CN104994754B - 使用高剪切部件挤出粉状营养产品的方法 - Google Patents

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Abstract

提供生产用于粉状营养产品的乳液和挤出物的方法。该方法包括使用挤出机(10)，该挤出机(10)包括位于该挤出机机筒(20)内的高剪切部件(32)。使用位于所述挤出机机筒(20)内的高剪切部件(32)能够在所述挤出机机筒(20)内进行成分的乳化和挤出。通过高剪切部件(32)处理包含浆液的成分的第一部分以形成乳液。然后，合并所述乳液和所述成分的第二部分并挤出以形成用于需要的粉状营养产品的挤出物。在一些实施方案中，所述高剪切部件(32)可以包括剪切圆盘或一对剪切圆盘。所述挤出机(10)可以包括单螺杆挤出机、双螺杆挤出机、或任何其他合适类型的挤出机。

Description

使用高剪切部件挤出粉状营养产品的方法
相关申请的交叉引用
本申请要求2012年12月14日提交的美国临时申请No. 61/737,470的优先权和任何权益，其整体内容以其整体并入作为参考。
技术领域
本公开涉及使用内部高剪切部件制造粉状营养产品的挤出机和相关挤出方法，更具体地涉及设计成提供用于生产粉状营养产品的稳定乳液的挤出机和相关挤出方法。
背景
目前熟知用于婴儿、儿童和成人的各种营养或疾病的特定应用的营养配方。
这些配方最通常包含调节成适合需要的使用者的营养需要的蛋白质、糖、脂质、维生素、矿物质和其他营养素的平衡，并包括产品形式例如可复水粉末、即食型液体、可稀释液体浓缩物、营养棒等。
粉状营养产品，包括粉状婴儿配方和粉状成人营养产品，通常包含约0.5%至约35%(以重量计)脂肪。为了获得在生产期间包装稳定（即不经历显著的氧化和酸败）并且当复水时没有显著脂肪分离的最终产品，通常将脂肪组分剪切成粒度为约0.1-100微米的球粒，同时乳化具有水合蛋白质的经剪切的脂肪球粒（含有或不含其它附加乳化剂）。
常规通过生产高固体水浆液（即30%至60%总固体）并通过位于挤出机外部的均化压力为1500至4500 psig的高压均化器泵送该浆液完成该剪切和乳化。然后，通常将所述浆液蒸发成约45%至60%总固体并进行喷雾干燥。这通常在储存期间产生不经历实质氧化的稳定脂肪并且容易复水。
尽管挤出机和相关方法已知为显著最小化所需的水和能量的量并能够生产可以干燥和研磨成粉状材料的球粒或结块的高效方法，使用常规处理部件的挤出机和相关方法迄今为止一般尚未用于生产生产粉状营养产品所需的乳液，因为一般现有的挤出机和相关方法未知始终生产出于商业目的足够稳定的具有脂肪乳液的成品粉状营养产品而不使用挤出机外部的另外的设备生产乳液。一般未知使用常规处理部件的挤出机和相关方法能够在挤出机本身内充分乳化粉状营养产品所需的脂肪。在挤出之前在没有脂肪球粒的合适乳化的情况下，所述脂肪在储存期间经历氧化和酸败并在复水期间经历脂肪分离。
尽管已经生产和使用各种挤出机和相关方法，但据信在本发明人之前没有人生产或使用本文所述的发明。
概述
公开了在挤出机内生产粉状营养产品的乳液和挤出物的方法。生产乳液的方法包括如下步骤：a)提供挤出机，其中该挤出机包括i)机筒, 和ii)位于所述机筒内的高剪切部件；b)递送第一部分成分至所述高剪切部件；和c)通过经由所述高剪切部件处理第一部分成分乳化所述第一部分成分以生产乳液，其中在乳化之前所述第一部分成分包含浆液。生产挤出物的方法还包括如下步骤：d)通过用于所述第二部分成分的进料机将第二部分成分递送至所述机筒中；e)合并所述乳液和所述第二部分成分以形成挤出物；和f)通过所述挤出区段处理所述挤出物。
附图的简要描述
尽管说明书以具体指明并清楚要求保护本发明的权利要求书结束，但据信本发明从某些实施例的以下描述连同附图更好地理解，其中类似的附图标记识别相同的部件并且其中：
图1描绘了示例性挤出机的空心块，其中混合部件位于所述挤出机机筒内;
图2描绘了图1的挤出机的侧视截面图，其中所述挤出机包括单螺杆挤出机;
图3 描绘了图1的挤出机的侧视截面图，其中所述挤出机包括双螺杆挤出机;
图4描绘了替代的示例性挤出机的空心块，其中混合部件位于所述挤出机机筒外;
图5 描绘了图4的挤出机的侧视截面图，其中所述挤出机包括单螺杆挤出机;
图6描绘了图4的挤出机的侧视截面图，其中所述挤出机包括双螺杆挤出机;
图7描绘了一对示例性剪切圆盘的前视立体图;
图8 描绘了图7的一对剪切圆盘的前视图;
图9描绘了分别安装在一对中心轴上的图7的一对剪切圆盘的前视立体图;
图10是在第一组分析期间在25小时阶段在环境照明下拍摄的样品403A的照片;
图11是在第一组分析期间在25小时阶段在斜光照明下拍摄的样品403A的照片;
图12是在第一组分析期间在25小时阶段在环境照明下拍摄的样品403B的照片;
图13是在第一组分析期间在25小时阶段在斜光照明下拍摄的样品403B的照片;
图14是在第一组分析期间在25小时阶段在环境照明下拍摄的样品408A的照片;
图15是在第一组分析期间在25小时阶段在斜光照明下拍摄的样品408A的照片;
图16是在第一组分析期间在25小时阶段在环境照明下拍摄的样品408 B的照片;
图17是在第一组分析期间在25小时阶段在斜光照明下拍摄的样品408 B的照片;
图18是在第二组分析期间在25小时阶段在环境照明下拍摄的染色样品403A的照片;
图19是在第二组分析期间在25小时阶段在斜光照明下拍摄的染色样品403A的照片;
图20是在第二组分析期间在25小时阶段在环境照明下拍摄的染色样品403B的照片;
图21是在第二组分析期间在25小时阶段在斜光照明下拍摄的染色样品403B的照片;
图22是在第二组分析期间在25小时阶段在环境照明下拍摄的染色样品408A的照片;
图23是在第二组分析期间在25小时阶段在斜光照明下拍摄的染色样品408A的照片;
图24是在第二组分析期间在25小时阶段在环境照明下拍摄的染色样品408 B的照片; 和
图25是在第二组分析期间在25小时阶段在斜光照明下拍摄的染色样品408 B的照片。
附图并非意在以任何方式限制，并且预期本发明的各种实施方案可以各种其他方式包括并非在附图中必须描绘的那些进行。并入和形成说明书的一部分的附图示例本发明的几方面，并与说明书一起充当解释本发明的原理；然而，理解为本发明并非限制到所示的精确安排。
具体描述
本公开的挤出机和相关方法涉及通过经由位于该挤出机内的高剪切部件处理成分的至少一部分制备营养粉状产品。在后文中详细描述各种实施方案的要素或特征。
本文使用的术语“粉状营养产品”通常是指营养制剂，其是为婴儿、儿童或成人设计成含有足够蛋白质（其可以为完整蛋白质、蛋白质水解物、或组合或完整蛋白质和蛋白质水解物两者）、糖、脂肪、维生素、矿物质、和其他营养素以当以足够的量提供时能够充当唯一的营养源。术语“粉状营养产品”包括粉状婴儿配方、粉状幼儿配方、粉状成人营养产品、和一般的粉状营养产品。
本文使用的术语“粉状婴儿配方”包括粉状婴儿配方和粉状幼童配方，其中婴儿配方适用于最多约1岁的婴儿，幼童配方适用于约1岁至约10岁的儿童。
本文使用的术语“粉状成人营养产品”包括一般保持或改进成人健康的配方，并包括设计为需要控制他们血糖的成人的那些配方。
本文使用的术语“营养粉”，除非另外指明，否则是指可以在消耗之前用水或另一含水液体复水的可流动或可舀取形式的营养产品，并包括喷雾干燥和干混合/干共混粉末或喷雾干燥与干混合/干共混粉末的组合。
本文使用的“熔化”是指转变成液态，其中对于一种组分可以均匀嵌入其他组分中。熔化通常涉及在高于材料的熔点下加热。
本文使用的术语“即食型”，除非另外指明，否则是指适合给予婴儿、儿童或成人的液体形式的配方，包括复水粉末、稀释浓缩物和制成的液体。
本文中使用的术语“保质期”是指产品的商业可用寿命，在其之后产品不适宜或不期望出售、消耗或两者。
本文使用的术语“稳定的”是指粉状营养产品，其在复水成指定浓度并在冷藏条件下保持24小时然后使其温热至室温1小时之后不呈现出明显乳油化或游离油。
本文使用的术语“乳油化”是指在油中比其余液体更高的层，其具有比其余液体更低的密度，从而使其升高至液体顶部。
本文使用的术语“游离油”是指密度低于乳脂或其余液体的大部分油的层，从而使其升高至液体顶部或至乳脂层顶部（如果存在一者）。
本文使用的术语“处理部件”是指可以安装在挤出机的一个或多个中心轴上的捏合部件、混合部件、Z部件、T部件、和/或传送部件。
本文使用的全部百分比、份数和比率以总组合物的重量计，除非另外指明。涉及所列举成分的全部此类重量都基于活性物含量，因此不包括可以包含在商购材料中的溶剂或副产品，除非另外指明。本文使用的全部数字范围，无论是否由术语“约”明确修饰，都意在并理解为由该术语修饰，除非另外指明。
本文使用的数字范围意在包括该范围内所含的每个数字和数字子集，无论是否具体公开。此外，这些数字范围应该理解成为涉及该范围内的任何数字或数字子集的权利要求提供支持。例如，1至10的公开应该理解为支持2至8、3至7、5至6、1至9、3.6至4.6、3.5至9.9等的范围。
本发明的单数特征或限制涉及的全部内容包括相应的复数特征或限制，反之亦然，除非另外通过提及的上下文明确指明或清楚暗示相反含义。
本申请中引用的全部文件（专利、专利申请和其他公开）以其整体并入本文作为参考。
本文公开的粉状营养产品也可以基本上不含本文所述的某些成分或特征，条件是其余配方仍含有本文所述的全部所需成分或特征。在上下文中，术语“基本上不含”是指所选组合物含有少于功能量的任选成分，通常少于约0.1重量%，并还包括0重量%的此类任选或所选必需成分。
本公开的粉状营养产品和相应的制备方法可以包括、由或基本上由本文所述公开的必需要素、步骤和限制以及本文所述的或以另外方式在粉状营养产品应用中使用的任何另外的或任选成分、组分、步骤、或限制构成。
产品形式
使用本公开的高剪切部件挤出机和相关方法生产的产品为粉状营养产品。这些产品通常与水或另外的液体混合并在使用前复水。
本公开的产品一般具有约2%至约5%(以重量计)、或甚至约2%至约4%(以重量计)、或甚至约2%至约3%(以重量计)、或甚至约2.5%至约3%(以重量计)的水分含量。所需的最终水分可以通过特定制剂确定从而具有约0.86或更少的水活度从而成为微生物稳定的。
本公开的粉状产品优选具有以粉状营养产品的重量计少于约5%、优选少于约3%、或更优选少于约2%、或甚至更优选少于约1%的游离脂肪含量。通过限定粉状产品的游离脂肪含量，随着产品较不容易酸败而延长保质期。另外，通过限制粉状产品的游离脂肪含量，该产品可以容易地复水而没有明显的脂肪分离。
本公开的产品可以通常具有至少约3个月、或至少约4个月、或至少约5个月、或至少约12个月、或至少约18个月、或至少约36个月，包括约6至约36个月的保质期。
本公开的产品可以与足够种类和量的营养素一起配制，从而提供唯一的、主要的、或补充的营养源，或提供用于患有特定疾病或病症的个体的专门营养制剂。
大量营养素
本公开的粉状产品至少包含脂肪、蛋白质和糖。通常，已知或否则适用于粉状营养产品的脂肪、蛋白质和糖源也可以适用于本文，条件是此类大量营养素还与本文定义的营养制剂的必需要素相容。
尽管脂肪、蛋白质和糖的总浓度或量可以根据需要的使用者的营养需要变化，但此类浓度或量最通常落入以下实施方案范围之一内，包括本文所述的任何其他必需脂肪、蛋白质和/或糖成分。
糖
本公开的粉状营养产品可以包含糖源。
当粉状营养产品为粉状婴儿配方时，糖组分以粉状婴儿配方重量计约30%至约85%，包括约45%至约60%，包括约50%至约55%的量存在。糖源可以为安全并有效用于口服并与所选产品形式的必需和其他成分相容的任何已知或另外合适的源。
