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用于均匀干燥肠衣的红外干燥机的制作方法

1.本实用新型涉及主要基于天然聚合物的人造肠衣的制造工艺，并且特别地涉及聚合物管的干燥步骤，该聚合物管的干燥步骤在总生产成本的分配中的经济权重是最高经济权重之一。该实用新型的干燥机使用红外辐射作为用于能量传输和加热待干燥产品的系统。通过干燥机的几何设计和干燥机的反射式内部表面，该干燥机允许连续和均匀的干燥，以通过热空气对流提高干燥机的效率。

背景技术：

2.用于人造肠衣的通常的干燥过程是使用热空气的干燥过程，其中，水分蒸发并且通过所述空气的流动进行输送。然而，由于生物材料的低导热性，借助于空气或热的气体对湿的有机物进行干燥会导致能量效率低和干燥时间长；常规干燥期间的产品热传递受到限制。
3.红外干燥是基于来自源的红外波长辐射进行的，红外波长辐射与物质的内部结构相互作用，从而增加物质的温度并且有利于物质的水分含量的蒸发。红外能量从发射元件传递至样品而无需加热周围的空气。因为红外辐射可以在不需要诸如空气或水之类的媒介的情况下传输至样品，所以能量传递过程非常高效，与例如那些基于空气的干燥方法相比，导致干燥时间更快且过程效率更高。
4.红外光谱可以分为称为下述各者的三个区域：近红外(nir)、中红外(mir)和远红外(fir)，这三个区域的波长分别在0.75μm至1.4μm之间、1.4μm至3μm之间和3μm至1000μm之间。
5.与热空气干燥系统不同，红外辐射不受空气边界层的影响。例如，如果打算干燥具有水分含量的膜，通过将辐射直接穿过膜并进入到膜中，会激发水分子，从而导致水分子立即从膜或涂层蒸发。红外辐射的强度对于穿透膜至关重要，因此通常伴随红外源的反射器系统的良好设计对性能至关重要。反射器系统允许对通过源沿所有方向发射的辐射的很大一部分进行重定向，否则辐射的很大一部分会被浪费，并且将该辐射的很大一部分聚焦在待干燥的物体上，从而显著地提高了红外系统的效率。
6.水以及诸如蛋白质和多糖(人造肠衣的主要成分)之类的有机化合物，吸收大于2.5μm波长的远红外能量。在这些成分内，水在吸收所有波长的辐射能量方面起主导作用。水中的o-h键吸收红外能并且开始以与入射辐射相同的频率旋转。红外辐射转化为旋转能导致水的蒸发。
7.因此，在辐射过程中，样品内层的温度高于周围空气的温度。因此，样品的干燥是通过对流和辐射的热现象从内层至外层发生的。与常规的干燥相比，这导致高度的热传递。
8.红外干燥技术对于水分含量显著的产品特别有效，对于这种产品，长波辐射(3μm以上)几乎完全被水分吸收，同时干燥的材料对水分辐射的渗透性很高。因此，除了允许更紧凑的干燥区域外，红外加热比常规的空气干燥具有的优点比如为减少干燥时间、更大的能量效率以及通过样品的气流更少。
9.红外干燥技术对于水分含量显著的产品特别有效，对于这种产品，长波辐射(3μm以上)几乎完全被水分吸收，同时干燥的材料对辐射的渗透性很高。因此，除了允许更紧凑的干燥区域外，红外加热比常规的空气干燥具有的优点比如为减少干燥时间、更大的能量效率以及通过样品的气流更少。
10.红外发射器还提供其他的优点、比如瞬时接通和关断或易于调节能量以调节材料通过速度上的差异。

