CN1104459A - 生物制品的脱水方法和装置和脱水的生物制品 - Google Patents

Abstract

一种采用封闭系统的脱水装置和方法，它能使生 物制品基本上脱水，并能保留天然制品原先有的风味 和香味，所述脱水装置包含一个热交换器和通过适宜 的管道以封闭的方式连接的脱水制品室。设置了适 宜的吹风机，以调节脱水过程中的系统参数。

Description

本发明涉及采用一种封闭系统的脱水过程。具体地，涉及采用一种封闭系统对生物制品包括（但不限于）水果、蔬菜、鱼和肉制品进行脱水的方法和装置。更具体地，涉及采用一种封闭系统对上述生物制品进行脱水的方法和装置，要使得制品的天然水分基本上全部去除，而制品还基本上保留其原有的调味和香味。此外，本发明还涉及对已脱水生物制品再水化时仍保持其天然风味和香味的生物制品进行脱水的方法和装置。本发明还涉及已脱水生物制品本身以及按本发明的上述方法加工的制品。

现在已有许多早已众所周知的贮存生物制品特别是食品的方法和装置，但是，现有技术的每种贮存食品的方法都有明显的和严重缺点。本发明的目的就是要克服这些缺点。

冷冻法是贮存食品的常用方法，在现有技术中有各种冷冻技术，具体地，有一种包括低压冻干法的冷冻技术，在美国专利No.5，059，518已公开过。这种冷冻工艺有若干欠缺之处：它必须将整体的冷冻制品破开或割裂，在贮存过程中需要为冷却制品供给恒定的能量消耗，另外，冷冻制品的运输也较为复杂，由于在冷冻制品中含有水，使工艺过程的总成本提高。

贮存生物制品特别是食物制品的最古老的方法之一是干燥法或脱水法。从古代起，人们就知道将葡萄经过干燥制成葡萄干。当然，这种干燥法在今天仍然广泛应用。但是，这些脱水或干燥工艺存在着严重的和重大的缺点，具体说来，由于当今采用的干燥工艺是使用“敞开式系统”来实施的，在干燥过程中，制品的香味、风味和芳香常常发生明显变化，并与制品原先状态的香味、风味和芳香很不相同。

“敞开式系统”一词指的是在一种干燥工艺或装置中采用加热的空气流流过待脱水制品的表面而进行干燥，而其中的空气流并不与周围环境隔开，而是允许干燥物与周围空气之间发生空气交换。虽然在现有技术的“敞开式系统”中有一些为了节能目的制成可使空气循环流通的结构，但是，这些现有技术的脱水系统并未采用封闭的系统，在这种封闭系统中，用于干燥制品的全部空气量是封闭的、密封的或与周围环境隔绝的，并且是循环流通的，在干燥过程中不同周围环境的空气发生空气交换。

因此，在现有技术的干燥过程中，由于从制品中蒸发水分。故使其香味、风味和芳香也从制品中蒸发出去，而不保留在脱水制品。因此，采用常规的脱水方法干燥制品的结果是：脱水制品的滋味、纤维、风味和香味基本上都变化了。所以，采用现有技术的脱水工艺制成的脱水制品不能重新构成，不能作为天然产品的合格替代品。现以葡萄干为例，由于葡萄干的风味和香味与葡萄大不相同。所以，葡萄干不能在食品加工（如冰淇淋和酸奶酪加工）中作为葡萄的合格替代品。

其他的通过干燥来贮存食品的方法还有添加化学物质（如海藻糖或亚硫酸盐）的方法。

另外，在干燥过程中加糖的食品贮存法，虽然很古老，但现在仍然被采用。然而，当今一般趋势，特别是为了人们的健康缘故，要避免对食物制品添加化学物质或额外的糖，所以这类工艺已经越来越少采用了。

本说明书叙述采用没有上述缺点的“封闭系统”进行脱水的方法和装置。

本发明涉及制造基本上保持其风味和香味的脱水生物制品的方法。

该方法包含：将要脱水的生物制品置入到一个组成封闭系统的封闭室内，并在该封闭系统中强制气流流过生物制品，在到生物制品的含水量减少至预定的含水量为止，该含量可低于10%左右。

按照本发明，对气流加压的步骤包括对封闭系统中的气流进行加热，加热步骤是采用交换器进行的，也就是通过热交换器使封闭系统内的气流加热，对气流加压是采用吹风机进行的，使加热过的气流通过生物制品。另外，本发明的方法还包括将一种预定的气流注入封闭系统中的步骤。

