(57)【要約】  本発明は、澱粉、脂肪、またはタンパク質に基づいた人間又は動物用の食料、または澱粉、脂肪、もしくはタンパク質に基づいた水含有物質からの技術的中間体の連続的な製造のためのプラントおよび方法に関する。このプラントは以下の連続するゾーンを有し、物質はそれに沿って搬送されることができる：機械エネルギーまたは熱エネルギーが導入される第１のゾーン（２；１，７ａ）；圧力が蓄積される第２のゾーン（４；７ｂ）；および排出された物質を収容するための第３のゾーン（６）。ここで、成形ユニット（５）が、第２のゾーン（４；７ｂ）と第３のゾーン（６）の間に配置される、本発明によれば、第１のゾーン（２；１、７ａ）と第２のゾーン（４；７ｂ）の間に調整可能なバリヤー（３）を含み、それは物質の輸送を制限し、また、第３のゾーン（６）に測定装置（Ｓ）が提供され、これにより生成物パラメーターが決定される。
2008531021.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
澱粉、脂肪、またはタンパク質に基づいたバルク食料もしくは飼料、または澱粉、脂肪、もしくはタンパク質に基づいた水含有物質からの技術的中間体の連続的な製造のためのプラントであって、該プラントは以下の連続するゾーンを有し、物質はそれに沿って搬送されることができる：
＊  第１の加工部分（７ａ）を有する第１のゾーン（２；１，７ａ）、その内部で物質は完全に混合され、機械エネルギーおよび／または熱エネルギーが物質内へ導入される；
＊  第２の加工部分（７ｂ）を有する第２のゾーン（４；７ｂ）、その内部で圧力が物質内に蓄積される；および
＊  第２の領域（４；７ｂ）から排出された物質を収容するための第３のゾーン（６）；
ここで、成形ユニット（５）が、第２のゾーン（４；７ｂ）と第３のゾーン（６）の間に配置される、
第３のゾーン（６）へ排出される前に成形ユニットで加圧された物質は、バルク物質の特定の形状に成形されることができる、
該プラントは、第１のゾーン（２；１、７ａ）と第２のゾーン（４；７ｂ）の間に調整可能なバリヤー（３）を含み、それは物質の輸送を制限し、
また、第３のゾーン（６）に測定装置（Ｓ）が提供され、これは、第３のゾーン（６）で形成された最終のバルク食料、飼料または技術的な中間物の見掛け密度および／または密度と相関を有する生成物パラメーターを決定するために使用することができる。
【請求項２】
測定装置（Ｓ）によって決定される生成物パラメーターの関数として調整可能なバリヤー（３）を設定するために、データ伝送経路（Ｌ）を介してバリヤー作動デバイス（Ａ１）と測定装置（Ｓ）が接続される、請求項１記載のプラント。
【請求項３】
測定装置（Ｓ）により受信された生成物パラメーターデータを処理して、バリヤー作動デバイス（Ａ１）のための制御データにするために、データ伝送経路（Ｌ）がデータ処理ユニット（Ｖ）を有する、請求項２記載のプラント。
【請求項４】
所定量のバルク物質サンプルをとり、測定セルをバルク物質サンプルで満たすために、測定装置（Ｓ）がサンプラーを有する、請求項１から３のいずれか１項記載のプラント。
【請求項５】
バルク物質サンプルの質量を決定するために、測定装置（Ｓ）が秤を有する、請求項４記載のプラント。
【請求項６】
測定装置（Ｓ）は、電磁気（ＥＭ）放射線の発生源およびレシーバーを有し、それらの間に測定セルを通過するＥＭ放射線経路を有する、請求項４または５記載のプラント。
【請求項７】
測定装置（Ｓ）の測定セル中のバルク物質サンプル中のバルク物質が固定されることができ、測定装置（Ｓ）が、測定セルを通過する流体入口および流体出口の間の流体経路を有する、請求項４から６のいずれか１項記載のプラント。
【請求項８】
測定装置（Ｓ）が音源および音響レシーバーを有し、それらの間に測定セルを通過する音響の経路が存在する、請求項４から７のいずれか１項記載のプラント。
【請求項９】
測定装置（Ｓ）がゾーン（６）の中または後に配置された衝撃表面を有し、これは第３のゾーン（６）内に形成されたバルク物質流れ内に延び、さらに衝撃雑音の音響スペクトルを記録するための音響レシーバーを有し、データ処理ユニット（Ｖ）には記録された音響スペクトルの分析のためにスペクトルアナライザーが提供される、請求項１から８のいずれか１項記載のプラント。
【請求項１０】
測定装置（Ｓ）は、第３のゾーン（６）内で形成されたバルク物質流れのバルク物質粒子状物質を分離するための分離デバイスを有し、さらにそれぞれの個々のバルク物質粒子状物質の射影面を得るための光学画像システムを有し、データ処理ユニット（Ｖ）は記録された射影面スペクトルの分析のためにスペクトルアナライザーを含む、請求項１から９のいずれか１項記載のプラント。
【請求項１１】
バルク物質の設定見掛け密度に対応する設定パラメーターを格納するために、データ処理ユニット（Ｖ）がメモリーを有し、さらにバルク物質に対する測定値と設定パラメーターと比較するためのコンパレーターを有する、請求項１から１０のいずれか１項記載のプラント。
【請求項１２】
調整可能なバリヤー（３）が調整可能に断面を狭くすることができる、請求項１から１１のいずれか１項記載のプラント。
【請求項１３】
第３のゾーンが、物質に含まれる水の飽和蒸気圧未満の圧力下にある、請求項１から１２のいずれか１項記載のプラント。
【請求項１４】
第３のゾーンが、物質に含まれる水の飽和蒸気圧よりも大きな圧力下にある、請求項１から１２のいずれか１項記載のプラント。
【請求項１５】
第１のゾーン（２；１，７ａ）および第２のゾーン（４；７ｂ）が多軸スクリュー押出機、特には同方向回転する２軸スクリュー押出機（７）の加工部分で構成される、請求項１から１４のいずれか１項記載のプラント。
【請求項１６】
第１のゾーンが多軸スクリュー押出機、特には異方向回転の２軸スクリュー押出機の加工部分から成り、第２のゾーンが１軸スクリュー押出機、異方向回転の２軸スクリュー押出機またはギアポンプの加工部分から成る、請求項１から１４のいずれか１項記載のプラント。
【請求項１７】
プレコンディショナー（１）が一連の多軸スクリュー押出機（７）と接続される、請求項１５または１６記載のプラント。
【請求項１８】
調整可能なバリヤー（３）が、多軸スクリュー押出機または２軸スクリュー押出機（７）の長さ方向の内側に配置され、多軸スクリュー押出機または２軸スクリュー押出機（７）の全長の１／５から４／５の間、特には２／５から３／５の間の位置に配置される、請求項１５記載のプラント。
