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脱水的植物衍生产品及其制备方法
相关申请的交叉引用
本申请要求享有2012年1月11日提交的美国临时申请第61/585,502号的较早申请日的权益，该临时申请全文以引用的方式纳入本说明书。
技术领域
本发明涉及包含干燥的植物衍生产品的粉末及其制备方法的实施方案。
背景技术
在食物和饮料中使用干燥粉末的主要问题是由于水果和蔬菜的热塑性的性质而使产品具有随着时间而结块的倾向。所述产品的“塑性的”性质导致粉末中细颗粒再次粘合在一起以形成块或甚至形成砖形物。一旦产品结块并且不再呈粉末，产品变得难以在零售层面上加工或使用粉末。例如，所述粉末可在装瓶车间与水和其他组分混合或可在直接的零售层面上将所述粉末配成条状包装、单份包装或多份包装或其他单份或多份介质。但是，如果所述粉末结块或甚至成砖形物，则这些应用变得困难或不可能。
饮料和食品制剂通常包含下列组分：水果或蔬菜、糖或玉米糖浆、抗坏血酸、天然或人工调味料及人工或天然颜料。添加糖或玉米糖浆以平衡水果或蔬菜的酸味。添加调味料和颜料是由于制剂中水果或蔬菜的含量在产品中极低。这是由于处理液体或新鲜水果和蔬菜的高成本。将新鲜水果制成粉末通过消除高含水量的水果、蔬菜、泥和汁的高昂的运输和冷藏成本而降低水果或蔬菜原料的成本。由于所述水果热塑性结块而导致产品不能使用，粉末状的饮料(售给消费者后可在水中再水化)通常包含少量或不含水果。
发明内容
本发明公开了一种组合物的实施方案，所述组合物包括(a)含有40-90％(w/w)植物衍生产品和10-60％(w/w)外源性二糖的分散体，及(b)水，其中所述组合物具有≤5％(w/w)的含水量，例如≤2％(w/w)水。合适的植物衍生产品包括水果和/或蔬菜的固体(例如，衍生自水果泥、水果汁、蔬菜泥、蔬菜汁的固体)，及花蜜或植物汁液衍生的产品例如龙舌兰花蜜、枫糖浆及蜂蜜。所述植物衍生产品还可包括衍生自水果、蔬菜或其结合的天然颜料和/或天然调味料。在一些实施方案中，所述植物衍生产品具有热塑性特征和/或低于60℃的玻璃化转变温度。在一个实施方案中，所述组合物基本上由植物衍生产品、外源性二糖和水组成，其中所述组合物具有≤5％(w/w)的含水量。
在一些实施方案中，所述外源性二糖为蔗糖、海藻糖或其结合。在某些实施方案中，所述组合物由包括≤6％(w/w)内源性二糖的水果、蔬菜、花蜜衍生产品或树汁衍生产品制成。在某些实施方案中，当在20-25℃储存时，所述组合物具有至少一个月的保存期限。
在一些实施方案中，所述组合物为包含多种颗粒的粉末。所述颗粒可具有≤7mm的平均最大尺寸，如0.1-2mm。所述颗粒可具有光滑的外表面和/或平坦的形貌。在某些实施方案中，多种颗粒中的每种颗粒具有基本上相似的化学组成。
在一些实施方案中，所述组合物还包含≤5％(w/w)流动性试剂，例如二氧化硅、磷酸三钙或其结合。在一个实施方案中，所述组合物基本上由植物衍生产品、外源性二糖、流动性试剂和水组成。
本发明还公开了包括包装材料和一定量的包含多种颗粒的粉末的产品，每种颗粒包含40-90％(w/w)植物衍生产品，其中植物衍生产品包括水果、蔬菜的固体或其结合(例如，衍生自泥和/或汁的固体)、10-60％(w/w)外源性二糖和水，其中所述粉末具有≤5％(w/w)，如≤2％(w/w)的含水量。所述植物衍生产品还可包括天然调味料和/或天然颜料。所述粉末还可包括≤5％(w/w)流动性试剂。在一些实施方案中，粉末的数量足以提供至少一份水果、蔬菜、水果汁、蔬菜汁或其结合。当粉末颗粒包含至少一种水果时，所述粉末的量可为8-90g。当所述粉末颗粒包括至少一种蔬菜时，所述粉末的量可为4-90g。在 一些实施方案中，足以提供一份新鲜水果、新鲜蔬菜或其结合的粉末的量具有的营养物含量为一份相应新鲜水果、新鲜蔬菜或其结合的营养物含量的90-100％。例如，一份量的粉末——其中水果为苹果——具有90-100％的一份量的新鲜苹果所含的营养物。在一些实施方案中，当在20-25℃储存时，所述产品具有至少一个月的保存期限。
本发明还公开了一种组合物，其基本上由以下物质组成：95-99.9％植物衍生产品，其中所述植物衍生产品包括(i)至少一种水果泥或蔬菜泥的固体，(ii)至少一种水果汁或蔬菜汁的固体，和任选地(iii)由水果、蔬菜或其结合获得的天然颜料和/或天然调味料，以及0.1-5％(w/w)水，其中所述组合物包括多种具有≤7mm、如0.1-2mm的平均最大尺寸的颗粒。在一些实施方案中，所述颗粒具有平坦的形貌和/或光滑的外表面。在某些实施方案中，所述植物衍生产品包括从50-90％(w/w)泥和10-50％(w/w)汁、如50-80％(w/w)泥和20-50％(w/w)汁的混合物获得的固体。在一个实施方案中，组合物基本上由以下物质组成：90-99.9％植物衍生产品，其中所述植物衍生产品为(i)至少一种水果泥或蔬菜泥的固体，(ii)至少一种水果汁或蔬菜汁的固体，及任选地(iii)由水果、蔬菜或其结合获得的天然颜料和/或天然调味料；≤5％(w/w)流动性试剂；及0.1-5％(w/w)水，其中所述组合物包括多种具有≤7mm的平均最大尺寸的颗粒。
制备一些实施方案公开的组合物和粉末的方法包括(a)提供呈泥、汁、糖浆、花蜜或其任意结合的形式的植物衍生产品；(b)将一定量的外源性二糖(例如蔗糖、海藻糖或其结合)加入至所述泥以制备混合物，其中所述外源性二糖的量为植物衍生产品中固体的10重量％至60重量％；(c)将所述混合物加热足以降低所述混合物的含水量的时间；(d)将所述混合物冷却，由此制备包含≤5％(w/w)水的干燥的组合物。在某些实施方案中，将≤5％(w/w)流动性试剂加入至所述干燥的组合物中。所述方法可还包括将所述干燥的混合物粉碎以制备具有≤7mm的平均最大尺寸的颗粒。在一些实施方案中，经粉碎的颗粒具有光滑的外表面和/或平坦的形貌。在某些实施方案中，所述植物衍生产品包括泥，且所述方法还包括在加热所述混合物之前，将泥中平均粒径降低至小于10μm。
在一个实施方案中，在加热所述混合物之前，将所述植物衍生产 品和所述二糖混合以制备均匀的混合物。在另一个实施方案中，在加热所述混合物以降低其含水量之前，将所述混合物预加热至足以溶解二糖的温度。在另一个实施方案中，可将所述混合物混合并预加热。在一个实施方案中，所述外源性二糖在加入至植物衍生产品之前溶于水。
在一些实施方案中，制备包含≤5％(w/w)水的干燥的组合物的方法包括，提供含有至少一种植物衍生的泥和至少一种植物衍生的汁的混合物，将所述混合物加热足以降低所述混合物的含水量的时间，并将所述混合物冷却以形成干燥的组合物。所述混合物可以包括50-90％(w/w)泥和10-50％(w/w)汁。在一个实施方案中，所述混合物基本上由至少一种植物衍生的泥和至少一种植物衍生的汁组成。在另一个实施方案中，所述方法还包括在将所述混合物加热之前，将一定量的外源性二糖加入至所述混合物。在一个实施方案中，将流动性试剂(≤5％(w/w))加入至干燥的组合物中。可将所述干燥的组合物粉碎以制备具有≤7mm的平均最大尺寸的颗粒。
由下面参照附图而进行的详细说明，本发明的前述内容及其他目的、特征和优点将变得更加显而易见。
附图说明
图1为示出此处公开的一个实施方案的粉末的示例性颗粒的示意图。
图2为示出通过冷冻干燥或喷雾干燥制备的示例性颗粒的示意图。
图3为根据一个实施方案的干燥装置的侧视图。
图4为示出图3中描绘的装置的各部件之间的通信连接的一个可行配置的示意图。
图5为根据另一个实施方案的干燥装置的侧视图。
图6为图5描绘的装置的可移动的加热支承件之一的放大的示意性侧视图。
图7为例示用于操作图5中示出的干燥装置的方法的流程图。
图8为根据另一个实施方案的可移动的加热器支承件的立体示意图。
图9为示出石英加热元件的操作温度与该加热元件发出的红外辐射的峰值波长之间的关系的线图。
图10为示出在一定波长范围内水对电磁辐射的吸收的图。
图11为根据另一个实施方案的干燥装置的示意图。
具体实施方式
本发明涉及由植物衍生产品制备的干燥的组合物的实施方案，其中所述组合物具有显著增强的抗结块的稳定性。还公开了制备所述组合物和包括所述组合物的产品的方法。在一些实施方案中，所述组合物为粉末。合适的植物衍生产品包括水果和/或蔬菜的泥和/或汁，及花蜜或树液衍生的产品例如龙舌兰花蜜、枫糖浆和蜂蜜。一些水果、蔬菜、花蜜和糖浆本质上为热塑性的，并且当干燥后，可形成粘的粉末并且随着时间由于粉末颗粒粘合或结合在一起而具有结块的倾向。一些实施方案公开的组合物包括外源性二糖，其在将植物衍生产品干燥之前加入至所述产品。
I.定义
提供以下术语和缩写的解释以更好地描述本发明并指导本领域普通技术人员实施本发明。除非本文另作清楚地指示，如本文使用的，“包含(comprising)”指“包括(including)”，且单数形式“一个”(“a”、“an”或“the”)包括复数指代物。除非本文另作清楚地指示，术语“或”指所述可选的成分中的一个成分或两个或更多成分的结合。
除非另作说明，本文中所使用的所有技术的和科学的术语具有如本发明所属技术领域普通技术人员通常理解的相同的含义。尽管可采用与本文描述相似或等价的方法和材料实施或测试本发明，以下描述了合适的方法和材料。所述材料、方法和实例仅用于说明，并非意在限制。本发明的其他特征由以下详细的描述和权利要求是显而易见的。
除非另外明确指出，如说明书和权利要求中所使用的表明成分含量、百分比、温度、时间等的所有数字，应理解为用术语“大约”修饰。除非另外指出，如说明书和权利要求中所使用的非数值特性例如无定形的、结晶的、均匀的等应理解为用术语“大体上”修饰，意指很大范围或程度。因此，除非另外指出，暗示地或明确地，提出的数值参数和/或非数值特性为可取决于所追求的理想特性、标准实验条件 /方法下的检测限、工艺方法的限制和/或参数的性质或特性的近似值。除非使用词语“大约”，当直接且明确地区别于所述现有技术的实施方案时，实施方案数字不是近似值。
二糖：包括由糖苷键相连的两个单糖的碳水化合物。除了少数例外，单糖为具有基本化学式C_x(H₂O)_y的简单糖，其中x和y为整数。通常，y＝x或y＝x-1，且x至少为3。很多单糖为戊糖(x＝5)或己糖(x＝6)。其除了别的之外，单糖的实例包括阿拉伯糖、果糖、半乳糖、葡萄糖、核糖和木糖。常规的二糖包括纤维二糖、乳糖、乳果糖、麦芽糖、蔗糖、海藻糖和木二糖。
分散体：一种系统，其中一种组分的颗粒分散于一种不同组分的连续相中。分子分散体为一种系统，其中至少一种组分均匀地或基本均匀地在分子水平上分散于另一组分。
外源性：具有外部来源的。如本文使用的，术语“外源性二糖”是指已被加入至组合物中的二糖，其不同于天然地存在于水果或植物中的内源性二糖。
流动性试剂：如本文使用的，术语“流动性试剂”是指加入至干燥的产品(例如，粉碎之前、期间或之后)的化合物，以助于制备可流动的粉末。示例性的流动性试剂包括但不限于，二氧化硅和磷酸三钙。
玻璃化转变温度，Tg：无定型的固体在冷却时变脆或变硬，或在加热时变柔软或变柔韧的温度。Tg可通过例如差示扫描量热法(DSC)确定。DSC测定提高样品和参考物温度所需的热量差作为温度的函数。在相变过程中，例如从无定型状态至结晶状态，所需热量的变化。
吸湿性：描述具有出从周围环境中吸收或吸附水分的特性的物质的术语。
花蜜：由植物在称为蜜腺的腺体中产生的富含糖的液体。蜜腺通常见于花中。
粉末为包括彼此间相对自由流动的分散的固体颗粒的组合物。粉末颗粒小，通常具有例如0.05-7mm的最大尺寸的平均粒径。
份量：水果和蔬菜份量具有不同的定义。例如，美国联邦法规(Code 0f Federal Regulations)，第21篇，第一章，第B分章，第101部分，第A分部分定义了新鲜或冷冻水果和蔬菜的份量。对于许多水果而言， 份量定义为140g。少数水果(蔓越莓、柠檬、酸橙)的份量为55g。许多新鲜或冷冻蔬菜的份量为85g。水果汁或蔬菜汁的份量为240mL。水果和蔬菜通常含74-96％(w/w)水，如以下表1所示。
