KR20040027873A - 원추형 비평행 수렴 스크루를 갖는 쌍 스크루 압출기 - Google Patents

원추형 비평행 수렴 스크루를 갖는 쌍 스크루 압출기 Download PDF

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Abstract

광범위한 기계 개조를 필요로 하지 않으면서 크게 변화하는 최종 특성들을 갖는 매우 다양한 고품질 압출물을 생성할 수 있는 개선된 쌍 스크루 압출장치(14)가 제공된다. 압출기(14)는 배럴(16) 및 함께 회전되는 쌍 스크루 조립체(22)를 포함한다. 조립체(22)는 외측으로 연장되는 나선형 플라이팅(58,60)이 구비되는 중심적인 테이퍼 축(54,56)을 갖는 한 쌍의 스크루(50,52)로 이루어지며; 스크루(50,52)는 비평행하며 그들의 플라이팅(58,60)이 스크루(50,52)의 길이를 따라 서로 개재되도록 위치된다. 플라이팅은 특별한 형상을 가지며, 바람직하게는 샤프트(54,56)의 테이퍼 각과는 다른 테이퍼 각으로 스크루(50,52)의 길이를 따라 테이퍼되고; 또한, 외부 플라이팅 표면들(70,72)의 폭은 샤프트(54,56)의 길이를 따라 증가된다. 이러한 스크루 기하학은, 배럴(16)의 출구 단부(20)를 향하여 전방으로 압출재료를 밀어내는 역할을 수행하는 상기 플라이팅(58,60)에 의해 마련되는, 일련의 서로 교대되는 상부 및 하부의 근접-클리어런스 고압 닙 영역들(78)을 마련한다. 또한, 스크루들(50,52) 사이에는 통로들(80) 및 혼합 구역들(82)도 마련되며, 이에 따라, 재료의 완전한 혼합, 전단 및 조리가 가능하게 된다. 압출장치(14)는, 단지 적당한 온도 제어와 함께 스크루들(50,52)의 회전속도를 변화시킴으로써, 팽창된 저밀도 제품들 뿐만아니라 고밀도 침하성 수중생물 사료들도 생성할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 외부 쉘(144) 및 내부의 연신되고 슬로팅된 슬리이브(152)를 포함하는 특별한 압출기 헤드(140)를 갖는 유체 추출 압출기(138)가 제공된다.

Description

원추형 비평행 수렴 스크루를 갖는 쌍 스크루 압출기{TWO SCREW EXTRUDER WITH CONICAL NON/PARALLEL CONVERGING SCREWS}
압출 조리장치들이 인간 및 동물에게 공급되는 먹이와 같은 다양한 식용의 그리고 다른 제품들을 생산하기 위해 사용되어져 왔다. 일반적으로, 이러한 형태의 압출기들은 연신된 배럴, 및 하나 또는 그 이상의 내부에 위치되면서 나선형으로 플라이팅되고 배럴내에서 축방향으로 회전가능한 압출 스크루들을 포함한다. 압출기 배럴의 출구에는 개구된(apertured) 압출 다이가 장비된다. 사용에 있어서, 처리될 재료는 압출기 배럴을 관통하여 통과되고 증가되는 레벨의 온도, 압력 및 전단에 처하여진다. 재료가 압출기 다이로부터 방출됨에 따라, 재료는 완전히 조리되고 형상화되며, 전형적으로 회전되는 나이프 조립체를 이용하여 분할될 수 있다. 이러한 형태의 통상적인 압출기들은 미국 특허 제 4,763,569 호, 4,118,164 호 및 3,117,006 호에 기재되어 있다.
대부분의 통상적인 현대식 압출 조리기들은 일련의 상호연결되는 관형 배럴 헤드들 또는 섹션들로 되어 있고, 내부의 플라이팅된 스크루(들)도 섹션화되어 동력이 인가되는 회전가능한 샤프트(들)상에 장착된다. 요구되는 조리 레벨을 달성하기 위해, 비교적 긴 배럴들 및 관련되는 스크루들을 제공하는 것이 필요하다. 그러므로, 많은 고출력 애완동물 먹이 기계들은 다섯 내지 여덟 개의 배럴 섹션들을 가질 수 있고, 스크루 직경의 약 10 내지 20 배에 달하는 길이를 가질 수 있다. 알 수 있는 바와 같이, 그러한 긴 압출기들은 고가이며 또한 배럴내에서 압출 스크루(들)를 적당하게 지지하는 것과 관련하여 문제점들을 야기시킨다. 이와 관련하여, 비교적 짧은 압출기들을 사용하는 데에 관한 선행 시도들은 성공을 거두지 못하였고 불충분한 조리 및/또는 비교적 낮은 생산량이라는 문제점에 봉착하였다.
미국 특허 제 5,939,124 호 및 5,694,833 호에는, 지나치게 긴 배럴 및 스크루 길이와 연관되는 문제점을 해결하여 당 업계에 있어서 현저한 진보를 제공하는 짧은 길이의 고속 조리 압출기들이 기재되어 있다. U P/C 압출기들로서 웽어 매뉴팩춰링, 인코퍼레이티드(Wenger Manufacturing, Inc.)에 의해 시판되고 있는 이러한 압출기들은 괄목할 만한 상업적인 성공을 거두었다.
그러나, 대부분의 선행 압출기들은 요구되는 제품에 특화된 스크루 및 배럴 섹션 형상들을 갖도록 설계되어야만 하였다. 즉, 고밀도 수중생물 사료의 생산을 위해 사용되는 형상은 중밀도 애완동물 음식 또는 저밀도 사료를 생산하기 위해 필요로 되어지는 형상과는 일반적으로 현저히 다른 것이었다. 따라서, 생산될 제품을 변화시키고자 하는 경우에는, 상기 압출기는 분해되어 재형상화되어야만 한다. 또한, 특정의 경우에는, 하나의 형태의 제품을 위해 설계된 압출기가 현저히 다른 형태의 제품을 생산하기 위해 성공적으로 재형상화될 수 없게 된다.
두유와 같은 오일들은 통상적으로 기계적인 추출 기술들, 용매 추출 및/또는 초임계 유체 기술들에 의해 콩으로부터 추출된다. 대형 생산 작업을 수행하기 위해, 기계적인 추출기들은 불충분하며, 추출된 오일은 상당한 정도의 정제를 필요로 한다. 한편, 초임계 유체(예컨대, 이산화탄소) 추출장치들은 현존하는 오일성 식물들에 대해서는 값이 너무 비싸고 복잡하게 된다. 헥산 또는 다른 용매들을 이용한 용매 추출은 용매의 폐기와 관련하여 환경 문제를 유발한다.
따라서, 큰 유연성 및 유용성을 가지면서 내부적인 압출기 구성요소들에 대한 광범위한 재형상화 또는 재작업을 필요로하지 않으면서 서로 다른 제품들을 생산하기 위해 사용될 수 있는 개선된 압출 장치, 및 용매 추출의 문제점을 피하면서 고품질 오일 등을 추출하기 위해 사용될 수 있는 개선된 장비에 대한 업계의 요구가 점증하고 있는 실정이다.
본 발명은 크게 보아서 광범위한 기계 개조를 필요로 하지 않으면서 변화하는 밀도들, 조리값들 및 팽창비들을 갖는 다양한 제품들을 생성하기 위해 사용될 수 있는 매우 유용한 특질을 구비하는 개선된 쌍 스크루 압출장치들에 관한 것이다. 본 발명의 압출기는 쌍 스크루 조립체를 포함하며, 쌍 스크루 조립체는 비평행의 테이퍼된 원추형 스크루들을 갖고, 스크루들의 플라이팅은 압출기 배럴(barrel)의 길이를 따라 서로 개재되어(intercalated), 근접-클리어런스의, 바람직하게는 일정한 크기를 갖는, 서로 교대되는 상부 및 하부 닙 영역들 및 후미 배합 구역들과 역류 통로들을 마련하며; 상기 닙 영역들은 재료를 전방으로 밀어내는 고압 구역들을 배럴내에 창출하고, 재료는 혼합되면서 상기 구역들 및 통로들내에서 역류된다. 다른 실시예들에 있어서, 무한 가변적인 다이 조립체가 폐물 처리 위치와 다양한 압출 위치 사이에서 이동가능한 가동식 스템을 포함한다. 특수한 유체 추출 최종 압출기 헤드도 제공되며, 동 압출기 헤드는 오일 또는 다른 유체가 특히 이산화탄소와 같은 초임계 추출용매의 도움으로 효과적으로 추출될 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 개선된 압출장치를 포함하는 압출 시스템을 나타내는 개략적인 부분 측면도.
도 2는 압출장치에서 사용되는 바람직한 쌍 압출 스크루 세트를 나타내는 사시도.
도 3은 바람직한 쌍 스크루 압출기를 나타내는 단편적인 수평 단면도.
도 4는 쌍 스크루 압출기를 나타내는 수직 단면도.
도 5는, 스크루 플라이팅의 상호 개재 및 플라이팅 사이의 근접-클리어런스 닙 구역들을 상세하게 나타내는, 쌍 스크루 조립체의 부분들에 대한 단편적인 확대 평면도.
도 6은 도 5에 도시한 쌍 스크루 부분들의 수평 단면도.
도 7은 완전 개방 상태에 있는 가변 출력 다이 조립체가 장비되는 본 발명에 따른 압출기를 나타내는 단편적인 수직 단면도.
도 8은 도 7의 선 8-8을 따라 취한 단편적인 단면도.
도 9는 도 7과 유사하지만 다이 조립체의 전환 상태를 나타내는 단편적인 수직 단면도.
도 10은 도 7의 선 10-10을 따라 취한 단면도.
도 11은 오일 종자들로부터 오일을 추출하도록 설계된 최종 헤드가 장비되는 본 발명에 따른 압출기를 나타내는 단편적인 수직 단면도.
도 12는 도 11의 선 12-12를 따라 취한 수직 단면도.
도 13은 도 11 및 도 12에 도시한 최종 헤드의 제작에 사용되는 바 요소들중의 하나를 나타내는 사시도.
도 14는, 바 요소들 사이에 마련되는 오일 추출용 슬롯을 나타내는, 한 쌍의 근접한 바 요소들에 대한 사시도.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점들을 해결하며, 재료 입구와 제한된 오리피스 다이가 대체로 장비되는 재료 출구가 마련되는 연신된 배럴 및 상기 배럴내에서 특별하게 형상화되는 압출 스크루들을 갖는 쌍 스크루 압출기를 제공한다. 각각의 스크루는 샤프트 후방단부와 샤프트 전방단부를 갖는 연신된 중심 샤프트를 포함하며, 외측으로 연장되는 나선형 플라이팅이 상기 중심 샤프트의 길이를 따라 형성되어 플라이팅 후방단부, 플라이팅 전방단부 및 상기 중심 샤프트로부터 떨어진 외부 플라이팅 표면을 제공한다. 상기 중심 샤프트는 일정한 직경을 가질 수 있지만, 바람직하게는 후방으로부터 전방까지 그 길이를 따라 제 1 테이퍼 각으로 점진적으로 테이퍼되며; 마찬가지로, 상기 플라이팅도 일정한 깊이를 가질 수 있지만, 바람직하게는 후방으로부터 전방까지 제 2 테이퍼 각으로 테이퍼된다. 필연적인 것은 아니지만 최적적으로는, 상기 샤프트 및 플라이팅 테이퍼 각들은 서로 다르게 되며, 제 2 테이퍼 각이 제 1 테이퍼 각보다 크게 된다. 또한, 상기 외부 플라이팅 표면의 폭도 후방으로부터 전방까지 일정할 수 있지만, 유리하게는 상기 폭은 후방으로부터 전방까지 플라이팅의 길이를 따라 점진적으로 변화되고; 다시 가장 바람직하게는, 상기 플라이팅의 폭은, 상기 플라이팅 전방단부에 근접한 외부 플라이팅 표면의 폭이 상기 플라이팅 후방단부에 근접한 외부 플라이팅 표면의 폭보다 크게 되도록, 후방으로부터 전방까지 증가된다.
상기 쌍 스크루들은 병렬하여 위치되며, 샤프트들의 중심 축들이 끼인각(included angle)을 마련하도록 상기 중심 축들은 서로를 향하여 수렴한다. 또한, 샤프트들의 플라이팅은, 바람직하게는 전체 플라이팅 길이를 따라, 서로 개재된다(intercalated). 이러한 형태에 있어서, 상기 스크루들은 협력하여, 스크루 세트의 길이를 따라, 일련의 근접-클리어런스를 가지면서 서로 교대되는 상부 및 하부 닙 영역들을 마련한다. 바람직하게는, 각각의 닙 영역들에서의 플라이팅 클리어런스는 스크루 세트의 전체 길이를 따라 대체로 일정하게 되지만, 더욱 일반적으로는 상기 닙 클리어런스들은 스크루 세트의 길이를 따라 증가되거나 감소될 수 있다. 근접-클리어런스 닙 영역들을 제공하기 위해 스크루 세트를 설계하므로써, 압출기내에 일련의 고압 구역들이 창출되며, 이러한 고압 구역들은 압출되는 재료를 펄스의 형태로 효과적으로 전방으로 밀어내는 역할을 한다.
상기와 같은 압출기 설계가 높은 정도의 작동 유연성을 제공하는 것으로 밝혀졌으며, 그에 따라 상기 압출기는 단순히 스크루 조립체의 회전속도를 변화시키고 가능하게는 다른 처리 조건 변화들(예컨대, 온도 및 다이 형상)을 이용하므로써 다양한 제품들을 생성하기 위해 사용될 수 있다. 프리컨디셔닝 한도값들을 변화시킴으로써 통상적인 압출 장비의 경우에 비해 최종 제품에 더욱 두드러진 효과가 나타난다는 점이 관찰되었다. 따라서, 프리컨디셔너로의 증기 및/또는 물 입력을 변화시키는 간단한 수단을 강구하는 것 자체만으로도 최종 압출물의 특성에 현저한 영향을 미치게 된다.