【請求項１９】
多軸スクリュー押出機または２軸スクリュー押出機によって形成される第１のゾーンの下流搬送端に調整可能なバリヤーが配置される、請求項１６記載のプラント。
【請求項２０】
１軸スクリュー押出機、異方向回転２軸スクリュー押出機またはギアポンプによって形成される第２のゾーンの上流搬送端に調整可能なバリヤーが配置される、請求項１６記載のプラント。
【請求項２１】
調整可能なバリヤー（３）が、押出機（７）の１つ又は複数のスクリュー（８）の、それぞれのスクリューのない、回転対称な部分（８ａ）、および少なくとも１つのデテント（９）であってそれぞれの回転対称な部分（８ａ）に対して動くことができ、それぞれの回転対称な部分（８ａ）に対して相補的なくぼみ（９ａ）を有するデテントからなり、
それによりそれぞれの回転対称な部分（８ａ）とデテント（９）の相補的なくぼみ（９ａ）との間に、調整可能なニップ幅を有するニップ（１０）を生じさせる、請求項１５から２０のいずれか１項記載のプラント。
【請求項２２】
物質中の圧力を設定するために、第２のゾーン（４）が圧力設定手段（１１；２０）に接続される、請求項１から２１のいずれか１項記載のプラント。
【請求項２３】
圧力設定手段（１１）が、物質中の水の量を変化させるためにデバイス（１２、１３、１４）を有する、請求項２２記載のプラント。
【請求項２４】
圧力設定手段（１１）が、第２のゾーン内に選択的に水蒸気を供給するかまたはそこから水蒸気を除去するためにデバイス（１２、１３、１４）を有する、請求項２２または２３記載のプラント。
【請求項２５】
圧力設定手段（１１）が、第２のゾーン（７ｂ）内に選択的に水蒸気を供給するかまたはそこから水蒸気を除去するために、供給ライン（１２）および排出ライン（１３，１４）を有し、供給ライン（１２）および排出ライン（１３，１４）が任意に解放または閉止されることができる、請求項２４記載のプラント。
【請求項２６】
圧力設定手段（１１）は、第２のゾーン（７ｂ）と水蒸気生成システムを接続する供給ライン（１２）、第２のゾーン（７ｂ）を真空システムに接続する第１の排出ライン（１３）、および第２のゾーン（７ｂ）を第１のゾーンに接続する第２の排出ライン（１４）を有し、
ここで、供給ライン（１２）および第１と第２の排出ライン（１３、１４）は、任意に解放されるか閉止されることができる、請求項２５記載のプラント。
【請求項２７】
測定装置（Ｓ）が第３のゾーン（６）内に圧力センサーを有し、第３のゾーンの圧力を設定するために使用することができる圧力設定手段（２０）が、第３のゾーン（６）に接続される、請求項１から２６のいずれか１項記載のプラント。
【請求項２８】
第３のゾーン（６）での測定装置によって決定される圧力の関数として圧力設定手段（２０）を設定するために、測定装置（Ｓ）がデータ伝送経路（Ｌ）によって圧力設定手段作動デバイス（Ａ２）と接続される、請求項２７記載のプラント。
【請求項２９】
測定装置（Ｓ）によって第３のゾーン（６）から受信された生成物パラメーターデータまたは圧力数値を処理し、圧力設定手段作動デバイス（Ａ２）用の制御データにするために、データ伝送経路（Ｌ）がデータ処理ユニット（Ｖ）を含む、請求項２８記載のプラント。  
【請求項３０】
成形ユニット（５）が回転する切断ブレードを備えたダイプレートである、請求項１から２９のいずれか１項記載のプラント。
【請求項３１】
請求項１から２８のいずれか１項記載のプラントを使用した、澱粉、脂肪、またはタンパク質に基づいたバルク食料もしくは飼料、または澱粉、脂肪またはタンパク質に基づく、水を含んでいる物質からの技術的な中間物の連続的な製造方法であって、連続するゾーンにおいて以下の連続する工程を有する方法：
ａ）  物質を第１のゾーンを通過させる工程、ここで該第１のゾーンは第１の加工部分を有し、ここで物質は機械および／または熱エネルギーへの暴露によって完全に混合され練られ、および水が物質に作用する；
ｂ）  物質を第２のゾーンを通過させる工程、ここで該第２のゾーンは第２の加工部分を有し、物質に圧力が蓄積される；
ｃ）  加圧された物質を、第２のゾーンと第３のゾーンの間に配置された成形ユニットにより成形する工程；
ｄ）  第３のゾーンへの加圧され成形された物質を排出する工程；
ここで、物質中への特定の機械的エネルギー入力（ＳＭＥ）が第１のゾーンで、第１のゾーンと第２のゾーンの間の物質の輸送を妨害するバリヤーを設けることにより起こり、測定装置は第３のゾーンで、最終の食料または飼料または技術的な中間物の見掛け密度および／または密度と相関を有する生成物パラメーターを決定するために使用される。
【請求項３２】
測定装置において決定される生成物パラメーターの関数としてバリヤーが設定される、請求項２９記載の方法。
【請求項３３】
測定装置の中で決定された生成物パラメーターの測定値が、生成物パラメーターの所定の設定値と比較され、バリヤーが生成物パラメーターの測定値／設定値の偏差の関数として設定される、請求項３０記載の方法。
【請求項３４】
第３のゾーンでバルク物質流れからバルク物質サンプルが取られ、次の測定値の少なくとも１つが決定され、生成物パラメーターとして使用される、請求項２９から３１のいずれか１項記載の方法：
＊バルク物質サンプルの質量；
＊バルク物質サンプルを通過する間の、特にガンマ線である電磁放射を弱める特性；
＊バルク物質サンプルを通過する間の、特にマイクロ波である電磁放射の伝搬速度；
＊固定されたバルク物質サンプルを通過する間の、特に圧縮空気である流体の圧力損失；
＊バルク物質サンプルを通過する間の、特に音波である機械的な波を弱める特性。
【請求項３５】
生成物パラメーターが、バルク物質流れが第３のゾーンで、または第３のゾーンの後に、衝撃表面を打った時にまたは該表面からそれた時に発生する衝撃雑音の音響スペクトルである、請求項２９から３２のいずれか１項記載の方法。
【請求項３６】
バルク物質流れの粒子状物質が第３のゾーンから分離され、バルク物質粒子がそれぞれ光学的に別々に得られ、バルク物質粒子状物質の射影面スペクトルが生成物パラメーターとして使用される、請求項２９から３３のいずれか１項記載の方法。
【請求項３７】
第３のゾーンでの圧力が測定される、請求項２９から３４のいずれか１項記載の方法。