表1

水果％(w/w)水蔬菜％(w/w)水苹果84绿花椰菜91杏86卷心菜(绿)93香蕉74卷心菜(红)92蓝莓85胡萝卜87甜瓜90花椰菜92樱桃81芹菜95蔓越莓87黄瓜96葡萄81茄子92葡萄柚91莴苣(卷心)96甜橙87豌豆(绿)79桃88辣椒(甜)92梨84马铃薯(白)79菠萝87萝卜95李子85菠菜92覆盆子87西葫芦95草莓92番茄(红)94西瓜92番茄(绿)93
来源：肯塔基大学农学院，合作推广服务，1997年12月。
在一些情况下，水果或蔬菜的份量定义为1杯所述水果或蔬菜。美国农业部“Choose My Plate Requirements”推荐，成人每天食用2-3杯水果和蔬菜。表2提供了1杯水果或蔬菜的代表性重量，所述水果和蔬菜中的固体百分比，及相当于1杯新鲜水果或蔬菜的干燥固体的克数。
表2


*来源：美国农业部营养数据库，由申请人测定
保存期限：如本文使用的，术语“保存期限”指粉末具有大量分离的颗粒而保持可流动的时间长度。随着时间的推移，一些粉末的颗粒可聚集结块，使得难以或不可能倒出粉末，和/或使得难以将粉末溶解于液体如水中。如本文使用的，术语“保存期限”还指粉末在不出现微生物生长或酶降解下可被储存的时间长度。
糖浆：主要包含糖和水的粘性液体。糖浆可通过浓缩天然的甜汁如甘蔗汁或枫树树液而制备。
热塑性的：描述暴露于热时变软并当冷却至室温时恢复较硬状态的物质的术语。热塑性物质在高于其玻璃化转变温度时为弹性的和柔性的，在较低温度时是刚性的。具有热塑性特性的物质可以形成随时间趋于变粘并聚集结块的粉末。
II.组合物
实施方案公开的组合物包括植物衍生产品及≤5％(w/w)水。在一些实施方案中，所述组合物包括植物衍生产品和外源性二糖的固体分 散体。一些或全部水可包含于所述固体分散体中。在某些实例中，所述组合物为植物衍生产品和外源性二糖的分子分散体。植物衍生产品包括水果、蔬菜、花蜜、衍生自花蜜或植物汁液的产品如糖浆或其任何结合的固体。水果和蔬菜固体可由水果/蔬菜泥和/或水果/蔬菜汁获得。所述植物衍生产品可还包括天然颜料和/或天然调味料。本文使用的术语“天然的”指衍生自水果或蔬菜的。在某些实例中，所述天然颜料和/或调味料由获得泥和/或汁的相同的水果和/或蔬菜获得。在其他实例中，所述天然颜料和/或调味料可由获得泥和/或汁的不同的水果和/或蔬菜获得。合适的水果、蔬菜、花蜜和衍生自花蜜或植物汁液的产品包括但不限于，表1和2所列出的那些、龙舌兰糖浆、枫糖浆及其结合。
实施方案公开的组合物包括40-99.9％(w/w)植物衍生产品和0-60％(w/w)外源性二糖。所述组合物可包括10-60％、20-50％、25-50％、30-50％、25-40％或25-35％(w/w)外源性二糖。在一些实施方案中，所述组合物包括40-90％(w/w)植物衍生产品和10-60％(w/w)外源性二糖。所述组合物还包括水，并具有含水量≤5％(w/w)，例如≤3％(w/w)、≤2％(w/w)、≤1.5％(w/w)或≤1％(w/w)。因此，实施方案公开的组合物包括40-99.9％(w/w)植物衍生产品、0-60％(w/w)外源性二糖和≤5％(w/w)水，例如≤2％(w/w)水。在某些实施方案中，所述组合物可还包括少量(例如，少于5％(w/w)，如2％(w/w))的流动性试剂以进一步提高产品流动性。示例性的流动性试剂包括但不限于，二氧化硅或磷酸三钙。
在一个实施方案中，所述组合物包括40-90％(w/w)植物衍生产品、10-60％(w/w)外源性二糖及≤5％(w/w)水。在另一个实施方案中，所述组合物包括50-80％(w/w)植物衍生产品、20-50％(w/w)外源性二糖及≤5％(w/w)水。在另一个实施方案中，所述组合物包括40-90％(w/w)植物衍生产品、10-60％(w/w)外源性二糖、≤5％(w/w)水及≤5％(w/w)流动性试剂。
在一个实施方案中，所述组合物基本上由40-90％(w/w)植物衍生产品、10-60％(w/w)外源性二糖及≤5％(w/w)水组成。在另一个实施方案中，所述组合物基本上由45-80％(w/w)植物衍生产品、15-50％(w/w)外源性二糖、≤5％(w/w)水及≤5％(w/w)流动性试剂组成。 在另一个实施方案中，所述组合物基本上由48-80％(w/w)植物衍生产品、18-50％(w/w)外源性二糖、≤5％(w/w)水及≤2％(w/w)流动性试剂组成。
在一个实施方案中，所述组合物基本上由95-99.9％植物衍生产品和0.1-5％(w/w)水组成。在另一个实施方案中，所述组合物基本上由90-99.9％植物衍生产品、0.1-5％(w/w)水及≤5％(w/w)流动性试剂组成。在另一个实施方案中，所述组合物基本上由93-99.9％植物衍生产品、0.1-5％(w/w)水及≤2％(w/w)流动性试剂组成。
与实施方案公开的组合物相比，其他市售可得的粉末通常含有大量(例如，多于10％(w/w))另外的组分，例如干燥剂，加入所述干燥剂以便于干燥所述植物衍生产品。干燥剂包括，但不限于，硅酸铝、硅酸钙铝、碳酸钙、硅酸钙、硬脂酸钙、纤维素、柠檬酸铁铵、碳酸镁、氧化镁、硅酸镁、硬脂酸镁、麦芽糊精和铝硅酸钠。例如，其他市售可得的粉末可包括25-50％(w/w)麦芽糊精。
所述组合物通常呈粉末的形式，尽管所述组合物还可以其他固体形式提供，例如以片、团块、薄片、颗粒及其他比粉末化颗粒更大的固体形式。出于多种原因粉末是理想的。例如，粉末可以作为可溶于水的饮用混合物零售出售。粉末的优势也在于其可容易地与其他组分混合。
在某些实施方案中，所述外源性二糖使所述粉末具有显著提高的抗结块(例如在保存期间结块)稳定性，并且，因此与相应不包含外源性二糖的干燥粉末相比延长了保存期限。在某些实施方案中，所述粉末与不包含外源性二糖的干燥粉末相比具有更低的吸湿性。与不含外源性二糖的粉末相比，所述外源性二糖可使粉末具有更高的玻璃化转变温度，Tg。合适的外源性二糖包括但不限于，蔗糖、海藻糖，及其结合。
由于水果、蔬菜、花蜜及植物汁液衍生的产品可天然地包括二糖，尤其是蔗糖，所述粉末的实施方案可具有高于外源性二糖的合并的二糖含量(即，天然二糖和外源性二糖)，例如外源性二糖含量10-60％(w/w)。例如，合并的二糖含量可为10-80％，取决于植物衍生产品的天然二糖含量。
在一些实施方案中，用于制备所述组合物或粉末的植物衍生产品 具有≤6％(w/w)的天然的或内源性二糖含量。在某些实施方案中，所述内源性二糖含量为≤5％(w/w)、≤3％(w/w)或甚至≤1％(w/w)。例如，胡萝卜具有的天然蔗糖含量为3.6％(w/w)，苹果具有的蔗糖含量为约2.1％(w/w)，梨具有的蔗糖含量为0.8％(w/w)，且葡萄具有的蔗糖含量为0.2％(w/w)(来源：美国农业部国家营养数据库)。
实施方案公开的粉末是均匀的或基本上均匀的。所述粉末包括可彼此自由流动的固体颗粒。各个粉末颗粒包括植物衍生固体，及，在一些实施方案中，包括二糖。所述颗粒还可包括最高达5％(w/w)水。在某些实施方案中，所述颗粒包括≤2％(w/w)水，例如≤1.5％(w/w)水。单个颗粒可为无定型的、结晶的，或可同时包括无定型区域和结晶区域。在一些实施方案中，粉末中每种颗粒的化学组成基本与粉末中每种其他颗粒的化学组成相似。实施方案公开的粉末不是植物衍生固体的单个颗粒和二糖的单个颗粒的混合物。当包括流动性试剂时，所述产品可包括(i)含有植物衍生产品、最高达5％(w/w)水和(如果存在)外源性二糖的单个颗粒；及(ii)流动性试剂的单个颗粒。
所述粉末颗粒在显微镜分析下可表现为光滑并且无孔隙。所述粉末颗粒还可具有平坦的形貌。因此，在一些实施方案中，所述颗粒在用显微镜观察时表现为光滑、平坦、无孔隙的颗粒。图1为示出公开的粉末的示例性颗粒10的示意图。颗粒10具有基本上平坦的上表面12和平行的、相对地基本上平坦的下表面。在某些实施方案中，所述上表面和下表面为无孔隙的并且表现为光滑的。颗粒10为具有多个轮廓分明的、基本上呈线性的侧面14的多边形。在一些实施方案中，颗粒10具有三至四个侧面14。侧面14可限定三边的或四边的形状，例如三角形、梯形(两条平行边)、平行四边形(两对平行边)或不规则四边形(即无平行边)。相比而言，通过真空冷冻干燥或喷雾干燥制备的粉末颗粒20通常具有不规则的、粗糙的表面22，其包括多个如图2所示的孔隙24。由真空冷冻干燥或喷雾干燥制备的颗粒还可具有球形的形貌。
在一些实施方案中，所述粉末包括具有最大尺寸为≤7mm，例如≤5mm、≤2mm、≤1mm、≤0.5mm、≤0.2mm、0.05-7mm、0.1-5mm、0.1-2mm或0.05-1mm的平均粒径的颗粒。在某些实施方案中，所述粉末包括具有20目至100目(即，0.15-0.85mm)、例如20目至80 目(0.18mm-0.85mm)的平均尺寸的颗粒。
在一些实施方案中，含有外源性二糖的粉末的玻璃化转变温度Tg高于基本上由干燥的植物衍生固体和最高达5％(w/w)水组成的相应粉末的玻璃化转变温度。提高的Tg可归因于在将植物衍生材料干燥前向其添加外源性二糖，由此形成植物衍生材料和二糖的干燥的分散体。二糖通常具有比单糖例如葡萄糖或果糖更高的玻璃化转变温度。例如，在一项研究中，发现葡萄糖的Tg^冷却为295K(21℃)，而蔗糖的Tg^冷却为319K(46℃)且海藻糖的Tg^冷却为368K(95℃)，通过冷却差示扫描量热法测定(Simperler et al.，J.Phys.Chem.B.2006，110，19678-19684)。因此，在一些实施方案中，具有比葡萄糖高至少20℃的Tg的二糖用于制备粉末。
当在20-25℃下储存时，一些实施方案公开的粉末具有的保存期限为至少1个月、至少2个月、至少3个月、至少6个月、至少1年、至少2年或至少3年。当在30-35℃下储存时，某些实施方案公开的粉末具有的保存期限为至少1周、至少2周、至少1个月、至少2个月、至少3个月、至少6个月或至少1年。有利地，粉末的低含水量即≤5％(w/w)，及使用红外线辐射(在下文描述)的干燥技术还抑制微生物生长，并且如果使用特定红外波长/温度装置，可使能够随时间降解已脱水的水果/蔬菜的酶失活，由此进一步延长保存期限并保存粉末。
实施方案公开的粉末为易溶于水的。对于本文使用的包括植物衍生固体(例如，由全部水果/蔬菜泥获得的固体)的粉末，术语“溶于”是指所述粉末为可分散的并且在水中形成基本上均匀的悬浮体。一些实施方案公开的粉末在室温可溶于水。例如，相当于一份量的水果或蔬菜的粉末的量(例如，足以提供7-90g干燥的水果或3-90g干燥的蔬菜的粉末的量(见表1-2))可易溶于250mL水中。在某些实施方案中，相当于一份量的粉末的量可在室温下易溶于200mL、150mL、100mL或甚至少于100mL水中。
一些实施方案公开的粉末保持相应水果/蔬菜干燥前含有的营养物的至少90％。在某些实施方案中，未干燥的水果/蔬菜泥和/或水果/蔬菜汁中的至少95％、至少97％、至少99％、90-95％、90-97％、90-100％或95-100％的营养物保留在粉末中。因此，足以提供一份量的水果或蔬菜的粉末的量具有至少90％如90％-100％的一份量的相应新鲜水果 或新鲜蔬菜中含有的营养物。
III.制备
制备实施方案公开的组合物的方法包括，干燥至少一种呈泥、汁、糖浆、花蜜或其结合的形式的植物衍生产品，以制备含有≤5％(w/w)水如≤2％(w/w)的干燥的产品。然后将所述干燥的产品粉碎以形成粉末。在一些实施方案中，使用单一的植物衍生产品。在其他实施方案中，使用植物衍生产品的结合，如水果和/或蔬菜的结合。