본 발명의 다른 일면에 있어서, 오일 종자 재료들로부터 오일과 같은 유체들을 추출하기 위한 압출기 설계가 제공된다. 그와 같은 압출기는 비필연적으로 바람직하게는 상기한 바와 같은 특징들을 포함하지만 압출기 헤드 섹션을 포함한다. 압출기 헤드 섹션은 유체 출구가 마련되는 외부 쉘, 및 압출기 스크루(들)의 일부분을 수납하는 내부의 연신되고 슬로팅된 슬리이브를 포함한다. 상기 슬리이브는 바람직하게는, 관형 슬리이브를 형성하기 위해 서로 용접되거나 또는 다른 방식으로 함께 고정되는 일련의 연신된 바 부재들로 구조되며, 근접한 바들 사이에는 통로들이 형성된다. 이 통로는 바람직하게는 테이퍼되며 슬리이브의 외부와 비교하여 슬리이브의 내부에서 더 작은 개구부를 제공한다. 사용시에는, 상기 헤드 섹션내에서 회수될 유체가 상기 슬리이브 통로들을 관통하여 압축되거나 압출되도록 오일 종자 또는 다른 재료가 압출기를 통과하게 된다. 유체 추출은 압출기 헤드 섹션내로 이산화탄소 또는 프로판과 같은 초임계 유체를 분사시킴으로써 현저하게 향상된다.
도 1 내지 도 6의 실시예
도면을 참조하면, 도 1에는 프리컨디셔너(12) 및 쌍 스크루 압출장치(14)로이루어진 압출 시스템(10)을 도시한다. 장치(14)는 넓게는, 입구(18) 및 출구(20)를 제공하는 섹션화된 배럴(16), 및 배럴(16)내에 위치되는 특별한 쌍 스크루 조립체(22)를 포함하며; 상기 조립체(22)는 기어박스 드라이브(24)를 경유하여 모터(26)에 결합된다.
상기 프리컨디셔너(12)는, 건조 성분들이 반죽물 등으로서 장치(14)의 입구(18)로 통과되기 전에 상기 건조 성분들을 초기 가습화하고 부분적으로 예비 조리하도록 설계된다. 이를 위해, 프리컨디셔너(12)는 전형적으로 회전가능한 내부 패들들(paddles) 및 물 및/또는 증기의 분사 포트들이 장비되는 연신된 체임버의 형태를 취한다. 다양한 프리컨디셔너들이 본 발명에서 사용될 수 있다. 본 발명에서 참조로 인용되는 미국 특허 제 4,752,139 호에 기재된 형태의 웽어 DDC 프리컨디셔너들을 사용하는 것이 특히 바람직하다.
도시한 실시예에 있어서 배럴(16)은 세개의 단부-대-단부 연결된 관형 배럴 헤드들(28,30,32)로 이루어지며, 이러한 관형 배럴 헤드들은 압출장치의 온도 제어를 위한 냉각 또는 가열 매체의 순환을 허용하는 외부 재킷(34,36,38)이 각각 제공된다. 제 1 헤드(28)는 입구(18)를 포함하며, 최종 헤드(32)는 다이 조립체(40)를 수용하도록 설계된다는 점을 관찰 할 수 있다. 헤드들(28-32)은 또한, 배럴내에 테이퍼되고 연속적인 스크루 조립체-수납용 개구부(48)를 협력적으로 마련하는 내부 슬리이브(42,44,46)를 각각 포함한다. 상기 개구부(48)는 스크루 조립체(22)를 수용하기 위해 대체로 "숫자 8"의 형상을 취한다. 도시한 바와 같이, 개구부(48)는 헤드(28)의 후방단부에서 가장 넓게 되며 헤드(32)의 단부까지 점진적으로 균일하게 테이퍼된다.
상기 스크루 조립체(22)는, 도 2 및 도 3에 가장 명확하게 도시한 바와 같이 나란한 관계로 배치되는 제 1 및 제 2의 연신된 스크루들(50,52)을 포함한다. 스크루들(50,52)은 연신된 중심 샤프트들(54,56) 및 외측으로 연장되는 나선형 플라이팅(58,60)을 각각 포함한다. 각각의 샤프트들(54,56)은 대응되는 샤프트들(54, 56)의 후방단부들에 인접한 지점들(62,64)로부터 샤프트들의 전방단부들에 근접한 전방 지점들(66,68)까지 제 1 테이퍼 각으로 점진적으로 그리고 균일하게 테이퍼되는 외부 표면을 갖는다. 상기 테이퍼 각은 약 0.5-5°의 범위내에서 변화되며, 더욱 바람직하게는 약 1-2.2°의 범위내에서 변화된다. 본 실시예는 1.3424°의 테이퍼 각을 갖는다.
플라이팅(58,60)(도시한 실시예에서는 이중 플라이트들이 사용되지만 단일 또는 다중 플라이트들도 사용가능함)은 근본적으로는 지점들(62,66 및 64,68) 사이에서 샤프트들(54,56)의 전체 길이에 걸쳐서 연장된다. 그러므로, 플라이팅(58, 60)은 지점(62,64)에 근접한 후방단부로부터 전방 지점(66,68)까지 연속적인 형태로 계속된다. 부가하여, 플라이팅은, 도 6에 있어서 "W"로 표기한 폭을 갖는, 각각의 스크루들(50,52)상의, 외부 표면(70,72), 및 도 6에 있어서 "D"로 표기한 바와 같은, 중심 샤프트의 외부 표면과 외부 플라이팅 표면 사이의, 플라이팅 깊이를 제공한다. 플라이팅(58,60)의 상기 기하학은, 플라이팅이 스크루(50,52)의 후방단부로부터 전방단부로 나아감에 따라, 플라이팅 깊이 D가 점진적으로 그리고 균일하게 감소되도록, 설정된다. 따라서, 플라이팅(58,60)의 외부 표면들(70,72)도 또한후방으로부터 전방까지 점진적이고 균일한 형태로 테이퍼된다. 플라이팅 깊이 및 외부 플라이팅 표면들의 제 2 테이퍼 각은 2-6°의 범위내에서 결정되며, 더욱 바람직하게는 약 2.5-4°의 범위내에서 결정된다. 도시한 실시예의 제 2 테이퍼 각은 3.304°이다.
최종적으로, 플라이팅(58,60)은, 플라이팅 외부 표면(70,72)의 폭 "W"가 스크루들의 후방단부로부터 스크루들의 전방단부까지 점진적이고 균일한 형태로 증가되도록, 설계된다. 이러한 형상을 도 3 및 도 4에 명확하게 도시하며, 폭 W가 스크루들(50,52)의 후방단부들에서 비교적 작지만 스크루들의 전방단부들에서는 더 넓은 폭 W로 증가된다는 것을 관찰할 수 있다. 상기에서 지적한 바와 같이, 그러나, 폭 W는 스크루들의 길이 전체를 통하여 일정할 수 있고, 또는 스크루들의 후방단부들로부터 전방단부들까지 좁아질 수도 있다. 따라서, 각각의 스크루의 전방 또는 입력 단부에서의 폭과 후방 또는 출력 단부에서의 폭의 비는 약 0.5 내지 5의 범위내에서 결정되며, 더욱 바람직하게는 약 1 내지 3의 범위내에서 결정된다.
스크루들(50,52)은, 그들의 각각의 중심 축들(74,76)(도 5 참조)이 서로에 대해 수렴하는 각을 마련하여 상기 중심 축들 사이에 끼인각이 마련되도록, 배향된다(oriented). 이러한 끼인각은 대체로 약 1-8°의 범위를 가지며, 더욱 바람직하게는 약 1.5-5°의 범위를 갖는다. 도시한 실시예에서 끼인각은 2.3240°이다. 스크루들(50,52)이 상기한 바와 같이 배럴 개구부(48)내에 배향되었을 때, 각각의 스크루들(50,52)의 플라이팅(58,60)은 서로 개재되며, 즉, 각각의 플라이팅이 대응되는 스크루들의 후방 및 전방단부들 사이에서 가상 원추대(imaginary frustum ofa cone)를 마련하며 플라이팅(58,60)은 근접한 스크루의 가상 절두체내에서 연장된다.
다음으로, 플라이팅(58,60)의 상호 개재를 상세히 나타내고 있는 도 5 및 도 6을 참조하여 설명하기로 한다. 도시한 바와 같이, 그리고 제 1 및 제 2 테이퍼 각들 및 중심 축들(74,76) 사이의 끼인각의 적당한 선택에 의해, 상기 플라이팅은 스크루 조립체(22)의 길이를 따라 다수의 근접-클리어런스 닙 영역들(close-clearance nip zones)(78)을 제공한다. 이러한 닙 영역들은, 플라이팅들(58,60) 사이에, 바람직하게는 스크루 조립체(22)의 길이를 따라 대체로 일정한 클리어런스를 제공한다. 더욱 일반적으로는, 요구될 경우, 상기 닙 클리어런스들은 조립체(22)의 길이를 따라 증가되거나 감소될 수 있다. 실제에 있어서, 상기 닙 구역들에서의 클리어런스는 약 0.010-0.2 인치의 범위를 가지며, 더욱 바람직하게는 약 0.025-0.1 인치의 범위를 갖는다. 특별히 도시한 실시예에 있어서 측정된 닙 구역들의 클리어런스는 0.039 인치이다. 닙 영역들(78)에 부가하여, 상기 조립체(22)는 또한 스크루들(50,52) 사이에 재료 역류 통로들(80) 및 혼합 구역들(82)을 제공한다. 이러한 특질들은 설명될 목적들을 위해 중요하다.
기어박스 드라이브(24)는 비평행 샤프트들을 수용하도록 특별히 설계된 장치이며 넓게는 어댑터 하우징(84) 및 샤프트들(54,56)의 스플라인 단부들에의 연결을 위한 한 쌍의 커플러들(86)을 포함한다. 구동 모터(26)는 자체에 있어서 전체적으로 통상적이며 압출장치(14)를 사용하중들하에서 적당한 회전 속도들로 구동하도록 크기가 결정된다.
시스템(10)의 작동에 있어서, 퍼센트 팽창, 밀도, 조리 백분율 및 다른 파라미터들과 같은 다수의 최종 특성들을 갖는 다양한 최종 제품들이 생성될 수 있다. 넓게 말하면, 시스템(10)내로 그리고 시스템(10)을 관통하여 공급되는 압출가능한 혼합물들이 단백질을 함유하고 전분을 함유하는 재료들의 각각의 양을 포함하고 또한 대체로 특정량의 지방 및 첨가된 습기를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 압출가능한 혼합물내에서 사용되는 전형적인 곡물 성분들은 밀, 옥수수, 귀리, 보리, 호밀, 사탕수수, 콩, 쌀 및 그 혼합물들로 구성되는 군으로부터 선택되고, 특정의 곡물, 뿌리 또는 괴경 전분 공급원으로부터의 전분들이 사용될 수 있다. 또한, 계면활성제 및 불활성 충전제와 같은 부가적인 성분들도 상기 압출가능한 혼합물의 일부를 형성할 수 있다. 가장 유용한 압출가능한 공급 혼합물은 약 30-75 중량% 더욱 바람직하게는 약 40-65 중량%의 전체 단백질, 0-25 중량% 더욱 바람직하게는 약 5-20 중량%의 전체 전분 함량, 및 약 4-12 중량% 더욱 바람직하게는 6-10 중량%의 지방 함량을 포함한다.
전형적인 압출 가동의 제 1 단계에 있어서, 상기 압출가능한 혼합물은 건조 혼화(blend)되며 프리컨디셔너(18)내로 공급된다. 프리컨디셔닝중, 혼합물은 더욱 혼화되며, 증기 및/또는 물이 첨가되어 혼합물을 최소한 부분적으로 예비조리한다. 프리컨디셔너내의 조건들이 변화하는 동안, 일반적인 관행으로서, 상기 혼합물은 프리컨디셔너내에서 약 125-210℉ 더욱 바람직하게는 약 175-210℉의 온도로 가열되어야 한다. 프리컨디셔너내에서의 평균 체류 시간은 약 15-600 초 더욱 바람직하게는 약 120-300 초 이내이다.
프리컨디셔닝후, 상기 압출가능한 혼합물은 압출장치(14)내로 그리고 압출장치(14)를 관통하여 통과된다. 상기 스크루 조립체(22)는 회전되어 상기 스크루들(50,52)을 일반적으로 약 200-1,200 rpm 더욱 바람직하게는 약 400-750 rpm의 속도로 상호 회전시킨다. 압출기내의 압력은 대체로 출구 다이에 바로 근접하여 최대가 되며 대체로 약 500-21,000 kPa 더욱 바람직하게는 약 1,000-10,500 kPa의 범위를 갖는다. 압출기내의 최대 온도는 정상적으로는 약 150-550℉ 더욱 바람직하게는 약 160-300℉의 범위를 갖는다. 압출장치내에서의 혼합물의 평균 잔류 시간은 약 2-25초, 더욱 바람직하게는 약 4-15초, 그리고 가장 바람직하게는 약 6-10 초의 범위를 갖는다.
압출 조건들은, 압출기 배럴로부터 방출되는 제품이 대체로 약 8-35 습윤기준 중량%, 더욱 바람직하게는 약 15-22 습윤기준 중량%의 수분 함량을 갖도록, 장치(14)내에서 창출된다. 상기 수분 함량은 성분들의 고유수분함량, 프리컨디셔닝중 첨가된 수분 및/또는 처리중 압출기 배럴내로 분사된 특정의 물로부터 계산된다. 팽창의 경우에 있어서, 팽창 레벨은 0-75%의 범위를 가질 수 있고, 즉, 압출물의 직경이 다이 개구부들과 근본적으로 동일한 직경을 갖거나(0% 팽창을 나타냄) 다이 개구부들의 직경보다 1.75배 큰 직경을 갖도록 확대될 수 있다(75% 팽창을 나타냄). 압출된 제품들은 제품의 조리정도의 측정값으로서 대체로 약 70-90%의 전분 젤라틴화를 나타낸다. 그러나, 많은 제품들에 있어서 단백질 함량은 전체적으로 변성(denatured)되지는 않는 것으로 보여지며 이는 압출가능한 혼합물 및 압출 조건들의 상세에 따른다. 제품들의 용적 밀도는 정상적으로는 약 24-700 g/L의 범위를 가지며, 더욱 일반적으로는 약 290-500 g/L의 범위를 갖는다. 상기 제품들은 또한 대체로 약 65-99 정도의, 더욱 바람직하게는 약 80-97 정도의, 넓은 범위의 펠릿 내구도 지수(pellet durability index: PDI) 값들을 갖는다.
