JP4031040B2 - 主に人間や動物の消費用の品物を煮沸押出する方法と装置 - Google Patents

Description

この発明は、製品を加湿して予備加熱するため、所定の固形材料を所定の生の蒸気量と所定の水量を用いて調質手段中で予め調質し、押出成形品の膨張度に影響を与えるため、調質手段に後続する押出機内に所定の水量を与え、押出機内に調整可能な蒸気圧を発生させ、この蒸気圧の調整が押出機で場所的にしかも量的に放出される所定の蒸気量により行われる、主に人間や動物の消費用の製品を煮沸押出する方法と装置に関する。
この方法を実施する装置には、前記煮沸押出する押出機と、この押出機に導入した製品を加湿して予熱するたの調質手段（予備調質手段とも称される）と、調質手段を押出機に接続する製品移行部と、生の蒸気導入部と、調質手段と押出機にそれぞれ一つの水導入部と、押出機の所定の個所への蒸気排出部とがある。
動物の餌、特に魚の餌やペットフードを煮沸押出する場合、および穀物を改質する場合、製品を20〜35％の比較的高い水分量と100〜180℃の温度で押出成形すると有利である。
澱粉を良好に糊状にするため、取り分け、パラメータ、つまり（押出機中の）温度、水分量、滞留時間および剪断状態が非常に重要である。
処理すべき製品の温度と湿度に応じてパラメータ「時間」を延長するため、押出成形の前に調質（予備調質とも称する）を採用すると有利である。そのような調質では、後で押出成形する製品の加湿（湿度を加えるとも言う）と予熱が行われる。その場合、この調質は調質すべき製品に可塑化が生じないように行われる必要がある。
調質を行った後、押出機中で煮沸過程を行うか、あるいは温度をもっと高くして可塑化を行って押出機中で煮沸を継続する。
最適な押出条件では、100℃以上の温度でこの温度に関連する蒸気圧により、可塑性の材料が非常に強くガス放出を行い、次いで、押出成形処理の終わりでノズルから出る時、これに関連する水分の放出と製品の膨張時におよび押出成形のためこれに関連する冷却時にパンのような発泡状の構造に固まる。
膨張の度合いは煮沸処理によって決まる。煮沸と造形の相互の影響を切り離すため、押出機中で蒸気の排出口を所定の場所に形成し、その開口を通して製品内にある蒸気を望む製品に合わせて予め与えた圧力で放出する。最後に、水が蒸発して製品の温度が低下する。細くしたノズルの後で、つまり周囲雰囲気の圧力で約100℃に低下する。
この蒸気排出口の蒸気圧を調整すると、押出成形品の膨張度は簡単に影響を受ける。押出機への投入量の７％までになる膨張時の蒸発水は非常に大きなエネルギ量を含む。
それ故、この発明の課題は上記のエネルギを回収することにある。それは、この発明により、前記上記排出口で排出される蒸気を調質にかけて方法的に行われる。この発明によれば、前記蒸気排出口から調質手段の所定の個所に接続導管を設備に合わせて設けている。
この発明の利点は、一方で適当な量の生の蒸気を調質手段に蓄えることができ、他方で形状を与える前、ノズルのところにある製品から蒸気を抜き出して、この製品を一部脱水し、これにより製品を乾燥するのに少量の空気しか必要でなくなる点にある。
他の利点は、押出機から排出される蒸気を調質部に移すことにより、匂いの放出、湿気、油分、および塵粒子を周囲雰囲気あるいはゴミ処理個所に沈下させるこを完全に除去でき、匂い、湿気および塵の放出を蒸気の戻しにより再び調質部に、従って再び製品に戻すことができる点にある。特にコンパクトな押出材料の製品では、大抵の場合、蒸気戻し部を設ける価値がある。この場合、固形材料の一部を選択的に蒸気排出口の後の固体分離機で分離できる。処理に応じて、このような蒸気戻し部を用いて生の蒸気の約80％まで節約できる。最後に、この構成は既に設置されている設備でも、極度に簡単に、しかも低価格で実現できる。
この発明を模式的に示す実施例に基づきより詳しく説明する。
添付図は、駆動部２と押出機１の出口端部の切断装置３および製品出口４を持つ押出機１を示す。この押出機１は処理すべき製品を調質手段６から製品移動部を経由して受け取る。
調質手段は、通常、混合スクリューコンベヤであり、この中に調質すべき固形製品が配量手段７から供給される。その場合、製品の入口９を経由して配量すべき固形製品を製品ホッパー８に入れる。
その外、生の蒸気は生の蒸気導入部１０を経由して、また水は水導入部１１を経由して同じように調質手段６に入り、固形製品と共に所定の湿度と所定の熱量の混合物を形成する。更に、この混合物は調質手段６の付加的な加熱手段により所定の温度に加熱される。この混合物の温度は製品移行部５内で温度センサ２８により測定され、表示および／または後で説明する制御部１６に信号導線２９により通報される。
調質手段６への生の蒸気の導入することは第一制御手段３２により配量され、この第一制御手段は圧力調整弁１２と制御弁２３およびマノメータ３６を有し、生の蒸気を生の蒸気補充部１３から貰う。
同様なことは、水を調質手段６に導入することにも当てはまる。この水の導入は第二制御手段３３により配量され、この第二制御手段は圧力調整弁１４と制御弁２４およびマノメータ３５を有し、水補充部１５から供給を受ける。
水に対する第三制御手段３４は、押出機１への水の導入を制御し、圧力調整弁２１と制御弁２５およびマノメータ３７を有し、水補充部２６から供給を受ける。