技术实现要素：

11.为了改进在基于天然聚合物(胶原蛋白和其他蛋白质、纤维素或其他多糖)的人造肠衣的干燥中的有效热工艺，本实用新型提供了一种用于均匀干燥肠衣的红外干燥机，所述用于均匀干燥肠衣的红外干燥机包括：
12.a)至少一条管道，所述管道具有预先确定的长度并且所述管道的内部腔具有椭圆形截面，其特征在于，所述管道的所述内部腔的表面对红外辐射具有反射性；
13.b)机械装置，所述机械装置用于使所述肠衣沿着与所述椭圆形截面的第一焦点轴线同轴的轴线移动；
14.c)纵向红外发射器，所述纵向红外发射器位于每条管道内部，使得所述纵向红外发射器的轴线与所述椭圆形截面的第二焦点轴线同轴地延伸；以及
15.d)内部空气更新系统，所述内部空气更新系统位于每条管道中。
16.可选地，可以通过位于管道的纵向轴线上的铰链(每个铰链位于椭圆形截面的水平对称轴线的一个端部处)使得能够进入管道，从而可以打开和关闭管道。还可选地，每条管道可以由具有椭圆形截面的壁分隔开。然后肠衣通过制作在壁上的圆孔进入和离开干燥管，该孔具有的直径略大于肠衣本身的直径。每条管道的出口和入口处的一些滑轮可以使肠衣改变其移动方向，从而可以将若干条管道平行地放置而不是线性地放置。每条管道都可以设置有传感器。
17.所提出的干燥系统设法最大限度地提高辐射源的性能，而无需借助于具有多个灯的面板，这降低了设计的复杂性，降低了投资并且还降低了消耗。
附图说明
18.为了帮助更好地理解本实用新型的特征并且补充本说明书，附上性质是说明性的而非限制性的以下附图作为本实用新型的组成部分：
19.图1a至图1c示出了本实用新型中使用的管道的细节。
20.图2示出了根据本实用新型的完整的干燥系统。
具体实施方式
21.根据本实用新型的干燥机的基本单元或“基本部分”优选地但非必须是直的、具有长度l和椭圆形的内部截面的管道或管，其中，界定内部空间的表面对红外辐射具有反射性，并且发射器或红外辐射灯在管道的全部或部分长度上穿过管道的内部空间纵向地延伸，该发射器或红外辐射灯可以由一个或若干个对准的灯形成，这受制于发射器或红外辐射灯的对应连接。假定在具有长度l和椭圆形截面的直管的两个长度d1与d2之间，可以制作
焦点对准在两条平行线上、无限的完全相同的椭圆形截面，则我们从现在开始将这些线称为椭圆形干燥管道或管的“焦点轴线”。
22.图1a、图1b和图1c示意性地表示了所描述的干燥机的基本部分的设计。在图1b中，管道2已纵向打开，以示出肠衣1和红外发射器4的内部布置，两者都与椭圆形的相应的焦点同轴。在这种情况下，通过示例，发射器4由几个连续的灯构成。没有示出系统连接件或紧固件。
23.在优选的实施方式中，干燥机的椭圆形截面管道由两个纵向半部构成，这两个纵向半部可以竖向地分开，以便进入管道内部。为此目的，沿着两个半部重叠的连接线中的一条连接线、在管道的纵向轴线上，布置有一系列允许上半部翻转打开的铰链3(图1c)。
24.该干燥机的基本特征是，在每个椭圆形管道或作为椭圆形管道的一部分的基本单元的内部，待干燥的物体、即肠衣与焦点轴线中的一条焦点轴线同轴地延伸，而辐射源(灯或红外发射电阻器)与另一条焦点轴线同轴地延伸。因此，由灯发射出的所有辐射都集中在肠衣延伸的焦点轴线上。
25.这种布置的优势由内部反射表面上反射的辐射的方向给出，该辐射完全集中在肠衣沿着其延伸的焦点轴线上，使得肠衣在肠衣的整个表面上接收更均匀和很大剂量的辐射，而无需使用超过一个的发射源。
26.在本实用新型的红外干燥机中，每个管道的内表面是高反射性的。内表面可以是例如金属的和高度抛光的，例如由抛光铝制成，或者内表面可以是镜面型的并且由覆盖有反射膜的晶体材料制成，使得将光辐射反射成最大可能的百分比。
27.在描述了通过干燥机管道内部的直线路径之后，干燥机管道具有近端端部和远端端部，肠衣通过近端端部进入，并且肠衣通过远端端部离开。然而，管道不必在管道截面的整个椭圆形维度上都是敞开的。在优选的实施方式中，椭圆形管的入口和出口由具有椭圆形截面的壁7分隔开。肠衣通过壁上的圆孔进入干燥管，该孔具有的直径略大于肠衣本身的直径。孔的中心与椭圆形管道的焦点轴线中的一条焦点轴线重合。肠衣穿过管后的离开也是同样的情况，肠衣的离开对应地通过适当尺寸的圆孔进行。
28.在干燥机的每个部分内部，肠衣始终与管道的椭圆形截面的焦点轴线同轴地延伸，并且肠衣的路径平行于红外发射器，该红外发射器又与第二焦点轴线同轴地延伸。尽管在优选的实施方式中，肠衣搁置在附接至干燥管道或管的内壁的小滚轴(附图中未示出)上，但由于肠衣自身的张力，肠衣在干燥机内部保持成直的。在每条管道内以及在每条管道的入口和出口处都有诸如皮带、滑轮、卷轴、传动带、致动器和马达等机械运输元件。本领域技术人员将观察到存在可以用于使肠衣沿着管道移动并且从一条管道移动至另一条管道的多种系统。
29.肠衣可以重新进入具有与前一部分干燥管相似或不同特征的另一部分干燥管，从而行进穿过一组两部分或甚至更多部分的椭圆形干燥管：例如，每个部分可以有随着肠衣干燥的进展而变化的不同的功率特性的发射器；这可以根据需要重复多次。在优选的实施方式中，一旦肠衣离开最后一部分，肠衣可以在滑轮6上转向以逆转移动方向并且重新进入在前一组干燥管下方平行定位的一组干燥管。方向的改变可以重复多次。以这种方式，干燥机所定位的室的线性空间可以更有利，这通常准许若干条平行线同时生产肠衣。图2示意性地表示了作为整体的干燥机的所有描述的特征；在图2中，可以看到两个干燥机部分，通过
这两个干燥机部分，一排肠衣沿一个方向循环，并且通过滑轮6的180度转动，另外两个肠衣沿相反方向循环。多排肠衣可以平行于该系统定位，多排肠衣中的每一排肠衣都有其自己的各部分或干燥管道的路径。
30.该干燥机配备有用于更新内部空气或用于使气体、例如空气移动的系统。在优选的实施方式中，如图2中可以看到的，该干燥机配备有鼓风元件5，鼓风元件5位于具有对应空气疏散出口的管道的外部。鼓风元件5从干燥管道外部或从受控源获取空气。优选地，鼓风元件5位于单独的干燥部分中的每个干燥部分的开始处并且具有沿管道的纵向方向穿透的循环喷嘴。在管道的相反端部处，存在用于内部空气的窗口或出口喷嘴(图中未示出)。当材料暴露于红外辐射时，材料表面会受到影响并且辐射会穿透材料表面。由于吸收辐射而增加的分子振动在材料的表面上和内部层中同时产生热量。材料的快速加热增加了水分向表面移动的速率。对流气流将水分从表面移除并且降低表面的温度，从而导致增加的热传递。每条管道还可以设置有用于检测物理化学条件的传感器，例如用于检测温度(红外温度计)、湿度(hr)、力等的元件。
31.鉴于本说明书和附图，本领域技术人员将理解的是，已根据本实用新型的一些优选实施方式描述了本实用新型，但在不超出本实用新型所要求保护的目的的情况下，可以在所述优选实施方式中引入多种变型。