另外，本发明的方法还可包括从封闭系统中抽出预定气流的步骤，而强制气流流动的步骤可包含监控系统的工艺参数。本发明方法还包括在制品脱水过程中，可从封闭系统取出脱水制品的样品，并且可以在不损害封闭系统的完整性的情况下将生物制品送入封闭系统和从封闭系统取出脱水制品。

本发明还涉及按本发明的方法制成的脱水生物制品。

本发明要达到：脱水生物制品保持着其原有的香味和风味而且，按照本发明，上述的生物制品可以是两种性质不同的生物制品。

本发明涉及生物制品的脱水装置，其特征是该脱水装置包含：一个支承要脱水的生物制品的机构，一个包围该支承机构形成封闭系统的机构，和一个对封闭系统内的气流加热的加热机构。

另外，本发明包括一个使封闭系统的加热气流流过上述支承机构的装置，启动上述加热机构将封闭系统的气流加热到低于80℃左右的温度。

形成上述气流的装置包含至少一个吹风机，而加热机构包含一个热交换器。

此外，按照本发明的一个特征，启动加热机构和形成气流的装置要在封闭系统内得到一个温度差和一个加压的气流，本发明还包括一个从封闭系统中排出气流的机构，以及一个在基本上不破坏封闭系统的完整性的情况下送入生物制品和从封闭系统取出脱水生物制品的机构，具体地，可用一个双门锁气室送入和取出生物制品。

本发明包括一种将预定的物质注入封闭系统内的机构，所述的预定物质可以是一种抑菌剂。

另外，还设有监控封闭系统内的工艺参数的机构和使封闭系统绝热的机构。

本发明涉及一种生物制品脱水装置，该装置包含：一个支承待脱水的生物制品的机构，一个围绕上述支承机构形成一种物理和热学的封闭系统的机构，和一个形成和保持上述封闭系统中的温度差和湿度差的机构。

本发明还涉及一种已基本上全部去除天然水分而基本上保留着生物制品的全部天然风味以及全部天然香味的脱水生物制品。此外，该制品再水化时仍然保持制品的天然风味和天然香味。

下面通过本发明的非限定性最佳实施例参看附图进一步详细说明本发明，附图中相同的标号代表类似的零件，所述附图中：

图1是本发明脱水装置的示意图；

图2是按照本发明的一个实施例的某种生物制品的支承机构示意图；和

图3是按照本发明的另一个实施例对另一种生物制品脱水的制品室的横截面图。

脱水作用本质上是一种通常是在有压差（正的或负的）存在的情况下、强迫空气流过生物物质周围而引起高温蒸发，使水从生物物质中释放出来的过程。

在本申请中，生物制品这一个词指的是生物物质、化学物质和药物。食物制品，例如各种植物（水果或蔬菜）食物或日常食品，海和肉类都属于生物物质的范畴。此外，草药、香料、烟叶、饲料（苜蓿）和木材也属于一般所说的生物制品。再有，生物制品这个词，在本申请中还可指血制品、疫苗、鲸油和菌类。

在本申请中，化学物质一词包括各种化学药品、化合物和混合物。同样，药品一词则包括各种药物、制剂、化合物、混合物和材料。

下面参考附图、特别是图1以非限定的方式详细说明本发明的最佳实施例。图1示出了一个气道或称制品室10，要脱水的生物制品由托盘、支架、架子或类似机构支承并放入制品室里。要脱水的制品的类型不同，所需的支承机构下不同，这点在下面将要详述。

制品室10通过导管或风道12与热交换器14相连、在风道12中设置了一组吹风机16以便向制品室鼓送高速气流并使气流流过整个系统。虽然在示意图1中示出三台这样的吹风机，但是，很显然，可以设置多于或少于三台的吹风机来促使空气从制品室10流向热交换器14，并在由热交换器加热之后再流回制品室。吹风机可以设置在风道中的任一适当的位置上，只要能为制品室10提供适当的高速气流则可。

热交换器14用于在空气回流入制品室10之前加热由吹风机送来的空气。热交换器14带有一个加热元件或任何一种普通的热源，例如狄赛尔煤气加热器、电加热器或直接或间接的太阳能加热器（包括光电器件和冷凝器）。

