JPH01317536A - ペレット化法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は、ペレット化する材料または材料混合物をペレ
ット化する前に反応容器内において高温で状態調節（ｃ
ｏｎｄｉｔｉｏｎ）する、特に飼料のペレット化法およ
びその装置に関する。

発明の背景 粉末状および同様の物質をペレット化することにより、
より貯蔵し易くかつ使用し良い形態に変え得ることは公
知である。このため、元の材料は、例えば、グイ中の内
腔を通して押し出され、摩擦抵抗に逆らって移動するた
め該材料は圧縮される。

通過後、得られたストランドをダイに比例して移動する
ナイフにより所望の長さに切断し、ペレットを得る。こ
のように、例えば、欠点が認められれば動物にのみに与
えることができる粉末状の材料はペレットに加工され、
飼料として有利に使用できる。

ペレット化する前には、状態調節がしばしば行なわれる
。状態調節の主目的の１つは、飼料またはその成分の生
理学的特性、すなわち動物による消化性に積極的に影響
を与えることである。ペレット化操作を上手に行なうた
め、予め状態調節することが通常必要であり、それは圧
縮操作、成分の圧縮性、ペレットの固形性、ひいては飼
料の品質に決定的に影響を与える（ブラウンシュバイク
ーラーン３３００番、フリブケンミューレ（Ｆｒｉｃｋ
ｅｎｍｉｈｌｅ、　３３００　　Ｂｒａｕｎｓｃｈｖｅ
ｉｇ−Ｔｈｕｎｅ）にある国際飼料技術学術協議会の飼
料技術研究所（Ｆｏｒｓｃｈｕｎｇｓ　１−ｎｓｔｉｔ
ｕｔ　Ｆｕｔｔｅｒ１１ｌｉｔｔｅｌｔｅｃｈｎｉｋ　
ｄｅｒ　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎ−ａｌｅｎ　Ｆｏｒｓ
ｃｈｕｎｇｓｇｅｆｆｉｅｉｎｓｈａｆｔ　Ｆｕｔｔｅ
ｒｎｉｔｔｅｌｔｅｃｈ−ｎｉｋＸ　Ｉ　Ｆ　Ｆ　）に
より発行されたＩＦＦレポートＮｏ、ｌｒ混合飼料のペ
レット化」参照）。

調製物の状態調節は混合物中の異なった原料水分度を補
正し、粒子の弾性を改良し、成形（圧縮）中の抵抗を減
少させ、水分架橋により粘着力を確立し、部分的に強度
を修飾し、粘着性を動員することを意図する。

対応する状態調節は飼料のような他の材料の場合にも行
なわれ、通常、加熱および水分を添加することにある。

いわゆる短時間の状態調節の場合、材料の状態調節装置
の通過時間は通常、１分未満であり、該状態調節はこの
場合、例えば、混合スクリュー内で行なわれる。長時間
の状態調節の場合、予め混合を行い、次いで大きい容器
内で状態調節を行い、該材料は相対的にほとんど移動し
ない。長時間の状態調節の場合の滞留時間は少なくとも
１０分であるが、その数倍でもよい。短時間の状態調節
は、しばしばペレットマシンに導入する府に行なわれる これらすべての場合、状！！！調節の間に実質的に大気
圧となる。押出機等により材料が物理的に圧縮されても
、全く妨害されないが、周囲雰囲気と連絡されたままで
ある。

前記状態調節装置のさらに幾つかの欠点は、該状ｐ３調
節装置を通しての処理量がペレットマシンの操作速度の
変化に容易に調和しないことである。

例えば、ペレットマシンの押出量が突然に多くなった場
合、状態調節装置を通しての処理量を増加させねばなら
ず、その結果として材料の滞留時間が短くなる。しかし
ながら、短い滞留時間は高温または水分レベルで容易に
補えることはできない。

例えば、蒸気の添加量を増大させても、材料に浸透する
かまたは材料と相互に作用する前に部分的に漏れる。

発明の開示 本発明の目的は、より良好で、より効果的な状態制御を
可能にする方法および装置を提供することである。

該目的を本発明によって達成する方法は、反応容器内の
材料を運搬エレメントの作用により圧縮して、該材料ま
たは材料混合物に作用する操作圧力を該反応容器の排出
端で確立し、ついで当該量の材料に作用する当該圧力が
リリーフにより該圧力未満の減少したリリーフ圧、特に
大気圧にまで低下することを特徴とする。

