本發(fā)明涉及一種干燥裝置，且特別是涉及一種應(yīng)用于移除物件所含水分的干燥裝置及干燥方法。

背景技術(shù)：

由于經(jīng)過干燥后的食物可延長保存期限或提升食物的風(fēng)味，所以食物干燥技術(shù)成為食品加工的重要項目。食物干燥技術(shù)有很多類型，例如烘烤干燥、冷凍干燥、低溫干燥等。除了食物干燥領(lǐng)域以外，干燥技術(shù)也可應(yīng)用于衣物及醫(yī)療材料等。當(dāng)干燥技術(shù)應(yīng)用于衣物時，可降低衣物的濕度以保持衣物的干爽，并避免衣物發(fā)霉或發(fā)臭。當(dāng)干燥技術(shù)應(yīng)用于醫(yī)療材料時，可降低醫(yī)療材料的濕度，以降低細(xì)菌的滋生。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一種干燥裝置，包括流道、第一中空纖維模塊、第二中空纖維模塊、至少一氣流驅(qū)動器及控制單元。流道用以容納物件并具有第一端及第二端。第一中空纖維模塊設(shè)置于第一端，以吸附水分或通電以脫附水分。第二中空纖維模塊設(shè)置于第二端，以吸附水分或通電以脫附水分。至少一氣流驅(qū)動器設(shè)置于流道的氣流路徑上，以驅(qū)動氣體經(jīng)由第一中空纖維模塊流入并經(jīng)由第二中空纖維模塊流出流道，或經(jīng)由第二中空纖維模塊流入并經(jīng)由第一中空纖維模塊流出流道。控制單元電耦接至第一中空纖維模塊、第二中空纖維模塊及至少一氣流驅(qū)動器，以供電至第一中空纖維模塊、供電至第二中空纖維模塊及控制至少一氣流驅(qū)動器。

本發(fā)明的一種干燥方法，適于移除容納在流道內(nèi)的物件所含的水分，第一中空纖維模塊設(shè)置流道的第一端，第二中空纖維模塊設(shè)置于流道的第二端，至少一氣流驅(qū)動器設(shè)置鄰近于第一中空纖維模塊，至少一氣流驅(qū)動器設(shè)置于流道的氣流路徑上，第一中空纖維模塊、第二中空纖維模塊及至少一氣流驅(qū)動器電耦接至控制單元。干燥方法包括下列步驟。經(jīng)由控制單元控制至 少一氣流驅(qū)動器驅(qū)動氣體經(jīng)由第一中空纖維模塊流入流道，以經(jīng)由第一中空纖維模塊吸附流入流道的氣體所含的水分。在經(jīng)由控制單元控制至少一氣流驅(qū)動器驅(qū)動氣體之后，經(jīng)由控制單元控制至少一氣流驅(qū)動器驅(qū)動氣體經(jīng)由第二中空纖維模塊流入流道，以經(jīng)由第二中空纖維模塊吸附流入流道的氣體所含的水分。

本發(fā)明的一種干燥方法，適于移除容納在流道內(nèi)的物件所含的水分，第一中空纖維模塊設(shè)置流道的第一端，第二中空纖維模塊設(shè)置于流道的第二端，至少一氣流驅(qū)動器設(shè)置于流道的氣流路徑上，第一中空纖維模塊、第二中空纖維模塊及至少一氣流驅(qū)動器電耦接至控制單元。干燥方法包括下列步驟。經(jīng)由控制單元控制至少一氣流驅(qū)動器驅(qū)動氣體經(jīng)由第一中空纖維模塊流入流道，以經(jīng)由第一中空纖維模塊吸附流入流道的氣體所含的水分。在經(jīng)由控制單元控制至少一氣流驅(qū)動器驅(qū)動氣體經(jīng)由第一中空纖維模塊流入流道的過程中，經(jīng)由控制單元供電至第二中空纖維模塊，以脫附第二中空纖維模塊所含的水分。

基于上述，本發(fā)明中，經(jīng)由氣流驅(qū)動器驅(qū)動氣體經(jīng)過中空纖維模塊以吸附氣體所含的水分，因而提供至流道內(nèi)的是干燥的氣體。因此，可通過供應(yīng)干燥氣體的方式來移除物件的水分。在本發(fā)明中，提供兩個或兩個以上中空纖維模塊，當(dāng)其中一個中空纖維模塊進行吸附時，另外一個中空纖維模塊可通電加熱以脫附中空纖維模塊本身的水分。因此，當(dāng)中空纖維模塊切換運作時，可以恢復(fù)中空纖維模塊原有的吸附能力。

為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合所附的附圖作詳細(xì)說明如下。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的一實施例的一種干燥裝置的示意圖；