배럴(16)을 관통하여 압출가능한 혼합물이 통과하는 도중, 상기 스크루 조립체(22)는 상기 혼합물상에 작용하여 최종단 다이(40)와 함께 요구되는 제품을 창출한다. 상기한 바와 같은 스크루들(52,54)의 특별한 형상은 통상적인 쌍 스크루 압출기들에서는 지금까지 발견되지 않았던 조건들을 발생시킨다. 즉, 혼합물이 함께 회전하는 스크루들(52,54)의 길이를 따라 전진함에 따라, 상기 혼합물은 교대적인 상부 및 하부 근접-클리어런스 닙 영역들(78)과 연속적으로 마주치며, 상기 닙 영역들(78)은 재료를 전방으로 밀어내거나 또는 펌핑하는 역할을 하는 비교적 높은 국부 압력들을 발생시키고; 동시에, 상기 제품은 스크루들이 회전함에 따라 상기 구역들(82)내에서 혼합되고, 재료의 역유동이 통로들(80)을 통하여 허용된다. 결과적으로, 배럴(16)내에서 강력한 혼합/전단 및 조리 작용이 일어난다. 또한, 스크루 조립체(22)의 회전속도 및 필요한 경우 배럴내의 온도 조건들을 간단히 변화시킴으로써, 매우 넓은 범위의 제품들이 본 발명에 따른 장비를 이용하여 생산될 수 있는 것으로 밝혀졌다. 예컨대, 비교적 조밀한 침하성 수중생물 사료들이 본 명세서에서 도시한 기계 형상에 의해 양호한 생산량으로 생산될 수 있고, 저밀도의 조류 사료들도 기계의 작동적인 특성들을 간단히 변화시킴으로써 동일한 장비상에서 생산될 수 있다. 이러한 정도의 유연성 및 유용성은 압출 업계에 있어서 전례가 없는 것이다.
이하의 예들은 본 발명의 개선된 쌍 스크루 압출 장치를 이용한 몇가지 형태의 사료들을 생산하기 위한 일련의 압출 가동을 설명한다. 이러한 예들은 예시적인 목적으로 주어진 것이며 그들의 어떠한 부분도 본 발명의 전체 보호범위를 한정하기 위해 취하여져서는 아니된다.
예 1
본 예에 있어서는, 프리컨디셔너와 조합된 압출기가 고품질의 연어 사료를 상업적인 생산속도로 제조하기 위해 사용되었다.
압출기는 도 1에 도시한 형태를 취하며 세 개의 헤드들로 되어 있다. 특히, 가동 #1-7에서 사용되는 압출기 형상은 이하의 구성요소들로 이루어져 있다(모든 부품들은 웽어 매뉴팩춰링 컴퍼니의 부품 번호들을 이용하여 식별됨): 압출기 모델 C2TX; 압출기 배럴-74002-424(헤드번호 1); 두 개의 74002-425(헤드번호 2 및 3); 헤드번호 1은 슬리이브 74002-421이 장비되며; 헤드번호 2는 슬리이브 74002-422가 장비되고; 헤드번호 3은 슬리이브 74002-423이 장비됨. 최종 다이--65534-003 NA; 53672-003 AD; 31950-397 IN; 및 65422-015 NA. 회전하는 나이프 조립체가 압출물을 간편한 크기로 절단하기 위해 다이 출구에 근접하여 위치된다. 상기 나이프 조립체는 19462-015(나이프 홀더) 및 열두 개의 나이프 블레이드들(19430-007)을 포함한다.
이러한 가동들에 사용된 프리컨디셔너는 각각 60개의 비터들(beaters)이 장비되는 좌우 샤프트들을 갖는 377 형상의 웽어 모델 54 DDC 프리컨디셔너였다.
각각의 가동에 있어서 사용되는 수중생물 사료 배합비를 표 1에 제시한다.
표 1
성분 가동#1 가동#2 가동#3 가동#4 가동#5 가동#6 가동#7
어분 중량% 72.00 78.00 84.00 90.32 98.00 79.80 68.04
소맥분(웽거) 중량% 13.00 10.00 7.00 -- -- -- --
소맥분(라시) 중량% 13.00 10.00 7.00 7.53 -- 6.66 --
인산이칼슘 중량% 1.00 1.00 1.00 1.08 1.00 0.94 1.63
탄산칼슘 중량% 1.00 1.00 1.00 1.08 1.00 0.94 1.63
거친 콩가루 -- -- -- -- -- 6.66 --
콩 농축액(센트럴 소야) 중량% -- -- -- -- -- 5.00 28.70
이하의 표 2는 상기 일곱 개의 가동에 있어서 프리컨디셔너 및 압출장치들의 작동 조건들을 설명한다.
표 2
가동#1 가동#2 가동#3 가동#4 가동#5 가동#6 가동#7
건조 배합 정보:
건조 배합 수분 % wb 10.31 9.28 9.37 9.71 8.86 7.96 7.81
공급 스크루 속도 rpm 40 33 33 33 33 33 33
건조 공급 속도 kg/hr 4800 4000 4000 4000 4000 4000 4000
프리컨디셔닝 정보:
프리컨디셔너 속도 rpm 250 -- -- 250 250 250 250
프리컨디셔너로의 증기 유량 kg/hr 236 262 290 286 262 262 262
프리컨디셔너로의 물 유량 kg/hr 216 239 239 239 239 239 239
프리컨디셔너 배출 온도 ℉ 184 194 206 206 206 196 197
압출기 도입 수분 % wb 18.2 -- 19.4 19.3 20.3 20.3 19.8
프리컨디셔너내 예상 보유시간** min 4.8 5.8 5.8 5.8 5.8 5.8 5.8
압출 정보:
압출기 샤프트 속도 rpm 601 676 676 676 676 670 670
모터 하중 % 92 96 89 81 71 88 91
동력 사용 kwh/ton 43 54 50 46 40 50 51
압출기로의 물 유량 kg/hr 21 21 21 21 21 21 21
컨트롤/온도-2nd 헤드 ℉ Off/235 Off/268 Off/295 Off/310 Off/320 Off/215 Off/264
컨트롤/온도-3rd 헤드 ℉ Off/195 237 265 277 294 175 212
헤드/압력 kPa 10340 9310 8270 6900 5170 6210 6900
최종 제품 정보:
습윤 용적 밀도 g/l 447 447 448 480 460 490 455
압출기 배출 수분 % wb 17.5 -- 17.5 18.5 18.5 18.8 16.8
** 45% 충전 및 546 g/l 용적 밀도를 전제로 함.
압출 제품은 분석되어 산업적인 허용성에 대해 등급이 매겨졌다. 그 결과를 표 3에 제시한다. 표 3에서 사용된 PDI는 "펠릿 내구도 지수"를 나타낸다. PDI는, 본 발명에서 참조로 인용되는 Feed Manufacturing Technology IV, American Feed Association, Inc., 1994, 페이지 121-122(및 관련 정보)에 기재된, 업계에서 인정된 내구도 시험을 나타낸다. 그러한 내구도 시험에 있어서, 펠릿들의 내구도는 펠릿들이 10℉ 주위온도 이내의 온도를 가질 때 냉각을 실시한 직후에 얻어진다. 내구도는, (미세물을 제거하기 위해) 미리 체분리된(pre-sieved) 펠릿들의 500g 샘플을 먼지가 없는 12" x 12" x 5" 봉입물(enclosure)내에서 5분동안 50 rpm으로 텀블링(tumbling)시킴으로써, 결정되며; 상기 봉입물에는, 9" 측면을 따라 상기 봉입물의 하나의 12" x 12"의 대각선에 대칭적으로 고정되는 2" x 9" 내부 플레이트가 장비된다. 상기 봉입물은 그 12" 측면들상에서 수직하고 중심이 잡힌 축(axis)을 중심으로 회전된다. 텀블링후, 미세물들은 스크리닝에 의해 제거되며, 펠릿 샘플은 다시 계량된다. 펠릿 내구도는 이하와 같이 정의된다:
내구도 = 텀블링후 펠릿들의 무게 / 텀블링전 펠릿들의 무게 x 100
산업적인 허용성은 네 개의 산업적인 목적들에 근거한 것이다: (1) 95 이상의 PDI; (2) 코팅후 각각 35% 보다 큰 지방 및 단백질 레벨; (3) 건조비용을 감소시키기 위해 가능한한 가장 낮은 습도 레벨 전형적으로는 18-20%에서의 압출; 및 (4) 전분 레벨들을 5-10%까지 낮춤에 의한 최대 성분 유연성 보장.
표 3
샘플 %전분 %지방 %단백질 %소맥분 %콩단백질 PDI 용적밀도(g/l) 산업허용성
가동#1 18.2 7.4 46.6 26 0 96.5 484 예
가동#2 14.0 7.9 49.8 20 0 95.9 420 예
가동#3 9.8 8.4 52.8 14 0 95.0 434 예
가동#4 4.9 9.0 55.8 7 0 95.0 491 예
가동#5 0 9.6 59.6 0 0 82.0 444 아니오
가동#6 4.9 7.9 56.1 7 11.6 91.6 475 아니오
가동#7 0 6.7 61.4 0 28.7 83.0 437 아니오
가동#8 0 6.7 61.4 0 28.7 -- 560 아니오
압출 제품은 그리고나서 어유(fish oil)로 진공 스프레이 코팅되었고 분석되었다. 그 결과를 표 4에 제시한다.
표 4
샘플 %전분 %지방 %단백질 %소맥분 용적밀도(g/l) 최대 진공지방 흡수(%) 산업허용성
가동#1 13.1 33.1 33.6 18.8 671 38.5 예
가동#2 9.2 39.4 32.8 13.2 638 51.9 예
가동#3 6.6 38.3 35.6 9.4 644 48.4 예
가동#4 3.6 32.7 41.2 5.2 664 35.3 예
가동#5 0 34.3 43.3 0 610 37.5 아니오
가동#6 3.6 32.3 41.3 5.2 645 35.8 아니오
가동#7 0 32.8 44.2 0 606 38.8 아니오
가동#8 0 20.6 52.2 0 658 17.5 아니오
예 2
본 예에서는, 도 1에 도시한 형태의 프리컨디셔너와 결합된 압출기가 고품질의 건조한 개 사료(dry dog food)를 제조하기 위해 사용되었다.
특히, 가동 8에서 사용된 3-헤드 압출기 형상은 이하의 구성요소들로 이루어져 있다(모든 부품들은 웽어 매뉴팩춰링 컴퍼니의 부품 번호들을 이용하여 식별됨): 압출기 모델 C2TX; 압출기 배럴-74002-424(헤드번호 1); 두 개의 74002-425(헤드번호 2 및 3); 헤드번호 1은 슬리이브 74002-421이 장비되며; 헤드번호 2는 슬리이브 74002-422가 장비되고; 헤드번호 3은 슬리이브 74002-423이 장비됨. 최종 다이--65534-003 NA; 53672-003 AD; 31950-397 IN; 65421-003 BH; 및 31350-779 IN. 회전하는 나이프 조립체가 압출물을 간편한 크기로 절단하기 위해 다이 출구에 근접하여 위치된다. 상기 나이프 조립체는 19462-015(나이프 블레이드 홀더) 및 열두 개의 나이프 블레이드들(19430-007)을 포함한다.
가동 9의 경우에 있어서, 압출기 형상은 이하의 구성요소들로 이루어져 있다: 압출기 모델 C2TX; 압출기 배럴-74002-424(헤드번호 1); 두 개의 74002-425(헤드번호 2 및 3); 헤드번호 1은 슬리이브 74002-421이 장비되며; 헤드번호 2는 슬리이브 74002-422가 장비되고; 헤드번호 3은 슬리이브 74002-423이 장비됨. 최종 다이--65534-003 NA; 53672-003 AD; 31950-400 IN; 65421-003 BH; 및 31350-779 IN. 회전하는 나이프 조립체가 압출물을 간편한 크기로 절단하기 위해 다이 출구에 근접하여 위치된다. 상기 나이프 조립체는 19462-015(나이프 블레이드 홀더) 및 열두 개의 나이프 블레이드들(19430-007)을 포함한다.
가동 10의 경우에 있어서, 압출기 형상은 이하의 구성요소들로 이루어져 있다: 압출기 모델 C2TX; 압출기 배럴-74002-424(헤드번호 1); 두 개의 74002-425(헤드번호 2 및 3); 헤드번호 1은 슬리이브 74002-421이 장비되며; 헤드번호 2는 슬리이브 74002-422가 장비되고; 헤드번호 3은 슬리이브 74002-423이 장비됨. 최종 다이--65534-003 NA; 53672-003 AD; 31950-399 IN; 65421-003 BH; 및 31350-779 IN.회전하는 나이프 조립체가 압출물을 간편한 크기로 절단하기 위해 다이 출구에 근접하여 위치된다. 상기 나이프 조립체는 19462-015(나이프 블레이드 홀더) 및 열두 개의 나이프 블레이드들(19430-007)을 포함한다.
가동 11의 경우에 있어서, 압출기 형상은 이하의 구성요소들로 이루어져 있다: 압출기 모델 C2TX; 압출기 배럴-74002-424(헤드번호 1); 두 개의 74002-425(헤드번호 2 및 3); 헤드번호 1은 슬리이브 74002-421이 장비되며; 헤드번호 2는 슬리이브 74002-422가 장비되고; 헤드번호 3은 슬리이브 74002-423이 장비됨. 최종 다이--65534-009 AD; 65134-003 BD; 53672-003 AD; 31950-399 IN; 65421-003 BH; 및 31350-779 IN. 회전하는 나이프 조립체가 압출물을 간편한 크기로 절단하기 위해 다이 출구에 근접하여 위치된다. 상기 나이프 조립체는 19462-015(나이프 블레이드 홀더) 및 열두 개의 나이프 블레이드들(19430-007)을 포함한다.
