地移送至旋风捕集器为止。其结果，在此期间，可尽可能防止粉末制品从蒸发罐的内部壁面或蒸发罐的排气口附着在旋风捕集器为止的配管内，并可在旋风捕集器内使固体与气体分离有效进行回收。
发明效果
根据本发明的减压喷雾干燥的方法及装置，可有效使得如食品原料或医药品等含热变质容易的物质的液体原料干燥并粉末化。
附图说明
第1图为本发明实施例1有关的减压喷雾干燥的方法及装置的说明用的说明图。
第2图为第1图的喷雾喷嘴的说明用的部分纵剖面说明图。
第3图为本发明实施例2有关的减压喷雾干燥的方法及装置的说明用的与第1图相同的说明图。
第4图为第3图的装置所使用的喷雾喷嘴的过热水蒸气的喷出口的说明用的说明图，（a）为俯视说明图；（b）为沿着（a）的Q1-Q1线的纵剖面说明图；及（c）为仰视说明图。
第5图为本发明实施例3有关的减压喷雾干燥的方法及装置中所采用喷雾喷嘴的说明用的部分纵剖面说明图。
第6图为将第5图的主要部放大表示的部分放大剖面说明图。
第7图为本发明实施例4有关的减压喷雾干燥的方法及装置中所采用喷雾喷嘴的说明用的部分纵剖面说明图。
第8图为本发明实施例5有关的减压喷雾干燥的方法及装置中所采用喷雾喷嘴的说明用的部分纵剖面说明图。
第9图为本发明实施例6有关的减压喷雾干燥的方法及装置中所采用喷雾喷嘴的说明用的部分纵剖面说明图。
第10图为本发明实施例7有关的减压喷雾干燥的方法及装置的说明用的说明图。
第11图为本发明实施例8有关的减压喷雾干燥的方法及装置的说明用的说明图。
第12图为本发明实施例9有关的减压喷雾干燥的方法及装置的说明用的说明图。
第13图为本发明实施例10有关的减压喷雾干燥的方法及装置的说明用的说明图。
具体实施方式
以下，根据附图的实施例，具体说明本发明的较佳实施方式。
实施例1
第1及2图是表示本发明实施例1有关的减压喷雾干燥的方法及装置。
该实施例1中，减压喷雾干燥装置由：蒸发罐（装置主体）1、过热水蒸气供应机构2、液体原料供应机构3、冷却机构4、真空泵（减压机构）5及旋风捕集器（制品捕集机构）6所构成。
蒸发罐1是维持在减压下的容器，在其上端具备喷雾喷嘴7，并在其下端具备排气口1a。过热水蒸气供应机构2将过热水蒸气供应至喷雾喷嘴7，具备产生水蒸气的锅炉2a，及将锅炉2a产生的水蒸气加热成过热水蒸气的加热器2b。液体原料供应机构3是具备暂时存放液体原料的存放槽3a与传送液体原料的送液泵3b，从存放槽3a将一定量的液体原料供应至喷雾喷嘴7的机构。
冷却机构4是将蒸发罐1的排气口1a排出的排气气体冷却所生成的凝结水回收的机构。冷却机构4具备：使得从蒸发罐1的排气口1a所排出的排气气体（主要是蒸发罐1内与雾状原料热交换后的过热水蒸气，及起因于液体原料中的溶剂及溶质的挥发蒸气）冷却后凝结的冷凝器4a；使冷介质循环于该冷凝器4a的冷却单元4b；及回收上述冷凝器4a所生成凝结水的回收槽4c。真空泵5被连接于冷却机构4的冷凝器4a与回收槽4c之间，通过冷凝器4a将蒸发罐1的内部维持在预定的减压下。
旋风捕集器6配设在蒸发罐1与冷却机构4之间，捕集在蒸发罐1内干燥并粉末化而产生的、随着排气气体的流动而移送的粉末制品。旋风捕集器6在其捕集器主体的侧部，连接着一端被连接于蒸发罐1的排出口1a的配管8a，并在其捕集器主体的上部，连接着一端被连接于冷凝器4a的配管8b。
该实施例1中，在蒸发罐1及旋风捕集器6设有保温机构9，借此，可防止蒸发罐1及旋风捕集器6的内部壁面的结露。保温机构9具备：设置在蒸发罐1及旋风捕集器6的各外壁面的保温用的温水循环部9a、9b；暂时存放来自锅炉2a的温水的温水槽9c；及将此温水槽9c内的温水经由旋风捕集器6的温水循环部9b与蒸发罐1的温水循环部9a的顺序供应后回流到温水槽9c内而循环的温水循环泵9d。
又，该实施例1中，喷雾喷嘴7如第2图表示，在其中心位置具备液体原料的喷雾口7a，并在其周边部围绕着该喷雾口7a地具备从过热水蒸气供应机构2通过管线（配管等）10供应的过热水蒸气的喷出口7b，构成为环状的喷嘴。该喷雾喷嘴7的液体原料的喷雾口7a和使得通常的液体雾化的喷嘴同样，形成具有图示外的液体用的吐出孔与压缩空气用的吐出孔的双重构造，从液体原料供应机构3同时吐出通过管线11所供应的液体原料与通过管线12所供应的喷雾用压缩空气，借以使其液体原料雾化并变化成雾状原料。
另外，该实施例1中，在旋风捕集器6的下端部通过切换阀6a设有制品承接器6b，并在该制品承接器6b的下端设有将粉末制品取出至外部用的开关阀6c。该旋风捕集器6借着切换阀6a的闭合与开关阀6c的开启，不破坏旋风捕集器6内的减压条件，即可将制品承接器6b内所回收的粉末制品取出至外部，可借此进行实施例1的减压喷雾干燥装置的连续运转。