在一个实施方案中，使用泥制备所述干燥的产品。在另一个实施方案中，使用汁制备所述干燥的产品。在另一个实施方案中，使用泥和汁的混合物制备所述干燥的产品。在一些实施方案中，所述混合物包括10-50％(w/w)汁和50-90％(w/w)泥。例如，所述混合物可包括20-50％(w/w)汁和50-80％(w/w)泥，如20％(w/w)汁和80％(w/w)泥，32％(w/w)汁和68％(w/w)泥，或50％(w/w)汁和50％(w/w)泥。在某些实施方案中，将天然颜料和/或天然调味料加入至泥、汁或泥/汁混合物中。加入天然颜料和/或天然调味料可促使由特定水果、蔬菜或其结合形成的不同批次的干燥的产品之间的外观和/或风味更一致。
泥可以通过任何合适的方法形成。在一些实施方案中，泥通过剪切泵形成。剪切泵可制备平均尺寸为数百微米的泥颗粒。在一些实例中，剪切泵制备平均尺寸为80-100目(即，小于177μm或小于149μm)的泥颗粒。在某些实施方案中，泥通过胶体磨形成。通过胶体磨形成的泥颗粒可具有小于50μm、小于20μm或小于10μm的平均尺寸，例如3-5μm的平均尺寸。在一些实施方案中，当与水混合时，与用其他方法制备的泥而制备的干燥的产品相比，由用胶体磨制备的泥而制备的干燥的产品表现出提高的分散性。例如，所述干燥的产品可在水中形成基本上均匀的分散体，其中单个产品颗粒对于肉眼是不可见的或在口中检测不到颗粒。
在一些实施方案中，所述方法还包括将二糖加入至植物衍生产品(例如，泥、汁、糖浆、花蜜或其结合)，以形成植物衍生产品和二糖的混合物，并且然后将混合物干燥以形成产品。在某些实例中，将所述二糖溶解于一定量的水中，并作为二糖溶液而加入至植物衍生产品。然后将植物衍生产品和二糖溶液的混合物干燥。可将干燥的产品粉碎 以形成粉末。加入至所述混合物的二糖的量为制备可流动粉末有效的量。在一些实施方案中，干燥的混合物和所得的粉末包括≤5％(w/w)水。
在一些实施方案中，将一定量的外源性二糖加入至所述植物衍生产品，以制备最终含有10％至60％(w/w)外源性二糖的干燥的组合物。在某些实施方案中，所述二糖的加入量足以提供具有10-50％、20-60％、20-50％、10-40％、20-40％或30-50％外源性二糖的组合物。合适的外源性二糖包括，但不限于，蔗糖和海藻糖。
在一些实施方案中，干燥前，将植物衍生产品(例如，泥、汁或泥/汁混合物，及任选地天然调味料和/或颜料)和二糖的混合物加热和/或混合，以提供基本上均匀的混合物并保证二糖基本上完全溶解。在某些实施方案中，所述混合物被预加热至温度为25℃至65℃。在被引入至干燥装置前，所述混合物可有利地利用多种合适的技术或机制的任一种进行预加热。例如，所述混合物可在大的桶或釜中预加热，或者，所述混合物可被泵送通过热交换器以进行预加热。
然后将所述植物衍生产品/二糖混合物(或泥、汁或泥/汁混合物)干燥以形成含有≤5％(w/w)水的产品，如含有≤2％(w/w)水的产品。干燥可包括在干燥装置内加热，直至达到所需的水分水平。在一些实例中，所述加热温度为65℃至90℃，如70℃至80℃或75℃至80℃。然后在离开干燥装置前，将干燥的产品冷却至例如25℃至40℃的温度。在冷却过程中可发生少量另外的干燥。在一些实施方案中，将所述干燥的产品退火或从干燥温度快速冷却至室温。例如，可将经干燥的产品在2-10分钟的时间内从干燥温度冷却至室温。在其他实施方案中，所述混合物通过逐渐地梯度降低温度而冷却。在一些实例中，与快速冷却的样品相比，冷却时间增加了约3倍。所述温度可逐渐地降低，例如每30-60秒降低2-6℃。
适于进行所述方法的示例性的干燥装置的实施方案公开于美国专利公开第2012/0151790号，并在下文详细描述。然而，其他干燥装置也可适于进行一些实施方案的方法。例如，在一些实施方案中，冻干器(lyophilizer)、冷冻干燥器(freeze dryer)、喷雾干燥器(spray dryer)、折射窗干燥器(refractance-window dryer)、滚筒干燥器(drum dryer)、转桶式干燥器(tumble dryer)、真空盘架干燥器(vacuum tray dryer)、 真空浆式干燥器(vacuum paddle dryer)、或真空微波干燥器(vacuum microwave dryer)是合适的。
在某些实施方案中，所述干燥装置具有多个加热区(例如，图3中区域Z1、Z2、Z3)，且一层所述植物衍生产品/二糖混合物(或泥、汁或泥/汁混合物)被放置在支承件上，如传送机上，其可使混合物移动通过加热区。热量可由支承件下方的以红外辐射能形式的干燥的辐射热而提供。在一个实施方案中，所述干燥装置具有16个加热区，且所述传送机以足以将所述混合物暴露于每个加热区35-40秒的速率移动。所述混合物在通过1-9区时被加热至其最高温度(例如65-90℃)。然后所述混合物在通过10-16区时，温度降低。在每一区所述温度可比前一区降低例如5-6℃。经干燥的混合物在25℃至40℃的温度下离开干燥装置。
干燥温度和时间是结果有效的变量(result-effective variable)，其可经调节以提供具有所需的水分水平和所需的特性如脆性和/或流动性的干燥产品。在一些实施方案中，将所述混合物在充分的温度下和充分的时间内干燥以形成包括≤5％(w/w)水，如≤4％、≤3％、≤2％、≤1.5％或≤1％(w/w)水的产品。
在一些实施方案中，将干燥的混合物粉碎以制备粉末。任何合适的方法可用于粉碎所述干燥的混合物。例如，干燥的产品可经剪切磨、球磨、碎石磨、棒磨、冲击磨、碾磨(例如，利用研钵和研杵)、辊压等，以制备粉末。在某些实施方案中，干燥的产品经剪切磨。为保持产品的低含水量，碾压/研磨过程通常为干法。在一些实施方案中，将干燥的混合物粉碎以制备含有平均粒径最大尺寸为≤7mm、如平均粒径为0.05-7mm、如0.1-2mm的颗粒的粉末。在某些实施方案中，将干燥的混合物粉碎以制备具有的平均尺寸为100目至20目或80目至20目的颗粒。
在某些实施方案中，在粉碎过程之前、期间或之后，将少量(例如，≤5％(w/w)，如≤2％(w/w))流动性试剂加入至干燥的混合物。例如，在将干燥的混合物粉碎之前，可以将少量二氧化硅或磷酸三钙加入至干燥的混合物中。与不含流动性试剂的相当的产品相比，流动性试剂可助于制备具有提高的流动性和/或提高的流动性保存期限的产品。在该实施方案中，所述产品包括(i)含有植物衍生产品、水、和 如果存在外源性二糖的多种颗粒，及(ii)含有流动性试剂的多种颗粒。
IV.干燥装置
以下描述的是可用于制备本文描述的组合物和粉末的干燥装置。
图3是根据一个实施方案的干燥装置200的侧视图。装置200包括底架210，底架210可以是含有多种结构构件的刚性结构，所述多种结构构件包括支柱212和连接到支柱212的纵向框架轨(longitudinal frame rails)214。支柱212被配置为将装置200支承在地板201或其他合适的基座上。
底架210还可包括多种其他结构构件，诸如交叉撑柱(cross-braces)(未示出)等。底架210通常可根据已知的构造方法(包括焊接、紧固、成型等)来建构，并且可由已知的材料(诸如铝、钢等)来建构。装置200一般是长条形的，并且具有第一端即进料端216以及对置的远端即第二端即出料端218。
装置200可还包括多个基本平行的横向惰辊(idler rollers)220，惰辊220被安装在底架210上并且被配置为相对于底架210自由转动。至少一个驱动辊(drive roller)222也可被包括在装置200中，并且可如所示以基本横向的方式被支承在底架210上。
致动器240(诸如电动马达)也可被包括在装置200中，并且可被支承在底架210上，邻近于驱动辊222。驱动联动装置240可被用于将来自驱动器240的动力传输给驱动辊222。可以包括速度控制器244(诸如交流(“A/C”)可变速控制设备等)，以控制致动器240的输出速度。
装置200包括呈传送带形式的支承表面230，支承表面230具有第一侧231和对置的第二侧232。支承表面230被可移动地支承在底架210上。支承表面230被配置为允许辐射热能从第二侧212穿过至第一侧211。
有利地，支承表面230由能基本上透过辐射热能并可承受最高达华氏300度的材料制成。有利地，支承表面230由含有塑料的材料制成。术语“塑料”意指通常由有机化合物通过聚合而制备的任意的各种非金属化合物，其可被注塑成各种形式并硬化，或成型至柔韧的片材或薄膜。
更优选地，支承表面230由选自丙烯酸和聚酯的材料制成。当用 于制造支承表面230时，所述材料已知具有用于所公开的干燥装置所需的热辐射透过特性。此外，塑料树脂可成型为均匀的、柔性的片材，或成型为无缝的环形带，该环形带可提供另外的益处。
同样，该材料已知提供了平滑的表面用于均匀的产品分布、支承表面230与其上支承的产品“P”之间的低静电摩擦系数、柔性和相对较高温度的耐受性。此外，该材料基本透过辐射热，具有相对较高的拉伸强度，并且相对较廉价并且易得。
作为一个环形带形式，支承表面230优选地被支承在惰辊220和驱动辊222上。支承表面230可被配置为由驱动辊222驱动，从而相对于底架210以方向“D”移动或循环。如所示，支承表面230可被配置为基本从进料端216延伸到出料端218。调紧设备(take up device)224可被支承在底架210上，并且用于在支承表面230上维持给定的张力。
支承表面230的第一侧231被配置为在其上支承一层产品“P”，如所示。第一侧231进一步被配置为将产品“P”基本从进料端216移动到出料端218。产品“P”可以是许多可行的形式(包括液体胶状悬浮液、溶液、糖浆和糊状物)之一。在液体产品“P”具有相对低的粘度的情况下，该装置的一个未示出的替代实施方案可包括纵向的、基本向上延伸的唇缘(类似于图3中示出的唇缘115)，该唇缘可在支承表面230的每个边缘上形成，以防止产品流失。
产品“P”可通过施加设备252而施加至支承表面230的第一侧231，施加设备252可被包括在装置200中，并且可位于装置200的进料端216附近。在液体产品“P”的情况下，该产品可通过喷雾被施加至支承表面230，如所示。尽管图3描绘了将产品“P”施加至支承表面230的喷雾方法，但应理解，其他方法(如滴落、刷涂等)同样是可实行的。
移除设备254也可被包括在装置200中。移除设备254位于出料端218附近，与固定的转角元件253相对以使支承表面230在转角元件253和移除设备254之间延伸，并且被配置为将产品“P”从支承表面230移除。产品“P”当被移除设备254从支承表面230移除时可处于干燥或半干燥状态。
如所示，转角元件253可使支承表面230的急转弯。即，如所描绘的，所述转角元件可被配置为使支承表面230在绕拐角急速转向，该拐角的半径不大于支承表面230厚度的约20倍。并且，有利地，所述支承表面230在转角元件253处形成大于90度的转弯。更优选地，所述转弯在约90度至175度之间。
所描绘的类型的移除设备254在移除某些基本干燥并且呈现基本自粘着性质的类型的产品“P”时可尤其有效。然而，应理解，其他配置的移除设备254(未示出)在将各种形式的产品“P”从该支承表面移除时同样有效，包括刮刀、低频振动器等。随着产品“P”在出料端218被从支承表面230移除，集料斗256可用于收集干燥的产品。根据应用，该干燥的产品可受到进一步处理，诸如碾压、研磨或以其他方式将该经干燥的产品处理成粉末。
装置200包括被支承在底架210上的加热器集群(heater bank)260。加热器集群260包括一个或多个第一加热源261以及一个或多个第二加热源262。加热器集群260还可包括一个或多个第三加热源263以及至少一个预加热器热源269。热源261、262、263、269被支承在底架210上，并且被配置为将辐射热“H”导引跨过间隙“G”并且朝向支承表面230的第二侧232。
热源261、262、263、269中的每一个有利地为干辐射热源(dry radiant heat source)。术语“干辐射热源”意指如下装置，该装置被配置为产生和发出辐射热，以及将该辐射热导引跨过间隙到另一个物体，而不引入或利用任何液体加热介质或任何种类的物质(包括水)。术语“间隙”意指将两个物体分开的空间，热在这两个物体之间基本通过辐射传送，并且其中这两个物体彼此不接触。
