CN101801202A

CN101801202A - 用于加工骨产品的系统、方法及设备

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Publication number: CN101801202A
Application number: CN200880107393A
Authority: CN
Inventors: 耶罗恩·马朗; 维南·马朗; 查尔斯·博伊桑
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-07-31
Filing date: 2008-07-30
Publication date: 2010-08-11
Anticipated expiration: 2028-07-30
Also published as: AU2008281345A1; EA201070201A1; TW200915990A; US8282029B2; US20100200682A1; AP2010005155A0; WO2009016599A4; CN101801202B; CA2695172A1; AP2678A; WO2009016599A1; UY31259A1; MX2010001230A; AU2008281345B2; AR067741A1; BRPI0813857A2

Abstract

本发明公开了一种用于加工骨产品的系统、一种操作这种系统的方法和一种用在这种系统和方法中的粉碎机10，所述系统包括至少切碎机和粉碎机10。

Description

用于加工骨产品的系统、方法及设备

技术领域

本发明涉及一种用于将商业用的禽畜骨产品加工成食品的方法和系统，并且涉及一种用在该方法中的设备。

背景技术

在许多国家，数千的牛、羊、猪、家禽和海洋动物(以下称为商业用的禽畜)被日常屠宰以用于人类消费。在某些情况下，从骨架机械地剥去肉以生产通常所说的“机械去骨的肉”(MDM)。或者，可以用手从骨架剥去肉。在任一种情况下，在从骨架剥去肉之后，剩余较小价值的产品，所述较小价值的产品主要包括骨，但是还包括骨髓和残留的肉、脂肪和腱。这种较小价值的产品此处将称为商业用的禽畜骨产品，或者简称为骨产品。

在本发明书中，涉及产品的颗粒尺寸。产品的颗粒尺寸是由产品将穿过的板所限定的最小圆孔的直径。

在本发明书中，还涉及限定在两个辊的两个相对的圆周表面之间的间隙。在辊的圆周表面上所述圆周表面彼此最接近的相对圆周位置处限定间隙的尺寸，并且间隙的尺寸尤其是在辊的转动期间在表面的扫掠路径之间的间隙的尺寸。

本发明的目的是提供一种用于将骨产品加工成食品的系统、方法，并且提供一种用于将这种骨产品加工成粉碎的浆糊的设备。

发明内容

根据本发明，提供一种用于加工骨产品的系统，所述系统包括至少一个切碎机和粉碎机，所述切碎机构造成接收并切碎骨产品，并且所述粉碎机构造成从切碎机接收切碎的骨产品并且将其粉碎到小于0.4mm的尺寸，优选地粉碎到在约0.4mm和0.02mm之间的尺寸，并且更优选地粉碎到在约0.1mm和0.02mm之间的尺寸。

所述系统可以还包括至少在切碎机与粉碎机之间的冷却装置，并且优选地包括在切碎机与粉碎机二者之前的冷却装置。

所述系统可以还包括在粉碎机之前或者之后的乳化器。

在本发明的可替代实施例中，本发明提供一种用于加工骨产品的系统，所述系统包括至少一个粉碎机和乳化器。

根据本发明的又一个方面，本发明提供一种用于骨产品的粉碎设备，所述粉碎设备包括：一对刚性的辊，所述一对刚性的辊相对于彼此可转动地定位，每个辊都限定如下的构造中的圆周表面，在所述构造中所述表面彼此相对并且限定所述表面之间的间隙，所述间隙具有小于25mm的平均尺寸；和驱动装置，所述驱动装置用于转动地驱动所述辊中的至少一个。

本发明还提供没有被驱动的辊，所述没有被驱动的辊在使用中经由与颗粒的摩擦接触而被间接地反向转动地驱动，所述颗粒通过直接转动的从动辊被驱动通过辊之间的间隙，或者所述驱动装置转动地驱动两个辊，优选地反向转动所述两个辊，更优选地以不同的转速或者以两个辊的圆周表面的不同的切向速度驱动所述两个辊。

所述间隙的平均尺寸可被调节，或者是能调节的，以适合正粉碎的骨产品的尺寸和纤维性质，所述间隙的平均尺寸优选地可调节到0.02mm至25mm的范围内，更优选地可调节到0.4mm以下，并且仍然更优选地可调节到0.02mm至0.1mm的范围内。

根据本发明的又一个特征，所述辊的圆周表面是至少基本圆形的圆柱体；并且辊的转动轴是彼此平行的。

根据本发明的又一个特征，提供具有表面纹理的至少一个辊的圆周表面，所述表面纹理优选地是制造加工的结果，所述制造加工给出影响辊表面的视觉和触觉品质的纹理或特定的纹理，所述纹理具有作为主要结果的某一辊表面的粗糙度，影响辊表面与骨产品之间的摩擦系数。

本发明还提供如下的表面纹理，所述表面纹理，并且优选地对于具有在30μm至100μm的范围内的深度的表面纹理，相对于辊在颗粒与所述辊之间的接触点处的切线夹角，没有显著地影响辊之间的总几何关系。

本发明还提供具有类似的纹理的辊的圆周表面，所述纹理是一系列圆周地间隔开的十字形浅槽或滚花形式，或者是在相对的辊的轴向对准的平坦区域之间的一系列圆周地间隔开的横直线浅槽的形式。

本发明还提供一个辊，所述一个辊通过驱动装置以高于另一个辊的圆周表面的切向速度操作地驱动，所述一个辊包括一系列圆周地间隔开的人字形的形式的表面纹理，所述人字形在辊的操作转动期间指向所述人字形自身的后方；并且，另一个辊包括一系列圆周地间隔开的人字形的形式的表面纹理，所述人字形在辊的操作转动期间指向所述人字形自身的前方。

本发明还提供两个辊，所述两个辊以不同的圆周表面的切向速度被操作地驱动，在所述辊表面上具有类似的纹理，所述纹理是一系列圆周地间隔开的浅管状槽的形式，所述浅管状槽的轴向方向沿着每个辊轴线的总体方向定向，并且与间隙长度的形心轴线平行。

根据本发明的又一个特征，粉碎设备构造成使得至少一个辊的具有表面纹理的圆周表面具有以下特征：

μ＞＝μ_needed，其中

μ_needed＝Tan(2×θ)，并且

θ＝Cos^-1{[R-((a-d)/2)]/R}

其中R＝最小辊半径；单位mm

a＝辊表面之间的最小间隙；单位mm

d＝所限定的最大颗粒尺寸；单位mm

θ＝在接触点处至辊表面的两条切线之间的最大的半夹角；单位°，和

μ_needed＝为将颗粒拉入到间隙中所需要的辊之间的最小摩擦系数；无量纲量。

根据本发明的又一个特征，提供具有表面形状的至少一个辊的圆周表面，所述表面形状，优选地对于具有超过50μm的深度的形状，是由于专门以直接导致接触夹角的几何减小为目的而用于限定辊表面的形状的任何制造加工的结果，所述接触夹角是所述辊形状表面之间的接触切线之间的接触夹角，或者是一个辊形状与另一个辊的有纹理的表面之间的接触切线之间的接触夹角。

本发明还提供如下的表面形状，优选地对于平滑地施加以消除表面上的尖锐凹陷拐角或凹穴的表面形状，所述表面形状以横向槽的形式，或者以半球形的微坑的形式施加。

本发明还提供如下的设备，所述设备构造成使得至少一个辊的具有表面形状的圆周表面具有以下特征：

μ＞＝μ_needed，

对于r＜＜R，tr≈t近似为真

E％≤{[r/(2×R)]×[1-(t/r)]}×100

β≈Cos^-1((r-t)/r)