当粉状营养产品为粉状成人营养产品时，糖组分以粉状成人营养产品重量计约5%至约60%，包括约7%至约40%，包括约10%至约25%的量存在。糖源可以为安全并有效用于口服并与所选产品形式的必需和其他成分相容的任何已知或其他合适的源。
用于粉状营养产品的合适的糖和糖源包括辛烯基琥珀酸酐(OSA)淀粉、甘油、蔗糖、糊精、麦芽糖糊精、树薯粉麦芽糖糊精、玉米糖浆、树薯粉糖浆、异麦芽酮糖、舒克曼、乳糖、果糖、半乳糖、未水解和部分水解树胶（包括阿拉伯树胶，也称为金合欢胶、黄原胶、黄蓍胶和瓜尔豆胶）两者、植物纤维、葡萄糖、麦芽糖、煮熟和未煮熟的蜡状和非蜡状玉米淀粉、煮熟和未煮熟的蜡状和非蜡状树薯淀粉、煮熟和未煮熟的蜡状和非蜡状稻米淀粉、煮熟和未煮熟的蜡状和非蜡状马铃薯淀粉、半乳寡糖(GOS)、果寡糖(FOS)包括短链、中长链、和长链果寡糖、α-乳糖、β-乳糖、聚葡萄糖、塔格糖、和其组合。上文列举的淀粉包括天然的、化学改性的或这两种模式。
其他合适的糖包括任何食用纤维或纤维源，其非限制性实例包括不溶性食用纤维源，例如燕麦外壳纤维、豌豆外壳纤维、大豆外壳纤维、大豆子叶纤维、甜菜纤维、纤维素、微晶纤维素、玉米糠、稻米糠、小麦糠、燕麦糠、大麦糠、和其组合。
用于营养制剂的糖可以因此包括可溶性纤维、不溶性纤维、或这两者、或其他复合糖，优选具有低于约40，包括低于20，并包括1至10的值的DE（右旋糖当量）值。
脂肪
本公开的粉状营养产品可以包含脂肪或脂肪源。
当粉状营养产品为粉状婴儿配方时，脂肪组分以粉状婴儿配方重量计约10%至约35%，包括约22%至约30%，包括约23%至约28%的量存在。脂肪可以为安全并有效用于口服并与所选产品形式的必需和其他成分相容的任何已知或其他合适的源，包括植物和动物源两者，例如牛科动物、水牛和其他哺乳动物源的乳脂。除了植物油例如玉米油、大豆油、椰子油、棕榈油精和棕榈仁油精之外，植物源可以包括谷粒，例如红花和菜籽。
当粉状营养挤出产品为粉状成人营养产品时，脂肪组分以粉状成人营养产品重量计约0.5%至约25%，包括约1%至约10%，还包括约2%至约5%的量存在。脂肪可以为安全并有效用于口服并与所选产品形式的必需和其他成分相容的任何已知或其他合适的源。
合适的脂肪或脂肪源包括椰子油、大豆油、橄榄油、高油酸红花或高油酸葵花油、红花油、葵花油、玉米油、棕榈油精、棕榈仁油精、菜籽油、triheptanoin、乳脂包括黄油、其任何动物脂肪或部分、包含二十二碳六烯酸(DHA)、二十碳五烯酸(EPA)或两者的来自乳脂、鱼或甲壳类动物油的磷脂、包含二十二碳六烯酸(DHA)、二十碳五烯酸(EPA)或两者的来自鱼或甲壳类包括磷虾的磷脂、来自海生、植物或菌类源的DHA和/或EPA的浓缩物、来自菌类或其他源的花生四烯酸(ARA)浓缩物、α-亚麻酸浓缩物(ALA)（亚麻籽油、磷脂质和其部分，包括大豆卵磷脂和蛋卵磷脂）、来自植物和动物源的部分水解和未水解甘油单酯和/或甘油二脂或甘油单酯和甘油二脂的混合物、植物固醇和含有植物固醇的化合物、二乙酰基酒石酸的甘油单酯和甘油二酯(DATEM)、和其组合。
蛋白质
本公开的粉状营养产品可以包含蛋白质或蛋白质源。
当粉状营养产品为粉状婴儿配方时，蛋白质组分以粉状婴儿配方重量计约5%至约45%，包括约8%至约25%，包括约10%至约12%的量存在。所述蛋白质可以为安全和有效用于口服并与所选产品形式的必需和其他成分相容的任何已知或其他合适的源。
当粉状营养产品为粉状成人营养产品时，蛋白质组分以粉状成人营养产品重量计约5%至约45%，包括约8%至约25%，还包括约15至约25%的量存在。所述蛋白质可以为安全和有效用于口服并与所选产品形式的必需和其他成分相容的任何已知或其他合适的源。
合适的蛋白质或蛋白质源包括完整的、部分水解的、或完全水解的、或其组合的如下物质的源自牛科动物、水牛或哺乳动物源的任何组合的乳蛋白：乳糖酶处理的脱脂奶粉、乳糖酶处理的脱脂乳粉、乳蛋白分离物、或乳蛋白浓缩物、乳蛋白分离物、乳蛋白浓缩物、乳清蛋白浓缩物、乳清蛋白分离物、糖巨肽、酪朊酸盐例如酪朊酸钠、酪朊酸钾、酪朊酸钙、酪朊酸镁、或任何矿物质的酪朊酸盐的任何组合、大豆蛋白浓缩物、大豆蛋白分离物、脱脂大豆蛋白粉、豌豆蛋白分离物、豌豆蛋白浓缩物、任何单子叶植物或双子叶植物蛋白质分离物或蛋白浓缩物、动物胶原、明胶、全部氨基酸、牛磺酸、蛋氨酸、乳蛋白肽、乳清蛋白肽、乳铁蛋白（天然或遗传产生的）、牛初乳、人初乳、其他哺乳动物初乳、在初乳中和哺乳动物乳中存在的遗传通信蛋白质，例如但不限于介素蛋白质、水解动物胶原、水解酵母、和其组合。
大量营养素特征
本公开的粉状营养产品中的脂肪、糖和蛋白质的总量或浓度可以主要根据所选制剂和需求使用者的食用或药物需要而改变。总卡路里百分比形式的大量营养素浓度的另外的合适实例在下表中记载。在上下文中，总量或浓度涉及粉状产品中的全部脂肪、糖和蛋白质源。
对于粉状婴儿配方，此总量和浓度是在下表中所述的任何实施方案范围内最通常和优选配制的（全部数字在它们的前面具有“约”）。
营养素 实施方案A(%卡路里) 实施方案B(% 卡路里) 实施方案C(%卡路里)
糖 20-85 30-60 35-60
脂肪 5-70 20-60 20-32
蛋白质 2-75 5-50 7-20
对于粉状成人营养产品，此总量或浓度在下表中描述的任何实施方案范围内是最通常和优选配制的（全部数字在它们前面具有“约”）。
营养素 实施方案A(% 卡路里) 实施方案B(% 卡路里) 实施方案C(% 卡路里)
糖 1-98 10-75 30-50
脂肪 1-98 12-85 15-55
蛋白质 1-98 5-70 15-45
任选成分
本公开的粉状营养产品可以进一步包含其他任选组分，其可以改变产品的物理、化学、美观或加工性能或当在目标群体中使用时充当药物或另外的营养组分。很多此类任选成分是已知的或另外适用于医学食品或其他营养产品或药物剂型并也可以用于本文的制剂中，条件是此类任选成分是安全和有效用于口服并和所选产品形式的必需和其他成分相容。
此类任选成分的非限制性实例包括防腐剂、抗氧化剂、乳化剂、缓冲剂、药物活性物、本文所述的另外的营养素、维生素、矿物质、调味剂包括人工甜味剂（例如糖精、阿斯巴甜、安赛蜜、甜叶菊提取物和三氯蔗糖）着色剂、除了本文所述那些之外的调味剂（天然、人工、和/或其组合）、增稠剂和稳定剂、乳化剂、润滑剂、益生菌（例如任何嗜酸和/或比菲德氏细菌、活的和非活性的）、益生元（如在糖包括但不限于半乳寡糖、果寡糖、天然或交联的任何稻米、树薯粉、和/或玉米淀粉、糊精、来自大豆、豌豆和/或任何豆类的植物纤维、异麦芽酮糖、舒克曼、塔格糖、任何树胶包括植物或非植物树胶例如黄原胶、阿拉伯树胶、金合欢胶、黄原胶、黄蓍胶、和/或瓜尔豆胶或任何树胶组合）、β-羟基β-甲基丁酸钙(11MB)、精氨酸、谷氨酰胺等。
在本文中使用的合适矿物质的非限制性实例包括磷、钠、氯、镁、锰、铁、铜、锌、碘、钙、钾、铬、钼、硒、和其组合。
本文中使用的合适维生素的非限制性实例包括生物素、胆碱、肌糖、叶酸、泛酸、胆碱、维生素A、硫胺素（维生素B1）、核黄素（维生素B2）、烟酸（维生素B3）、吡哆醇（维生素B6）、氰钴胺素（维生素B12）、抗坏血酸（维生素C）、维生素D、维生素E、维生素、和其各种盐、酯或其他衍生物、和其组合。
抗氧化剂的非限制性实例包括类胡萝卜素（例如β-胡萝卜素、玉米黄质、叶黄素、番茄红素、和其组合）、抗坏血酸棕榈酸酯、黄酮类、异黄酮包括染料木素和大豆苷元和其他植物营养素。
制造
挤出机是本领域已知的(参见例如美国临时专利申请61/393,206, 如国际公开专利申请WO 2012/049253公开的, 题目为"Curcuminoid Solid Dispersion Formulation,"2012年4月19日公开的; 和国际公开专利申请WO 2011/159653, 题目为"Ultrasonically-Assisted Extrusion Methods For Manufacturing Powdered Nutritional Products,"2011年12月22日公开的), 其公开并入本文中作为参考。本文所述的包括高剪切部件的任何合适挤出机可以适用于本公开，包括例如单螺杆挤出机, 双螺杆挤出机(同向旋转或反向旋转), 多螺杆挤出机(即具有3个或更多个螺杆的那些), 环螺杆挤出机, 行星齿轮挤出机等。通常，在至少约70℃，包括约70℃至约100℃的温度下进行挤出。
图1提供了包括高剪切部件(32)的示例性挤出机(10)的空心块图。在该实施方案中，挤出机(10)包括具有内腔(21)的机筒(20)、第一进料机(22)和第二进料机(24)。进料机(22, 24)可以任选包括在一个或两个进料机(22, 24)内的一个或多个搅拌器（未示出）。如所示出的，挤出机(10)在挤出机机筒(20)内包括混合区段(30)、乳化区段(31)和挤出区段(34)。构造混合区段(30)以混合通过第一进料机(22)递送至机筒(20)的内腔(21)中的第一部分成分以形成浆液，并可以包括安装在挤出机(10)的一个或多个中心轴上的一个或多个处理部件。混合区段(30)还可以构造成传送挤出机(10)内下游的浆料至乳化区段(31)。在优选的实施方案中，挤出机(10)包括双螺杆挤出机，并在甚至更优选实施方案中，挤出机(10)包括同向旋转的双螺杆挤出机。
乳化区段(31)包括安装在挤出机(10)的一个或多个中心轴上的高剪切部件(32)并构造成乳化由混合区段(30)生产的浆液。在一些实施方案中，乳化区段(31)包括两个或更多个高剪切部件，但这不是必要的。在此类实施方案中，挤出机可以包括不同类型的高剪切部件或两个或更多个相同类型的高剪切部件的组合。在包括两个或更多个高剪切部件的实施方案中，高剪切部件可以沿着挤出机的一个或多个中心轴依次布置以对浆液/乳液施以需要的剪切速率多次。在包括两个或多个高剪切部件的实施方案中，高剪切部件可以具有基本上相同的构造或它们可以具有不同的构造，取决于什么构造适合生产用于给定实施方案特定应用的需要品质的乳液。乳化区段(31)也可以除了高剪切部件(32)之外还包括安装在挤出机的一个或多个中心轴上的一个或多个处理部件，不过这不是必要的。在其中乳化区段(31)包括一个或多个处理部件的实施方案中，那些部件的至少一部分可以构造成随着浆液流过乳化区段(31)施加剪切速率至所述浆液。乳化区段(31)也可以构造成传送挤出机(10)内下游的乳液至挤出区段(34)。
挤出区段(34)构造成合并通过乳化区段(31)生产的乳液与通过第二进料机(24)递送至机筒(20)的内腔(21)中的至少第二部分成分以形成可以用于生产粉状营养产品的挤出物。挤出区段(34)可以包括安装在挤出机(10)的一个或多个中心轴上的一个或多个处理部件。挤出区段(34)也可以构造成传送在挤出机(10)内下游的挤出物从而其可以通过挤出机(10)的端部的模头挤出或不用模头而作为可以通过具有或没有微波或辐射选择或其组合的连续带式真空干燥器干燥的结块。
上文讨论的高剪切部件和处理部件可以安装至挤出机(10)的一个或多个中心轴从而每个部件随着该部件安装在其上的相应轴均匀旋转。
进料机(22, 24)可以构造成从一个或多个输入源接受成分从而允许粉状营养产品的连续处理。在一些实施方案中，液体成分和粉状成分可以一起混合并通过单一递送装置递送至挤出机。其他实施方案可以并入用于液体成分和用于粉状成分的分开的递送装置。在此类实施方案中，粉状成分可以通过任何合适类型的递送装置递送，包括但不限于重量进料机、体积进料机、和/或预处理器，而液体成分可以通过任何合适类型的递送装置递送，包括但不限于泵，包括但不限于齿轮泵或一些其他类型正排量泵。可以布置分开的递送装置从而在挤出机的基本上同一点递送液体成分和粉状成分。例如，在此类实施方案中，图1中示出的第一进料机(22)可以代表分别构造成递送粉状成分和液体成分至混合区段(30)中两个或更多个分开的递送装置，而图1中示出的第二进料机 24可以代表分别构造成递送粉状成分和液体成分至挤出区段(34)中的两个或更多个分开的递送装置。