热源261、262、263、269优选地选自气体辐射加热器和电辐射加热器。此外，热源261、262、263、269中的每一个优选地被配置为以合适的方式调节(或增量式改变)由此产生的辐射热的量。下面更全面地描述热源261、262、263、269的操作。
热源269、261、262、263可包括产生红外光谱内的辐射热的加热元件。在特定的实施方案中，每个热源包括支承一组用于产生红外辐射的一个或多个石英加热元件的加热器支承件。每个这样的加热元件 可包括封装在石英管中的卷绕线(coiled wire)。该石英管可以是磨砂的，如本领域已知的，以提高该加热元件的热电容(heat capacitance)。该石英管可包括添加剂，如硅或石墨，以进一步提高该加热元件的热电容。提高的热容量可提供对该加热元件的操作温度的更好控制，比如使用“开/关”型开关或继电器来调节到该加热元件的电流。
每个辐射热源有利地被配置为达到高于212°F(100℃)的温度，且更有利地，所述热源被配置为达到明显高于212°F的温度，如高于300°F(约149℃)，或高于400°F(约204℃)。通常，当干燥本发明所公开的液体产品时，辐射热源的温度在约250°F(约121℃)和500°F(约260℃)之间变化。依据产品的特性(例如，厚度、黏度、含水量)，在干燥器的长度内，被加热的产品温度通常在110°F(约43℃)至约194°F(90℃)之间变化。
有利地，每个辐射热源可被配置为进行调节以使其温度能够快速升高或降低。每个热源可被配置为采用“开/关”控制方案进行调节。然而，有利地，每个热源可被配置为采用真比例(true proportional)控制方案进行调节，如通过使用相位角控制模块以调节至每个热源的电压。
装置200可包括外壳246(如罩等)，用于覆盖该装置。外壳246可被配置为包含经调节的空气“A”，经调节的空气“A”可通过入口管226被引入该外壳。在进入该外壳之前，经调节的空气“A”可在空气调节单元(未示出)中被处理，以具有对干燥产品“P”有益的温度和湿度。经调节的空气“A”在通过出口管228离开该外壳前可循环通过外壳246。一旦离开外壳246，经调节的空气“A”可返回至该空气调节单元，或者可被排放掉。
装置200可进一步包括第一传感器281、第二传感器282和第三传感器283。应理解，尽管描绘了三个传感器281、282和283，但装置200中可包括任何数目的传感器。传感器281、282和283中的每一个可如所示以基本均匀间隔的方式被支承在外壳246或其他合适的结构上。传感器281、282和283中的每一个可以是本领域已知的诸多传感器类型中的任一种。有利地，在检测产品“P”的温度的情况下，传感器281、282、283中的每一个为红外探测器或者双金属传感器。
有利地，传感器281、282和283被定位为使得基本暴露于支承表 面230的第一侧231。传感器281、282和283被配置为检测和测量产品“P”的至少一个特性，同时该产品被可移动地支承在支承表面230的第一侧231上。能够被传感器281、282和283检测和测量的产品“P”的特性可包括该产品的温度、含水量和化学组成。下文更全面地描述了传感器281、282和283的操作方面。
装置200可包括控制器250，用于在该装置工作期间控制该装置的各种功能。控制器250可包括诸多设备中的任一种，如处理器(未示出)、可读存储器(未示出)和算法(未示出)。下文将更详细地讨论控制器250。除控制器250外，装置200可包括能够与该控制器通信的操作员界面235。
操作员界面235可被配置为将关于装置200操作的信息经由显示屏237(如CRT等)中继至操作员。相反，操作员界面235也可被配置为将来自操作员的数据或操作命令中继至控制器250。这可通过键区239等来实现，键区239等还可与控制器250通信。
如所见，装置200上限定了多个控制区Z1、Z2、Z3。即，装置200包括至少第一控制区Z1，第一控制区Z1在该装置上被限定在进料端216与出料端218之间。第二控制区Z2在装置200上被限定在第一控制区Z1与出料端218之间。装置200还可包括另外的控制区，如在该装置上被限定在第二控制区Z2与出料端之间的第三控制区Z3。每个控制区Z1、Z2、Z3被限定为相对于底架210固定。
如图3所示，每个第一热源261以及第一传感器281位于第一控制区Z1内。同样，每个第二热源262以及第二传感器282位于第二控制区Z2内。每个第三热源263以及第三传感器283位于第三控制区Z3内。进一步显然，支承表面230将产品“P”移动通过控制区Z1、Z2和Z3中的每一个。即，随着驱动器240使支承表面230以方向“D”移动，支承在该支承表面上的产品“P”的给定部分被相继移动通过第一控制区Z1继而通过第二控制区Z2。
在移动通过第二控制区Z2之后，产品“P”的该给定部分然后可以移动通过第三控制区Z3并且移动到移除设备254上。如所见，加热器集群260的至少一部分(如预加热器热源269)可位于控制区Z1、Z2和Z3中的任一个之外。此外，可相对于底架210并且邻近于装置200 的出料端218限定冷却区248。冷却区248可被配置为在产品“P”通过该冷却区时采用多种已知的该产品冷却手段中的任何一种。
例如，冷却区248可被配置为采用制冷吸热器(refrigerated heat sink)(未示出)(如冷黑体等)，该制冷吸热器暴露于支承表面230的第二侧232并且位于冷却区内。该吸热器可被配置为通过将来自产品的辐射热通过支承表面230传递到该吸热器来冷却产品“P”。能够被如此使用的一种吸热器可被配置为包括蒸发器盘管(evaporator coil)，该蒸发器盘管是使用流体制冷剂(如氟利昂等)的制冷系统的一部分。
冷却区248可具有与所描绘的不同的相对长度。此外，可采用其他冷却手段。例如，冷却区248可被配置为含有对流冷却系统(未示出)，其中冷却空气被导引在支承表面230的第二侧232。此外，冷却区248可被配置为含有传导冷却系统(未示出)，其中制冷辊等接触支承表面230的第二侧232。如图3所示，产品“P”可被施加至邻近于进料端216的移动支承表面230的第一侧231。
支承表面230经由驱动链路242和驱动辊222被致动器240驱动，从而以方向“D”绕惰辊220转动。产品“P”在被施加设备252施加至支承表面230时可处于基本为液体的状态。待由装置200干燥的产品“P”以给料方向“F”朝向出料端218进料，从而穿过装置200。
产品“P”当被支承在支承表面230上并且以方向“F”移动通过装置200时经过加热器集群260，加热器集群260可被定位为与该支承表面的第二侧232成基本并列关系，从而如所示暴露于第二侧232。加热器集群260包括一个或多个第一热源261以及一个或多个第二热源262，第一热源261和第二热源262被配置为将辐射热“H”导向第二侧232并且穿过支承表面230，以加热以方向“F”移动的产品“P”。
加热器集群260还可包括一个或多个第三热源263以及一个或多个预加热器热源269，第三热源263和预加热器热源269也被配置为将辐射热“H”导向第二侧232以加热产品“P”。产品“P”当以进料方向“F”在支承表面230上移动时通过辐射热“H”干燥至想要的含水量，并且然后在出料端218通过移除设备254从该支承表面上移除。
产品“P”一旦被从支承表面230上移除，就可被收集在集料斗256等中，用于存储、包装或进一步处理。一旦产品“P”被从支承表面230 上移除，支承表面230就返回到进料端216，于是可通过施加设备252施加另外的产品。
为了促进高效的产品干燥以及高的产品品质，当产品“P”以与该产品的移动方向一致的进料方向“F”移动通过装置200时，经调节的空气“A”可由空气调节单元(HVAC)245提供，并且可通过外壳246、进气管道226和出气管道228在该产品周围循环。
作为对生产率和产品品质的进一步提升，可使用多个控制区。术语“控制区”意指限定在装置200上的固定区域，其中产品“P”移动通过该区域并且在该区域中辐射热被一个或多个专用热源基本专门地导引至该产品，所述一个或多个专用热源独立于该区域外的热源而调节。即，一个给定的控制区包括专用伺服机构，用于控制在该给定控制区内的产品“P”处被导引的热的量，其中热的量是该产品所测量的特性的函数。
如所见，支承表面230被配置为使产品“P”相继移动通过第一控制区Z1，并且然后通过第二控制区Z2。这后面可跟着第三控制区Z3。在第一控制区Z1内，随着产品移动通过第一控制区，一个或多个第一热源261将辐射热“H”导引跨过间隙“G”朝向产品“P”。同样地，在第二控制区Z2内以及在第三控制区Z3内，随着产品分别移动通过第二控制区和第三控制区，一个或多个第二热源262以及一个或多个第三热源263分别将辐射热“H”导引跨过间隙“G”朝向产品“P”。
第一辐射热源261的温度，以及由此产生的热“H”的量，独立于第二热源262的温度以及其产生的热的量而调节。类似地，第三热源263独立于第一热源261和第二热源262调节。与现有技术设备相比，使用控制区Z1、Z2和Z3可提供对生产参数的更大地控制。
即，由于产品“P”在每个控制区Z1、Z2和Z3中可暴露于不同量的热“H”，所以使用装置200可实现特定的产品曲线图和加热曲线。具体而言，例如，第一热源261可被配置为产生处于第一温度的热“H”。第二热源262可被配置为产生处于不同于第一温度的第二温度的热“H”。同样地，第三热源263可被配置为产生处于第三温度的热“H”。
因此，随着产品“P”以进料方向“F”前进通过该装置，该产品可暴露于每个控制区Z1、Z2、Z3中的不同量的热“H”。这可尤其有益于， 例如，与现有技术装置中的干燥时间相比缩短产品“P”的干燥时间。这可通过如下方式实现：随着产品“P”相继前进通过控制区Z1、Z2、Z3，快速达到该产品的给定温度并且然后维持该给定温度。控制区Z1、Z2、Z3的使用还有益于：提供对传输至产品“P”的热“H”的量的严密控制，以提供更好的产品品质。即，可通过利用控制区Z1、Z2、Z3使产品“P”对热能“H”的暴露过度和暴露不足最小化来提高产品品质。
假设给定产品“P”当通过施加设备252而被置于支承表面230上时是相对潮湿的并且处于环境温度，则需要相对大量的热“H”以将该产品的温度升高到给定温度，如100℃。因此，在产品进入第一控制区Z1之前，预加热器热源269可以用于预加热该产品“P”。预加热器热源269可被配置为持续产生处于最大温度的辐射热“H”并且将最大量的热“H”导引至产品“P”。
随着产品“P”进入第一控制区Z1，第一控制区Z1内的第一热源261可被配置为产生足以达到给定的所需的产品温度的热“H”的量。第一传感器281，与控制器250一起可用于调节第一热源261的温度，从而将所需的量的热“H”传递给产品“P”。当产品“P”在第一控制区Z1内时，第一传感器281被配置为检测和测量该产品的至少一个给定特性。例如，当产品“P”在第一控制区Z1内时，第一传感器281可被配置为检测和测量该产品的温度。
当产品“P”在第一控制区Z1内时，第一传感器281可检测和测量该产品的特性，并且然后将所测得的特性中继给控制器250。然后控制器250可使用来自第一传感器281的测量值以调节第一热源261的温度或热输出。即，可作为第一传感器281检测和测量的第一控制区Z1内的所测量的产品“P”的产品特性的函数来调节第一热源261产生的热“H”。所测量的产品特性可包括，例如，该产品的温度。
第二传感器282类似地用于当产品“P”在第二控制区Z2内时检测和测量该产品的至少一个特性。同样地，第三传感器283可用于当产品“P”在第三控制区Z3内时检测和测量该产品的至少一个特性。
分别通过第二控制区Z2和第三控制区Z3内的第二传感器282和第三传感器283检测和测量的产品特性同样可用于调节由第二热源262和第三热源263产生的热“H”的量，以在产品“P”前进通过每个控 制区时维持该产品的特定的温度曲线图。