S_R≈2×R×Sinβ

α≈S_R/(2×R)

γ＝Cos^-1{[R-((d-a)/2)]/R}

θ≈γ-α-β

μ_needed≈Tan(2×θ)

N≤(π×R)/{[r²-(r-t)²]^1/2}；N∈整数

其中，E％＝计算出的近似值与几何精确解之间的最大误差；％

R＝最小外辊半径；范围R≥150mm

a＝辊表面之间的最小间隙；范围∈[0.02至0.4]mm

d ＝所限定的最大颗粒尺寸[64]；范围∈[2至25]mm

r＝表面微坑形状的半径[73]；范围∈[2至20]mm

t＝微坑深度，如从微坑的凹槽底部测量到通过微坑从辊表面去除了的部段的中部[74]；范围∈[0.05至0.5]mm

β＝辊和微坑的形心线与从微坑中心到接触点的线之间的角；单位

S_R＝通过微坑去除了的辊部段长度；单位mm

α＝辊和微坑的形心线与从接触点到辊形心的线之间的角；计算为弧度，然后转化为°

γ＝将接触点连接到辊形心的线与将两个辊的两个形心连接的线之间的几何角；°

θ＝在接触点处至辊表面的两条切线之间的最大的半夹角；°

μneeded＝在辊与颗粒之间所需要的最小摩擦系数；范围∈[0.002至0.35]，无量纲量；和

N＝微坑的标称数量，微坑可以绕辊的径向圆周相等地间隔开并且必须是来自整数的一组数字的元素；范围∈整数。

本发明还提供如下的设备，所述粉碎设备构造成使得间隙的平均尺寸相对于骨产品中的纤维的直径尺寸足够小，以将骨产品破坏成松连接的纤维，所述松连接的纤维在微观水平下分离。

根据本发明的又一个特征，至少一个辊包括至少一个本体的形式的邻近刮削装置，所述至少一个本体限定与辊的圆周表面紧密地间隔开的边缘，以用于在材料已经通过间隙之后从表面去除粉碎的材料，并且优选地本体的边缘与辊的圆周表面之间的间隔是在0.1mm和0.5mm之间。

本发明还提供如下的设备，所述粉碎设备包括冷却装置，用于至少一个辊的至少圆周表面，优选地用于两个辊的至少圆周表面。

根据本发明的又一个特征，提供如下的设备，所述粉碎设备包括第三辊和通道；其中，第三辊限定圆周表面并且可转动地安装以绕转动轴线转动；第三辊的圆周表面与第一辊和第二辊中的一个辊的圆周表面相对，并且这些表面限定它们之间的间隙，所述间隙的平均尺寸小于限定在第一辊和第二辊之间的间隙的平均尺寸；并且通道构造成操作的通路产品，所述通路产品已经通过第一辊与第二辊之间的间隙而进入限定在第一辊和第二辊中的所述一个辊与第三辊之间的间隙中。

根据本发明的又一个特征，本发明提供一种通过使用以上所述的系统和设备加工骨产品的方法。

附图说明

参照附图，仅以示例的方式说明本发明的优选实施例，其中：

图1是根据本发明的第一方面的加工商业用的禽畜骨产品的方法的实施的示意图；

图2示出根据本发明的第三方面的粉碎设备的实施例的剖视图；

图3示出根据本发明的第四方面，图2的设备的一对辊的平面图，所述设备具有施加到一对辊的表面纹理；

图4a至4c示出图3的表面纹理的相对位移的某些方面；

图5和6示出可替代的实施例的辊，所述辊具有图3的表面纹理的可替代的表面纹理；

图7是根据本发明的第四方面，在至少两个相等尺寸的辊的最小需要直径上的表面纹理(texturing)的效果的示意图，定义了辊之间的有效夹角，在从颗粒与辊表面之间的法向接触产生的摩擦力下，允许临界尺寸以下的颗粒被吸入到间隙中；

图8是根据本发明的第五方面，在至少两个相等尺寸的辊之间的最小有效夹角上的表面形状(shaping)的效果的示意图，在小于将仅从表面纹理产生的摩擦力的摩擦力下，允许临界尺寸以下的颗粒被吸入到间隙中，从而有效地减小辊对相对于颗粒的尺寸所需要的标称直径，至少一个成形的辊与其相对的辊之间的最小间隙的尺寸，微坑(dimple)的尺寸和深度，共同地辅助在颗粒与辊的表面之间产生法向接触；

图9结合本发明的第四和第五方面的效果，通过将这两个方面叠加在类似尺寸的辊上，以证明两个方面之间的根本差异，图9还更加完全地示出图8的微坑效果；

图10示出本发明的第六方面的机构，其中，在刮刀着落部(landing)上积聚的粉碎的材料去除了来自辊的粉碎的材料，该图还示出来自通过粉碎设备的辊之间的间隙的材料的喷溅物(spawling)和在邻近刮刀之后的喷溅物，所述喷溅物辅助粉碎的材料通过粉碎设备；

图11是辊表面和在邻近刮刀着落部上的积聚粉碎堆的高速照片，所述辊表面尤其示出开始从辊表面剥离的粉碎的产品薄片，所述刮刀着落部从最接近的辊擦去粉碎的材料；

图12a至12c示出根据本发明的第三方面的粉碎设备的辊的部件的细节，示出破坏限定在辊的圆周表面之间的间隙中的颗粒的三个步骤；

图13示出根据本发明的第三方面的粉碎设备的又一个实施例的剖视图；和

图14示出根据本发明的第三方面的粉碎设备的辊的直径截面图，所述辊具有冷却装置。

具体实施方式

参照图1的示意图，附图标记40示意性地指示根据本发明的用于加工骨产品的系统和方法的第一示例性实施。

在所述系统和方法的第一步骤中，在示意图中的42处，商业用的禽畜骨架剥去它们的肉后成为较小价值的骨产品。在该步骤的优选的实施方式中，商业用的禽畜骨架被机械地剥去它们的肉以生产通常所说的“机械去骨的肉”，所述“机械去骨的肉”主要用于人类消费。在另一个实施方式中，用手从商业用的禽畜骨架剥去肉。不管第一步骤的具体实施方式，剥掉肉的骨架受到最小的处理以减少细菌污染的可能性。

在从商业用的禽畜骨架剥去它们的肉之后，所述商业用的禽畜骨架主要包括骨，但是还包括骨髓和残留的肉、脂肪和腱，把这种商业用的禽畜骨架称为商业用的禽畜骨。

在示意图中的44处，相对于第一步骤的切碎机48的喉部的尺寸，依据商业用的禽畜骨的尺寸，可以通过将骨通过诸如“预碎机”或“破碎机”的尺寸减小设备而预破坏骨。

在示意图中的46处，产品在冷冻机中冷却到约-1℃到约-20℃之间的温度。

在示意图中的48处，使用已经构造有适当的刀和板的商业上的切碎机，来自46的冷冻的产品被粉碎成具有20mm以下颗粒尺寸的第一切碎的产品。

第一切碎的产品被供应到混合机，并且在示意图中的50处，可以添加冷却水或冰。所得到的混合物被混合并且继而供应到泵送容器中。

在示意图中的52处，来自泵送容器的混合产品被迫使进入到商业乳化器中。

在示意图中的54处，使用已经构造有适当的刀和板的乳化器，切碎产品以生产第二切碎的产品，所述第二切碎的产品具有适合粉碎设备10(参见图2)的设计输入尺寸参数的骨颗粒尺寸。