네 개의 모든 셋업들에 사용된 프리컨디셔너는 형상번호 377을 갖는 웽어 모델 54 DDC 프리컨디셔너였다. 좌우 각각의 샤프트들에는 전체 60개의 비터들이 장비된다.
가동 8-11에 있어서, 초기 배합비는 38.00 중량% 옥수수, 18.00 중량% 밀분쇄물, 16.00 중량% 거친 콩가루, 8.00 중량% 옥수수 글루텐, 및 20.00 중량% 고기 및 골분으로 이루어져 있다.
이하의 표 5는 상기 네 개의 가동에 있어서 프리컨디셔너 및 압출장치들의 작동 조건들을 설명한다.
표 5
가동#8 가동#9 가동#10 가동#11
건조 배합 정보:
공급 스크루 속도 rpm 36 50 40 45
프리컨디셔닝 정보:
프리컨디셔너로의 증기 유량 kg/hr 155 186 160 1303
프리컨디셔너로의 물 유량 lb/hr 770 440 510 1000
프리컨디셔너 배출 온도 ℉ 191 198 193 205
압출기 도입 수분 % wb 23.04 20.2 -- 23.32
압출 정보:
압출기 샤프트 속도 rpm 600 600 600 600
모터 하중 % 93 86 42 91
컨트롤/온도-2nd 헤드 ℉ 219 226 245 --
컨트롤/온도-3rd 헤드 ℉ 200 218 270 --
헤드/압력 kPa 1500 1200 1100 800
최종 제품 정보:
압출기 배출 수분 % wb 22.06 23.05 23.44 23.97
압출기 배출 속도 kg/hr 6545 7527 7527 7000
압출기 배출 밀도 kg/m3 224 340 384 400
압출기 성능 안정 안정 안정 안정
최종 제품 설명 개음식 개음식 개음식 개음식
가동 등급 양호 양호 양호 _
예 3
본 예에 있어서는, 프리컨디셔너와 조합된 압출기가 고품질의 수중생물 사료를 상업적인 생산속도로 제조하기 위해 사용되었다.
압출기는 도 1에 도시한 형태를 취하며 세 개의 헤드들로 되어 있다. 특히, 가동 12에서 사용되는 압출기 형상은 이하의 구성요소들로 이루어져 있다(모든 부품들은 웽어 매뉴팩춰링 컴퍼니의 부품 번호들을 이용하여 식별됨): 압출기 모델 C2TX; 압출기 배럴-74002-424(헤드번호 1); 두 개의 74002-425(헤드번호 2 및 3); 헤드번호 1은 슬리이브 74002-421이 장비되며; 헤드번호 2는 슬리이브 74002-422가 장비되고; 헤드번호 3은 슬리이브 74002-423이 장비됨. 최종 다이--65534-003 NA;53672-003 AD; 31950-397 IN; 및 65422-015 NA. 회전하는 나이프 조립체가 압출물을 간편한 크기로 절단하기 위해 다이 출구에 근접하여 위치된다. 상기 나이프 조립체는 19462-015(나이프 블레이드 홀더) 및 열두 개의 나이프 블레이드들(19430-007)을 포함한다.
상기 가동에 사용된 프리컨디셔너는 각각 60개의 비터들을 포함하는 좌우 샤프트들을 갖는 377 형상의 웽어 모델 54 DDC 프리컨디셔너였다.
가동 #12에서 사용되는 배합비는, 72.00 중량% 어분, 26.00 중량% 소맥분, 1.00 중량% 인산칼슘, 및 1.00 중량% 탄산칼슘으로 이루어져 있다.
이하의 표 6은 상기 가동에 있어서 프리컨디셔너 및 압출장치의 작동 조건들을 설명한다.
표 6
가동#12
건조 배합 정보:
공급 스크루 속도 rpm 54
프리컨디셔닝 정보:
프리컨디셔너로의 증기 유량 kg/hr 405
프리컨디셔너로의 물 유량 lb/hr 325
프리컨디셔너 배출 온도 ℉ 202
압출 정보:
압출기 샤프트 속도 rpm 609
모터 하중 % 80
헤드/압력 kPa 1100
최종 제품 정보:
압출기 배출 속도 kg/hr 6200
최종 제품 설명 고기 음식
예 4
본 예에 있어서는, 압출기가 고품질의 옥수수 스낵 음식을 상업적인 생산속도로 제조하기 위해 사용되었다.
압출기는 도 1에 도시한 형태를 취하며 세 개의 헤드들로 되어 있다. 특히, 가동 13 및 14에서 사용되는 압출기 형상은 이하의 구성요소들로 이루어져 있다(모든 부품들은 웽어 매뉴팩춰링 컴퍼니의 부품 번호들을 이용하여 식별됨): 압출기 모델 C2TX; 압출기 배럴-74002-424(헤드번호 1); 두 개의 74002-425(헤드번호 2 및 3); 헤드번호 1은 슬리이브 74002-421이 장비되며; 헤드번호 2는 슬리이브 74002-422가 장비되고; 헤드번호 3은 슬리이브 74002-423이 장비됨. 최종 다이--65534-029 AD; 31950-399 IN; 및 74010-959 BD. 회전하는 나이프 조립체가 압출물을 간편한 크기로 절단하기 위해 다이 출구에 근접하여 위치된다. 상기 나이프 조립체는 19462-023(나이프 블레이드 홀더) 및 다섯 개의 나이프 블레이드들(19430-007)을 포함한다.
가동 #13 및 #14에서 사용된 배합비는 100.00 중량% 스낵 가루였다.
이하의 표 7은 상기 가동들에 있어서 압출장치의 작동 조건들을 설명한다.
표 7
가동#13 가동#14
건조 배합 정보:
공급 스크루 속도 rpm 999 999
압출 정보:
압출기 샤프트 속도 rpm 599 599
모터 하중 % 43 44
헤드/압력 kPa 3/5516 3/5860.8
최종 제품 정보:
압출기 배출 속도 kg/hr 460 --
압출기 배출 밀도 kg/m3 46 33
가동 등급 양호 양호
압출기 성능 안정 안정
최종 제품 설명 옥수수 컬/볼 옥수수 컬
예 5
본 예에 있어서는, 압출기가 고품질의 조리된 곡물들(옥수수)을 상업적인 생산속도로 제조하기 위해 사용되었다.
압출기는 도 1에 도시한 형태를 취하며 세 개의 헤드들로 되어 있다. 특히, 가동들 15-18에서 사용되는 압출기 형상은 이하의 구성요소들로 이루어져 있다(모든 부품들은 웽어 매뉴팩춰링 컴퍼니의 부품 번호들을 이용하여 식별됨): 압출기 모델 C2TX; 압출기 배럴-74002-424(헤드번호 1); 두 개의 74002-425(헤드번호 2 및 3); 헤드번호 1은 슬리이브 74002-421이 장비되며; 헤드번호 2는 슬리이브 74002-422가 장비되고; 헤드번호 3은 슬리이브 74002-423이 장비됨. 가동 15 및 16은 최종 다이--74002-527 NA; 31950-399 IN; 65421-001 BH; 및 31350-895 IN을 사용했다. 가동 17 및 18은 최종 다이--74002-527 NA; 31950-356 IN; 65421-001 BH; 및 31350-895 IN을 사용했다. 회전하는 나이프 조립체가 압출물을 간편한 크기로 절단하기 위해 다이 출구에 근접하여 위치된다. 상기 나이프 조립체는 19462-015(나이프 블레이드 홀더) 및 열두 개의 나이프 블레이드들(19430-007)을 포함한다.
이러한 가동들에 사용된 프리컨디셔너는 각각 60개의 비터들이 장비되는 좌우 샤프트들을 갖는 377 형상의 웽어 모델 54 DDC 프리컨디셔너였다.
가동 #15-#18에서 사용된 곡물은 옥수수였다.
이하의 표 8은 상기 가동들에 있어서 압출장치의 작동 조건들을 설명한다.
표 8
가동#15 가동#16 가동#17 가동#18
건조 배합 정보:
공급 스크루 속도 rpm 20 11 21 21
프리컨디셔너 정보:
프리컨디셔너 속도 rpm 250 250 250 250
프리컨디셔너로의 증기 유량 kg/hr 407 129 530 603
프리컨디셔너로의 물 유량 lb/hr 152 56 500 100
프리컨디셔너 배출 온도 ℉ 156 147 147 160
압출 정보:
압출기 샤프트 속도 rpm 600 604 600 613
모터 하중 % 107 92 70 94
압출기로의 물 유량 lb/hr 100 -- 160 100
컨트롤/온도 2nd 헤드 ℉ 268 177 155 W/164
컨트롤/온도 3rd 헤드 ℉ 212 206 183 W/171
헤드/압력 kPa 13790 13790 6895 11721.5
최종 제품 정보:
압출기 배출 속도 kg/hr 3338.44 -- -- 3265.86
압출기 배출 밀도 kg/m3 390 144 593 481
최종 제품 설명 옥수수 옥수수 옥수수 옥수수
예 6
본 예에 있어서는, 압출기가 고품질의 조리된 (일반적인/혼합된) 곡물들을 상업적인 생산속도로 제조하기 위해 사용되었다.
압출기는 도 1에 도시한 형태를 취하며 세 개의 헤드들로 되어 있다. 특히, 가동 19 및 20에서 사용되는 압출기 형상은 이하의 구성요소들로 이루어져 있다(모든 부품들은 웽어 매뉴팩춰링 컴퍼니의 부품 번호들을 이용하여 식별됨): 압출기 모델 C2TX; 압출기 배럴-74002-424(헤드번호 1); 두 개의 74002-425(헤드번호 2 및 3); 헤드번호 1은 슬리이브 74002-421이 장비되며; 헤드번호 2는 슬리이브 74002-422가 장비되고; 헤드번호 3은 슬리이브 74002-423이 장비됨. 최종 다이--74002-527 NA; 31950-356 IN; 65421-001 BH; 및 31350-895 IN. 회전하는 나이프 조립체가 압출물을 간편한 크기로 절단하기 위해 다이 출구에 근접하여 위치된다. 상기나이프 조립체는 19462-015(나이프 블레이드 홀더) 및 열두 개의 나이프 블레이드들(19430-007)을 포함한다.
이러한 가동들에 사용된 프리컨디셔너는 각각 60개의 비터들이 장비되는 좌우 샤프트들을 갖는 377 형상의 웽어 모델 54 DDC 프리컨디셔너였다. 압출된 제품은 그리고나서 건조되었다.
이하의 표 9는 상기 가동들에 있어서 압출장치의 작동 조건들을 설명한다.
표 9
가동#19 가동#20
건조 배합 정보:
공급 스크루 속도 rpm 21 12
프리컨디셔너 정보:
프리컨디셔너 속도 rpm 250 250
프리컨디셔너로의 증기 유량 kg/hr 550 766
프리컨디셔너로의 물 유량 lb/hr 300 --
프리컨디셔너 배출 온도 ℉ 170 192
압출 정보:
압출기 샤프트 속도 rpm 613 613
모터 하중 % 105 80
압출기로의 물 유량 lb/hr 100 25
컨트롤/온도 2nd 헤드 ℉ W/178 W/175
컨트롤/온도 3rd 헤드 ℉ W/182 W/176
헤드/압력 kPa 11721.5 11721.5
건조기 정보:
구역 1 온도 ℃ 110 110
구역 2 온도 ℃ 110 110
보유 시간-통로 1 min 9 9
보유 시간-통로 2 min 11 11
팬 속도 1 rpm 1800 1800
팬 속도 2 rpm 1800 1800
팬 속도 3 rpm 1800 1800
팬 속도 4 rpm 1800 1800
최종 제품 정보:
압출기 배출 속도 kg/hr 453.59 406
압출기 배출 밀도 kg/m3 593 150
최종 제품 설명 쌀 쌀
예 7
본 예에 있어서는, 압출기가 고품질의 조류 사료를 상업적인 생산속도로 제조하기 위해 사용되었다.
압출기는 도 1에 도시한 형태를 취하며 세 개의 헤드들로 되어 있다. 특히, 가동 #21-28은 이하의 공통적인 구성요소들을 사용하였다(모든 부품들은 웽어 매뉴팩춰링 컴퍼니의 부품 번호들을 이용하여 식별됨): 압출기 모델 C2TX; 압출기 배럴-74002-424(헤드번호 1); 두 개의 74002-425(헤드번호 2 및 3); 헤드번호 1은 슬리이브 74002-421이 장비되며; 헤드번호 2는 슬리이브 74002-422가 장비되고; 헤드번호 3은 슬리이브 74002-423이 장비됨. 상기 가동들에 있어서는, 이하의 표 10에 제시한 바와 같은 최종 다이 조립체들이 사용되었다(모든 부품들은 웽어 매뉴팩춰링 컴퍼니의 부품 번호들을 이용하여 식별됨):
표 10
가동#21-#22 가동#23 가동#24-#25 가동#26 가동#27-#28
최종 다이 74002-527NA31950-3561N65422-097BD 74002-527NA65534-029AD65421-001BH74010-587NA31950-356IN 74002-527NA65534-029AD31950-399IN65421-001BH 74002-527NA31950-597IN65421-001BH65534-029AD 74002-527NA31950-597IN65422-001BD
회전하는 나이프 조립체가 압출물을 간편한 크기로 절단하기 위해 다이 출구에 근접하여 위치된다. 상기 나이프 조립체는 19462-015(나이프 블레이드 홀더) 및 열두 개의 나이프 블레이드들(19430-007)을 포함한다.
이러한 가동들에 사용된 프리컨디셔너는 각각 60개의 비터들이 장비되는 좌우 샤프트들을 갖는 377 형상의 웽어 모델 54 DDC 프리컨디셔너였다. 압출된 제품은 그리고나서 건조되었다.
이하의 표 11은 상기 가동들에 있어서 압출장치의 작동 조건들을 설명한다.