在产品“P”被快速加热至给定温度并且然后维持在该给定温度的情况下，第一热源261将可能在相对高的温度下产生热“H”，以在产品“P”离开第一区Z1之时将产品温度快速升高至该给定温度。假设产品“P”在进入第二控制区Z2时处于该给定温度，则第二热源262和第三热源263将在相继较低的温度下产生热“H”，因为随着该产品的含水量降低，需要更少的热“H”来维持该产品的温度。
如上文提及的，传感器281、282、283可被配置为检测和测量诸多产品特性中的任何产品特性，如含水量。这尤其有益于生产高品质的产品“P”。例如，在当产品“P”进入第二控制区Z2时产品温度已经达到给定温度的上述情况下，第二传感器282和第三传感器283可分别在该产品前进通过第二控制区Z2和第三控制区Z3时检测和测量该产品的含水量。
如果第二传感器282在第二控制区Z2内检测和测量到产品“P”的相对高的产品含水量，则控制器250可调节第二热源262从而继续将产品温度维持在给定温度以便继续对产品干燥。然而，如果第二传感器282检测到相对低的含水量，则控制器250可调节第二热源262从而降低产品温度以防止过度干燥产品“P”。
同样，第三传感器283可检测和测量在第三控制区Z3内的产品含水量，于是控制器可确定由第三热源263将要产生的热“H”的合适量。尽管描述了三个控制区Z1、Z2、Z3，应理解根据本发明可包含任意数量的控制区。
在上面的实施例提供的控制器250、传感器281、282、283与热源261、262、263之间的相互作用的深化描述中，给定控制区Z1、Z2、Z3可描述为分立的、独立的且专门的控制环，该控制环包括位于该给定控制区内的每个关联的传感器和每个关联的热源，并且该控制环与该控制器一起被配置为：作为根据关联的传感器测得的产品“P”的至少一个特性的函数，来独立地调节关联的热源产生的热“H”的量。
即，与给定控制区Z1、Z2、Z3关联的每个传感器281、282、283可被认作被配置为专门向控制器250提供与该给定控制区中的产品“P”的一部分的特性有关的控制反馈。控制器250可使用该反馈，根据 操作员限定的或以其他方式存储在控制器内的温度曲线图或其他这样的参数，来调节热源261、262、263的输出。
装置200的多个控制区Z1、Z2、Z3也可用于实现特定的产品曲线图，其可以是对该产品的品质有益的。例如，可假设，当达到极低含水量时，能够通过在干燥期间遵循给定产品温度曲线图来将给定产品“P”的品质最大化。该给定产品温度曲线图可规定，随着产品“P”相继通过第一控制区Z1、第二控制区Z2、第三控制区Z3，该产品的温度首先快速升高至最大给定温度，于是产品“P”的温度逐渐降低，直至该产品被从支承表面230上移除。
在该情况下，第一传感器281、第一热源261和控制器250可按照与上述类似的方式操作，以将产品“P”的温度快速升高至第一温度，该第一温度是随着产品“P”通过第一控制区Z1而可达到的。该第一温度可对应于相对大量的热“H”，该相对大量的热“H”被传递至初始包含高百分比的水分的产品“P”。
随着产品“P”通过第二控制区Z2，第二传感器282、第二热源262以及控制器250可操作，以将产品温度降低到低于该第一温度的相对中间的第二温度。该第二温度可对应于较小量的热“H”，该较小量的热“H”是随着产品“P”的含水量降低而需要的。
同样，随着产品“P”通过第三控制区Z3，第三传感器283、第三热源263和控制器250可操作，以将该产品的温度进一步降低到低于该第二温度的相对低的第三温度。该第三温度可对应于相对小量的热“H”，该相对小量的热“H”是当产品“P”接近想要的干燥度时所需要的。
除了调节热源261、262、263的温度以外，控制器250还可被配置为调节支承表面230相对于底架210的速度。这可通过配置控制器250从而调节驱动器240的速度来实现。例如，如在驱动器240是A/C电动马达的情况下，该控制器可被配置为通过伺服机构等来调节可变速控制单元244。
支承表面230的移动速度或速率可影响由装置200实施的干燥产品“P”的过程。例如，支承表面230相对慢的速度可提高产品“P”吸收热“H”的量，因为较慢的速度将导致该产品暴露于热“H”较长时间。相反，支承表面230相对快的速度可降低产品“P”吸收热“H”的量，因为 较快的速度将导致该产品暴露于该热的暴露时间较短。
此外，控制器250还可被配置为调节可循环通过外壳246的经调节的空气“A”的多种不同的品质。例如，控制器250可被用来调节经调节的空气“A”的流率、相对湿度和温度。经调节的空气“A”的这些品质可影响产品“P”的干燥时间和品质。
在装置200的未被示出的另一个替代实施方案中，外壳246可被配置为对外界大气基本密封。在该情况下，可控制经调节的空气“A”的化学组分，从而以特定方式影响干燥过程，或者影响或保持产品“P”的化学特性。例如，经调节的空气“A”可以基本是能够防止产品“P”氧化的惰性气体。
转到图4，其示出了描绘装置200的一个可行配置的示意图，该装置包括多个通信链路257。通信链路257被配置为在装置200的多个部件之间提供数据信号传输。通信链路257可被配置成诸多可行的通信方式中的任何通信方式，包括硬线(hard wire)和光纤(fiber optic)。此外，通信链路257可包括无线通信方式，包括红外波、微波、声波、无线电波等。
可读存储器存储设备255(如数字存储器)可被包括在控制器250内。可读存储器存储设备255可被用于存储与装置200的操作方面有关的数据(这些数据被控制器经由通信链路257接收)，以及设定点及可被控制器250使用以控制干燥过程的其他所存储的值和数据。控制器250还可包括至少一个算法253，该算法可用于进行在装置200的操作期间所要求的各种决策过程。
算法253考虑到的决策过程可包括：保持装置200的若干可变控制方面的综合协调。这些可变控制方案包括：支承表面230的速度；由热源261、262、263、269中的每一个产生的热“H”的量；以及从传感器281、282、283接收的产品特性测量值。另外，可要求算法253根据多种设置生产参数(如产品温度曲线图和生产率)来进行操作决策过程。
通信链路257可在控制器250与操作者界面235(可包括显示屏237和键区239)之间提供数据传输。即，控制器250与操作者接口235之间的通信链路257可经由该显示屏提供从该控制器到操作者的 数据通信。这样的数据可包括装置200的多种方面，包括产品“P”的与该产品在控制区Z1、Z2、Z3中的每一个的位置有关的温度和含水量。
另外，这样的数据可包括该支承表面相对于底架210的速度以及热源261、262、263、269中的每一个的温度。通信链路257还可经由键区239等从操作员向控制器250提供待传送的数据。这样的数据可包括操作命令，该操作命令包括操作员对给定产品温度曲线图的说明。
通信链路257可被设置在控制器250与HVAC单元245之间，以在它们之间传递数据。这样的数据可包括从控制器250到HVAC单元245的命令，该命令规定了经调节的空气“A”的给定温度、湿度等。通信链路257还可被设置在控制器250与驱动器240之间，以在它们之间传递数据。该数据可包括从控制器250到驱动器的命令，该命令规定了支承表面230的给定速度。
另外的通信链路257可被设置在控制器250与传感器281、282、283中的每一个之间，以在这些传感器中的每一个与该控制器之间传递数据。这样的数据可包括产品“P”的多种不同特性的测量值，例如产品“P”的温度、产品的含水量和/或产品的化学组成。其他通信链路257可被设置在控制器250与热源261、262、263和269中的每一个之间，以在它们之间提供数据传输。
该数据可包括从控制器250到热源261、262、263和269中的每一个的命令，该命令向每一个热源指示要产生的热“H”的量。如可见，装置200可包括多个控制设备233，它们可包括继电器，其中这些控制设备中的每一个经由各自的通信链路257连接至控制器250。每个控制设备例如在电力驱动的热源的情况下为继电器，或者，在气体驱动的热源的情况下为伺服阀。在特定的实施方案中，每个控制设备233可包括“开/关”固态继电器或如以下描述的可改变一个或多个加热元件电压的相位角控制模块。
根据另一个实施方案，干燥装置能够独立控制被加热产品的温度(例如，以实现所需温度曲线图)和辐射波长(例如，以使热传递速率最大化)。为此，可提供一种具有一个或多个热源的干燥装置，所述热源相对于产品“P”可移动，以增大或减小所述热源与所述产品“P”之间的间隙或间隔。通过调节所述产品与所述热源之间的间隙，可控制源温度以使得产生所需的产品温度和辐射波长。例如，如果特定的干 燥曲线图要求产品的温度在一个或多个控制区内保持基本恒定，则该产品通常会在每个相继的控制区内受到更少的热。为了维持想要的产品温度和辐射波长，控制区中的加热器可被移动得更远离该产品，以在维持源温度的同时减少施加至该产品的热，从而产生处于想要的波长的辐射。例如，如果需要，源温度和加热器位置可被控制，以在相继的区中产生预定的恒定波长以补偿产品在每个区中被干燥时因含水量减少而引起的蒸发水分所需要的能量的变化。
或者，如果需要，源温度可以被调节以在控制区内产生不同于先前控制区中波长的所需的波长，并且热源和产品之间的间隙可以被相应调节以实现所需的产品温度。这使得干燥器补偿其他产品特性，所述其他产品特性在干燥过程中在每个区中或在各区之间可不同，例如产品的发射率、产品的厚度、产品(或产品中的具体化合物)对特定波长的IR(红外辐射)的敏感度变化、以及释放产品中的结合水的能力(释放结合水的能力随着产品干燥而减弱)。干燥器的控制器可以配置为在干燥过程中持续监测热源的波长和产品的温度，并且自动调节热源的温度和位置以在每个加热区域内维持所需的产品温度和波长。
现在参照图5，其示出了根据本发明的另一个实施方案的干燥装置200A。干燥装置200A是图3和图4的干燥装置200的一个改进。干燥装置200A与干燥装置200之间的一个差别是，干燥装置200A具有相对于产品“P”向上和向下可移动的热源。干燥装置200A包括底架300，底架300相对于图3的底架210的改变在于，它包括可移动的平台(或加热器支承件)302、304、306、308，它们分别支承热源269、261、262、263。参考图3的实施方案，热源269、261、262、263可包括产生红外光谱内的辐射热的加热元件。每个平台302、304、306、308被安装在底架300的一对直立支柱310上，并且被配置为相对于直立支柱310向上和向下移动，如双向箭头312指示的。在特定的实施方案中，每个加热器支承件可以支承一组用于产生红外辐射的一个或多个石英加热元件，如以上对于图3所描述的。
如图5中所示，控制区Z1、Z2或Z3内的每个热源被支承在一个共同的平台上，因此具体控制区内的每个热源一起向上或向下移动。在替代实施方案中，少于三个的热源可被安装在单个平台上。例如， 每个热源可被安装在一个分立的平台上，并且其竖向位置可相对于相同控制区内的其他热源而调节。在其他的实施方案中，单个平台可延伸到多个区中，以支承在相邻控制区中的热源。
在每个加热区(控制区Z1、Z2、Z3和预加热区PH)内，直接安装在热源上方的是测量热源温度的一个或多个温度传感设备，如一个或多个热电偶314。每个热电偶314被定位以监测相应热源的加热元件的表面温度并且与控制器250通信(图4)。如下文更详细地描述的，提供了反馈控制环，以持续监测每个加热区内的热源的温度，并且调节热源的竖向位置和/或热源的温度，以使用辐射能来实现预定的波长和预定的产品温度。在所例示的实施方案中，在每个加热区内放置了一个热电偶。然而，在其他实施方案中，在每个加热区内可使用多于一个热电偶。例如，如果每个热源被安装在它本身的平台上，则将会有利的是在每个热源上方定位至少一个热电偶。热电偶314可被安装在与相应热源的加热元件相邻的任何方便位置。例如，热电偶可被安装至热源的支承框架或盘，所述支承框架或盘支承一个或多个加热元件。