在示意图中的56处，产品然后供应到图2的粉碎设备10的漏斗22中。设备10的辊12之间的间隙18已经被调节成在0.02mm以上且0.4mm以下的尺寸。产品通过间隙18(参见图2)以生产乳液形式的粉碎的商业用的禽畜骨产品，所述骨产品具有糊状的稠性。使用根据本发明的粉碎设备，任何商业用的禽畜产品都是可以通过设备10粉碎的产品的示例。更具体地，包括粉碎的商业用的禽畜骨产品的任何食品都是食品的示例。粉碎的商业用的禽畜骨产品可以与香料、其它配料和诸如淀粉、植物脂肪或动物脂肪的粘结剂结合，用于更多的体积或者进一步适应于最后加工的食品的成本、纹理、味道和/或美学的考虑因素。

在示意图中的58处，粉碎的商业用的禽畜骨产品然后被直接引入到第二食物加工过程中或者被供应到商业填充设备，所述商业填充设备将产品填充到模具中，每个块都称重成预设值，所述产品继而被传送到商业冷冻机中，在示意图中的60处，在所述冷冻机处它们被快速冷冻。

贯穿整个方法，产品的温度典型地保持在15℃以下。

首先参照图2，根据本发明的粉碎设备总体上由附图标记10表示。设备10尤其适于粉碎商业用的禽畜产品，并且尤其适于粉碎商业用的禽畜骨产品，以下将说明。

设备10包括由不锈钢或其它耐腐蚀的材料制成的两个辊12.1和12.2。每个辊12都具有轴14，并且都限定圆柱形的外表面16。辊12的轴14经由在构造中包括轴承的安装装置而彼此平行地安装在底架或框架上，其中在表面16之间限定最小间隙18。底架和安装装置允许调节间隙18的尺寸。底架和安装装置本质上可以是传统的类型，因而在此没有说明和示出。在该示例中，间隙18的尺寸在最窄的点处可在0.02mm至25mm的范围内调节成平行的或不平行的。

每个辊12的直径都约为600mm，并且宽度约为400mm。

设备10还包括：

不锈钢外壳20，其限定入口漏斗22和出口漏斗24；

传统的驱动装置(未示出)，其包括电动马达，用于驱动辊12；

两个相对的密封板26；和

刮刀或护罩28和30的装置，用于从表面16擦去粉碎的材料，以下将说明。

驱动装置构造成用于以反向转动的方式驱动辊12，如由箭头32指示。

在图3中还以虚线示出相应的板26相对于辊12的一个位置。相应的板26防止产品沿着密封间隙33泄漏(所述密封间隙33可以具有如限定在相应的板26与辊12之间的趋向于0的间隙尺寸)。

为了使用设备10粉碎产品，驱动装置被启动。产品如由箭头34指示被供应到漏斗22中，通过被限定在辊12之间的间隙18，而且如由箭头36指示从漏斗24排出。

图3示出辊12.1和12.2的平面图，每个辊都具有施加到外表面16上的纹理的图案。虚线示出相应的密封板26相对于辊12可能的近似位置中的一个位置。纹理的图案是一系列圆周地间隔开的人字纹38的形式。辊12.1上的人字纹38在辊的转动期间指向它们自己的前方，所述辊12.1在较低的转速下操作地转动。辊12.2上的人字纹38在辊的转动期间指向它们自己的后方。

该纹理可以通过若干不同的方法中的任一种方法而被限定在辊12上，所述若干不同的方法包括铸造、机械加工、滚花或类似的方法。纹理的深度可以在30μm至100μm的范围内。

图4a、4b和4c示出，在图2中的间隙18处，辊12.1上的人字纹38.1相对于辊12.2上的人字纹38.2如何位移以“追赶”人字纹38.2。人字纹的这种相对位移导致人字纹38.1和38.2之间的交叉点39在刚好间隙18上方的区域中朝向横过表面16的宽度的中间位置的点41(参见图2)会聚。辊12从而趋向于使正在通过设备10粉碎的产品朝向点41位移。

施加到辊12的外表面16的纹理增强漏斗22中的产品的摩擦接合，从而确保产品随着表面16一起通过间隙18拖曳。与没有表面纹理的、相同材料制造的类似的辊相比，该纹理从而有效地减小辊为实施该任务所需要的直径，以下将参照图7解释。

图5示出菱形网眼纹理图案，所述菱形网眼纹理图案能可替代地施加到每个辊12。

图6示出横线纹理图案，所述横线纹理图案能可替代地施加到每个辊12。

显然，相应的辊12上的纹理图案也可以彼此不同，并且也可以与其它的辊12独立地具有横过每个辊12的宽度的图案的不同组合，以在设备10的设计中获得不同的工程技术目的。

在本发明人完成与国际贸易团体相互影响的过程以提供基于如下技术的传统剪切机之后，即：所述技术能够生产适于人类消费的、商业上可行的数量的、粉碎的商业用的禽畜骨产品，发现基于来自工业的技术的传统剪切机不能在8小时工作制下(在温度没有升到30℃以上的情况下)每小时生产多于300kg的粉碎的商业用的禽畜骨产品。操作根据本发明的系统的系统和方法，与根据本发明的粉碎设备结合，现在可以借助可比较的尺寸的机器在8小时工作制下共同地生产8至55公吨的粉碎的商业用的禽畜骨产品，这清楚地表明本发明将影响加工食品工业，以及全人类食物链。

参照图7和8的示意图，解释在需要的辊12直径上的表面纹理38和表面形状70的效果，以便在特定尺寸64下使颗粒63能够通过至少两个基本圆形的辊表面16(具有施加的纹理或形状)之间的转动作用而被吸入到间隙18中。

图7示意性地示出，由于将表面纹理38添加到两个反向转动的辊对12之间的接触表面所导致的影响辊半径71的考虑因素。需要的辊12半径71本质上是由于在两个辊12之间的接触点62处的两个辊12之间的接触夹角61与特定尺寸64的特定颗粒63之间的几何关系。在颗粒接触点62处两个辊12之间为将颗粒吸入到辊之间的间隙18中所需要的接触夹角61，等于辊表面16与颗粒63之间的摩擦系数65的数学反正切函数。用三角学方法，可以通过以下公式计算在两个辊12之间为将颗粒63吸入间隙18中所需要的摩擦系数65(相反，如果在颗粒63与辊12之间的摩擦系数65通过解等式R而已知时，则可以计算所需要的最小辊直径)：

θ＝Cos^-1{[R-((a-d)/2)]/R}

从而，μ_needed＝Tan(2×θ)

变量定义：

R ≡最小辊半径71；mm

a ≡辊表面之间的最小间隙18；mm

d ≡所限定的最大颗粒尺寸64；mm

θ≡在接触点处至辊表面的两条切线之间的最大的半夹角61；°

μ_needed＝为将颗粒拉入到间隙中所需要的辊之间的最小摩擦系数65；无量纲量。

图8示意性地示出，直接由于将有微坑的表面形状70(仅示出一个微坑)添加到两个反向转动的辊对12(仅部分地示出一个辊)之间的接触表面16所导致的影响两个辊表面形状70之间的接触夹角66的考虑因素。确定的实际夹角66是由于在两个辊12之间的接触点67处的两个辊表面形状70与特定尺寸64的特定颗粒63(参见图7)之间的几何关系。在颗粒接触点67处的两个辊表面形状70之间为将颗粒吸入到辊之间的最小通过间隙68中的最小计算实际接触夹角66，再次等于表面形状70的辊表面16与颗粒63之间为将颗粒吸入到间隙中所需要的最小摩擦系数65的数学反正切函数。用三角学方法，可以通过以下近似公式计算在两个辊表面形状70之间的接触夹角66(所述公式在如以下陈述的预设范围内对变量适用，而计算中的百分误差通过从几何学的结果编译示出的关系估计)。应当注意到，几何学方法(未解释)是用于准确地确定结果的最简单的方法，并且是本发明人确定答案的优选的方式，典型地使用适当的CAD程序。