三つの制御弁２３，２４と２５の何れも制御部１６により制御され、所要量の蒸気もしくは水を適当な個所に供給するもので、例えば市場で入手できるモータ弁、例えば商標名「フォンロール」（von Rohr）の弁である。その場合、制御弁２３は制御導線１７を介して制御部１６から調整指令を受け取り、制御弁２４は制御導線１８を介して、また制御弁２５は制御導線３０を介して制御部１６から調整指令を受け取る。この場合、その時の生の蒸気の量は生の蒸気導入部１０に設けてある流量測定装置４０により測定され、この量を信号導線４３を介して制御装置１６に通報される。同様なことは、調質手段６への水量、および押出機への水量にも、図示する流量測定装置３９と４１および信号導線４２と４４をそれぞれ用いて行われる。
前記圧力調整弁１２，１４と２１は、制御弁２３，２４と２５のようにそれ自体周知であり、本出願人により商標名「ＢＩ−ＥＸ」として全世界に販売されている同様に周知の押出機と関連して使用される。処理する製品に応じて、押出機の所定の回転数、駆動部２の所定のモータ出力、および所定の水量あるいは生の蒸気量が用意されている。調理毎に受け取る出力が変わると、所定の回転数でモータの出力が再び所定の範囲内にあるまで、水量もしくは生の蒸気量を可変する。
この発明によれば、更に接続円管１９が設けてある。この接続円管は前記蒸気戻し部を押出機１から調質手段６に通すため、一端を所定の個所、通常押出機の出口端部あたりの最終領域に置き、蒸気排出部５０と他端を調質手段６の入口端部に置くように挿入されている。
接続円管１９に、押出機で調節された圧力を維持する所謂圧力維持弁２０を設けると有利である。
この弁２０のところの圧力は手で、あるいは制御導管３１とサーボモータ４６を介して制御部１６により、制御部１６で制御される処理処方に応じて調整できる。この処理処方により、ここでは説明しないが更にもっと説明することになる、例えば回転数や駆動部の出力等のような機械パラメータが制御ないしは調整される。
運転中には、調理に応じた経験値に基づき、ここでは説明しない上記の他の機械パラメータの外に、調質手段６に対する水量と生の蒸気量（所定の熱量を含めて）および押出機１に対する水量を調整し、それから生じる製品を製品の出口４で外観や粉末密度に関して検査する。
この場合、調質手段６から来る混合物の温度が温度センサ２８の表示部上で操作員により監視されるか、制御部１６により制御され、調質手段６の生の蒸気量は混合物の温度が目標値になるまで適当に調整される。
例えば、製品が明るすぎたり、粉末密度が小さすぎる（即ち、製品を詰めた所定の袋の大きさの重量が不十分である）なら、弁２０の圧力を下げる。その結果、切断装置３のノズルの後で製品と周囲の間の圧力差が小さくなり、これにより膨張が小さくなり、製品の粉末密度が大きくなる。
こうして調質手段６に流れ込む蒸気の量は、導管１０からの適当に小さな量の生の蒸気により補償され、この生の蒸気の量はセンサ２８のところの所定の製品温度に基づき制御部１６により、あるいは手で調整される。即ち、制御部１６あるいは操作員は制御弁２３により生の蒸気量を絞り、センサのところの温度が所定の目的値になるまで、圧力調整弁１２で設定された圧力が同じになる。
説明していない機械パラメータ、および調質手段の水量と押出機の水量は等しくなるように調整される。
圧力維持弁２０のところの圧力をサーボモータ４６により制御部１６から調整するなら、これは、制御部に入力された目標値とマノメータ３８から出力し導線４５を介して制御部１６に入力される実測値との比較により行われる。
その外、蒸気排出部５０で排出される蒸気は、この蒸気が接続導管１９の中に案内される前に、固形物排出機４９を通して案内される。これには、蒸気排出部５０の後に切換弁４７が設けてあり、この切換弁は排出される蒸気を一緒に連れ出し得る固形物と共に固形物排出機４９に導く。「浄化された」蒸気を排出機４９から接続円管１９に戻すことは、排出機４９を利用していない時に閉じている遮断弁４８を開いて行われる。その外、所謂「浄化された」蒸気を接続円管に戻すことは接続円管に接続する前記マノメータ３８の前で行われる。このマノメータは接続円管１９の前記圧力維持弁２０の前に設けてある。
符号の説明
１ 押出機
２ 駆動部
３ 切断装置
４ 製品の出口
５ 製品の移行部
６ 調質手段（予備調質手段とも呼ぶ）
７ 配量手段
８ 製品ホッパー
９ 製品入口
１０ 生の蒸気導入部
１１ 水導入部
１２ 生の蒸気に対する圧力調整弁
１３ 生の蒸気補充部
１４ 水に対する圧力調整弁
１５ 水の補充部
１６ 制御部
１７ 蒸気の制御導管
１８ 水の制御導管
１９ 接続円管
２０ 圧力維持弁
２１ 水の圧力調整弁
２２ 制御弁
２３ 制御弁
２４ 制御弁
２５ 制御弁
２６ 水の補充部
２７ 制御導線
２８ 製品温度センサ
２９ 信号導線
３０ 水に対する信号導線
３１ 圧力維持弁に対する制御導線
３２ 生の蒸気量に対する第一制御手段
３３ 水量に対する第二制御手段
３４ 水量に対する第三制御手段
３５，３６，３７，３８ マノメータ
３９，４０，４１ 流量測定装置
４２，４３，４４，４５ 信号導線
４６ サーボモータ
４７ 切換弁
４８ 遮断弁
４９ 固形物排出機
５０ 蒸気排出部