在示例的实施方案中，第一进料机(22)与机筒(20)的内腔(21)连通，从而成分可以递送至内腔(21)中。具体地，布置第一进料机(22)从而使通过第一进料机(22)递送的成分递送至挤出机(10)的混合区段(30)。混合区段(30)可以构造成通过混合但不乳化形成浆液，粉状营养产品所需的成分的一部分。混合区段(30)可以提供基本上均质的浆液至乳化区段(31)和高剪切部件(32)，其可以改善所得粉状营养产品的总体品质。如所示出的，高剪切部件(32)位于混合区段(30)的紧靠下游，从而在通过混合区段(30)混合成分和水合蛋白质之后，它们然后递送至高剪切部件(32)。本文所使用的术语“下游”是指其中材料传送到挤出机中的方向，即传送方向。
在该实施方案中，第二进料机(24)也与机筒(20)的内腔(21)连通，从而成分可以递送至内腔(21)中。具体地，第二进料机(22)位于第一进料机(22)下游从而使通过第二进料机(24)递送的成分递送至挤出区段(34), 其位于高剪切部件(32)的下游。如所示出的，在通过高剪切部件(32)处理成分以生产乳液之后，该乳液递送至挤出区段(34), 其中该乳液与通过第二进料机(24)递送的成分合并以形成挤出物。然后通过挤出区段(34)处理该挤出物。尽管示例的实施方案描绘两个进料机，但其他合适数量的进料机，例如三个、四个、或更多个可以根据给定的实施方案的具体应用使用。该进料机可以位于沿着从挤出机开头沿着挤出机中段（在引入脂肪之前和之后）至恰在挤出机出料端之前的挤出机长度的任何位置，条件是它们允许必要成分递送至合适区段和包含在其中的部件。共同地，混合区段(30), 进料机(22, 24), 高剪切部件(32), 和挤出区段(34)构造成从挤出机(10)排出基本上均质的挤出物。
在使用挤出机(10)制造粉状营养产品的一个示例性方法中，将第一部分成分通过第一进料机(22)引入混合区段(30)中。然后，将该第一部分成分通过混合区段(30)充分混合在一起，但不乳化以形成浆液。在该实施方案中，该第一部分成分包含生产浆液的干成分和液体成分的组合。在该实施方案中，该第一部分成分包含生产需要的粉状营养产品所需的至少一部分脂肪、至少一部分蛋白质、和至少一部分水。水通常以需要的粉状营养产品的全部原材料重量计约10%至约25%, 或约10%至约20%, 或约10%至约15%的量存在于在离开挤出机时挤出物中。
例如，所述第一部分成分可以包含需要的粉状营养产品需要的脂肪和脂肪可溶性维生素或其他疏水性营养素总量的最多约100%、需要的粉状营养产品所需的蛋白质总量的一部分，其低于需要的蛋白质的总量的100%但其量足以完全乳化所述脂肪、和需要的粉状营养产品所需的水总量的最多约100%。包括需要的蛋白质总量的一部分，其低于需要的蛋白质总量的100%但足以完全乳化所述脂肪。该第一部分成分也可以包含脂肪可溶性维生素和其他疏水性营养素（例如维生素A、维生素E包括维生素E琥珀酸酯、维生素D3、维生素D2、生育三烯酚、类胡萝卜素包括但不限于叶黄素、β-胡萝卜素、玉米黄质、和番茄红素、类姜黄素、和长链不饱和脂肪酸包括DHA和EPA和ARA、甘油单酯和甘油二脂和其组合）。
在混合步骤之前或期间但在乳化之前，其可以有益于完全水合包含在所述第一部分成分内的蛋白质。所述蛋白质可以使用食品生产工业中已知的标准方法完全水合。所述蛋白质的水合可以发生在挤出机内部或外部并可以在间歇式罐中或通过连续流动蛋白质和其他必需成分通过构造成帮助水合的装置例如剪切泵或预处理器（其可以在需要高水平混合能量时与挤出机组合使用）进行。例如，其可以有益于使用预处理器以实现蛋白质水合从而降低实现需要的水合需要的时间值。蛋白质的水合也可以在挤出机内通过选择各种挤出机部件设计例如处理部件完成。仅通过实施例，每个这些挤出机部件都可以包括设计成提供提高的剪切速率的一排或多排齿。
如图1中所示，在该第一部分成分在混合区段(30)中一起混合以生产浆液之后，则将该浆液递送至乳化区段(31)并通过高剪切部件(32)处理。可以将该浆液通过任何合适类型的递送装置递送至高剪切部件(32)，所述装置包括但不限于泵（例如齿轮泵或一些其他类型的正排量泵）、安装在挤出机(10)的一个或多个中心轴上的一个或多个传送部件（可以选择其数量、类型和构造以实现递送所述浆液至和通过高剪切部件(32)的足够的压力）、或其组合。具体地，高剪切部件(32)通过对所述浆液施以足以生产足够稳定乳液的剪切速率和拉伸流动乳化该乳液。在一些实施方案中，所述剪切速率可以取决于包括高剪切部件(32)的直径，其可以取决于挤出机机筒(20)的内腔(21)的直径并可以为约30 sec'至约2,500 sec-I，优选至少100 sec-1。在一些实施方案中，为了令人满意地乳化所述浆液，可以将高剪切部件(32)构造成对至少50%的所述浆液施以需要的剪切速率，优选对至少75%的所述浆液施以需要的剪切速率，更优选对至少90%的所述浆液施以需要的剪切速率，并甚至更优选对至少99%的所述浆液施以需要的剪切速率。高剪切部件(32)可以包括构造成提供需要的剪切速率的任何合适的部件，包括但不限于安装至下文更详细描述的挤出机的一个或多个中心轴的剪切圆盘或一对相应的剪切圆盘。在一些实施方案中，高剪切部件(32)可以设计成通过提高浆液速度通过降低截面流体面积例如采用孔板或其他受限截面流体面积设计产生需要的剪切速率。
根据图1所示的实施方案，在通过高剪切部件(32)乳化包含所述第一部分成分的浆液之后，将其递送至挤出区段(34)，其中所述浆液与通过第二进料机(24)引入挤出机机筒(20)的第二部分成分合并。该第二部分成分可以包括另外的粉状成分和另外的液体成分。在一些实施方案中，所述粉状成分可以通过一个或多个体积或重力进料机和/或预处理器递送，并且另外的液体成分可以通过一个或多个泵(包括但不限于齿轮泵或一些其他类型的正排量泵)递送。所述另外的液体成分可以包括但不限于玉米糖浆、半乳寡糖(GOS)糖浆、和果寡糖(FOS)糖浆。如图1所示，第二进料机(24)位于高剪切部件(32)的下游。该第二部分成分可以包含生产需要的粉状营养产品或其某一部分所需的其余成分(例如蛋白质、 糖、脂肪、矿物质、维生素、和其他营养素等)。在一些实施方案中，可以将少于全部其余成分添加至挤出机(10)的挤出区段(34)。在这些实施方案中，一些成分，例如益生菌，可以在后挤出处理步骤(36)中添加至通过挤出机(10)生产的挤出物。然后，通过挤出区段(34)挤出合并的乳液和第二部分成分以形成平片、线、丸、或能够使用常规干燥技术和设备包括但不限于连续干燥器例如带式真空干燥器干燥的其他形式。在下文更详细地讨论挤出区段(34)。在干燥之后，可以使用常规研磨方式例如一个或多个FitzMills, Co-Mills、气冲磨机（在这些磨机中氮气或二氧化碳可以代替空气使用，因为挤出物中的一些成分例如脂肪可能对氧化敏感）、或其他颗粒定型设备块将所述挤出物研磨成需要的尺寸。这些类型的后挤出处理步骤通常通过图1中的后挤出处理步骤(36)表示。可能的后挤出处理步骤在下文中更详细地讨论。
在一些实施方案中，需要的粉状营养产品可以在单程通过挤出机(10)之后产生。在其他实施方案中，需要的粉状营养产品可以为重叠挤出产品(multiply extrudedproduct)；即该最终产品可以通过挤出机(10)两次、三次、四次或更多次，其中另外的成分在每个连续挤出之前添加。或者，如上所述，来自挤出机(10)的挤出物可以通过可以包括或可以不包括高剪切部件的另一挤出机和/或在离开挤出机(10)之后与另外的成分合并从而生产需要的粉状营养产品。
对于引入挤出机(10)的各种组分中的全部成分，可能需要形成恒定的流速以产生基本上均质的挤出物。例如，对于递送至混合区段(30)形成所述浆液的液体成分，对于递送至乳化区段(31)/高剪切部件(32)的浆液，和对于递送至挤出区段(34)的乳液和另外的成分，可能需要形成恒定流速。在一些优选实施方案中，可以使用流量计（未示出）包括但不限于体积流量计和重力流量计控制成分的流速。如本领域技术人员基于本文公开内容认识到的，可以考虑并调节工艺参数包括但不限于进料至乳化区段(31)/高剪切部件(32)的浆料的体积（即流速）、进料至挤出区段(34)用于挤出的乳液体积、和浆液暴露于高剪切速率的时间从而进行适合可量测性和可再现性的工艺。
如上所述，其通常可能需要保持所述浆液至乳化区段(31)/高剪切部件(32)中的恒定流速。可以适合使高剪切部件(32)对所述浆液施以需要的剪切速率的流速将所述浆液递送至乳化区段(31)/高剪切部件(32)。恒定流速和高剪切速率的一致应用可以允许给定量的浆液的处理强度能够保持一致从而可以按需要生产和测量可再现样品。可以基于给定的实施方案的特定应用中使用的特定挤出机的额定容量设定流速。
在替代实施方案（未示出）中，代替具有高剪切部件(32)下游的单一进料机（即图1中所示和上文所述的第二进料机(24)），所述挤出机可以包括多个下游进料机以能够在沿着挤出区段(34)的不同点递送其余成分或其某一部分（即粉状营养产品的成分，而非包含在用于形成乳液的第一部分成分的那些）。在此类实施方案中，一个下游进料机仍然可以位于挤出区段(34)的开头，类似于上文所述的第二进料机(24)，从而至少一部分其余成分可以在挤出区段(34)的开头与乳液合并。仅以实施例方式，可以通过一个或多个下游进料机递送另外的蛋白质、糖、纤维、和其他粉状成分。在一些实施方案中，可以通过递送主干燥成分例如蛋白质和糖通过它们自身的单个进料机而非将干燥成分共混在一起并然后将共混的成分一起进料到挤出机中改善生产效率。
图2描绘挤出机(10)的具体实施方案，其中挤出机为单螺杆挤出机。为了清楚，在图2中的挤出机在本文中被识别为挤出机(110)。挤出机(110)包括具有内腔(121)的机筒(120)、第一进料机(122)和第二进料机(124)。如所示出的，挤出机(110)包括挤出机机筒(120)内的混合区段(130)、乳化区段(131)、和挤出区段(134)。应该注意高剪切部件(132)在图2中示例性示出。还应该注意进料机(122, 124)和安装在挤出机(110)中心轴上的部件(例如处理部件)在图2中一般性示出，并基于给定实施方案的具体应用的需要选择那些组件的精确数字、构造布置和其他合适的参数。
类似于上述混合区段(30)，混合区段(130)构造成混合通过第一进料机(122)递送至机筒(120)的内腔(121)中的第一部分成分以形成浆液，并可以包括安装在挤出机(110)的中心轴上的一个或多个处理部件。混合区段(130)也可以构造成传送挤出机(110)内下游的浆液至乳化区段(131)。
类似于上述乳化区段(31)，乳化区段(131)包括安装在挤出机(110)的中心轴上并构造成乳化通过混合区段(130)生产的浆液的高剪切部件(132)。在一些实施方案中，乳化区段(131)包括两个或更多个高剪切部件，但这不是必要的。在此类实施方案中，所述挤出机可以包括不同类型的高剪切部件或两个或更多个相同类型的高剪切部件的组合。在包括两个或更多个高剪切部件的实施方案中，所述高剪切部件可以沿着挤出机的一个或多个中心轴依次布置从而对浆液/乳液施以需要的剪切速率多次。在包括两个或更多个高剪切部件的实施方案中，所述高剪切部件可以具有基本上相同的构造或它们可以具有不同的构造，取决于什么构造适合生产给定实施方案的具体应用的需要品质的乳液。乳化区段(131)除了高剪切部件(132)之外还可以包括安装在挤出机的中心轴上的一个或多个处理部件，但这不是必要的。在其中乳化区段(131)包括一个或多个处理部件的实施方案中，至少一部分那些部件可以随着浆液流过乳化区段(131)构造成施加剪切速率至所述浆液。乳化区段(131)也可以构造成传送挤出机(110)内下游的乳液至挤出区段(134)。