표 11
가동#21 가동#22 가동#23 가동#24 가동#25 가동#26 가동#27 가동#28
건조 배합 정보:
공급스크루속도 rpm 15 10 11 10 10 10 10 10
프리컨디셔닝 정보:
프리컨디셔너속도 rpm 250 250 250 250 250 250 250 --
프리컨디셔너로의 증기유량 kg/hr 158 870 913 600 600 600 173 142
프리컨디셔너로의 물유량 lb/hr 350 -- 450 -- 340 200 -- --
프리컨디셔너첨가제1비율 kg/hr -- -- -- -- 58 2100 -- --
프리컨디셔너배출온도 ℉ 158 -- -- 189 189 191 -- 169
압출정보:
압출기샤프트속도 rpm 600 600 610 600 600 625 581 593
모터하중 % 43 37 24 62 40 47 70 95
압출기로의물유량 lb/hr 100 -- 100 -- 100 100 80 50
컨트롤/온도-2nd 헤드 ℉ W/119 W W/154 W/254 W/273 W/262 W/292 --
컨트롤/온도-3rd 헤드 ℉ W/145 W/174 W/138 W/174 W/172 W/168 W/182 --
헤드/압력 kPa 3447.5 5516 2758 11032 6205.5 7584.5 13790 13790
건조기 정보:
구역1온도 ℃ 110 110 130 125 125 125 105 90
구역2온도 ℃ 110 110 130 125 125 125 105 90
보유시간-통로1 min 6 6 7.1 7.1 7.1 7.1 7.1 7.1
보유시간-통로2 min 9.1 9.1 9.1 9.1 9.1 9.1 9.1 9.1
건조기배출수분 % wb 8.94 3.59 8.71 2.75 3.34 2.94 1.72 4.18
팬속도1 rpm 2110 2110 2110 2110 2110 2110 2110 1825
팬속도2 rpm 2110 2110 2110 2110 2110 2110 2110 1815
팬속도3 rpm 2060 2060 2060 2060 2060 2060 2060 1800
팬속도4 rpm 2095 2095 2095 2060 2060 2060 2095 1800
최종 제품 정보:
압출기배출속도 kg/hr 3469 -- -- 1818 1818 -- 1658 --
압출기성능 -- -- -- -- -- -- -- 불안정
압출기배출밀도 kg/m3 561 497 570 260 352 390 230 216.35
최종제품설명 KT시험 KT시험 KT시험 KT시험 KT시험 KT시험 KT시험-062 KT시험
예 8
본 예에 있어서는, 압출기가 고품질의 개 사료를 상업적인 생산속도로 제조하기 위해 사용되었다.
압출기는 도 1에 도시한 형태를 취하며 세 개의 헤드들로 되어 있다. 특히, 가동 29-31에서 사용되는 압출기 형상은 이하의 구성요소들로 이루어져 있다(모든 부품들은 웽어 매뉴팩춰링 컴퍼니의 부품 번호들을 이용하여 식별됨): 압출기 모델 C2TX; 압출기 배럴-74002-424(헤드번호 1); 두 개의 74002-425(헤드번호 2 및 3); 헤드번호 1은 슬리이브 74002-421이 장비되며; 헤드번호 2는 슬리이브 74002-422가 장비되고; 헤드번호 3은 슬리이브 74002-423이 장비됨. 최종 다이--74002-527 NA; 65534-029 AD; 31950-399 IN; 및 65422-199 BD. 회전하는 나이프 조립체가 압출물을 간편한 크기로 절단하기 위해 다이 출구에 근접하여 위치된다. 상기 나이프 조립체는 19462-263(나이프 블레이드 홀더) 및 열 개의 나이프 블레이드들(19430-007)을 포함한다.
이러한 가동들에 사용된 프리컨디셔너는 각각 60개의 비터들이 장비되는 좌우 샤프트들을 갖는 377 형상의 웽어 모델 54 DDC 프리컨디셔너였다. 가동 29 및 30에서 압출된 제품은 그리고나서 건조되었다.
이하의 표 12는 상기 가동들에 있어서 압출장치의 작동 조건들을 설명한다.
표 12
가동#29 가동#30 가동#31
건조 배합 정보:
공급 스크루 속도 rpm 29 39 25
프리컨디셔너 정보:
프리컨디셔너 속도 rpm 250 250 250
프리컨디셔너로의 증기 유량 kg/hr 932 1049 1183
프리컨디셔너로의 물 유량 lb/hr 500 770 470
프리컨디셔너 첨가제 1 비율 kg/hr 89 125 --
프리컨디셔너 배출 온도 ℉ 188 180 202
압출 정보:
압출기 샤프트 속도 rpm 600 728 600
모터 하중 % 50 70 62
압출기로의 물 유량 lb/hr -- -- 100
컨트롤/온도 2nd 헤드 ℉ W/251 W/251 W/279
컨트롤/온도 3rd 헤드 ℉ W/155 W/153 W/172
헤드/압력 kPa 4826.5 4826.5 4137
건조기 정보:
구역 1 온도 ℃ 130 135 --
구역 2 온도 ℃ 130 135 --
보유 시간-통로 1 min 9.2 5.7 --
보유 시간-통로 2 min 11.2 9.6 --
건조기 배출 수분 % wb 13.28 8.32 --
팬 속도 1 rpm 1815 2335 --
팬 속도 2 rpm 1815 2305 --
팬 속도 3 rpm 1805 2355 --
팬 속도 4 rpm 1800 2360 --
최종 제품 정보:
압출기 배출 속도 kg/hr -- 8040 --
압출기 배출 밀도 kg/m3 481 450 424
압출기 성능 -- 안정 안정
최종 제품 설명 개 ZD 개 ZD _
도 7 내지 도 10의 실시예
도 7 내지 도 10에는 개선된 다이 조립체(88)와 조합된 전기한 바와 같은 쌍스크루 압출기(14)를 도시하며, 상기 다이 조립체(88)는 배럴 헤드(32)의 전방 면에 장착된다. 넓게는, 조립체(88)는 내부 통로(91)를 제공하는 관형 배럴(90), 외측으로 확계되는 출력 개구부(92), 및 한 쌍의 동심적이고 대향되며 상방향 및 하방향으로 연장되는 관형 연장부들(94,96)을 포함한다. 도 7 및 도 9에 가장 명확하게 도시한 바와 같이, 배럴(90)의 후방측 단부에는 플랜지가 형성되어 배럴섹션(32)의 단부와 정합되며, 배럴을 적소에 연결시키기 위해 볼트들(98)이 사용된다. 도 8에 도시한 바와 같이, 정상적으로는 통상적인 개구된 다이 플레이트(100)가 출력 개구부(92)를 횡단하여 배럴(90)의 전방측 단부에 고정된다.
상기 조립체(88)는 또한 상기 연장부들(94,96)내에 위치되면서 통로(91)를 횡단하여 연장되는, 수직방향으로 이동가능한 밸브 스템(102)을 포함한다. 스템(102)은 중심적인 관통 개구부(104)를 가지며; 상기 개구부(104)는, 상기 스템(102)이 도 7에 도시한 바와 같이 위치될 때, 통로(91)와 동심적으로 되면서 동일한 직경을 갖도록 크기가 결정된다. 부가하여, 스템(102)은 상부 개구부(108)와 연통되는 하방향으로 연장되는 관형 다리부(106)를 가지며, 상기 상부 개구부(108)는 스템(102)이 도 9에 도시한 위치에 있을 때 상기 통로(91)와 연통되도록 크기가 결정된다. 스템(102)에는 개구부(104)의 상부에서 상방향으로 연장되는 원통형 블록 부분(110)이 장비된다. 상기 블록 부분(110)은 가이드(112)를 지지하고 그 상단부에 근접하여 중심적인 나사 구멍(114)을 갖는다. 도 7 및 도 9에 도시한 바와 같이, 연장부들(94,96)은, 그들의 외측 단부에 근접하여, 연장부들과 스템(102) 사이를 밀봉시키기 위한 통상적인 O-링 시일(116,118)을 갖는다.
드라이브 조립체(120)가 스템(102)을 위해 제공되고, 블록 부분(110)의 상부에 위치되는 피스톤 및 실린더 유니트(122)를 포함한다. 유니트(122)는, 개구된 정부(top) 및 바닥 벽들(123a,123b)을 갖는 실린더(123), 및 연장가능한 피스톤 로드(124)를 포함한다. 상기 피스톤 로드(124)는 가이드(112)를 통과하여 블록 부분(110)에 나사결합된다. 유니트(122)는 한 쌍의 직립 측벽들(126,128)(도 10참조)에의 볼트 연결부들에 의해 지지되며, 상기 측벽들은 상기 연장부(94)에 고정된다. 스템(102)의 위치결정을 돕기 위해, 피스톤 로드(124)의 외측 단부는 포인터(130)를 갖고, 자(rule)(132)가 정부 벽(123a)에 고정된다. 스템(102)의 상하 왕복은, 연장부(94) 및 플레이트(123a)에 연결된 두 개의 직립 플레이트들(134, 136) 사이에 슬라이딩가능하게 수납되는 플레이트(112)에 의해 안내된다.
조립체(88)의 사용에 있어서, 스템(102)은 상기 피스톤 및 실린더 유니트(122)를 통하여 무한적으로 조절가능하게 된다. 정상적인 상태의 압출 가동중, 스템(102)은 도 7의 위치에 있을 수 있으며, 즉, 개구부(104)가 통로(91)와 동심적으로 된다. 이러한 배향에 의해, 압출기를 통과하는 재료 유동에 대한 제한이 최소화된다. 그러나, 더 큰 배압이 요구되는 경우에는, 스템(102)은 개구부(104)의 부분적인 차단을 유발하도록 약간 상승되거나 하강될 수 있다. 부가적으로, 개시 작동중에는 또는 압출기 배합비들 사이의 전환중에는, 압출기 배럴로부터 재료를 비우는 것이 바람직할 수 있다. 이는 도 9의 위치로 스템(102)을 상승시킴으로써 달성되며, 동 위치에서는, 개구부(108)가 통로(91)와 완전한 연통상태에 놓이게 된다. 이러한 조건에서는, 스크랩 재료는 관형 다리부(106)를 관통하여 하방향으로 방향전환된다. 허용가능한 제품이 일단 창출되면, 스템(102)은 물론 도 7의 위치 또는 요구되는 가동 조건에 따른 특정 중간 위치로 하강된다.
도 11 내지 도 14의 실시예
도 11 내지 도 14에는 오일 종자들로부터 오일을 추출하기 위해, 예컨대, 전지 콩 가루 또는 콩들로부터 대두유를 추출하기 위해 특별히 설계된 본 발명의 실시예를 도시한다. 본 실시예에 있어서, 압출기(138)는 전기한 바와 같은 압출기(14)와 같이 3-헤드 디자인을 갖는다. 또한, 최종 헤드(32)를 제외하고는, 압출기(138)는 압출기(14)와 동일하며, 그러므로 동일한 도면부호가 도 11에서 사용된다. 더욱 넓게는, 본 발명의 본 면에 있어서, 최종 헤드(32)와 유사하거나 또는 동일한 하나 또는 그 이상의 압출 헤드들이 사용된다. 도면에 도시하지는 않았지만, 조립체(88)는 바람직하게는 압출기 배럴의 외측 단부에 근접하여 장착된다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 압출기(138)가 개조된 제 3 또는 최종 헤드(140)를 갖는다는 점을 알 수 있고, 상기 최종 헤드(140)는 볼트들(142)을 경유하여 헤드(30)에 볼팅된다. 헤드(140)는 최하단의 관형 유체 출구(146)를 갖는 외부 원형 쉘(144)을 포함하고; 상기 쉘(144)은 격설된 헤드 플레이트들(148,150)에 의해 지지된다. 부가하여, 헤드(140)는 내부의 슬로팅된 추출 슬리이브(152)를 포함하며, 슬리이브(152)는 일련의 상호연결되고 정렬된 바 요소들(154)(도 13 참조)로 이루어진다. 슬리이브(152)는 테이퍼된 형상을 가지며, 헤드 플레이트들(148 및 150)내에 각각 형성되는 대체로 타원형인 개구부들(156,158)내에 장착된다. 슬리이브(152)의 내부 표면(160)은 수평적인 대체로 "숫자 8"의 디자인을 갖도록 형성되며, 플레이트(148)로부터 플레이트(150)까지 테이퍼되어 쌍 스크루 조립체(22)의 섹션들을 수용한다.
슬리이브(152)는 바 요소들(154)로 형성되며; 각각의 바 요소는 내부 표면(162), 외부 표면(164), 전방 연결 블록(166), 후방 연결 블록(168), 및 블록들(166,168) 사이의 리세스(170)를 갖는다. 리세스(170)로부터 이격된 요소(154)의 표면(169)은 바 요소의 길이를 통하여 평탄하다. 각각의 바 요소의 내부 표면(162)이 대응되는 외부 표면(164)보다 길이가 짧다는 것을 알 수 있으며, 즉, 표면(162)의 곡률반경이 외부 표면(164)의 그 것보다 작게 된다. 도 14에는 한 쌍의 나란한 바 요소들(154a,154b)을 도시하며, 이러한 나란한 바 요소들은 블록들(166a,166b 및 168a,168b)의 구역들에서 용접 또는 다른 연결수단에 의해 상호 연결된다. 그러나, 바 요소(154a)에 형성된 리세스(170a) 및 근접한 평탄한 표면(169b)에 기인하여, 관통 통로(172)가 바 요소들(154a 및 154b) 사이에 마련된다.
도시한 바와 같이, 전체 슬리이브(152)는 바 요소들로 이루어지며, 근접한 바 요소들 사이에는 관통 통로들이 마련된다. 바 요소들은, 상기 관통 통로들이 슬리이브(152)의 내부 표면(160)으로부터 그 외부 표면까지 테이퍼되도록, 형상화된다. 하나의 실시예에서, 슬리이브의 내부 표면에 근접한 통로들의 폭은 대체로 0.003 인치이다(약 0.001-0.065 인치의 범위를 갖는다). 이러한 방식으로, 추출된 유체는 상기 통로들을 통과하지만 슬리이브를 통과하는 고체 재료는 거의 또는 전혀 상기 통로들을 통하여 이동될 수 없다. 도 12에 가장 명확하게 도시한 바와 같이, 슬리이브(152)의 상부 및 하부 중심 구역들(174)에서 바 요소들은 대체로 일정한 두께를 가지며, 슬리이브의 측면의 궁형 섹션들(176)에서 바 요소들은 자체적으로 테이퍼된다.