因为，对于r＜＜R，tr≈t近似为真，

所以：

E％≤{[r/(2×R)]×[1-(t/r)]}×100

β≈Cos^-1((r-t)/r)

SR≈2×R×Sinβ

α≈SR/(2×R)

γ＝Cos^-1{[R-((d-a)/2)]/R}

θ≈γ-α-β

从而，μ_needed＝Tan(2×θ)

此外，N≤(π×R)/{[r2-(r-t)2]^1/2}；N∈整数

变量定义：

E％≡计算出的近似值与几何精确解之间的最大误差；％

R≡最小外辊半径71；范围R≥150mm

a≡辊表面之间的最小间隙18；范围∈[0.02至0.4]mm

d≡所限定的最大颗粒尺寸64；范围∈[2至25]mm

r≡表面微坑形状的半径73；范围∈[2至20]mm

t≡微坑深度，如从微坑的凹槽底部测量到通过微坑从辊表面去除了74的部段的中部；范围∈[0.05至0.5]mm

β≡辊和微坑的形心线与从微坑中心到接触点的线之间的角；°

SR≡通过微坑去除了的辊部段长度；mm

α≡辊和微坑的形心线与从接触点到辊形心的线之间的角；计算为弧度，然后转化为°

γ≡将接触点连接到辊形心的线与将两个辊的两个形心连接的线之间的几何角；°

μ_needed ＝辊与颗粒之间所需要的最小摩擦系数65；范围∈[0.002至0.35]，无量纲量。

N≡微坑的标称数量，所述微坑可以绕辊的径向圆周相等地间隔开并且必须是来自整数的一组数字的元素75；范围∈整数。

图9结合了根据本发明的表面纹理和形状的效果，所述效果影响分别由于表面纹理61和由于表面形状66的接触夹角，通过将它们叠加在类似尺寸的辊12上以证明本发明的两个方面之间的根本差异。两条接触角线起源于特定尺寸64的特定颗粒63的同一接触点处(对于纹理62和对于形状67)，并且在接触点处与相应的纹理和成形表面相切地定向。相应的线族(line set)之间的夹角限定用于表面纹理61和表面形状66的辊之间的接触夹角。辊之间的最小间隙18通过相应的辊装置之间的最小距离确定。还示出用于表面形状70的最小通过间隙68。图9还更加完全地示出图8的微坑效果。图9额外地示出用于图8的喉部(或间隙)截面细节，以及槽70如何有效地减小咬入角66。因此，借助该类型的槽70，对于给定的辊直径尺寸72，可以抓紧较大的供应颗粒63和64。依据供应颗粒与辊表面之间的摩擦系数，夹角66将确定表面形状几何结构70将特定尺寸64的颗粒63吸入到辊12之间的间隙18中的效率。在测试中发现，该类型的槽(如期望为类似的圆形形状)适用于商业用的禽畜产品，并且尤其适用于讨论中的商业用的禽畜骨产品。

表面形状可以具有超过50μm的深度。

图10示出根据本发明的邻近刮刀的机构，其中在邻近刮刀28的着落部79上积聚的本体形式的粉碎材料75从辊表面16或者辊表面16和表面形状70去除粉碎的材料73。该图还示出从通过粉碎设备10(图2中)的辊12之间的间隙18(图9中)的材料的喷溅物80和在邻近刮刀28之后的喷溅物76，所述喷溅物80和76二者辅助粉碎的材料73通过粉碎设备10。喷溅的材料80和76降落78到设备10的漏斗24上。积聚的刮掉的粉碎的材料75也从邻近刮刀28的着落部79下落77到设备10漏斗24上。该图还示出邻近刮刀28到辊12表面16的接近度74和形状70。

图11是辊12和辊表面16的高速照片，尤其示出开始从辊表面16剥离的粉碎的产品薄片73。还示出，邻近刮刀28的着落部79上的积聚的粉碎堆75从最近的辊12擦去粉碎的材料73。明显的是存在来自间隙18(图9中)的喷溅的粉碎的材料80。还示出，邻近刮刀28着落部79与辊表面16之间的接近距离。

提供以下样本计算以证明具有能够被吸入到间隙中的颗粒的尺寸上的表面纹理和表面形状的原理效果，所述原理效果依据有效的接触夹角的大小，所述夹角的大小与在颗粒与辊表面之间需要的最小摩擦系数直接相关，得到更加紧凑且节省成本的辊直径，以实现本发明的第三方面的设备10的实施例。

计算1：

-普通辊，计算需要的必需摩擦系数

因为：R＝500mm，且

a＝0.1mm，且

d＝6.0mm，且

θ＝6.23°，且

所以：μ_needed ＝0.22

计算2：

-与计算1中相同的普通辊，但是添加了表面纹理，所述表面纹理将摩擦系数从0.22增大到0.3-从反函数计算，所述反函数如解释的那样用于计算以上计算中的μ_needed

因为：μ＝0.30，且

θ＝8.35°，且

a＝0.1mm，且

d＝6.0mm，且

则：R_needed ＝278.3mm

仅通过添加不同的表面纹理，为将同样的6mm的颗粒吸入到间隙中所需要的辊直径已经从1000mm减小到557mm。

计算3：

-与用在计算1和2中相同的辊布置，但是仅将微坑添加到辊外表面。与辊所需的颗粒之间为将同样尺寸的颗粒吸入到减小直径的辊(如从以上计算2中计算出)中所需要的摩擦系数从以下估计计算：

对于R＝150mm，且

a＝0.1mm，且

d＝6mm，且

r＝10mm，且

t＝0.1mm，且

则E％≤3.3％，且

β＝8.110°，且

SR＝2.821mm，且

α＝0.009404弧度＝0.539°，且

γ＝11.382°，且

θ＝2.733°，且

μ_needed＝0.096，且

N＝334个微坑。

应当注意到，6mm的颗粒与辊表面之间需要的摩擦系数显著低于甚至较大直径的表面纹理辊的摩擦系数，表现出的事实是，微坑允许辊直径显著地减小，而同时提高当颗粒进入间隙时颗粒和辊表面之间的牵引。还应当注意到，如果计算出的角θ是负的(即，小于0°)，则微坑机械地俘获颗粒，并且将拉动颗粒到间隙中，与辊表面与颗粒之间的摩擦系数无关。

如可以从这些计算的结果清楚地看到，正确地施加的表面纹理相对于需要的摩擦系数减小了为将颗粒吸入到设备的间隙中所需要的辊直径，所述表面纹理增大了辊表面与颗粒之间的摩擦系数，如定义。类似地，适当地施加的表面形状相对于颗粒与辊表面之间所需的摩擦系数减小了需要的辊直径，并且可以在与表面纹理无关地进行。

本发明人清楚地设想到，用于减小直径的辊尺寸的同样的原理可以在其它成形的表面形状下实现，并且设想到，基于三角公式和几何表示法的适当的几何学可以用于估计和确定适当的辊标称直径。