类似于上述挤出区段(34)，挤出区段(134)构造成合并通过乳化区段(131)产生的乳液与通过第二进料机(124)递送至机筒(120)的内腔(121)中的至少第二部分成分以形成可以用于生产粉状营养产品的挤出物。挤出区段(134)可以包括安装在挤出机(110)的中心轴上的一个或多个处理部件。挤出区段(134)也可以构造成传送挤出机(110)内下游的挤出物从而其可以通过挤出机(110)端部模头挤出或不使用模头而作为可以通过具有或没有微波或辐射选择或其组合的连续带式真空干燥器干燥的结块。
上文讨论的高剪切部件和处理部件可以安装至挤出机(110)的中心轴从而使每个部件随轴均匀旋转。
在示例的实施方案中，第一进料机(122)与机筒(120)的内腔(121)连通，从而可以使成分递送至内腔(121)中。具体地，布置第一进料机(122)从而使通过第一进料机(122)递送的成分递送至挤出机(110)的混合区段(130)。如上文讨论的，第一进料机(122)可以包括分别构造成递送粉状成分和液体成分的两个或更多个分开的递送装置，但这不是必要的。混合区段(130)可以构造成通过混合但不乳化粉状营养产品所需的一部分成分而形成浆液。混合区段(130)可以提供基本上均匀的浆液至乳化区段(131)和高剪切部件(132)，其可以改善所得粉状营养产品的总体品质。如所示出的，乳化区段(131)和高剪切部件(132)位于混合区段(130)的紧靠下游，从而在通过混合区段(130)混合成分和水合蛋白质之后，然后将它们递送至乳化区段(131)和高剪切部件(130)。混合区段(130)可以位于或邻近机筒(120)前部（即与排放挤出物的机筒(120)端相对的机筒(120)端）。
在该实施方案中，第二进料机(124)也与机筒(120)的内腔(121)连通，从而成分可以递送至内腔(121)中。具体地，第二进料机(122)位于第一进料机(122)下游从而将通过第二进料机(124)递送的成分递送至挤出区段(134)，其位于乳化区段(131)和高剪切部件(132)的下游。如上文讨论的，第二进料机(124)可以包括分别构造成递送粉状成分和液体成分的两个或更多个分开的递送装置，但这不是必要的。如所示出的，在通过高剪切部件(132)处理成分以生产乳液之后，将该乳液递送至挤出区段(134)，其中所述乳液与通过第二进料机(124)递送的成分合并以以形成挤出物。然后，通过安装在挤出区段(134)中的挤出机(110)的中心轴上的处理部件挤出所述挤出物。尽管示例的实施方案描述两个进料机，但可以使用其他合适数量的进料机，例如三个、四个、或更多个，取决于给定实施方案的具体应用。
图3描绘挤出机(10)的另一具体实施方案，其中所述挤出机为双螺杆挤出机，例如同向旋转双螺杆挤出机或反向旋转双螺杆挤出机。为了清楚，图3中的挤出机在本文中识别为挤出机(210)。挤出机(210)包括具有内腔(221)的机筒(220)、第一进料机(222)和第二进料机(224)。如所示出的，挤出机(210)包括挤出机机筒(220)内的混合区段(230)、乳化区段(231)、和挤出区段(234)。应该注意到在图3中示例性示出高剪切部件(232)。还应该注意到进料机(222, 224)和安装在挤出机(210)的中心轴上的部件（例如处理部件）在图3中一般性示出，并基于给定实施方案的具体应用的需要选择那些组件的精确数量、尺寸、构造布置和其他合适参数。
类似于上述混合区段(30, 130)，混合区段(30, 130)构造成混合通过第一进料机(222)递送至机筒(220)的内腔(221)中的第一部分成分以形成浆液，并可以包括安装在挤出机(210)的中心轴上的一个或多个处理部件。混合区段(230)也可以构造成传送挤出机(210)内下游的浆液至乳化区段(231)。
类似于上述乳化区段(31, 131)，乳化区段(231)包括可以安装在挤出机(210)的至少一个中心轴上的高剪切部件(232)并构造成乳化通过混合区段(230)生产的浆液。在实施方案，例如图3中示出的一个中，其中挤出机包括两个或多个中心轴，所述高剪切部件可以包括分别安装在挤出机的每一个中心轴上的多个部件。仅通过实施例方式，在其中挤出机为双螺杆挤出机的实施方案中，所述高剪切部件可以包括各自安装至相应中心轴的一对相应部件。那些部件可以基本上彼此相邻布置或具有适合形成具有需要品质的乳液的任何其他布置。在此类实施方案中，所述一对部件可以各自具有基本上相同的构造或该对部件可以具有适合形成具有需要品质的乳液的不同但互补的构造。在一些实施方案中，乳化区段(231)包括两个或更多个高剪切部件，但这不是必要的。在此类实施方案中，所述挤出机可以包括不同类型的高剪切部件或两个或更多个相同类型的高剪切部件的组合。在包括两个或更多个高剪切部件的实施方案中，所述高剪切部件可以沿着挤出机的一个或多个中心轴依次布置从而对浆液/乳液施以需要的剪切速率多次。仅通过实施例方式，在挤出机为双螺杆挤出机的实施方案中，所述高剪切部件可以包括分别安装在每个中心轴上的第一对部件和分别安装在第一对部件下游的每个中心轴上的第二对部件。在包括两个或更多个高剪切部件的实施方案中，所述高剪切部件可以具有基本上相同的构造或它们可以具有不同构造，取决于什么构造适合生产给定实施方案的具体应用所需品质的乳液。乳化区段(231)除了高剪切部件(232)之外也可以包括安装在中心轴上的一个或多个处理步骤，但这不是必要的。在其中乳化区段(231)包括一个或多个处理部件的实施方案中，至少一部分那些部件可以构造成随着浆液流过乳化区段(231)向所述浆液施加剪切速率。乳化区段(231)也可以构造成传送挤出机(210)内下游的乳液至挤出区段(234)。
类似于上述挤出区段(34, 134)，挤出区段(234)构造成合并通过乳化区段(231)生产的乳液与通过第二进料机(224)递送至机筒(220)的内腔(221)中的至少第二部分成分以形成可以用于生产粉状营养产品的挤出物。挤出区段(234)可以包括安装在挤出机(210)的中心轴上的一个或多个处理部件。挤出区段(234)还可以构造成传送挤出机(210)内下游的挤出物从而其可以通过挤出机(210)端部的模头挤出或不使用模头而作为可以通过具有或没有微波或辐射选择或其组合的连续带式真空干燥器干燥的结块。
上文讨论的高剪切部件和处理部件可以安装至挤出机(210)的中心轴从而使每个部件随该部件安装在其上的相应轴均匀旋转。
在示例的实施方案中，第一进料机(222)与机筒(220)的内腔(221)连通从而使成分可以递送至内腔(221)。具体地，布置第一进料机(222)从而使通过第一进料机(222)递送的成分递送至挤出机(210)的混合区段(230)。如上文讨论的，第一进料机(222)可以包括分别构造成递送粉状成分和液体成分的两个或更多个分开的递送装置，但这不是必要的。混合区段(230)可以构造成通过混合，但不乳化粉状营养产品需要的一部分成分形成浆液。混合区段(230)可以提供基本上均质浆液至乳化区段(231)和高剪切部件(232)，其可以改善所得粉状营养产品的总体品质。如所示出的，高剪切部件(232)位于混合区段(230)的紧靠下游，从而在通过混合区段(230)混合成分并水合蛋白质之后，然后使它们递送至高剪切部件(230)。混合区段(230)可以位于或邻近于机筒(220)前部(即与其中排出挤出物的机筒(220)端相对的机筒(220)端)。
在此实施方案中，第二进料机(224)与机筒(220)的内腔(221)连通从而可以使成分递送至内腔(221)中。具体地，第二进料机(222)位于第一进料机(222)下游从而将通过第二进料机(224)递送的成分递送至挤出区段(234)，其位于乳化区段(231)和高剪切部件(232)下游。如上文讨论的，第二进料机(224)可以包括分别构造成递送粉状成分和液体成分的两个或更多个分开的递送装置，但这不是必要的。如所示出的，在通过高剪切部件(232)处理成分以产生乳液之后，将该乳液递送至挤出区段(234)，其中所述乳液与通过第二进料机(224)递送的成分合并以形成挤出物。然后，通过安装在挤出区段(234)中的挤出机(210)的中心轴上的处理部件挤出所述挤出物。尽管示例的实施方案描述两个进料机，但其他合适数量的进料机，例如三个、四个、或更多个可以根据给定实施方案的具体应用使用。
图4提供并入高剪切部件(332)的替代示例性挤出机(310)的空心块图。在此实施方案中，挤出机(310)包括具有内腔(321)的机筒(320)、第一进料机(322)和第二进料机(324)。进料机(322, 324)可以任选包括在一个或两个进料机(322, 324)内的一个或多个搅拌器（未示出）。如所示出的，挤出机(310)包括挤出机机筒(320)内的混合部件(330)、乳化区段(331)和挤出区段(334)。与如图1示出和上述的挤出机(10)不同，其中在挤出机机筒(20)内通过在图4中示出的挤出机(310)中的混合区段(30)形成所述浆液，所述浆液在挤出机机筒(320)外部通过混合设备(330)形成，然后通过第一进料机(322)递送至挤出机机筒(320)的内腔(321)内的乳化区段(331)。在优选实施方案中，挤出机(310)包括双螺杆挤出机，并且在甚至更优选的实施方案中，挤出机(310)包括同向旋转的双螺杆挤出机。
类似于上述乳化区段(31, 131, 231)，乳化区段(331)包括安装在挤出机(310)的一个或多个中心轴上并构造成乳化通过混合设备(330)产生的浆液的高剪切部件(332)。在一些实施方案中，乳化区段(331)包括两个或更多个高剪切部件，但这不是必要的。在此类实施方案中，所述挤出机可以包括不同类型的高剪切部件或两个或更多个相同类型的高剪切部件的组合。在包括两个或更多个高剪切部件的实施方案中，所述高剪切部件可以沿着挤出机的一个或多个中心轴依次布置从而对浆液/乳液施以需要的剪切速率多次。在包括两个或更多个高剪切部件的实施方案中，所述高剪切部件可以具有基本上相同的构造或它们可以具有不同的构造，取决于什么构造适合生产给定实施方案的特定应用的需要品质的乳液。乳化区段(331)可以除了高剪切部件(332)之外还包括安装在挤出机的一个或多个中心轴上的一个或多个处理部件，但这不是必要的。在其中乳化区段(331)包括一个或多个处理部件的实施方案中，那些部件的至少一部分可以构造成随着浆液流过乳化区段(331)施加剪切速率至所述浆液。乳化区段(331)还可以构造成传送挤出机(310)内下游的乳液至挤出区段(334)。
类似于上述挤出区段(34, 134, 234)，挤出区段(334)构造成合并通过乳化区段(331)生产的乳液与通过第二进料机(324)递送至机筒(320)的内腔(321)的至少第二部分成分以形成可以用于生产粉状营养产品的挤出物。挤出区段(334)可以包括安装在挤出机(310)的一个或多个中心轴上的一个或多个处理部件。挤出区段(334)也可以构造成传送挤出机(310)内下游挤出物从而其可以通过挤出机(310)端部的模头挤出或不使用模头而作为可以通过具有或没有微波或辐射选择或其组合的连续带式真空干燥器干燥的结块。
上文讨论的高剪切部件和处理部件可以安装至挤出机(310)的一个或多个中心轴从而使每个部件随该部件安装在其上的相应轴均匀旋转。