Claims (8)

1. 製品を加湿して予備加熱するため、所定の固形材料を所定の生の蒸気量と所定の水量を用いて調質手段中で予め調質し、押出成形品の膨張度に影響を与えるため、調質手段に後続する押出機内に所定の水量を与え、押出機内に調整可能な蒸気圧を発生させ、この蒸気圧の調整が押出機で場所的にしかも量的に放出される所定の蒸気量により行われる、主に人間や動物の消費用の製品を煮沸押出する方法において、
   前記排出される蒸気が調質部に与えられること、
   蒸気の圧力は所定値に調整できること、及び
   前記圧力は制御可能であることを特徴とする方法。
2. 予備調質部に導入される生の蒸気量は押出機から来る蒸気量に応じて配量されることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法。
3. 調質部から押出機へ排出される製品の温度を測定し、前記生の蒸気量の標準値とされることを特徴とする請求の範囲第１又は２に記載の方法。
4. 調質部に入る前に蒸気中にある固体部分が前記蒸気から排除されることを特徴とする請求の範囲第１〜３項の何れか１項に記載の方法。
5. 煮沸押出用の押出機（１）と、
   押出機（１）に入れた製品を加湿して予熱する調質手段（６）（予備調質手段とも言う）と、
   調質手段（６）を押出機（１）に接続する製品移行部（５）と、
   粗製品を調質手段（６）に配量して供給する配量手段（７）と、
   生の蒸気の導入部（１０）と、
   調質手段（６）への水導入部（ｌｌ）と、
   押出機（１）への水導入部と、
   押出機（１）の所定のところにある蒸気排出部（５０）と、
   を備え、主に人間あるいは動物の消費用の製品を煮沸押出する設備において、
   前記蒸気排出部（５０）から調質手段（６）の所定の個所へ通じる接続導管（１９）が設けてあること、及び
   前記接続導管（１９）には調節可能な圧力維持弁（２０）が、また前記製品入口円管（５）には製品温度センサ（２８）が設けてあることを特徴とする設備。
6. 調質手段（６）への生の蒸気に対して第一量制御手段（３２）が、調質手段（６）への水に対して第二量制御手段（３３）が、押出機（１）への水に対して第三量制御手段（３４）が、そして前記温度センサ（２８）に基づき生の蒸気量を制御する制御部（１６）が設けてあることを特徴とする請求の範囲第５項に記載の設備。
7. 制御部（１６）は調質手段（６）用の水量と押出機（１）用の水量を制御することを特徴とする請求の範囲第６項に記載の設備。
8. 前記蒸気排出部（５０）と接続導管（１９）の間には固形物排出部（４９）が設けてあることを特徴とする請求の範囲第５項に記載の設備。

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