專利名稱：短長度錐形擠壓式烹制裝置的制作方法
相關(guān)的申請本申請是1997年5月1日提交的No.08/848,817號專利申請的部分繼續(xù)申請，08/848,817號專利申請是1996年11月4日提交的No.08/743,561號專利申請的部分繼續(xù)申請，而08/743,561號專利申請是1996年7月18日提交的No.08/685,893號專利申請的部分繼續(xù)申請。
背景技術(shù)：
1.發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明總的涉及一種改進的擠壓式烹制裝置和方法，其中的擠壓器具有極小的長度，從而可以減小設(shè)備和維修費用。更具體地說，本發(fā)明涉及這樣一種裝置，其擠壓筒的內(nèi)孔是錐形的，通常為截頭圓錐體結(jié)構(gòu)，并且擠壓螺桿也呈相應(yīng)的錐形。在膨化食品的生產(chǎn)過程中，擠壓器最好包括能在入口和擠壓模之間對原料流加以限制的裝置。當需要致密的、完全烹制好的、低水份的消毒食品時，該擠壓器在無擠壓筒中段限制流動的情況下進行工作，并且該擠壓器的工作在擠壓筒內(nèi)緊挨著擠壓模處產(chǎn)生高壓。根據(jù)本發(fā)明的擠壓裝置可以高速地工作，并且基本上可以滿足非常大的機器的產(chǎn)量及產(chǎn)品質(zhì)量的要求。
2.對已有技術(shù)的描述擠壓式烹制裝置長期以來被廣泛應(yīng)用于食品和其它產(chǎn)品，例如人或動物的食品或飼料。一般說來，這些類型的擠壓裝置包括一細長的筒體以及一個或多個在該筒體內(nèi)有螺紋的、軸向旋轉(zhuǎn)擠壓的內(nèi)螺桿。在擠壓筒的出口處配備了一個帶孔的擠壓模。使用時，被加工原料進入并通過擠壓筒，并受到較高的溫度、壓力和剪切力。當原料從擠壓模內(nèi)出來時，它已經(jīng)被完全烹制好，并且定形，通?？衫靡恍D(zhuǎn)的刀具組件將其細分。美國專利NO.4,763,569、4,118,164和3,117,006中揭示了這種傳統(tǒng)類型的擠壓裝置。
目前最傳統(tǒng)的擠壓式烹制裝置是由一串相互連接在一起的圓筒頭或段，以及在這些圓筒段內(nèi)的一個或多個也是分段并安裝在一個或多個動力轉(zhuǎn)軸上的內(nèi)螺紋桿組成。為了達到所需的烹制程度，已考慮需設(shè)置相對較長的圓筒及相關(guān)的螺桿。因此，很多高產(chǎn)量的寵物食品機器可具有5至8個圓筒段，其長度可以是螺桿直徑的10至20倍左右?？梢岳斫?，這樣長的擠壓器是比較昂貴的，并且存在著需在圓筒內(nèi)對一個或多個擠壓螺桿加以正確支承的問題。然而，已有技術(shù)中采用相對較短的擠壓器的嘗試并不成功，它們會導致烹制不充分和/或產(chǎn)量較低的問題。
近年來，已經(jīng)有了一些利用擠壓設(shè)備制作顆粒狀食品的嘗試。由于借助擠壓狀態(tài)能有效地對產(chǎn)品進行消毒，所以擠壓是有利的。然而，利用傳統(tǒng)的擠壓方法生產(chǎn)的顆粒經(jīng)常會顯得太硬，并且不容易溶解在水中。這種堅硬的顆粒在通過單胃動物的胃之后基本保持原狀，沒有被消化掉。有關(guān)擠壓生產(chǎn)的食品的另一個問題是，例如氨基酸和維生素之類的營養(yǎng)成分被大大破壞，并在加工過程中受熱變質(zhì)。另一方面，盡管采用傳統(tǒng)的制顆粒機生產(chǎn)出來的產(chǎn)品有著很多較佳的物理和營養(yǎng)性質(zhì)，但是其受熱加工和烹制不充分，因而在這些顆粒產(chǎn)品中仍會殘留有害細菌。針對這些問題，建議采用一種雙機設(shè)備，也就是將一擠壓器(有時也稱作“膨脹器”)聯(lián)接于一制顆粒機。于是，初始的原料是在擠壓器工位上進行烹制，并借助相連的制顆粒機最后成形。然而，這種雙機設(shè)備相對較為昂貴，特別是對生產(chǎn)動物飼料而言。
因此，在本技術(shù)領(lǐng)域需要有一種低成本、短長度的改進的擠壓裝置，其產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量與傳統(tǒng)的長筒型擠壓器大致相當。此外，還需要這樣一種擠壓裝置，利用這種擠壓裝置生產(chǎn)出的產(chǎn)品內(nèi)的營養(yǎng)成分實際上沒有被破壞，并且產(chǎn)品得以很好地烹制，而且具有與那些利用一制顆粒機生產(chǎn)出來的傳統(tǒng)食品相類似的較佳的能被消化性質(zhì)。
發(fā)明概要本發(fā)明旨在克服上述問題，它提供了一種短長度烹制擠壓器和方法，利用這種長度比傳統(tǒng)設(shè)計短的擠壓器以商業(yè)上可行的產(chǎn)量獲得優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品。概括地說，本發(fā)明的擠壓器包括一通常為管狀的筒體，它具有一入口和一出口，并具有一限定了一細長內(nèi)孔的內(nèi)表面。該擠壓器還包括一處在所述內(nèi)孔中的細長的、帶螺紋的螺桿組件、用來帶動所述螺桿組件沿軸向旋轉(zhuǎn)的裝置、以及一設(shè)置在所述出口處的帶孔的擠壓模。本發(fā)明的烹制擠壓模可以是單螺桿型式，或者可選擇為雙螺桿型式。
然而，為了實現(xiàn)本發(fā)明的目的，還在該擠壓器內(nèi)結(jié)合了多個重要特征。因此，較佳的是，筒體的內(nèi)孔在從入口至擠壓的整個長度方向上至少有大約50％是呈大致截頭圓錐形的結(jié)構(gòu)，并且其橫截面積沿筒體長度總體上逐漸縮?。桓玫氖?，筒體的內(nèi)孔在從入口至出口的基本整個長度方向上都呈大致截頭圓錐形的結(jié)構(gòu)。此外，一個較佳的擠壓器實施例，包括一位于筒體中段的對原料的流動起限制作用的結(jié)構(gòu)，它最好是一個帶孔的限流裝置；這樣就產(chǎn)生一中段筒模，它在擠壓器的工作過程中產(chǎn)生一原料阻塞區(qū)域。在該實施例中，螺桿組件和限流裝置是設(shè)計成能相互協(xié)作，使螺桿組件在限流的上游范圍附近的每轉(zhuǎn)一圈的送料量小于在限流下游范圍附近每轉(zhuǎn)一圈的送料量。
在為生產(chǎn)致密、高烹制的顆粒飼料產(chǎn)品而特別設(shè)計的另一個實施例中，是將擠壓器設(shè)計成沒有中段筒體的限流，但是能在筒體內(nèi)緊靠擠壓模處產(chǎn)生高壓。在這種方式下，產(chǎn)品可以非?？焖俚嘏胫?，并且在形成之后營養(yǎng)成分也基本上沒有損失。此外，利用該實施例生產(chǎn)的營養(yǎng)成分具有非常好的吸水和被消化特性。
本發(fā)明的擠壓筒體通常具有形成內(nèi)孔的表面，該表面沿其長度方向形成了間隔的、螺旋狀凸起部分；這些凸起部分有助于在原料沿擠壓器短長度筒體前進時對其加以混合和烹制。這種作用效果可通過相應(yīng)之螺桿組件的相對較高的轉(zhuǎn)速來加強；實際操作時，該螺桿組件是以至少為500rpm的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動，更好的是至少約550rpm，再好些是大約600rpm。轉(zhuǎn)速的最佳范圍是大約600-1500rpm。
本發(fā)明的短長度擠壓器的長度與最大直徑的比值可達6，較佳的是大約3-6。因此，根據(jù)本發(fā)明的裝置可以比傳統(tǒng)的烹制擠壓器低得多的成本來進行生產(chǎn)。此外，維修和零件更換的費用也得以削減。
根據(jù)本發(fā)明的擠壓器和方法特別適用于食品，尤其是動物飼料產(chǎn)品的制備。這些產(chǎn)品可以是各種各樣的膨化產(chǎn)品，例如一般的寵物食品，或者是更為致密的顆粒產(chǎn)品。用于膨化或致密產(chǎn)品的初始原料內(nèi)通常包括大部分的谷物(例如玉米、小麥、大豆、高粱、燕麥)其重量百分比至少約為40％，并可以包括脂肪和其它附帶的成份。根據(jù)本發(fā)明的膨化產(chǎn)品的最終(即烘干之后)密度一般是大約15-25磅/立方英尺，而致密的顆粒型產(chǎn)品通常的最終密度是大約30-50磅/立方英尺。因此，概括地地講，本發(fā)明產(chǎn)品的最終密度是大約15-50磅/立方英尺。
還發(fā)現(xiàn)，按照本發(fā)明生產(chǎn)的產(chǎn)品基本上沒有氨基酸和/或維生素成分的損失，也就是說，與初始配料中總的氨基酸和/或維生素含量相比，其損失不超過10％，最好不超過5％。換個角度來說，利用本發(fā)明生產(chǎn)的擠壓物應(yīng)該具有實際上營養(yǎng)有效和未遭損失狀態(tài)的原來總的氨基酸和/或維生素含量的90％，最好是至少為原來的95％?？偟陌被岢煞质莵碜杂诔跏汲煞輧?nèi)的氨基酸，并包括氨基酸添加劑。這些添加劑可以包括賴氨酸、纈氨酸、蛋氨酸、精氨酸、蘇氨酸、色氨酸、組氨酸、異白氨酸和苯基丙氨酸，它們或者是作為自由氨基酸、或者是作為在例如二、三或其它多肽的更為復雜的添加劑中的殘留物。維生素的類型是根據(jù)營養(yǎng)要求來決定的，一般包括固有的維生素和/或包含維生素A在內(nèi)的各種維生素的維生素預混物。這種能保持氨基酸和/或維生素含量的能力顯然優(yōu)于在擠壓烹制過程中氨基酸和維生素破壞較大的傳統(tǒng)的加工方式。