图12a、12b和12c示出根据本发明的粉碎设备的辊的部件的细节，示出破坏限定在辊的圆周表面之间的间隙中的颗粒的三个步骤。破坏经由在两个表面12之间发生的拉动过程而发生，其中一个表面(位置指示器90)运动快于另一个表面(位置指示器91)和在两个表面之间被挤压到间隙18中的颗粒63，所述颗粒63在相对的/不同的点96和97处由于摩擦接触而固定到每个表面，以便使接触颗粒的一部分与一个表面96保持在一起，并且同一颗粒的其它部分与另一个表面在接触点处97一起运动，从而产生期望的(deliberate)(即，经过考虑的)破坏力，所述破坏力拉动颗粒沿着材料93中的分裂区域(即，开口裂缝)分开，所述分裂区域越来越生长94和生长95，而新的“裂缝”98形成并且增加99，从而辅助粉碎添加到简单的挤压加工的材料，所述挤压加工在颗粒63进入间隙18时发生。在机械工程技术中，这是普通的并容易理解的过程。

在图13中，108指示同样的粉碎设备的多辊设备实施例，所述粉碎设备在连续的双程中粉碎材料以更好地粉碎材料。除了限定三个辊以外，该实施例的布局和部件本质上与两辊设备相同，每个所述辊都具有自身的表面条件。辊100具有施加的表面形状；辊101与辊102一样具有施加的非常浅的表面纹理。辊101与其它两个辊100和102共同接触。在辊装置之间的两个分离的间隙被定义为间隙103(在辊装置100和101之间)和间隙104(在辊装置101和102之间)。第一间隙103可以大于第二间隙104。输入材料34通过第一间隙103以预破坏(粗粉碎)输入材料。然后部分地加工的材料107通过第二间隙104，所述第二间隙104最终粉碎材料36，然后所述材料36离开设备。邻近刮刀28、两个分离的密封板装置28和105和中间收集器板106用于导引并且确保加工的产品通过加工过程。

本发明人特地考虑到，在适当的表面纹理和表面形状(施加到辊的情况下如分别在本发明的第四和第五方面中限定的那样)，辊直径不必完全是同样的尺寸，即，辊100可以显著地小于其它两个(辊101和102-如辊102可以显著小于辊101)。因而，将从而能够添加额外的辊到系统中，典型地在连续的辊装置之间有减小的间隙尺寸。倘若仅利用重力引导和收集中间加工的材料，则共用的辊101的仅一半可以用在竖直的布置中。半加工的材料应当经由重力和适当的容器收集，并且继而被强有力地引入(例如借助泵送系统)到下一个辊装置间隙中，共用的辊外表面的更多部分可用于连续的粉碎步骤，并从而甚至更多额外的辊可以以竖直的或水平的布置添加(在“水平”布置中，加工的材料典型地在重力作用下沿着辊的轴向方向去除，否则也需要被供给能量的去除装置)。

图14示出可以施加到至少一个辊的典型的冷却回路。冷却剂经由标准联合部110引入到辊12的轴14中并且流入到内腔112中，在该处冷却剂通过普通的热力学热流装置去除来自外表面16的热。在收集来自外表面16的某些热之后，冷却剂经由轴14的另一端中的另一出口流出辊12，所述轴14的另一端与标准联合部111配合。然后，冷却剂典型地倾卸(开环系统)或者循环通过外部热交换器以从冷却剂去除收集的热。理想地，内腔112在没有影响辊的机械强度太大的情况下尽实际可能地接近辊表面16。这样做的典型装置是使用直接在辊的外表面壳体下方延伸的开沟的成形的槽。许多用于施加该冷却的标准构造在工业中是可用的。

此处的冷却由于极薄的型面的材料通过窄间隙而几乎立即将材料冷却到任何期望的温度，并且是在较短的周期内冷却大量的材料的非常有效的装置，直到堆积的质量的芯部。由此发生的原理是根据非常基础的热力学原理并且不需要进一步解释。

表1示出源于某些测试工作的商业上可用的MDM和粉碎的商业用的禽畜骨产品的比较，所述测试工作作为本发明的以上的示例性系统和方法的一部分而实施。

表1

	干材料	湿气	钙	脂肪	蛋白质
	干材料	湿气	钙	脂肪	蛋白质	鉴定号	ASM 013	ASM 013		ASM 044	ASM 041
单位	％	％	％	％	％	鉴定号	ASM 013	ASM 013		ASM 044	ASM 041
单位	％	％	％	％	％	MRM	39.03	60.97	3.85	12.78	13.71

	干材料	湿气	钙	脂肪	蛋白质
	干材料	湿气	钙	脂肪	蛋白质	MDM	33.1	66.9	0.09	16.9	14.04

应当注意到：MRM指的是根据本发明的粉碎的商业用的禽畜骨。MDM指的是进口的机械去骨的肉。脂肪含量通过醚提取而测量。

冷冻的粉碎的商业用的禽畜骨产品可以传输到用于生产加工的肉产品的肉加工装置。或者，在产品本身上添加必要的调味料、脂肪和骨胶之后，产品可以用作没有进一步加工的食品。在加工的肉产品的生产中，粉碎的商业用的禽畜骨产品与肉混合物结合，并且所得到的成分使用传统的混合和成形方法以及设备被成形到加工的肉产品中。在本发明的优选的实施例中，加工的肉产品意在用于人类消费，所述加工的肉产品可以是例如烹熟的午餐肉(或者“冷冻肉”)产品，例如波洛尼亚香肠或者维也纳香肠。

在食品的不同实施例中，粉碎的商业用的禽畜骨产品在与用于生产加工的肉产品的肉混合物结合之前，与从例如淀粉、动物脂肪或植物脂肪所选的粘合材料结合。

所有的使用的工作面在执行本发明的方法步骤时，应当是不锈钢的或者等同的食物等级材料的，用于卫生目的。

来自表1的测试结果示出，粉碎的商业用的禽畜骨产品适于用作动物蛋白质产品，并且因此用作用于人类消费的加工的肉产品的无肉成分。

对于本发明人实施的研究，在商业用的禽畜的屠宰期间生产的多达80％的骨可以借助与根据本发明的粉碎设备结合的本发明的系统和方法而回收和加工，以用于人类消费，在本发明之前这在商业上可行的基础上是不能的。本发明的系统和方法将提供一种使用方法，所述使用方法将仅适用于堆肥或宠物和动物饲料的几乎浪费的产品用作适用于人类消费的经济的营养食品。通过包括粉碎设备的本发明的系统和方法而粉碎的商业用的禽畜骨产品，还将给机械去骨的肉提供适当的可替代的(或者互补的)配料，所述配料当前用在肉加工工业中。

从本发明人实施的广泛的市场和文献研究可知，包括说明的粉碎设备的本发明的系统和方法的优点是，本发明的系统和方法显著快于已知用在工业中的现有技术的方法。现有技术的方法通常耗费至少一个小时，并且经常更久，以在没有超过15℃的双温度极限下将较少数量(200kg至300kg)的生的商业用的禽畜骨转化成可比较的加工的粉碎的产品。这种现有技术的方法的问题是在较冗长的方法期间维持足够低的温度以防止微生物的生长。另一方面，包括本发明的粉碎设备的本发明的系统和方法从未加工的骨到最终产品耗费少至5分钟，并且执行所述方法时的温度容易在足够低的温度(低于15℃)下调节以限制微生物的生长达到可接受的水平，并且仍然生产每分钟约17kg至120kg之间的产品。从本发明人实施的广泛的研究和由本发明人采用的文献搜索公司识别出，该产品速率基本高于现有技术的方法的产品速率。优选地，包括本发明的粉碎设备的本发明的第一方面的系统和方法，在自动化设备中执行，所述自动化设备维持在7℃至12℃或者更低的温度下。因为系统和方法是自动化的，所以在加工期间没有人接触处理商业用的禽畜骨产品，以便使细菌污染保持最小。说明的本发明的又一个优点是，因为系统和方法在较低的温度下快速地执行，所以从实施的研究识别出，在产品中有比现有技术的产品显著较好的蛋白质保持值和显著较好的结合值。本发明的系统和方法从而与现有技术的产品相比产生优良的产品，并且可以在比现有技术的方法耗费显著较短的时间的情况下生产产品。