以下，针对实施例1相关的减压喷雾干燥装置的减压喷雾干燥的动作加以说明。
首先，使液体原料供应机构3所供应的液体原料与从过热水蒸气供应机构2所供应的过热水蒸气一起进入蒸发罐1的喷雾喷嘴7内，由此喷雾喷嘴7的喷雾口7a雾化后成雾状原料喷雾。接着，使该雾状原料随着从喷雾喷嘴7的喷雾口7b所喷出的过热水蒸气的流动，一边与该过热水蒸气进行热交换一边在蒸发罐1内朝其排出口1a移送，并在到达排出口1a为止的期间使其干燥并粉末化，借此形成粉末制品。
并且，蒸发罐1内所生成的粉末制品从蒸发罐1随着朝旋风捕集器6所排气的排气气体的流动，而从该蒸发罐1的排出口1a通过配管8a朝着旋风捕集器6移送之后，在旋风捕集器6内分离成固体与气体，使该固体作为粉末制品通过切换阀6a回收至制品承接器6b内。
又，在旋风捕集器6内分离为固体与气体的排气气体在通过配管8b移送至冷却机构4之后，吸入其冷却机构4的冷凝器4a内，由此冷凝器4a内的热交换器和从冷却单元4b循环的冷介质进行热交换。将此时生成的凝结水储存在回收槽4c内。
在此期间，蒸发罐1内与旋风捕集器6内，经由真空泵（减压机构）5通过冷却机构4的冷凝器4a维持在预定的减压下，但是经由冷凝器4a使排气气体中的热交换后的过热水蒸气与起因于液体原料的挥发蒸气凝结回收到回收槽4c内。借此，可减轻蒸发罐1内维持着预定真空度时的真空泵5的负荷。
实施例2
第3图及第4图是表示本发明实施例2有关的减压喷雾干燥的方法及装置。
该实施例2中，与上述实施例1的场合不同，使用可分离地结合上方部分的热交换器13与下方部分的制品回收部14的蒸发罐1作为装置主体。
热交换部13在其上部的侧壁，从热交换部13的侧方朝其内壁面的内周方向设置供应液体原料与过热水蒸气的喷雾喷嘴7，并在其上端部设置将排气气体排气用的排气口1a。另外，从热交换部13的排气口1a设有朝着冷却机构4直接移送排气气体用的配管8c。另外，制品回收部14配置在热交换部13的下方，回收在该热交换部13内进行干燥并粉末化的粉末制品。
实施例2的喷雾喷嘴7和上述实施例1的场合相同，具备：位于其中心的液体原料的喷雾口7a，及围绕着该喷雾口7a地定位的过热水蒸气的喷出口7b，构成环状的喷嘴。
并且，该喷雾喷嘴7的喷出口7b如第4（a）～（c）图表示，具备：两端开口的内筒体15a；维持预定的间隙（过热水蒸气的喷出口7b）围绕着该内筒体15a的外周而配设的外筒部15b；及在该外筒部15b的上端部形成为围绕着内筒体15a的上部外侧面，使从外部所供应的过热水蒸气的压力均匀化而送入至上述间隙（过热水蒸气的喷出口7b）内的压力缓冲室15c。
又，喷出口7b形成为内筒体15a的前端部比外筒体15b的前端部更朝着前方突出的状态。借此，该喷出口7b将通过上述间隙（过热水蒸气的喷出口7b）所喷出过热水蒸气的喷出方向由内筒体15a的外周面引导，使得从由上述间隙形成的喷出口7b所喷出的过热水蒸气不致直接越过内筒体15a的前端部朝着内筒体15a的中心轴方向扩散。
实施例2有关的减压喷雾干燥装置中，喷雾喷嘴7在横剖面为圆形所成的蒸发罐1的上部，使该喷嘴7的喷雾方向沿着蒸发罐1的内部壁面的圆周方向配置。因此，从该喷雾喷嘴7同时喷雾至蒸发罐1内的雾状原料与过热水蒸气在该喷雾的随后即以包入雾状原料的状态喷出过热水蒸气。并且，这些过热水蒸气、雾状原料在装置主体1内扩散时，其雾状原料在到达蒸发罐1的内部壁面之前即有效与过热水蒸气进行热交换，由此干燥并粉末化。
实施例3
第5图及第6图表示本发明实施例3有关的减压喷雾干燥的方法及装置的一部分。
该实施例3与上述实施例1的场合不同，采用以下的构成作为喷雾喷嘴7。
亦即，实施例3的喷雾喷嘴7的配设在其中心位置的液体原料的喷雾口7a具备：吐出中心部的液体原料的液体原料吐出孔16；位于该液体原料吐出孔16的外侧、呈环状围绕着液体原料吐出孔16的将绝热用空气吐出的空气吐出孔17；及位于该空气吐出孔17的外侧、呈环状围绕着空气吐出孔17的将喷雾用的饱和蒸气吐出的饱和蒸气吐出孔18。另外，该喷雾喷嘴7将位于液体原料的喷雾口17a周边部的过热水蒸气的喷出口7b形成为定位在喷雾口7a的外侧呈环状围绕该饱和蒸气吐出孔18，即构成所谓环状的喷雾喷嘴7。
再者，第5图中，符号10是将过热水蒸气供应至喷雾喷嘴7的喷出口7b的管线，符号11是将液体原料供应至形成喷雾喷嘴7的喷雾口7a的液体原料吐出孔16的管线，符号12是将绝热用的空气供应至形成喷雾喷嘴7的喷雾口7a的空气吐出孔17的管线，符号19是将喷雾用的饱和蒸气供应至形成喷雾喷嘴7的喷雾口7a的饱和蒸气吐出孔18的管线。