圖2為本發(fā)明的一實施例的一種干燥方法的流程圖；

圖3為本發(fā)明的另一實施例的一種干燥裝置的示意圖；

圖4為本發(fā)明的再一實施例的一種干燥裝置的示意圖。

100：干燥裝置

110：流道

112：開口

110a：第一端

110b：第二端

121：第一中空纖維模塊

122：第二中空纖維模塊

131：第一氣流驅(qū)動器

132：第二氣流驅(qū)動器

140：控制單元

150：溫度感測器

160：濕度感測器

S201～S205：步驟

具體實施方式

請參考圖1，在本實施例中，干燥裝置100適用于移除物件所含的水分。物件例如是食物、衣物及醫(yī)療器材等。干燥裝置100包括流道110、第一中空纖維模塊121、第二中空纖維模塊122、第一氣流驅(qū)動器131(例如風(fēng)扇)、第二氣流驅(qū)動器132(例如風(fēng)扇)及控制單元140。流道110用以容納物件。可經(jīng)由盛盤支撐、網(wǎng)子支撐或掛勾吊掛等方式將物件容納于流道110內(nèi)，但不會阻隔流道110內(nèi)氣流的流動。

第一中空纖維模塊121及第二中空纖維模塊122具有導(dǎo)電及吸附的功能。具體而言，第一中空纖維模塊121是由至少一中空纖維所構(gòu)成，而第二中空纖維模塊122是由至少一中空纖維所構(gòu)成。中空纖維具有至少一中空通道，以讓氣體通過。中空纖維包括至少一吸附材料及至少一導(dǎo)電材料。吸附材料可吸附氣體所含的水分，甚至可吸附氣體所含的揮發(fā)性有機化合物(以下簡稱VOCs)。經(jīng)由供電給導(dǎo)電材料，以加熱吸附材料來脫附所含的水分，甚至可脫附氣體所含的揮發(fā)性有機化合物(以下簡稱VOC)。當(dāng)導(dǎo)電材料采用銀時，也可提供殺菌的功能。

值得注意的是，上述具有導(dǎo)電及吸附功能的中空纖維的成分及制法可參考兩件美國專利公開號US20100035751及US20140166571。因此，在本實施例中，僅說明第一中空纖維模塊121及第二中空纖維模塊122的設(shè)置位置及運作方式，而不贅述第一中空纖維模塊121及第二中空纖維模塊122的構(gòu)造及制法。

請參考圖1，流道110具有第一端110a及第二端110b，以作為氣體通過的閘口(gate)或端口(port)。第一中空纖維模塊121設(shè)置于流道110的第一端110a，以吸附水分或通電以脫附水分。第二中空纖維模塊122設(shè)置于流道110的第二端110b，以吸附水分或通電以脫附水分。第一氣流驅(qū)動器131設(shè)置于流道110的氣流路徑上，以驅(qū)動氣體經(jīng)由第一中空纖維模塊121流入并經(jīng)由第二中空纖維模塊122流出流道110。第二氣流驅(qū)動器132也設(shè)置于流道110的氣流路徑上，以驅(qū)動氣體經(jīng)由第二中空纖維模塊122流入并經(jīng)由第一中空纖維模塊121流出流道110?？刂茊卧?40電耦接至第一中空纖維模塊121、第二中空纖維模塊122、第一氣流驅(qū)動器131及第二氣流驅(qū)動器132，以供電至第一中空纖維模塊121、供電至第二中空纖維模塊122及控制第一氣流驅(qū)動器131和第二氣流驅(qū)動器132。控制單元140可包括主機板和所需的人機界面，例如電源開關(guān)或控制面板。

因此，可經(jīng)由控制單元140供電至第一中空纖維模塊121或第二中空纖維模塊122，以加熱第一中空纖維模塊121或第二中空纖維模塊122來脫附所含的水分。此外，可經(jīng)由控制單元140控制第一氣流驅(qū)動器131從第一端110a朝向第二端110b來驅(qū)動氣體，或控制第二氣流驅(qū)動器132從第二端110b朝向第一端110a來驅(qū)動氣體。因此，當(dāng)?shù)谝恢锌绽w維模塊121執(zhí)行吸附功能時，第一氣流驅(qū)動器131可從第一端110a朝向第二端110b來驅(qū)動氣體。當(dāng)?shù)诙锌绽w維模塊122執(zhí)行吸附功能時，第二氣流驅(qū)動器132可從第二端110b朝向第一端110a來驅(qū)動氣體。此外，當(dāng)?shù)谝恢锌绽w維模塊121執(zhí)行吸附功能時，第二中空纖維模塊122可通電執(zhí)行脫附功能。當(dāng)?shù)诙锌绽w維模塊122執(zhí)行吸附功能時，第一中空纖維模塊121可通電加熱，以執(zhí)行脫附功能。值得注意的是，在第一中空纖維模塊121或第二中空纖維模塊122通電加熱以執(zhí)行脫附功能完成之后，第一中空纖維模塊121或第二中空纖維模塊122的余熱也可被氣流帶回至流道110內(nèi)，以提供輔助水分蒸散速率，因而節(jié)省干燥時間。