代替热电偶或除了热电偶以外，该干燥器可在每个加热区内包括一个或多个传感器，如红外分光计或辐射计，用于测量到达产品的能量或红外能量的波长。这样的传感器可被安装在该干燥器的任何方便位置，如直接位于支承表面230和该产品的上方，优选地直接位于该支承表面的未被产品层覆盖的边缘部的上方。该方法具有如下优点：允许该系统补偿到达产品的实际红外波长的改变，这些改变可因支承表面230的透明度和折射性质以及从加热器盘表面或从加热器盘中的反射体发出的红外能量而异。这些波长或能量传感器可代替加热器热电偶314(或者可与该热电偶联合起来使用)，作为控制方案中测量从热源发出的辐射能的波长的方法，由此调节热源的竖向位置和/或它们的温度，以在每个区内实现预定的波长和预定的产品温度。
任何合适的技术或机制可以用于影响每个平台302、304、306、308相对于支承支柱310的竖向移动。例如，图6是控制区Z1的示意性图示，其示出了平台304，在平台304的对立侧安装有驱动齿轮316。每个驱动齿轮316与安装在底架的相应支承支柱310上的相应齿条318 啮合。驱动齿轮316可由安装在该平台上的方便位置的电动马达320驱动。马达320可有效地通过驱动轴(未示出)联接到每个驱动齿轮316，使得该马达的操作有效以驱动齿轮驱动，所述驱动齿轮沿着所述齿条平移以将该平台向上和向下移动。马达320与控制器250(图4)通信，控制器250控制该平台的竖向位置。其他加热器区域的平台可具有类似配置。
图8示出了用于实现平台的竖向移动的一个替代配置。在该实施方案中，平台304被安装至四个线性驱动器350(在该平台的每个角处安装一个)，不过也可使用更多或更少数目的驱动器。所例示的实施方案中的每个驱动器350包括螺纹杆352和布置在该杆上的螺母354。平台304被支承在杆352的上端。螺母354的同步转动(由控制器350控制)导致平台304相对于传送机230升高或降低。应理解，可使用多种其他机制来影响该平台的竖向移动。例如，可使用多种气动、机电、和/或液压机制中的任一种来使该平台向上和向下移动，包括多种类型的线性驱动器、螺杆马达、螺杆轨等。
应理解，调节了该平台上的热源的竖向位置，就调节了热源与支承在支承表面230上的产品“P”之间的间隙或间隔G。产品的温度因热源与产品之间的距离以及热源的温度而异。增大从热源到产品的距离将降低产品的温度，而减小从热源到产品的距离将升高产品的温度(如果热源的温度保持恒定)。如上所述，通过分别降低和升高热源的温度，可增大或减小从热源发出的辐射能的波长。因此，通过调节热源的温度以及热源与产品之间的距离，可独立地控制加热区内的产品“P”的温度以及该产品在该加热区内吸收的辐射能的波长。
在特定的实施方案中，控制器250可被配置为经由传感器281、282、283持续监测产品的温度(和/或产品的其他特性)以及经由热电偶314监测热源的温度，并且自动调节热源的竖向位置和/或热源的温度，以维持针对该产品的预定温度曲线图以及在每个加热区中的预定波长的辐射能。为了测定来自热源的辐射能的波长，控制器250可包括算法或查找表，该算法或查找表被该控制器用于：基于中继给该控制器的热电偶314的温度读数而测定对应于每个热源的波长。
在一个实施方式中，热源的波长可通过如下方式测定：测量该热 源的温度，并且使用维恩定律(Wien’s law)(λmax＝b/T，其中λmax是峰值波长，b是维恩位移常量，T是热源的温度)来计算该波长。在另一个实施方式中，热源的波长可通过如下方式测定：测量该热源的温度，并且在如图9中例示的图表中识别该热源的相应峰值波长。或者，该干燥器可包括波长传感器(如上文讨论的)，所述波长传感器直接监测来自每个热源的辐射能的波长并且将信号中继给该控制器。
控制器250可与控制每个区中的加热元件的温度的多个控制设备233(图4)通信。有利地，为该干燥器的每个区提供控制设备233。例如，控制设备233可以是固态继电器，其采用“开/关”控制方案来调节到加热元件的电流。更有利地，控制设备233包括相位角控制模块，其可通过改变到加热元件的电压来升高或降低加热元件的温度。每个相位角控制模块233与控制器250通信，并且基于从该控制器接收的信号来改变到各个区的加热元件的输入电压，以升高或降低加热元件的操作温度。使用相位角控制模块233的优点在于，它允许精确控制加热元件的操作温度，以更好地实现想要的产品温度曲线图。
从每个区中的热源发出的红外波的波长可基于如下因素来选择：在特定干燥阶段针对特定产品的想要的加热和干燥特性，以及各种产品特性，如发射率和吸收辐射热的能力。例如，可选择每个加热区中的波长，以使每个加热区中针对特定产品的辐射能吸收率最大化。图10示出了水对电磁辐射的吸收。在红外范围内，在约3μm处和约6.2μm处存在峰值。在一个具体实施方式中，有利的是在整个干燥过程中维持3μm或6.2μm的恒定波长，使得正被蒸发的产品中的水对红外辐射能进行最佳吸收。由于施加至支承表面230的产品中的含水量随着在该产品移动通过每个加热区时该产品中的水分(及其他产品特性)而变化，所以在每个区中实现想要的产品温度所要求热的量可大幅变化。因此，热源的位置可被自动调节，以保持预定的恒定波长以及预定的温度曲线图。移动所述加热器产生了恒定的波长，以补偿干燥期间产品中含水量的变化，并且补偿每个干燥区中不同的想要的产品温度设定点(即，所需的干燥温度曲线图，其对于不同产品可不同)。在一些情况下，希望在一些干燥区中(如在较早的区中，这里需要相对较高的温度)使一些热源在3μm下操作，以及在另一些干燥区中(如 在朝向该干燥器的末端的区中，这里需要相对较低的温度)使一些热源在6.2μm下操作。以此方式，可基于每个区是否具有任何具体温度限制或要求来选择用于该区的具体波长(3μm或6.2μm)。
在其他实施方式中，有利的是，出于一个或多个原因而改变每个相继的区中的波长。例如，产品的发射率整体可随着该产品在干燥过程中的前进而变化。这样，可选择每个加热区中的波长，以在干燥过程中随着该产品的发射率的变化来使该产品对辐射能的吸收最大化。作为另一个实施例，可选择每个加热区中的波长，以实现辐射波透入产品的想要的程度，或者补偿产品层随着干燥而出现的厚度变化。此外，产品(或产品中的特定化合物)对特定IR波长的敏感度可随着该产品移动通过该干燥器而提高。因此，可选择每个加热区中的波长，以避免对产品或产品中的特定化合物的损坏。
下面描述了用于操作干燥器200A以使用预定的IR波长来干燥产品的一个具体方法。如上所述，约3微米和6.2微米的红外波长通常对水产生最好的辐射能吸收率。因此，控制器250可被编程以控制每个加热区中的热源的温度，从而在所有加热区内产生处于例如3微米(或者，6.2微米)的红外波。为了维持产品的预定温度曲线图，控制器250监测产品的温度，并且根据需要持续调节热源与产品之间的间隔，以维持产品在每个区内想要的温度。如上所述，为了干燥某些产品，想要在Z1、Z2、Z3内维持恒定的产品温度。由于产品的含水量随着产品移动通过每个区而减少，在每个相继的区内需要更少的热来维持所需的产品温度。这样，第一控制区Z1中的热源通常比第二控制区Z2中的热源更靠近产品，第二控制区Z2中的热源通常比第三控制区Z3中的热源更靠近产品，如图5中描绘的。应理解，热源可在恒定或基本恒定的操作温度下操作，并且控制器可使得热源的位置向上和向下移动，以改变到达产品的热的量。使热源在恒定或基本恒定的操作温度下操作的一个优点在于，热源可在恒定或基本恒定的电力供应和电压下操作，这可显著提高该干燥器的能量效率。
用于操作干燥装置200A的一个替代控制方案被例示在图7中示出的流程图中，并且可按照下列方式运行。当该干燥器首先启动并且产品被首先施加到支承表面230时，热源处于启动位置(通常但不必 然，所有热源都处于相同的竖向位置)。参照图7，控制器首先读取产品温度(402)并且据此调节热源的操作温度，以在每个加热区中实现想要的产品温度(404和406)。如果对于特定区中的产品，产品温度处于预定设定点，则控制器读取热源的操作温度并且确定该区中的热源产生的波长(408和410)。或者，可根据从分光计、辐射计或等同设备中继至控制器的信号来确定加热区中的波长。
如果特定区中的波长大于或小于预定波长，则控制器控制该区中的热源移动得更远离或更靠近产品(412和414)。更具体而言，如果测得的波长大于预定波长，则控制器使热源移动得更远离产品，并且如果测得的波长小于预定波长，则控制器使热源移动得更靠近产品。随着热源移动得更远离或更靠近产品，产品温度可相应地开始降低或升高。因此，过程环路在方框402处开始，在这里控制器读取产品温度并且升高或降低热源的操作温度，直到再次达到预定的产品温度。此时，控制器再次测定热源产生的波长(408和410)，并且如果该波长仍大于或小于针对该区的预定波长则使热源移动得再更远离或更靠近产品(412和414)。重复该过程环路，直到热源产生处于预定波长的能量。此时，控制器再次测定产品温度(402和404)，视需要调节热源的操作温度以维持预定的产品温度(406)，并且然后将测得的波长与预定波长进行比较(410和412)，并且如果测得的波长大于或小于预定波长则移动热源(414)。
当控制器测定某区中的热源应被移动(向上或是向下)时，可在方框414以小的预定增量移动该热源。在每次增量式移动之后，控制器读取产品温度(402)，升高或降低热源的操作温度以实现预定的产品温度(406)，并且一旦达到了预定的产品温度(404)，控制器就测定热源产生的波长(408和410)，并且然后如果该波长长于或短于预定波长，则使热源移动另一增量(414)。
与加热元件被维持在恒定温度并且被升高或降低以调节施加至产品的热的量的控制方案相比，图7中例示的干燥器的操作方式能够提高干燥器的响应性(即，该系统根据需要增大或减小施加至产品的热的量以避免产品加热过度或加热不足的能力)。因此，图7中示出的方法包括两个反馈环路，即第一反馈环路和第二反馈环路，该第一反馈 环路响应于使施加至产品的热的量的立即增大或减小成为必要的突然变化来调节加热元件的温度，该第二反馈环路调节加热元件的位置直到在最优产品温度实现目标波长。许多处理特性在干燥过程中变化，并且可导致需要突然增大或减小必须被施加至产品的热的量以保持产品的目标温度曲线图。这些特性中的一些包括：施加至传送机的产品的含水量和固体含量、初始产品温度、施加至传送机的产品的速率和厚度，以及环境条件(温度和相对湿度)。以所描述的方式运行两个反馈环路，允许加热元件的操作温度快速升高和降低，以响应对施加至产品的热的量的增大或减小的需求，从而避免产品的加热过度或加热不足。
在另一个实施方式中，控制器250可被编程，以在调节热源的位置之前，在与可接受的波长谱对应的预定温度范围内升高或降低热源的温度。例如，控制器250可监测产品温度，并且根据需要在预定范围内调节热源的温度，以维持温度曲线图。如果该热源的温度超过该预定范围或降到该预定范围以下，则该控制器可根据需要将该热源移动得更靠近或更远离该产品，以维持该产品的温度曲线图。这种操作干燥器的方式允许热源非常快速地响应在每个干燥区中实现想要的产品温度所要求的热的量的变化。进一步解释，为每个加热器选择目标温度以实现想要的波长，但为了快速响应，加热器的温度在可接受的波长带内在指定且有限的范围内变化。这允许热源快速响应正被干燥的产品中的小的、实时的变化，如可频繁出现的含水量或产品厚度的变化，从而避免产品的加热过度或加热不足。
在所例示的实施方案中，控制器250在第一反馈环路中操作以控制热源的温度，并且在第二反馈环路中操作以控制热源相对于产品的间隔。在替代实施方案中，热源的温度以及热源相对于产品的位置可由操作者手动调节。例如，操作者可监测该过程的各种操作参数(产品温度、热源温度等)，并且通过将信息输入键区269(该信息被中继给控制器250)以调节这些操作参数中的一个或多个。