使用该实施例3的喷雾喷嘴7的减压喷雾干燥装置使得喷雾喷嘴7的中心部的液体原料吐出孔16所喷雾的液体原料不需借着从空气吐出孔17所吐出的绝热用空气来加热，而是借着从饱和蒸气吐出孔18所吐出的喷雾用的饱和蒸气有效使其雾化。又，使该液体原料雾化所生成的雾状原料和上述实施例1的场合相同，与从围绕着饱和蒸气吐出孔18的喷出口7b所喷出的过热水蒸气在蒸发罐1内更有效地接触以进行效率良好的热交换，在到达蒸发罐1的内部壁面之前可确实地干燥并粉末化。
试验例1
首先，作为液体原料，在市售的原味酸奶32重量份添加蒸馏水47重量份与脱脂奶粉21重量份，使整体均匀混合调制成固体成分浓度30wt%的发酵乳粉浆。
使用第1图及第2图表示的实施例1的减压喷雾干燥装置，分别设定喷雾喷嘴的发酵乳粉浆的送液量为1.2L/hr、压缩空气的空气量为35NL/min、过热水蒸气的蒸气量为40kg/hr，并分别设定过热水蒸气的蒸气温度为170℃、蒸发罐内的真空度为4～5kPa、蒸发罐内的干燥温度为65～78℃、蒸发罐及旋风捕集器的保温温度为40～45℃的操作条件为基础，进行发酵乳粉浆的减压喷雾干燥，以回收率82.5wt%制造含水量5～6wt%的含乳酸菌奶粉。
针对如上述所制造的含乳酸菌奶粉，以混释法的寒天平板法来调查相对于作为液体原料所调制发酵乳粉浆的粉末制品的含乳酸菌奶粉的乳酸菌数的变化。此时的结果是相对于发酵乳粉浆3.3×1011CFU/g-TS的含乳酸菌奶粉为1.6×1011CFU/g-TS，干燥前后的乳酸菌的保持率为大约50%。
又，在含乳酸菌奶粉的制造结束之后以目视调查蒸发罐、旋风捕集器及对这些之间配管的干燥粉末的附着状况。其结果，仅目视出对各处的干燥粉末的些微附着量，判明可充分地进行操作。
实施例4
第7图表示本发明实施例4有关的减压喷雾干燥的方法及装置的一部分。
该实施例4与上述实施例1的场合不同，采用以下的构成作为喷雾喷嘴7。
亦即，实施例4的喷雾喷嘴7具备配设在其中心位置的液体原料的喷雾口7a与配置在该喷雾口7a周围的过热水蒸气的喷出口7b，尤其以从液体原料的喷雾口7a分开的状态设置过热水蒸气的喷出口7b。其中过热水蒸气的喷出口7b，在由以接近蒸发罐1内壁的状态所配置的圆形顶状的外侧板材30a及在该外侧板材30a的内侧隔着预定间隔形成过热水蒸气的流路（间隙）30c地配置的大致相似形状的内侧板材30b所构成的流速调整体30中，形成为由存在于该调整体下端侧的外侧板材30a的下端部与内侧板材30b的下端部所区隔的环状的开口部。流体调整体30的流路以由外侧板材30a的内面与内侧板材30b的外面所围绕的状态形成，并在该调整体30的上部的大致中央部与管线10的配管连接着。另一方面，液体原料的喷雾口7a经由通过形成在流速调整体30上部的大致中央部的贯穿孔30d所配置的配管与管线11及管线12的配管连接着。喷雾口7a形成为喷射液体原料与绝热用的空气的双流体喷嘴的喷出口。
使用该实施例4的喷雾喷嘴7的减压喷雾干燥装置，使得从管线10所供应的过热水蒸气通过喷雾喷嘴7的流速调整体30的流路30c而调整成适当流速的状态下从环状的喷出口7b喷射。从喷雾喷嘴7的喷出口7b所喷射的过热水蒸气以沿着蒸发罐1的内部内壁的状态向下方移动。另一方面，从喷雾喷嘴7的中心部的喷雾口7a所喷射的液体原料不会为绝热用的空气所加热而雾化。过热水蒸气的流速的调整例如可变更流速调整体30的流路30c的高度尺寸等来进行。
并且，使该液体原料雾化所生成的雾状原料，从和液体原料的喷雾口7a分开的状态所设置的环状喷出口7b在蒸发罐1内与上述所喷射的过热水蒸气有效地接触以进行效率良好的热交换，在到达蒸发罐1的内部壁面之前可确实地干燥并粉末化。又，朝向到达蒸发罐1的内部壁面方向移动的雾状原料或粉末制品借着沿蒸发罐1的内部壁面向下方移动的过热水蒸气的流动来阻止对其内部壁面的附着。
尤其是使用该喷雾喷嘴7的减压喷雾干燥装置中，例如即使液体原料为运用较水沸点低的含酒精类挥发成份的液体原料的场合，该液体原料在蒸发罐1内可借着从喷雾喷嘴7的喷出口7b所喷射的过热水蒸气被良好地干燥。又，将该液体原料干燥并粉末化后的粉末制品不会附着在蒸发罐1的内部壁面，且该粉末制品也不会因热而变质。
实施例5
第8图表示本发明实施例5有关的减压喷雾干燥的方法及装置的一部分。
该实施例5与上述实施例1（实施例4）的场合不同，采用以下的构成作为喷雾喷嘴7。