材料は反応容器内で運搬エレメント、例えば、コンベヤ
スクリューまたは圧縮スクリューにより材料プラグ成形
するような方法で圧縮される。密閉された蒸気は外側か
ら供給されるか、または加熱により密閉された水分から
生じさせ、材料プラグから漏れることができないか、漏
れることが困難である。この方法では、蒸気圧は、ある
雰囲気下では大気圧よりかなり高い値となり得る。した
がって、材料は反応容器を気密封入することなしに実質
的に１００℃より高い温度となり得、該容器を通して材
料を連続的に輸送することを妨害するかまたはそれを不
可能にする。このようにして１７０℃、特に１５０℃ま
での温度に容易に到達する。状態調節は、好ましくは約
１２０℃０の温度で行なわれる。

外側から反応容器を加熱することにより、反応容器内の
装置を加熱することにより、運搬中の摩擦熱により、お
よび／または加圧ガス状または液状流体、特に水蒸気を
圧縮領域内の材料に供給することにより必要な熱が得ら
れる。

状態調節の間、材料の水分含有量は、好ましくは約１０
〜３０重量％である。

圧縮領域では、材料は実質的に一定の圧力を有する。

容器の排出部においてのみ圧力リリーフが生じ、そこに
位置する材料に作用する。該材料に作用する圧力は、反
応ユニットを出るまたはそれから出た材料に関してのみ
減少し、一方、反応容器内の圧力は元の値を保持するた
め、プロセスは連続的に作動する。

特に単純な実施態様の場合、１つ以上の一定断面積の出
口開口を有する反応容器を用いる。該出口開口は、例え
ば、比較的断面積の小さい押出機の出口開口であるため
、材料運搬により、連続操作モードでも材料をここで高
圧、高温に保持することを可能にするプラグを排出部に
形成する。

該出口開口は、複数が所望である場合、ダイの内腔であ
り、押出機の場合（こはそこから材料が排出される。

断面積が変化し得る１つ以上の出口開口を有する反応容
器を用いる場合、ペレットマシンの操作速度および／ま
たは他の操作パラメータに対して同時に状態調節を最大
限に順応できる。このようなパラメータは機械駆動の電
気消費、温度、膨張度、ペレット品質または池のパラメ
ータである。

しかしながら、通常の押出機のように出口断面積を変え
ることができなくても、他のパラメータを変えることに
よりペレット品質のフィードバック制御を行えることは
言うまでもない。

出口断面積は手動で調整するか自動的に制御され、自動
制御については該パラメータまたは他のパラメータの関
数として実施できる。

さらに育利な実施聾様では、いわゆる膨張器が用いられ
る。

このような膨張器は別の明細書において公知であるため
（西独特許明細書第３，５２９．２２９号、西独特許公
開明細書第３．５４４，２９８号）、この膨張器につい
てはさらに詳細に説明する必要はない。膨張器について
記載した該公開明細書の内容は本特許出願の一部分を明
白に開示している。

公知の膨張器は他の目的、例えば、食用油を抽出するた
めの脂肪種子および脂肪果実の調製に役立つ。該膨張器
は、この場合、長期間にわたって貯蔵した後に加工され
るだけの中間体を形成するのに本質的に役立つ。したが
って、公知の膨張器の場合、まず第一に該中間体を冷却
、乾燥することが必要である。さらに次の加工を行うた
め、材料は加熱され、再び湿らせる。

この状態調節の場合、良好な押出しのために高い嵩密度
並びに良好な細胞破壊または細胞分散を達成するように
圧縮を行う。

驚くべきことに、ペレットを圧縮するため、まさに圧縮
する直前での材料の状態調節に公知の膨張器を用いるこ
とができるが、その場合、状態調節とは全く異なる目的
が追求される。例えば、本発明方法によれば、圧縮前の
状態調節操作では、結合力を活性化するために原料繊維
を軟化させ、タンパク質を部分溶解させる。驚くべきこ
とに、これらの目的は公知の状態調節法により達成され
ることが本発明により判明した。

すなわち、膨張器とペレットマシンの操作速度の最適な
調和が可能である。例えば、ペレットマシンの速度が増
大すると、膨張器の処理ｍを増大できる。それにらかか
わらず、良好な状態調節を行うためには、例えば、流体
の静水圧を増大し、さらに蒸気を添加することができる
。このように高温が達成できることにより、必要な状態
調節をさらに迅速に行える。

さらに驚くべき結果としては、本発明の状態調節法によ
れば、細菌を同時に殺すことができ、それによって、食
品は清潔または無菌になる。この驚くべき効果はいかな
る公知方法によっても予期され、示唆されるものではな
い。