进料机(322, 324)可以构造成从一个或多个输入源接收成分从而允许粉状营养产品的连续处理。在一些实施方案中，可以将液体成分和粉状成分混合在一起并通过单一递送装置递送至该挤出机。其他实施方案可以并入用于液体成分和用于粉状成分的分开的递送装置。在此类实施方案中，粉状成分可以通过任何合适类型的递送装置递送，包括但不限于重力进料机、体积进料机、和/或预处理器，而液体成分可以通过任何合适类型的递送装置递送，包括但不限于泵，包括但不限于齿轮泵或一些其他类型的正排量泵。可以布置分开的递送装置从而在挤出机基本上相同的点递送液体成分和粉状成分。例如，在此类实施方案中，图1中示出的第一进料机(22)可以代表两个或更多个分别构造成递送粉状成分和液体成分至混合区段(30)中的分开的递送装置，而图1中所示的第二进料机 24可以代表分别构造成递送粉状成分和液体成分至挤出区段(34)中的两个或更多个分开的递送装置。
在示例的实施方案中，混合设备(330)构造成通过混合但不乳化制备需要的粉状营养产品所需的至少一部分成分形成浆液。混合设备(330)可以提供基本上均质的浆液至乳化区段(331)和高剪切部件(332)，其可以改善所得粉状营养产品的总体品质。混合设备(330)可以包括一个或多个预处理器、配料槽、静态混合器、流线混合器、或构造成生产需要浆液的任何其他机械装置。如所示出的，混合设备(330)与第一进料机(322)连通从而使该浆液通过第一进料机(322)从混合设备递送至机筒(320)的内腔(321)。具体地，布置第一进料机(322)从而使通过第一进料机(322)递送的成分，包括但不限于来自混合设备(330)的浆液递送至乳化区段和高剪切部件(332)。如上文讨论的，第一进料机(322)可以包括两个或更多个分别构造成递送粉状成分和液体成分的两个或更多个分开的递送装置，但这不是必要的。理解为第一进料机(322)可以构造成除了混合设备(330)之外从一个或多个输入源接收成分。例如，进料机(322)可以从包括质量或流量控制器的预处理器接收粉状成分。
在此实施方案中，第二进料机(324)还与机筒(320)的内腔(321)连通从而可以将成分递送至内腔(321)。类似于第一进料机(322), 第二进料机(324)也可以从可以包括质量或流量控制器的预处理器接收粉状成分。具体地，第二进料机(324)位于第一进料机(322)下游从而使通过第二进料机(324)递送的成分递送至挤出区段(334)，其位于高剪切部件(332)下游。如上文讨论的，第二进料机(324)可以包括分别构造成递送粉状成分和液体成分的两个或更多个分开的递送装置，但这不是必要的。如所示出的，在通过高剪切部件(332)处理成分以生产乳液之后，将该乳液递送至挤出区段(334)，其中将该乳液与通过第二进料机(324)递送的成分合并以形成挤出物。然后通过挤出区段(334)处理该挤出物。尽管示例的实施方案描绘两个进料机，但其他合适数量的进料机，例如三个、四个或更多个可以根据给定实施方案的具体应用使用。所述进料机可以位于沿着从挤出机开头经过挤出机中段（在脂肪引入之前和之后）至恰在挤出机排料端之前的挤出机长度的任何位置，条件是它们使必要成分递送至包括在其中的合适区段和部件。共同地，混合设备(330)、进料机(322, 324)、乳化区段(331)、高剪切部件(332)和挤出区段(334)可以构造成从挤出机(310)排出基本上均质的挤出物。
例如，所述第一部分成分可以包括脂肪和脂肪可溶性维生素和需要的粉状营养产品所需的其他疏水性营养素总量的最多约100%、需要的粉状营养产品所需的蛋白质总量的一部分（低于所需的蛋白质总量的100%但该量足以完全乳化脂肪）、和需要的粉状营养产品所需的水总量的最多约100%。包括所需的蛋白质总量的一部分（其低于所需蛋白质总量的100%但足以完全乳化脂肪）可以导致具有改性粘度的浆液。所述第一部分成分也可以包含脂肪可溶性维生素和其他疏水性营养素（例如维生素A、维生素E包括维生素E琥珀酸酯、维生素D3、维生素D2、生育三烯酚、类胡萝卜素包括但不限于叶黄素、β-胡萝卜素、玉米黄质、和番茄红素、类姜黄素、和长链不饱和脂肪酸包括DHA和EPA和ARA、甘油单酯和甘油二脂和其组合）。
如上文讨论的，在混合步骤之前或期间，但在乳化之前，可能有益于完全水合包含在所述第一部分成分内的蛋白质。使用食品生产工业中已知的标准方法可以完全水合所述蛋白质。蛋白质的水合可以在挤出机内部或外部进行和可以在间歇式罐或通过连续流动蛋白质和其他必要成分通过构造成帮助水合的装置例如剪切泵或预处理器进行。例如，可能有益于使用预处理器以实现蛋白质水合以降低实现需要的水合所需的时间值。
如图4所示出的，在混合设备(330)中将所述第一部分成分混合在一起生产浆液之后，然后通过第一进料机(322)将该浆液递送至乳化区段(331)并通过高剪切部件(332)处理。所述浆液可以通过任何合适类型的递送装置递送至高剪切部件(332)，包括但不限于泵（例如齿轮泵或一些其他类型的正排量泵）、安装在挤出机(310)的一个或多个中心轴上的一个或多个传送部件（可以选择其数量、类型和构造以实现递送该浆液至并通过高剪切部件(332)的足够的压力）、和其组合。具体地，高剪切部件(332)通过对所述乳液施以足以生产足够稳定的乳液的高剪切速率和拉伸流动而使该浆液乳化。在一些实施方案中，所述剪切速率可以取决于包括挤出机机筒(320)的内腔(321)的直径等因素并可以为约30 sec -1至约2,500 sec-1，优选至少100 sec-1。在一些实施方案中，为了满意地乳化所述浆液，高剪切部件(332)可以构造成对至少50%的所述浆液施以需要的剪切速率，优选对至少75% 的所述浆液施以需要的剪切速率，更优选对至少90%的所述浆液施以需要的剪切速率，甚至更优选对至少99%所述浆液施以需要的剪切速率。高剪切部件(332)可以包括构造成提供需要的剪切速率的任何合适的部件，包括但不限于如下文更详细描述的安装至挤出机的一个或多个中心轴的剪切圆盘或一对相应的剪切圆盘。在一些实施方案中，所述高剪切部件(332)可以设计成通过提高所述浆液速度通过降低截面流体面积例如采用孔板或其他受限截面流体面积设计产生需要的剪切速率。
根据图4中所示的实施方案中，在通过高剪切部件(332)乳化包含所述第一部分成分的浆液之后，将其递送至挤出区段(334)，其中所述浆液与通过第二进料机(324)引入挤出机机筒(320)的第二部分成分合并。该第二部分成分可以包括另外的粉状成分和另外的液体成分两者。在一些实施方案中，所述粉状成分可以通过一个或多个体积或重力进料机和/或预处理器递送，并且另外的液体成分可以通过一个或多个泵(包括但不限于齿轮泵或一些其他类型的正排量泵)递送。所述另外的液体成分可以包括但不限于玉米糖浆、半乳寡糖(GOS)糖浆、和果寡糖(FOS)糖浆。如图4中所示出的，第二进料机(324)位于高剪切部件(332)下游。所述第二部分成分可以包括生产需要的粉状营养产品所需的其余成分（例如蛋白质、糖、脂肪、矿物质、维生素、和其他营养素等）或其某一部分。在一些实施方案中，可以将少于全部的其余成分添加至挤出机(310)的挤出区段(334)。在这些实施方案中，一些成分，例如益生菌，可以在后挤出处理步骤(336)中添加至由挤出机(310)生产的挤出物。然后通过挤出区段(334)挤出合并的乳液和第二部分成分以形成平片、线、丸、或能够使用常规干燥技术和设备干燥的其他形式，所述常规干燥技术和设备包括但不限于连续式干燥器例如具有或没有微波或辐射选择或其组合的带式真空干燥器。在下文中更详细地讨论挤出区段(334)。在干燥之后，可以使用常规研磨方式例如一个或多个Fitzmills, Co-Mills, 气冲磨机(可以使用氮气代替这些磨机中的空气，因为挤出物中的一些成分例如脂肪可能对氧化敏感)或其他颗粒定型设备的块研磨所述挤出物成需要的尺寸。通常通过图4中的后挤出处理步骤(336)表示这些类型的后挤出处理步骤。在下文中更详细地讨论可能的后挤出处理步骤。
在一些实施方案中，需要的粉状营养产品可以在单程通过挤出机(310)之后生产。在其他实施方案中，需要的粉状营养产品可以为重叠挤出产品；即最终产品可以通过挤出机(310)两次、三次、四次或更多次，其中在每次连续挤出之前添加另外的成分。或者，如上所述，可以使来自挤出机(310)的挤出物通过可以包括或可以不包括高剪切部件的另一挤出机和/或在离开挤出机(310)之后与另外的成分合并从而生产需要的粉状营养产品。
如上讨论的，关于图1中所示的挤出机(10)，对于引入挤出机(310)的各种组分中的全部成分而言，可能需要形成恒定流速。因为已经在上文讨论的，关于流速的讨论不会在这里重复。
在替代的实施方案（未示出）中，代替具有高剪切部件(332)下游的单一进料机（即在图4所示和上文所述的第二进料机(324)），所述挤出机可以包括多个下游进料机，从而使其余成分或其某一部分（即粉状营养产品的成分，而非在用于形成乳液的第一部分成分中包含的那些）在沿着挤出区段(334)的不同点递送。在此类实施方案中，一个下游进料机仍然可以位于挤出区段(34)的开头，类似于上述第二进料机(324)，从而使至少一部分其余成分能够在挤出区段(334)的开头与所述乳液合并。仅通过实施例方式，可以通过一个或多个下游进料机递送另外的蛋白质、糖、纤维、和其他粉状成分。在一些实施方案中，生产效率可以通过递送主干燥成分，例如蛋白和糖通过它们自身的单个进料机而非共混干燥成分在一起然后将共混的成分一起进料至挤出机中改善。
图5描绘了挤出机(310)的具体实施方案，其中所述挤出机为单螺杆挤出机。为了清楚，图5中的挤出机在本文中识别为挤出机(410)。挤出机(410)包括具有内腔(421)的机筒(420)、第一进料机(422)和第二进料机(424)。如所示出的，挤出机(410)包括挤出机机筒(420)内的乳化区段(431)和挤出区段(434)。类似于上述挤出机(310)，在此实施方案中，混合设备（未示出）位于挤出机(410)的机筒(420)外部，其构造成通过混合但不乳化需要的粉状营养产品所需的至少一部分成分形成浆液。应该注意到高剪切部件(432)在图5中示例性示出。还应该注意到进料机(422, 424)和安装在挤出机(410)的中心轴上的部件（例如处理部件）在图5中一般性地示出，并且基于给定的实施方案的具体应用的需要选择那些组件的额外的数量、尺寸、构造布置和其他合适参数。
类似于上述混合设备(330)，混合设备(未示出)可以构造成混合第一部分成分以在挤出机机筒(420)外部形成浆液。然后将所述浆液在挤出机机筒(420)的内腔(421)内通过第一进料机(422)递送至乳化区段(431)。混合设备(未示出)可以提供基本上均质的浆液至乳化区段(431)和高剪切部件(432)，其可以改善所述所得粉状营养产品的总体品质。
类似于上述乳化区段(31, 131, 231, 331)，乳化区段(431)包括安装在挤出机(410)的中心轴上的高剪切部件(432)并构造成乳化浆液。然而，在该实施方案中，通过挤出机(410)外部的混合设备（未示出）而非位于挤出机内（如上述挤出机(10, 110, 210)）的混合区段生产所述浆液。在一些实施方案中，乳化区段(431)包括两个或更多个高剪切部件，但这不是必要的。在此类实施方案中，所述挤出机可以包括不同类型的高剪切部件或两个或更多个相同类型的高剪切部件的组合。在包括两个或更多个高剪切部件的实施方案中，所述高剪切部件可以沿着挤出机的一个或多个中心轴依次布置以对所述浆液/乳液施以需要的剪切速率多次。在包括两个或更多个高剪切部件的实施方案中，所述高剪切部件可以具有基本上相同的构造或它们可以具有不同的构造，取决于什么构造适合生产给定实施方案的具体应用的需要品质的乳液。乳化区段(431)也可以除了高剪切部件(432)之外还包括安装在挤出机的中心轴上的一个或多个处理部件，但这不是必要的。在其中乳化区段(431)包括一个或多个处理部件的实施方案中，可以将至少一部分那些部件构造成随着浆液流过乳化区段(431)施加剪切速率至所述浆液。乳化区段(431)也可以构造成传送挤出机(410)内下游的乳液至挤出区段(434)。