附圖簡要說明


圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個較佳的短長度擠壓器的縱剖視圖；圖2是沿
圖1中的線2-2剖取的剖視圖，示出了所述擠壓器的中段筒模組件；圖3是一類似于圖2的剖視圖，但是示出了另一種中段筒模組件；圖4是一類似于
圖1的剖視圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的一個特別適于生產(chǎn)低水份、高烹制、高體積密度動物飼料產(chǎn)品的短長度擠壓器；圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個較佳的短長度擠壓器的外部結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖；圖6是一柱狀圖表，并帶有對一系列關(guān)于水份吸收/分散顆粒的測試數(shù)據(jù)進行最佳擬合的一對數(shù)曲線，其中對擠壓而成的已有技術(shù)的豬飼料作了初始抗粉碎試驗，并在將飼料浸于58°F的水中的條件下每隔1分鐘進行一次試驗；圖7是一類似于圖6的柱狀圖表，但是示出了對利用本發(fā)明生產(chǎn)的豬飼料進行測試而獲得的同種類型的水份吸收/分散顆粒的抗粉碎試驗數(shù)據(jù)；圖8是一類似于圖6-7的柱狀圖表，但是示出了對利用一制顆粒機生產(chǎn)的已有技術(shù)的豬飼料進行測試而獲得的同種類型的水份吸收/分散顆粒的抗粉碎試驗數(shù)據(jù)；圖9是一掃描電子顯微圖(SEM)，示出了采用一標準的制顆粒機制備的一種傳統(tǒng)豬飼料顆粒的結(jié)構(gòu)；
圖10是一類似于圖9的掃描電子顯微圖，但是示出了通過本發(fā)明制備的一種豬飼料顆粒的結(jié)構(gòu)；
圖11是根據(jù)本發(fā)明的一個短長度雙螺桿擠壓器的局部俯視圖；
圖12是根據(jù)本發(fā)明的另一個短長度雙螺桿擠壓器的局部俯視圖。
對較佳實施例的詳細描述
圖1-3的實施例現(xiàn)請參見各附圖，
圖1中示出了一個用于生產(chǎn)膨化食品的短長度擠壓器組件10?？偟膩碚f，組件10包括一預處理器12和一擠壓器14。后者包括一細長的管狀筒體16，該筒體具有一入口18以及最末端的帶孔的擠壓模20。在筒體16內(nèi)沿其長度方向設(shè)置了一細長的、帶螺紋的、軸向旋轉(zhuǎn)的螺桿組件22。
更具體地說，預處理器12是設(shè)計成能進行最初的潤濕，并且在其作為一面團或類似物進入擠壓器14的入口18之前對于的成份進行部分預烹制。為此，預處理器12一般是呈細長的腔室，其內(nèi)裝配了可轉(zhuǎn)動的內(nèi)槳以及水和/或蒸氣的噴入口。在本發(fā)明中可以采用多種預處理器。然而，最好是采用美國專利4,572,139中所描述的那種類型的文格爾(Wenger)DDC預處理器，該專利在此援引作為參考。
在所述實施例中，筒體16是由三個軸向?qū)什⑾嗷ミB接的管段組成，也就是入口管段24、第二和第三管段26，28。如圖所示，入口管段24是構(gòu)造成讓擠壓器入口18向上敞開，并位于預處理器12出口的下方。此外，入口管段24具有一帶孔的端壁30，該端壁上配備了與密封塊34接觸的密封件32。螺桿組件22是安裝在六角形的傳動軸36上，并通過示意畫出的傳統(tǒng)的軸承箱39和電動機39a帶動旋轉(zhuǎn)。
第二管段26包括一外金屬管部分38，其上設(shè)置有一外夾套40。后者具有一入口42和一出口44，以便將熱或冷的介質(zhì)(例如冷水或蒸氣)引入夾套，從而可對管段26進行間接的溫度控制。此外，外管段38上設(shè)置有一對通孔46，48。如圖所示，一噴嘴管接頭50位于孔46內(nèi)，而孔48內(nèi)具有一可拿掉的塞子52。
整個管段26還包括一可去除的、固定于外管部分38內(nèi)側(cè)面的固定金屬套筒54。套筒54具有一內(nèi)表面56，其上具有螺旋的凸起部分57，并限定了一軸向延伸孔58。如圖所示，套筒54的厚度是沿著其長度方向逐漸增大，因而內(nèi)孔58的直徑在入口管段24和第三管段28之間逐漸縮小。套筒54還具有橫向孔59和59a，它們分別與前述的筒體部分上的孔46，48對準。在管段26的遠離入口管段24的端部上設(shè)置有一帶孔的定子60(參見圖2)。定子60包括一夾設(shè)在管段26，28之間的外凸緣62以及一向內(nèi)延伸的環(huán)形部分64。環(huán)形部分64具有一借助螺絲68與它相固定的最里面的軸承環(huán)66。此外，部分64上還設(shè)置有一系列沿六面周向間隔的圓孔70。圖3示出了與圖2所示相同的另一個轉(zhuǎn)子/定子組件，只是各圓孔70由一系列沿六面周向間隔的槽70a所代替。
第三管段28在很多方面都類似于管段26，它包括一外管部分72和一外夾套74，后者具有一入口76和一出口78，以便引導間接冷卻或加熱介質(zhì)。此外，外管部分72具有橫向孔80，82，其中分別接納了噴嘴管接頭84和可拿掉的塞子86。
在外管部分72內(nèi)設(shè)置了一個固定的、可去除的金屬套筒88，它具有分別與孔80，82對準的橫向通孔89，89a。套筒88的內(nèi)表面90呈螺旋狀凸起89，它限定了一個軸向延伸的中心孔92。中心孔92的有效直徑在靠近管段26的管段28端部和靠近模具20的管段28的端部之間逐漸減小。
設(shè)置在第三管段28的遠離管段26的端部附近的一個短的環(huán)形墊圈94和最末端的模具20一起最后形成了筒體16。所述模具在所示實施例中是一個帶有一系列通孔96的筒單的金屬板。
螺桿組件22包括四個安裝在軸36上并頭尾相接的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件。具體地說，組件22具有一入口螺桿段98、一第一螺桿段100、支承轉(zhuǎn)子102以及第三螺桿段104。
第二螺桿段100包括一細長的中心軸106，它具有大致呈截頭圓錐形的外表面和向外延伸的螺紋108。值得注意的是，螺紋108的螺距的螺距角小于套筒54的表面56所限定的螺紋57的螺距角。此外，可以看到的是，螺桿段100的總的結(jié)構(gòu)是與孔58的漸縮的直徑相一致，也就是說，從螺桿段100的入口端至其靠近轉(zhuǎn)子102的出口端，螺紋108的外周逐漸縮小。
轉(zhuǎn)子102是安裝在軸36上，它包括一最外端的、橫截面略呈L形的環(huán)形軸承110，該軸承非?？拷ㄗ?0的環(huán)形軸承部分66。因此，轉(zhuǎn)子102和定子60有助于在螺桿組件22高速旋轉(zhuǎn)的過程中使該組件穩(wěn)定。
第三螺桿段104非常類似于螺桿段100。也就是說，該螺桿段104包括一細長的中心軸112，該中心軸具有一最外面的截頭圓錐形表面和螺紋114；螺紋114的螺距角小于各凸起89的螺距角。
再請參見
圖1，從中可以看到，由套筒54和88形成的整個擠壓器孔從入口18至模具20大致呈截頭圓錐形，即，筒體內(nèi)孔的直徑沿其長度方向逐漸縮小。此外，可以看到，從入口18的遠端至筒體16的端部的整個擠壓器的有效長度(
圖1中的尺寸“L”)與筒體內(nèi)孔的最大直徑(
圖1中的尺寸“D”)的比值是比較小的，較佳的是比值達到6，更好的是L/D比值大約為3-6。在文中，“L/D比值”就是按照
圖1中示意的長度和直徑測得的比值。
還應(yīng)該理解，定子60和轉(zhuǎn)子102一起構(gòu)成了一個位于筒體長度方向中間的、在介于管段26和28之間的中間區(qū)域內(nèi)的限流裝置。整個限流裝置包括一上游端面116和一相對的下游端面118。螺桿組件22和限流裝置60，102協(xié)作，使得組件22在靠近端面116處每轉(zhuǎn)一圈的送料量小于組件22在靠近下游端面118處每轉(zhuǎn)一圈的送料量。此外，組件22和裝置60，102是設(shè)計成能讓各槽70在擠壓器的工作過程中大致連續(xù)地構(gòu)成全部原料之限流裝置的一部分。具體地說，螺桿組件22在靠近下游端面118處每轉(zhuǎn)一圈的送料量比螺桿組件22靠近上游端面116處每轉(zhuǎn)一圈的送料量可大40％；更具體地說，靠近端面118處的送料量超出端面116附近的送料量為大約15-40％。套筒88內(nèi)相鄰兩凸起89之間的凹陷度大于套筒54內(nèi)相應(yīng)的凹陷度。因此，靠近限流裝置60，102和其下游的筒體內(nèi)孔的自由體積大于靠近限流裝置60，102和其上游的筒體內(nèi)孔的自由體積。就數(shù)量而言，在端面118區(qū)域的管段28內(nèi)的自由體積比端面116區(qū)域的管段26內(nèi)的自由體積大到30％左右，最好是15-30％。