即，实施例5的喷雾喷嘴7，具备配设在其中心位置的液体原料的喷雾口7a及配置在该喷雾口7a周围的过热水蒸气的喷出口7b，与实施例4的喷雾喷嘴7大致相同，尤其是以从液体原料的喷雾口7a分开的状态设置过热水蒸气的喷出口7b。其中过热水蒸气的喷出口7b，在由以接近蒸发罐1内壁的状态所配置的圆形顶状的外侧板材31a及位于该外侧板材31a下部的在圆形开口部的内侧以非接触的状态配置为形成预定间隙31c的圆形的平板31b所构成的流速调整体31中，形成为由存在于该调整体31下端侧的外侧板材31a的下端部和圆形的平板31b的外周缘部所区隔的环状开口部。流速调整体31具备由外侧板材31a的内壁面与圆形的平板31b所围绕的空间31d。又，该空间31d在流速调整体31上部的大致中央部与管线10的配管连接。另一方面，液体原料的喷雾口7a经由通过形成在流速调整体31上部的大致中央部的贯穿孔31e所配置的配管与管线11及管线12连接。又，喷雾口7a形成为用于喷射液体原料与绝热用空气的双流体喷嘴的喷出口。
使用该实施例5的喷雾喷嘴7的减压喷雾干燥装置中，使从管线10所供应的过热水蒸气在喷雾喷嘴7的流速调整体31的容积大的空间31d扩散通过来调整成适当的流速并使得压力以均匀化的状态从环状的喷出口7b喷射。从喷雾喷嘴7的喷出口7b所喷射的过热水蒸气在沿着蒸发罐1的内部内壁的状态向下方移动。另一方面，从喷雾喷嘴7中心部的喷雾口7a所喷射的液体原料不借着绝热用的空气来加热雾化。过热水蒸气的流速的调整例如可变更流速调整体31的间隙31c的宽度或空间31d的容积等进行。
并且，该液体原料雾化所生成的雾状原料，从和液体原料的喷雾口7a分开的状态所设置的环状的喷出口7b在蒸发罐1内有效地与上述所喷射的过热水蒸气接触以进行效率良好的热交换，在到达蒸发罐1的内部壁面之前可确实地干燥并粉末化。又，朝向到达蒸发罐1的内部壁面方向移动的雾状原料或粉末制品借着沿蒸发罐1的内部壁面向下方移动的过热水蒸气的流动来阻止对其内部壁面的附着。
尤其是使用该喷雾喷嘴7的减压喷雾干燥装置中，例如即使液体原料为运用较水沸点低的含酒精类挥发成份的液体原料的场合，与实施例4的场合大致相同，该液体原料在蒸发罐1内可借着从喷雾喷嘴7的喷出口7b所喷射的过热水蒸气被良好地干燥。又，将该液体原料干燥并粉末化后的粉末制品不会附着在蒸发罐1的内部壁面，且该粉末制品也不会因热而变质。
实施例6
第9图表示本发明实施例6有关的减压喷雾干燥的方法及装置的一部分。
该实施例6与上述实施例1的场合不同，采用以下的构成作为喷雾喷嘴7。
亦即，实施例6的喷雾喷嘴7具备配设在其中心位置的液体原料的喷雾口7a与配置在该喷雾口7a周围的过热水蒸气的喷出口7b，尤其是在喷雾口7a的周围以散布的状态设置过热水蒸气的喷出口7b，其中过热水蒸气的喷出口7b，在由以接近蒸发罐1内壁的状态所配置的圆形顶状的外侧板材32a及堵塞位于该外侧板材32a下部的圆形开口部并且贯穿的多个吐出孔32c彼此隔着预定间隔而设置的圆形的平板32b所构成的流速调整体32中，形成为位于该调整体32的圆形平板32b的多个吐出孔32c呈散布的开口部。该流速调整体32也具备由外侧板材32a的内壁面与圆形的平板32b围绕的空间32d。又，该空间32d在流速调整体32上部的大致中央部与管线10的配管连接。另一方面，液体原料的喷雾口7a经由通过形成在流速调整体32上部的大致中央部的贯穿孔32e所配置的配管与管线11及管线12的配管连接着。又，喷雾口7a形成为喷射液体原料与绝热用的空气的双流体喷嘴的喷出口。
使用该实施例6的喷雾喷嘴7的减压喷雾干燥装置，使得管线10所供应的过热水蒸气通过喷雾喷嘴7的流速调整体32的空间32d并分配至多个吐出孔32c并通过来调整成适当的流速，并以广为分散的状态从喷出口7b喷射。另一方面，从喷雾喷嘴7的中心部的喷雾口7a所喷射的液体原料不借着绝热用的空气来加热雾化。过热水蒸气的流速的调整例如可变更流速调整体32的吐出孔32c的开口面积或数量、空间32d的容积等进行。
并且，该液体原料雾化所生成的雾状原料，从散布于液体原料的喷雾口7a周围的状态所设置的喷出口7b与如上述所喷射的过热水蒸气在蒸发罐1内有效地接触以进行效率良好的热交换，在到达蒸发罐1的内部壁面之前可确实地干燥并粉末化。
尤其是使用该喷雾喷嘴7的减压喷雾干燥装置中，例如即使液体原料为运用较水沸点低的含酒精类挥发成份的液体原料的场合，与实施例4的场合大致相同，该液体原料在蒸发罐1内可借着从喷雾喷嘴7的喷出口7b所喷射的过热水蒸气被良好地干燥。又，将该液体原料干燥并粉末化后的粉末制品不会附着在蒸发罐1的内部壁面，且该粉末制品也不会因热而变质。
实施例7
第10图表示本发明实施例7有关的减压喷雾干燥的方法及装置。
该实施例7与上述实施例1的场合不同，作为喷雾喷嘴使用由具备过热水蒸气的喷出口7b的第1喷雾喷嘴71、及具备液体原料的喷雾口7a，以和第1喷雾喷嘴71隔着间隔相对的状态配置的第2喷雾喷嘴72所构成的喷雾喷嘴。