类似于上述挤出区段(34, 134, 234, 334)，挤出区段(434)构造成合并通过乳化区段(431)产生的乳液与通过第二进料机(424)递送至机筒(420)的内腔(421)中的至少第二部分成分以形成可以用于生产粉状营养产品的挤出物。挤出区段(434)可以包括安装在挤出机(410)的中心轴上的一个或多个处理部件。挤出区段(434)也可以构造成传送挤出机(410)内下游的挤出物从而其可以通过挤出机(410)端部的模头挤出或不使用模头而作为可以通过具有或没有微波或辐射选择或其组合的连续带式真空干燥器干燥的结块。
可以将上文讨论的高剪切部件和处理部件安装至挤出机(410)的中心轴，从而每个部件随该部件安装在其上的轴均匀旋转。
在示例的实施方案中，第一进料机(422)与机筒(420)的内腔(421)连通从而可以将成分递送至内腔(421)中。第一进料机(422)也可以与混合设备（未示出）连通从而可以使通过混合设备形成的浆液从混合设备递送至挤出机机筒(420)。如所示出的，布置第一进料机(422)从而使通过第一进料机(422)递送的成分递送至乳化区段(431)和高剪切部件(432)。如上文讨论的，第一进料机(422)可以包括分别构造成递送粉状成分和液体成分的两个或更多个分开的递送装置，但这不是必要的。乳化区段(431)和高剪切部件(432)可以位于或邻近于机筒(420)前部（即与其中排放所述挤出物的机筒(420)端相对的机筒(420)端）。
在此实施方案中，第二进料机(424)还与机筒(420)的内腔(421)连通从而使成分可以递送至内腔(421)中。具体地，第二进料机(424)位于第一进料机(422)下游从而使通过第二进料机(424)递送的成分递送至挤出区段(434)，其位于乳化区段(431)和高剪切部件(432)下游。如上文讨论的，第二进料机(424)可以包括分别构造成递送粉状成分和液体成分的两个或更多个分开的递送装置，但这不是必要的。如所示出的，在通过高剪切部件(432)处理成分以生产乳液之后，将该乳液递送至挤出区段(434)，其中所述乳液与通过第二进料机(424)递送的成分合并以形成所述挤出物。通过安装在挤出区段(434)中的挤出机(410)的中心轴上的处理部件挤出所述挤出物。尽管示例的实施方案描绘了两个进料机，其他合适数量的进料机，例如三个、四个、或更多个可以根据给定的实施方案的具体应用使用。
图6描绘了挤出机(310)的另一具体实施方案，其中所述挤出机为双螺杆挤出机，例如同向旋转双螺杆挤出机或反向旋转双螺杆挤出机。为了清楚，图6中的挤出机在本文中识别为挤出机(510)。挤出机(510)包括具有内腔(521)的机筒(520)、第一进料机(522)和第二进料机(524)。如所示出的，挤出机(510)包括挤出机机筒(520)内的乳化区段(531)和挤出区段(534)。类似于上述挤出机(310, 410)，在此实施方案中，混合设备(未示出)位于挤出机(510)的机筒(520)外部，其构造成通过混合但不乳化需要的粉状营养产品所需的成分的至少一部分形成浆液。应该注意到高剪切部件(532)在图6中示例性地示出。还应该注意到进料机(522, 524)和安装在挤出机(510)的中心轴上的部件(例如处理部件)在图6中一般性地示出，并且基于给定实施方案的具体应用的需要选择那些组件的额外的数量、尺寸、构造布置和其他合适参数。
类似于上述混合设备(330)，混合设备(未示出)可以构造成混合第一部分成分以在挤出机机筒(520)外部形成浆液。然后在挤出机机筒(520)的内腔(521)内部将该浆液通过第一进料机(522)递送至乳化区段(531)。混合设备(未示出)可以提供基本上均质的浆液至乳化区段(531)和高剪切部件(532)，其可以改善所得粉状营养产品的总体品质。
类似于上述乳化区段(31, 131, 231, 331, 431)，乳化区段(531)包括高剪切部件(532)，其可以安装在挤出机(510)的至少一个中心轴上并构造成乳化浆液。然而，在该实施方案中，所述浆液通过挤出机(510)外部的混合设备（未示出）而非位于挤出机内的混合区段（如上述挤出机(10, 110, 210)）生产。在实施方案，例如图6中示出的一个中，其中挤出机包括两个或更多个中心轴，所述高剪切部件可以包括分别安装在挤出机的每一个中心轴上的多个部件。仅通过实施例方式，在其中挤出机为双螺杆挤出机的实施方案中，所述高剪切部件可以包括各自安装至相应中心轴的一对相应部件。那些部件可以基本上彼此邻近布置或具有适合形成具有需要品质的乳液的任何其他布置。在此类实施方案中，所述一对相应的部件可以各自具有基本上相同的构造或所述一对部件可以具有适合形成具有需要品质的乳液的不同的但互补构造。在一些实施方案中，乳化区段(531)包括两个或更多个高剪切部件，但这不是必要的。在此类实施方案中，所述挤出机可以包括不同类型的高剪切部件或两个或更多个相同类型的高剪切部件的组合。在包括两个或更多个高剪切部件的实施方案中，所述高剪切部件可以沿着挤出机的一个或多个中心轴依次布置从而对浆液/乳液施以需要的剪切速率多次。仅通过实施例方式，在挤出机为双螺杆挤出机的实施方案中，所述高剪切部件可以包括分别安装在每一个中心轴上的第一对部件和分别安装在第一对部件下游的每一个中心轴上的第二对部件。在包括两个或更多个高剪切部件的实施方案中，所述高剪切部件可以具有基本上相同的构造或它们可以具有不同的构造，取决于什么构造适合生产给定实施方案的具体应用的需要品质的乳液。乳化区段(531)也可以除了高剪切部件(532)之外还包括安装在中心轴上的一个或多个处理部件，但这不是必要的。在其中乳化区段(531)包括一个或多个处理部件的实施方案中，可以将那些部件的至少一部分构造成随着浆液流过乳化区段(531)施加剪切速率至所述浆液。乳化区段(531)也可以构造成传送挤出机(510)内下游的乳液至挤出区段(534)。
类似于上述挤出区段(34, 134, 234, 334, 434)，挤出区段(534)构造成合并通过乳化区段(531)生产的乳液与通过第二进料机(524)递送机筒(520)的内腔(521)中的至少第二部分成分以形成可以用于生产粉状营养产品的挤出物。挤出区段(534)可以包括安装在挤出机(510)的中心轴上的一个或多个处理部件。挤出区段(534)也可以构造成传送挤出机(510)内下游的挤出物从而其可以通过挤出机(510)端部的模头挤出或不使用模头而作为可以通过具有或没有微波或辐射选择或其组合的连续带式真空干燥器干燥的结块。
上文讨论的高剪切部件和处理部件可以安装至挤出机(510)的中心轴，从而使每个部件随所述部件安装在其上的相应轴均匀旋转。
在示例的实施方案中，第一进料机(522)与机筒(520)的内腔(521)连通，从而使成分可以递送至内腔(521)中。第一进料机(522)还可以与混合设备（未示出）连通从而使通过混合设备形成的浆液从混合设备递送至挤出机机筒(520)。如所示出的，布置第一进料机(522)从而使通过第一进料机(522)递送的成分递送至乳化区段(531)和高剪切部件(532)。如上文讨论的，第一进料机(522)可以包括分别构造成递送粉状成分和液体成分的两个或更多个分开的递送装置，不过这不是必要的。乳化区段(531)和高剪切部件(432)可以位于或邻近于机筒(420)前部（即与其中排放挤出物的机筒(420)端相对的机筒(420)端）。
在此实施方案中，第二进料机(524)还与机筒(520)的内腔(521)连通从而成分可以递送至内腔(521)中。具体地，第二进料机(524)位于第一进料机(522)下游从而使通过第二进料机(524)递送的成分递送至挤出区段(534)，其位于乳化区段(531)和高剪切部件(532)下游。如上文讨论的，第二进料机(524)可以包括分别构造成递送粉状成分和液体成分的两个或更多个分开的递送装置，不过这不是必要的。如所示出的，在通过高剪切部件(532)处理成分以生产乳液之后，将该乳液递送至挤出区段(534)，其中所述乳液与通过第二进料机(524)递送的成分合并以形成挤出物。然后通过安装在挤出区段(534)中挤出机(510)的中心轴上的处理部件挤出所述挤出物。尽管示例的实施方案描绘两个进料机，但其他合适数量的进料机，例如可以使用三个、四个、或更多个，取决于给定实施方案的具体应用。
理解为并入高剪切部件的挤出机和与本文教导一致的相关方法也可以在挤出之前、期间和之后包括另外的组件和/或另外的处理步骤。仅通过实施例方式，并入高剪切部件的挤出机，例如上文讨论的挤出机(10, 110, 210, 310, 410, 510)，也可以在挤出机内包括超声处理手段以对所述成分施以超声处理能量。例如，挤出机可以并入超声处理单元，例如题目为 "Ultrasonically-Assisted Extrusion Methods For ManufacturingPowdered Nutritional Products," 2011年12月22日公开的国际公开的专利申请WO2011/159653中记载的那些，该公开内容并入本文中作为参考。对所述成分施加超声处理能量可以提高最终生产的粉状营养产品的品质。可以在通过高剪切部件处理之前或之后可以将超声处理能量施加至所述成分。优选地，当仍然包括基本上低粘度时，例如当所述浆液由混合区段/装置制备或已经由混合区段/装置制成时但在通过高剪切部件处理之前或在高剪切部件已经生产所述乳液之后但在另外的干燥成分添加至乳液之前将超声处理能量施加于所述成分，其基本上增大乳液粘度。当然，不需要包括另外的挤出机组件和/或处理步骤，例如超声处理能量的施加。
在一些实施方案中，所述高剪切部件可以包括旋转构件，例如圆盘或叶片，并可以包括在旋转构件的边缘或尖端处或附近形成的一个或多个开口。仅通过实施例方式，所述开口可以包括插槽或圆孔或任何其他合适的形状，并且所述开口可以围绕所述旋转构件的基本上整个边缘均匀间隔，但这不是必要的。可以选择开口的数量、尺寸、形状、方向和结构以提供需要的剪切速率，同时以需要的速率运行并产生具有需要品质例如粒度和稳定性的乳液，基于给定实施方案的具体应用。在一些实施方案中，所述开口可以整体省略，并且所述高剪切部件可以包括构造成提供需要的剪切速率同时以需要的速度运行并产生具有需要的品质例如粒度和稳定性的乳液的旋转构件，基于给定实施方案的具体应用。
构造成充当高剪切部件的旋转构件可以具有任何适合的形状，其可以对应于挤出机内腔的形状，条件是旋转构件的形状适合提供需要的剪切速率至浆液并仍能够在挤出机机筒内腔内自由旋转。仅通过实施例方式，在一些实施方案中，所述高剪切部件可以为圆形，例如在下文讨论的和在图7-9中示出的剪切圆盘(650a, 650b)，或椭圆形。
除了在高剪切部件中的开口的数量、尺寸、形状、方向和结构之外，也可以通过旋转构件的直径和旋转构件旋转的速度影响旋转构件形成的剪切速率。具体地，旋转构件的尖端速度影响施加于浆液的剪切速率。根据下式计算尖端速度：
v = x RPM x D