【請求項３８】
第３のゾーンが物質に含まれていた水の飽和圧力未満の圧力を有し、その結果加圧された形成された物質が第３のゾーンに入る時に膨張する、請求項２９から３５のいずれか１項記載の方法。
【請求項３９】
第３のゾーンが物質に含まれていた水の飽和圧力より大きな圧力を有し、その結果加圧された形成された物質が第３のゾーンに入る時に膨張しない、請求項２９から３５のいずれか１項記載の方法。
【請求項４０】
物質がおかれる圧力が第２のゾーンで設定される、請求項２９から３７のいずれか１項記載の方法。
【請求項４１】
圧力は第２のゾーンで水蒸気を供給するか除去するかによって設定され、物質の水分含有量または生成物湿分を変更する、請求項３８記載の方法。
【請求項４２】
水蒸気生成システムからの水蒸気が第２のゾーンに任意に供給されるか、または水蒸気が第２のゾーンから真空システムに流れるか、または水蒸気が第２のゾーンから第１のゾーンに返される、請求項３８記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は請求項１から２９のプレアンブル部分に記載された、澱粉、脂肪、またはタンパク質に基づいたバルク食料もしくは飼料、または澱粉、脂肪、もしくはタンパク質に基づいた水含有物質からの技術的中間体の連続的な製造方法およびプラントに関する。
【０００２】
デンプン、脂肪またはタンパク質に基づいた食料もしくは飼料の製造、または澱粉、脂肪もしくはタンパク質に基づいた水含有物質からの技術的中間体の製造中には、本質的に２つのパラメーターが製品品質のために非常に重要である。第１はプロセスの間に製品へ導入された特定の機械的エネルギー（ＳＭＥ；ｓｐｅｃｉｆｉｃ  ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｅｎｅｒｇｙ）であり、第２は製造された製品の見掛け密度またはペレット密度である。
【０００３】
上記の生成物を製造する公知の方法は、この目的のために、たとえば１つ以上の押出機を利用する。ＭＳＥは、回転するスクリューによって生成される剪断力によって押出機の加工ゾーン内で生成物内に導入される。ここで一般に使用される押出機には供給ゾーン、加工ゾーンおよび成形ゾーンがある。
【０００４】
ＳＭＥは、下記のプロセスおよびシステムパラメータ（プロセス変量）によって影響を受ける：
＊  原料特性（レシピ）
＊  湿分（生成物湿分）
＊  押出機スクリュー構造
＊  スクリュー速度
＊  充填レベル
概して、原料特性またはレシピはあらかじめ決定され、したがってこれらによっては基本的に影響を受けることができない。
【０００５】
後の乾燥中に生成物にさらに加えられる水を再び除去しなければならないので、湿分（生成物湿分）を介してＳＭＥに影響を及ぼすことは高価である。それは付加的なエネルギー支出を要する。
スクリュー構造の調節は、少なくともスクリューに関して、構造の改良の導入を要求し、非常に高価である。
スクリュー速度の変更はスループットの変化に帰着する。しかしながら、概して、仕事は最大のスループットを達成するために最高回転数で行なわれる。したがって、速度の低下は小さくなったスループットに結びつく。
結果として、充填量を変化させることがただ一つのオプションである。しかしながら、公知の押出機に基づいた方法では、他のプロセス変量を変更せずに、充填量に影響を及ぼすことは可能ではなかった。
したがって、すべての実際的な目的のためには、他のプロセス変量を変更することなく、ＳＭＥを調節または設定することができなかった。
【０００６】
本発明の目的は、最初に言及されたプラントにおいて、および最初に言及された方法において、他のプロセス変量を変更せずに、ＳＭＥを調節または設定し、生成物の見掛け密度または密度（ペレット密度）を監視し制御することを可能とすることである。
この目的は、本発明の請求項１から２９記載のプラントおよび方法によって達成される。
【０００７】
本発明のプラントは以下の連続するゾーンを有し、物質はそれに沿って移動することができる：
＊  第１の加工部分を有する第１のゾーンでは、物質はその中で完全に混合され、機械的および／または熱エネルギーが物質中に導入される；
＊  第２の加工部分を有する第２のゾーンでは、物質に圧力が加えられる；
そして
＊  第３のゾーンでは第２の領域から排出された物質が収容される；
成形ユニットが第２のゾーンと第３のゾーンの間に配置され、加圧された物質が特定の形状へ成形されることができ、その後第３のゾーンへ排出される、
ここで該プラントは第１のゾーンと第２のゾーンの間に物質の輸送を制限する調整可能なバリヤーを含み、計測装置が第３のゾーンに提供され、それは第３のゾーンで形成される完成品のバルク食料または飼料または技術的な中間物の見掛け密度および／または密度と相関を有する生成物パラメーターを決定するために使用することができる。
【０００８】
第１のゾーンと第２のゾーンの間のこの調整可能なバリヤーは充填量に影響を及ぼすことを可能とし、したがって他のすべてのプロセス変量から独立してＳＭＥに影響を及ぼすことを可能にする。それはさらにオンラインモニタリングを可能にし、また必要ならばプロセスの間の充填レベルおよびＳＭＥに影響を及ぼすことができる。
【０００９】
したがって、公知の方法およびプラントに比較して、一定の高い製品品質を保証するために、プロセスの調節または制御について追加の自由が獲得される。
最適には、計測装置は、計測装置によって決定される生成物パラメーターの関数として、調整可能なバリヤーを設定するためにデータ伝送経路によってバリヤー作動デバイスと関連づけられる。
データ伝送経路は、計測装置によって受信された生成物パラメーターデータを処理してバリヤー作動デバイス用の制御データにする、データ処理ユニットを好ましくは有している。データ処理ユニットがプログラム可能であり、様々な計測装置および作動デバイスに順応できることは特に有利である。
【００１０】
計測装置は、好ましくは所定量のバルク物質のサンプルを採取し、バルク物質サンプルで測定セルを満たすためのサンプラーを有している。その結果一定の間隔で、第３のゾーンで生ずるバルク物質の流れからサンプルを採取することができ、その結果、準−連続的なサンプルの検査、すなわち生成物のモニタリングが可能になり、必要ならば、プロセス条件の補正、特にＳＭＥの補正をすることができる。計測装置は、バルク物質サンプルの質量の決定のために好ましくは秤を有している。これは、規定される生成物の見掛け密度を決定することを可能にする。