第1喷雾喷嘴71配置在蒸发罐1的上端侧，过热水蒸气的喷出口7b则以朝着蒸发罐1的下端侧的状态安装。喷出口7b可采用与第2图、第4图、第7～9图分别表示的各喷嘴7的其中之一喷出口7b相同的构成，形成为由使用筒状的构造体或板状的构造体等形成的间隙所构成的构造。并且，第1喷雾喷嘴71与供应过热水蒸气的管线10连接，构成使过热水蒸气从喷出口7b朝着蒸发罐1的下端侧喷雾。顺带一提，第1喷雾喷嘴71除了构成为将由第2图、第4图、第7～9图分别表示的各喷嘴7作为去除其液体原料的喷雾口7a的构造之外，也可构成不去除液体原料的喷雾口7a而残留其各喷嘴7的构造（不使用其喷雾口7a）。该点对于后述的实施例8的第1喷雾喷嘴71也是相同的。
第2喷雾喷嘴72在蒸发罐1的下端侧与第1喷雾喷嘴71隔着预定的间隔呈彼此相对的状态而配置，液体原料的喷雾口7a以和第1喷雾喷嘴71的喷出口7b大致成相对的状态安装。又，第2喷雾喷嘴72被配置在从蒸发罐1下端侧的排气口1a隔着预定间隔的位置。另外，第2喷雾喷嘴72成为该喷雾喷嘴7的液体原料的喷雾口7a具有图示外的液体用的吐出孔与压缩空气用的吐出孔的双重构造。并且，第2喷雾喷嘴72被连接于供应液体原料的管线11与供应喷雾用的压缩空气的管线12，同时吐出该液体原料与喷雾用压缩空气，由此构成使该液体原料雾化而变化为雾状原料。
实施例7有关的减压喷雾干燥装置以使得过热水蒸气从配置在蒸发罐1上端侧的第1喷雾喷嘴71朝着蒸发罐1的下端侧扩散的状态喷雾，另一方面使液体原料从与第1喷雾喷嘴71隔着间隔相对的状态配置在蒸发罐1下端侧的第2喷雾喷嘴72朝着蒸发罐1的上端侧形成雾状地喷雾。此时，从各喷雾喷嘴71、72在蒸发罐1内以同时相对的状态所喷雾的过热水蒸气与雾状原料形成过热水蒸气从上方包入雾状原料的状态地彼此接触。且，液体原料从第2喷雾喷嘴72朝着蒸发罐1的上端侧以稳定的状态喷雾。借此，该雾状原料形成为与过热水蒸气成均匀稳定的状态接触，在到达蒸发罐1的内部壁面之前可有效与过热水蒸气热交换而确实地干燥并粉末化。
尤其在该减压喷雾干燥装置中，例如作为液体原料即使运用经由其成份的性状或浓度而变更比重或粘度以致存在喷雾时的状态变动的担心的原料时，仍可使该液体原料的雾状原料在蒸发罐内与过热水蒸气均匀且稳定地接触而良好干燥并粉末化，并可更为确实防止其生成的粉末制品附着在蒸发罐的内部内壁（尤其是下部的与形成倒圆锥那样形状的底面大致相当的内壁部分）或其制品的热变质。
实施例8
第11图表示本发明实施例8有关的减压喷雾干燥的方法及装置。
该实施例8与上述实施例1（实施例7）的场合不同，作为喷雾喷嘴使用由第1喷雾喷嘴71和第2喷雾喷嘴73所构成的喷雾喷嘴，该第1喷雾喷嘴71具备过热水蒸气的喷出口7b的第1喷雾喷嘴71，该第2喷雾喷嘴73具备液体原料的喷雾口7a及过热水蒸气的喷出口7b，并且以和第1喷雾喷嘴71隔着间隔相对的状态进行配置。
第1喷雾喷嘴71构成与实施例7的第1喷雾喷嘴71相同，配置在蒸发罐1的上端侧，过热水蒸气的喷出口7b则以朝着蒸发罐1的下端侧的状态安装。并且，该第1喷雾喷嘴71与供应过热水蒸气的管线10连接，构成为使从管线10所供应的过热水蒸气的一部分从喷出口7b朝着蒸发罐1的下端侧喷雾。
第2喷雾喷嘴73构成与实施例7的第2喷雾喷嘴72的场合相同，在蒸发罐1的下端侧，以和第1喷雾喷嘴71隔着预定的间隔彼此相对的状态配置，且液体原料的喷雾口7a以和第1喷雾喷嘴71的喷出口7b大致相对的状态安装。又，该第2喷雾喷嘴73也配置在从蒸发罐1下端侧的排气口1a隔着预定间隔的位置上。另外，第2喷雾喷嘴73和实施例1的喷雾喷嘴7的场合大致相同，在其中心位置具备液体原料的喷雾口7a，并在其周边部具备围绕着喷雾口7a的过热水蒸气的喷出口7b，构成环状的喷嘴。并且，第2喷雾喷嘴73被连接在供应液体原料的管线11与供应喷雾用的压缩空气的管线12，并也和供应过热水蒸气的管线10连接着，对于该液体原料则构成为与喷雾用压缩空气同时吐出地变化成雾状原料，并对于过热水蒸气则构成为与液体原料同时喷雾。
实施例8有关的减压喷雾干燥装置以使过热水蒸气从配置在蒸发罐1上端侧的第1喷雾喷嘴71朝着蒸发罐1下端侧扩散的状态进行喷雾，另一方面在蒸发罐1的下端侧从与第1喷雾喷嘴71隔着间隔相对的状态所配置的第2喷雾喷嘴73使液体原料朝着蒸发罐1的上端侧形成雾状地喷雾，并使过热水蒸气也朝着蒸发罐1的上端侧喷雾。此时，从各喷雾喷嘴71、73在蒸发罐1内以同时相对的状态所喷雾的过热水蒸气与雾状原料使过热水蒸气形成从上方及下方分别包入雾状原料的状态地彼此接触。又，液体原料从第2喷雾喷嘴72朝着蒸发罐1的上端侧以稳定的状态喷雾。借此，使该雾状原料以均匀稳定的状态形成与过热水蒸气更多地接触，在到达蒸发罐1的内部壁面之前更为有效地与过热水蒸气热交换而更为确实地干燥并粉末化。