图1所示的加热元件是一种热发生器18。从图中可以看出，被加热气流或从热发生器18排出的废气由一个适当的排气控制机构（未示出）控制、从出口20排到大气中，但是，这种出口只有采用消耗性燃料的热发生器或加热元件才需要。当然，对于太阳能加热器，就不需要这类出口。更确切地说，图1所示的出口应以闭路形式连接回热发生器18。

在系统中的空气受由热交换器14中的流体加热之后便以高的速度流回到制品室10。正如上面所说的，要脱水的生物制品是支架在制品室10之内的。每当热空气流过制品室中的生物制品周围，从生物制品中蒸发出来的湿气则变成水蒸汽由空气带走，从而使室内的生物制品逐渐脱水。

虽然在上面的说明中采用空气作为干燥气流，但是应该明白，本发明的范围也包括采用其它气流而不用普通的空气。具体地说，正如下面将要详细解释的一样，不管是从空气中去除各种气体组分（例如氧气）、还是向本发明的制品室注入各种其它的气体，显然都属于本发明的考虑范围之内。所附权利要求书中所用的名词“气流”应包括空气流和其它的气流。

制品室10、风道12和热交换器14的周围都包有适当的绝缘层22而形成一种物理和热学上而言的封闭系统。因此，在采用上述设备进行脱水的过程中便遵循一种热物理封闭系统，也就是说，系统中的气流是连续地被加热、再循环、再加热、再循环。实际上，没有外界的空气进入封闭系统，系统内的空气或气流也不会排出到外界大气中。

本发明的封闭系统的结构可能会做成让系统的风道或其它部分伸到含有制品室的建筑物之外。而且，在脱水过程中，由于过程的变化会放出氢原子而混入制品室及风道中的空气里。当这种系统设置在常有严重的暴风雨的地方，雷电便有可能袭击风道的外露金属或系统的其它部位。为了避免这类事件（这种事故在有氢存在时可以具有十分严重的破坏性）的发生，设置了一种如图1所示的避雷系统，避雷针64和接地件66简单地示于图1中。此外，也可为本发明的脱水装置的热交换器分系统和闭路系统各设置独立的避雷系统。

每次打开制品室10的制品放入口（或门）时，制品室和外界环境间的空气将发生明显的交换。因此，为了保证本发明的装置能在较长时间内高效地工作、并且尽可能防止外部的空气进入室内而干扰封闭系统，就按照本发明提出的方法进行适当的测量以减少这种空气间的交流。特别是可按照本发明的最佳实施例设置一种双门锁气系统。

图1所示的双门锁气室34带有一个可连通锁气室和外界环境的第一门36和一个可连通制品室10和锁气室34的第二门38。此外，双门锁气室还带有排气口40，通过排气口40可由例如一个吸泵（未示出）将进入锁气室的环境空气排出锁气室之外。

工作时，先打开外门36，将要脱水的生物物质放入锁气室34，然后关闭外门36。在启动排气口40抽出进入锁气室40的部分空气之后，再打开内门38并将生物物质移入制品室。这样，便可使制品室和外界环境间空气的互换减至最少。

显然，在每一个门36和38都设置有适当的密封机构以进一步减少封闭系统中空气的损失量。

除了门36和38之外，在制品室10上还设置了一个附带的制品取样的出入口或称门42，通过门42，便可以制品的脱水过程中从制品室中取出样品进行分析，这样便能够测定脱水过程的进展情况。由于取样门42的尺寸小而且不经常打开，故通过它引起的空气损失量极少。当然，门42也设置有密封机构以进一步减少空气的损失。此外，虽然图中所示的取样门42是设置在制品室10的壁上，但也可以设置在锁气室处，当然，也可以（或放是最好）将取样门做成是锁气室结构的一部分。

按照本发明的又一个特征，要脱水的生物制品放在托盘上，托盘支承在可与一条循环传送带相连也可与其脱开的支架或小车上。这样，当生物制品放到制品室之内时，它们便与循环回路的链式传送带连接在一起，而当支承在特定轨道上的制品完成脱水后，它可以移出制品室并与传送带脱开，已经装上生物制品等待进入双门锁气室的新支架便可接到传送带上并移入制品室内，当然，循环传送带要由适当的传动机构带动，由于这种传动机构不构成本发明的一部分，故图中没有示出。当然制品室的大小应能容纳适量的支架或小车，例如20-25个支架。