在采用本發(fā)明的擠壓器進行通常的操作以生產(chǎn)膨化食品時，首先配制一可食用的待加工原料，然后對其進行預處理，再將其引入并通過短長度擠壓器。通常，待加工原料的起始成份中包括一定數(shù)量的蛋白質(zhì)、淀粉，以及氨基酸和/或維他命營養(yǎng)成分?？偟陌被岢煞职ü逃邪被嵋约皩嵸|(zhì)上是氨基酸或者是包含氨基酸殘留物的多肽的自由氨基酸添加物，其重量百分比的含量大約是5％，更好的是大約2％。總的維生素含量同樣包含起始成分中固有的維生素以及維生素添加劑；總的維生素含量的重量百分比達到大約2％。蛋白質(zhì)含量通常是大約12-50％重量百分比，更好的是大約18-32％重量百分比。淀粉含量的重量百分比是大約8-50％，更好的是大約10-30％。如本技術(shù)領(lǐng)域的熟練人員容易理解的那樣，蛋白質(zhì)和淀粉含量通常來自于動物或植物體內(nèi)的包含蛋白和淀粉的成分。通常含淀粉的原料是例如玉米、小麥、高粱、大米、甜菜、大麥以及它們的混合物之類的谷物。蛋白質(zhì)成份包括大豆、肉粉和魚粉。
在較佳的預處理器中，原料被潤濕，并至少部分的烹制。通常進行預處理是為了讓留在預處理器內(nèi)的產(chǎn)品的總的水份含量是大約15-40％重量百分比，更好的是大約22-28％。在預處理器內(nèi)駐留的時間通常為大約15-150秒，更好的是大約90-150秒；預處理器內(nèi)的最高溫度是大約55-212°F，更好的是在大約180-200°F。
在經(jīng)過擠壓器的過程中，原料受到較高的溫度和剪切力，并且當其從擠壓模中排出時已完全烹制好。原料在擠壓筒內(nèi)駐留的時間一般是在大約2-40秒，更好的是在大約2-15秒，再好些是在大約2-9秒，最好是在大約2-6秒。擠壓筒內(nèi)所能達到的最大壓力數(shù)量級通常是大約150-1000psi，更好的是大約300-500psi。擠壓筒內(nèi)所能達到的最大溫度數(shù)量級是大約220-300°F，更好的是大約230-250°F。
在擠壓過程中，限流裝置60，102的各個孔被完全填塞，從而在筒內(nèi)的限流裝置區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生一阻流作用，并在裝置60，102兩端產(chǎn)生一壓力差(即端面116處的壓力高于端面118處的壓力)。此外，由于螺桿組件22在靠近下游端面118處每轉(zhuǎn)一圈的送料量大于在上游端面116處的送料量，所以限流裝置下游的自由體積沒有被原料完全塞滿。在緊靠模具20的一個區(qū)域內(nèi)，形成了原料的另一種塞滿，以便確保產(chǎn)品被順利地擠壓通過各模具孔。圖4-5的實施例圖4是一個在很多方面類似于
圖1的擠壓器的短長度擠壓器120的剖視圖，但是其特殊的構(gòu)造是用于制作致密、高烹制的飼料產(chǎn)品。擠壓器120采用的是與前述相同類型的預處理器12。
擠壓器120包括一具有一入口124和一出口126的細長的管狀筒體122，筒體122是設(shè)計成能接納一傳統(tǒng)設(shè)計的帶孔的模具(未示)。在筒體122內(nèi)沿其長度方向設(shè)置了一個細長的、帶螺紋的、可軸向旋轉(zhuǎn)的螺桿組件128。
筒體122是由三個沿軸向?qū)什⑾嗷ミB接在一起的管段組成，即入口管段130、第二和第三管段132，134。入口管段130是構(gòu)造成讓擠壓器入口124向上敞開，并位于例如預處理器12(見
圖1)的一預處理器出口的下方。此外，入口管段130具有一帶孔的端壁136，該端壁上配備了與密封塊140接觸的密封件138。螺桿組件128是安裝在一六角形的傳動軸上，并與擠壓器14一樣，由傳統(tǒng)的軸承箱和電動機帶動旋轉(zhuǎn)。
第二管段132包括一外金屬管部分142，其上設(shè)置有一外夾套144。后者具有一入口146和一出口148，以便將制熱或制冷的介質(zhì)(例如冷水或蒸氣)引入夾套，從而可對管段132進行間接的溫度控制。此外，外管部分142上設(shè)置有一對通孔150、152。如圖所示，一噴嘴管接頭154位于孔150內(nèi)，而一第二噴嘴管接頭156位于孔152內(nèi)。
整個管段132還包括一可去除的、固定于外管部分142內(nèi)側(cè)面的固定金屬套筒158。套筒158具有一內(nèi)表面160，其上具有螺旋的凸起部分162，并限定了一軸向延伸孔164。如圖所示，套筒158的厚度是沿著其長度方向逐漸增大，因而內(nèi)孔164的直徑在入口管段130和第三管段134之間逐漸縮小。套筒158還具有兩橫向通孔166和168，它們分別與前述的筒體部分上的孔150，152對準。
第三管段134在很多方面都類似于管段132，它包括一外管部分170和一外夾套172，后者具有一入口174和出口176，以便引導間接冷卻或加熱介質(zhì)。此外，外管部分170具有橫向通孔178、180、182，其中分別接納了噴嘴管接頭184和壓力測量表186、188。
在外管部分170內(nèi)設(shè)置了一個固定的、可去除的金屬套筒190，它具有分別與孔178、182對準的橫向通孔192，194，196。套筒190的內(nèi)表面198呈螺旋狀凸起200，并限定了一個軸向延伸的中心孔202。中心孔202的有效直徑在靠近管段132的管段134端部和靠近最末端擠壓模具(未示)的管段134端部之間逐漸縮小。
在筒體122的敞開端設(shè)置一模具，就形成完整的筒體。在很多情況下，在靠近第三管段134的遠離第二管段132的那一端和最末端的模具之間可以設(shè)置一短的環(huán)形墊圈(未示)。
螺桿組件128包括四個安裝在六角形軸上并頭尾相接的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件。具體地說，組件128具有一第一入口螺桿段204、一第二螺桿段206、螺紋過渡段208以及第三螺桿段210。
第二螺桿段206包括一細長的中心軸212，它具有大致呈截頭圓錐形的外表面和向外延伸的螺紋214。值得注意的是，螺紋214的螺距的螺距角小于套筒158的表面160所限定的螺紋162的螺距角。此外，可以看到，螺桿段212的總的結(jié)構(gòu)是與孔164的漸縮的直徑相一致，也就是說，從螺桿段206的入口端至其靠近過渡段208的出口端，螺紋214的外周逐漸縮小。
過渡段208是較短的圓柱體，如圖所示，其上設(shè)置有與螺紋214對準的螺紋216。
第三螺桿段210非常類似于螺桿段206。也就是說，該螺桿段210包括一細長的中心軸218，該中心軸具有一最外面的截頭圓錐表面和螺紋220；螺紋220的螺距角小于各凸起200的螺距角。此外，螺紋220是和過渡段208的螺紋216對準。
可以看到，由套筒158和190所構(gòu)成的整個擠壓孔從入口124至最末端模具大致呈截頭圓錐形，即，筒體內(nèi)孔沿其長度方向有通常逐漸縮小的橫截面積。擠壓器120也具有基本上與前述擠壓器14相同的L/D比值。
圖5示出了用于擠壓器120的另一種外部結(jié)構(gòu)。也就是說，圖5所示的擠壓器120a具有與擠壓器120相同的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。然而，在擠壓筒122a的第二和第三管段132a和134a上沒有設(shè)置外夾套，而是借助分別設(shè)置在管段132a，134a上的一系列徑向向外延伸且周向間隔的散熱翅片222來進行管段的散熱。圖5的實施例還示出了一個圍繞管段134a的出口端設(shè)置的環(huán)形蒸氣進氣管226，它總共帶有四個與進氣管226相聯(lián)的、相互分開的、帶閥的蒸氣噴管組件228。每一組件228均延伸穿過筒體管段134a的壁，以便把蒸氣射流引入擠壓器120a內(nèi)。如圖所示，進氣管226被一個多孔擋板226所覆蓋。
利用圖4-5的裝置來生產(chǎn)高烹制、高密度飼料產(chǎn)品通常如對膨化飼料產(chǎn)品的生產(chǎn)所敘述的那樣來進行，也就是說，初始的配料受到預處理，然后再被送入并通過擠壓器120或120a。然而，為了生產(chǎn)所需的飼料，在加工時也常發(fā)生一些變化，最顯著的是初始原料和最后產(chǎn)品的水份含量。
例如，初始的配料中通常具有相對較高的谷物含量，其重量百分比至少是大約60％，更好的是大約80％。谷物可來自于前述任何一種谷物源。初始配料中總的蛋白質(zhì)含量大約是12-50％重量百分比，更好的是大約18-32％，而淀粉含量大約是8-50％重量百分比，更好的是大約10-30％重量百分比。蛋白質(zhì)和/或淀粉可以由含蛋白質(zhì)和淀粉的適當?shù)脑蟻硖峁?，或者可以直接添加所需的蛋白質(zhì)和淀粉。
在預處理過程中，原料最大限度可包含大約30％重量百分比的水份，更為通常的是大約達到22％。預處理器內(nèi)的溫度是大約135-200°F，更好的是在大約150-190°F。在預處理器內(nèi)的駐留時間通常與前述膨化食品的加工工藝相同。
