JP6521964B2 - 同心対称分岐熱交換システム - Google Patents

Description

[0001]本開示は一般的に、食品加工システム及び方法に関する。より具体的には、本開示は、それを通じて食品をポンプ移送することができる、分岐熱交換システムに関する。

[0002]非常に粘稠な製品の加熱及び冷却が、同心熱交換器を使用して達成される。同心熱交換器において、２つの重ねた管の間に形成される環状部を通じて、製品が流れる。環状部（管の間の空隙）の大きさを低減させることにより、製品はより効率的に加熱又は冷却され得る。しかしながら、空隙の大きさの低減は、全体的な熱交換器の動作圧を増加させる。動作圧がより高くなると、より堅牢な熱交換器が必要とされ、これはより高度な装置、及びより低い流量に繋がる。より小さい製品空隙はまた、加工することができる製品（粒子からなる製品を含む）の範囲を制限することになり得る。

[0003]タンパク質ベースのエマルションの冷却又は加熱は、熱伝達の適用が非常に困難である。この困難さは主に、高い粘稠度、材料の線維性、高い圧力、及び製品が熱交換器を通過する際に製品の基本構造を維持する必要性によるものである。例えば、１，０００〜３５，０００ｃｐｓ超の非常に粘稠な製品を加工し、かつ過剰な入口圧力（５００ｐｓｉ超）を生じることなく１００〜３００ｌｂｓの高い流量を取り扱うために多数の製品経路を必要とする、既存の連続的なインライン熱交換システムは、典型的には製品の目詰り、又は閉塞を生じやすい。熱交換システムにおける多数の製品経路のいずれか１つ又はいくつかの閉塞は、不適切に加工された製品を生じることがあり、これはひいては、最終製品の品質及び収率を低下させ得る。加えて、湿分、又は揮発性化合物を含む、非常に粘稠な製品の連続的な加工は、多くの場合において、製品が、非常に制御された様式で、圧力下において加熱又は冷却されることを必要とする。湿分、又は他の揮発性化合物の沸騰を低減させるか、又は避けるため、様々な圧力、及び温度範囲に対応し得ることができる、一方で、製品が熱交換器を通過する際に製品マトリックスを損傷しない、熱交換器が必要とされている。

[0004]この問題を解決するため、個別のセットの熱交換器に供給するための多数の供給ポンプを備える、熱交換システムが設計された。しかしながら、この種類の設計は、システムの設計費用及び複雑性を劇的に増加させる。

[0005]更に、繊細であり、薄く切った（すなわち、細断、又は薄切りされた）肉、魚、又は野菜の代用食品を製造するための既存の連続的なプロセスは、包装前の製品のイメージを維持するために、広範囲の冷却、及び慎重な取り扱いを必要とする。加えて、これらのプロセスは制御が難しく、収率が低く、洗浄しにくい装置を使用し、限定的な数の製品の食感及び／又は形状のみが作製され得るために、製品の柔軟性がより低くなる。これらの問題を解決する現在における試みとしては、小麦グルテンなどのより高価な原材料を有する配合物を利用すること、大きな冷却及び保持領域を備えるバッチプロセス、及び別個の切断工程を使用することの、１つ以上を含み得る。

[0006]いくつかの場合において、小麦グルテンなどの硬質な原材料、又はより高価なカットミートの量を増加させると、製品の品質が改善され得るが、これはまた、製品の費用を劇的に増加させる。専用の冷却装置が使用されることがあるが、これは典型的には製造費用を増加させ、より大きな工場床面積が必要とされ、清掃が困難であり得る。

[0007]細断される、薄切りにされる、又は他の繊細な形状を有する肉、又は他のタンパク質ベースの代用品を製造する連続的なプロセスは、１）肉の準備、２）肉エマルションの調製、３）ポンプを通じた熱凝固工程、４）初期冷却及び切断、５）輸送及び二次冷却、６）最終切断及び／又は成形、７）肉及び肉塊の混合、８）包装、充填、及び密封、９）殺菌、並びに１０）ラベリング及び最終包装という、いくつかの重要な工程を含む。高剪断熱凝固プロセスにおいて、乳化装置から出る熱い肉塊は、保持管を通じて移送される。保持管の目的は、制御されない湿分の沸騰を避けるために、十分な背圧、及び肉塊の初期冷却をもたらすことである。沸騰が制御されていない場合、肉塊製品マトリックスが損傷し、低品質及び低い収率を生じる場合がある。保持管を出るとき、大きな丸い断片は、一次及び最終肉塊冷却工程へと移送することができるように、１／４、又は他の管理可能な大きさに切断される。一次冷却工程は典型的には、噴射状（blast like）冷却器、又は冷凍器において行われる。最終的な切断及び成形工程の前に肉塊の食感が引き締まるように、広範な冷却が必要である。より引き締まった肉片は、微粉がより少なく、きれいに切ることを可能にし、これは収率及び最終的な品質を改善する。

[0008]この種類のプロセスにより製造された製品は、一般的に、競合するプロセスと比較して、外観及び最終的な食感の双方において、より品質の高いものとみなされる。しかしながら、プロセスは、噴射冷凍器、又は同様の冷却装置へと、及びここから製品を輸送する、材料処理工程を必要とする。

[0009]本開示は、同心対称分岐熱交換システムを提示する。システムは、システムの第１セクションにおいて、製品流を均一に分割し、かつまた平行及び直列に配置された管状同心熱交換器のアレイを含む、入口マニホールドを含む。システムの各脚部を通る流れは、二次マニホールドによって更に分割され得る。製品流の分割は、より高く、かつ制御可能な製品の流量における、かつより低い熱交換入口圧力における、熱交換を生じることを可能にする。より低い入口圧力を有することにより、熱交換器の構成費用が低減し、個別の形状の断片を生成するために、熱交換器出口に切断装置を取り付けることが可能になる。分岐熱交換器の端部に切断又は成形装置が設置されることによって、冷却及び切断が１つの工程をもたらすことができ、一方で、噴射冷凍器、又は同様の冷却装置へ、及びここから製品を輸送する材料取り扱い工程を排除することができる。切断及び成形装置を、熱交換器の出口に直接配置することにより、微粉が低減し、清掃が容易でより小さい工場接地面積を有する閉じたシステムがもたらされ、熱凝固プロセスが、より高い温度及び圧力で行われることが可能になる。

[0010]一般的実施形態において、方法が提示される。方法は、単一の導管を通じて移動する食品を、熱交換器アレイの異なる枝管へとそれぞれ入る、少なくとも２つの製品流へと分割する工程であって、各枝管内への流量は、他の枝管に対してほぼ同じであり、各アレイの枝管は熱交換器を含む、工程を含む。