一种典型的风道或制品室10可以容纳23个支架（也就是小车），每一个支架可承接21个托盘，每个托盘的尺寸为44×44英寸²。

另外，虽然图1所示的制品室10是方形截面的，但是业已发现，这种形状或类似的形状均特别适用于上面所说的支承在托盘和支架上的制品。然而，支架和托盘并不适合于某些类型的要脱水的生物制品，特别是在处理重量轻的薄片型制品、例如茶叶、欧芹或玫瑰花瓣时，由于制品室内空气流的速度会将这种生物物质吹离承纳它的托盘，因此，所制出一种不同的机构来支承这些物质。

图2示出了一种支承轻重量薄片型的生物物质进行脱水的支承机构。这种支承机构大致上是一种带孔的喇叭形锥形件或支承筛44。这种锥形件可由不锈钢筛网或者塑料网制成，其网眼的大小可以用于承装食物。圆锥形支承筛44支承成可绕大致如图46所示的水平轴线转动并设置了一个适当的驱动机构48来转动它。虽然图示的驱动机构是与支承筛的输入端50相连接，但是，非常清楚，支承筛可以从任何一端进行传动，或者用其它任何普通的方式、例如由连接到支承筛的每一端上的中心轴进行驱动。

在用圆锥形支承筛44来干燥薄片状、轻重量的生物物质时，支承筛要设置成使来自然交换器的空气流按图2中箭头A所示的方向、沿其长度方向撞击到筛网上。要脱水的物质从较小的入口50放入。在筛网44转动时，空气流经过筛网的小孔或称网格而吹到生物物质上，而要脱水的物质则沿着圆锥形支承网的斜面逐渐下降，直到从大的输出端52中露出。

支承筛44在制品室内的设置方式应使其输入和输出端适当地位于双门锁气室附近的便能够将要脱水的制品放入筛内并将已脱水的制品从筛内取出。当然，在使用圆锥形支承筛时，总希望制品室的形状大致与支承筛的形状相一致，以避免削弱流过制品室的空气流、此外，最好用两个独立的锁气室来代替图1中所示的单一锁气室34，两个锁气室分别位于圆锥形支承筛44的输入端和输出端的附近。

此外还发现，对于某种材料、例如木材，采用三角形的制品室可收到良好的效果。当按照本发明的方法在三角形的制品室中对木材进行脱水时，木材可在较短的时间内完全干透而不会出现裂曲或干缩翘曲，而这种情况在其它的木材干燥工艺中则时常发生。图3所示的三角形制品室60的周围带有绝缘层22。对于三角形的制品室，应采用适当的支承结构来支承生物制品例如木材，使其进行干燥。

在图3所示的三角形制品室中处理木材时，最好使空气流从制品室的上部68进入制品室并从制品室的下部70排出（吸出）室外。当空气的入口位于制品室的左上侧时，其出口应设置在制品室的左下侧，反之也然。这种出口与入口的安排被认为是可以制品室内产生特别有利的空气流并使木材快速干燥而不会在干燥过程中产生裂纹。可以相信上面所说的入口和出口的安排与制品室形状相结合一定会使制品室内的空气流与入口相对的室壁产生有利的相互作用，从而使制品室内产生高度搅动的空气流并消灭了室内的气流死角。

本发明的封闭系统中气流的热交换是通过与热交换器14间的界面来完成的，例如利用散热片、螺旋散热器或其它普通的热交换工艺。围绕在整个系统（包括制品室10和风道12和热交换器14）的绝缘层22保证了系统的热效率并形成一个热封闭系统。

设置在适当位置上的各个传感器32用来测量系统的各种参数、例如温度、增压空气流的速度、绝对湿度和相对湿度以及封闭系统中的空气压力。这些传感器用以在采用例如微处理机技术的通用控制计算机26的总指挥下监控系统的参数、以便控制热交换器和吹风机以及监控放置在制品室10内的要脱水的特定生物制品的脱水过程的进程。尽管图1中示出几个传感器，但是，这种传感器的数量及位置是不受限制2的。正相反，这些传感器可按照普通控制系统的设计程序设置在所需的地方。

控制计算机26可随意设置图象显示器28以记录封闭系统的各种参数和其它数据。而且，计算机26还可以按常规的方法进行设计和编程，以便利用各个传感器32所测量和监控得来的脱水系统的各种参数来获得给定物质在脱水过程中最佳的参数综合。换句话说，封闭系统的温度和空气的流速可由计算机26根据要处理的物质的特性进行控制。