在從擠壓器通過的過程中，已被預處理的原料至少部分地借助熱和剪切作用而得以烹制。預處理的原料在擠壓筒內(nèi)的駐留時間與前述的相同，即，一般是在大約2-40秒內(nèi)，更好的是在大約2-15秒內(nèi)，再好些是在大約2-9秒內(nèi)，最好是在大約2-6秒內(nèi)。擠壓筒內(nèi)所能達到的最大壓力通常發(fā)生在緊挨著最后擠壓模上游處，通常是大約25-400psi，更好的是大約75-250psi。
從擠壓模排出的致密的產(chǎn)品具有相對較低的水份含量，其值可達大約20％重量百分比，較好的可達大約18％，最好的可達14-18％左右。然后，熱的擠壓產(chǎn)品可在周圍空氣中冷卻/干燥，以最后達到大約10-15％重量百分比，更好是12％左右的均衡的水份含量。
圖11-12的實施例
圖11中示出了一個短長度雙螺桿擠壓器232，該擠壓器包括一對管段234，236，它們相互連接并且一起限定了一細長的筒體237，所述筒體具有一錐形的、“圖8”形狀的內(nèi)孔；一對錐形的、細長的、可軸向旋轉(zhuǎn)的(可同向或反向地旋轉(zhuǎn))的內(nèi)螺紋桿238，240；以及一前部的帶孔模板242。
管段234可以是一體模制的結(jié)構(gòu)或者是分段的，其上部構(gòu)造成具有一可引至筒體內(nèi)部的開口244。出口管段236包括一用于引入制熱或制冷介質(zhì)的內(nèi)通道246。如圖所示，在管段234，236之間設(shè)置了一定子248，它具有一向內(nèi)延伸的圓周凸條250。
每個螺桿238，240都是分段設(shè)計的，并且在倒數(shù)第二個和最后一個螺桿段之間設(shè)置有三個帶孔的限制元件252，254，256。中間元件254的直徑縮小，以便為凸條250提供一間隙，而外側(cè)元件252，256則橫跨在凸條250的兩端。
圖12的擠壓器232a與擠壓器232幾乎完全相同，只是省略了限制元件252-256和定子248。因此，對擠壓器232a也用了相同的標號，只是在后面添加了一個下標“a”。
擠壓器232，232a的L/D比值與前述單螺桿的短長度擠壓器相同，工作參數(shù)，例如螺桿轉(zhuǎn)速、螺桿端點速度、壓力、溫度、駐留時間、產(chǎn)品的體積密度、膠凝、水份含量和PDI值的廣泛范圍和較佳范圍也是如此。本發(fā)明的雙螺桿擠壓器的工作方式與單螺桿擠壓器相比基本相同。
下面的幾個例子說明了根據(jù)本發(fā)明的較佳的擠壓裝置和方法。應(yīng)該理解，本發(fā)明并不限于這些例子，這些例子不能對本發(fā)明的保護范圍有所限制。
下文中，“顆粒耐久指數(shù)”和“PDI”涉及美國飼料聯(lián)合公司的《飼料生產(chǎn)技術(shù)》1994年第四期，第121-122頁(及其參考資料)上所描述的耐久性試驗，該資料將援引在此以作參考。在這樣一種耐久性試驗中，各顆粒的耐久性是當其冷卻到環(huán)境溫度±10°F的溫度之后立即測得的。耐久性試驗是這樣進行的將500g預篩過(以便去除較細顆粒)的顆粒在一可防灰塵的12″×12″×5″的封閉物內(nèi)，以50rpm的轉(zhuǎn)速翻滾5分鐘，在所述封閉物上沿著封閉物的12″×12″那個面的一根對角線對稱地固定了一2″×9″的內(nèi)板(其9″邊重合于所述對角線)。該封閉物圍繞著一垂直于其12″邊緣的軸線旋轉(zhuǎn)。在翻滾之后，用篩子將細的顆粒去除，重新稱顆粒樣品的重量。顆粒耐久性是定義為耐久性＝顆粒在翻滾之后的重量/顆粒在翻滾之前的重量×100例子1在這個例子中，采用了一與一預處理器相結(jié)合的短長度擠壓器以商業(yè)生產(chǎn)的速度來生產(chǎn)高質(zhì)量的膨化寵物食品。
所用的擠壓器是
圖1所示類型，并由三個管段組成。具體地說，在試驗#1、#2和#4中所采用的擠壓器結(jié)構(gòu)是由下列構(gòu)件組成(這里所有的構(gòu)件都與WengerMfg.公司的零件編號相同)擠壓筒65695-001(入口管段)；65676-001(第二管段)；以及管段65689-001(第三管段)。第二管段中設(shè)置有內(nèi)襯套65691-001以及一介于第二和第三管段之間的定子76598-001。螺桿組件76597-001(軸)；65670-00(入口螺桿)；65671-001(第二螺桿段)；65906-003(包括65907-001(轉(zhuǎn)子)和65900(定子)的介于第二和第三螺桿段之間的固定剪切鎖定裝置)；以及65675-001(第三螺桿段)。最后的模具65534-009(1″墊圈)；65421-001(模板)；以及31350-779(有3/8″模具孔的模具嵌入件)。一轉(zhuǎn)刀組件位于靠近模具出口的位置上，用以將擠出物切割成合適的尺寸。該轉(zhuǎn)刀組件包括19462-023(刀架)和十把刀片(19512-003)。在試驗#3和試驗#5所采用的擠壓器與上述的相同，只是所采用的軸是Wener零件號76597-001，并且最后的螺桿段(Wener零件號65675-005)是具有切割螺紋的結(jié)構(gòu)。
在這兩種方案中所采用的預處理器都是具有標準的60-60結(jié)構(gòu)的WengerDDC預處理器。
在所有五個試驗中，初始的寵物飼料的配方是24％重量百分比的家禽粉、54％重量百分比的玉米粉、8％重量百分比的小麥、8％重量百分比的玉米麩粉、6％重量百分比的大豆粉。在每一種情況下，初始原料被送入預處理器進行潤濕和部分的烹制，隨后再通過三段式擠壓器。在第二和第三管段噴入口，水，有時是蒸氣被噴入擠壓筒。在擠壓之后，產(chǎn)品通常干燥至9-11％重量百分比的水份含量。
下面的表格說明了在這五個試驗中預處理器和擠壓裝置的工作條件。
表格1
所有試驗都得出商業(yè)上可以接受的、完全烹制的成形產(chǎn)品。產(chǎn)品的體積密度從試驗#1起都是大約19磅/立方英尺。
例子2在這個例子中，采用圖4所示類型的短長度預處理器/擠壓器來生產(chǎn)一高質(zhì)量、高密度、硬的精細豬飼料。最后成品優(yōu)于或相當于那些利用一膨脹器和制顆粒機而獲得的產(chǎn)品。
具體地說，在試驗#6和#7中所采用的擠壓器結(jié)構(gòu)是由下列構(gòu)件組成(這里所有的構(gòu)件都與Wenger Mfg.公司的零件編號相同)擠壓筒65695-001(入口管段)；65676-001(第二管段)；以及管段65689-001(第三管段)。第二管段中設(shè)置有內(nèi)套筒65691-001，而第三管段也具有一內(nèi)套筒76598-001。螺桿組件76597-002(軸)；65670-001(入口螺桿段)；65671-001(第一螺桿段)；65906-001(第二螺桿段)和65676-001(第三螺桿段)。最后的模具65532-103 BH、65534-009 AD、74010-953NA、74010-954 NA，帶有13個嵌入件。一轉(zhuǎn)刀組件處在靠近模具出口的位置上，用以將擠出物切割成適當?shù)某叽?。該轉(zhuǎn)刀組件包括19462-001(刀片托架)和六把刀片(19430-007)。
在試驗#8和#9中，所采用的擠壓器結(jié)構(gòu)是由下列構(gòu)件組成擠壓筒65695-001(入口管段)；65676-001(第二管段)；以及管段65689-001(第三管段)。第二管段中設(shè)置有內(nèi)套筒65691-001，而第三管段也具有一內(nèi)套筒76598-001。螺桿組件76597-001(軸)；65670-001(入口螺桿段)；65671-001(第一螺桿段)；65658-015(第二螺桿段)和65675-001(第三螺桿段)。最后的模具6534-009 AD和65421-001 BH。一轉(zhuǎn)刀組件處在靠近模具出口的位置上，用以將擠出物切割成適當?shù)某叽?。該轉(zhuǎn)刀組件包括19607-017(刀片托架)和五把刀片。
在這兩種方案中所采用的預處理器都是具有NO.377結(jié)構(gòu)的Wenger 16型DDC預處理器。左、右軸上均配備了總共六十個攪拌器。
在試驗6-9中，初始的配方是76.96％重量百分比的高粱粉、15.95％重量百分比的大豆粉、4.96％重量百分比的動物脂、0.94％重量百分比的鹽、0.94％重量百分比的碳酸鈣、0.41％重量百分比的維生素預混料、0.11％重量百分比的賴氨酸。在每一種情況下，初始原料被送入預處理器進行潤濕和部分地烹制，隨后再通過三段式擠壓器。在試驗7-9中，將水噴入擠壓筒。試驗6和7有些不穩(wěn)定，但試驗8和9是穩(wěn)定的，并且能生產(chǎn)出好的、高密度的豬飼料。在擠壓之后，借助一多級通過式冷卻器使成品的最終密度達到35磅/立方英尺(試驗6、36磅/立方英尺(試驗7)、45.4磅/立方英尺(試驗8)、以及45.0磅/立方英尺(試驗9)。
下面的表格說明了在這四個試驗中預處理器和擠壓裝置的工作條件。
表格2
在試驗8和9中所獲得的較高密度主要是因為采用了與試驗6和7不同的模具組件。
雖然這里特別描述的是單螺桿型式的擠壓裝置，但是應(yīng)該理解，按照本發(fā)明，例如