請參考圖1，為了讓氣體驅(qū)動更有效率，在本實施例中，第一氣流驅(qū)動器131設(shè)置鄰近于第一中空纖維模塊121，以驅(qū)動氣體經(jīng)由第一中空纖維模塊121流入或流出流道110。此外，第二氣流驅(qū)動器132設(shè)置鄰近于第二中空纖維模塊122，以驅(qū)動氣體經(jīng)由第二中空纖維模塊122流入或流出流道110。在一般情況下，第一氣流驅(qū)動器131及第二氣流驅(qū)動器132可同時或 擇一從第一端110a朝向第二端110b來驅(qū)動氣體，或從第二端110b朝向第一端110a來驅(qū)動氣體。因此，氣流驅(qū)動器的數(shù)量沒有限制而可為一個或多個，意即至少一個氣流驅(qū)動器，而在本實施例中是以兩個氣流驅(qū)動器作為示意，即第一氣流驅(qū)動器131及第二氣流驅(qū)動器132。此外，在特殊情況下，這些氣流驅(qū)動器(包含第一氣流驅(qū)動器131及第二氣流驅(qū)動器132)也可同時驅(qū)動氣體分別經(jīng)由多個中空纖維模塊(包含第一中空纖維模塊121及第二中空纖維模塊122)流入流道110，使得氣體經(jīng)由另一設(shè)在流道110上的單向閥(未繪示)流出。

請參考圖1，除了利用低蒸汽壓方式來移除物件所含的水分以外，在本實施例中，也可額外提供烘烤的方式來移除物件所含的水分，也就是經(jīng)由控制單元140控制第一氣流驅(qū)動器131及第二氣流驅(qū)動器132驅(qū)動氣體分別經(jīng)過第一中空纖維模塊121和第二中空纖維模塊122，同時控制單元140供電至第一中空纖維模塊121及第二中空纖維模塊122，以加熱通過第一中空纖維模塊121及第二中空纖維模塊122的氣體進入流道110內(nèi)，因而經(jīng)由被加熱的氣流加熱物件，以移除物件所含的水分。

請參考圖1，為了依照流道110內(nèi)的溫度和濕度來控制第一中空纖維模塊121及第二中空纖維模塊122是否通電脫附和第一氣流驅(qū)動器131及第二氣流驅(qū)動器132是否運轉(zhuǎn)及運轉(zhuǎn)方向，干燥裝置100還包括溫度感測器150及濕度感測器160。溫度感測器150設(shè)置于流道110內(nèi)，并電耦接至控制單元140，用以感測流道110內(nèi)的溫度。濕度感測器160設(shè)置于流道110內(nèi)，并電耦接至控制單元140，用以感測流道110內(nèi)的濕度。因此，可經(jīng)由控制單元140依照所感測的溫度及濕度來決定是否供電至第一中空纖維模塊121及第二中空纖維模塊122，決定是否驅(qū)動第一氣流驅(qū)動器131及第二氣流驅(qū)動器132，并決定第一氣流驅(qū)動器131及第二氣流驅(qū)動器132的運轉(zhuǎn)方向。

請參考圖1，在本實施例中，干燥裝置100的流道110可相對于重力方向垂直設(shè)置，但也可相對于重力方向水平設(shè)置。

請參考圖1及圖2，其中圖2是依照本發(fā)明的一實施例的一種干燥方法的流程圖，用以呈現(xiàn)出如何經(jīng)由控制圖1的干燥裝置100來對移除物件所含的水分。在本實施例中，如步驟S201所示，經(jīng)由控制單元140控制氣流驅(qū)動器(例如第一氣流驅(qū)動器131、第二氣流驅(qū)動器132或兩者同時)驅(qū)動氣體經(jīng)由第一中空纖維模塊121流入流道110且持續(xù)一吸附時間，以經(jīng)由第一 中空纖維模塊121吸附流入流道110的氣體所含的水分。