本发明采用两条控制回路，第一条控制回路包括各个传感器32和计算机控制系统26。传感器组对制品室的不部位、加热器周围以及正在脱水的制品周围的温度、绝对湿度和相对湿度进行经常的监控，同时也对封闭室内、脱水制品的周围以及热交换器和吹风机的周围的空气流速进行经常的监控。

另一条控制回路包括在预定的脱水阶段中对脱水物质质量的间歇性取样。设置了取样门42，以便能够在脱水过程中按预定的时间间隔从封闭系统中取出样品，分析这些样品的脱水程度、消毒效果和其它有关制品质量控制的情况，然后将分析结果输入计算机控制系统26用以更精确地控制系统的参数。

当然，热交换器14是与本发明脱水装置的封闭系统中的空气形成热界面接触的唯一的独立系统的一部分。如果需要的话，热交换器系统可以包括热发生器18和一个热发生器的发热控制装置及其控制系统72。显然，这种控制系统常有一个适当的电源例如220伏交流电源。

本发明的方法和装置的一个重要的特征是：由于脱水过程是在一个封闭的系统中进行的，故可设置一个或多个注入孔30以便向制品室10注入抑菌剂或辅助调味剂。当然，注入孔30的工作是在控制计算机26的控制下进行的。

在实施按照本发明的一个最佳实施例并采用具有封闭系统的上述装置进行脱水的过程中，在将要脱水的制品放入封闭系统之前，封闭系统里已形成有湿度和温度差，并在制品发生脱水的过程中一直保持这种湿度和温度差。具体的说，热交换器起一个吸湿器和一个热源的作用。因此，在要脱水的制品放入系统之前便启动热交换器以提高制品室的温度。

由于上述吸湿器引起的湿度不平衡和上述的热交换器引起的温度的不平衡，使封闭系统不能处于平衡状态。因此，可将LeChetalier原理应用到本发明的封闭系统上。根据Le Chetalier原理，当对一个平衡系统施加扰动时，平衡将按照部分抵消扰动的作用的方式移动。按照这一原理，温度和湿度差的存在将促使水分发生蒸发。

由热交换器形成并维持的热交换室与制品室10中要脱水的制品间的湿度和温度差、加上流过制品周围的快速空气流使制品发生脱水而不会产生明显的化学变化而造成要脱水的制品变质、变味和香味减退。换句话说，可显著防止常常随制品中水分蒸而蒸发的挥发性化学香料的蒸发。

注入孔30除了用来向流过支承在制品室10内的生物制品的增压空气流引入抑菌剂之外，它还可用来向制品室引入预定的气体以促进制品的成熟和干燥，并向制品施加特定的香料。此外，还可以通过孔30从封闭系统中抽走氧并向其注入其它气体例如氮和氦，以便使脱水过程在一种缺氧的环境中进行，从而防止位于制品室10中正在脱水的物质的氧化，或使这种氧化减至最少。

虽然在本发明用了“生物制品”一词，但是，本发明的意图当然也指在图1所示装置中同时进行脱水的不同种类的生物制品，例如，不同的水果可以一起进行脱水，这样的共脱水会使在制品室内同时脱水的各种制品的各自挥发性化学物质和各自的气味和香味发生混和。当然，选择在一起同时进行脱水的制品种类是不受限制的，只要用户能想象得出来。显然，两种以上制品也可以同时进行脱水，而产生相应地混和的风味和香味。

另外，按照本发明的另一特征，在本发明的封闭系统中的空气压力或气流压力可以随着特定制品的脱水过程或者是升高的或者是降低的。

具体说来，在某些应用中，必须在本发明的封闭系统中保持高于大气压的压力，这对于木材的干燥是特别有利的。在这种用途中，封闭系统中的空气压力可升高到两个大气压左右。另外也发现，在木材干燥过程即将结束的时候将空气压力从两个大气压降低到稍小于一个大气压，是有好处的。这种干燥程序是很有效的，已经能够在24小时左右生产出完全干燥的4×4英吋的木材。在图1所示的封闭系统中可以设置适宜的抽气泵或吹风机或其他普通的装置，使上述所需的压力能够达到并且保持。

本发明的一个明显特征就是采用吹风机来保持封闭系统中的空气流速度。通常，使用吹风机在封闭系统内和脱水制品周围产生一个高速气流。对于绝大多数用途来说，特定的气流速度对于脱水过程不是关键性的，在极需要高速气流的情况下，也必须保证封闭系统内的气流速度不会大到引起正在脱水的制品的搅动。换句话说，气流速度的大小不应引起脱水物质被吹到制品室10之外。