【００１１】
計測装置は、それらの間に測定セルを通過する電磁放射経路が存在することができる、電磁気（ＥＭ）放射線のための発生源および受信部を有し、導入されたＥＭ放射について、バルク物質サンプルを通過しつつ、その規定された強度を弱め、および伝搬速度を変化させることが、間接的に見掛け密度を決定するために行われる場合がある。
【００１２】
別の有利な実施態様では、計測装置の計測セル中のバルク物質サンプル中のバルク物質は固定されることができる。また、計測装置は、測定セルを通過する流体入口および流体出口の間に流体の経路を有している。それが測定セル中のバルク物質サンプルを通り抜ける時の、流体の圧力低下と、流体のスループットを測定することは、その流体の抵抗を与え、特にその空気抵抗を与え、それは間接的に見掛け密度を決定するために役立つ。
【００１３】
別の有利な実施態様では、計測装置は音源および音受信機を有し、それらの間には測定セルを通過する音の経路が存在する。ＥＭ波でのように、バルク物質サンプルを通過しつつ、その規定された強度を弱め、および伝搬速度を変化させることが、間接的に見掛け密度を決定するために行われる場合がある。
【００１４】
実質的に連続して見掛け密度をモニターすることができる特に有利な実施態様においては、計測装置は、第３のゾーン内の形成されたバルク物質流れの中に伸び、第３のゾーン内またはその後ろに配置されたインパクト表面を有する。さらに、それは、衝撃雑音の音響スペクトルの記録のために音受信機を有している。また、記録された音響スペクトルの分析のためにスペクトルアナライザーを有するデータ処理ユニットが提供される。衝撃雑音の音響スペクトルは見掛け密度（「音響指紋」）に特有で、そのモニターのために役立てることができる。
【００１５】
見掛け密度の準−連続モニターを可能にする他の有利な実施態様では、計測装置が第３のゾーンで形成されたバルク物質流れのバルク物質粒子状物質を分離するための分離デバイスを有し、同様にそれぞれの個々のバルク物質粒子状物質の射影表面を得るための光学画像システムを含む。この場合、データ処理ユニットは、記録された射影面スペクトルを分析するためのスペクトルアナライザーである。
【００１６】
データ処理ユニットは、好ましくは、バルク物質の設定見掛け密度に対応するそれぞれの生成物パラメーターのための設定値を格納するメモリーを含み、同様に計測装置によって得られたそれぞれの生成物パラメーター用の実際の値と設定値とを比較するためのコンパレーターを含む。
【００１７】
上に言及された生成物パラメーター計量プロセスは、測定セル中でバルク物質サンプルについて好ましくは組み合わせて実行され、計測装置で決定された生成物パラメーターとモニターされる生成物のかさ密度の間の相関性を明確に改善することを可能にする。
調整可能なバリヤーは、好ましくは調整可能に断面を小さくすることができる。
【００１８】
第３のゾーンは、物質に含まれる水の飽和蒸気圧より少ないかまたはより大きい圧力の下にあることができる。これは、膨張しているか膨張していない形状で、最初に記載された生成物を製造することを可能にする。
好ましい実施態様では、第１のゾーンおよび第２のゾーンは多軸スクリュー押出機の加工部分、特には同方向回転する２軸スクリュー押出機で構成される。
この実施態様はプラントのコンパクトさによって特徴づけられる。
【００１９】
別の好ましい実施態様では、第１のゾーンは多軸スクリュー押出機の加工部分から成り、特には異方向回転する２軸スクリュー押出機から成り、および第２のゾーンは１軸スクリュー押出機、異方向回転する２軸スクリュー押出機またはギアポンプの加工部分から成る。この実施態様は強い剪断衝撃を許容し、その結果生成物への高いＳＭＥ入力を許容する。一方、強いポンプ作用、すなわち強い圧力は第２のゾーン中の生成物内の圧力を上昇させる。
【００２０】
プレコンディショナーは、多軸スクリュー押出機と一連に接続される。プレコンディショナーおよび多軸スクリュー押出機は、ともに本発明によるプラントの第１のゾーンを形成する。プレコンディショナーは好ましくは２つの連続的に接続しているチャンバーを有している。第１のチャンバー内での生成物の比較的短い滞留時間中に原料物質がここで湿らされ、第２のチャンバー内での比較的長い滞留時間において、水が原料樹脂と作用することができる。
【００２１】
調整可能なバリヤーは、多軸スクリュー押出機または２軸スクリュー押出機内に、多軸スクリュー押出機または２軸スクリュー押出機の全長の、１／５から４／５、特には２／５から３／５の間に位置して配置される。これは、調整可能なバリヤーの上流に、バリアー調整可能なＳＭＥ生成物入力のための十分な加工スペースが提供され、生成物圧力増加のための十分な加工スペースが調整可能なバリヤーの下流に提供されることを保証する。
【００２２】
調整可能なバリヤーも、多軸スクリュー押出機または２軸スクリュー押出機によって形成された第１のゾーンの下流端に配置することができる。または、それは、１軸スクリュー押出機、異方向回転する２軸スクリュー押出機またはギアポンプによって形成された第２のゾーンの上流端に配置することができる。その結果、ＣＭＥはバリヤーから比較的、上流に配置することができ、バリヤーの下流に強いポンプ作用が存在し、広い圧力範囲において圧力上昇を可能にする。
【００２３】
別の好ましい実施態様では、調整可能なバリヤーは、押出機の１つ又は複数のスクリューの回転対称な部分の、それぞれのスクリューのない部分、それぞれの回転対称な部分に対して動くことのできる少なくとも１つのデテント（ｄｅｔｅｎｔ）であって、それぞれの回転対称な部分と相補的なくぼみを有するデテントから成り、デテントのそれぞれの回転対称な部分とデテントの相補的なくぼみの間に調整可能なニップ幅を生じさせる。それに割り付けられた回転対称な部分に関するデテントの動きは、押出機の外部から押出機中でバリヤーをロックする効果を容易に設定することを可能にする。
【００２４】