압출기(138)의 외측 단부는 관통 개구부(180)를 갖는 중간 플레이트(178),및 외측으로 확계되는 개구부(184)를 제공하는 다이 장착 플레이트(182)를 포함한다. 플레이트들(178,182)은 볼트들(186)에 의해 플레이트(150)에 고정된다. 도시하지는 않았지만, 개구된 다이 플레이트가 개구부(184)를 횡단하여 플레이트(182)의 외면 또는 더욱 바람직하게는 다이 조립체(88)에 고정될 수 있다는 것을 알 수 있다.
압출기(138)의 사용에 있어서, 탈지될(to be defatted) 재료는 압출기(138)를 통과하며, 첫번째 두 개의 헤드들(28 및 30)내에서 증가되는 온도, 압력 및 전단에 처하여진다. 재료가 제 3 헤드(140)내로 도입됨에 따라, 스크루 조립체(88)의 작용에 의해 오일 종자 재료내의 오일은 근접한 바 요소들(154) 사이에 제공되는 통로(172)를 통하여 압축되거나 또는 압출된다. 이러한 오일은 쉘(144)내에서 수집되며, 후속적인 처리(예컨대, 플래싱 및 추출)를 위해 출구(146)를 경유하여 배출된다. 물론, 적당한 경우, 펌프가 출구(146)에 작동적으로 결합될 수 있다. 오일이 제거된 재료가 슬리이브(152)를 통과함에 따라, 동 재료는 개구부들(180,184)(그리고, 존재되는 경우, 다이 플레이트 또는 조립체(88))을 관통하여 이동한다.
압출기(138)를 이용하는 특히 바람직한 추출 기술은 초임계 추출이며, 이러한 초임계 추출에 있어서는 이산화탄소 또는 프로판, 또는 그들의 혼합물과 같은 추출용 용제가 추출용 용제를 초임계 온도/압력 조건들하에서 분사시키는 인젝터(도시안됨)를 통하여 헤드(140)내로 (또는 그 상부에서 헤드들(28 또는 30)내로) 분사된다. 상기 초임계 추출은 효율의 증가를 초래하는데, 그 이유는, 초임계 추출용 용제가 오일을 놓치기가 더욱 용이하며 오일 점도를 낮추어, 오일이 슬리이브(152)를 통하여 용이하게 방출되도록 하기 때문이다. 또한, 초임계 유체들의 사용에 의해 가루의 온도가 낮추어져서 그 과열이 방지되므로, 탈지된 가루는 고품질을 유지한다. 이러한 동일한 효과에 의해, 대체적인 산소의 부재에 기인하여, 추출된 오일의 산화가 방지된다.
초임계 추출이 요구되는 경우, (물론, 슬리이브(152)를 통과하는 재료의 "플러그"가 슬리이브 후방 또는 전방으로의 초임계 유체의 통기를 방지하지만) 헤드(32)내에서 압력 조건들을 유지하기 위해 출구(146)에 압력 조절용 밸브를 부착시키는 것도 종종 유용하다. 예시적인 목적으로, 이산화탄소가 초임계 추출용 용제로서 사용되는 경우에는, 슬리이브(152)내의 압력 조건들은 약 1500 psi의 레벨로 유지될 수 있는 반면, 쉘(144)내에서는, 압력이 1000 psi 정도로 될 수 있다(즉, 슬리이브(152)를 횡단하여 약 500 psi의 압력강하가 발생된다). 또한, 일련의 격설된 압력 조절 밸브들이 출구(146)에 부착되어 다른 연속적인 낮은 압력들에서 다른 제품들의 직렬회수(cascade recovery)를 허용하는 것도 상정할 수 있다.
압출기(138)가 오일들의 추출에 특별한 유용성을 갖지만, 동 압출기는 특수한 차 또는 허브 재료들의 추출을 위해서도 사용될 수 있다.

Claims (105)

  1. 압출 스크루에 있어서,
    샤프트 후방단부와 샤프트 전방단부를 갖는 연신된 중심 샤프트를 구비하며; 외측으로 연장되는 나선형 플라이팅이 상기 중심 샤프트의 길이를 따라 형성되어, 플라이팅 후방단부, 플라이팅 전방단부, 외부 플라이팅 표면, 및 동 외부 플라이팅 표면과 상기 중심 샤프트 사이의 플라이팅 깊이부를 제공하고; 상기 중심 샤프트는, 상기 후방단부에 근접한 샤프트의 부분이 상기 전방단부에 근접한 샤프트의 부분보다 큰 직경을 갖도록, 상기 샤프트 후방단부에 인접한 지점으로부터 상기 샤프트 전방단부에 인접한 지점까지 그 길이를 따라 제 1 테이퍼 각으로 점진적으로 테이퍼되며; 상기 플라이팅 깊이부는, 상기 플라이팅 후방단부에 근접한 플라이팅 깊이가 상기 플라이팅 전방단부에 근접한 플라이팅 깊이보다 크도록, 상기 플라이팅 후방단부에 인접한 위치로부터 상기 플라이팅 전방단부에 인접한 위치까지 그 길이를 따라 제 2 테이퍼 각으로 테이퍼되고; 상기 제 1 및 제 2 테이퍼 각들은 서로 다르게 되며; 상기 외부 플라이팅 표면의 폭은, 상기 플라이팅 전방단부에 근접한 외부 플라이팅 표면의 폭이 상기 플라이팅 후방단부에 근접한 외부 플라이팅 표면의 폭보다 크게 되도록, 상기 플라이팅의 길이를 따라 점진적으로 증가되는 것을 특징으로 하는 압출 스크루.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 테이퍼 각이 상기 제 1 테이퍼 각보다 큰 것을 특징으로 하는 압출 스크루.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 테이퍼 각이 약 0.5-5°인 것을 특징으로 하는 압출 스크루.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 테이퍼 각이 약 1-2.5°인 것을 특징으로 하는 압출 스크루.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 테이퍼 각이 약 2-6°인 것을 특징으로 하는 압출 스크루.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 2 테이퍼 각이 약 2.5-4°인 것을 특징으로 하는 압출 스크루.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 샤프트 테이퍼가 균일한 것을 특징으로 하는 압출 스크루.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 플라이팅 깊이부 테이퍼가 균일한 것을 특징으로 하는 압출 스크루.
  9. 쌍 압출 스크루 세트에 있어서,
    샤프트 후방단부와 샤프트 전방단부와 종축을 제공하는 중심 샤프트를 각각 갖는 제 1 및 제 2의 연신된 스크루들을 구비하며, 외측으로 연장되는 나선형 플라이팅이 상기 중심 샤프트의 길이를 따라 형성되어, 플라이팅 후방단부, 플라이팅 전방단부 및 상기 중심 샤프트로부터 떨어진 외부 표면을 가지면서 상기 플라이팅 외부 표면과 상기 중심 샤프트 사이에 플라이팅 깊이부를 마련하고;
    상기 샤프트들의 각각은, 상기 샤프트 후방단부에 근접한 샤프트 직경이 상기 샤프트 전방단부에 근접한 샤프트 직경보다 크도록, 상기 샤프트 후방단부에 근접한 지점으로부터 상기 샤프트 전방단부에 근접한 지점까지 그 길이를 따라 제 1 테이퍼 각으로 점진적으로 테이퍼되며;
    각각의 샤프트상의 상기 플라이팅 깊이부는, 상기 플라이팅 후방단부에 근접한 플라이팅 깊이가 상기 플라이팅 전방단부에 근접한 플라이팅 깊이보다 크도록, 상기 플라이팅 후방단부에 근접한 위치로부터 상기 플라이팅 전방단부에 근접한 위치까지 그 길이를 따라 제 2 테이퍼 각으로 점진적으로 테이퍼되고;
    상기 제 1 및 제 2 스크루들은 근접되어 나란한 관계로 배치되며 제 1 및 제 2 스크루들의 종축들이 끼인각을 마련하도록 근접한 스크루에 대하여 각도를 이루면서 각각 배향되는 것을 특징으로 하는 쌍 압출 스크루 세트.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 스크루의 플라이팅이 제 1 및 제 2 스크루들의 길이부들을 따라 상기 제 2 스크루의 플라이팅과 서로 개재되며, 제 1 및 제 2 스크루들의 상기 개재되는 플라이팅은 서로 협력하여 스크루들의 길이를 따라 다수의 닙 영역들을 제공하는 것을 특징으로 하는 쌍 압출 스크루 세트.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 닙 영역들에서 제 1 및 제 2 스크루들의 상기 서로 개재되는 플라이팅 사이의 클리어런스가 약 0.010-0.2 인치인 것을 특징으로 하는 쌍 압출 스크루 세트.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 클리어런스가 약 0.025-0.1 인치인 것을 특징으로 하는 쌍 압출 스크루 세트.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 닙 영역들에서 제 1 및 제 2 스크루들의 상기 서로 개재되는 플라이팅 사이의 클리어런스가 상기 스크루들의 길이부를 따라 대체로 일정한 것을 특징으로 하는 쌍 압출 스크루 세트.
  14. 제 9 항에 있어서,
    각각의 스크루의 상기 외부 플라이팅 표면의 폭이 상기 플라이팅 후방단부에 근접한 위치로부터 상기 플라이팅 전방단부에 근접한 위치까지 스크루의 길이를 따라 점진적으로 증가되는 것을 특징으로 하는 쌍 압출 스크루 세트.
  15. 제 9 항에 있어서,
    상기 끼인각이 약 1-8°인 것을 특징으로 하는 쌍 압출 스크루 세트.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 끼인각이 약 1.5-5°인 것을 특징으로 하는 쌍 압출 스크루 세트.
  17. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 2 테이퍼 각이 상기 제 1 테이퍼 각보다 큰 것을 특징으로 하는 쌍 압출 스크루 세트.
  18. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 테이퍼 각이 약 0.5-5°인 것을 특징으로 하는 쌍 압출 스크루 세트.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 1 테이퍼 각이 약 1-2.5°인 것을 특징으로 하는 쌍 압출 스크루 세트.
  20. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 2 테이퍼 각이 약 2-6°인 것을 특징으로 하는 쌍 압출 스크루 세트.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 제 2 테이퍼 각이 약 2.5-4°인 것을 특징으로 하는 쌍 압출 스크루 세트.
  22. 제 9 항에 있어서,
    상기 샤프트 테이퍼가 균일한 것을 특징으로 하는 쌍 압출 스크루 세트.
  23. 제 9 항에 있어서,
    상기 플라이팅 깊이부 테이퍼가 균일한 것을 특징으로 하는 쌍 압출 스크루 세트.
  24. 쌍 압출 스크루 세트에 있어서,
    샤프트 후방단부와 샤프트 전방단부와 종축을 제공하는 중심 샤프트를 각각 갖는 제 1 및 제 2의 연신된 스크루들을 구비하며, 외측으로 연장되는 나선형 플라이팅이 상기 중심 샤프트의 길이를 따라 형성되어, 플라이팅 후방단부, 플라이팅 전방단부, 상기 중심 샤프트로부터 떨어진 외부 표면, 및 상기 플라이팅 외부 표면과 상기 중심 샤프트 사이의 플라이팅 깊이부를 갖고;
    상기 제 1 및 제 2 스크루들은 근접되어 나란한 관계로 배치되며 제 1 및 제 2 스크루들의 종축들이 끼인각을 마련하도록 근접한 스크루에 대하여 각도를 이루면서 각각 배향되고;
    상기 제 1 스크루의 플라이팅이 제 1 및 제 2 스크루들의 길이부들을 따라 상기 제 2 스크루의 플라이팅과 서로 개재되며, 제 1 및 제 2 스크루들의 상기 개재되는 플라이팅은 서로 협력하여 스크루들의 길이를 따라 다수의 닙 영역들을 제공하고;
    상기 닙 영역들에서 제 1 및 제 2 스크루들의 상기 서로 개재되는 플라이팅 사이의 클리어런스가 상기 스크루들의 길이부를 따라 대체로 일정한 것을 특징으로 하는 쌍 압출 스크루 세트.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 닙 영역들에서 제 1 및 제 2 스크루들의 상기 서로 개재되는 플라이팅 사이의 클리어런스가 약 0.010-0.2 인치인 것을 특징으로 하는 쌍 압출 스크루 세트.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 클리어런스가 약 0.025-0.1 인치인 것을 특징으로 하는 쌍 압출 스크루 세트.
  27. 제 24 항에 있어서,
    각각의 스크루의 상기 외부 플라이팅 표면의 폭이 상기 플라이팅 후방단부에 근접한 위치로부터 상기 플라이팅 전방단부에 근접한 위치까지 스크루의 길이를 따라 점진적으로 증가되는 것을 특징으로 하는 쌍 압출 스크루 세트.
  28. 제 24 항에 있어서,
    상기 끼인각이 약 1-8°인 것을 특징으로 하는 쌍 압출 스크루 세트.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 끼인각이 약 1.5-5°인 것을 특징으로 하는 쌍 압출 스크루 세트.