所例示的实施方案中的干燥装置200A是在干燥一薄层液体产品的上下文中描述的，所述液体产品如含有以上描述的水果和蔬菜的液体。应理解，本文所有实施方案公开的干燥装置都可用于干燥或以其 他方式将热施加给非流体食物产品(例如，烘烤品、米饭)或者各种非食物产品中的任一种(例如，木材产品、淤泥、膜板、纺织品、粘合剂、油墨、光敏层等)。
下面的因素可影响干燥器对控制区内的波长和产品温度的控制力：(i)加热元件朝向及远离传送带的支承表面的调节范围；(ii)加热元件的功率密度(watt density)；(iii)加热元件之间的间隔；以及(iv)加热元件的反射体配置。这些特征可在每个控制区内被优化，以使干燥器能力和产品品质最大化。
如果加热元件太靠近传送机(例如，比个体加热元件之间的间隔更近)，则传送机上的热/冷区域可导致：在红外能量被投射到传送带上时，来自相邻加热元件的红外束的半径不重叠。因此，加热元件与传送带之间的最小距离至少应等于或大于个体加热元件之间的间隔。太远离传送带的加热元件将需要相对大量的能量来在给定波长实现产品温度，这是因为能量密度随着加热元件与传送机之间的距离的平方而减小。
加热元件的功率密度可表示为每英寸加热元件长度的瓦特值。如果加热元件的功率密度过高，则加热元件将需要被布置得非常远离传送带，以维持更热的温度来发出对于给定的产品温度想要的波长。如果加热元件的功率密度过低，则加热元件可能需要非常靠近传送带，以形成热点和冷点，和/或加热元件可能不能达到实现想要的波长所要求的更热的温度。为了应对产品的含水量在干燥期间的变化，加热器功率密度以及在个体加热元件之间的间隔可基于如下来选择：特定区中预期的含水量范围，和基于产品的热容量所要求的预期的瓦数(wattage)(Q＝mCp(T1-T2))以及所产生的水蒸气的量(1000BTU/lb.的蒸汽)。
石英加热器可以是透明的或磨砂的，并且可包括直接位于元件上或位于元件后方某距离处的反射体。例如，每个加热器支承件302、304、306、308(图6)可包括反射体(例如，金属盘)，该反射体位于被加热器支承件支承的加热元件下方。在本身的元件上具有反射体的加热元件在同样条件下将具有相对较高的元件温度，这是因为将底部红外线直接反射回该元件本身，导致与具有被定位在加热元件下方 的反射体的加热元件相比，在相同的功率设置下具有更高的温度和更短的波长。如果反射体在加热元件下方，则更多的初始红外波能够被反射到该元件周围。反射到该元件周围的优点在于，红外线能够被更均匀分配到传送带上，尤其是在加热元件因水的高去除率(高热蒸发)而相对靠近传送带的区中。另一方面，加热元件上的反射体在如下控制区中会更有利：在该控制区中，加热器需要相对更远离传送带，从而缩短加热元件距传送带的最大距离，由此减小实现想要的波长所要求的能量。
参照图11，调节加热器的范围、功率密度、加热器间隔以及反射体配置的选择可得到进一步解释。图11示出了用于干燥水果和蔬菜液体(但也可用于干燥其他物质)的干燥器500的示意图。干燥器500包括五个主干燥器部分502、504、506、508和510。每个干燥器部分可包括一个或多个控制区。通常，每个控制区包括多个红外加热元件(也称为红外发射器或红外灯)。在每个干燥器部分内，可存在支承一个控制区的多个加热元件的可移动的加热器支承件(例如，302、304、306、308)、支承多于一个控制区的多个加热元件的加热器支承件，或者支承一个控制区的多个加热元件的加热器支承件与支承多于一个控制区的多个加热元件的加热器支承件的结合。控制区的长度(以传送机的移动方向)以及可移动的加热器支承件的长度可沿着干燥器的长度而改变，例如在1英尺与10英尺之间。一般而言，较短的控制区和较短的加热器支承件可提供对产品温度的更精确控制，并且可对由于水分损失引起的产品热性质变化更灵敏。在特定的实施方案中，第一干燥器部分502延伸约总干燥器长度的10％；第二干燥器部分504延伸约总干燥器长度的25％；第三干燥器部分506延伸约总干燥器长度的35％；第四干燥器部分508延伸约总干燥器长度的20％；第五干燥器部分510延伸约总干燥器长度的10％。
第一干燥器部分502是干燥器的一个“上升(ramp-up)”部分，这里产品温度在短时间内升高至产品最有效蒸发的最优温度。在该干燥器部分中，控制区可相对短，以尽可能快地升高产品温度同时避免加热过度。在特定的实施方案中，该干燥器部分中的加热元件的功率密度在约20至80瓦特/英寸的范围内，其中一个具体的实例是50瓦 特/英寸。加热器间隔(各个加热元件之间的距离)在约0.5英寸至约5.0英寸的范围内，其中一个具体的实例是2.0英寸。每个控制区的长度在约6英寸至约60英寸的范围内，其中一个具体的实例是30英寸(每个区具有约15个加热元件)。每个可移动的加热器支承件的长度在约6英寸至约60英寸的范围内，其中一个具体的实例是30英寸。在一个具体实施方式中，每个可移动的加热器支承件可支承一个控制区的多个加热元件(如图5中示出的)。第一干燥器部分502内的加热元件和传送机230之间的距离可被调节在约0.5英寸至5.0英寸之间，其中2.0英寸是一个具体的操作距离。在该干燥器部分中可使用安装在加热元件下方的反射体。
第二干燥器部分504是一个高蒸发部分，这里含水量初始是高的，并且产品被维持在用于水分蒸发的高效温度。在该部分中，该过程通常处于蒸发大量水分的稳定状态，同时几乎不影响产品温度。因此，在该干燥器部分中，控制区可相对较长。在该干燥器部分中需要相对大量的能量。在特定的实施方案中，该干燥器部分中的加热元件的功率密度在约20至80瓦特/英寸的范围内，其中一个具体的实例是60瓦特/英寸。加热器间隔(个体加热元件之间的距离)在约0.5英寸到约5.0英寸的范围内，其中一个具体实例是2.0英寸。每个控制区的长度在约15英寸至约120英寸的范围内，其中一个具体实例是60英寸(每个区具有约30个加热元件)。每个可移动的加热器支承件的长度在约15英寸至约240英寸的范围内，其中一个具体实例是120英寸。在一个具体实施方式中，每个可移动的加热器支承件可支承两个控制区的多个加热元件。在第二干燥器部分504内，加热元件与传送机230之间的距离可被调节在约0.5英寸至5.0英寸之间，其中2.0英寸是一个具体操作距离。在该干燥器部分中可使用安装在加热元件下方的反射体。
第三干燥器部分506是一个过渡部分，这里产品转变至近乎干燥状态，并且变得对热非常敏感。因此，在该干燥器部分中，控制区的长度有利地相对较短，以响应影响干燥速率的产品特性的任何波动。在特定的实施方案中，该干燥器部分中的加热元件的功率密度在约20至60瓦特/英寸的范围内，其中一个具体的实例是30瓦特/英寸。加热 器间隔(个体加热元件之间的距离)在约0.5英寸至约24.0英寸的范围内，其中一个具体的实例是3.0英寸。每个控制区的长度在约15英寸至约120英寸的范围内，其中一个具体的实例是30英寸(每个区具有约10个加热元件)。每个可移动的加热器支承件的长度在约15英寸到约240英寸的范围内，其中一个具体的实例是30英寸。在一个具体实施方式中，每个可移动的加热器支承件可支承一个控制区的多个加热元件。在第三干燥器部分506内，加热元件与传送机230之间的距离可被调节在约0.5英寸至24.0英寸之间，并且更具体地被调节在约4.0英寸至约10英寸之间。在该干燥部分中，可使用安装在加热元件下方的反射体与具有一体式反射体的加热元件的结合。
第四干燥部分508是一个最终干燥部分，这里产品初始是几乎干燥的，并且控制区相对较长，以在相对稳定状态条件下从产品中去除最后的水分。为维持基本恒定的干燥，较长的控制区是理想的。在特定的实施方案中，该干燥器部分中的加热元件的功率密度在约20至80瓦特/英寸的范围内，其中一个具体的实例是60瓦特/英寸。加热器间隔(个体加热元件之间的距离)在约0.5英寸到约5.0英寸的范围内，其中一个具体的实例是4.0英寸。每个控制区的长度在约60英寸到约120英寸的范围内，其中一个具体的实例是90英寸(每个区具有约22个加热元件)。每个可移动的加热器支承件的长度在约15英寸到约240英寸的范围内，其中一个具体的实例是120英寸。在一个具体的实施方式中，一些可移动的加热器支承件可支承一个控制区的多个加热元件，而另一些可移动的加热器支承件可支承两个控制区的多个加热元件。在第四干燥器部分508内，加热元件与传送机230之间的距离可被调节在约0.5英寸至20.0英寸之间，其中一个具体的操作距离是16英寸。在该干燥部分中可使用具有一体式反射体的加热元件。
第五干燥部分510是一个出料或“下降(ramp-down)”部分，这里控制区可相对短，以降低用于退火的产品温度，和/或避免过度加热对热特别敏感的产品。在特定的实施方案中，该干燥器部分中的加热元件的功率密度是约10瓦特/英寸。加热器间隔(个体加热元件之间的距离)在约0.5英寸至约5.0英寸的范围内，其中一个具体的实例是3.0英寸。每个控制区的长度在约60英寸至约120英寸的范围内，其 中一个具体的实例是30英寸(每个区具有约10个加热元件)。每个可移动的加热器支承件的长度在约15英寸至约120英寸的范围内，其中一个具体的实例是30英寸。在一个具体的实施方式中，每个可移动的加热器支承件可支承一个控制区的多个加热元件。在第五干燥器部分510内，加热元件与传送机230之间的距离可被调节在约0.5英寸至15.0英寸之间，其中一个具体的操作距离是10英寸。在该干燥部分中可使用具有一体式反射体的加热元件。
在一个具体的实施方式中，干燥器500具有约100英尺的总长度。第一干燥器部分502具有四个控制区，其中每个控制区的长度为约30英寸，并且被安装在各个可移动的加热器支承件上。第二干燥器部分504具有五个控制区，其中每个控制区的长度为约60英寸，并且具有十个可移动的加热器支承件，每个加热器支承件支承两个控制区。第三干燥器部分506具有十四个控制区，其中每个控制区的长度为约30英寸，并且被安装在各个可移动的加热器支承件上。第四干燥器部分508具有三个控制区，其中每个控制区的长度为约90英寸。第四干燥器部分508可包括支承一个控制区的可移动的加热器支承件以及支承多于一个控制区的多个加热器支承件。第五干燥器部分510具有四个控制区，其中每个控制区的长度为约30英寸，并且被安装在相应的可移动的加热器支承件上。
V.商业应用
在一些实施方案中，包括40-99.9％(w/w)干燥的植物衍生产品、0-60％(w/w)外源性二糖和≤5％(w/w)水的粉末被包装至单份包装。在一些实施方案中，单份包装包括足够的粉末，以提供如前定义的至少一份水果(7-35g干燥的水果)和/或蔬菜(3-35g干燥的蔬菜)。在一个实施方案中，一个包装可包括7-90g含有40-99.9％(w/w)干燥水果、0-60％(w/w)外源性二糖和≤5％(w/w)水的粉末。在一个实施方案中，一个包装可包括8-90g含有40-90％(w/w)干燥的水果、10-60％(w/w)外源性二糖和≤5％(w/w)水的粉末。在另一个实施方案中，一个包装可包括3-90g含有40-99.9％(w/w)蔬菜、0-60％(w/w)外源性二糖和≤5％(w/w)水的粉末。在另一个实施方案中，一个包装可包括4-90g含有40-90％(w/w)干燥的蔬菜、10-60％(w/w)外源性二糖和≤5％(w/w) 水的粉末。
本领域普通技术人员可以理解，随着粉末中干燥的水果/蔬菜的百分比的提高，提供一份量的水果/蔬菜的粉末的量降低。例如，一份量的含有40％(w/w)干燥的水果的粉末为18-93g，其中一份量的含有90％(w/w)干燥的水果的粉末为8-40g。
在另一个实施方案中，将含有40-90％(w/w)干燥的水果/蔬菜、10-60％(w/w)外源性二糖和≤5％(w/w)水的粉末散装包装，即包装的量足以提供多于一份水果或蔬菜。所述包装可包括测量装置，如铲子或勺子，其尺寸适用于量出单份的所述粉末。