说明的本发明的系统和方法的又一个优点是，在最终粉碎步骤中使用粉碎设备10(在图2中)。本发明人已经发现，使用这种粉碎设备，若是与在商业上可用的乳化器或绞肉机(二者都基于传统的剪切切割技术)已经用于将商业用的禽畜产品，并且尤其用于商业用的禽畜骨产品在类似的生产率下制成可比较的颗粒尺寸的情况相比，在正粉碎的产品中产生显著较少的热。因而，在包括本发明的粉碎设备的本发明的第一方面的方法中最小化产品关于微生物生长和保持的蛋白质值的退化。

本发明的系统和方法的其它实施在将商业用的骨产品引入到图2的粉碎设备10中之前的某些步骤中，与以上提及的示例相比显著地改变，商业用的禽畜骨通过与根据本发明的粉碎设备10同样类型的具有较宽的间隙设置18的设备预破坏，以便使商业用的禽畜产品，尤其商业用的禽畜骨产品破坏成足够小的片，以适合粉碎辊12的设计具体要求。因而，本发明延伸到包括此处限定的本发明的系统和方法的任何系统和方法。现在将说明其它实施中的某些可能的变型方案。

本发明人设想到，可以提供一种根据本发明的粉碎设备，所述粉碎设备本质上是图1的粉碎设备10的或者与符合目的的适当有微坑的辊表面形状配合的粉碎设备的按比例扩大的方案，如以上参照图8所解释。尤其设想到，这种与有微坑的表面形状配合的设备理想地适用于该应用并且会能够粉碎具有20mm或甚至更大的颗粒尺寸的骨，直到全部骨都通过有效的但不超过0.3mm的间隙尺寸，从而根据本发明生产食品。或者，这种设备可以在较大的间隙下操作，并且所述系统和方法可以包括在相同的或不同的设置的情况下，将商业用的禽畜产品，优选地商业用的禽畜骨再次通过同一个设备，或者使用另一个粉碎设备，例如与表面纹理配合的设备10，以进一步粉碎已经通过按比例扩大的设备的产品。按比例扩大的设备可以从而消除对以上示例的预碎机、研磨机、混合机和/或乳化器的需要。

商业用的禽畜骨产品被切碎或预破坏成的颗粒尺寸是高度可变的。

粉碎设备的间隙尺寸是高度可变的，并且因而，商业用的禽畜骨产品被这种设备粉碎成的颗粒尺寸可相应地变化。本发明人建议，对于用在最终粉碎步骤中，间隙尺寸在0.02mm至0.4mm范围内，并且更优选地是0.02mm至0.1mm的间隙。

将应当理解，能够在没有脱离本发明的范围的情况下改变以上所述的本发明的其它方面。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种用于加工骨产品的系统，所述系统包括至少一个切碎机、粉碎机和在所述粉碎机之前或者之后的乳化器，所述切碎机构造成接收并切碎骨产品，并且所述粉碎机构造成从所述切碎机接收切碎的骨产品并且将其粉碎到小于0.4mm的尺寸，优选地粉碎到在约0.4mm和0.02mm之间的尺寸，并且更优选地粉碎到在约0.1mm和0.02mm之间的尺寸，其中所述粉碎设备包括：一对刚性的辊，所述一对刚性的辊相对于彼此能转动地定位，每个辊都限定如下的构造中的圆周表面，在所述构造中所述表面彼此相对并且限定所述表面之间的间隙，所述间隙具有小于25mm的平均尺寸；和驱动装置，所述驱动装置用于转动地驱动所述辊中的至少一个，并且其中所述辊中的至少一个具有施加的表面纹理和表面形状中的至少一个，所述表面纹理是制造加工的结果，所述制造加工给出影响所述辊表面的视觉和触觉品质的纹理或特定的纹理，所述纹理具有作为主要结果的某一辊表面粗糙度，影响所述辊表面与所述骨产品之间的摩擦系数，并且所述表面形状是由于专门以直接导致接触夹角的几何减小为目的而用于限定所述辊表面的形状的任何制造加工的结果，所述接触夹角是所述辊形状表面之间的接触切线之间的接触夹角，或者是一个辊形状与另一个辊的有纹理的表面之间的接触切线之间的接触夹角，所述表面形状优选地具有超过50μm的深度。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统包括至少在所述切碎机与粉碎机之间的用于所述骨产品的冷却装置，并且优选地包括在所述切碎机与粉碎机二者之前的冷却装置。

3.一种用于加工骨产品的系统，所述系统包括至少两个粉碎机，所述至少两个粉碎机构造成接收骨产品并且将其粉碎到小于0.4mm的尺寸，优选地粉碎到在约0.4mm和0.02mm之间的尺寸，并且更优选地粉碎到在约0.1mm和0.02mm之间的尺寸。

4.一种用于加工骨产品的系统，所述系统包括至少一个粉碎机和乳化器，所述至少一个粉碎机和乳化器构造成接收骨产品并且将其粉碎到小于0.4mm的尺寸，优选地粉碎到在约0.4mm和0.02mm之间的尺寸，并且更优选地粉碎到在约0.1mm和0.02mm之间的尺寸。

5.用于骨产品的粉碎设备，所述粉碎设备包括：一对刚性的辊，所述一对刚性的辊相对于彼此能转动地定位，每个辊都限定如下的构造中的圆周表面，在所述构造中所述表面彼此相对并且限定所述表面之间的间隙，所述间隙具有小于25mm的平均尺寸；和驱动装置，所述驱动装置用于转动地驱动所述辊中的至少一个，其中所述辊中的至少一个具有施加的表面纹理和表面形状中的至少一个，所述表面纹理是制造加工的结果，所述制造加工给出影响所述辊表面的视觉和触觉品质的纹理或特定的纹理，所述纹理具有作为主要结果的某一辊表面粗糙度，影响所述辊表面与所述骨产品之间的摩擦系数，并且所述表面形状是由于专门以直接导致接触夹角的几何减小为目的而用于限定所述辊表面的形状的任何制造加工的结果，所述接触夹角是所述辊形状表面之间的接触切线之间的接触夹角，或者是一个辊形状与另一个辊的有纹理的表面之间的接触切线之间的接触夹角，所述表面形状优选地具有超过50μm的深度。

6.根据权利要求5所述的粉碎设备，其特征在于，没有被驱动的辊在使用中经由与颗粒的摩擦接触而被间接地反向转动地驱动，所述颗粒通过直接转动的从动辊被驱动通过所述辊之间的间隙，并且优选地所述驱动装置转动地驱动两个辊，更优选地反向转动所述两个辊，仍然更优选地以不同的转速或者以所述两个辊的圆周表面的不同的切向速度驱动所述两个辊。

7.根据权利要求5或6所述的粉碎设备，其特征在于，所述间隙的平均尺寸被调节，或者是能调节的，以适合正在粉碎的骨产品的尺寸和纤维性质，所述间隙的平均尺寸优选地被调节到0.02mm至25mm的范围内，更优选地被调节到0.4mm以下，并且仍然更优选地被调节到0.02mm至0.1mm的范围内。