[0011]一実施形態において、方法は更に、食品が熱交換器アレイの枝管を出るときに、成形又は切断装置に食品を供給する工程を含む。

[0012]一実施形態において、方法は更に、食品を分割する入口マニホールドを加熱する工程を含む。

[0013]一実施形態において、アレイの各枝管は、管状同心熱交換器を含み、この管状同心熱交換器は、アレイ内に固定配置された外側シェルを含み、外側シェルに原状復帰可能に取り付けられこの外側シェルから取り外し可能であるアセンブリに接続された中央管を更に含み、食品は、外側シェルと中心管との間に形成される環状部に案内される。方法は更に、中央管及びアセンブリをアレイの枝管の端部の外へと摺動させることによって熱交換器の１つを再構成する工程と、中央管及びアセンブリを再構成する工程と、中央管及びアセンブリをアレイの枝管の端部へと再挿入する工程とを含み得る。中央管及びアセンブリを再構成する工程は、向流熱交換流を並流熱交換流に変更すること、インライン計装装置を追加すること、インライン計装装置を取り除くこと、中央管を異なる直径を有する別の中央管と交換すること、及びこれらの組合せからなる群から選択される動作を含み得る。方法は更に、管状同心熱交換器それぞれの中央管を通じて、及び外側シェルを通じて、熱交換媒体を案内することを含み得る。

[0014]一実施形態において、方法は更に、食品がアレイの枝管から出るときに、食品をある形状に形成する工程を含み、枝管の少なくとも１つが、他の枝管に対して食品を異なる形状に形成する。

[0015]別の実施形態では、システムが提示される。システムは、直径を有する単一の導管から、熱交換器アレイの少なくとも２つの枝管へと食品を案内する入口マニホールドを含み、アレイの枝管のそれぞれは、他の枝管とほぼ等しく単一の導管の直径よりも小さい直径を有し、アレイの枝管はそれぞれ、熱交換器を含む。

[0016]一実施形態において、アレイの枝管はそれぞれ、管状同心熱交換器を含み、この管状同心熱交換器はそれぞれ、中央管によってコア出口アセンブリに接続されたコア入口アセンブリを含み、中央管は熱交換媒体を輸送する。

[0017]一実施形態において、アレイの枝管はそれぞれ、第２熱交換器と直列に配置された第１熱交換器を含み、各枝管の第１熱交換器及び第２熱交換器は食品のための連続的な経路を形成し、第２熱交換器は、第１熱交換器よりも大きな断面積を有する。

[0018]一実施形態において、システムは更に、単一の導管の上流にあり、食品を形成する乳化装置を含む。容積形ポンプは、乳化装置と入口マニホールドとの間に配置される場合がある。

[0019]一実施形態において、入口マニホールドは、単一の導管からの食品を少なくとも２つの製品流へと分割する一次入口マニホールドを含み、入口マニホールドは更に、入口マニホールドとアレイとの間に配置された二次マニホールドを含み、製品流を少なくとも２つの製品流へと更に分割する。

[0020]一実施形態において、システムは更に、熱交換器アレイの出口に直接取り付けられ、入口マニホールドとは反対側の、アレイの端部に配置された、成形又は切断装置を含む。

[0021]別の実施形態では、方法が提示される。方法は単一の導管から、熱交換器アレイの少なくとも２つの枝管へと食品を案内する工程と、枝管それぞれにおける熱交換のパラメータを個別に制御する工程と、

[0022]一実施形態において方法は、アレイ内の弁を個別に制御する工程を含み、アレイの枝管はそれぞれ、直列に配置された第１熱交換器及び第２熱交換器を含み、弁は、枝管それぞれの入口及び出口に配置される。

[0023]一実施形態において、方法は熱交換媒体の流量、熱交換媒体の温度、及びこれらの組合せからなる群から選択されるパラメータを、熱交換器を通る製品の流量に応じて、アレイの熱交換器内において自動的に調節する工程を含む。枝管それぞれにおけるパラメータは、枝管それぞれにおけるインライン計装装置からの測定値に応じて、自動的にかつ個別に制御され得る。測定値は、圧力、温度、流量、及びこれらの組合せからなる群から選択され得る。

[0024]本開示の利点とは、多数の製品供給ポンプを必要とせずに、非常に粘稠な材料を加熱又は冷却することである。

[0025]本開示の更に別の利点は、熱交換器の閉塞を低減し、最終製品の品質及び全体的なプロセス性能を改善しながら、非常に粘稠な材料を加熱又は冷却することである。

[0026]更に、本開示の利益は、プロセス制御が改善され、拡張性及び柔軟性が向上した、非常に粘稠な材料を加熱又は冷却することである。

[0027]本開示の更に別の利益は、熱交換器出口における製品形成、成形、及び切断装置の配置を最適化しながら、非常に粘稠な材料を加熱又は冷却することである。

[0028]本開示の別の利益は、より容易に清掃することができ、より衛生的である、熱交換器設計である。

[0029]本開示の更に別の利点は、加熱又は冷却されたときに、容易に損傷し得る、肉／魚代用品、又は他の食品など、食品ベースの製品の製造のために使用される材料を加熱又は冷却することである。

[0030]本開示の更に別の利点は、例えば、ポリマー、ペースト、スラッジ、ガムなど、高い粘稠度を有する製品を加熱又は冷却することである。

[0031]本開示の別の利点は、材料が熱交換器を出る際に、材料の基本構造を依然として維持しながら、食感を変更させることを必要とする、加工される材料加熱又は冷却することである。

[0032]本開示の更に別の利点は、枝管において組み立てられる熱交換器を提供することによって、拡張性、及び更なる加工柔軟性をもたらすことである。

[0033]本開示の別の利点は、セクションを二重エルボで接続して、セクションを積み重ね、及び拡張できるようにすることにより、熱交換器の工場接地面積を低減することである。

[0034]本開示の更に別の利点は、温度プローブ、圧力トランスミッタ又はゲージ、流れモニタリング装置、など、計装装置のインライン装置により、プロセスモニタリングを改善することである。

[0035]本開示の別の利点は、定置洗浄のため、又は全体的な流量を低減するために熱交換器アレイの一部を閉鎖するために、製品を分流するか、又は熱交換器の脚部を分離するために、熱交換セクションの間に弁を配置することである。

[0036]本開示の更に別の利点は、各熱交換枝管の、正確な温度制御をもたらすことである。

[0037]本開示の更に別の利点は、加熱／冷却ゾーンは、製品の必要に応じて、直列又は並列に、容易に構成することができるために、より高い柔軟性を得ることである。

[0038]本開示の更に別の利点は、管が波形かされ得る、又は熱伝搬流を増加させるために静止混合装置が追加され得る、熱交換器を提供することである。

[0039]本開示の更に別の利点は、画定された形状及び／又は食感を有する製品の製造を可能にするために、熱交換器から出る製品流を、切断ダイ又はグリッドへと導くことである。

[0040]本開示の更に別の利点は、異なる形状及び切断が達成され、既存の熱交換器設計では製造することができない、広範な製品を生じ得るように、熱交換器の出口に、切断ダイ、切断機器を配置することである。

[0041]本開示の別の利点は、様々な肉／魚代用品タイプを製造することである。

[0042]本開示の更に別の利点は、熱い肉塊の温度を、圧力下で、非常に制御された方法で、低減させることである。

[0043]更に、本開示の別の利点は、冷凍器、把持領域、及び別個の切断装置の必要性を排除し、よって機器接地面積を大幅に低減させながら、完全に連続的なプセスを生じることである。