在其他实施方案中，含有40-90％(w/w)干燥的植物衍生产品、10-60％(w/w)外源性二糖和≤5％(w/w)水的粉末可与食品和饮料工业已知的其他干燥组分混合，以形成混合饮料及其他产品。在其他实施方案中，含有40-90％(w/w)干燥的植物衍生产品、10-60％(w/w)外源性二糖和≤5％(w/w)水的粉末可用于制造补充物或营养制品，其可以以例如包含所述粉末和任何另外的组分的胶囊的形式提供。
V.实施例
如表3所示制备和干燥水果样品。一些样品包括水果泥和/或汁的混合物。其他样品包括单一的水果，其制备成泥、汁或泥和汁的混合物。在一些情况下，30％或50％外源性二糖(蔗糖(SU)或海藻糖(TR))在干燥前加入至水果中。所述二糖或被直接混合至水果样品中，或在加入至水果样品之前溶于热水。在一种情况下(样品#5)，还加入25％麦芽糊精；麦芽糊精在其他方法中被用于减轻粉末结块。如本文所描述干燥样品，并然后快速或缓慢地退火(即冷却)至室温。快速退火的样品在9分钟内冷却。缓慢退火的样品通过在后续的干燥区逐渐降低温度而在比快速退火样品长约3倍的时间内冷却。除非另作说明，干燥的样品含有≤2％(w/w)水分。表3中，将在“干燥条件”表现为3％或1.5％湿度的样品快速退火。
将干燥的产品包装成50g、350g和5kg样品量，用于保存期限测试。每个样品分装至两个袋中。内袋为厚度6.0密耳(mil)的用拉链封闭的聚乙烯袋。外袋为用总厚度为5.0密耳并且箔层厚度为0.00035密耳的铝箔层压的聚酯薄膜。所述外袋被设计用于防湿气(水蒸气透过率为0.0006g/645cm²/24小时)和防氧气(氧气透过率为 0.0006cm³/645cm²/24小时)。封装的样品在室温(21.1℃，相对湿度25％)下储存或在高温(32.2℃/相对湿度20％)下储存。
在所示温度下储存7天、14天、30天、90天、182天和365天后评价所述干燥的产品的溶解性。溶解性/分散性通过如下方法进行评价：将15g干燥的产品加入含有300ml水(于21℃)的烧瓶中，并摇动烧瓶直至所述产品基本上完全分散于水中。计数用于分散性所需摇动的次数。将结果在1-5等级中指定一个值，1代表在摇动≤20次时的分散性，2代表摇动21-40次时的分散性等。还评价所述干燥的产品以确定在指定储存条件下多长时间所述粉末保持可流动的。
样品1和样品2的比较表明，向葡萄/蓝莓混合物添加30％蔗糖改善了所述产品在环境温度和高储存温度中的流动性保存期限。然而，将蔗糖含量从30％提高至50％没有进一步改善产品的保存期限(样品2和3)。加入30％蔗糖还提高了草莓、石榴、黑加仑混合物(样品9和10)的流动性保存期限；该结果对于储存于32℃的样品更显著。
当干燥条件从快速退火变为缓慢退火时，发现流动性保存期限降低(参见，例如样品3、4和样品11、12)。当产品保存于更高的温度时这种变化更明显。这一结果是预料不到的。不希望囿于任何特定的操作理论，冷却速率可影响产品中晶体的形成(例如，糖晶体的形成)。例如，快速冷却可产生许多小晶体，而缓慢冷却可产生更少、更大的晶体。由快速冷却产生增加的数量的晶体可产生在更长时间内保持可流动的粉末。
在将样品干燥前向样品5中加入25％麦芽糊精。麦芽糊精在21℃没有引起流动性保存期限的改善。对于在32℃保存的更大量的样品也没有任何改善。由于已知麦芽糊精(一种寡聚糖)在其他方法中降低粉末结块，这些结果是预料不到的。
在一些情况下，当在32℃下储存时，与将固体二糖直接混入水果中的样品相比，将所述二糖与热水预先混合以制备二糖溶液，并且然后将所述二糖溶液加入至水果中显著改善了流动性保存期限(参见，例如样品7、8)。在其他情况下，没有观察到显著区别(参见，例如样品13、14和样品15、16)。
对覆盆子泥样品的评价显示，最终含水量(1.5％与3％)对流动性保存期限具有显著影响(样品17和18)。干燥的产品在21℃和32℃ 都具有很大程度上改善的保存期限。当向泥中加入汁时，流动性保存期限如所预期地降低。但是，加入30％蔗糖可缓解这种降低，尤其是在21℃。向纯汁中加入30％蔗糖导致产品在32℃储存时保持7天可流动性，在21℃储存时保持365天可流动性(样品22)。
蓝莓样品(样品24和25)证实了覆盆子样品的湿度结果。与以100％泥制备的产品相比，当将汁加入至泥中(样品26和27)时，流动性保存期限降低。
纯蓝莓泥和纯草莓泥制备的粉末具有良好的流动性保存期限，其中不添加二糖或干燥助剂(例如，麦芽糊精)。不希望囿于任何特定的操作理论，由于干燥方法，所述方法可制备光滑的颗粒(与粗糙的喷雾干燥和真空冷冻干燥产品相比)，并且由于那些水果中的高纤维含量(具有果皮)，所述粉末可具有良好的流动性。
对于所有产品而言，溶解性/分散性为优异至良好。二糖的加入略微地改善了分散性。由于通过实施方案公开的方法干燥的颗粒为平坦的且光滑的，与真空干燥的(例如，冷冻干燥)或喷雾干燥的颗粒相比，其具有更小的可被润湿的表面积。因此，其具有更小的需要渗透的表面积和更小的表面张力，导致粉末流动性/分散性改善。
组合物的实施方案，所述组合物包括含有40-90％(w/w)植物衍生产品和10-60％(w/w)外源性二糖的分散体和水，其中所述组合物包含≤5％(w/w)水，例如≤2％(w/w)水。所述植物衍生产品可包含由水果泥、蔬菜泥、水果汁、蔬菜汁、花蜜衍生产品、植物汁液衍生产品或其任意结合获得的固体。在任一或全部的以上实施方案中，所述植物衍生产品还可包括衍生自水果、蔬菜或其结合的天然颜料和/或天然调味料。在任一或全部的以上实施方案中，所述水果、蔬菜、花蜜、植物汁液或其结合中可包含≤6％(w/w)内源性二糖。在任一或全部的以上实施方案中，所述外源性二糖可为蔗糖、海藻糖或其结合。
在任一或全部的以上实施方案中，所述组合物可包含多种的具有≤7mm的平均最大尺寸的颗粒，例如0.1-2mm的平均最大尺寸。在一些实施方案中，所述颗粒具有光滑的外表面、或平坦的形貌，或光滑的外表面和平坦的形貌。在任一或全部的以上实施方案中，多种颗粒中的每种颗粒具有基本上相似的组成。在任一或全部的以上实施方案中，所述组合物可基本上由植物衍生产品、外源性二糖；水组成。
在任一或全部的以上实施方案中，所述组合物可还可包含≤5％(w/w)流动性试剂。在一些实施方案中，所述流动性试剂为二氧化硅、磷酸三钙，或其结合。在任一或全部的以上实施方案中，所述组合物可基本上由植物衍生产品、外源性二糖、流动性试剂和≤5％(w/w)水组成。
在任一或全部的以上实施方案中，当20-25℃下储存时，所述组合物可具有至少一个月的保存期限。
产品的实施方案，所述产品包括一定量含有多种颗粒的粉末，每种颗粒包括(i)40-90％(w/w)植物衍生产品，其中植物衍生产品包括由水果泥、蔬菜泥、水果汁、蔬菜汁或其结合获得的固体，(ii)10-60％(w/w)外源性二糖，及(iii)≤5％(w/w)水；以及含有所述粉末的包装材料。在一些实施方案中，所述植物衍生产品还包括由水果、蔬菜或其结合获得的天然颜料和/或天然调味料。在任一或全部的以上实施方案中，含水量可为≤2％(w/w)。在任一或全部的以上实施方案中，粉末基本上由植物衍生产品、外源性二糖、和水组成，并且粉末具有≤2％(w/w)的含水量。
在任一或全部的以上实施方案中，所述粉末还可包括≤5％(w/w)流动性试剂。在一些实施方案中，所述粉末基本上由植物衍生产品、外源性二糖、流动性试剂和水组成，且所述粉末具有≤2％(w/w)的含水量。
在任一或全部的以上实施方案中，所述粉末的量足以提供至少一份水果、蔬菜、水果汁、蔬菜汁或其结合。在一些实施方案中，所述颗粒包括至少一种水果的固体，且所述粉末的量为8g至90g。在一些实施方案中，所述颗粒包括至少一种蔬菜的固体，且所述粉末的量为4g至90g。
在任一或全部的以上实施方案中，所述粉末的量足以提供一份营养物含量为一份相应新鲜水果、新鲜蔬菜、水果汁、蔬菜汁或其结合的营养物含量的90-100％的新鲜水果、新鲜蔬菜、水果汁、蔬菜汁或其结合。
在任一或全部的以上实施方案中，当在20-25℃下储存时，所述产品可具有至少一个月的保存期限。
在一个实施方案中，组合物基本上由以下物质组成：95-99.9％植 物衍生产品，其中所述植物衍生产品为(i)至少一种水果泥或蔬菜泥的固体，(ii)至少一种水果汁或蔬菜汁的固体，及任选地(iii)由水果、蔬菜或其结合获得的天然颜料和/或天然调味料；以及0.1-5％(w/w)水，其中所述组合物包含多种具有≤7mm的平均最大尺寸的颗粒。在一些实施方案中，所述颗粒具有平坦的形貌、光滑的外表面，或平坦的形貌和光滑的外表面。在任一或全部的以上实施方案中，所述颗粒可具有0.1-2mm的平均最大尺寸。在任一或全部的以上实施方案中，所述植物衍生产品可包括由含有50-90％(w/w)泥和10-50％(w/w汁的混合物获得的固体。
在一个实施方案中，组合物基本上由以下物质组成：90-99.9％植物衍生产品，其中所述植物衍生产品为(i)至少一种水果泥或蔬菜泥的固体，(ii)至少一种水果汁或蔬菜汁的固体，及任选地(iii)由水果、蔬菜或其结合获得的天然颜料和/或天然调味料；≤5％(w/w)流动性试剂；及0.1-5％(w/w)水，其中所述组合物包括多种具有≤7mm的平均最大尺寸的颗粒。
制备实施方案公开的组合物的方法包括，提供呈泥、汁、糖浆、花蜜或其任意结合的形式的至少一种植物衍生产品；将一定量的外源性二糖加入至所述植物衍生产品以制备混合物，其中所述外源性二糖的量为植物衍生物中固体的10重量％至60重量％；将所述混合物加热足以降低所述混合物的含水量的时间；以及将所述混合物冷却，由此制备含有≤5％(w/w)水的干燥的组合物。在一些实施方案中，所述干燥的组合物具有≤2％(w/w)水。在任一或全部的以上实施方案中，所述外源性二糖可为蔗糖、海藻糖或其结合。在任一或全部的以上实施方案中，所述至少一种植物衍生产物可包括≤6％(w/w)内源性二糖。
在任一或全部的以上实施方案中，所述方法还可包括在加热混合物之前，将所述植物衍生产品和所述二糖混合以制备均匀的混合物。在以上实施方案之一或全部实施方案中，所述方法还可包括在加热混合物以降低其含水量之前，将所述混合物预加热至足以溶解所述混合物中二糖的温度。在任一或全部的以上实施方案中，所述方法还可包括在将外源性二糖加入至植物衍生产品之前，将外源性二糖溶于水。在任一或全部的以上实施方案中，如果所述植物衍生产品包括泥，则 所述方法可包括在加热所述混合物以降低含水量之前，将泥中的平均颗粒尺寸降低至小于50μm。在任一或全部的以上实施方案中，所述方法可包括将≤5％(w/w)的流动性试剂加入至干燥的组合物。在任一或全部的以上实施方案中，所述方法还可包括将干燥的混合物粉碎以制备具有≤7mm的平均最大尺寸的颗粒。粉碎后，所述颗粒可具有光滑的外表面、平坦的形貌，或光滑的外表面和平坦的形貌。
制备某些实施方案公开的组合物的方法的实施方案，所述方法包括提供含有至少一种植物衍生的泥和至少一种植物衍生的汁的混合物；将所述混合物加热足以降低所述混合物的含水量的时间；以及将所述混合物冷却，由此制备含有≤5％(w/w)水的干燥的组合物。在一些实施方案中，所述混合物包括50-90％(w/w)泥和10-50％(w/w)汁。在一个实施方案中，所述混合物基本上由至少一种植物衍生的泥、至少一种植物衍生的汁、及任选地由水果、蔬菜或其结合获得的天然颜料和/或天然调味料组成。
在任一或全部的以上实施方案中，所述方法可包括在加热所述混合物之前，将一定量的外源性二糖加入至所述混合物。在任一或全部的以上实施方案中，所述方法可包括将≤5％(w/w)流动性试剂加入至干燥的组合物。在任一或全部的以上实施方案中，所述方法可包括将所述干燥的组合物粉碎以制备具有≤7mm的平均最大尺寸的颗粒。在一些实施方案中，所述粉碎的颗粒具有光滑的外表面、平坦的形貌，或光滑的外表面和平坦的形貌。
鉴于所公开的发明的原理可被应用至许多可行的实施方案，应认识到，所示例的实施方案仅是本发明的优选实施例并且不应认为限制本发明的范围。更确切地，本发明的范围由以下权利要求限定。因此我们要求保护落在这些权利要求的范围和实质内的所有作为本发明。