圖11和12所示的雙螺桿型的擠壓器也是可以采用的。
例子3
在這個例子中，在按照本發(fā)明生產(chǎn)的豬飼料內(nèi)結(jié)合了賴氨酸和一種含有維生素A的維生素預混料，以便確定賴氨酸和維生素A在加工過程中的損失程度。
在這些試驗中所采用的三段式擠壓器是如圖4所示的那種類型，它是由下列構(gòu)件組成(這里所有的構(gòu)件都與Wenger Mfg.公司的零件編號相同)擠壓筒65695-001(入口管段)；65676-001(第二管段)；以及管段65689-001(第三管段)。第二管段中設(shè)置有內(nèi)套筒65691-001，而第三管段也具有一內(nèi)套筒76598-001.螺桿組件76597-001(軸)；65670-001(入口螺桿段)；65671-001(第一螺桿段)；65658-015(第二螺桿段)；和65675-001(第三螺桿段)。最后的模具65534-009 AD、65421-001 BH、74010-955 NA，帶有10個嵌入件。一轉(zhuǎn)刀組件處在靠近模具出口的位置上，該轉(zhuǎn)刀組件包括19607-017(刀片托架)和五把刀片。在這些試驗所采用的預處理器都是具有NO.377結(jié)構(gòu)的Wenger 16型DDC預處理器。左、右軸上均配備了總共六十個攪拌器。
在試驗10-11中，初始的配方是76.96％重量百分比的高粱、15.95％重量百分比的大豆粉、4.96％重量百分比的動物脂、0.94％重量百分比的鹽、0.94％重量百分比的碳酸鈣、0.41％重量百分比的維生素預混料、0.11％重量百分比的賴氨酸。下面的表格說明了在這兩個試驗中預處理器和擠壓裝置的工作條件。
表格3
各擠出物的冷卻工作是在一雙通道的干燥/冷卻器內(nèi)進行的。在試驗10的情況下，區(qū)域1內(nèi)的溫度是42℃，區(qū)域2內(nèi)的溫度是39℃。通過區(qū)域1的滯留時間是2.7分鐘，通過區(qū)域2的滯留時間是5分鐘。風扇1-4轉(zhuǎn)速分別是1597、1638、1078和1038rpm。在試驗11中，區(qū)域1和區(qū)域2的溫度分別是41℃和39℃，而滯留時間分別是2.7分鐘和5分鐘。風扇1-4的轉(zhuǎn)速分別是1579、1635、1078和1038rpm。
通過試驗10對豬飼料擠出物的分析可以發(fā)現(xiàn)塊密度是1.2245g/ml，PDI(顆粒耐久性指數(shù))是99.4％，脂肪攝取率是8％重量百分比，而冷卻之后的塊密度是1.2482g/ml。在試驗11中塊密度是1.203g/ml，PDI是99.0％，脂肪攝取率是11.0％重量百分比。
此外，對來自試驗10和11的豬飼料擠出物進行有效賴氨酸、維生素A和霉菌數(shù)量的測試。測試結(jié)果如下表4
這些數(shù)據(jù)證明，由試驗10和11獲得的產(chǎn)品中賴氨酸或維生素A沒有損失，并且將霉菌完全破壞，這表明在擠壓之后不會形成附加的黃曲霉毒素或其它毒素。沙門菌試驗也呈陰性。這些結(jié)果與利用傳統(tǒng)擠壓工藝生產(chǎn)中會發(fā)生的有效賴氨酸和維生素A的損失的情況相反。例如，利用傳統(tǒng)設(shè)備生產(chǎn)的豬飼料中一般會有14-15％重量百分比的賴氨酸損失，而維生素A的損失是40％數(shù)量級的重量百分比。
可以相信，利用本發(fā)明可以達到極短的擠壓器滯留時間，因而可以使最終的擠壓成品內(nèi)的賴氨酸和維生素含量基本保持不變；通過噴入彩色跟蹤劑就可以測得試驗10-11中在擠壓筒內(nèi)的滯留時間，這個值大約是3-4秒。然而，這樣的擠出物同時得以充分的烹制，從而形成非?？煽诘漠a(chǎn)品。
例子4在這一系列測試中，是利用如圖5所示的一擠壓器來生產(chǎn)致密的、相對較硬的豬飼料產(chǎn)品。采用了兩種不同的配方在試驗12-13中，按照重量百分比計算，是用了80％的高粱、18％的大豆粉、1％的碳酸鈣、1％的鹽，按濕量計算，這些干成份中的水份含量是10.9％重量百分比。在試驗14-24中，按照重量百分比計算，是用了80％的玉米、18％的大豆粉、1％的碳酸鈣、1％的鹽，按濕量計算(試驗#20)，這些干成份中的水份含量是9.39％(試驗#22)至11.63％重量百分比。在所有試驗中，各種干成份是通過一1/16英寸的篩子來細化，在預處理過程中，添加了2％重量百分比的動物脂。
在這些試驗中所采用的預處理器是具有No.377結(jié)構(gòu)的Wenger 16型DDC，其左軸上配備了60個攪拌器(其中12個處于向前75°，24個處于中間90°，另外24個處于反向75°)，右軸上也有60個攪拌器(12個處于向前75°，48個處于反向75°)。
在試驗12-17和20-23中，擠壓器的構(gòu)件包括擠壓筒65695-001(入口管段)、65676-001(第二管段)；以及管段65689-001(第三管段)；擠壓器套筒65691-001(在第二管段中)，和76598-001(在第三管段中)；擠壓器軸76597-001；安裝在軸上的旋轉(zhuǎn)元件一65670-001、65671-001、65658-013和65675-001。對試驗#18-19而言，擠壓器構(gòu)件包括擠壓筒65695-001(入口管段)、65676-001(第二管段)；以及管段65689-001(第三管段)；擠壓器套筒65691-001(在第二管段中)和65693-001(在第三管段中)；擠壓器軸76597-001；安裝在軸上的旋轉(zhuǎn)元件65670-001、65671-001、65658-013和65675-001。試驗#24采用了最佳的擠壓器構(gòu)造，它基本上與試驗#12-17和#20-23相同，只是錐形輸出螺桿具有一15°的錐度，并在該錐形輸出螺桿的前面帶有一1/4″的墊圈，以使其移動得更接近擠壓器的排出端。這一構(gòu)造具體如圖4所示。
試驗#12-21中所采用的模具和刀具組件包括模具及附件53661-005 NA、65421-001 BH和74010-955 NA，并帶有10個嵌入件、每個嵌入件上有六個6mm的孔，臺階長度是15mm；其上安裝著五把19430-003刀片的刀架19462-023。試驗#22-24所采用的組件包括模具及附件53661-005 NA、65421-001 BH和74010-752 NA，每個嵌入件上有三個1/4″的孔，臺階長度是1/2″；其上安裝著十把19430-003刀片的刀架19462-023。
下面的表格說明了這一系列試驗的試驗條件。
表格5
試驗#12-17中擠壓器轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速都小于600rpm。在試驗18-20的情況下，擠壓器轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速大大增加。這樣就使緊挨模具的上游處的壓力大大增加，并相應(yīng)使擠壓器電動機的負載增大。在試驗#23的情況下，于管段2和3之間設(shè)置了一個帶螺紋的過渡剪切鎖定裝置，它可避免產(chǎn)品在管段3的中部逆行，并使操作控制更加方便。最后一個試驗#24中采用了一個帶有15°錐度的錐形螺桿、試驗#23的帶螺紋的剪切鎖定裝置、以及一附加的1/4″的墊圈，以便讓螺桿的端部移動得更接近排放模。這樣就能得到任何一種試驗的最佳產(chǎn)品和性能。
所有這些產(chǎn)品都是致密的、相對較堅硬的豬飼料產(chǎn)品，它們具有較高的烹制程度，能快速地吸水，因而是理想的豬飼料產(chǎn)品。
按照本發(fā)明生產(chǎn)的較佳的、致密的動物飼料是低水份(較佳的是，直接來自擠壓器的產(chǎn)品按濕量計算達到含有大約20％重量百分比的水份，更好是大約18％，最好是14-18％)的擠壓成形物，其中的含淀粉的成份有大約60％呈膠凝狀態(tài)(最好是有大約65-85％呈膠凝)，PDI值至少是大約90，更好是至少大約95。因此，這些產(chǎn)品都受到高烹制，基本沒有留下細菌。所述擠壓物還相對較硬，并具有至少為大約28磅/立方英尺，更好是大約30磅/立方英尺的體積密度。雖然這些擠壓物比較硬，但是它們也能較容易地吸收水份。具體地說，如果將這些產(chǎn)品在58°F的水中浸泡4分鐘，它們所展現(xiàn)的最大抗粉碎力比其浸泡在水中之前的最大抗粉碎力小大約70％(更好的是小大約60％)。此外，若在58°F的水中浸泡8分鐘，本發(fā)明產(chǎn)品的最大抗粉碎力應(yīng)該比其浸泡在水中之前的最大抗粉碎力小大約40％(更好的是小大約40％)。這樣的抗粉碎力測試最好是利用由紐約州Scarsdale的Texture技術(shù)公司出售的TA.XT2型Texture分析儀來進行。