在上式中，"v"代表以英寸/秒计的尖端速度，"D"代表以英寸计的旋转构件的直径，"RPM"代表旋转构件的每分钟转动次数。在一些实施方案中，挤出机可以构造成以约100RPM至约2,000 RPM，优选约100 RPM至约1100 RPM，优选约250 RPM至约1,000 RPM，甚至更优选约500 RPM至约700 RPM的范围内的速度旋转其一个或多个中心轴和因此安装在其上的一个或多个旋转构件。尽管很多因素影响剪切速率，但一般说来随着尖端速度提高，剪切速率也提高，假设截面流体面积保持相同。在一些实施方案中，中心轴和因此旋转构件的旋转速度可以变化从而改变施加至浆液的剪切速率。剪切速率的变化可以影响所得浆液的各种性质，并且最终影响粉状营养产品的性质。在一些实施方案中，所述挤出机的一个或多个中心轴可以能够生产具有需要品质的乳液但不导致随着其处理通过随后的挤出区段而破坏或损坏的乳液的最高RPM 运行。
随着浆液通过高剪切部件处理，旋转构件外部边缘和挤出机机筒内腔的内表面之间的缝隙是可能影响施加于浆液的剪切速率的另一因素。在一些实施方案中，可以选择旋转构件的直径以使该缝隙尽可能小，以获得需要的最小公差以确保旋转构件可以在挤出机机筒的内腔内自由旋转。在一些实施方案中，容纳旋转构件的挤出机机筒的部分内腔的直径相对于挤出机机筒内腔的其他区段可以增加以适应具有比挤出机机筒内腔的其他区段的直径更大直径的旋转构件。或者，在其他实施方案中，容纳旋转构件的挤出机机筒的部分内腔的直径相对于挤出机机筒的其他区段内腔可能降低从而适应具有小于挤出机机筒的其他区段内腔的直径的直径的旋转构件，同时还保持所述旋转构件外部边缘和挤出机机筒内腔的内表面之间的缝隙距离最小化。
随着通过高剪切部件/旋转构件处理浆液，各种操作参数，包括旋转速度、旋转构件直径、和旋转构件中开口的数量、尺寸、形状、结构、和方向可以优化以产生需要的剪切速率。
图7-9描绘了一个此类实施方案，其中高剪切部件包括一对相应的剪切圆盘(650a, 650b)。例如，在那些各个实施方案的每一个中，一个或多个剪切圆盘(650a, 650b)可以安装在单螺杆挤出机(110, 410)的中心轴上以充当高剪切部件(132, 432)。类似地，在那些各个实施方案的每一个中，一个或多个剪切圆盘对(650a, 650b)可以安装在双螺杆挤出机(210, 510)的中心轴上以充当高剪切部件(232, 532)。
在示例的实施方案中，剪切圆盘(650a, 650b)彼此基本上相同。如所示出的，每一个剪切圆盘(650a, 650b)包括中心毂(660a, 660b)和外唇(670a, 670b)。在此实施方案中，每一个中心毂(660a, 660b)包括延伸通过中心毂(660a, 660b)的整个轴向长度的中心开口(662a, 662b)。可以安排中心开口(662a, 662b)的尺寸和形状以获得安装在挤出机的各个中心轴例如图9中示出的中心轴(680a, 680b)上的剪切圆盘(650a, 650b)。适合使剪切圆盘(650a, 650b)随相应中心轴(680a, 680b)均匀旋转的剪切圆盘(650a, 650b)和中心轴(680a, 680b)之间的任何类型的接合都是可以使用的。如所示出的，中心轴(680a,680b)包括构造成匹配在每个中心毂(660a, 660b)内表面上形成的一系列细槽(664a,664b)的花键部分。
在示例的实施方案中，剪切圆盘(650a, 650b)的外唇(670a, 670b)各自具有比各个中心毂(660a, 660b)更大的直径并沿着中心毂(660a, 660b)的轴向长度的一部分延伸。在其他实施方案中，外唇(670a, 670b)可以沿着中心毂(660a, 660b)的基本上整个轴向长度延伸。如图7-9中示出的，剪切圆盘(650a, 650b)包括延伸通过各个外唇(670a, 670b)的每一个的轴向长度的一系列开口(672a, 672b)。如所示出的，开口(672a, 672b)是圆形开口并围绕中心开口(662a, 662b)的中心轴布置在同心环中。在一些实施方案中，所述开口的直径可以为约1 mm，并离外唇的外部边缘约3 mm。如上文讨论的，适合提供需要剪切速率的开口的其他数量、尺寸、形状、方向和结构基于本文的教导对于本领域普通技术人员是明显的。在一个这样的替代实施方案(未示出)中，代替或除了一系列延伸通过所述外唇的开口之外所述剪切圆盘沿着外唇的外部边缘可以包括一个或多个压痕。另外，在另一替代实施方案(未示出)中，所述剪切圆盘可以在外唇中不包括任何开口或压痕，并且剪切速率可以通过接触旋转圆盘和/或在剪切圆盘外唇的外部边缘和挤出机机筒内腔的内表面之间流动的浆液形成。
如图9中所示，剪切圆盘(650a, 650b)安装在挤出机的中心轴(680a, 680b)上从而使两个剪切圆盘(650a, 650b)可以随中心轴(680a, 680b)自由均匀地旋转。在该实施方案中的剪切圆盘(650a, 650b)也可以轴向补偿的方式安装到中心轴(680a, 680b)上从而使每个剪切圆盘(650a, 650b)的外唇(670a, 670b)至少部分重叠中心轴(680a, 680b)之间的空间中另一剪切圆盘(650a, 650b)的外唇(670a, 670b)。在其他实施方案中，可以构造剪切圆盘使得外唇在挤出机的中心轴之间的空间中不重叠。在示例的实施方案中，剪切圆盘(650a, 650b)安装在中心轴(680a, 680b)上使得剪切圆盘(650a, 650b)彼此基本上邻近。在包括两个或更多个剪切圆盘的其他实施方案中，剪切圆盘可以安装到一个或多个中心轴上使得剪切圆盘沿着一个或多个中心轴彼此轴向间隔开。在又其他实施方案中，两个或更多对剪切圆盘可以安装到挤出机的中心轴上，可以布置连续对的剪切圆盘使得他们彼此基本上邻近或彼此沿着中心轴轴向间隔开。
在图9中示出的实施方案中，剪切圆盘(650a, 650b)构造成随着浆液绕过或通过所述旋转剪切圆盘(650a, 650b)而通过对浆液施以剪切速率和拉伸流动生产乳液。具体地，当浆液通过一个剪切圆盘(650a, 650b)的外唇中的开口(672a, 672b)或在剪切圆盘(650a, 650b)的外唇(670a, 670b)的外部边缘和挤出机机筒的内腔的内表面之间通过时，对该浆液施加剪切速率。在中心轴(680a, 680b)之间的空间中通过的一部分浆液可以通过两个剪切圆盘(650a, 650b)中的开口(672a, 672b)。如上文讨论的，在通过剪切圆盘(650a, 650b)处理所述浆液以生产乳液之后，将所述乳液传送至挤出机的挤出区段的下游。
如上文所述，包括如本文所述的高剪切部件的任何合适的挤出机可以适合用于本公开，包括例如单螺杆挤出机, 双螺杆挤出机(同向旋转或反向旋转), 多螺杆挤出机, 环螺杆挤出机, 行星齿轮挤出机等。各种类型的螺杆挤出机包括至少一个旋转轴或螺杆。每个轴可以携带在轴向布置成一个在另一个后面的多个处理部件。所述处理部件可以沿着轴长度界定各个区段。
例如，不同的处理部件可以界定进料和传送区段、至少一个混合区段、和排料区段。在上述各个实施方案中，这些不同的区段可以共同地构成挤出区段(34, 134, 234,334, 434, 534)。进料和传送区段可以位于上游最远端（例如在上述各个实施方案中靠近第二进料机(24, 124, 224, 324, 424, 524)）。所述至少一个混合区段可以位于进料和传送区段的下游，并且排料区段可以位于下游最远端，靠近挤出机的排料开口。当然，适合生产需要的粉状营养产品的处理部件的其他布置可以基于本文的教导对于本领域那些普通技术人员是明显的。
螺杆类型的处理部件可以形成以需要的进料方向布置并具有均匀螺距的蜗杆。因此，在进料和传送区段中，可以将成分进料到挤出机中并与从高剪切部件递送的乳液合并并在下游方向传送，例如以0.5至25 kg/hr，优选0.5至10 kg/hr（对于中试规模挤出机）的进料速率或以约200 kg/hr至约1,000 kg/hr的进料速率（对于商购型号挤出机）。然而，至不同机筒区段的进料速率、流速、和进入点取决于挤出机型号。其他合适的进料速率、流速、和进入点基于本文中的教导对于本领域普通技术人员是明显的。
在一个或多个混合区段中，待处理的材料可以混合或捏合。合适地，可以使用处理部件例如桨叶工具或捏合块。这些捏合块可以由在圆周方向以某一角度互相抵消的凸轮盘构成。所述凸轮盘具有与挤出机中的一般传送方向垂直的邻接面。或者，通过一个或多个处理部件界定一个或多个混合区段，所述处理部件可以包括可以源自螺杆型部件的混合部件。“源自螺杆型部件”的混合部件意在是指其基本形状为螺杆部件的部件，但已经对其进行改进从而除了传送效果之外还实现配混或混合效果。此外，所述挤出区段可以包括一个或多于一个，例如三个或四个混合区段，其通过借由螺杆型部件形成的中间传送区段连接。
所述一个或多个中心轴进一步包括一个或多于一个反螺纹区段，优选布置在（最后的）混合区段之后并通过反螺纹部件界定。反螺纹部件具有螺杆，该螺杆具有相对于螺杆型部件的反螺纹，其可以布置在界定挤出机的一般传送方向的进料和传送区段中。因此，所述反螺纹部件在相对于挤出机的一般传送方向的相反方向传送材料并用于形成充足的反压以获得需要程度的混合和/或均化。将所述反螺纹部件设计成减慢挤出机中传送的材料。因此，其也可以称为反压部件。
进料到挤出机中并通过该挤出机处理的物质可以熔化从而熔融并有效分散或溶解各组分。例如，在一些实施方案中，可以加热至少一部分所述挤出机机筒从而使来自进料到挤出机中的物质形成熔体。理解为工作温度还通过挤出机类型和所使用的挤出机内的构造类型确定。熔化、混合和溶解挤出机中的组分所需的一部分能量可以通过加热部件提供，同时所述挤出机中的材料的摩擦和剪切也可以为混合物提供大量的能量并帮助形成各组分的均质熔体。为了获得均匀分配和充分程度的活性成分的分散体，所述熔体可以保持在挤出机机筒的加热部分中足够长的时间。
在一种实施方案中，所述挤出机机筒可以分成几个加热区。可以控制这些加热区中的温度以控制分散体的熔化。例如，可以将一部分机筒区段加热至90℃，并可以将最终机筒区段加热至80℃。在一些实施方案中，挤出机内的保留时间可以为约55秒至3分钟。
在从挤出机排料之后，可以对所述挤出物施以一个或多个后挤出处理步骤（如由后挤出处理步骤(36, 336)表示的）。例如，可以将所述挤出物在离开挤出机之后从约10%至约20%，优选从约10%至约13%的水分含量干燥成在干燥之后的低于约5%的水分含量。例如，所述挤出物可以使用微波干燥器干燥。在已经挤出所述组合物之后，可以通过微波干燥器对该组合物施以辐射。挤出的材料可以通过流经微波干燥器的传送机传输通过微波干燥器。所述传送机可以用于均匀产品特征的均匀密度和均匀厚度穿过传送机沉积挤出的材料。需要的产品深度可以取决于微波发射器的贯穿深度而改变。
所述微波干燥器可以使用微波干燥器内部的空气流以进一步帮助干燥湿挤出物。随着空气存在于处理位点附近，可以在进入微波干燥器之前加热和/或干燥所述空气流，或该空气可以为环境空气。
一旦干燥，可以研磨所述挤出物以获得需要的粒度。研磨可以包括研磨离开挤出机或带式真空干燥器的固体分散体产品成细粒。然后压实所述细粒。压实是指一种处理，其中包含细粒的粉末质块在高压下浓缩以获得具有低孔隙率的压块，例如片。粉末质块的压缩通常在压片机中完成，更特别在两个移动冲子之间的钢模中完成。
对于粉末实施方案中，此类粉末通常为可流动或基本上可流动微粒组合物形式，或至少为可以采用匙或类似的其他装置容易地舀取和测量的微粒组合物，其中该组合物可以容易地通过需要的使用者使用合适的含水流体，通常为水复水以形成用于立即口服或肠内使用的液体营养配方。在上下文中，“立即”使用通常是指在约48小时内，最通常在约24小时内，优选在复水后立即使用。这些粉末实施方案可以通常通过本文讨论的挤出方法制备。生产适合一次食用的体积所需的营养粉末的量可以变化。