特に有利な実施態様では、本発明のプラントは、第２のゾーン内の物質における圧力を設定するための圧力設定手段を有している。圧力設定手段は、物質の中にある水の量を変更するためのデバイスであることができる。特には、水蒸気を選択的に第２のゾーンから外へ取り除くか、または第２のゾーンへ供給するためのデバイスであることができる。これは、生成物内に圧力を設定することを可能にする。本発明の目的が、水蒸気の含有量および生成物内の圧力によって決定される見掛け密度を有する膨張した押出物を製造することである場合、それは特に重要である。
【００２５】
調整可能なバリヤー（ＳＭＥ制御モジュール）および圧力設定手段（密度制御モジュール）を相互に連結させることは、生成物加工（ＳＭＥ）に基づくクッキングの程度と、生成物の密度または見掛け密度に対して、独立して影響を及ぼすことを可能にする。例えば、両方のモジュールは、単一の押出機（同方向回転する２軸スクリュー押出機）内に、または２つの異なる押出機（同方向回転する２軸スクリュー押出機端のＳＭＥ制御モジュール、および異方向回転する２軸スクリュー押出機、１軸スクリュー押出機またはギアポンプの最初に配置される密度制御モジュール）中に分布することができる。
【００２６】
圧力設定手段は、第２のゾーン内へ水を供給する供給ライン、または第２のゾーンから水を除去する排出ラインを有する。供給ラインおよび排出ラインは任意に開放し、または閉止することができる。特にそれぞれのラインを閉止または開放することにより、膨張した押出物の見掛け密度を設定するか、または押出物が膨張するのを防ぐことを可能にする。
【００２７】
特に好ましい実施態様では、圧力設定手段は第２のゾーンを水蒸気生成システムと接続する供給ライン、第２のゾーンを真空システムに接続する第１の排出ライン、および第２のゾーンを第１のゾーンに接続する第２の排出ラインを含み、供給ラインと第１の排出ラインおよび第２の排出ラインは任意に開放し、または閉止することができる。第２のゾーンを第１のゾーンに連結することは、第１のゾーン、たとえば特にプレコンディショナーに、圧力を設定するために第２のゾーンから取り出された水蒸気を返すことを可能にする。これは、エネルギーを節約し、周囲の大気へ非常に強い臭気を放つ蒸気の排出を大きく防止する。
【００２８】
別の特に有利な実施態様では、計測装置は第３のゾーンに圧力センサーを有し、第３のゾーンの圧力を設定するために使用することができる圧力設定手段を第３のゾーンに接続することができる。これは、第３のゾーンでの生成物の膨張の挙動にさらに影響を及ぼすことを可能にする。
【００２９】
この場合、計測装置は圧力設定手段作動デバイスとデータ伝送経路によって接続され、計測装置または第３のゾーンでの前述の生成物パラメーターのうちの１つによって決定される圧力の関数として、圧力設定手段を設定する。
データ伝送経路はデータ処理ユニットを含み、計測装置によって受信された第３のゾーンからの生成物パラメーターデータまたは圧力数値を、圧力設定手段作動デバイス用の制御データへ処理する。
成形ユニットは最良には回転する切断ブレードを備えたダイプレートである。
これにより、生成物がダイプレートを出る際に、膨張の程度を大きくし、小さくし、または全く膨張させないことにより、調整可能な見かけ密度を有することができるペレットの形態で上記の生成物を製造することを可能にする。
【００３０】
本発明の方法は、連続するゾーンにおいて次の連続する工程を有する：
ａ）  第１の加工部分を有する第１のゾーンを通して物質を移動する工程、ここで該物質は機械的および／または熱エネルギーに暴露されることにより、完全に混合され、混練りされ、水が物質に作用される；
ｂ）  第２の加工部分を有する第２のゾーンを通して物質を移動する工程、ここで物質内の圧力が大きくされる；
ｃ）  第２のゾーンと第３のゾーンの間に配置された成形ユニット手段により加圧された物質を成形する工程；
ｄ）  第３のゾーンへ加圧され成形された物質を排出する工程；
ここで、第１のゾーンで行われる物質内への特定の機械的エネルギーの注入は、第１のゾーンと第２のゾーンの間の物質の輸送を妨害するバリヤーを設けることにより設定され、完成した食料もしくは飼料または技術的な中間物の見掛け密度および／または密度と相関を有する、第３のゾーン内での生成物パラメーターを決定するために計測装置が使用される。
【００３１】
バリヤーは、最適には、計測装置中で決定された生成物パラメーターの関数として設定される。ここで計測装置中で決定された生成物パラメーターの実際の値は、好ましくは生成物パラメーターの所定の設定値と比較され、バリヤーは生成物パラメーターの実測値／設定値偏差の関数として設定される。
【００３２】
ばらばらの状態の食料または飼料の生産中に、所定量のバルク物質サンプルが、好ましくは第３のゾーン内のバルク物質流れから繰り返し取られる。このバルク物質サンプルは、測定セルの中に好ましくは保持され、生成物パラメーターとして次の測定変数の少なくとも１つを決定するために使用することができる：
バルク物質サンプルの質量；
バルク物質サンプルを通過する間の、特にガンマ線である電磁放射を弱める特性；
バルク物質サンプルを通過する間の、特にマイクロ波である放射中の電磁放射の伝搬速度；
固定されたバルク物質サンプルを通過する間の、特に圧縮空気である流体の圧力損失；
バルク物質サンプルを通過する間の、特に音波である機械的な波を弱める特性。
【００３３】
生成物パラメーターは、バルク物質流れが第３のゾーン内でまたはその後に、衝撃表面を打つかまたはそれにより進路がそれた時に発生する、衝撃雑音の音響スペクトルであることができる。この目的のために、空気式のバルク物質搬送システムのパイプエルボー内で進路がそらされる時に、バルク物質流れの音響スペクトルをさらに活用することができる。
【００３４】
別の生成物パラメーターを得るために、バルク物質流れの粒子状物質は、第３のゾーンから単離され、そこでバルク物質粒子がそれぞれ光学的に別々に得られ、バルク物質粒子状物質の射影面スペクトルが生成物パラメーターとして次に使用される。
既に言及されたように、第３のゾーン内での圧力も測定することができる。膨張した生成物の見掛け密度またはペレット密度と関係づけるのは特に簡単である。
【００３５】
物質内の圧力は第２のゾーンにおいて最適に設定され、圧力は好ましくは第２のゾーン内に水蒸気を供給し、または第２のゾーンから除去することにより設定され、物質中の生成物の湿分または水含有量を変化させる。