技术特征：

1.一种用于均匀干燥肠衣(1)的红外干燥机，其特征在于，所述用于均匀干燥肠衣的红外干燥机包括：至少一条管道(2)，所述管道(2)具有预先确定的长度并且所述管道(2)的内部腔具有椭圆形截面，其中，所述管道的所述内部腔的表面对红外辐射具有反射性；机械装置，所述机械装置用于使所述肠衣沿着与所述椭圆形截面的第一焦点轴线同轴的轴线移动；纵向红外发射器(4)，所述纵向红外发射器(4)位于每条管道(2)内部，使得所述纵向红外发射器(4)的轴线与所述椭圆形截面的第二焦点轴线同轴地延伸；以及内部空气更新系统，所述内部空气更新系统位于每条管道中。2.根据权利要求1所述的用于均匀干燥肠衣(1)的红外干燥机，其特征在于，在所述管道的纵向轴线上设置有铰链(3)，使得能够进入所述管道的内部。3.根据权利要求1所述的用于均匀干燥肠衣(1)的红外干燥机，其特征在于，每条管道在每条管道的端部处由壁(7)覆盖，所述壁具有椭圆形截面，每个壁都设置有孔，所述孔的直径略大于所述肠衣本身的直径，使得所述肠衣能够进入和离开所述管道。4.根据权利要求1所述的用于均匀干燥肠衣(1)的红外干燥机，其特征在于，在每条管道的入口和出口处设置有滑轮(6)，使得所述肠衣的移动方向从一条管道改变至另一条管道。5.根据权利要求1所述的用于均匀干燥肠衣(1)的红外干燥机，其特征在于，设置有用以检测所述管道的内部的物理化学条件的传感器。6.根据权利要求1所述的用于均匀干燥肠衣(1)的红外干燥机，其特征在于，所述内部空气更新系统由位于所述管道的外部的鼓风元件(5)和位于所述管道的表面上的空气疏散出口构成。

技术总结

一种用于均匀干燥肠衣(1)的红外干燥机，该红外干燥机包括：至少一条管道(2)，该管道具有预先确定的长度并且管道的内部腔的截面为椭圆形，其特征在于，所述管道的内部腔的表面对红外辐射具有反射性；机械装置，该机械装置用于使肠衣沿着与椭圆形截面的第一焦点同轴的轴线移动；纵向红外发射器(4)，该纵向红外发射器位于每条管道内部，使得该纵向红外发射器的轴线与椭圆形截面的第二焦点同轴地延伸；以及内部空气更新系统(5)，该内部空气更新系统位于每条管道中。位于每条管道中。位于每条管道中。