JP2000503904A - 材料を押圧するための工程及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、材料（２１）を押圧するための方法及び装置（２０）に関し、この方法及び装置は、超音波周波数で縦に振動するピストンによって押圧されて材料の押圧抵抗を減じて押圧効果を増加させ、それにより、要素がそれによって適用される圧力の効果の下で移動し、実際には「静的な」押圧が連続する高周波数の行為によって取って代わられ、前記方法は、植物系及び動物系の材料からジュースを抽出するために植物系及び動物系の材料を搾り出すために及び塑性変形を受ける材料を有する製造方法のために特に使用されることができる。

Description

【発明の詳細な説明】 材料を押圧するための工程及び装置 技術分野 本発明は材料を押圧するための工程及び装置に関する。 本発明は、発明の概念の範囲を制限することなく、特にジュースを抽出するた めの植物系の材料の圧搾に関し、また、畜産技術の適用でペレットを形成するた めに押し出される材料のような塑性変形を受ける材料の押圧に関する。 技術背景 公知技術によれば、油又は薬として活性な成分を含む植物系の固形材料から、 液状又は溶剤の溶解という形態の油又は薬として活性な成分のような物質の押し 出しの工程は、機械的又は流体的圧力において行われる機械的な押圧段階を有す る。 いくつかの場合において、押圧される材料は、機械的に押圧されるのとは別に 、さらに蒸気によって加熱され、他の場合では、さらに加熱は溶剤の使用によっ て取って代わられるか、又は溶剤と結び付けられることができる。 明らかに、これらの工程の特有の圧力媒体は、材料によって異なる。しかしな がら、前述の種類の従来技術において知られている全ての工程の一つの不利な点 は、それらの工程が高い程度の押圧力を必要とし、かなり長い時間が使用されて 高エネルギ消費という結果を生じる。 従って、十分に高強度押圧力を適用するために使用される装置は、非常に大き くなければならず、複雑で製造するのに高価な構造を 有する。さらに、蒸気及び溶剤のような処理流体の使用は、装置が処理中におい て流体を供給しなければならず、そして、作動が完了した時に流体を取り除くた めの装置を備えなければならないので、さらに装置の複雑さを増す。 いくつかの場合において、さらなる不利な点は、蒸気の温度及び／又は溶剤は 、逆に加工される材料の特性に影響を及ぼす。 発明の開示 本発明の目的は、前述の欠点を克服する材料を押圧するための方法を提供する ことである。本発明のさらなる目的は、例えば、押し出しにおけるような塑性変 形を受ける材料に有利に用いられることができる方法を提供することである。 本発明は、材料が超音波振動段階と結び付けられた機械的な押圧段階を受ける 押圧方法を提供することによって、これら及び他の目的を実現する。これらの二 つの段階は、超音波周波数で振動するソノトロード(sonotrode)の圧力要素によ って同時に実施される。 機械的な押圧段階の間において材料中を通過する超音波エネルギは、材料によ ってもたらされる抵抗をかなり減少させるように、材料の内部の状態を材料に加 えられる力に変化させる驚異的な効果を発生させる。それゆえ、材料の機械的な 押圧はより少ない力を必要とする。 通常の方法と比べて、本発明によって実施される押圧方法は、はるかに少ない 力を必要とするので、はるかに効率的である。実際に、他の全ての条件は等しく 、本発明によって開示された方法は、通常の押圧を用いる押圧方法と比べて、必 要とされる押圧力及び押圧力が適用されなければならない時間長を二桁の大きさ 分減少させる。本発明のさらなる利点は、工程が大気温度で効率的であり、それ ゆえ温度の結果として実質的に材料の悪化を生じないということである。押圧力 が非常に減少されるので、必要とされる装置は、はるかに簡単で、より経済的で 、より長持ちする。 さらに、処理流体が必要とされず、工程を実施するために必要とされる装置の 構造及び動作の簡単さという点における明白な利点を有する。 また、本発明のさらなる利点は、塑性変形を受ける材料が適用されるならば、 この材料は、通常の工程が等しい押圧の条件の下ではるかに高い温度でしか実現 できないような同程度の変形を低い温度で発生させるということである。 