  30. 쌍 스크루 압출기에 있어서,
    입구 및 떨어진 출구를 제공하면서 그 내부에 쌍 스크루 세트를 수납하도록 형상화되는 배럴 개구부를 갖는 연신된 배럴, 및 상기 배럴내에 배치되는 쌍 스크루 세트를 구비하고;
    상기 쌍 스크루 세트가 샤프트 후방단부와 샤프트 전방단부와 종축을 제공하는 중심 샤프트를 각각 갖는 제 1 및 제 2의 연신된 스크루들을 포함하며, 외측으로 연장되는 나선형 플라이팅이 상기 중심 샤프트의 길이를 따라 형성되어, 플라이팅 후방단부, 플라이팅 전방단부 및 상기 중심 샤프트로부터 떨어진 외부 표면을 가지면서 상기 플라이팅 외부 표면과 상기 중심 샤프트 사이에 플라이팅 깊이부를 마련하고;
    상기 샤프트들의 각각은, 상기 샤프트 후방단부에 근접한 샤프트 직경이 상기 샤프트 전방단부에 근접한 샤프트 직경보다 크도록, 상기 샤프트 후방단부에 근접한 지점으로부터 상기 샤프트 전방단부에 근접한 지점까지 그 길이를 따라 제 1 테이퍼 각으로 점진적으로 테이퍼되며;
    각각의 샤프트상의 상기 플라이팅 깊이부는, 상기 플라이팅 후방단부에 근접한 플라이팅 깊이가 상기 플라이팅 전방단부에 근접한 플라이팅 깊이보다 크도록, 상기 플라이팅 후방단부에 근접한 위치로부터 상기 플라이팅 전방단부에 근접한 위치까지 그 길이를 따라 제 2 테이퍼 각으로 점진적으로 테이퍼되는 것을 특징으로 하는 쌍 스크루 압출기.
  31. 제 30 항에 있어서,
    상기 배럴 개구부가 그 길이를 따라 테이퍼되는 것을 특징으로 하는 쌍 스크루 압출기.
  32. 제 30 항에 있어서,
    상기 제 1 스크루의 플라이팅이 제 1 및 제 2 스크루들의 길이부들을 따라상기 제 2 스크루의 플라이팅과 서로 개재되며, 제 1 및 제 2 스크루들의 상기 개재되는 플라이팅은 서로 협력하여 스크루들의 길이를 따라 다수의 닙 영역들을 제공하는 것을 특징으로 하는 쌍 스크루 압출기.
  33. 제 32 항에 있어서,
    상기 닙 영역들에서 제 1 및 제 2 스크루들의 상기 서로 개재되는 플라이팅 사이의 클리어런스가 약 0.010-0.2 인치인 것을 특징으로 하는 쌍 스크루 압출기.
  34. 제 33 항에 있어서,
    상기 클리어런스가 약 0.025-0.1 인치인 것을 특징으로 하는 쌍 스크루 압출기.
  35. 제 32 항에 있어서,
    상기 닙 영역들에서 제 1 및 제 2 스크루들의 상기 서로 개재되는 플라이팅 사이의 클리어런스가 상기 스크루들의 길이부를 따라 대체로 일정한 것을 특징으로 하는 쌍 스크루 압출기.
  36. 제 30 항에 있어서,
    각각의 스크루의 상기 외부 플라이팅 표면의 폭이 상기 플라이팅 후방단부에 근접한 위치로부터 상기 플라이팅 전방단부에 근접한 위치까지 스크루의 길이를 따라 점진적으로 증가되는 것을 특징으로 하는 쌍 스크루 압출기.
  37. 제 30 항에 있어서,
    상기 끼인각이 약 1-8°인 것을 특징으로 하는 쌍 스크루 압출기.
  38. 제 37 항에 있어서,
    상기 끼인각이 약 1.5-5°인 것을 특징으로 하는 쌍 스크루 압출기.
  39. 제 30 항에 있어서,
    상기 제 2 테이퍼 각이 상기 제 1 테이퍼 각보다 큰 것을 특징으로 하는 쌍 스크루 압출기.
  40. 제 30 항에 있어서,
    상기 제 1 테이퍼 각이 약 0.5-5°인 것을 특징으로 하는 쌍 스크루 압출기.
  41. 제 40 항에 있어서,
    상기 제 1 테이퍼 각이 약 1-2.5°인 것을 특징으로 하는 쌍 스크루 압출기.
  42. 제 30 항에 있어서,
    상기 제 2 테이퍼 각이 약 2-6°인 것을 특징으로 하는 쌍 스크루 압출기.
  43. 제 42 항에 있어서,
    상기 제 2 테이퍼 각이 약 2.5-4°인 것을 특징으로 하는 쌍 스크루 압출기.
  44. 제 30 항에 있어서,
    상기 샤프트 테이퍼가 균일한 것을 특징으로 하는 쌍 스크루 압출기.
  45. 제 30 항에 있어서,
    상기 플라이팅 깊이부 테이퍼가 균일한 것을 특징으로 하는 쌍 스크루 압출기.
  46. 쌍 스크루 압출기에 있어서,
    입구 및 떨어진 출구를 제공하면서 그 내부에 쌍 스크루 세트를 수납하도록 형상화되는 배럴 개구부를 갖는 연신된 배럴, 및 상기 배럴내에 배치되는 쌍 스크루 세트를 구비하고;
    상기 쌍 스크루 세트가 샤프트 후방단부와 샤프트 전방단부와 종축을 제공하는 중심 샤프트를 각각 갖는 제 1 및 제 2의 연신된 스크루들을 구비하며, 외측으로 연장되는 나선형 플라이팅이 상기 중심 샤프트의 길이를 따라 형성되어, 플라이팅 후방단부, 플라이팅 전방단부, 상기 중심 샤프트로부터 떨어진 외부 표면, 및 상기 플라이팅 외부 표면과 상기 중심 샤프트 사이의 플라이팅 깊이부를 갖고;
    상기 제 1 및 제 2 스크루들은 근접되어 나란한 관계로 배치되며 제 1 및 제 2 스크루들의 종축들이 끼인각을 마련하도록 근접한 스크루에 대하여 각도를 이루면서 각각 배향되고;
    상기 제 1 스크루의 플라이팅이 제 1 및 제 2 스크루들의 길이부들을 따라 상기 제 2 스크루의 플라이팅과 서로 개재되며, 제 1 및 제 2 스크루들의 상기 개재되는 플라이팅은 서로 협력하여 스크루들의 길이를 따라 다수의 닙 영역들을 제공하고;
    상기 닙 영역들에서 제 1 및 제 2 스크루들의 상기 서로 개재되는 플라이팅 사이의 클리어런스가 상기 스크루들의 길이부를 따라 대체로 일정한 것을 특징으로 하는 쌍 스크루 압출기.
  47. 제 46 항에 있어서,
    상기 닙 영역들에서 제 1 및 제 2 스크루들의 상기 서로 개재되는 플라이팅 사이의 클리어런스가 약 0.010-0.2 인치인 것을 특징으로 하는 쌍 스크루 압출기.
  48. 제 47 항에 있어서,
    상기 클리어런스가 약 0.025-0.1 인치인 것을 특징으로 하는 쌍 스크루 압출기.
  49. 제 46 항에 있어서,
    각각의 스크루의 상기 외부 플라이팅 표면의 폭이 상기 플라이팅 후방단부에 근접한 위치로부터 상기 플라이팅 전방단부에 근접한 위치까지 스크루의 길이를 따라 점진적으로 증가되는 것을 특징으로 하는 쌍 스크루 압출기.
  50. 제 46 항에 있어서,
    상기 끼인각이 약 1-8°인 것을 특징으로 하는 쌍 스크루 압출기.
  51. 제 50 항에 있어서,
    상기 끼인각이 약 1.5-5°인 것을 특징으로 하는 쌍 스크루 압출기.
  52. 압출된 제품을 생성하기 위한 방법에 있어서,
    샤프트 후방단부와 샤프트 전방단부와 종축을 제공하는 중심 샤프트를 각각 갖는 제 1 및 제 2의 연신된 스크루들을 구비하며, 외측으로 연장되는 나선형 플라이팅이 상기 중심 샤프트의 길이를 따라 형성되어, 플라이팅 후방단부, 플라이팅 전방단부 및 상기 중심 샤프트로부터 떨어진 외부 표면을 갖고, 상기 제 1 및 제 2 스크루들은 근접되어 나란한 관계로 배치되며 제 1 및 제 2 스크루들의 종축들이 끼인각을 마련하도록 근접한 스크루에 대하여 각도를 이루면서 각각 배향되고, 상기 제 1 스크루의 플라이팅이 제 1 및 제 2 스크루들의 길이부들을 따라 상기 제 2 스크루의 플라이팅과 서로 개재되며, 제 1 및 제 2 스크루들의 상기 개재되는 플라이팅은 서로 협력하여 스크루들의 길이를 따라 다수의 닙 영역들을 제공하고, 상기닙 영역들에서 제 1 및 제 2 스크루들의 상기 서로 개재되는 플라이팅 사이의 클리어런스가 상기 스크루들의 길이부를 따라 대체로 일정한, 압출기를 제공하는 단계; 및
    압출가능한 시작 재료를 배럴 개구부내로 넣고 스크루 세트를 회전시켜 상기 배럴내에서 상기 재료를 가열 및 압축하고 동 가열되고 압축된 재료를 출구 단부로부터 압출시키는 단계;를 구비하는 것을 특징으로 하는 압출된 제품을 생성하기 위한 방법.
  53. 제 52 항에 있어서,
    상기 압출가능한 혼합물을 상기 배럴 입구내로 통과시키기 전에 프리컨디셔너를 관통하여 통과시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 압출된 제품을 생성하기 위한 방법.
  54. 제 53 항에 있어서,
    상기 프리컨디셔너를 관통한 통과중 상기 압출가능한 혼합물을 가습 및 가열하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 압출된 제품을 생성하기 위한 방법.
  55. 제 54 항에 있어서,
    상기 프리컨디셔너내에서 상기 압출가능한 혼합물을 약 125-210℉의 온도로 가열하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 압출된 제품을 생성하기 위한 방법.
  56. 제 55 항에 있어서,
    상기 온도가 약 175-210℉인 것을 특징으로 하는 압출된 제품을 생성하기 위한 방법.
  57. 제 54 항에 있어서,
    상기 프리컨디셔너내에서 증기 및/또는 물을 상기 혼합물과 혼합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 압출된 제품을 생성하기 위한 방법.
  58. 제 52 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 스크루들을 약 200-1200 rpm의 속도로 회전시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 압출된 제품을 생성하기 위한 방법.
  59. 제 58 항에 있어서,
    상기 속도가 약 400-750 rpm인 것을 특징으로 하는 압출된 제품을 생성하기 위한 방법.
  60. 제 52 항에 있어서,
    상기 압출가능한 혼합물이 상기 배럴을 통과하는 동안 배럴내로 물을 분사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 압출된 제품을 생성하기 위한 방법.
  61. 제 52 항에 있어서,
    상기 혼합물을 상기 압출기 배럴내에서 약 150-550℉의 최대 온도하에 놓여지도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 압출된 제품을 생성하기 위한 방법.
  62. 제 61 항에 있어서,
    상기 온도가 약 160-300℉인 것을 특징으로 하는 압출된 제품을 생성하기 위한 방법.
  63. 제 52 항에 있어서,
    상기 혼합물을 상기 압출기 배럴내에서 약 500-21,000 kPa의 최대 압력하에 놓여지도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 압출된 제품을 생성하기 위한 방법.
  64. 제 63 항에 있어서,
    상기 압력이 약 1,000-10,500 kPa인 것을 특징으로 하는 압출된 제품을 생성하기 위한 방법.
  65. 제 52 항에 있어서,
    상기 압출기 배럴로부터 방출되는 제품이 약 8-35 습윤기준 중량%의 수분 함량을 갖도록 상기 압출 공정이 수행되는 것을 특징으로 하는 압출된 제품을 생성하기 위한 방법.
  66. 제 65 항에 있어서,
    상기 수분 함량이 약 15-22 습윤기준 중량%인 것을 특징으로 하는 압출된 제품을 생성하기 위한 방법.
  67. 제 52 항에 있어서,
    상기 압출가능한 혼합물이 단백질 및 전분을 함유하는 재료들의 각각의 양들을 포함하는 것을 특징으로 하는 압출된 제품을 생성하기 위한 방법.
  68. 제 67 항에 있어서,
    상기 혼합물이 또한 일정량의 지방을 포함하는 것을 특징으로 하는 압출된 제품을 생성하기 위한 방법.
  69. 압출된 제품을 생성하기 위한 방법에 있어서,
    입구 및 떨어진 출구를 제공하면서 그 내부에 쌍 스크루 세트를 수납하도록 형상화되는 배럴 개구부를 갖는 연신된 배럴, 및 샤프트 후방단부와 샤프트 전방단부와 종축을 제공하는 중심 샤프트를 각각 갖는 제 1 및 제 2의 연신된 스크루들을포함하며, 외측으로 연장되는 나선형 플라이팅이 상기 중심 샤프트의 길이를 따라 형성되어, 플라이팅 후방단부, 플라이팅 전방단부 및 상기 중심 샤프트로부터 떨어진 외부 표면을 가지면서 상기 플라이팅 외부 표면과 상기 중심 샤프트 사이에 플라이팅 깊이부를 마련하고, 상기 샤프트들의 각각은, 상기 샤프트 후방단부에 근접한 샤프트 직경이 상기 샤프트 전방단부에 근접한 샤프트 직경보다 크도록, 상기 샤프트 후방단부에 근접한 지점으로부터 상기 샤프트 전방단부에 근접한 지점까지 그 길이를 따라 제 1 테이퍼 각으로 점진적으로 테이퍼되며, 각각의 샤프트상의 상기 플라이팅 깊이부는, 상기 플라이팅 후방단부에 근접한 플라이팅 깊이가 상기 플라이팅 전방단부에 근접한 플라이팅 깊이보다 크도록, 상기 플라이팅 후방단부에 근접한 위치로부터 상기 플라이팅 전방단부에 근접한 위치까지 그 길이를 따라 제 2 테이퍼 각으로 점진적으로 테이퍼되는, 상기 배럴내에 배치되는 쌍 스크루 세트를 구비하는 압출기를 제공하는 단계; 및
    압출가능한 시작 재료를 배럴 개구부내로 넣고 스크루 세트를 회전시켜 상기 배럴내에서 상기 재료를 가열 및 압축하고 동 가열되고 압축된 재료를 출구 단부로부터 압출시키는 단계;를 구비하는 것을 특징으로 하는 압출된 제품을 생성하기 위한 방법.