關(guān)于這一點，請注意圖6-8。圖6是一柱狀圖表，其中帶有一條最擬合的對數(shù)曲線，它表示對傳統(tǒng)的擠壓豬飼料進行抗粉碎測試的情況。請注意，在于58°F的水中浸泡了四分鐘以后，與剛開始時沒有浸泡的產(chǎn)品相比較，該傳統(tǒng)的擠壓產(chǎn)品的抗粉碎力大約是其83.5％；在浸泡以后八分鐘，抗粉碎力大約是未浸泡時的78.6％。圖7是一個類似的圖表，其中的對數(shù)曲線示出了按照本發(fā)明生產(chǎn)的豬飼料的抗粉碎情況。該圖中所示的進行測試的具體產(chǎn)品是由例子4的試驗#13獲得的。如圖所示，在浸泡之后四分鐘，本發(fā)明產(chǎn)品的抗粉碎力是未浸泡的原來產(chǎn)品的大約52％，而在浸泡之后八分鐘，抗粉碎力就只有未浸泡時的24.7％。圖8類似于圖6和7，但是示出了利用普通制顆粒工藝制備的一種傳統(tǒng)的豬飼料的抗粉碎特性。該組抗粉碎數(shù)據(jù)非常類似于本發(fā)明(浸泡四分鐘后的抗粉碎力是開始未浸泡時的52.7％，而浸泡八分鐘后的抗粉碎力是未浸泡時的16.6％)，從而證明本發(fā)明的擠壓產(chǎn)品在水份吸收和顆粒分散方面與傳統(tǒng)的顆粒產(chǎn)品非常類似。
這一系列的試驗還表明受擠壓的原料在緊挨著最后擠壓模的上游處會受到一非常迅速的升壓。實際上，所采用的雙壓力測量表186和188(見圖4)表明，離末端較遠的壓力計186基本上顯示的大氣壓力，而較靠近末端的壓力計188所顯示的壓力范圍是780-1100kPa(111-157psi)。概括地講，在沿所述螺桿組件的長度方向、離擠壓模的內(nèi)端面向后距離為擠壓筒最大直徑的1.5倍的那一個點上，所述擠壓筒內(nèi)的壓力應(yīng)該基本上等于大氣壓力。緊靠所述擠壓模內(nèi)端面處的所述擠壓筒內(nèi)的壓力應(yīng)該至少是大約100psi，更好是至少為大約300psi。
還發(fā)現(xiàn)，擠壓螺桿組件的“端點速度”是一個重要的參數(shù)。所謂端點速度是指最靠近擠壓模的擠壓螺桿的末端的速度。該端點速度應(yīng)該是大約400-1600英尺/分鐘，更好的是大約600-1200英尺/分鐘，最好是大約700-900英尺/分鐘。
為了進一步說明按照本發(fā)明生產(chǎn)的顆粒和傳統(tǒng)產(chǎn)品之間的顯著差異，可借助產(chǎn)品的掃描電子顯微圖對用一制顆粒機和按照本發(fā)明生產(chǎn)的豬飼料顆粒進行比較。在每種情況下，用一剃刀片將有代表性的顆粒縱向地切片，隨后進行標準的SEM程序以獲得顯微圖。圖9是傳統(tǒng)的顆粒制機產(chǎn)品的SEM圖，而
圖10是按照本發(fā)明的改進產(chǎn)品的SEM圖。
首先請參見圖9，其中圓的顆?；旧鲜窃獠粍拥?即，實質(zhì)上不是膠凝的)的淀粉顆粒，而該圖中只有一種與通過制顆粒機模具的顆粒流對準的總的流動圖案。相反，
圖10的SEM表明按照本發(fā)明所生產(chǎn)的產(chǎn)品幾乎沒有原封不動的淀粉顆粒，并具有顯著的、對準的流動圖案。
圖10的SEM還示出了一種重要的分層結(jié)構(gòu)，它可以賦予顆粒很大的強度。
在本發(fā)明的較佳顆粒中，當各種成份通過預處理器時，蛋白質(zhì)和淀粉將從一高粘度的玻璃化狀態(tài)轉(zhuǎn)變成或接近為一種橡膠面團狀。然而，當處于這種條件下的各初始成份進入本發(fā)明的短長度烹制擠壓器時，其溫度升高至或者是略高于熔化轉(zhuǎn)變溫度，蛋白質(zhì)和淀粉成分的粘度降低。然而，當物料從最后的模具排出時，就可以獲得所需的分層結(jié)構(gòu)，并且蛋白質(zhì)和淀粉成分會隨著溫度迅速的下降回到玻璃化狀態(tài)。此時，分層結(jié)構(gòu)就永久地保留在最終產(chǎn)品內(nèi)。然而，當需要致密的產(chǎn)品時，就需要控制各種工作條件，以限制產(chǎn)品在排出模具時發(fā)生膨脹。通常，可以觀察到某種程度的“模具鼓脹”，但是產(chǎn)品在擠壓時總的膨脹是比較小的。所述膨脹的百分比是這樣計算出來的用產(chǎn)品的直徑(或最大截面尺寸)除以模具孔的直徑(或最大截面尺寸)，再乘以100。本發(fā)明生產(chǎn)的產(chǎn)品一般具有不超過大約30％的膨脹率，更好的是大約20％。
例子5在這些試驗中，利用包含82.0％重量百分比的魚粉和18.0％重量百分比的小麥面粉生產(chǎn)出鮭魚飼料。在所有這些試驗中采用了相同的預處理器和擠壓器構(gòu)造，但是所用的模具和刀具組件有所不同。預處理器采用的是配備有60個左軸攪拌器(18個處于向前75°，24個處于中間90°，18個處于反向75°)和60個右軸攪拌器(5個處于向前75°，55個處于反向75°)的Wenger 7型DDC裝置。擠壓器具有三個管段(68781-001、68782-001和68784-001)，而螺桿是由支承著四個旋轉(zhuǎn)元件(68792-001、68793-001、68805-019和68796-001)的主軸68722-001組成。
下面的表格說明了各試驗的條件。
表格6
在試驗#25中，以48kg/hr的速度對預處理器內(nèi)的成份添加油，添加的比例是4％重量百分比。
這種鮭飼料的非常有利之處在于，它們具有非常細小的細胞結(jié)構(gòu)，因而比用傳統(tǒng)方法制備的顆粒具有更多的脂肪。因此，本發(fā)明的這種水生動物的顆粒能吸收至少大約28％重量百分比的油，更好的是大約32-40％重量百分比，由于脂肪含量和魚增重有直接的關(guān)系，所以這是所希望的。這種細小的細胞結(jié)構(gòu)的另一個重要優(yōu)點是，各顆粒趨向于能保持住脂肪，使其不滲透。這種顆粒還非常地耐久，其PDI值超過90。還有很重要的一點是因為這種顆粒狀的水生動物飼料是通過在空氣中散播來喂養(yǎng)很大面積內(nèi)的魚。這種處理辦法會破壞傳統(tǒng)的顆粒，那些較細小的顆粒將會損失。最后，沉入水中的、比重大于1的飼料的擠壓后水份含量是比較低的，即按濕量計算計算大約10-18％重量百分比，更好的是大約11-16％。這種類型產(chǎn)品傳統(tǒng)的水份含量是大約18-24％重量百分比。用本發(fā)明生產(chǎn)的產(chǎn)品的低水份可減少甚至無需擠壓后的干燥設(shè)備，因此降低了加工和投資費用。
下面的表格概括了根據(jù)本發(fā)明的一些重要的設(shè)備、加工和產(chǎn)品參數(shù)，其中的較寬和較佳的范圍是近似值。
表權(quán)利要求
1.一種短長度烹制擠壓器，包括一細長的管狀筒體，它具有一原料入口和一間隔開的原料出口，并具有一限定了一細長內(nèi)孔的內(nèi)表面；一處在所述內(nèi)孔中的細長的、帶螺紋的螺桿組件；用來帶動所述螺桿組件沿軸向旋轉(zhuǎn)的裝置；以及一設(shè)置在所述原料出口處的帶孔的擠壓模，從所述入口至所述模具的整個內(nèi)孔長度至少有大約50％所述孔是呈大致截頭圓錐形的結(jié)構(gòu)，并且其橫截面積隨著接近所述模具而逐漸縮小，在所述筒體內(nèi)介于所述入口和出口之間有一構(gòu)成原料限流的裝置，所述限流形成裝置有一上游范圍和一與之相對的下游范圍，所述上游范圍比所述下游范圍更接近所述入口，所述螺桿組件在所述上游范圍附近的每轉(zhuǎn)一圈的送料量小于所述螺桿組件在所述下游附近每轉(zhuǎn)一圈的送料量。
2.如權(quán)利要求1所述的擠壓器，其特征在于，在所述筒體的所述內(nèi)孔的表面上沿其長度方向設(shè)置有一系列間隔的、螺旋的凸起部分。
3.如權(quán)利要求1所述的擠壓器，其特征在于，所述限流形成裝置包括一帶孔的限流裝置，它具有一上游端面和一下游端面，所述螺桿組件和所述限流裝置協(xié)同作用，使所述限流裝置的各個孔在所述擠壓器的工作過程中基本連續(xù)地保持被原料充滿的狀態(tài)。
4.如權(quán)利要求3所述的擠壓器，其特征在于，所述限流裝置包括一固定于所述筒體的帶孔的定子，以及一形成所述螺桿組件一部分的與定子互補的轉(zhuǎn)子。
5.如權(quán)利要求1所述的擠壓器，其特征在于，所述筒體內(nèi)靠近所述上游范圍的自由體積大于靠近所述下游范圍的自由體積。
6.如權(quán)利要求1所述的擠壓器，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)裝置的運轉(zhuǎn)可帶動所述筒體內(nèi)的所述螺桿組件以至少大約500rpm的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。
7.如權(quán)利要求1所述的擠壓器，其特征在于，它還包括用于將一種流體經(jīng)所述筒體噴入所述內(nèi)孔范圍內(nèi)的裝置。
8.如權(quán)利要求1所述的擠壓器，其特征在于，所述擠壓器的L/D比值可達大約6。
9.如權(quán)利要求1所述的擠壓器，其特征在于，所述擠壓器具有一處于所述內(nèi)孔中的螺桿組件。
10.如權(quán)利要求1所述的擠壓器，其特征在于，所述擠壓器具有一對處于所述內(nèi)孔中的螺桿組件。