[0044]本開示の更に別の利点は、背圧が低減され得るように、流れの断面積の増加を達成することである。

[0045]本開示の更に別の利点は、同心インサートの追加を可能にすることによって熱伝搬を改善することである。

[0046]更に、本開示の別の利点は、より小さい製品断面積を使用しながら、依然として大きな製品断片の加工を可能にすることにより、例えば、直径のより小さい、管熱交換器要素を使用して、又は空隙がより小さい、矩形の熱交換器要素を使用して、熱交換器を改善することである。

[0047]本開示の更に別の利点は、製品が熱交換器を出るときに、製品の直接的なインライン切断、及び成形をもたらすことである。

[0048]本開示の更に別の利点は、より大きな製品断片が形成、切断、及び／又は成形され得る、より大きな製品フォーマットを達成することである。

[0049]更に、本開示の別の利点は、製品の破砕を低減し、製品の均一性を維持するために、製品断面積を段階的な様式で遷移させることにより、より均一な製品を得ることである。

[0050]本開示の更に別の利点は、枝管又は熱交換器要素の積み重ね、及び折り曲げを可能にすることによって、拡張可能なシステムをもたらすことである。

[0051]本開示の更に別の利点は、マルチゾーン冷却、及び異なる熱交換器構成の混合によって、より高いプロセス柔軟性を得ることである。

[0052]本開示の更に別の利点は、熱交換器を通る、より均一な製品流を達成することである。

[0053]更なる特徴及び利点が本明細書において記述されており、以下の発明を実施するための形態から明らかとなるであろう。

本開示により提示される、対称分岐熱交換システムの一実施形態の斜視図である。 本開示により提示される、分岐熱交換システムの一実施形態の脚部において使用される熱交換器の側方平面概略図である。 本開示により提示される、分岐熱交換システムの一実施形態の脚部において使用される熱交換器の斜視端面図である。 本開示により提示される、分岐熱交換システムの一実施形態の脚部の端部において使用される出口プレートの端面平面図である。 本開示により提示される、食品加工システムの一実施形態の概略図である。 本開示により提示される対称分岐熱交換器アレイの実施形態の概略図である。 本開示により提示される対称分岐熱交換器アレイの実施形態の概略図である。 本開示により提示される対称分岐熱交換器アレイの実施形態の概略図である。

[0060]本開示及び添付の特許請求の範囲において使用する場合、単数形「ａ」、「ａｎ」及び「ｔｈｅ」は、文脈上明らかに別段の定めがない限り、複数の指示対象を含む。本明細書において使用するとき、「約」とは、基準量に対して−１０％〜＋１０％である範囲の数字を指すものと理解される。例えば、「約１００」とは、９０〜１１０の範囲を指す。更に、本明細書における全ての数値範囲は、その範囲内の全ての整数又は分数を含むと理解されるべきである。

[0061]本明細書でおいて使用するとき、「含む（comprising）」、「含む（including）」及び「含有する（containing）」は概括的な用語であり、すなわち非限定的な用語であり、その他の未記載の要素又は方法工程を除外するものではない。しかし、本開示により提示される装置及び方法は、本明細書にて具体的に開示されないいずれかの要素を欠く場合がある。したがって、用語「含む（comprising）」を用いる、本明細書で定義される任意の実施形態は、開示される要素「から本質的になる」、及び「からなる」実施形態の開示である。

[0062]用語「ペット」とは、本開示により開示される食品から利益を得るか、これを享受することができるいずれかの動物を指す。ペットは、鳥類、ウシ、イヌ、ウマ、ネコ、ヤギ、オオカミ、ネズミ、ヒツジ、ブタなどの動物であり得る。ペットは、任意の好適な動物であり得、本開示は、特定のペット動物に限定されない。用語「コンパニオンアニマル」とは、犬又は猫を意味する。用語「ペットフード」とは、ペットに消費されることを意図されたいずれかの組成物を意味する。

[0063]図１は一般的に、本開示により提示される、分岐熱交換システム１０の一実施形態を例示する。分岐熱交換システム１０は、一次入口マニホールド１１を含み、これは、食品が単一の導管から流れる食品が均一に分割される、例えば、１つの管直径から、それぞれほぼ同じ大きさである、少なくとも２つのより小さい管直径へと分割されることを可能にする。食品はペットフードであり得るが、人間により消費されることを意図された組成物もまた、本開示に含まれる。食品は非常に粘稠であり得る。例えば、食品は、１，０００ｃｐｓ以上、２，０００ｃｐｓ以上、１０，０００ｃｐｓ以上、１００，０００ｃｐｓ以上、又は更に２００，０００ｃｐｓ以上の粘度を有し得る。製品流は、一次入口マニホールド１１により２つ以上の製品流に分割されてもよく、好ましくは流れは互いに対して同じ流量を有する。

[0064]分割された製品流はその後、二次入口マニホールド１２を通過してもよく、これは更に、分岐熱交換システム１０内の熱伝搬セクション（熱交換器アレイ１３）に入る前に、製品流を更に分割する。二次入口マニホールド１２は更に、製品流を、例えば、１つの管直径から、互いにほぼ同じである、少なくとも２つのより小さい管直径へと均等に分割する。好ましくは、製品流は、これらが熱交換器アレイ１３に入る際に、互いに対してほぼ同じ流量を有する。任意の数の二次入口マニホールド１２が使用され得、食品流は、任意の回数だけ、均等に分割され得る。

[0065]この方法で製品流を均等に分割することにより、熱交換器の入口圧力を低減させながら、より高い全体的な製品の流量を達成することができる。より低い入口圧力を有することにより、分岐熱交換システム１０の全体的な費用が低減する。加えて、分割された製品流は、所与の製品流により多くの熱伝達面積を適用することを可能にする。

[0066]製品流が１度以上均等に分割された後、食品は、熱交換器アレイ１３の２つ以上の枝管、又は脚部に入る（「枝管」及び「脚部」は、本明細書においては同義語として使用される）。製品流それぞれは、アレイ１３の対応する枝管に入る。熱交換器アレイ１３は、枝管内に配置された熱交換器１４を含み得る。図１に示されるように、枝管の１つが、二重肩部によって、別の枝管、及び二次入口マニホールド１２に接続されてもよく、これらの枝管は垂直に配置され、アレイ１３における他の枝管も同様に構成され得る。

[0067]好ましくは、熱交換器アレイ１３の各枝管は、ほぼ同じ長さを有し、その長さに沿って所与の距離において、他の枝管と同じ流れ断面積を有する。一実施形態において、各枝管の物理的特性は、アレイ１３の他の枝管と同一である。各枝管は、食品に対してマルチゾーン冷却又は加熱を適用するために、１つ以上の熱交換セクションを備えるように構成され得る。熱交換器アレイ１３の各枝管の冷却又は加熱は、熱交換器アレイ１３の各枝管を通る製品流の均一な分配を可能にするように、個別に、しかし好ましくは均一に制御され得る。各熱交換要素は、管状、矩形、又は別の形状であり得る。熱交換器アレイ１３の枝管はそれぞれ、枝管内の、流れ断面積が別様に成形されている、熱交換要素を有し得る。各枝管の１つ以上のセクションは、製品流の揮発性成分が、制御された方法で熱交換システム１０を出るのを可能にするような、間隔又は角度を有し得る。