第２のゾーンに、水蒸気生成システムからの水蒸気を任意に供給するか、または第２のゾーンから真空システムに水蒸気を排出させるか、または第２のゾーンから第１のゾーンへ水蒸気を戻すことは特に有利である。
本発明の追加の利点、機能および可能な用途は、図面に基づいた例示的な実施態様から示されるが、これらは何ら制限として解釈されるものではない。
【００３６】
図１は、本発明によるプラント、および本発明による方法の図の表現である。
矢Ｆは、プラントを通る物質の生成物流れを表示する。
プラントは、生成物流れの方向に沿った次のゾーンを有している：
＊  第１のゾーン２、ここで物質は完全に混合され、機械的および／または熱エネルギーが、物質中へ導入される（工程ａ）；
＊  第２のゾーン４、ここで物質中の圧力が増大される（工程ｂ）；
＊  第３のゾーン６、ここは第２のゾーン４から排出された物質を受容する。
第２のゾーン４と第３のゾーン６の間に位置するのは成形ユニット５である。これにより加圧された物質は特定の形状に賦形され、第３のゾーン６へ排出される（工程ｃ）。
【００３７】
プラントの第１のゾーン２とプラントの第２のゾーン４の間に調整可能なバリヤー３が配置される。これは生成物のパラメーター測定デバイスＳ、データ伝送経路Ｌ、測定データ処理デバイスＶおよびバリヤー作動デバイスＡ１と共同して物質の移動を妨害する。測定装置Ｓは、第３のゾーン６を出る生成物の生成物パラメーターを測定するために使用される。この目的のために、第３のゾーン６内のバルク物質流れからバルク物質サンプルを取り、それを計量チャンバーまたは測定セルへ移動するためにサンプラー（示されない）が使用される。好ましくはボウル形のサンプラーは、さらに測定セルとして役立つことができる。
【００３８】
測定セルの中で決定された生成物パラメーターは、生成物の見掛け密度または（ペレット）密度と相関を有する任意の生成物パラメーターでありえる。次のパラメーターが、測定されることができる：
＊  バルク物質サンプルの質量
＊  バルク物質サンプルを通過する間の、特にガンマ線である電磁放射を弱める特性； 
＊  バルク物質サンプルを通過する間の、特にマイクロ波である放射中の電磁放射の伝搬速度； 
＊  固定されたバルク物質サンプルを通過する間の、特に圧縮空気である流体の圧力損失； 
＊  バルク物質サンプルボリュームを通過する間の、特に音波である機械的な波を弱める特性。
【００３９】
それぞれの生成物パラメーターについて測定装置Ｓで得られた測定データは、データ伝送経路Ｌを通って測定データ処理デバイスＶに供給される。そこで、それらは、バリヤー作動デバイスＡ１のための作動データへ処理される。その後、それはデータ伝送経路Ｌによってバリヤー作動デバイスＡ１に中継され、それに従ってバリヤー３が設定される。これはそれぞれ獲得した生成物パラメーターに影響を及ぼす。それぞれの生成物パラメーターはこのようにコントロールしモニターすることができる。
【００４０】
括弧中の図１の参照番号は、図２、図３および図４の対応する参照番号を意味する。
図２は、本発明によるプラントの第１の例示的な実施態様についての、部分的に拡大した図を示す。
【００４１】
プラントは、生成物流れの方向に沿って次の部分を有する：
＊  第１のチャンバー１ａおよび第２のチャンバー１ｂを備えたプレコンディショナー１、その中でモーターＭ１およびＭ２によりツール（図示されない）が駆動され、第１および第２の組は直列に接続される；
＊  第１の部分的な加工部分７ａおよび第２の部分的な加工部分７ｂを備えた同方向回転する２軸スクリュー押出機７、それらの間には調整可能なバリヤー３が配置される；
＊  押出機７の搬送下流端に位置する成形ユニット５、これは例えばダイプレートおよび回転切断ブレードの形状であることができる；
＊  最後に第３のゾーン６、これは完全に成形された生成物を、例えば、バルク物質流れの形状で受容する。
【００４２】
生成物を運ぶ方向に沿って、ギアーケースＧを介してモーター３によって駆動された２軸スクリュー押出機７は、供給ゾーンＥ、クッキングゾーンＳＭＥ（ＳＭＥ導入ゾーン）、調整可能なバリヤー３、密度を設定するゾーンＤおよび圧力ビルドアップゾーンＰを有する。圧力設定手段１１は圧力設定ゾーンＤの内部に位置する。
【００４３】
密度設定手段１１は、一方で押出機７の密度設定ゾーンＤと接続され、他方で原料ライン１２、第１の排出ライン１３および第２の排出ライン１４と接続される。圧力設定手段は、排気される蒸気と共に生成物が押出機７を出ることを防ぐために、保持メカニズム（押出機内へ戻すスクリュー）を有することができる。原料ライン１２中のバルブ１２ａ、第１の排出ライン１３中のバルブ１３ａおよび第２の排出ライン１４中のバルブ１４ａは、押出機の第２の部分的な加工部分７ｂに、またはその７ｂから、任意に水蒸気を供給するか除去することを可能にする。除去された水蒸気は排出ライン１４を介してプレコンディショナー１に好ましくは戻される。
【００４４】
下記が圧力設定手段１１手段に取り付けられるか、または接続される：
＊  原料ライン１２、これは第２の部分的な加工部分７ｂを水蒸気生成システム（示されない）に接続する；
＊  第１の排出ライン１３、これは第２の部分的な加工部分７ｂを真空システム（示されない）に接続する；
＊  第２の排出ライン１４、これは第２の部分的な加工部分７ｂをプレコンディショナー１に接続する。
ここで、原料ライン１２および第１と第２排出ラインは、任意に、それぞれのバルブ１２ａ、１３ａおよび１４ａによって開放するか閉止することができる。
【００４５】
澱粉、脂肪またはタンパク質に基づいた食料または飼料を製造するための当初物質（原料）は、澱粉、脂肪またはタンパク質並びに水を含む。これらは全てをプレコンディショナー１に入れ第１のゾーン２（図１を参照）に供給されるか，または徐々にプレコンディショナーに入れ、押出機７の第１の部分的な加工部分７ａに供給される。
【００４６】
比較的小さなＳＭＥだけがプレコンディショナー１に導入される。また、生成物はその内部でまだクッキングされない。大部分のＳＭＥの導入および実際のクッキングプロセスは、押出機７の第１の部分的な加工部分７ａの中でのみ起こる。
【００４７】
図２に示されたプラントは、押出機７に供給されるＳＭＥを調整することができる。これは一方では調整可能なバリヤー３を介して押出機７の第１の部分的な加工部分７ａ中の充填レベルを設定し、他方では圧力設定手段１１を介して押出機中の第２の部分的な加工部分７ｂの中の生成物中の水分を設定することにより、生成物の密度または見掛け密度を調整することにより可能とされる。