  70. 제 69 항에 있어서,
    상기 압출가능한 혼합물을 상기 배럴 입구내로 통과시키기 전에 프리컨디셔너를 관통하여 통과시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 압출된 제품을 생성하기 위한 방법.
  71. 제 70 항에 있어서,
    상기 프리컨디셔너를 관통한 통과중 상기 압출가능한 혼합물을 가습 및 가열하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 압출된 제품을 생성하기 위한 방법.
  72. 제 71 항에 있어서,
    상기 프리컨디셔너내에서 상기 압출가능한 혼합물을 약 125-210℉의 온도로 가열하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 압출된 제품을 생성하기 위한 방법.
  73. 제 72 항에 있어서,
    상기 온도가 약 175-210℉인 것을 특징으로 하는 압출된 제품을 생성하기 위한 방법.
  74. 제 71 항에 있어서,
    상기 프리컨디셔너내에서 증기 및/또는 물을 상기 혼합물과 혼합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 압출된 제품을 생성하기 위한 방법.
  75. 제 69 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 스크루들을 약 200-1200 rpm의 속도로 회전시키는 단계를포함하는 것을 특징으로 하는 압출된 제품을 생성하기 위한 방법.
  76. 제 75 항에 있어서,
    상기 속도가 약 400-750 rpm인 것을 특징으로 하는 압출된 제품을 생성하기 위한 방법.
  77. 제 69 항에 있어서,
    상기 압출가능한 혼합물이 상기 배럴을 통과하는 동안 배럴내로 물을 분사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 압출된 제품을 생성하기 위한 방법.
  78. 제 69 항에 있어서,
    상기 혼합물을 상기 압출기 배럴내에서 약 150-550℉의 최대 온도하에 놓여지도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 압출된 제품을 생성하기 위한 방법.
  79. 제 78 항에 있어서,
    상기 온도가 약 160-300℉인 것을 특징으로 하는 압출된 제품을 생성하기 위한 방법.
  80. 제 69 항에 있어서,
    상기 혼합물을 상기 압출기 배럴내에서 약 500-21,000 kPa의 최대 압력하에 놓여지도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 압출된 제품을 생성하기 위한 방법.
  81. 제 80 항에 있어서,
    상기 압력이 약 1,000-10,500 kPa인 것을 특징으로 하는 압출된 제품을 생성하기 위한 방법.
  82. 제 69 항에 있어서,
    상기 압출기 배럴로부터 방출되는 제품이 약 8-35 습윤기준 중량%의 수분 함량을 갖도록 상기 압출 공정이 수행되는 것을 특징으로 하는 압출된 제품을 생성하기 위한 방법.
  83. 제 82 항에 있어서,
    상기 수분 함량이 약 15-22 습윤기준 중량%인 것을 특징으로 하는 압출된 제품을 생성하기 위한 방법.
  84. 제 69 항에 있어서,
    상기 압출가능한 혼합물이 단백질 및 전분을 함유하는 재료들의 각각의 양들을 포함하는 것을 특징으로 하는 압출된 제품을 생성하기 위한 방법.
  85. 제 84 항에 있어서,
    상기 혼합물이 또한 일정량의 지방을 포함하는 것을 특징으로 하는 압출된 제품을 생성하기 위한 방법.
  86. 압출 스크루에 있어서,
    샤프트 후방단부와 샤프트 전방단부를 갖는 연신된 중심 샤프트를 구비하며; 외측으로 연장되는 나선형 플라이팅이 상기 중심 샤프트의 길이를 따라 형성되어, 플라이팅 후방단부, 플라이팅 전방단부, 외부 플라이팅 표면, 및 동 외부 플라이팅 표면과 상기 중심 샤프트 사이의 플라이팅 깊이부를 제공하고; 상기 중심 샤프트는, 상기 후방단부에 근접한 샤프트의 부분이 상기 전방단부에 근접한 샤프트의 부분보다 큰 직경을 갖도록, 상기 샤프트 후방단부에 인접한 지점으로부터 상기 샤프트 전방단부에 인접한 지점까지 그 길이를 따라 제 1 테이퍼 각으로 점진적으로 테이퍼되며; 상기 플라이팅 깊이부는, 상기 플라이팅 후방단부에 근접한 플라이팅 깊이가 상기 플라이팅 전방단부에 근접한 플라이팅 깊이보다 크도록, 상기 플라이팅 후방단부에 인접한 위치로부터 상기 플라이팅 전방단부에 인접한 위치까지 그 길이를 따라 제 2 테이퍼 각으로 테이퍼되고; 상기 제 1 및 제 2 테이퍼 각들은 서로 다르게 되는 것을 특징으로 하는 압출 스크루.
  87. 제 86 항에 있어서,
    상기 플라이팅 전방단부에 근접한 외부 플라이팅 표면의 폭이 상기 플라이팅 후방단부에 근접한 외부 플라이팅 표면의 폭과 다르게 되도록, 상기 외부 플라이팅 표면의 폭이 플라이팅의 길이를 따라 점진적으로 변화되는 것을 특징으로 하는 압출 스크루.
  88. 제 87 항에 있어서,
    상기 플라이팅 전방단부에 근접한 외부 플라이팅 표면의 폭이 상기 플라이팅 후방단부에 근접한 외부 플라이팅 표면의 폭보다 크게 되도록, 상기 외부 플라이팅 표면의 폭이 플라이팅의 길이를 따라 점진적으로 증가되는 것을 특징으로 하는 압출 스크루.
  89. 쌍 압출 스크루 세트에 있어서,
    샤프트 후방단부와 샤프트 전방단부와 종축을 제공하는 중심 샤프트를 각각 갖는 제 1 및 제 2의 연신된 스크루들을 구비하며, 외측으로 연장되는 나선형 플라이팅이 상기 중심 샤프트의 길이를 따라 형성되어, 플라이팅 후방단부, 플라이팅 전방단부 및 상기 중심 샤프트로부터 떨어진 외부 표면을 가지면서 상기 플라이팅 외부 표면과 상기 중심 샤프트 사이에 플라이팅 깊이부를 마련하고;
    각각의 샤프트상의 상기 플라이팅 깊이부는, 상기 플라이팅 후방단부에 근접한 플라이팅 깊이가 상기 플라이팅 전방단부에 근접한 플라이팅 깊이보다 크도록, 상기 플라이팅 후방단부에 근접한 위치로부터 상기 플라이팅 전방단부에 근접한 위치까지 그 길이를 따라 테이퍼 각을 이루면서 점진적으로 테이퍼되고;
    상기 제 1 및 제 2 스크루들은 근접되어 나란한 관계로 배치되며 제 1 및 제 2 스크루들의 종축들이 끼인각을 마련하도록 근접한 스크루에 대하여 각도를 이루면서 각각 배향되는 것을 특징으로 하는 쌍 압출 스크루 세트.
  90. 제 89 항에 있어서,
    상기 제 1 스크루의 플라이팅이 제 1 및 제 2 스크루들의 길이부들을 따라 상기 제 2 스크루의 플라이팅과 서로 개재되며, 제 1 및 제 2 스크루들의 상기 개재되는 플라이팅은 서로 협력하여 스크루들의 길이를 따라 다수의 닙 영역들을 제공하는 것을 특징으로 하는 쌍 압출 스크루 세트.
  91. 쌍 스크루 압출기에 있어서,
    입구 및 떨어진 출구를 제공하면서 그 내부에 쌍 스크루 세트를 수납하도록 형상화되는 배럴 개구부를 갖는 연신된 배럴, 및 상기 배럴내에 배치되는 쌍 스크루 세트를 구비하고;
    상기 쌍 스크루 세트가 샤프트 후방단부와 샤프트 전방단부와 종축을 제공하는 중심 샤프트를 각각 갖는 제 1 및 제 2의 연신된 스크루들을 포함하며, 외측으로 연장되는 나선형 플라이팅이 상기 중심 샤프트의 길이를 따라 형성되어, 플라이팅 후방단부, 플라이팅 전방단부 및 상기 중심 샤프트로부터 떨어진 외부 표면을 가지면서 상기 플라이팅 외부 표면과 상기 중심 샤프트 사이에 플라이팅 깊이부를마련하고;
    각각의 샤프트상의 상기 플라이팅 깊이부는, 상기 플라이팅 후방단부에 근접한 플라이팅 깊이가 상기 플라이팅 전방단부에 근접한 플라이팅 깊이보다 크도록, 상기 플라이팅 후방단부에 근접한 위치로부터 상기 플라이팅 전방단부에 근접한 위치까지 그 길이를 따라 테이퍼 각을 이루면서 점진적으로 테이퍼되는 것을 특징으로 하는 쌍 스크루 압출기.
  92. 압출된 제품을 생성하기 위한 방법에 있어서,
    입구 및 떨어진 출구를 제공하면서 그 내부에 쌍 스크루 세트를 수납하도록 형상화되는 배럴 개구부를 갖는 연신된 배럴, 및 샤프트 후방단부와 샤프트 전방단부와 종축을 제공하는 중심 샤프트를 각각 갖는 제 1 및 제 2의 연신된 스크루들을 포함하며, 외측으로 연장되는 나선형 플라이팅이 상기 중심 샤프트의 길이를 따라 형성되어, 플라이팅 후방단부, 플라이팅 전방단부 및 상기 중심 샤프트로부터 떨어진 외부 표면을 가지면서 상기 플라이팅 외부 표면과 상기 중심 샤프트 사이에 플라이팅 깊이부를 마련하고, 각각의 샤프트상의 상기 플라이팅 깊이부는, 상기 플라이팅 후방단부에 근접한 플라이팅 깊이가 상기 플라이팅 전방단부에 근접한 플라이팅 깊이보다 크도록, 상기 플라이팅 후방단부에 근접한 위치로부터 상기 플라이팅 전방단부에 근접한 위치까지 그 길이를 따라 테이퍼 각을 이루면서 점진적으로 테이퍼되는, 상기 배럴내에 배치되는 쌍 스크루 세트를 구비하는 압출기를 제공하는 단계; 및
    압출가능한 시작 재료를 배럴 개구부내로 넣고 스크루 세트를 회전시켜 상기 배럴내에서 상기 재료를 가열 및 압축하고 동 가열되고 압축된 재료를 출구 단부로부터 압출시키는 단계;를 구비하는 것을 특징으로 하는 압출된 제품을 생성하기 위한 방법.
  93. 압출기 헤드에 있어서,
    외부 쉘 및 상기 쉘내에 배설되는 내부 추출 슬리이브를 갖는 연신된 본체를 구비하고; 상기 슬리이브는 하나 이상의 압출 스크루 구성요소를 수납하도록 적합화되는 내부의 연신된 통로를 마련하는 내부 표면 및 외부 표면을 가지며; 다수의 슬롯이 상기 슬리이브내에 형성되어 상기 내부 표면으로부터 상기 외부 표면으로 연장되고; 상기 슬롯들은 추출된 유체가 상기 쉘내에 수집되기 위해 동 슬롯들을 통과하는 것을 허용하도록 형상화되는 것을 특징으로 하는 압출기 헤드.
  94. 제 93 항에 있어서,
    상기 쉘이 추출 유체 출구를 포함하는 것을 특징으로 하는 압출기 헤드.
  95. 제 93 항에 있어서,
    상기 슬롯들중의 특정 갯수 이상이 테이퍼되며 상기 외부 표면에 근접한 폭보다 작은 상기 내부 표면에 근접한 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 압출기 헤드.
  96. 제 93 항에 있어서,
    상기 통로가 그 길이를 따라 테이퍼되는 것을 특징으로 하는 압출기 헤드.
  97. 제 93 항에 있어서,
    상기 통로가 대체로 숫자 8의 형상을 취하여 나란하게 배열되는 압출 스크루들을 수용하는 것을 특징으로 하는 압출기 헤드.
  98. 제 93 항에 있어서,
    상기 슬리이브가 다수의 상호연결된 연신 바아들에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 압출기 헤드.
  99. 압출기에 있어서,
    재료 입구 및 재료 출구를 제공하는 연신된 배럴, 및 상기 배럴내에 배치되면서 재료를 상기 입구로부터 상기 출구로 이동시키기 위해 작동가능하게 되는, 연신되고 축방향으로 회전가능하며 나선형의 플라이팅이 형성된, 하나 이상의 스크루를 구비하며;
    상기 배럴은, 외부 쉘 및 상기 쉘내에 배설되는 내부 추출 슬리이브를 갖는 섹션을 포함하고, 상기 슬리이브는 상기 스크루의 일부분을 수납하는 내부의 연신된 통로를 마련하는 내부 표면 및 외부 표면을 가지며, 다수의 슬롯이 상기 슬리이브내에 형성되어 상기 내부 표면으로부터 상기 외부 표면으로 연장되고, 상기 슬롯들은 추출된 유체가 상기 쉘내에 수집되기 위해 동 슬롯들을 통과하는 것을 허용하도록 형상화되며;
    상기 하나 이상의 스크루 및 상기 슬리이브는, 상기 재료가 상기 배럴 섹션을 통과하는 동안 상기 재료로부터 유체를 추출하고 상기 쉘내에 상기 유체를 수집하기 위해, 협력적으로 형상화되는 것을 특징으로 하는 압출기.
  100. 제 99 항에 있어서,
    상기 쉘이 추출 유체 출구를 포함하는 것을 특징으로 하는 압출기.
  101. 제 99 항에 있어서,
    상기 슬롯들중의 특정 갯수 이상이 테이퍼되며 상기 외부 표면에 근접한 폭보다 작은 상기 내부 표면에 근접한 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 압출기.
  102. 제 99 항에 있어서,
    상기 통로가 그 길이를 따라 테이퍼되는 것을 특징으로 하는 압출기.
  103. 제 99 항에 있어서,
    상기 통로가 대체로 숫자 8의 형상을 취하여 나란하게 배열되는 압출 스크루들을 수용하는 것을 특징으로 하는 압출기.
  104. 제 99 항에 있어서,
    상기 슬리이브가 다수의 상호연결된 연신 바아들에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 압출기.
  105. 제 99 항에 있어서,
    상기 섹션이 상기 출구에 근접하여 배치되는 것을 특징으로 하는 압출기.
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