8.根据权利要求5至7所述的粉碎设备，其特征在于，所述辊的圆周表面是至少基本圆形的圆柱体；并且所述辊的转动轴是彼此平行的。

9.根据权利要求5至8所述的粉碎设备，其特征在于，所述表面纹理，并且优选地对于具有在30μm至100μm的范围内的深度的所述表面纹理，相对于所述辊之间在颗粒与所述辊之间的接触点处的切线夹角，没有显著地影响所述辊之间的总体几何关系。

10.根据权利要求9中所述的粉碎设备，其特征在于，所述辊的圆周表面具有类似的纹理，所述纹理是一系列圆周地间隔开的十字形浅槽或滚花的形式，或者是在相对的辊的轴向对准的平坦区域之间的一系列圆周地间隔开的横直线浅槽的形式。

11.根据权利要求9或10所述的粉碎设备，其特征在于，通过所述驱动装置以高于另一个辊的圆周表面的切向速度操作地驱动的一个辊，包括一系列圆周地间隔开的人字形形式的表面纹理，该人字形在所述辊的操作转动期间指向所述人字形自身的后方；并且，另一个辊包括一系列圆周地间隔开的人字形形式的表面纹理，该人字形在所述辊的操作转动期间指向所述人字形自身的前方。

12.根据权利要求9或10所述的粉碎设备，其特征在于，以不同的圆周表面的切向速度被操作地驱动的两个辊，在所述辊表面上具有类似的纹理，所述纹理是一系列圆周地间隔开的浅管状槽的形式，所述浅管状槽的轴向方向沿着每个辊轴线的总体方向定向，并且与所述间隙长度的形心轴线平行。

13.根据权利要求9至12所述的粉碎设备，其特征在于，所述粉碎设备构造成使得所述辊中的至少一个的具有表面纹理的圆周表面具有以下特征：

μ＞＝μ_needed，其中

μ_needed＝Tan(2×θ)，并且

θ＝Cos^-1{[R-((a-d)/2)]/R}

其中R＝最小辊半径；单位mm，

a＝所述辊表面之间的最小间隙；单位mm，

d＝所限定的最大颗粒尺寸；单位mm，

θ＝在所述接触点处所述辊表面的两条切线之间的最大的半夹角；单位°，和

μ_needed＝为将所述颗粒拉入到所述间隙中所需要的所述辊之间的最小摩擦系数；无量纲量。

14.根据权利要求5至13所述的粉碎设备，其特征在于，优选地对于平滑地施加以消除所述表面上的尖锐凹陷拐角或凹穴的表面形状，所述表面形状以横向槽的形式，或者以半球形的微坑的形式施加。

15.根据权利要求14所述的粉碎设备，其特征在于，所述粉碎设备构造成使得所述辊中的至少一个的具有表面形状的圆周表面具有以下特征：

μ＞＝μ_needed，

对于r＜＜R，t_r≈t近似为真，

E_％≤{[r/(2×R)]×[1-(t/r)]}×100，

β≈Cos^-1((r-t)/r)，

S_R≈2×r×Sinβ，

α≈S_R/(2×R)，

γ＝Cos^-1{[R-((d-a)/2)]/R}，

θ≈γ-α-β，

μ_needed≈Tan(2×θ)，

N≤(π×R)/{[r²-(r-t)²]^1/2}；N∈整数，

其中，E_％＝计算出的近似值与几何精确解之间的最大误差；％，

R＝最小辊外半径；范围R≥150mm，

a＝所述辊表面之间的最小间隙；范围∈[0.02至0.4]mm，

d＝所限定的最大颗粒尺寸[64]；范围∈[2至25]mm，

r＝所述表面微坑形状的半径[73]；范围∈[2至20]mm，

t＝微坑深度，从所述微坑的凹槽底部测量到通过所述微坑从所述辊表面去除了的部段的中部[74]；范围∈[0.05至0.5]mm，

β＝辊和微坑的形心线与从所述微坑中心到所述接触点的线之间的角；单位°，

S_R ＝通过所述微坑去除了的辊部段长度；单位mm，

α＝辊和微坑的形心线与从所述接触点到所述辊形心的线之间的角；计算为弧度，然后转化为°，

γ＝将所述接触点连接到所述辊形心的线与将所述两个辊的两个形心连接的线之间的几何角；°，

θ＝在所述接触点处至所述辊表面的两条切线之间的最大的半夹角；°，

μ_needed＝在所述辊与所述颗粒之间所需要的最小摩擦系数；范围∈[0.002至0.35]，无量纲量；和

N＝微坑的标称数量，所述微坑可以绕所述辊的径向圆周相等地间隔开并且必须是来自整数的一组数字的元素；范围∈整数。

16.根据权利要求5至15所述的粉碎设备，其特征在于，所述粉碎设备构造成使得所述间隙的平均尺寸相对于所述骨产品中的纤维的直径尺寸足够小，以将所述骨产品破坏成松连接的纤维，所述松连接的纤维在微观水平下分离。

17.根据权利要求5至16所述的粉碎设备，其特征在于，所述辊中的至少一个包括至少一个本体的形式的邻近刮削装置，所述至少一个本体限定与所述辊的圆周表面紧密地间隔开的边缘，以用于在所述材料已经通过所述间隙之后从所述表面去除粉碎的材料，并且优选地所述本体的边缘与所述辊的圆周表面之间的间隔是在0.1mm和0.5mm之间。

18.根据权利要求5至17所述的粉碎设备，其特征在于，所述粉碎设备包括冷却装置，用于所述辊中的至少一个的至少圆周表面，优选地用于两个所述辊的至少圆周表面。

19.根据权利要求5至18所述的粉碎设备，其特征在于，所述粉碎设备包括第三辊和通道；其中，所述第三辊限定圆周表面并且能转动地安装以绕转动轴线转动；所述第三辊的圆周表面与所述第一辊和第二辊中的一个辊的圆周表面相对，并且这些表面限定它们之间的间隙，所述间隙的平均尺寸小于或等于限定在所述第一辊和第二辊之间的间隙的平均尺寸；并且所述通道构造成给产品操作地提供通路，所述产品已经通过所述第一辊与第二辊之间的间隙而进入限定在所述第一辊和第二辊中的所述一个辊与所述第三辊之间的所述间隙中。

20.一种通过使用根据权利要求1至5中所述的系统和优选地根据权利要求5至19中所述的设备加工骨产品的方法。

Claims

1.一种用于加工骨产品的系统，所述系统包括至少一个切碎机和粉碎机，所述切碎机构造成接收并切碎骨产品，并且所述粉碎机构造成从所述切碎机接收切碎的骨产品并且将其粉碎到小于0.4mm的尺寸，优选地粉碎到在约0.4mm和0.02mm之间的尺寸，并且更优选地粉碎到在约0.1mm和0.02mm之间的尺寸。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统包括至少在所述切碎机与粉碎机之间的冷却装置，并且优选地包括在所述切碎机与粉碎机二者之前的冷却装置。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述系统包括在所述粉碎机之前或者之后的乳化器。

4.一种用于加工骨产品的系统，所述系统包括至少两个粉碎机，所述至少两个粉碎机构造成接收骨产品并且将其粉碎到小于0.4mm的尺寸，优选地粉碎到在约0.4mm和0.02mm之间的尺寸，并且更优选地粉碎到在约0.1mm和0.02mm之间的尺寸。

5.一种用于加工骨产品的系统，所述系统包括至少一个粉碎机和乳化器，所述至少一个粉碎机和乳化器构造成接收骨产品并且将其粉碎到小于0.4mm的尺寸，优选地粉碎到在约0.4mm和0.02mm之间的尺寸，并且更优选地粉碎到在约0.1mm和0.02mm之间的尺寸。