[0068]熱交換器アレイ１３の各脚部は、１つ以上の熱交換器１４を含む場合があり、１つ以上の熱交換器１４が使用されるとき、これらは、熱交換器１４がアレイ１３の脚部のセクションを形成するように、直列で配置される。図１は、直列の、３つの熱交換器１４を有する熱交換器アレイ１３の各脚部を示しているが、熱交換器アレイ１３は、各脚部において任意の数の熱交換器１４を有し得る。熱交換器アレイ１３の脚部における直列な熱交換器１４は、製品が熱交換器アレイ１３の脚部を通じて移動するための連続的な経路を形成する。弁、並びに／又は温度プローブ、圧力トランスミッタ、又はゲージ、流れモニタリング装置などの、他の器具が、アレイ１３内の隣接する熱交換器１４の間に、及び／又は熱交換器１４の１つ以上の内部に配置されてもよい。一実施形態において、アレイ１３の枝管は、食品の部分が異なる形で加工され得るように、異なる特徴を有してもよい（以下でより詳細に記載される）。

[0069]図２に図示されるように、アレイ１３の枝管の、熱交換器１４の１つ以上は、同心インサートを含む、同心熱交換器であり得る。例えば、アレイ１３の枝管における熱交換器１４の１つ以上が、コア入口アセンブリ２１と、コア出口アセンブリ２４と、コア入口アセンブリ２１とコア出口アセンブリ２４を接続し、これを通じて加熱又は冷却用の熱伝搬媒体が流れる、中央管２３とを含み得る。アレイ１３の各枝管はシェル２２を含み、中央管２３とシェル２２との間に環状部を形成するように、中央管２３がシェル２２に挿入され得る。一実施形態において、シェル２２は、アレイ１３内に固定配置されることができる。しかしながら、いくつかの実施形態において、熱交換器アレイ１４は、いかなる同心熱交換器も含まない。

[0070]同心熱交換器であるいずれかの熱交換器１４において、加熱又は冷却用熱伝達媒体が、シェル２２の内部を流れ得るとともに、中央管２３を通じて流れ得る一方で、食品は、環状部を通じて同じ方向で（並流熱交換流）又は反対方向で（向流熱交換流）流れ得る。熱交換器１４の環状部の外側部分は、シェル２２であり、環状部の最内部は中央管２３である。製品が熱交換器１４の長さを下方に移動すると、製品は両側で（具体的には、外側製品表面上のシェル２２、及び内側製品表面上の中央管２３により、加熱又は冷却され得る。

[0071]食品が熱交換器１４へと移動すると、製品流は、コア入口アセンブリ２１の周囲に導かれる。製品経路に面するコア入口アセンブリ２１は、流線型の設計を有し、前縁部を有して製品抵抗を低減し、熱交換器１４への入口に製品が溜まるのを防ぐことができる。コア入口アセンブリ２１は、熱交換要素（中央管２３）からの製品流を導き、熱交換部材が、製品流と接触することなく、熱交換器１４から出ることを可能にする。例えば、コア入口アセンブリ２１は、中央管２３に接続され熱交換器１４の内部からシェル２２を通じて熱交換器１４の外部へと延びる、１つ以上のパイプ３１を含み得る。図３に図示されるように、一実施形態において、コア入口アセンブリ２１における１つ以上のパイプ３１は、中央管２３に対して実質的に垂直であり得る。

[0072]食品が熱交換器１４の出口に近づくとき、製品は、コア出口アセンブリ２４を超えて導かれる。コア入口アセンブリ２１におけるように、コア出口アセンブリ２４は、流線型であり、各熱交換器１４において製品が溜まること、又は目詰りを防ぐために、前縁部を含む場合がある。コア出口アセンブリ２４は、熱伝達要素（中央管２３）の周囲で流れを導き、熱伝達部材が、製品流と接触することなく、中央管２３に入ることを可能にする。例えば、コア出口アセンブリ２４は、中央管２３に接続され熱交換器１４の外部からシェル２２を通じて熱交換器１４の内部へと延びる、１つ以上のパイプ３１を含み得る。図３に図示されるように、一実施形態において、出口アセンブリ２４における１つ以上のパイプ３１は、中央管２３に対して実質的に垂直であり得る。熱交換器１４を出る食品はその後、分岐熱交換システム１０の熱交換器アレイ１３の脚部における、いずれかの後続の熱交換器１４に入る。

[0073]各コア入口アセンブリ２１は、熱伝達媒体が流れる中央管２３によって、対応するコア出口アセンブリ２４に接続されている。熱交換器１４はしたがって、コア入口アセンブリ２１、コア出口アセンブリ２４、及び中央管２３を、所望の構成でシェル２２に挿入することによって形成され得る。コア入口アセンブリ２１を、対応するコア出口アセンブリ２４と接続することによって、中央管２３は、熱交換器１４のコアを形成する。例えば、中央管２３は、コア出口アセンブリ２４に接続し、シェル２２に接続することができ、中央管２３の開放端は、コア入口アセンブリ２１に接続されて、同心熱交換器１４を形成する。各熱交換器１４は、システム１０を組み立て、システム１０の所望の構成を得るために、二次入口マニホールド１２の出口に接続される。システム１０の構成を変更するため、コア出口アセンブリ２４、及び中央管２３は、コア入口アセンブリ２１から分離され得る。コア出口アセンブリ２４、及び中央管２３はその後、アレイ１３の対応する枝管の端部から取り除かれてもよい。中央管２３及びコア出口アセンブリ２４の新しい構成は、シェル２２に接続及び挿入され、コア入口アセンブリ２１の適合する構成の開口端に接続されて、熱交換器１４を形成する。新しく構成された熱交換器１４のそれぞれが、二次入口マニホールド１２の出口に接続されて、熱交換器アレイ１３を形成することができる。

[0074]熱交換器１４のシェル２２内の熱交換器１４の組み立てを促進するため、中央管２３の一端が、コア入口アセンブリ２１の裏側に、螺着されるか、溶接されるか、又はこれに対する好適な圧縮嵌めを有し得る。中央管２３の他端はひいては、コア出口アセンブリ２４に、螺着されるか、溶接されるか、又はこれに対する好適な圧縮嵌めを有し得る。同心熱交換器１４の少なくとも一端（コア入口アセンブリ２１、中央管２３、及びコア出口アセンブリ２４）は、熱交換器１４の組み立て及び分解を容易にするために、取り外し可能である。熱伝達媒体が、製品流に入るのを防ぐために、好適なガスケットが、接続部のねじ付き部分に追加されてもよい。

[0075]図１及び図４に示されるように、分岐熱交換システム１０は、一次入口マニホールド１１とは反対側の、熱交換器アレイ１３の端部に出口プレート２５を含む場合がある。例えば、分岐熱交換システム１０のアレイ１３の各脚部の最後の熱交換器１４には、出口プレート２５の１つが取り付けられている場合がある。食品は、一次入口マニホールド１１及び／又は二次入口マニホールド１２により、その中に食品が案内される、アレイ１３の脚部における、直列の熱交換器１４全てを通じて移動した後に、出口プレート２５に到達することができる。