该减压喷雾干燥装置也和实施例7有关的减压喷雾干燥装置的场合相同，例如作为液体原料即使运用经由其成份的性状或浓度而变更比重或粘度以致存在喷雾时的状态变动的担心的原料时，仍可使该液体原料的雾状原料良好地干燥并粉末化，并可更为确实防止其生成的粉末制品附着在蒸发罐的内壁（尤其是下部的与形成倒圆锥那样形状的底面大致相当的内壁部分）或其制品的热变质。
试验例2
作为液体原料与试验例1的场合相同，在市售的原味酸奶32重量份添加蒸馏水47重量份与脱脂奶粉21重量份，使整体均匀混合调制成固体成分浓度30wt%的发酵乳粉浆。
使用第10图表示实施例7的减压喷雾干燥装置，分别设定第2喷雾喷嘴72的发酵乳粉浆的送液量为2.0L/hr及压缩空气的空气量为40NL/min、分别设定第1喷雾喷嘴71的过热水蒸气的蒸气量为40kg/hr，并分别设定过热水蒸气的蒸气温度为190℃、蒸发罐1内的真空度为4～5kPa、蒸发罐1内的干燥温度为45～50℃、蒸发罐1及旋风捕集器6的保温温度为40～45℃的操作条件为基础，进行发酵乳粉浆的减压喷雾干燥，以回收率75wt%制造含水量5～6wt%的含乳酸菌奶粉。
针对如上述所制造的含乳酸菌奶粉，与试验例1的场合同样以混释法的寒天平板法调查该奶粉的乳酸菌数的变化。此时的结果，相对于1～6×105CFU/g-TS的发酵乳粉浆的含乳酸菌奶粉为2～5×105CFU/g-TS，可确认干燥前后的乳酸菌几乎无任何的差异。又，在含乳酸菌奶粉的制造结束之后以目视调查蒸发罐、对于旋风捕集器及这些之间配管的干燥粉末的附着状况。其结果，仅目视出对各处的干燥粉末的些微附着量，判明可充分地进行操作。
实施例9
第12图表示本发明实施例9有关的减压喷雾干燥的方法及装置。
该实施例9与上述实施例1的场合不同，增设在将由旋风捕集器6分离后的气体的一部分回收干燥之后，导入连接装置主体的蒸发罐1与旋风捕集器6之间的配管8a内部用的干燥维持机构19。
干燥维持机构19包括：吸引由旋风捕集器6分离后的气体（饱和水蒸气）的增压泵20；将该吸引后的空气加热用的加热器21;及由连接这些的配管等所成的管线22。增压泵20经由管线22的配管，连接在连接旋风捕集器6与冷却机构4的冷凝器4a之间的配管8b的中途部分。在增压泵20的上游侧配置有除去吸引的气体中所含固体的过滤器23。加热器21设定成将由增压泵20所吸引的气体借着由干燥维持机构19导入配管8a内部的气体使得从蒸发罐1所排出的粉末制品加热至不引起热变质程度的温度为止。由加热器21加热的气体通过配管8a中连接在与蒸发罐1的排气口1a接近的部分的管线22的配管部分并送入配管8a的内部。
实施例9有关的减压喷雾干燥装置将旋风捕集器6所分离的气体的一部分借着增压泵20的吸引导入干燥维持机构19，形成由加热器21加热成干燥的状态后，导入连接蒸发罐1与旋风捕集器6之间的配管8a的内部而回流。并且，从蒸发罐1通过配管8a所排出的粉末制品及过热水蒸气以与经由干燥维持机构19所导入的干燥后的气体合流并混合的状态搬运至旋风捕集器6为止。借此，例如即使运用液体原料为含吸湿性高的物质的场合，仍可防止在蒸发罐1内由该液体原料所生成的粉末制品在旋风捕集器6中以吸湿的状态下被回收。其结果，经由增设干燥维持机构19，可一边维持着减压喷雾干燥装置的蒸发罐1等中的真空度，一边不致濡湿含吸湿性高的物质的粉末制品地以干燥的状态捕集。
上述的吸湿使得从蒸发罐1排出粉末制品的过热水蒸气在蒸发罐1内的干燥步骤来消耗热能，使温度降低而形成饱和蒸气，该饱和蒸气在与含吸湿性高的物质的粉末制品接触下产生。因此，借干燥维持机构19形成饱和蒸气干燥后的气体并回流至配管8a，借此减少从蒸发罐1所排出的该粉末制品与饱和蒸气接触的机会，而变得不易吸湿。附带一提，此时的饱和蒸气不会在配管8a或旋风捕集器6产生结露。
实施例10
第13图表示本发明实施例10有关的减压喷雾干燥的法及装置。
该实施例10与上述实施例1（实施例9）的场合不同，除干燥维持机构19之外，在用于回收作为由旋风捕集器6分离后的粉末制品的固体的回收部的内部，增设用于导入干燥后的空气或氮气的干燥保持机构24。