6.用于骨产品的粉碎设备，所述粉碎设备包括：一对刚性的辊，所述一对刚性的辊相对于彼此能转动地定位，每个辊都限定如下的构造中的圆周表面，在所述构造中所述表面彼此相对并且限定所述表面之间的间隙，所述间隙具有小于25mm的平均尺寸；和驱动装置，所述驱动装置用于转动地驱动所述辊中的至少一个。

7.根据权利要求6所述的粉碎设备，其特征在于，没有被驱动的辊在使用中经由与颗粒的摩擦接触而被间接地反向转动地驱动，所述颗粒通过直接转动的从动辊被驱动通过所述辊之间的间隙，并且优选地所述驱动装置转动地驱动两个辊，更优选地反向转动所述两个辊，仍然更优选地以不同的转速或者以所述两个辊的圆周表面的不同的切向速度驱动所述两个辊。

8.根据权利要求6或7所述的粉碎设备，其特征在于，所述间隙的平均尺寸被调节，或者是能调节的，以适合正在粉碎的骨产品的尺寸和纤维性质，所述间隙的平均尺寸优选地被调节到0.02mm至25mm的范围内，更优选地被调节到0.4mm以下，并且仍然更优选地被调节到0.02mm至0.1mm的范围内。

9.根据权利要求6至8所述的粉碎设备，其特征在于，所述辊的圆周表面是至少基本圆形的圆柱体；并且所述辊的转动轴是彼此平行的。

10.根据权利要求6至9所述的粉碎设备，其特征在于，所述辊中的至少一个的圆周表面具有表面纹理，所述表面纹理优选地是制造加工的结果，所述制造加工给出影响所述辊表面的视觉和触觉品质的纹理或特定的纹理，所述纹理具有作为主要结果的某一辊表面粗糙度，影响所述辊表面与所述骨产品之间的摩擦系数。

11.根据权利要求10所述的粉碎设备，其特征在于，所述表面纹理，并且优选地对于具有在30μm至100μm的范围内的深度的所述表面纹理，相对于所述辊之间在颗粒与所述辊之间的接触点处的切线夹角，没有显著地影响所述辊之间的总体几何关系。

12.根据权利要求10和11所述的粉碎设备，其特征在于，所述辊的圆周表面具有类似的纹理，所述纹理是一系列圆周地间隔开的十字形浅槽或滚花的形式，或者是在相对的辊的轴向对准的平坦区域之间的一系列圆周地间隔开的横直线浅槽的形式。

13.根据权利要求10或11所述的粉碎设备，其特征在于，通过所述驱动装置以高于另一个辊的圆周表面的切向速度操作地驱动的一个辊，包括一系列圆周地间隔开的人字形形式的表面纹理，该人字形在所述辊的操作转动期间指向所述人字形自身的后方；并且，另一个辊包括一系列圆周地间隔开的人字形形式的表面纹理，该人字形在所述辊的操作转动期间指向所述人字形自身的前方。

14.根据权利要求10或11所述的粉碎设备，其特征在于，以不同的圆周表面的切向速度被操作地驱动的两个辊，在所述辊表面上具有类似的纹理，所述纹理是一系列圆周地间隔开的浅管状槽的形式，所述浅管状槽的轴向方向沿着每个辊轴线的总体方向定向，并且与所述间隙长度的形心轴线平行。

15.根据权利要求10至14所述的粉碎设备，其特征在于，所述粉碎设备构造成使得所述辊中的至少一个的具有表面纹理的圆周表面具有以下特征：

μ＞＝μ_needed，其中

μ_needed＝Tan(2×θ)，并且

θ＝Cos^-1{[R-((a-d)/2)]/R}

其中R＝最小辊半径；单位mm，

a ＝所述辊表面之间的最小间隙；单位mm，

d＝所限定的最大颗粒尺寸；单位mm，

16.根据权利要求6至9所述的粉碎设备，其特征在于，至少一个所述辊的圆周表面具有表面形状，所述表面形状，优选地对于具有超过50μm的深度的形状，是由于专门以直接导致接触夹角的几何减小为目的而用于限定所述辊表面的形状的任何制造加工的结果，所述接触夹角是所述辊形状表面之间的接触切线之间的接触夹角，或者是一个辊形状与另一个辊的有纹理的表面之间的接触切线之间的接触夹角。

17.根据权利要求16所述的粉碎设备，其特征在于，优选地对于平滑地施加以消除所述表面上的尖锐凹陷拐角或凹穴的表面形状，所述表面形状以横向槽的形式，或者以半球形的微坑的形式施加。

18.根据权利要求16或17所述的粉碎设备，其特征在于，所述粉碎设备构造成使得所述辊中的至少一个的具有表面形状的圆周表面具有以下特征：

μ＞＝μ_needed，

对于r＜＜R，t_r≈t近似为真，

E_％≤{[r/(2×R)]×[1-(t/r)]}×100，

β≈Cos^-1((r-t)/r)，

S_R≈2×r×Sinβ，

α≈S_R/(2×R)，

γ＝Cos^-1{[R-((d-a)/2)]/R}，

θ≈γ-α-β，

μ_needed≈Tan(2×θ)，

N≤(π×R)/{[r²-(r-t)²]^1/2}；N∈整数，

R＝最小辊外半径；范围R≥150mm，

a＝所述辊表面之间的最小间隙；范围∈[0.02至0.4]mm，

d＝所限定的最大颗粒尺寸[64]；范围∈[2至25]mm，

r＝所述表面微坑形状的半径[73]；范围∈[2至20]mm，

S_R＝通过所述微坑去除了的辊部段长度；单位mm，

μ_needed ＝在所述辊与所述颗粒之间所需要的最小摩擦系数；范围∈[0.002至0.35]，无量纲量；和

19.根据权利要求6至18所述的粉碎设备，其特征在于，所述粉碎设备构造成使得所述间隙的平均尺寸相对于所述骨产品中的纤维的直径尺寸足够小，以将所述骨产品破坏成松连接的纤维，所述松连接的纤维在微观水平下分离。

20.根据权利要求6至19所述的粉碎设备，其特征在于，所述辊中的至少一个包括至少一个本体的形式的邻近刮削装置，所述至少一个本体限定与所述辊的圆周表面紧密地间隔开的边缘，以用于在所述材料已经通过所述间隙之后从所述表面去除粉碎的材料，并且优选地所述本体的边缘与所述辊的圆周表面之间的间隔是在0.1mm和0.5mm之间。

21.根据权利要求6至20所述的粉碎设备，其特征在于，所述粉碎设备包括冷却装置，用于所述辊中的至少一个的至少圆周表面，优选地用于两个所述辊的至少圆周表面。

22.根据权利要求6至21所述的粉碎设备，其特征在于，所述粉碎设备包括第三辊和通道；其中，所述第三辊限定圆周表面并且能转动地安装以绕转动轴线转动；所述第三辊的圆周表面与所述第一辊和第二辊中的一个辊的圆周表面相对，并且这些表面限定它们之间的间隙，所述间隙的平均尺寸小于或等于限定在所述第一辊和第二辊之间的间隙的平均尺寸；并且所述通道构造成给产品操作地提供通路，所述产品已经通过所述第一辊与第二辊之间的间隙而进入限定在所述第一辊和第二辊中的所述一个辊与所述第三辊之间的所述间隙中。

23.一种通过使用根据权利要求1至5中所述的系统和优选地根据权利要求6至22中所述的设备加工骨产品的方法。