在執(zhí)行步驟S201的過程中，也就是在經(jīng)由控制單元140控制氣流驅(qū)動器(例如第一氣流驅(qū)動器131、第二氣流驅(qū)動器132或兩者同時)驅(qū)動氣體的過程中，也可同時執(zhí)行步驟S202，即經(jīng)由控制單元140供電至第二中空纖維模塊122并持續(xù)一脫附時間，以脫附第二中空纖維模塊122所含的水分。在本實施例中，第一中空纖維模塊121的吸附時間例如是三十分鐘，而第二中空纖維模塊122的脫附時間例如十五分鐘，所以第二中空纖維模塊122的脫附時間小于第一中空纖維模塊121的吸附時間。然而，本發(fā)明不以此為限。

接著，如步驟S203所示，經(jīng)由控制單元140控制氣流驅(qū)動器(例如第一氣流驅(qū)動器131、第二氣流驅(qū)動器132或兩者同時)驅(qū)動氣體經(jīng)由第二中空纖維模塊122流入流道110且持續(xù)一吸附時間，以經(jīng)由第二中空纖維模塊122吸附流入流道110的氣體所含的水分。

在執(zhí)行步驟S203的過程中，也就是在經(jīng)由控制單元140控制氣流驅(qū)動器(例如第一氣流驅(qū)動器131、第二氣流驅(qū)動器132或兩者同時)驅(qū)動氣體的過程中，也可同時執(zhí)行步驟S204，即經(jīng)由控制單元140供電至第一中空纖維模塊121并持續(xù)一脫附時間，以脫附第一中空纖維模塊121所含的水分。在本實施例中，第二中空纖維模塊122的吸附時間例如是三十分鐘，而第一中空纖維模塊121的脫附時間例如十五分鐘，所以第一中空纖維模塊121的脫附時間小于第二中空纖維模塊122的吸附時間。然而，本發(fā)明不以此為限。

接著，如步驟S205所示，經(jīng)由控制單元140判斷是否達到預(yù)設(shè)值，其可以是執(zhí)行步驟S201及S203的預(yù)設(shè)循環(huán)次數(shù)，也可以是預(yù)設(shè)的濕度值或預(yù)設(shè)的干燥時間。當(dāng)未達到預(yù)設(shè)值時，則再交替執(zhí)行經(jīng)由第一中空纖維模塊121及第二中空纖維模塊122吸附水分的步驟S201及S203，直到達到預(yù)設(shè)值為止。當(dāng)已達到預(yù)設(shè)值時，則停止干燥作業(yè)，即停止交替執(zhí)行經(jīng)由第一中空纖維模塊121及第二中空纖維模塊122吸附水分的步驟S201及S203。

請參考圖3，相較于圖1的實施例的干燥裝置100采用了I字形的流道110，為了增加流道110的長度或節(jié)省干燥裝置100所占的面積，圖3的實施例的干燥裝置100采用了彎曲的流道110，例如U字形的流道110，但本發(fā)明不限于此。S字形或W字形的流道110也可被采用。

請參考圖4，相較于圖1的實施例的干燥裝置100，圖4的實施例的干燥裝置100僅在流道110的第一端110a采用了第一中空纖維模塊121及第 一氣流驅(qū)動器131，而第一中空纖維模塊121僅有加熱功能。因此，可經(jīng)由控制單元140供電至第一中空纖維模塊121進行加熱，并經(jīng)由控制單元140控制第一氣流驅(qū)動器131驅(qū)動氣體經(jīng)過第一中空纖維模塊121，以被第一中空纖維模塊121加熱后流入流道110內(nèi)。熱氣流經(jīng)過物件之后，可經(jīng)由流道110的第二端110b的開口112流出。

綜上所述，本發(fā)明中，經(jīng)由氣流驅(qū)動器驅(qū)動氣體經(jīng)過中空纖維模塊以吸附氣體所含的水分，因而提供至流道內(nèi)的是干燥氣體。因此，可通過供應(yīng)干燥氣體的方式來移除物件的水分。在本發(fā)明中，提供兩個或兩個以上中空纖維模塊，當(dāng)其中一個中空纖維模塊進行吸附時，另外一個中空纖維模塊可通電加熱以脫附中空纖維模塊本身的水分。因此，當(dāng)中空纖維模塊切換運作時，可以恢復(fù)中空纖維模塊原有的吸附能力。通過兩個或兩個以上吸附及脫附交替運作的中空纖維模塊可提高物件干燥的速度。中空纖維模塊也可單獨利用其加熱功能配合氣流驅(qū)動器來產(chǎn)生熱氣流至流道內(nèi)，以執(zhí)行烘烤的功能。

雖然結(jié)合以上實施例公開了本發(fā)明，然而其并非用以限定本發(fā)明，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可作些許的更動與潤飾，故本發(fā)明的保護范圍應(yīng)當(dāng)以附上的權(quán)利要求所界定的為準(zhǔn)。