如上所述，热交换器14用来提高由吹风机16吹过本发明封闭系统循环流动的空气的温度。由热交换器产生的温度差对于本发明的有效工作当然是重要的。但是，大的温度差并不是必需的。在许多情况下，还应用较小的温度差。具体说来，采用大约60-75℃的温度，可获得合格的脱水制品。65℃（145℃下）左右的温度可得到合格产品。

另外，在某些情况下，80℃左右的温度会引起所生产的制品变色，从而使脱水制品的合格率低于在较低温度下脱水的制品。还有，当对活性的生物制品如鲸油或菌类进行脱水时，高的温度会使物品变质，因此，其脱水温度必须保持在该特品会发生变质的温度以下。同理，食品的脱水亦应在低于80℃进行。

当然可以理解，在血制品、菌类或鲸油之类的制品进行脱水过程中，必须采用适当的措施以避免脱水制品的污染。为此，可采用通常的杀菌方法和装置，这一点也清楚地包括在本发明的意图中。

采用本发明规定的控制系统和计算机26以及从取样门42取样，可以监控或控制制品的脱水程度。根据脱水程度可控制制品的最终特性。如果一种特定的制品在本发明的封闭系统内停留至其含水量仅保持约1%或2%，制品将会是脆的，但是如果当制品含水量达7-9%时就停止脱水过程（也就是制品从封闭系统中移出），那么，制品就会较软。当然，这将影响到已脱水制品的纤维和手感。还要明白，将给定的制品脱水到所要求的脱水程度所需的时间还取决于制品的物理结构和制品的制备方式（即切成片状、切成立方体状，等）。

可以按照常规的物品输送技术，通过双门锁室34将装有脱水制品的支架和托盘送入制品室和移出制品室。在一个典型实施例中，将上述支架一列一列连接起来，并且/或者连接到一个环形传送带上，将上述支架沿制品室的长度方向间歇地送进制品室内，最后，即完成脱水过程之后，将上述支架移出制品室外。因此，在通道之一端移出一个支架或小车就给在通道之另一端就通过锁气室引入新的支架或小车提供空间。当然，将生物制品送入或移出制品室的各种方法也显然包含在本发明的意图内。

因此，在本发明的精神的范围内有可能以分批连续作业的方式来应用本发明的脱水装置和方法，换句话说，将一批制品进行脱水、将系统打开、取出制品、然后将系统关闭、加热、再将新一批制品引入系统内，这种方式要比上述的应用以虽然是间歇地但基本上是连续地顺序引入一列一列支架的方法的效率稍低些。

按照本发明的方法在一个封闭系统内对多种生物制品进行脱水，下列制品全部在约65℃的干燥湿度下脱水约3-4小时，（除非另有注明）。这里要用到脱水率一词，指的是脱水制品的减重率，换句话说，20磅生物制品脱水后成了1磅的脱水制品，那么其脱水率为20∶1

1.菠罗圈（3/8英寸）的脱水率为16∶1。

2.菠罗珍的脱水率为20∶1。

3.香蕉薄片的脱水率为10∶1。

4.香蕉碎屑的脱水率为5∶1。

5.西瓜珍的脱水率为30∶1。

6.虾头（粉粒）脱水3小时其脱水率为8∶1。

7.胡萝卜脱水2-3小时其脱水率为15∶1。

8.西红柿的脱水率为19∶1。

9.卷心菜的脱水率为22∶1。

10.芹菜的脱水率为31∶1。

11.绿的辣椒的脱水率为20∶1。

12.菠菜（叶）的脱水率为21∶1。

13.绿色的豆的脱水率为13∶1。

采用本发明的封闭系统和方法可使得组成天然的（未脱水的）生物制品的风味和香味的挥发性组元素基本上全部留下来。这些来自脱水的物质或制品的挥发性化学物质的分压力达到脱水过程早期阶段的完全饱和的程度。挥发性的芳香化学物质达到完全的饱和可阻止在脱水制品内进一步发生明显的化学变化。因此，脱水制品基本上保留着全部重要的香味和加入其中的油味。这是本发明优于现有技术敞开式脱水系统和装置的重要而明显的特征和主要的优点。

一旦来自脱水制品的挥发性化学物质的分压力达到完全饱和的程度，就阻止了这种物质的继续蒸发，也阻止了脱水制品内继续发生明显的化学变化。因此，按照本发明生产的脱水制品基本上保留着它们的全部香味和风味。