これは、全体としてより経済的であることに加え、特に過酷で高価である工程 における段階としての加熱の重要性を全体として取り除く、又は少なくとも大い 減少させるので、これは温度に敏感な材料を加工する時に特に有益である。本発 明はさらに前述の方法を実施する材料の押圧のための装置を提供する。本発明の 特徴は、請求項の下段に記述され、開示された発明の利点は、本発明の好適な実 施態様を示す添付図面を参照して、以下に続く詳細な説明から明らかである。 図１及び２は、二つの実施可能な適用例によって方法を実施する装置を示す。 図１を参照して、数字（２０）は、材料（２１）を押圧するために使用される 装置を示し、この装置は、本質的に超音波発生手段（３）と接続されたピストン を有し、ソノトロード圧力要素（１）を具備して筒状金属容器（２）の内側でソ ノトロード圧力要素が摺動できるように配置される。図１及び２において矢印（ Ｆ）によって示される力は、ソノトロード圧力要素（１）を交互に、停止状態で ある後方の位置と、材料（２１）上で作動状態である前方の位置と の間に移動させる。 筒状金属容器（２）は、材料（２１）を供給するためにホッパ（４）と相互接 続され、計量弁（５）好ましくはゲート弁を備え、この弁は、重力の供給又は力 の供給（例えば、ねじフィーダ、ここでは図示せず）によって筒状金属容器を満 たすためにソノトロード圧力要素が停止位置にある時に開放し、筒状容器（２） 内の圧力が押圧される材料（２１）が溢れそうであることを示すのに十分に高い 時に閉鎖する。 筒状金属容器（２）はさらに適切に形成された手段（２２）を備え、この手段 は、筒状容器（２）の側面の底端部に適合され、材料（２１）から押圧されたジ ュースを出す形状とされ、筒状金属容器（２）は、必要ならば、ソノトロード圧 力要素（１）の交互する動作と同時に動作する弁（２４）をさらに備える。 ソノトロード圧力要素（１）の正面において、筒状金属容器（２）は好ましく は押圧工程の終わりにおいてかす材（図ｌにおいて破線及びラベル２１ｃで示さ れる）を取り除くことができるように開放されることができる壁（６）を有する 。 装置（２０）は、植物系の材料が含んでいるジュースを植物系の材料から搾る ために、植物系の材料（２１）を押圧するための方法を実施するために便利にも 使用されることができる。例によって、本発明の範囲を制限することなく、装置 （２０）は、油又は、液状及び／又は液状の溶媒の溶解という形態の薬として活 性な成分の冷間抽出のための工程において使用されることができる。 図２において略図的に示されている装置のさらなる実施態様において、装置（ ２０）は、通常の押し出し工程において使用される塑性変形のような塑性変形を 受ける材料（２１）を押圧するために使用されることができる。この場合におい て、壁（６）は、押圧され た材料のロッド（２６）を生成させるために壁において穴を有し、ロッド（２６ ）をペレット（２７）へ切断するための手段を備えている。 この適用のために使用される時、装置は、熱可塑性材料を押し出すために現在 使用されている加熱されたねじ押し出し機においていくつかの利点を有する。そ れは、温度に非常に敏感である物質をしばしば含む動物の食料、食物補給物及び 薬をペレットの形態で製造するために特に適切である。本発明によって開示され た方法及び装置のため、これらは著しい加熱なしでそれゆえ材料の特性に影響を 与えることなく、製造されることができる。 さらに、装置（２０）は、通常の方法によるペレット化工程が、不可能でない なら、現在適用するのが適用されるのが難しい材料をペレット化するためにこの 装置が使用されることができるほど顕著な程度で、塑性変形を容易にする。それ ゆえ、前述された本発明は、十分に目的を実行し、さらに構造において簡単であ り、それゆえ経済的である。 記述された本発明は、本発明の概念から逸れることなく、修正及び変形を受け ることができる。さらに、本発明の全ての詳細な点は技術的に同等な要素によっ て取って代わられる。 実際において、以下に記述される請求の範囲内に属する修正及び変更がなされ ることができる。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９８年４月９日（１９９８．４．