11.一種短長度烹制擠壓器，包括一細長的管狀筒體，它具有一原料入口和一間隔開的原料出口，并具有一限定了一細長內(nèi)孔的內(nèi)表面；一處在所述內(nèi)孔中的細長的、帶螺紋的螺桿組件；用來帶動所述螺桿組件沿軸向旋轉(zhuǎn)的裝置；以及一設(shè)置在所述原料出口處的帶孔的擠壓模，從所述入口至所述模具的整個內(nèi)孔長度至少有大約50％的所述孔是呈大致為截頭圓錐形的結(jié)構(gòu)，并且其橫截面積隨著接近所述模具而逐漸縮小，所述內(nèi)孔的內(nèi)表面是構(gòu)造成沿其長度方向具有一系列向內(nèi)延伸的螺旋凸起部分。
12.如權(quán)利要求11所述的擠壓器，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)裝置的運轉(zhuǎn)可帶動所述筒體內(nèi)的所述螺桿組件以至少大約500rpm的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。
13.如權(quán)利要求11所述的擠壓器，其特征在于，它包括用于將一種流體經(jīng)所述筒體噴入所述內(nèi)孔范圍內(nèi)的裝置。
14.如權(quán)利要求11所述的擠壓器，其特征在于，所述擠壓器的L/D比值可達大約6。
15.如權(quán)利要求11所述的擠壓器，其特征在于，所述擠壓器具有一處于所述內(nèi)孔中的螺桿組件。
16.如權(quán)利要求11所述的擠壓器，其特征在于，所述擠壓器具有一對處于所述內(nèi)孔中的螺桿組件。
17.一種短長度烹制擠壓器，包括一細長的管狀筒體，它具有一原料入口和一間隔開的原料出口，并具有沿其長度有一系列間隔開的螺旋凸起部分和限定了一細長內(nèi)孔的一內(nèi)表面；一處在所述內(nèi)孔中的細長的、帶螺紋的螺桿組件；用來帶動所述螺桿組件沿軸向旋轉(zhuǎn)的裝置；以及一設(shè)置在所述原料出口處的帶孔的擠壓模，所述內(nèi)孔從所述入口至所述孔大致呈截頭圓錐形的結(jié)構(gòu)，并且其橫截面積沿其長度隨著接近所述模具而逐漸縮小，在所述筒體內(nèi)介于所述入口和出口之間設(shè)置有一帶孔的原料限流裝置，所述限流裝置具有一上游端面和一與之相對的下游端面，所述上游端面比所述下游端面更接近所述入口，所述螺桿組件在靠近所述限流裝置的所述上游端面處每轉(zhuǎn)一圈的送料量小于所述螺桿組件在所述限流裝置的所述下游端面處每轉(zhuǎn)一圈的送料量，所述螺桿組件和所述限流裝置協(xié)同作用，使所述限流裝置的各個孔在所述擠壓器的工作過程中基本連續(xù)地保持被原料充滿的狀態(tài)，所述旋轉(zhuǎn)裝置的運轉(zhuǎn)可帶動所述筒體內(nèi)的所述螺桿組件以至少大約500rpm的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，所述擠壓器的L/D比值可達大約6。
18.如權(quán)利要求17所述的擠壓器，其特征在于，所述擠壓器具有一處于所述內(nèi)孔中的螺桿組件。
19.如權(quán)利要求17所述的擠壓器，其特征在于，所述擠壓器具有一對處于所述內(nèi)孔中的螺桿組件。
20.一種可食用原料的擠壓烹制方法，包括如下步驟使所述可食用原料進入一細長擠壓器的入口，所述擠壓器具有一筒體，該筒體上設(shè)置了一個最末端的擠壓模，以及一能在所述筒體內(nèi)沿軸向旋轉(zhuǎn)的帶螺紋的內(nèi)螺桿，以及使所述螺桿組件以至少為500rpm的速度旋轉(zhuǎn)，以將所述原料從所述入口起沿所述內(nèi)孔的長度方向推進，并最終從所述擠壓模排出，而且所述原料至少部分地得以烹制，在所述原料的推進過程中，使所述原料在所述筒體內(nèi)介于所述入口和所述擠壓模之間的一個區(qū)域內(nèi)完全充滿并塞滿，所述螺桿組件在所述區(qū)域附近并且接近所述入口處的每轉(zhuǎn)一圈的送料量小于所述螺桿組件在所述區(qū)域附近并接近所述模具處的每轉(zhuǎn)一圈的送料量。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，它還包括如下步驟使所述原料通過處于所述區(qū)域內(nèi)的一個帶孔的限流裝置，所述螺桿組件和所述限流裝置使所述限流裝置的各個孔在所述擠壓器的工作過程中基本連續(xù)地保持被原料充滿的狀態(tài)。
22.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，它還包括如下步驟使所述原料通過一預處理器，以便在所述原料進入所述入口之前對該原料加以潤濕和部分的烹制。
23.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，它還包括如下步驟在所述螺桿組件的旋轉(zhuǎn)過程中，將水份噴入所述筒體。
24.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，所述擠壓器是一單螺桿擠壓器。
25.一種短長度烹制擠壓器，包括一細長的管狀筒體，它具有一原料入口和一間隔開的原料出口，并具有一限定了一細長內(nèi)孔的內(nèi)表面，所述內(nèi)孔至少沿其長度方向的一部分大致呈截頭圓錐形的結(jié)構(gòu)；一處在所述內(nèi)孔中的細長的、帶螺紋的螺桿組件；用來帶動所述螺桿組件沿軸向旋轉(zhuǎn)的裝置；以及一設(shè)置在所述原料出口處的帶孔的擠壓模，在所述筒體內(nèi)介于所述入口和出口之間設(shè)置有構(gòu)成一原料限流的裝置，所述限流形成裝置有一上游范圍和一與之相對的下游范圍，所述上游范圍比所述下游范圍更接近所述入口，所述擠壓器的L/D比值可達6。
26.如權(quán)利要求25所述的擠壓器，其特征在于，所述內(nèi)孔基本上沿其整個長度方向呈帶錐度的、大致為截頭圓錐形的結(jié)構(gòu)。
27.如權(quán)利要求25所述的擠壓器，其特征在于，所述限流形成裝置包括一處在所述內(nèi)孔中并介于所述入口和所述出口之間的帶孔的限流裝置。
28.如權(quán)利要求25所述的擠壓器，其特征在于，在所述筒體內(nèi)設(shè)置有一單螺桿組件。
29.如權(quán)利要求25所述擠壓器，其特征在于，在所述筒體內(nèi)設(shè)置有一對螺桿組件。
30.一種短長度烹制擠壓器，包括一細長的管狀筒體，它具有一原料入口和一間隔開的原料出口，并具有一限定了一細長內(nèi)孔的內(nèi)表面；一處在所述內(nèi)孔中的細長的、帶螺紋的螺桿組件；用來帶動所述螺桿組件沿軸向旋轉(zhuǎn)的裝置；以及一設(shè)置在所述原料出口處的帶孔的擠壓模，在所述筒體內(nèi)介于所述入口和出口之間設(shè)有構(gòu)成一原料限流的裝置，所述限流形成裝置具有一上游范圍和一與之相對的下游范圍，所述上游范圍比所述下游范圍更接近所述入口，所述筒體內(nèi)孔內(nèi)靠近所述下游范圍的自由體積大于所述筒體內(nèi)孔內(nèi)靠近所述上游范圍的自由體積。
31.一種短長度烹制擠壓器，包括一細長的管狀筒體，它具有一原料入口和一間隔開的原料出口，并具有一限定了一細長內(nèi)孔的內(nèi)表面，所述內(nèi)孔至少沿其長度方向的一部分大致呈截頭圓錐形的結(jié)構(gòu)；一處在所述內(nèi)孔中的細長的、帶螺紋的螺桿組件；用來帶動所述螺桿組件以至少大約500rpm的轉(zhuǎn)速沿軸向旋轉(zhuǎn)的裝置；以及一設(shè)置在所述原料出口處的帶孔的擠壓模，所述擠壓器的L/D比值可達6。
32.一種可食用原料的擠壓烹制方法，包括如下步驟使所述可食用原料進入一細長擠壓器的入口，所述擠壓器具有一筒體，該筒體上設(shè)置了一個最末端的擠壓模，以及一能在所述筒體內(nèi)沿軸向旋轉(zhuǎn)的帶螺紋的內(nèi)螺桿，所述擠壓器的L/D比值可達6；以及使所述螺桿組件以至少為500rpm的速度旋轉(zhuǎn)，以便讓所述原料從所述入口起沿所述內(nèi)孔的長度方向推進，并最終從所述擠壓模排出，而且所述可食用原料至少部分地得以烹制。
33.一種可食用原料的擠壓烹制方法，包括如下步驟使所述可食用原料進入一細長擠壓器的入口，所述擠壓器具有一筒體，該筒體上設(shè)置了一個最末端的擠壓模，以及一能在所述筒體內(nèi)沿軸向旋轉(zhuǎn)的帶螺紋的內(nèi)螺桿組件，所述擠壓器的L/D比值可達6；以及使所述螺桿組件以至少為500rpm的速度旋轉(zhuǎn)，以便讓所述原料從所述入口起沿所述內(nèi)孔的長度方向推進，并最終從所述擠壓模排出，而且所述可食用原料至少部分地得以烹制，所述原料在所述擠壓筒體內(nèi)的停留時間是大約2-9秒。
34.一種可食用原料的擠壓烹制方法，包括如下步驟使所述可食用原料進入一細長的擠壓器的入口，所述擠壓器具有一筒體，該筒體上設(shè)置了一個最末端的擠壓模，以及一能在所述筒體內(nèi)沿軸向旋轉(zhuǎn)的帶螺紋的內(nèi)螺桿組件；以及使所述螺桿組件旋轉(zhuǎn)，以便讓所述原料從所述入口起沿所述內(nèi)孔的長度方向推進，并最終從所述擠壓模排出，而且所述可食用原料至少部分地得以烹制，所述原料在所述擠壓器內(nèi)中的停留時間是大約2-9秒。
35.如權(quán)利要求34所述的方法，其特征在于，所述停留時間大約是2-6秒。