由于采用本发明的方法和装置能在脱水过程中可将构成脱水生物制品的风味和香味的绝大多数挥发性化学物质保留在制品内，所以，所得到的脱水制品的风味和香味是高度浓缩并且是很强烈的。在脱水过程中，制品的风味和香味实际上保留其原来水平。因此，本发明的脱水制品特别适用作酸奶酪和冰淇淋的调味品，而且适用于其他许多食品加工业。

本发明的方法和装置可用用于处理实际上是无数种的水果的蔬菜，上面所述的只的生物制品的一个小的范畴。对于每一种水果和蔬菜，通常采用不同的干燥时间，这取决于制品的结构和加工的尺寸。从上面所列的参数的及所要求的最终制品的性质可以很容确定合适的干燥时间。但是，确定干燥时间这项工作本身不是本发明的一个本质方面。

如上所述，许多制品的脱水花大约4小时就可以达到合适的程度。显然，另外的制品则要求不同的时间。例如，葡萄要花大约12小时，因为葡萄皮的渗水性较低。另一方面，像椰子之类的物品只需脱水约2小时。显然，应用本发明可以很容易确定各种物质的最佳干燥时间。同理，装置系统的效率也会对干燥时间有重要影响。在采用图1所示锁气室送入生物制品之前对制品室进行预热的系统中，可获得良好的效果。另一方面，如上所述，也可以按分批作业的方式操作本发明的装置，生物制品分批进入制品室，然后开动热交换器以形成温度差和湿度差。

对于某些由于氧化而变色特别敏感的物品例如土豆和香蕉来说，在较缺氧的环境中对物品进行脱水前的处理更有利的。具体地，在一个采用例如吸气泵抽掉大约1/3氧的环境中对土豆进行脱水前的处理（即去皮、切片或方块），被认为对土豆加工是有利的。从周围空气中抽掉大约1/3氧气使得土豆切片表面的氧化和变色现象大为减少，相应地得到很白的脱水土豆片。因此，按照本发明的又一特征，土豆加工（去皮、切片等）可在类似于上述锁气室的区域内进行。正如上面所述，本发明的锁气室设计成可抽掉很大部分的空气（因此也去掉很大部分氧）。在一个特别优越的实施例中，在打开内门将生物制品送入制品室10之前，从锁气室抽掉大约1/3的空气。因此，一种类似的缺氧区域特别适用于这类制品的加工。

虽然上面对本发明用于各种特定的食物类制品进行了说明，但是，应当明白，其应用范围并不限于这些食物类制品。本发明特别可用于柠檬类制品（如柑桔、酸橙）以及磨菇、藻类、海草、苹果、菠萝、西瓜、葡萄、胡萝卜和花茎甘蓝。用本发明也可对肉类如牛肉、猪肉和家禽肉等进行脱水，同理，也可对海味和海藻进行脱水处理。已发现虾和虾头脱水后是鱼调味品和其他食物加工中有用的配料成分。

日常食品如牛奶、鸡蛋也可用本发明装置和方法进行脱水。此外，草药、香料、种子、茶叶、咖啡和可可也可以像烟叶、饲料和木材那样按本发明进行脱水。鱼子和蛙卵也可按本发明进行脱水。如上所述，上面列出了各种制品并非想以任何方式或形式或形状排除其他的制品，而仅仅是想作为本发明应用于各类不同性质的制品的实例。

最后，虽然在上面对本发明具体应用于脱水处理作了说明，但是，必须注意，上面作为组成本发明整体部分来叙述的装置和方法也特别适用于采用一种烟熏室进行的熏烟作业，这种熏烟作业通常用于对调味鱼、肉类进行防腐贮存。

在现有技术的烟熏室中，燃烧木质燃料诸如栎桃木或牧豆树木，木材燃烧的烟可透过熏烟的制品，制品熏透后，将烟雾排到大气中。

按照本发明，将封闭系统直用于烟熏室，只要将热交换器去掉，并设置一燃烧生烟的装置到封闭系统中，就可以很容易将本发明的构思具体体现于烟熏作业，这时，带有燃烧烟雾的空气将围绕熏烟的制品环行流动，从而将该制品熏透。

虽然上面按本发明的最佳实施例对本发明进行了叙述，但是，应当明白，其中所用的措词是描述性的，而不是限制性的，人们可以在广义上不违背本发明范围和精神的情况下，在所附权利要求的权限内进行改变。虽然上面结合具体的装置，物质和实施例说明了本发明，但是，还应明白，本发明并不限于这些所述的具体装置、物质和实施例，而是可在所附权利要求的范围内推广到所有与之相当的装置、物质和实施例。