[0076]出口プレート２５は、製品がアレイ１３の外に案内される際に、製品を成形することができる。例えば、出口プレート２５のそれぞれは、出口プレート２５を通じて移動する製品の所望の形状を付与する、１つ以上の開口部を有し得る。出口プレート２５は好ましくは熱交換器アレイ１３に直接取り付けられ、これによって製品がアレイ１３を出ることと、出口プレート２５によって成形されることが、一工程として実質的に同時に生じる。

[0077]上記の説明は、向流のために構成された熱交換器１４に基づいている。しかしながら、食品がコア出口アセンブリ２４付近で熱交換器１４に入り、コア入口アセンブリ２１の付近で熱交換器１４を出るように、並流のために容易に構成することができる。この点において、熱交換器アレイ１３は、特に、固有の加熱又は冷却プロファイルを必要とし得る製品又は材料を加工するときに、更なる可撓性をもたらすために、平行及び／又は直列構成で熱交換器１４を含むことができる。

[0078]第２熱交換器１４が、熱伝達アレイ１３の脚部の第１熱交換器１４と接続される場合、アセンブリ２１及び２４が適切に配置するように、コア入口アセンブリ２１、及び隣接するコア出口アセンブリ２４の形状は互いに対して異なる場合がある。例えば、コア入口アセンブリ２１及び隣接するコア出口アセンブリ２４は、互いに対して相補的な表面を有し得る。一実施形態において、第１コア入口アセンブリ２１の前部及び後部は、前縁部を有し得る。第１コア出口アセンブリ２４の裏面は、第１コア出口アセンブリ２４の裏面が、前縁部内の第２コア入口アセンブリ２１の平坦な面と整合し得るように、平坦であってもよい。適切な固定配置をするため、平坦な表面が、キー、又はピンのセットで機械加工されてもよい。コア入口アセンブリ２１及び／又はコア出口アセンブリ２４は、ボルト止めフランジ、「Ｉ」ライン型取り付け、又は容易な組み立て若しくは分解をもたらすために別の好適な取り付けを使用して、アレイ１３のシェル２２に接続されてもよい。例えば、コア入口アセンブリ２１及び／又はコア出口アセンブリ２４は、アレイ１３のシェル２２に原状復帰可能に接続され得る。熱交換器１４の間の接続が安定していることを確実にし、製品の漏れを防ぐため、接続する金属表面の間にガスケットが使用され、衛生的な設計を可能にすることができる。熱交換器１４の設計はまた、熱交換器１４を分解せずに、定置洗浄を可能にする。

[0079]一実施形態において、出口アセンブリのそれぞれは、熱交換器アレイ１３の同じ脚部において、別の熱交換器１４の隣接する外側アセンブリに対して原状復帰可能に取り外し可能である。例えば、出口アセンブリのそれぞれは、熱交換器アレイ１３の同じ脚部において、別の熱交換器１４の隣接する外側アセンブリと原状復帰可能に接続及び分離することができる。アレイ１３の洗濯された熱交換器１４は、所望のインライン計装装置、及び／又は別の所望の特徴を含むように再構成されてもよい。例えば、選択される熱交換器は、異なる量の熱交換媒体、及び／又は異なる環状部寸法をもたらすことができる、異なる大きさの中央管２３、波形管などの、異なる種類の中央管２３、例えば、粘稠度、存在する繊維若しくは粒子の量などによって、熱交換媒体の流れ及び／又は食品の流れに配置された静止混合装置、並びに／あるいは、温度プローブ、圧力トランスミッタ又はゲージ、流れモニタリング装置、などの、異なるインライン計装装置を有するように再構成されてもよい。あるいは、又は加えて、静止混合装置、及びインライン計装装置は、アレイ１３の脚部内の熱交換器１４の間に配置されてもよい。選択された熱交換器１４は、アレイ１３の同じ脚部における上流熱交換器１４を交換することなく、交換することができる。結果として、システム１０のインライン構成は所望により容易かつ柔軟に変更することができる。

[0080]本開示はまた、細断された、薄切りされた、又は他の繊細な形状を有する、肉又は他のタンパク質ベースの代用品を製造するための連続的なプロセスを提示する。プロセスは、乳化装置における高剪断熱凝固工程を含む場合があり、その後乳化装置を出る熱い肉塊は、冷却するために、分岐熱交換システム１０を通じて移送することができる。プロセスは、ペットフード、肉、又は固有の食感若しくは形状を有する他のタンパク質ベースの代用品の製造を可能にすることができる。

[0081]連続的なプロセスは、図５に示される、食品加工システム１００を使用することができる。食品加工システム１００は、供給ポンプ１０１と、ポンプを通る熱凝固構成要素１０２（高剪断乳化装置、マイクロ波、オーム及び／又は高周波加熱構成要素）と、任意により、製品容積、配合、粘度などにより、高圧ポンプであり得る、第２ポンプ１０３と、分岐熱交換システム１０と、一次入口マニホールド１１とは反対側の、熱交換器アレイ１３の端部に出口プレート２５を含む装置などの、切断、又は成形装置１０４とを含み得る。このプロセスは、食料品タイプの製品を取り扱い、よって好ましくは全ての装置は、定置洗浄用に設計され、好適な食品グレードの材料から構成される。

[0082]プロセスは、冷却又は加熱、及びその後、最終的な切断を１つの工程でもたらし、一方で、噴射冷凍器、又は同様の冷却装置へ、及びここから製品を輸送する材料取り扱い工程を排除することができる。このプロセスにおいて、熱交換器アレイ１３の出口に切断又成形装置を直接配置することにより、微粉が低減し、清掃がより容易であり、工場におけるより小さい接地面積を有する、閉じたシステムをもたらす。この設計は、より高い温度及び圧力で熱凝固プロセスが行われるのを可能にする。より高い温度及び圧力で加工することにより、より高い食品の組織化が達成され得る。ひいては、より高い組織化は、二重管、大きな単一同心管、及び直線経路プレート熱交換器を使用する、既存のプロセスと比較して、より広範な、高品質の最終製品の製造を可能にする。

[0083]プロセスは、熱凝固工程の後に、分岐熱交換システム１０を使用する。例えば、熱凝固工程において、供給ポンプ１０１の下流で、高剪断乳化装置が使用される場合、製品は加熱及び乳化され、枝管加熱システム１０を通じてポンピングされてもよい。好ましくは、分岐熱交換システム１０は、１つの供給ポンプ１０１のみを含む。分岐熱交換システム１０は、第２ポンプ１０３を含んでもよく、第２ポンプ１０３は、熱凝固構成要素１０２（例えば、乳化装置）と分岐熱交換システム１０との間に、第２ポンプ１０３が配置されてもよい。第２ポンプ１０３は、加熱工程において、熱凝固構成要素１０２内で圧力を制御しながら、分岐熱交換システム１０を通じてより容易、かつ一貫して製品が移送され得るように、製品圧力を上昇させることができる。分岐熱交換システム１０は、圧力下で非常に制御された方法で、熱い肉塊の温度を低下させることができる。出口プレート２５を含む装置など、形成及び／又は切断装置１０４は、熱交換器アレイ１３の出口において、分岐熱交換システム１０に取り付けられる。