本発明で用いる膨張ユニットは膨張器としても機能し、
したがって、圧力および温度が制御できる利点を有する
。これは、それにより飼料の生理学的特性が゛選択的に
影響を受けるか変化する状態調節効果を非常に正確にか
つ選択的に調整できるようにするために非常に重要であ
る。該ユニットは処理量が制御できるが、上流のペレッ
トマシンまたは押出器の場合は不可能であるか少なくと
も十分な程度まで可能ではない。ペレットマシンのすぐ
上流に配置できる該膨張ユニットの他の利点は、膨張器
から出た材料を最初に冷却、乾燥、加熱し、再び湿らせ
る必要がなく、時間または品質の損失なしにすぐに加工
できることである。

制御可能な断面積の膨張器を有するだけでなく一定の断
面積の膨張器を有する場合にも、最後に述べた利点およ
び他の前記利点が生じる。

しかしながら、本発明に該膨張器を用いることは絶対必
要ではない。むしろ前述のごとく、他の方法で材料を十
分高温まで加熱すると、蒸気供給ラインを用いて小出し
くｄｉｓｐｅｎｓｅ）できる。

状態調節は１７０℃までの温度と制御された湿度で実施
できる。この場合、該状態調節は、有害な酵素か殺され
るか中和される一方、例えば、タンパク質のような変化
し得る物質は、その品質で苦しむことがないような方法
で選択的に実施できる。

多くの場合、種々の物質の混合物が飼料に加工される。

この場合、圧縮する材料の部分流のみを膨張器内で状態
調節することが好ましい。例えば、有害な酵素を殺すた
めに高温、高圧で材料の部分流を加工するか状態調節す
る場合はいつでもそうである。この部分流の物質が損傷
を受けないように、他の部分はさらに穏やかな従来の状
態調節を受ける。例えば、高価なタンパク質またはビタ
ミンは特に膨張器を通過させない。多くの場合、材料が
すでにペレット化または主材料に添加するのに適した形
態であると、材料の部分流は全く状態調節する必要がな
い。

完全な材料または部分流のみが膨張器を通過し、そこで
状態調節されるかどうかは、個々の材料成分の特性、並
びにこれらの材料成分が分離されるかまたは予め混合さ
れるかに依存する。

本発明装置の有利な実施態様は、状態調節装置とペレッ
トマシンを直接に結合するため、状態調節された材料は
直接ペレットマシンに移動し、例えば、該状態調節装置
がペレットマシン上に配置される場合はペレットマシン
内に落下するという事実により特徴ずけられる。この場
合、状態調節装置は、出口開口として環状の間隙、平坦
な間隙または他のタイプのくびれた出口開口を有する。

ペレットマシンはフラットダイプレスまたはリングダイ
ブレスである。状態調節装置とペレットマシンが空間的
に分離されている場合、連続コンベヤ、特にスクレーパ
フロアコンベヤ、空気コンベヤシステム、ベルトコンベ
ヤまたは本来公知の他のコンベヤが２つの該機械の間に
有利に配置される。空間的配置が要求される場合、複数
のこのようなコンベヤを交互に配置してもよい。

特に、材料がストランドの形態で状態調節装置から出る
や否や、ペレットマシン内で有利に加工できるような方
法で材料を微粉砕する微粉砕装置を状態調節装置とペレ
ットマシンの間に配置してもよい。

以下、添付図面を参照して本発明をさらに具体的に説明
する。

図面の簡単な説明 第１図は本来公知のペレットマシンの基本設計を示す。

第２図はフラットダイプレスを存する本発明の装置の一
興体例を示す。

第３図はリングダイブレスを有する他の有利な具体例を
示す。

第４図は状態調節装置−ペレットマシン間を連結した他
のタイプを示す。

本発明をよく理解するため、まず第一に公知の設計のペ
レットマシン２０を第１図を参照して説明する。

機械フレームｌ上には、内腔３を設けたフラットダイ２
が固定され、エツジランナー４により圧縮された材料は
該内腔を通して押し出される。最初の材料は、例えば粉
末状であり、ハウジング６の開口５を介してその上から
充填される。該ハウジング６は同様に機械フレームｌ上
に固定される。

図中には示していないが、対応する駆動装置（図示せず
）に連結された回転プレート７が機械フレーム！上に回
転可能に固定されている。それに連結された垂直のシャ
フト８を有するこの回転プレート７は、駆動装置により
第１図中の垂直軸の回りを回転できる。