可以将所述配方包装并密封在单次或多次使用的容器中，然后在环境条件下储存最多约36个月或更长时间，更通常约12至约24个月。对于多次使用的容器，这些包装可以由最终使用者打开然后封盖重复使用，条件是封盖的包装然后在环境条件下（例如避免极端温度）储存所使用的内容物在约一个月内。
以下数据进一步示例本公开的挤出机和相关方法。
数据
使用类似于图1和3中示出的实施方案的方法进行一系列试验以生产粉状婴儿配方的挤出物。具体地，选择来自试验403和408和相关分析的样品包括在本文中，因为它们代表使用常规处理部件将在挤出机内生产的乳液的品质与使用高剪切部件在挤出机内生产的乳液的品质进行对比的最好机会。
具体地，使用包括混合区段、乳化区段、和挤出区段的双螺杆挤出机进行试验403和408。在每个试验期间以约700 RPM 旋转挤出机的中心轴。在每个试验中，包含生产粉状婴儿配方所需水的约100%和低于生产粉状婴儿配方所需总蛋白的100%但足以乳化所述第一部分成分中含有的脂肪的第一部分成分递送至挤出机的混合区段。所述第一部分成分进一步包含生产粉状婴儿配方所需脂肪的约100%。通过混合区段处理所述第一部分成分以生产浆液，其然后通过乳化区段处理以生产乳液。所述乳液随后与第二部分成分合并并通过挤出区段处理。所述第二部分成分包含生产粉状婴儿配方所需的其余成分。所述挤出物的制剂基本上对于每个试验相同。类似地，用于挤出机的方法参数，包括中心轴速度、产品温度、挤出机机筒温度、水温、流速和引入各成分的时间对于每个试验都基本上类似的。
试验403和408之间的唯一显著区别是挤出机设定。试验403的挤出机设定不包括任何高剪切部件并包括在混合、乳化和挤出区段中的常规处理部件。在混合和挤出区段，试验408的挤出机设定基本上与试验403的挤出机设定相同。然而，对于试验408，试验403的常规处理部件从挤出机的乳化区段移出并用高剪切部件代替。具体地，对于试验408，所述高剪切部件包含类似于图7-9中所示和上述那些的一对剪切圆盘。
在每个试验期间的不同时间对在每个试验期间生产的最终挤出物样品取样并随后进行分析。在包括如下的分析中，在试验403期间取样的第一样品识别成样品403A，在试验403期间取样的第二样品识别成样品403B。类似地，在试验408期间取样的第一样品识别成样品408A，在试验408期间取样的第二样品识别成样品408B。根据以下步骤分析每个样品。
全部四个样品(403A, 403B, 408A, 和408B)都是湿挤出物样品。对于包括如下的第一组分析，通过在40℃下合并5 g挤出物与30 ml水并采用磁力搅拌器混合该组合30分钟同时在混合期间保持40℃使每个样品复水。然后在复水后1小时测试每个样品，冷藏、在复水后24小时测试、留在室温1小时、并在复水之后25小时最后一次再次测试。对于油分离和在样品中存在或不存在条痕，在每个阶段视觉上检测样品。在每个阶段在环境照明和斜光照明下进行视觉检测。最后，在每种状态下以1至4标度评级样品。评定标度如下：
1 = 没有或痕量油;
2 = 多个小油滴, <10% 表面覆盖率;
3 = 较大滴外观, >10%表面覆盖率; 和
4 = >40% 覆盖率或存在明显的分离层。
图10-17为在最终测试阶段期间取样的样品的照片(即复水后25小时)。第一组分析的结果如下：
403A 403B 408A 408B
1 hr时评论 在环境照明下没有油，没有可视条痕。采用斜光照明很少可视的小滴。 在环境照明下没有油、轻微可视条痕。在斜光照明下很少可视小滴。 在环境照明下没有油、轻微可视条痕。采用斜光照明一些条痕、没有可视油。 在环境照明下没有油、没有可视条痕。采用斜光照明很少条痕、痕量可视油。
1 hr时评级 1 1 1 1
24 hr时评论 在环境照明下没有油、轻微条痕。采用斜光照明痕量油（最多）、轻微条痕。 采用环境照明痕量油滴、轻微条痕。采用斜光照明痕量油、轻微条痕。 在环境或斜光照明下很少条痕、没有油。 在环境照明下很少条痕、没有油。在斜光照明下很少条痕、很少小油滴。
24 hr时评级 1 1 1 1
25 hr时评论 采用环境照明痕量油滴、没有条痕。采用斜光照明很少油滴、没有条痕。 在环境照明下一些大油滴、没有条痕。在斜光照明下一些大而多的小滴。 在环境照明下没有油、没有条痕。在斜光照明下痕量/很少油滴。 在环境照明下没有油、没有条痕。在斜光照明下痕量/很少油滴。
25 hr时评级 1 3 1 1
在样品403A, 403B, 408A, 408B上也进行第二组分析。第二组分析的步骤基本上与用于第一组分析的上述步骤相同。然而，在第二组分析期间，添加染料至复水样品以帮助观察经复水样品中的油滴。另外，在第二组分析期间，仅在25小时阶段分析所述样品。图18-25为在25小时阶段取样的样品的照片。第二组分析的结果如下：
403A 403B 408A 408B
25 hr时评论 在环境照明下明显乳油化的适中油滴。在斜光照明下明显乳油化的适中至中等油滴。 在环境照明下在周界明显乳油化中等油滴在中心很少/适中油。 在斜光照明下在周界明显乳油化中等油滴在中心很少/适中油。 在环境照明下明显乳油化很少油滴。在斜光照明下明显乳油化很少油滴。 在环境照明下明显乳油化很少油滴。在斜光照明下明显乳油化很少油滴。
25 hr时评级 2 3 1(在视觉检测下); 2(在拍照检测下) 1(在视觉检测下); 2(在拍照检测下)
应该理解为在本文中描述的教导、表述、实施方案、实施例等的任何一个或多个可以与本文描述的其他教导、表述、实施方案、实施例等的任何一个或多个合并。本文中描述的教导、表述、实施方案、实例等应该因此不视为彼此分离。其中本文中的教导可以合并的各种合适的方式对于考虑本文中教导的本领域的那些普通技术人员是很明显的。此类改变和变形意在涵盖在权利要求书范围内。
已经示出和描述本发明的各个实施方案，本文描述的方法和体系的进一步改变可以由本领域普通技术人员在不脱离本发明范围的情况下进行合适的改变而完成。已经提及一些此类可能的改变，并且其他对于本领域那些技术人员是明显的。例如，上文讨论的实施例、实施方案、几何结构、材料、尺寸、比率、步骤等是示例性的并且不是必要的。因此，本发明的范围应该以下文权利要求书考虑并理解为不限制于说明书和附图中示出和描述的结构和操作的具体内容。

Claims (18)

1.在挤出机内生产粉状营养产品的乳液的方法，其包括如下步骤：
a)提供挤出机(10)，其包括
i)机筒(20), 和
ii)位于所述机筒(20)内的高剪切部件(32)，其中所述高剪切部件(32)包括至少一个剪切圆盘(650a);
b)递送第一部分成分至所述高剪切部件(32); 和
c)通过经由高剪切部件(32)处理所述第一部分成分乳化该第一部分成分以生产乳液，其中在乳化之前，所述第一部分成分包含浆液。
2.权利要求1所述的方法，其中所述高剪切部件(32)通过使所述浆液的至少一部分经历30 sec-1至2,500 sec-1的剪切速率乳化所述浆液。
3.权利要求2所述的方法，其中所述高剪切部件(32)通过使所述浆液的至少一部分经历至少100 sec-1的剪切速率乳化所述浆液。
4.权利要求1所述的方法，其中所述第一部分成分包含少于生产所述粉状营养产品所需的蛋白质总量但足以乳化所述第一部分成分中所含的任何脂肪的蛋白质内容物。
5.权利要求1所述的方法，其中所述第一部分成分进一步包含：
a)生产所述粉状营养产品所需的脂肪的量的100%的脂肪内容物；和
b)生产所述粉状营养产品所需的水的量的100%的水内容物。
6.权利要求1所述的方法，其中所述挤出机(10)包括双螺杆挤出机(210)，其包括第一中心轴(680a)和第二中心轴(680b)。
7.权利要求6所述的方法，其中所述高剪切部件(32)包括安装在第一中心轴(680a)上的第一剪切圆盘(650a)和安装在第二中心轴(680b)上的第二剪切圆盘(650b)。
8.权利要求7所述的方法，其中所述挤出机(210)还包括位于机筒(20)内的第二高剪切部件(32)，其中第二高剪切部件(32)包括安装在第一中心轴(680a)上的第三剪切圆盘(650a)和安装在第二中心轴(680b)上的第四剪切圆盘(650b)。
9.生产粉状营养产品的挤出物的方法，其包括如下步骤:
a) 提供挤出机(10)，其包括
i) 机筒(20),
ii) 与机筒(20)连通的第一进料机(22),
iii) 与机筒(20)连通并且相对于第一进料机(22)位于下游的第二进料机(24),
iv) 位于机筒(20)内的至少一个中心轴(680a),
v) 位于第一进料机(22)和第二进料机(24)之间的乳化区段(31), 其中乳化区段(31)包括与至少一个中心轴(680a)接合的旋转高剪切部件(32),
vi) 相对于乳化区段(31)位于上游的混合区段(30), 和
vii) 相对于乳化区段(31)位于下游的挤出区段(34);
b) 通过第一进料机(22)递送第一部分成分至机筒(20)中;
c) 通过混合区段(30)处理所述第一部分成分以生产浆液;
d) 通过乳化区段(31)处理所述浆液以生产乳液;
e) 通过第二进料机(24)递送第二部分成分至机筒(20)中;
f) 合并所述乳液和所述第二部分成分以形成挤出物; 和
g) 通过挤出区段(34)处理所述挤出物。
10.权利要求9所述的方法，其中所述乳化区段(31)还包括与至少一个中心轴(680a)接合的至少一个处理部件。
11.权利要求9所述的方法，其中步骤(d)通过以100 RPM至1100 RPM的速度旋转至少一个中心轴(680a)和所述旋转高剪切部件(32)完成。
12.权利要求9所述的方法，其中所述挤出机(10)还包括相对于挤出区段(34)位于上游的超声处理单元。
13.权利要求9所述的方法，其中所述旋转高剪切部件(32)包括安装在至少一个中心轴(680a)上的第一剪切圆盘(650a), 其中第一剪切圆盘(650a)包括:
a) 包括中心开口(662a)的中心毂(660a); 和
b) 绕中心毂(660a)径向延伸并包括轴向长度和外部边缘的外唇(670a)。
14.权利要求13所述的方法，其中所述外唇(670a)还包括沿外唇(670a)的轴向长度延伸通过外唇(670a)的许多开口(672a)。
15.权利要求13所述的方法，其中所述外唇(670a)还包括沿外唇(670a)的外部边缘的至少一部分的许多压痕。
16.生产粉状营养产品的挤出物的方法，其包括如下步骤:
a) 提供双螺杆挤出机(210)，其包括
i) 机筒(220),
ii) 位于机筒(220)内的第一中心轴(680a),
iii) 位于机筒(220)内的第二中心轴(680b),
iv) 安装在第一中心轴(680a)上的第一剪切圆盘(650a),
v) 安装在第二中心轴(680b)上的第二剪切圆盘(650b), 其中第二剪切圆盘(650b)基本上相邻于第一剪切圆盘(650a), 和
vi) 位于机筒(220)内的挤出区段(234), 其中挤出区段(234)位于相对于第一剪切圆盘(650a)和第二剪切圆盘(650b)的下游;
b) 通过经由第一剪切圆盘(650a)和第二剪切圆盘(650b)处理所述第一部分成分乳化该第一部分成分以生产乳液，其中在乳化之前所述第一部分成分包含浆液;
c) 递送所述乳液和第二部分成分至挤出区段(234); 和
d) 在挤出区段(234)中将所述乳液和所述第二部分成分一起挤出。
17.权利要求16所述的方法，其中所述第二部分成分包含在所述第一部分成分中不含的生产粉状营养产品所需的基本上全部成分。
18.权利要求1或16所述的方法，其中所述浆液在挤出机(10, 210)外生产。
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