[0084]先に詳細に記載されたように、このプロセスで使用される分岐熱交換システム１０は、対称に枝管した管状の設計を有してもよく、同心インサート、例えば、中央管２３、入口コアアセンブリ２１、及び出口コアアセンブリ２４を有し得る。分岐熱交換システム１０は、例えば、１つのより大きな管直径から、少なくとも２つのより小さいが同等の管直径へと、製品流を分割することにより、対称に枝管している。枝管又は分割は、製品流が毎度均等に分割される限り、必要に応じて多数回行われてよい。対称に分割された流れを有することにより、製品流は、熱交換器アレイ１３の各枝管又は脚部の間で均等に分配され得る。冷却能力を備える同心インサート、例えば、中央管２３、コア出口アセンブリ２４、及びコア入口アセンブリ２１を使用して、熱交換器１４内に環状部を形成し、従来的な熱交換器と比較して熱伝達を改善することができる。熱凝固肉エマルションの高い粘稠度及び線維性により、これらの同心インサートは、熱交換器アレイ１３の長さに沿った、及びアレイ１３のセクションを形成する熱交換器１４の間の、一貫した流れを確実にするように設計されてもよい。

[0085]対称に枝管したセクションを備える熱交換システム１０を設計することにより、熱交換器の入口の圧力を低減させる一方でより高い容積を達成することができる。分岐熱交換システム１０の冷却セクションの前の、肉塊製品の適切な流れを確実にするため、枝管したセクション（一次入口マニホールド１１、及び二次入口マニホールド１２）が加熱されてもよい。この加熱は、熱交換器アレイ１３に入る前に、熱交換システム１０の枝管セクションの側壁において製品が溜まるのを緩和することができる。また、製品の流れを確実なものにし、枝管した熱交換システム１０の側壁に溜まる製品を最小化するため、製品と接触する表面は、高度に研磨されてもよく、ステンレス鋼など好適な食品グレードの材料から作製されてもよい。

[0086]分岐熱交換システム１０の枝管した脚部の間の流れは、例えば、プロセッサにより熱伝達媒体の、流れ及び／又は温度の変更によって自動的に制御することができる。一実施形態において、プロセッサは、熱交換媒体を輸送するパイプ３１、及び／又は中央管２３に接続された、ポンプ、弁、及び／又は温度制御装置に通信可能に接続され、これを制御してもよい。アレイ１３の各熱交換器１４における冷却は、必要な冷却プロファイルによって、平行又は直列に構成され得る。より高い可撓性をもたらすため、中央管２３と、入口コアアセンブリ２１と、出口コアアセンブリ２４と、外側シェル２２との間の接続部など、熱伝達媒体の接続部は、冷却構成が容易に修正できるように、急速継手タイプであってもよい。製品容積、及び許容可能な圧力によって、アレイ１３の熱交換器１４は、より小さい工場接地面積においてより大きな量の熱交換器を可能にするために、接続される、及び／又は積み重ねられてもよい。加工条件の理解をもたらすため、インライン流量メーター、温度プローブ、圧力トランスミッタ、及び／又は他の種類の加工計装装置が、インラインで取り付けられてもよい。これらの加工条件はその後、熱交換器アレイ１３の各枝管の制御を維持するために使用することができる。例えば、流量計が、熱交換器アレイ１３の枝管の１つにおける製品流の低減を示すと、より多い製品流を可能にするために、この枝管まで冷却を低減することができる。

[0087]食品が熱交換器アレイ１３を通過した後、様々な最終製品のイメージに適合するように、サイズを再調整され得る。静止又は振動ナイフのグリッドなど、形成及び／又は切断装置１０４が、熱交換器アレイ１３の出口に取り付けられてもよい。これらのナイフグリッドは、製造される製品の形状によって、垂直、水平、及び／又は斜めのナイフを有することがある。より画定された形状が必要とされる場合、より複雑な設計を備える切断ダイが、熱交換器アレイ１３の出口に適合されてもよい。様々な形状を備える切断ダイのセットが、熱交換器アレイ１３の各出口に取り付けられて、様々な形状の製品を同時に製造することを可能にしてもよい。例えば、第１の種類の切断ダイが出口の別のサブセットで使用されてもよく、第２の種類の切断ダイが出口の別のサブセットで使用されてもよく、第１の種類及び第２の種類の切断ダイは、少なくとも１つの互いに対して異なる特徴を有する形状を形成してもよい。ナイフグリッド又は切断ダイと共に、回転式、又は同様の種類のクロスカット装置が取り付けられてもよい。このクロスカット装置は、既存の材料が、必要とされる厚さ又は長さまで切断されるのを可能にする。クロスカッターの速度は、例えば、プロセッサにより、製品の流量によって、自動的に制御され得る。

[0088]熱凝固構成要素１０２（例えば、乳化装置）と、熱交換システム１０との間で使用される第２ポンプ１０３は、好ましくは熱交換器アレイ１３の各枝管の間の一貫した流れを可能にする一方で、肉塊材料を好適な圧力で移送することができる、容積形ポンプである。各枝管内における流れは、低いパルスを備える一貫した流れを有することによって、必要であれば、熱交換器アレイ１３の各枝管の量を変更することによって制御することができる。第２ポンプ１０３は、ピストン、回転ローブ、又はギアポンプであり得る。一実施形態において、回転ローブ又はギアポンプは、これらの種類のポンプが直接インラインで配置され得るために、使用される。第２ポンプ１０３は、必要とされる入口／出口圧力を扱うために選択される。

[0089]図６Ａ〜６Ｃに示されるように、熱アレンジャー（heat arranger）アレイ１３の各枝管は、各枝管の入口から出口へと断面流れ面積が増加するように配置されてもよい。好ましくは各枝管の、断面流れ面積の増加する割合が等しくなっている。例えば、枝管の長さに沿った所与の距離において、この枝管は、他の枝管における同じ距離に対して同じ断面流れ面積を有する。一実施形態において、断面流れ面積の増加は、各熱交換器１４が、前の熱交換器１４に対してより大きな断面積を有するように、熱交換器アレイ１３を構成することによって達成され得る。例えば、各熱交換器１４は、前の熱交換器１４に対してより大きな直径を有し得る。熱交換器１４の間の遷移は、製品流の断面積及び／又は形状が、段階的に変化して食品製品に対する機械的ストレスを最小化するように構成されてもよい。

[0090]例えば、図６Ａは、熱アレンジャー（heat arranger）アレイ１３の実施形態を示し、アレイ１３の各枝管は、管状第１熱交換セクション１０１を備え、これは管状第１熱交換セクション１０１よりも大きな直径を有する管状第２熱交換セクション１０２に接続されている。各枝管において、管状第２熱交換セクション１０２は、管状第２熱交換セクション１０２よりも大きな直径を有する管状第３熱交換セクション１０３に接続され、管状第３熱交換セクション１０３は、管状第３熱交換セクション１０３よりも大きな直径を有する、管状第４熱交換セクション１０４に接続されている。本開示により熱交換器アレイ１３は、同心インサートを有することを必要としない。図６Ａに示される実施形態において、熱交換セクション１０１〜１０４は、同心インサートを有さない。