垂直シャフト８上には、該垂直シャフト８に関しては回
転できないが（したがって、該シャフトとともに回転で
きるのみである）、垂直シャフト８上で軸方向に移動で
き、ライン１３を介して作動油を油圧ナツト１１に流入
または流出させることによりスプリング１０１油圧ナツ
ト１１およびスペーサーリング１２の所望の高さに調整
できるるようにエツジランナー９が固定される。エツジ
ランナーヘッド９がその垂直軸の回りで回転すると、こ
れらの水平のスピンドルの回りで自由に回転し、ダイま
たは材料層上でころがるように、エツジランナーはスピ
ンドル１４上のエツジランナーヘッド９上に固定される
。圧縮操作を容易にするため、段または材料支持溝１５
を設ける。

圧縮された材料はストランドの形態でダイ２の内腔３を
通過し、エツジランナーヘッドとともに回転する切断装
置１６により断片に分割される。

第２図は本発明装置の具体例を示し、状態調節装置４０
がペレットマシン２０上に配置されている。この状態調
節装置は円筒状ハウジング２１と注入間口２２を有する
。ハウジング２１内には、モーター２４により駆動する
ことができるスクリューコンベヤ２３が設けられる。

ハウジング２Ｉの壁には多くのライン２５が案内され、
それを通して蒸気源２５からの蒸気を導入できる。該ラ
イン２５を通して供給される蒸気は図中に示していない
装置により、バルブ２７によるフィードバック制御によ
り制御または調節される。

該装置は以下のように操作する。矢印の方向３３に、圧
縮する材料を注入開口２２に導入し、モーター２４によ
って駆動されるスクリュー２３により、開口２８に対し
て右側に押し出す。材料を加熱するために蒸気ライン２
５を通して蒸気を導入する。スクリューの終端付近で材
料プラグが形成されるため、ここでは圧力が大気圧より
高く、材料は１００℃以上となり、ここで該材料は状態
調節される。

かくして状態調節された材料は矢印の方向３４にペレッ
トマシン２０内に落下し、そこで圧縮され、同様に矢印
の方向３５で出される。材料とともに状態調節装置４０
から排出された過剰の蒸気は矢印の方向３７に蒸気開口
３６を通して該装置から出る。

第３図の具体例では、ペレットマシン２０はリングダイ
プレスであり、エツジランナー４は環状ダイ３上で作動
する。この具体例では、外部加熱装置ｔ３８が示され、
状態調節装置４０はエネルギー源３９の助けを借りて外
部加熱できる。この場合、抵抗加熱または他の公知方法
により誘導的に蒸気の助けを借りて加熱が行われる。状
ｇＢ節装置４０の内側に加熱エレメントを設けることが
できることは言うまでもない。このような加熱エレメン
ト３８を設けると、かかる情況下で蒸気供給ライン２５
を施すことも可能である。

第４図の具体例の場合、状態調節装置４０とペレットマ
シン２０は互いに間隔をあけて配置されている。２つの
装置の間には、モーター（図示せず）で駆動されるベル
トコンベヤ６０が有る。第４図においては、微粉砕装置
４１も示され、それにより最適圧縮を可能とする状態で
材料をペレットマシン２０に導入させるため、状態調節
装置４０から排出されたストランド形部の材料を微粉砕
できる。

すでに述べたように、状態調節装置は状態調節装置４０
のモーター２４の速度を制御することにより、ペレット
マシン２０の処理速度に調和させることができる。それ
にもかかわらず、有利な条件下で状＠調節を行うため、
状＠調節装置への蒸気の供給は相応じて制御できる。

比較試験では状態調節装置を使用した場合と使用しない
場合で飼料を圧縮した。この場合、状態調節装Ｒ４０内
での滞留時間は２秒、ハウジング２１の温度は１２２℃
、状態調節装置４０（膨張器）内の蒸気圧は３０バール
であった。結果は以下のとおりである。

第１表から明らかなように、膨張器を使用して製造した
ペレットは摩耗抵抗があるのみでなく、高いカール（Ｋ
ａｈυ硬度を有する。さらに、細菌総数は劇的に減少す
る。このように、例えば原料中に含まれるサルモネラ菌
を効果的に殺すことができる。