36.一種可食用原料的擠壓烹制方法，包括如下步驟形成一可食用原料混合物，這種混合物包括一定數(shù)量的蛋白質(zhì)和淀粉、以及從氨基酸、維生素及其混合物所構(gòu)成的組中加以選擇的一營養(yǎng)成分；使所述可食用原料進入一細長的擠壓器的入口，所述擠壓器具有一筒體，該筒體上設(shè)置了一個最末端的擠壓模，以及一能在所述筒體內(nèi)沿軸向旋轉(zhuǎn)的帶螺紋的內(nèi)螺桿組件；以及使所述螺桿組件旋轉(zhuǎn)，以便讓所述原料從所述入口起沿所述內(nèi)孔的長度方向推進，并最終從所述擠壓模排出，從而獲得至少部分得以烹制的可食用的擠壓物，所述擠壓物內(nèi)至少含有大約60％的膠凝狀的淀粉含量，其內(nèi)至少有大約90％的所述營養(yǎng)成分處于基本上有營養(yǎng)效果的、未遭破壞的狀態(tài)。
37.如權(quán)利要求36所述的方法，其特征在于，所述擠壓物內(nèi)至少有大約95％的所述營養(yǎng)成分處于基本上有營養(yǎng)效果的、未遭破壞的狀態(tài)。
38.如權(quán)利要求36所述的方法，其特征在于，所述營養(yǎng)成分包括賴氨酸、纈氨酸、蛋氨酸、精氨酸、蘇氨酸、色氨酸、組氨酸、異白氨酸和苯基丙氨酸。
39.如權(quán)利要求38所述的方法，其特征在于，所述營養(yǎng)成分包括一種自由氨基酸。
40.如權(quán)利要求38所述的方法，其特征在于，所述營養(yǎng)成分包括一種多肽。
41.如權(quán)利要求36所述的方法，其特征在于，所述營養(yǎng)成分包括維生素A。
42.一種擠壓烹制飼料產(chǎn)品，包括通過擠壓烹制初始成份而形成的可食用的擠壓體，所述初始成份包括一定數(shù)量的蛋白質(zhì)和淀粉，以及可從氨基酸、維生素及其混合物所組成的組中加以選擇的適量的營養(yǎng)成分，所述擠壓烹制產(chǎn)品的淀粉含量內(nèi)至少有60％是膠凝的，其內(nèi)至少有90％的營養(yǎng)成分處于基本上為有營養(yǎng)效果、未遭破壞的狀態(tài)。
43.如權(quán)利要求42所述的飼料產(chǎn)品，其特征在于，所述擠壓烹制產(chǎn)品至少有大約95％的所述營養(yǎng)成分處于基本上為有營養(yǎng)效果、未遭破壞的狀態(tài)。
44.如權(quán)利要求42所述的飼料產(chǎn)品，其特征在于，所述營養(yǎng)成分包括賴氨酸、纈氨酸、蛋氨酸、精氨酸、蘇氨酸、色氨酸、組氨酸、異白氨酸和苯基丙氨酸。
45.如權(quán)利要求44所述的飼料產(chǎn)品，其特征在于，所述營養(yǎng)成分包括一種自由氨基酸。
46.如權(quán)利要求44所述的飼料產(chǎn)品，其特征在于，所述營養(yǎng)成分包括一種多肽。
47.如權(quán)利要求42所述的飼料產(chǎn)品，其特征在于，所述營養(yǎng)成分包括維生素A。
48.如權(quán)利要求42所述的飼料產(chǎn)品，其特征在于，所述淀粉含量內(nèi)有大約65％-85％處于膠凝狀態(tài)。
49.一種可食用原料的擠壓烹制方法，包括如下步驟使所述可食用原料進入一細長擠壓器的入口，所述擠壓器具有一筒體、設(shè)置在該筒體內(nèi)的可沿軸向旋轉(zhuǎn)的帶螺紋的內(nèi)螺桿組件、以及一個最末端的擠壓模，所述擠壓模具有一靠近所述螺桿組件的內(nèi)端面，它限定了所述筒體的出口；以及使所述螺桿組件以至少為500rpm的速度旋轉(zhuǎn)，以便讓所述原料從所述入口起沿所述內(nèi)孔的長度方向推進，并最終從所述擠壓模排出，而且所述可食用原料至少部分地得以烹制，在從所述擠壓模的內(nèi)端面起沿所述螺桿組件的長度方向向后離開的距離是擠壓筒最大直徑D的1.5倍的那一點上，所述擠壓筒體內(nèi)的壓力基本上是大氣壓力，而在所述擠壓筒體內(nèi)緊靠所述擠壓模的所述內(nèi)表面處的壓力至少是大約100psi。
50.如權(quán)利要求49所述的方法，其特征在于，在所述擠壓筒體內(nèi)緊靠所述擠壓模的所述內(nèi)表面處的壓力至少是大約300Psi。
51.如權(quán)利要求49所述的方法，其特征在于，所述螺桿組件端點速度是大約400-1600英尺/分鐘。
52.如權(quán)利要求51所述的方法，其特征在于，所述螺桿組件端點速度是大約700-900英尺/分鐘。
53.一種致密、堅硬、高烹制的飼料產(chǎn)品，包括一具有一定數(shù)量蛋白質(zhì)和淀粉的可食用的擠壓體，所述擠壓體的體積密度至少為大約28磅/立方英尺，所述擠壓體的淀粉成分內(nèi)至少有60％呈膠凝狀態(tài)，所述產(chǎn)品的顆粒耐久指數(shù)至少是大約90，并且該產(chǎn)品在58°F的水中浸泡4分鐘后，其最大抗粉碎力小于其浸入水中之前的最大抗粉碎力的70％左右。
54.如權(quán)利要求53所述的產(chǎn)品，其特征在于，所述淀粉成分中有大約65-85％呈膠凝狀態(tài)。
55.如權(quán)利要求53所述的產(chǎn)品，其特征在于，所述顆粒耐久指數(shù)至少是大約95。
56.如權(quán)利要求53所述的產(chǎn)品，其特征在于，該產(chǎn)品在58°F的水中浸泡8分鐘后，其最大抗粉碎力可達其浸入水中之前的最大抗粉碎力的40％左右。
57.如權(quán)利要求53所述的產(chǎn)品，其特征在于，所述產(chǎn)品是豬飼料。
58.如權(quán)利要求53所述的產(chǎn)品，其特征在于，所述產(chǎn)品在剛剛擠壓完成之后的水份含量可達大約20％重量百分比。
59.如權(quán)利要求58所述的產(chǎn)品，其特征在于，所述水份含量可達大約18％重量百分比。
60.如權(quán)利要求53所述的產(chǎn)品，其特征在于，所述產(chǎn)品的膨脹率小于30％。
61.一種致密、堅硬、高烹制的飼料產(chǎn)品，包括一具有一定數(shù)量的蛋白質(zhì)和淀粉的可食用的擠壓體，所述擠壓體的體積密度至少為大約28磅/立方英尺，所述擠壓體的淀粉成分內(nèi)至少有60％呈膠凝狀態(tài)，所述產(chǎn)品的顆粒耐久指數(shù)至少是大約90。
62.一種致密、堅硬、高烹制的飼料產(chǎn)品，包括一具有一定數(shù)量的蛋白質(zhì)和淀粉的可食用的擠壓體，所述擠壓體的體積密度至少為大約28磅/立方英尺，所述擠壓體的淀粉成分內(nèi)至少有60％呈膠凝狀態(tài)，并且該產(chǎn)品在58°F的水中浸泡4分鐘后，其最大抗粉碎力小于其浸入水中之前的最大抗粉碎力的約70％。
63.一種水生動物飼料，包括具有一定數(shù)量的魚粉和谷物的可食用的擠壓體，所述擠壓體在擠壓后的水份含量是大約10-18％重量百分比，其體積密度至少為大約28磅/立方英尺，PDI指數(shù)至少是大約90，并且比重大于1。
64.如權(quán)利要求63所述的水生動物飼料，其特征在于，所述擠壓后的水份含量是大約11-16％重量百分比。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種改進的短長度烹制擠壓裝置(10),它能夠達到傳統(tǒng)的長筒擠壓器的產(chǎn)量和質(zhì)量。本發(fā)明的擠壓器(10)包括一相對較短的筒體(14),它具有一入口(18)和一最末端的擠壓模(20)。一細長的、帶螺紋的、可軸向旋轉(zhuǎn)的螺桿組件(22)位于筒體(14)內(nèi),它聯(lián)接于驅(qū)動裝置(39,39a),該驅(qū)動裝置可帶動螺桿組件(22)以至少為500rpm的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。裝置(10)可以包括一內(nèi)部、帶孔的限流裝置(60,102)為被加工原料提供了一筒體中段的塞滿點。另一種擠壓器是構(gòu)造成沒有設(shè)置筒體中段的限流裝置,該擠壓器可以在筒體(122)的大部分長度方向上在一基本等于大氣壓力的壓力下工作,但在靠近擠壓模的最后管段(134)內(nèi)有一顯著的升壓。較佳的是,筒體(14,122)具有一大體為截頭圓錐形的構(gòu)造,其有效長度與最大直徑的比值(L/D)至少是大約6。本發(fā)明還提供了新穎的擠壓工藝和產(chǎn)品,它能在擠壓筒內(nèi)停留時間非常短的情況下,生產(chǎn)處基本上沒有氨基酸或維生素等營養(yǎng)成分損失的,和/或致密、高烹制、低水分的飼料產(chǎn)品。也可以設(shè)置有或沒有中段限流元件(252—256)的雙螺桿擠壓器(232,232a),這種擠壓器包括一帶有內(nèi)錐度的孔(237),以及具有相應(yīng)錐度的、帶有螺紋的、可軸向旋轉(zhuǎn)的螺桿(238,240)。
文檔編號A23P1/10GK1193260SQ97190482
公開日1998年9月16日 申請日期1997年7月2日 優(yōu)先權(quán)日1996年7月18日
發(fā)明者拉文G·溫吉爾 申請人:溫吉爾制造公司