[0091]例えば、図６Ｂは、熱アレンジャー（heat arranger）アレイ１３の一実施形態を示し、アレイ１３の各枝管は、矩形第１熱交換セクション２０１を備え、これは矩形第１熱交換セクション２０１よりも大きな断面積を有する管状第２熱交換セクション２０２に接続されている。各枝管において、管状第２熱交換セクション２０２は、管状第２熱交換セクション２０２よりも大きな直径を有する管状第３熱交換セクション２０３に接続され、管状第３熱交換セクション２０３は、第２管状熱交換セクション２０３よりも大きな直径を有する、管状第４熱交換セクション２０４に接続されている。本開示により熱交換器アレイ１３は、同心インサートを有することを必要としない。図６Ｂに示される実施形態において、熱交換セクション２０１〜２０４は、同心インサートを有さない。

[0092]更に別の実施例において、図６Ｃは、熱アレンジャー（heat arranger）アレイ１３の実施形態を示し、アレイ１３の各枝管は、管状第１熱交換セクション３０１を備え、これは同心インサートを含み、管状第１熱交換セクション３０１よりも大きな直径を有する管状第２熱交換セクション３０２に接続されている。各枝管において、管状第２熱交換セクション３０２は、管状第２熱交換セクション３０２よりも大きな直径を有する管状第３熱交換セクション３０３に接続され、管状第３熱交換セクション３０３は、管状第３熱交換セクション３０３よりも大きな直径を有する、管状第４熱交換セクション３０４に接続されている。

[0093]図６Ａ〜６Ｃに示される実施形態は、非限定的な実施例であり、熱交換器アレイ１３の構成を如何なる形においても制限するものではない。２つの枝管が、説明された実施形態それぞれに関して示されるが、任意の数の対称の枝管が熱交換器アレイ１３において使用され得、好ましくは長さ及び長さに沿った所定の距離における断面積が枝管間で等しい。更に、これらの実施形態はそれぞれ、図６Ａ〜６Ｃに記載される別の実施形態、及び／又は本明細書において開示される他のいずれかの実施形態と組み合わされてもよい。

[0094]本明細書において開示される装置及び方法を使用して加工した食品は、風味、色、乳化若しくは粒状化した肉、タンパク質、乳化若しくは粒状化したフルーツ、乳化若しくは粒状化した野菜、抗酸化剤、ビタミン、ミネラル、繊維、又はプレバイオティクス。

[0095]好適な風味の非限定的な例としては、イースト、獣脂、溶かした動物性食品（例えば、鶏肉、牛肉、子羊の肉、豚肉）、風味抽出物若しくはブレンド（例えば、焼いた牛肉）、スパイスなどが挙げられる。好適なスパイスとしては、パセリ、オレガノ、セージ、ローズマリー、バジル、タイム、チャイブなどが挙げられる。好適な色の非限定的な実施例としては、以下が挙げられる：ＦＤ＆Ｃカラー、例えば、青色１号、青色２号、緑色３号、赤色３号、赤色４０号、黄色５号、黄色６号など；カラメル着色料、アナトー、クロロフィリン、コチニール、ベタニン、ウコン、サフロン、パプリカ、リコピン、ニワトコの実ジュース、パンダン、蝶豆などの自然色；二酸化チタン；及び当業者に既知の任意の好適な食品着色料。

[0096]乳化又は粒状化した肉として使用するための好適な肉の非限定的な例としては、鶏肉、牛肉、豚肉、子羊の肉、及び魚、特にペットに与えるために好適なこれらの種類の肉が挙げられる。肉、及び肉副産物には、例えば、牛肉及び羊肉の全枝肉、赤身豚肉トリム、牛すね肉、子牛の肉、牛及び豚の頬肉、並びに、肉副産物、例えば、唇、胃、心臓、舌、機械的に骨を取り除いた牛肉、鶏肉又は魚、牛及び豚レバー、肺、腎臓などのいずれかを使用することができる。一実施形態において、肉は、様々な種類の肉の組合せである。食品は、特定の肉、又は肉の組合せに限定されず、肉組成物を作製するための、当業者に既知のいずれかの肉が使用され得る。

[0097]加えて、又は代替的に、植物性タンパク質、及び／又は穀物タンパク質、例えば、キャノーラタンパク質、豆タンパク質、トウモロコシタンパク質（例えば、挽いたトウモロコシ、又はトウモロコシグルテン）、小麦タンパク質（例えば、挽いた小麦、又は小麦グルテン）、大豆タンパク質（例えば、大豆カス、大豆濃縮物、又は大豆分離物）、米タンパク質（例えば、挽いた米、又は米グルテン）などを使用することができる。小麦粉が使用されると、これもまた一定のタンパク質をもたらす。したがって、植物性タンパク質、及び小麦粉の両方である、材料が使用されてもよい。

[0098]乳化又は粒状化植物として使用するための好適な野菜の非限定的な例としては、じゃがいも、スカッシュ、ズッキーニ、ほうれん草、ラディッシュ、アスパラガス、トマト、キャベツ、豆、人参、ほうれん草、トウモロコシ、さやいんげん、ライマメ、ブロッコリ、芽キャベツ、カリフラワー、セロリ、きゅうり、カブ、ヤムイモ、及びこれらの組合せが挙げられる。乳化、又は粒状化したフルーツとして使用するために好適なフルーツの非限定的な例としては、リンゴ、オレンジ、ナシ、桃、イチゴ、バナナ、さくらんぼ、パイナップル、かぼちゃ、キウイフルーツ、葡萄、ブルーベリー、ラズベリー、マンゴー、グアバ、クランベリー、ブラックベリー、又はこれらの組合せが挙げられる。食品は、特定の乳化若しくは粒状化したフルーツ若しくは野菜、又はこれらの組合せに限定されず、食品組成物を作製するための、当業者に既知のいずれかのフルーツ又は野菜が使用されてもよい。

[0099]好適なビタミンの非限定的な例としては、ビタミンＡ、ビタミンＢ群のいずれか、ビタミンＣ、ビタミンＤ、ビタミンＥ、及びビタミンＫ（これらの様々な塩、エステル、又は他の誘導体を含む）。好適なミネラルの非限定的な例としては、カルシウム、りん、カリウム、ナトリウム、鉄、塩化物、ホウ素、銅、亜鉛、マグネシウム、マンガン、ヨウ素、セレンなどが挙げられる。好適な抗酸化剤の非限定的な例としては、ＢＨＡ／ＢＨＴ、ビタミンＥ（トコフェロール）などが挙げられる。

[0100]好適な繊維の非限定的な例としては、消化性、又は不消化性、可溶性、又は不溶性、発酵性又は非発酵性繊維が挙げられる。好ましい繊維は、海洋植物などの植物源によるが、繊維の微生物源もまた使用され得る。様々な可溶性又は不溶性繊維が使用され得る。