９） 【補正内容】 明細書 材料を押圧するための工程及び装置 技術分野 本発明は材料を押圧するための工程及び装置に関する。 本発明は、発明の概念の範囲を制限することなく、特にジュースを抽出するた めの植物系の材料の圧搾に関し、また、畜産技術の適用でペレットを形成するた めに押し出される材料のような塑性変形を受ける材料の押圧に関する。 技術背景 公知技術によれば、油又は薬として活性な成分を含む植物系の固形材料から、 液状又は溶剤の溶解という形態の油又は薬として活性な成分のような物質の押し 出しの工程は、機械的又は流体的圧力において行われる機械的な押圧段階を有す る。 いくつかの場合において、押圧される材料は、機械的に押圧されるのとは別に 、さらに蒸気によって加熱され、他の場合では、さらに加熱は溶剤の使用によっ て取って代わられるか、又は溶剤と結び付けられることができる。 明らかに、これらの工程の特有の圧力媒体は、材料によって異なる。しかしな がら、前述の種類の従来技術において知られている全ての工程の一つの不利な点 は、それらの工程が高い程度の押圧力を必要とし、かなり長い時間が使用されて 高エネルギ消費という結果を生じる。 従って、十分に高強度押圧力を適用するために使用される装置は、非常に大き くなければならず、複雑で製造するのに高価な構造を 有する。さらに、蒸気及び溶剤のような処理流体の使用は、装置が処理中におい て流体を供給しなければならず、そして、作動が完了した時に流体を取り除くた めの装置を備えなければならないので、さらに装置の複雑さを増す。 シェール内の油を抽出するために適用された方法の例が、米国特許第４３０４ ６５６号において開示されている。この方法は、３１５゜Ｃの温度に達するシェ ール内の油を蒸気にするために超音波を使用している。同様な方法のさらなる例 は、ヨーロッパ特許第００５４００５号において見られることができ、それは、 １０〜１００ヘルツの範囲の押圧力及び振動によって、れんがの形状に材料を圧 縮する方法を開示する。通常の押し出し方法の例が、ドイツ国特許第２０４７３ ９８号に見られることができる。 請求の範囲 １．材料（２１）を押圧する方法であって、機械的押圧段階と、前記機械的押 圧段階と同時に実施される超音波周波数振動段階とを具備する材料（２１）を押 圧する方法において、前記材料（２１）が植物系及び動物系の材料群から選択さ れ、それにより、前記機械的押圧段階の間において、前記材料（２１）を通過す る前記超音波振動段階が、前記材料によってもたらされる抵抗をかなり減少する ように、前記材料（２１）の内部状態を前記機械的押圧段階に変化させることを 特徴とするとする材料（２１）を押圧する方法。 ２．植物系及び動物系が有するジュースを搾り出すために、前記植物系及び前 記動物系の材料群に適用される搾り出し段階を具備する請求項１に記載の方法。 ３．前記植物系及び前記動物系の材料群から搾り出されるジュースが取り出さ れる段階を具備する請求項２に記載の方法。 ４．前記材料（２１）が、動物の食料、食物補給物及び温度に敏感な薬を有す る群から選択される請求項１に記載のペレットにする方法。 ５．塑性変形を受ける前記動物の食料、前記食物補給物及び前記温度に敏感で ある薬剤を有する材料（２１）群に適用される請求項４に記載の方法。 ６．抽出段階を具備し、前記抽出段階によって前記動物の食料、前記食物補給 物及微前記温度に敏感な薬を有する材料（２１）群がロッド（２６）を生成する 請求項４又は５に記載の方法。 ７．切断段階を具備し、前記切断段階によって前記ロッド（２６）がペレット （２７）状に切断される請求項６による方法。 ８．大気温度で、さらなる加熱なしで実施される請求項１から７ のいずれかに記載の方法。 ９．前記機械的押圧段階及び超音波振動段階が同じアクチュエータによって実 施される請求項１から８のいずれかに記載の方法。 １０．前記アクチュエータが、超音波を発生させるための手段（３）に接続さ れて前記材料（２１）の容器（２）の内側で摺動できるように取り付けられる圧 力要素（１）を具備する請求項９に記載の方法。 １１．超音波を発生させるためであり押圧される前記材料（２１）の容器（２ ）の内側で摺動できるように取り付けられる手段（３）と接続されている少なく とも一つの圧力要素（１）を具備する請求項１から１０のいずれかに記載の方法 を実施する装置。 １２．前記容器（２）が前記材料（２１）を供給するためのホッパ（４）と相 互接続される請求項１１に記載の装置。 １３．前記供給ホッパ（４）が計量弁（５）を備えている請求項１２に記載の 装置。 １４．前記材料（２１）から搾り出された前記ジュースを取り出すための前記 容器（２）に取り付けられた手段を具備する請求項１１に記載の装置。 １５．前記容器（２）が、押圧の後に前記材料（２１）を取り除くために開放 されることができる壁（６）を備えている請求項１１に記載の装置。 １６．前記容器（２）が、前記圧力要素（１）によって押圧された押圧材料（ ２１）のロッド（２６）を生成するために、穴を有する端壁（６）を備えている 請求項１１に記載の装置。 １７．前記ロッド（２６）が前記端壁（６）を通り押し出される時に、前記ロ ッド（２６）をぺレット形状に切断するための手段（２５）を前記端壁（６）が 備えていることを特徴とする請求項１６ に記載の装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 カバラーリ，クリスティーナ イタリア国，イ―40138 ボローニャ，ビ ア ピー． パラーギ，18 (72)発明者 モッタ，ジョセッペ イタリア国，イ―40126 ボローニャ，ビ ア アレッサンドリーニ，６

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．機械的押圧によって材料を押圧するための方法であって、前記機械的押圧 の段階が、前記材料（２１）が超音波周波数で振動させられる段階と結び付くこ とを特徴とする材料を押圧するための方法。 ２．前記超音波振動段階が、前記機械的押圧段階と同時に実施されることを特 徴とする請求項１に記載の方法。 ３．前記機械的押圧段階と前記超音波振動段階とが同じアクチュエータによっ て実施されることを特徴とする請求項１に記載の方法。 ４．前記アクチュエータが、超音波を発生させる手段（３）と接続されて前記 材料のための容器（２）の内側で摺動できるように取り付けられている圧力要素 （１）を具備することを特徴とする請求項３に記載の方法。 ５．植物系が有するジュースを搾り出すために、植物系の材料に適用されるこ とができることを特徴とする請求項１に記載の方法。 ６．大気温度でさらなる加熱なしで実施されることができることを特徴とする 請求項５に記載の方法。 ７．動物系が有するジュースを搾り出すために、動物系の材料に適用されるこ とができることを特徴とする請求項１に記載の方法。 ８．大気温度でさらなる加熱なしで実施されることができることを特徴とする 請求項７に記載の方法。 ９．塑性変形を受ける材料（２１）に適用されることができることを特徴とす る請求項１に記載の方法。 １０．前記材料がペレットにされることができることを特徴とする請求項９に 記載の方法。 １１．前記材料が動物の食料、食物補給物及び温度に敏感な薬の範疇に属する ことを特徴とする請求項９に記載の方法。 １２．超音波を発生させる手段（３）と接続されて押圧された前記材料（２１ ）の容器（２）の内側において摺動できるように取り付けられている少なくとも 一つの圧力要素（１）を具備することを特徴とする装置。 １３．前記容器（２）が前記材料を供給するためのホッパ（４）と相互接続さ れることを特徴とする請求項１２に記載の装置。 １４．前記供給ホッパ（４）が計量弁（５）を具備することを特徴とする請求 項１３に記載の装置。 １５．前記材料から搾り出されたジュースを出すための前記容器（２）へ取り 付けられた手段を具備することを特徴とする請求項１２に記載の装置。 １６．前記容器（２）が、押圧の後に前記材料を取り除くために開放されるこ とができる壁（６）を備えていることを特徴とする請求項１２に記載の装置。 １７．前記材料（２１）が塑性変形特性を有する装置であって、前記容器（２ ）が、前記圧力要素（１）によって押圧された押圧された材料（２１）のロッド を生成する穴を有する端壁（６）を具備することを特徴とする請求項１２に記載 の装置。 １８．前記端壁（６）が、前記ロッド（２６）が前記端壁（６）を通り押圧さ れて出る時に、前記ロッド（２６）をペレット形状に切断するための手段（２５ ）を備えていることを特徴とする請求項１７に記載の装置。