【００４８】
公知のプラントと比較すれば、本発明による押出機７の第１の部分的な加工部分７ａと第２の部分的な加工部分７ｂの間に調整可能なバリヤー３を配置することにより、ＳＭＥ投入量の調整および見掛け密度調節の切り離しを可能にする。すなわち、ＳＭ入力量および見掛け密度（生成物密度）は互いに独立に設定することができる。
【００４９】
図１に示されるように、本発明によるプラントの第１の例示的な実施態様は、生成物パラメーター測定装置Ｓ、データ伝送経路Ｌ、測定されたデータ処理デバイスＶおよびバリヤー作動デバイスＡ１を有している。
【００５０】
さらに、図３の第２の例示的な実施態様の中で示されるように、この第１の例示的な実施態様において、データ伝送経路Ｌ経由で測定されたデータの処理デバイスＳに、圧力設定手段作動デバイスＡ２を接続することができる。測定装置Ｓが第３のゾーン６内の大気圧を得る圧力センサーを有している場合、これは特に有利である。
図３は本発明によるプラントの第２の例示的な実施態様の部分的な拡大図である。図２での対応する要素と同一の要素はすべて図２と同じ参照番号を有する。
【００５１】
図３のプラントは、圧力設定手段１１に蒸気ジェットポンプ２０が設けられている点で図２のプラントと異なる。蒸気ジェットポンプは蒸気ジェット入口２０ａ、蒸気ジェット出口２０ｂおよびサクション入口２０ｃを有する。蒸気真空ポンプ２０はサクション入口２０ｃで真空を生成することを可能にし、蒸気ジェットは入口２０ａから出口２０ｂへそれを通り抜ける。この例示的な実施態様中の蒸気ジェットポンプ２０は、基本的に圧力設定手段を含み、密度設定ゾーンＤに適用される真空を設定するために使用されることができる。
【００５２】
蒸気ジェットポンプ２０では、蒸気ジェット入口２０ａは第１の蒸気ライン２１を介して水蒸気発生システム（示されない）と接続される。蒸気ジェット出口２０ｂは、第２の蒸気ライン２２を介してプレコンディショナー１と接続される。また、サクション入口２０ｃは第３の蒸気ライン２３によって第２の部分的な加工部分７ｂと接続される。第１、第２、および第３の蒸気ライン２１、２２、２３は各々、第１、第２、第３のバルブ（示されない）を有し、それらの各々は任意に開放されるか閉止されることができる。
【００５３】
さらに、第１の蒸気ライン２１および第３の蒸気ライン２３を接続する第４の蒸気ライン（示されない）が提供され、蒸気ジェットポンプ２０のまわりにブリッジライン（バイパスライン）を形成する。ここで第４の蒸気ラインは第４のバルブ（示されない）を有し、これは任意に開放されるか閉止されることができる。
【００５４】
ブリッジラインが閉鎖され、蒸気ライン２１、２２および２３が開放される場合、蒸気ジェットポンプは、サクションモードにあり、部分的な加工部分７ｂから水蒸気を引く。引き続く成形ユニット５における膨張中に、これは生成物密度または見掛け密度の増加をもたらす。
【００５５】
対照的に、ブリッジライン、蒸気ライン２１および２３が解放され、蒸気ライン２２が閉止される場合、蒸気ジェットポンプは加圧モードであり、水蒸気生成システムから蒸気ライン２１を介して導入された水蒸気を部分的な加工部分７ｂ内へ押し出す。引き続く成形ユニット５における膨張中に、これは生成物密度または見掛け密度の減少をもたらす。
所望の見掛け密度に応じて、膨張した押出物（ペレット）の密度または成形ユニット５（例えばダイプレート）での膨張率は、広範囲に連続的に調節することができる。
【００５６】
図１でのように、本発明によるプラントのこの第２の例示的な実施態様は、生成物パラメーター測定装置Ｓ、データ伝送経路Ｌ、測定データ処理デバイスＶおよび圧力設定手段作動デバイスＡ２を有している。
【００５７】
図４は、本発明によるプラントの第３の例示的な実施態様についての、部分的な拡大図を示す。図２または図３での対応する要素と同一の要素はすべて、図２または図３と同じ参照番号を有する。
【００５８】
図４のプラントは、蒸気ジェットポンプ２０のサクション入口２０ｃが、押出機の第２の部分的な加工部分７ｂ（第２ゾーン４）および第３ゾーン６の両方と接続されている点で図３のプラントと異なる。第３ゾーンは、切断装置チャンバー２７であり、その内部は規定された圧力に維持され、回転する切断ブレードを有するダイプレートを有する。チャンバー２６で生成されたバルク物質は、堰門ホイール（ｓｌｕｉｃｅ  ｗｈｅｅｌ）２７を介してチャンバーを出る。
【００５９】
蒸気ジェットポンプ２０の蒸気ジェット入口２０ａは、水蒸気生成システム（示されない）と、第１の蒸気ライン２１によって接続され、蒸気ジェットポンプ２０の蒸気ジェット出口２０ｂは、第２の蒸気ライン２２を介してプレコンディショナー１と接続される。蒸気ライン２１はバルブ２１ａおよび２１ｂを含み、それは所望によりコントロールすることができる。
【００６０】
蒸気ジェットポンプ２０は、そのサクション入口２０ｃで真空を生成することを可能にする。この真空は、第３の蒸気ライン２３を介して、押出機の部分的な加工部分７ｂ（第２ゾーン４）に供給され、第４の蒸気ライン２４によって第３のゾーン６または切断装置チャンバー２６へ中継される。
第３の蒸気ライン２３はそれに取り付けられた圧力または温度センサーＳ２３を有する。それは、第３の蒸気ライン中のバルブ２３ａを始動させる。
切断装置チャンバー２６はそれに取り付けられた圧力または温度センサーＳ２６を有する。それは、第４の蒸気ライン２４中のバルブ２４ａを始動させる。
【００６１】
第５の蒸気ライン２５は、さらに水蒸気生成システム（示されない）を、押出機の部分的な加工部分７ｂに接続する。その結果、蒸気は押出機７内へ直接導入することができる（直接の蒸気）。第５の蒸気ライン２５はバルブ２５ａを含んでいる。これもセンサーＳ２３により始動される。
【００６２】
製造されたバルク物質の見掛け密度またはペレット密度は、それぞれバルブ２３ａ、２４ａおよび２５ａを備えた、蒸気ライン２３、２４および２５の間の相互作用、並びにセンサーＳ２６およびＳ２３によるそれらの作動によってコントロールすることができる。
【００６３】