Claims (31)

1、一种制造基本上保持其风味和香味的脱水生物制品的方法包括：

将要脱水的生物制器放入一个室内以构成一个封闭系统；和

强制上述封闭系统中的气流流过生物制品的周围，直到生物制品中的水分减少到预定的程度。

2、根据权利要求1的脱水方法，其特征在于，上述的强制气流的步骤包括加热封闭系统中的气流。

3、根据权利要求2中的脱水方法，其特征在于，上述的加热步骤包括用热交换器使热量传给封闭系统中的气流。

4、根据权利要求2中的脱水方法，其特征在于，上述的强制气流的步骤包括设置一种吹风机将已加热的气流吹到生物制品上。

5、根据权利要求1的脱水方法，其特征在于，它还包括将预定的气流注入到封闭系统中的步骤。

6、根据权利要求1的脱水方法，其特征在于，它还包括从封闭系统中抽出的预定的气流的步骤。

7、根据权利要求1的脱水方法，其特征在于，上述的强制气流流动的步骤包括监控封闭系统的工艺参数。

8、根据权利要求1的脱水方法，其特征在于，在制品于封闭系统内进行脱水的过程中，能够从封闭系统中取出生的制品的样品。

9、根据权利要求1的脱水方法，其特征在于，它还包括能够将生物制品放入封闭系统中并从封闭系统中取出而基本上不会损害封闭系统的完整性的步骤。

10、一种按照权利要求1的方法制造的脱水生物制品。

11、根据权利要求1的脱水方法，其特征在于，上述的预定的脱水程度大约为低于10%的水分。

12、根据权利要求11的脱水方法，其特征在于，上述的预定脱水程度包括保持一定程度的天然制品的风味和香味。

13、根据权利要求1的脱水方法，其特征在于，上述的生物制品包括两种不同的生物制品。

14、一种生物制品的脱水装置，该装置含有：

支承要脱水的生物制品的机构；

包围上述支承机构以形成一个封闭系统的装置；和对上述封闭系统中的气流进行加热的装置。

15、根据权利要求14的脱水装置，其特征在于，它还含有促使封闭系统中的受热气流流过上述支承机构的装置。

16、根据权利要求14的脱水装置，其特征在于，上述的加热装置的工作可将上述封闭系统中的气流加热到80℃以下。

17、根据权利要求15的脱水装置，其特征在于，上述促使受热气流流过上述支承机构的装置至少含有一个吹风机。

18、根据权利要求14的脱水装置，其特征在于，上述的加热装置含有一个热交换器。

19、根据权利要求15的脱水装置，其特征在于，上述的加热装置和上述的强制气流流动装置是在上述封闭系统内形成温度差和增压气流的装置。

20、根据权利要求14的脱水装置，其特征在于，它还含有从上述的封闭系统中抽走气流的装置。

21、根据权利要求14的脱水装置，其特征在于，它还含有用以将生物制品放入上述封闭系统中和从上述封闭系统中取出生物制品而基本上不会损害上述封闭系统的完整性的装置。

22、根据权利要求21的脱水装置，其特征在于，上述的放入和取出制品的装置是一个双门锁气室。

23、根据权利要求14的脱水装置，其特征在于，它还含有用于向上述封闭系统注入预定的物质的机构。

24、根据权利要求23的脱水装置，其特征在于，上述预定的物质包括一种抑菌剂。

25、根据权利要求14的脱水装置，其特征在于，它还含有监控上述封闭系统内的过程参数的装置。

26、根据权利要求14的脱水装置，其特征在于，它还含有使上述封闭系统绝热的机构。

27、一种生物制品的脱水装置，上述装置含有：支承要脱水的生物制品的机构；

形成上述支承机构周围的物理和热学的封闭系统的装置；和

在上述封闭系统中形成并保持温度差和湿度差的装置。

28、一种基本上除掉生物制品的天然水分而又基本上保持其全部天然风味的脱水生物制品。

29、根据权利要求28的脱水生物制品，其特征在于，上述制品还基本上保持生物制品的全部天然香味。

30、根据权利要求28的脱水生物制品，其特征在于，上述制品再水化时仍保持其天然风味。

31、根据权利要求29的脱水生物制品，其特征在于，上述制品再水化时仍保持其天然香味。

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