干燥保持机构24包括：和旋风捕集器6的回收部即制品承接器6b连接并将空气或氮气导入该承接器内部用的配管等所成的管线25，及将送入管线26的空气等加热用的加热器26。加热器26设定成将导入的空气等加热至使得例如回收到制品承接器6b的粉末制品不引起热变质程度的温度为止。从干燥保持机构24导入制品承接器6b内部的空气等的量设定成对旋风捕集器6的分级精度几乎不会造成影响且饱和蒸气不会进入到制品承接器6b内的条件。空气与氮气根据粉末制品容易氧化的程度来分别使用，例如粉末制品为容易氧化制品时使用氮气。
实施例10有关的减压喷雾干燥装置虽将旋风捕集器6所分离的粉末制品收容于制品承接器6b，但可以将借着干燥保持机构24所干燥的空气等导入该旋风捕集器6的制品承接器6b的内部。经由此导入的空气等，防止上述饱和蒸气侵入到制品承接器6b的内部。因此，例如即使运用含吸湿性高的物质作为液体原料的场合，从该液体原料所生成的粉末制品在收容于旋风捕集器6的制品承接器6b时会减少与饱和蒸气的接触，变得不易吸湿。该实施例10由于也装设有干燥维持机构19，所以在含吸湿性高的物质的粉末制品到达旋风捕集器6的时期也可避免吸湿。其结果，经由增设干燥维持机构19及干燥保持机构24，可一边维持着减压喷雾干燥装置的蒸发罐1等的真空度，一边不致濡湿含吸湿性高的物质的粉末制品地以干燥的状态确实捕集至旋风捕集器6的制品承接器6b。
其他实施例
再者，实施例9的干燥维持机构19与实施例10的干燥保持机构24也可同样运用于实施例7及实施例8。并在实施例10中，也可省略干燥维持机构19的设置，构成仅设置干燥保持机构24。
另外，对于喷雾喷嘴7也可形成组合各实施例所示的喷雾喷嘴的构成的构造。例如，在第8图中表示实施例5的喷雾喷嘴7中，可运用在其圆形的平板31b（残留间隙31c的状态下），同样形成有在第9图所示实施例6的喷雾喷嘴7的平板32b所形成的多个吐出口32c的构造。
此外，实施例1、2、7～10有关的减压喷雾干燥的方法及装置中，在装置主体内使液体原料干燥并粉末化的阶段虽是将液体原料与过热水蒸气同时喷雾到装置主体内，但是装置的操作顺序如以下的顺序进行喷雾。首先，在运转开始时，先对装置主体内喷雾过热水蒸气，使装置主体内的温度保持在稳定状态之后，将液体原料喷雾至装置主体内开始减压喷雾干燥动作。另外优选在运转停止时，最初停止液体原料的喷雾并停止减压喷雾干燥动作后，停止过热水蒸气的喷雾，但对此尤其不加以限定。
符号说明
1：蒸发罐（装置主体）
1a：排气口
2：过热水蒸气供应机构
3：液体原料供应机构
4：冷却机构
5：真空泵（减压机构）
6：旋风捕集器（制品捕集机构）
6b：制品承接器（回收部）
7：喷雾喷嘴
7a：液体原料的喷雾口
7b：过热水蒸气的喷出口
8a，8b：配管
9：保温机构
19：干燥维持机构
24：干燥保持机构
71：第1喷雾喷嘴
72：第2喷雾喷嘴

Claims (18)

1.一种减压喷雾干燥方法，其特征在于，具备：
装置主体，维持在减压下并具有喷雾喷嘴；
过热水蒸气供应机构，将过热水蒸气供应至上述喷雾喷嘴；
液体原料供应机构，供应液体原料至上述喷雾喷嘴；
冷却机构，使自上述装置主体所排气的过热水蒸气与来自液体原料的挥发蒸气冷却成凝结水回收；
减压机构，通过该冷却机构使上述装置主体内维持在减压下；及
制品捕集机构，捕集上述装置主体内生成的粉末制品，
将从上述过热水蒸气供应机构所供应的过热水蒸气与从上述液体原料供应机构所供应的液体原料从上述喷雾喷嘴同时喷雾至装置主体内，在该装置主体内使液体原料雾化，并将液体原料雾化生成的雾状原料与过热水蒸气进行热交换，使液体原料干燥并粉末化。
2.如权利要求1所述的减压喷雾干燥方法，其中，装置主体由一端侧具备用于喷雾过热水蒸气与液体原料的喷雾喷嘴，并在另一端侧具备与冷却机构连通的排气口的蒸发罐所构成，
将液体原料从上述喷雾喷嘴喷雾至蒸发罐内所生成的雾状原料在随着从上述喷雾喷嘴喷雾至蒸发罐内的过热水蒸气的流动而移动到排气口为止的期间，与该过热水蒸气进行热交换后干燥并粉末化。
3.如权利要求1所述的减压喷雾干燥方法，其中，装置主体由蒸发罐所构成，该蒸发罐在一端侧具有用于喷雾过热水蒸气的第1喷雾喷嘴，并在另一端侧具备与冷却机构连通的排气口及与第1喷雾喷嘴隔着间隔相对的状态配置以进行液体原料喷雾的第2喷雾喷嘴，
将液体原料从上述第2喷雾喷嘴喷雾至蒸发罐内所生成的雾状原料在随着从上述第1喷雾喷嘴喷雾至蒸发罐内的过热水蒸气的流动而移动到排气口为止的期间，与该过热水蒸气进行热交换后干燥并粉末化。
4.如权利要求1所述的减压喷雾干燥方法，其中，制品捕集机构为配置在装置主体与冷却机构之间的旋风捕集器，将装置主体内干燥并粉末化的粉末制品与从该装置主体移送到冷却机构的排气气体一起输送到旋风捕集器，在该旋风捕集器内分离成固体与气体后回收。
5.如权利要求4所述的减压喷雾干燥方法，其中，将由回收旋风捕集器所分离的气体的一部分干燥之后，导入至连接装置主体与旋风捕集器之间的配管内部而回流。