[0101]好適なプレバイオティクスの非限定的な例としては、フラクトオリゴ糖、グルコオリゴ糖、ガラクトオリゴ等、イソマルトオリゴ糖、キシロオリゴ糖、大豆オリゴ糖、ラクトスクロース、ラクツロース、及びイソマルツロースが挙げられる。一実施形態において、プレバイオティクスはチコリの根、チコリの根の抽出物、イヌリン、又はこれらの組合せである。一般的に、プレバイオティクスは、内臓内の健康な微生物を能動的に刺激し、これらの「善玉」菌を繁殖させるのに十分な量で投与される。投与当たり１〜約１０グラム、又は動物に関して推奨される一日の食物繊維の約５％〜約４０％である。

[0102]食品の各成分の量の選択は当業者には既知である。各追加的な成分の特定の量は、コーティング組成物に含まれる成分、動物の種類、動物の年齢、体重、全体的健康、性別、及び食習慣、動物の消費速度、食品が動物に投与される目的、など、様々な要因に依存する。したがって、成分の同一性及び量は、多岐にわたることがあり、本明細書に記載される好ましい実施形態とは異なることがある。

[0103]本明細書に記載される現在好ましい実施形態に対する様々な変更及び修正が当業者には明白のものであることを認識されたい。このような変更及び修正は、本発明の主題の主旨及び範囲から逸脱させずに、及び意図される利点を損なわずになすことができる。そのため、そのような変更及び修正は添付の特許請求の範囲に包含されることが意図される。

Claims (20)

1. 単一の導管を通じて移動する食品を、熱交換器アレイの異なる枝管へとそれぞれ入る少なくとも２つの製品流へと分割する工程であって、各枝管への流量は、他の枝管に対して同じである、工程を含み、前記アレイの各枝管は、前記アレイ内に固定配置された外側シェルと、前記外側シェル内に配置された中央管とを含む管状同心熱交換器を有し、前記食品は、前記外側シェルと前記中央管の間に形成された環状部に案内され、熱交換媒体が、前記中央管を通じて案内されるとともに、前記外側シェルの内部に案内される、食品を加工する方法。
2. 前記食品が前記アレイの前記枝管を出るときに、成形又は切断装置に前記食品を供給する工程を更に含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記食品を分割する入口マニホールドを加熱する工程を更に含む、請求項１に記載の方法。
4. 前記中央管は、前記外側シェルから取り外し可能であるアセンブリに接続される、請求項１に記載の方法。
5. 前記中央管及び前記アセンブリを前記アレイの前記枝管の端部から取り出す工程、前記中央管及び前記アセンブリの構成を変更する工程、並びに構成を変更した前記中央管及び前記アセンブリを前記アレイの前記枝管の前記端部へと再挿入する工程によって、前記熱交換器の１つを再構成し、前記アレイを含むシステムの構成を変更する工程を更に含む、請求項４に記載の方法。
6. 前記中央管及び前記アセンブリの構成を変更する工程は、向流熱交換流を並流熱交換流に変更する工程、インライン計装装置を追加する工程、インライン計装装置を取り除く工程、前記中央管を異なる直径を有する別の中央管と交換する工程、及びこれらの組合せからなる群から選択される動作を含む、請求項５に記載の方法。
7. 前記熱交換媒体を、前記管状同心熱交換器それぞれの前記中央管を通じて案内するとともに、前記外側シェルの内部に案内する工程を更に含む、請求項４に記載の方法。
8. 前記食品が前記アレイの前記枝管から出るときに、前記食品をある形状に形成する工程を更に含み、前記枝管の少なくとも１つが、他の枝管に対して前記食品を異なる形状に形成する、請求項１に記載の方法。
9. 直径を有する単一の導管から、熱交換器アレイの少なくとも２つの枝管へと食品を案内する入口マニホールドを含み、前記アレイの前記枝管のそれぞれは、他の枝管と等しく前記単一の導管の前記直径よりも小さい直径を有し、前記アレイの各枝管は、前記アレイ内に固定配置された外側シェルと、前記外側シェル内に配置された中央管とを含む管状同心熱交換器を有し、前記食品は、前記外側シェルと前記中央管の間に形成された環状部に案内され、熱交換媒体が、前記中央管を通じて案内されるとともに、前記外側シェルの内部に案内される、システム。
10. 前記管状同心熱交換器はそれぞれ、前記中央管によってコア出口アセンブリに接続されたコア入口アセンブリを含む、請求項９に記載のシステム。
11. 前記アレイの前記枝管はそれぞれ、各枝管の入口から出口へと直列に配置された第１熱交換器及び第２熱交換器を含み、これにより、各枝管の前記第１熱交換器及び前記第２熱交換器は前記食品のための連続的な経路を形成し、前記第２熱交換器は、前記第１熱交換器よりも大きな断面積を有する、請求項９に記載のシステム。
12. 前記単一の導管の上流にあり、前記食品を形成する乳化装置を更に含む、請求項９に記載のシステム。
13. 前記乳化装置と前記入口マニホールドとの間に配置された容積型ポンプを更に含む、請求項１２に記載のシステム。
14. 前記入口マニホールドは、前記単一の導管からの前記食品を少なくとも２つの製品流へと分割する一次入口マニホールドを含み、前記入口マニホールドは、前記入口マニホールドと前記アレイとの間に配置され、前記製品流を少なくとも２つの製品流へと更に分割する二次マニホールドを更に含む、請求項９に記載のシステム。
15. 前記熱交換器アレイの出口に直接取り付けられ、前記入口マニホールドとは反対側の、前記アレイの端部に配置された、成形又は切断装置を更に含む、請求項９に記載のシステム。
16. 単一の導管から熱交換器アレイの少なくとも２つの枝管へと食品を案内する工程と、前記枝管それぞれにおける熱交換のパラメータを個別に制御する工程とを含み、前記アレイの各枝管は、前記アレイ内に固定配置された外側シェルと、前記外側シェル内に配置された中央管とを含む管状同心熱交換器を有し、前記食品は、前記外側シェルと前記中央管の間に形成された環状部に案内され、熱交換媒体が、前記中央管を通じて案内されるとともに、前記外側シェルの内部に案内される、食品を加工する方法。
17. 前記アレイ内の弁を個別に制御する工程を含み、前記アレイの前記枝管はそれぞれ、各枝管の入口から出口へと直列に配置された第１熱交換器及び第２熱交換器を含み、前記弁は、前記枝管それぞれの入口及び出口に配置される、請求項１６に記載の方法。
18. 熱交換媒体の流量、熱交換媒体の温度、及びこれらの組合せからなる群から選択されるパラメータを、前記熱交換器を通る製品の流量に応じて、前記アレイの熱交換器内において自動的に調節する工程を含む、請求項１６に記載の方法。
19. 前記枝管それぞれにおける前記パラメータは、前記枝管それぞれにおけるインライン計装装置からの測定値に応じて、自動的かつ個別に制御される、請求項１６に記載の方法。
20. 前記測定値は、圧力、温度、流量、及びこれらの組合せからなる群から選択される、請求項１９に記載の方法。

Images