要約すれば、本発明方法は、より良好に、より容易に、
あまり費用がかからずに実施できる状態調節を可能にす
る。本発明の他の具体例の場合、公知の膨張器を新規に
用いることにより、驚くべき非常に有利な方法でペレッ
トマシン用材料の良好な状態調節を可能とし、その結果
、飼料価値の良好な利用が達成される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本来公知のペレットマシンの基本設計を示す。 第２図はフラットダイプレスを有する本発明の装置の一
具体例を示す。 第３図はリングダイプレスを有する他の有利な具体例を
示す。 第４図は状態調節装置−ペレットマシン間を連結した他
のタイプを示す。 図面中の主な符号はつぎのらのを意味する。 ２０・・・ペレットマシン、２１・・・反応容器、２３
・・・運搬エレメント、２８・・・排出端、４０・・・
状態調節装置。 特許出願人　アマンダス・カール・ナラハフオルガ−（
ゲゼルシャフト・ミツト・ベシュレンクテル・ハフラン
グ・ラント・コンパニー）代　理　人　弁理士　青　山
　　　葆　ほか１名Ｆｉｇ、　１ Ｆｉｇ、　２ １フ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）ペレット化する材料または材料混合物をペレット
   化前に反応容器内において高温で状態調節する、特に飼
   料のペレット化法であって、反応容器内の材料を運搬エ
   レメントの作用により圧縮して、該材料または材料混合
   物に作用する操作圧力を該反応容器の排出端で確立し、
   ついで当該量の材料に作用する当該圧力がリリーフによ
   り該圧力未満の減少したリリーフ圧、特に大気圧にまで
   低下することを特徴とするペレット化法。 （２）加圧ガス状または液状流体を圧縮領域内の材料に
   供給する請求項（１）記載の方法。 （３）水蒸気を流体として用いる請求項（２）記載の方
   法。 （４）１７０℃までの温度、特に１５０℃で状態調節を
   行う請求項（１）〜（３）いずれか１項記載の方法。 （５）約１２０℃の温度で状態調節を行う請求項（１）
   〜（４）いずれか１項記載の方法。 （６）状態調節の間、材料が約１０〜３０重量％の水分
   含有量を有する請求項（１）〜（５）いずれか１項記載
   の方法。 （７）圧縮される材料の部分流のみを反応容器内で状態
   調節する請求項（１）〜（６）いずれか１項記載の方法
   。 （８）圧力ヘッドとして設計され、操作圧力（Ｐ）の増
   大段階の間、反応容器の出口開口を閉じるかまたは少な
   くとも拘束し、逆圧エレメントに連結されたバルブエレ
   メントにより特徴ずけられる反応ユニットを用いる請求
   項（１）〜（７）いずれか１項記載の方法。（９）Ｐ＞
   Ｐ″要件が満足されるまでその圧力作用（Ｐ″）が容器
   圧力（Ｐ）に対抗する逆圧エレメントを、条件が満足さ
   れるまで用い、該圧力ヘッドが容器出口開口から離れ、
   該要件となった後、または初めてＰ＜Ｐ″の関係が生じ
   た後、引っ込んだ圧力ヘッドと容器端部フランジの間に
   形成された出口間隙を介して一定の材料を排出させ、Ｐ
   より高い逆圧Ｐ″および平衡Ｐ＝Ｐ″を確立することに
   より圧力ヘッドを閉じた位置に戻す請求項（８）記載の
   方法。 （１０）状態調節装置（４０）が、その中に配置された
   圧縮またはコンベヤスクリュー（２３）および１つ以上
   のくびれた出口開口（２８）を有する反応容器（２１）
   を有することを特徴とする請求項（１）〜（８）いずれ
   か１項記載のペレット化装置（１１）反応容器（２１）
   が１つ以上の蒸気供給ライン（２５）を有する請求項（
   １０）記載の装置（１２）反応容器（２１）が加熱装置
   （３８）を有する請求項（１０）または（１１）記載の
   装置。 （１３）１つ以上の出口開口（２８）が一定の断面積を
   有する請求項（１０）〜（１２）いずれか１項記載の装
   置。 （１４）１つ以上の出口開口（２８）が変化できる断面
   積を有する請求項（１０）〜（１２）いずれか１項記載
   の装置。 （１５）断面積を自動的に制御できる請求項（１４）記
   載の装置。 （１６）断面積が、電気消費、温度、膨張度、ペレット
   品質または他のパラメータの関数として調整できるか制
   御できる請求項（１４）または（１５）記載の装置。 （１７）状態調節装置（４０）およびペレットマシン（
   ２０）を互いに直接連結した請求項（１０）〜（１６）
   いずれか１項記載の装置。 （１８）連続コンベヤ（６０）を状態調節装置（４０）
   とペレットマシン（２０）の間に配置した請求項（１０
   ）〜（１６）いずれか１項記載の装置。 （１９）状態調節装置（４０）から排出した材料用の微
   粉砕装置（４１）を該状態調節装置（４０）とペレット
   マシン（２０）の間に配置した請求項（１０）〜（１８
   ）いずれか１項記載の装置。