6.如权利要求4所述的减压喷雾干燥方法，其中，在回收由旋风捕集器所分离的作为粉末制品的固体的回收部的内部，导入干燥后的空气或氮气。
7.如权利要求2所述的减压喷雾干燥方法，其中，使用在中心位置具备液体原料的喷雾口，并在该液体原料喷雾口的周围部具备过热水蒸气的喷出口的构造的喷嘴作为喷雾喷嘴。
8.如权利要求3所述的减压喷雾干燥方法，其中，使用在中心位置具备液体原料的喷雾口，并在该液体原料喷雾口的周围部具备过热水蒸气的喷出口的构造的喷嘴作为第2喷雾喷嘴。
9.如权利要求1-8项中任一所述的减压喷雾干燥方法，其中，装置主体的减压喷雾干燥的操作条件是装置主体内的真空度为2-20kPa，从过热水蒸气供应机构供应至喷雾喷嘴的过热水蒸气的蒸气温度为120-250℃，装置主体内的干燥温度为15-80℃。
10.一种减压喷雾干燥装置，其特征为，具备：
装置主体，维持在减压下并具有喷雾喷嘴；
过热水蒸气供应机构，将过热水蒸气供应至上述喷雾喷嘴；
液体原料供应机构，供应液体原料至上述喷雾喷嘴；
冷却机构，使从上述装置主体所排气的过热水蒸气与来自液体原料的挥发蒸气冷却成凝结水回收；
减压机构，通过该冷却机构使上述装置主体内维持在减压下；及
制品捕集机构，捕集上述装置主体内生成的粉末制品，
上述喷雾喷嘴为在其中心位置具备液体原料的喷雾口，并在该喷雾口的周边部具备过热水蒸气的喷出口的构造的喷嘴，
将从上述过热水蒸气供应机构所供应的过热水蒸气与从上述液体原料供应机构所供应的液体原料从上述喷雾喷嘴同时喷雾至装置主体内在该装置主体内使液体原料雾化，并将液体原料雾化生成的雾状原料与过热水蒸气进行热交换，使液体原料干燥并粉末化。
11.如权利要求10所述的减压喷雾干燥装置，其中，装置主体由一端侧具备喷雾喷嘴，并在另一端侧具备与冷却机构连通的排气口的蒸发罐所构成，
液体原料从上述喷雾喷嘴喷雾至蒸发罐内所生成的雾状原料在随着过热水蒸气的流动而移动到排气口为止的期间，与该过热水蒸气进行热交换后干燥并粉末化。
12.一种减压喷雾干燥装置，其特征为，具备：
装置主体，维持在减压下并具有喷雾喷嘴；
过热水蒸气供应机构，将过热水蒸气供应至上述喷雾喷嘴；
液体原料供应机构，供应液体原料至上述喷雾喷嘴；
冷却机构，使从上述装置主体所排气的过热水蒸气与来自液体原料的挥发蒸气冷却成凝结水回收；
减压机构，通过该冷却机构使上述装置主体内维持在减压下；及
制品捕集机构，捕集上述装置主体内生成的粉末制品，
上述喷雾喷嘴包括：具备过热水蒸气的喷出口的第1喷雾喷嘴，及具备液体原料的喷雾口并与上述第1喷雾喷嘴隔着间隔以相对的状态配置的第2喷雾喷嘴，
将从上述过热水蒸气供应机构所供应的过热水蒸气从上述第1喷雾喷嘴喷雾至装置主体内，另一方面，使从上述液体原料供应机构所供应的液体原料从上述第2喷雾喷嘴喷雾至装置主体内与过热水蒸气碰撞而在该装置主体内使液体原料雾化，并将液体原料雾化生成的雾状原料与过热水蒸气进行热交换，使液体原料干燥并粉末化。
13.如权利要求12所述的减压喷雾干燥装置，其中，装置主体由蒸发罐所构成，该蒸发罐在一端侧具有第1喷雾喷嘴，并在另一端侧具备与冷却机构连通的排气口及与第1喷雾喷嘴隔着间隔相对的第2喷雾喷嘴，
将原料液体从上述第2喷雾喷嘴喷雾至蒸发罐内所生成的雾状原料在随着从第1喷雾喷嘴喷雾至蒸发罐内的过热水蒸气的流动而移动到排气口为止的期间，与该过热水蒸气进行热交换后干燥并粉末化。
14.如权利要求10或12所述的减压喷雾干燥装置，其中，制品捕集机构为配置在装置主体与冷却机构之间的旋风捕集器，将装置主体内干燥并粉末化的粉末制品与从该装置主体移送到冷却机构的排气气体一起输送到旋风捕集器，在该旋风捕集器内分离成固体与气体后回收。
15.如权利要求14所述的减压喷雾干燥装置，其中，具备将由回收旋风捕集器所分离的气体的一部分干燥之后，导入至连接装置主体与旋风捕集器之间的配管内部并回流的干燥维持机构。
16.如权利要求14所述的减压喷雾干燥装置，其中，具备在由回收旋风捕集器所分离的作为粉末制品的固体的回收部的内部，导入干燥后的空气或氮气的干燥保持机构。
17.如权利要求10、12或14所述的减压喷雾干燥装置，其中，装置主体及/或旋风捕集器具备使其内部壁面保温并进行结露防止用的保温机构。
18.如权利要求12所述的减压喷雾干燥装置，其中，使用在其中心位置具备液体原料的喷雾口，并在该液体原料喷雾口的周围部具备过热水蒸气的喷出口的构造的喷嘴作为第2喷雾喷嘴。
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