バルブ２３ａおよび２５ａは、三方弁により置き換えることができる。この配置は、蒸気ジェットポンプ２０により、第２ゾーン４（＝押出機の部分的なゾーンｂ）、および／または第３のゾーン６（＝切断装置チャンバー２６）内で真空を生成することを可能にする。この蒸気ジェットポンプは水蒸気生成システム（示されない）からのプロセス蒸気を使用して操作され、ＳＭＥによって生成された押出機７および切断装置チャンバー２６の熱エネルギーの完全な戻しを許容する。
【００６４】
第３の蒸気ライン２３を押出機で、および／または第４の蒸気ライン２４を切断装置チャンバー２６で真空に暴露し、蒸気ライン２５を介して蒸気を押出機７に直接適用することは、切断装置２６によって生成されるバルク物質の見掛け密度またはペレット密度を設定することを可能にする。センサーＳ２３およびＳ２６、それらが始動させるバルブ２３ａおよび２５ａ、または２４ａは、一緒になって、広い範囲内での見掛け密度の変化を可能にする。
【００６５】
第３の例示的な実施態様によるシステムを使用して、典型的には次の範囲が設定できる：
＊  ２００ｋｇ／ｍ３から６５０ｋｇ／ｍ３までの見掛け密度
＊  ０．５バールから１０バールまでの押出機中の圧力
＊  ０．５バールから２バールまでの切断装置内の圧力。
【００６６】
図１、図２および図３においては、本発明によるプラントの第３の例示的な実施態様は、追加的に調整可能なバリヤー３、生成物パラメーター測定装置Ｓ、データ伝送経路Ｌ、測定データ処理デバイスＶおよびバリヤー作動デバイスＡ１および／または圧力設定作動作動デバイスＡ２を有することができる。明瞭さを保持するため、これらの要素Ｓ、Ｌ、ＶおよびＡ１および／またはＡ２は図４に示されなかった。
【００６７】
図５は、本発明による調整可能なバリヤーの第１の実施態様の部分的に拡大した側面図を示す。
調整可能なバリヤー３は以下のもので構成される：
＊  押出機７の１つ又は複数のスクリュー８の、それぞれのスクリューのない回転対称な部分８ａ；および
＊  それぞれの回転対称な部分８ａに対して動くことができる少なくとも１つのデテント９、これはそれぞれの回転対称な部分８ａと相補的なくぼみ９ａを有する。
【００６８】
したがって、それぞれの回転対称な部分８ａとデテント９の相補的なくぼみ９ａとの間に、調整可能なニップ幅を有するニップ１０がある。
図５に示された実施例において、回転対称な部分８ａおよび相補的なくぼみ９ａは円錐形である。
軸方向左にデテント９を動かすと、ニップ１０がより小さくなり、そしてその結果部分的な加工部分７ａの中の充填レベルを増加させて、それにより、導入されるＳＭＥを大きくする。
軸方向右にデテント９を動かすと、ニップ１０がより大きくなり、そしてその結果部分的な加工部分７ａの中の充填レベルを低下させて、それにより、導入されるＳＭＥを小さくする。
【００６９】
このように、ニップ１０の変更により調整することができるバリヤー３は、すべての他のプロセス変量と独立に第１の部分的な加工部分７ａに導入されるＳＭＥを設定することを可能にする。特に第２の部分的な加工部分７ｂにおける生成物密度または生成物見掛け密度の設定と独立してＳＭＥを設定することを可能にする。
【００７０】
図６Ａ、６Ｂ、６Ｃおよび６Ｄは、様々な操作上のセッティングでの、本発明の調整可能なバリヤーの第２の実施態様の透視図を示す。
ここに示されたＳＭＥ制御モジュール３は、隣り合わせで配置され、平行に動くシリンダー軸を有する２つの円筒状のデテント９から本質的になる。２つのデテント９のそれぞれは２つのくぼみ９ａを有し、これらは２つの平行な互いに噛み合うスクリュー８のそれぞれの回転対称な部分８ａに相補的である。２つのシリンダー状のデテント９の下のものが、デテントモーターＭ４により駆動される。モーターと離れた端で、２つのデテント９の各々は歯車９ｂを有している。２つの歯車（平歯車）およびそれらの歯の半径は互いに噛み合うように設計されている。その結果、上部のデテント９は、モーターＭ４によって駆動された下部のデテント９によって駆動される。これは、作動する２つのデテント９、９を反対方向に動かし、その結果、回転対称な部分８ａと相補的なくぼみ９ａの間のニップ１０はモーターＭ４の回転方向に応じて、小さくなるか、大きくなることができる。
ここに示された実施例において、回転対称な部分８ａおよび相補的なくぼみ９ａは円筒状である。
【００７１】
図６Ａは、ＳＭＥ制御モジュール３が完全に開いた状態を示す。２つのデテント９、９は、互いにできるだけ離れるように回転される。このセッティングは、スクリュー８を取り外すことを可能にする。
図６ＢはＳＭＥ制御モジュール３が約６０度回転した状態を示す。２つのデテント９、９は、ここで互いの方へ部分的に回される。これらおよび他のデテント９、９の作動時のセッティングは、モジュール３において所望の流れ抵抗を設定することを可能とし、したがって第１の部分的な加工部分７ａ中の充填レベルを設定することを可能にする（図２を参照）。
【００７２】
図６ＣはＳＭＥ制御モジュール３が約９０度回転した状態を示す。２つのデテント９、９はここで互いにできるだけ遠くに回される。デテント９、９のこの角度の位置は、ほとんど完全な閉止を可能とし、したがってモジュール３における流れ抵抗を最大とし、したがって第１の部分的な加工部分７ａ中の充填レベルを最大にする（図２を参照）。このセッティングでは、スクリュー８の円筒状の部分８ａと、デテント９、９の相補的なくぼみ９ａの間のニップ１０は、約０．５ｍｍである。
図６Ｄは、図６Ａ、６Ｂおよび６Ｃに示されないデテントケーシングＨを有するＳＭＥ制御モジュールの完成品一式を示す。
【００７３】
参照番号
１  プレコンディショナー
１ａ  第１のチャンバー
１ｂ  第２のチャンバー
２  第１のゾーン
３  調整可能なバリヤー
４  第２のゾーン
５  成形ユニット、ダイプレート
６  第３のゾーン
Ｓ  生成物パラメーター測定装置
Ｖ  測定データ処理デバイス
Ｌ  データ伝送経路
Ａ１  バリヤー作動デバイス
Ａ２  圧力設定手段作動デバイス
７  同方向回転する多軸スクリュー押出機または２軸スクリュー押出機
７ａ  ＭＷＥまたはＺＷＥの第１の部分的な加工部分
７ｂ  ＭＷＥまたはＺＷＥの第２の部分的な加工部分
Ｍ１  プレコンディショナーの第１のモーター
Ｍ２  プレコンディショナーの第２のモーター
Ｍ３  押出機モーター
Ｆ  生成物搬送方向
Ｇ  押出機ギアーボックス
Ｅ  供給ゾーン
ＳＭＥ  ＳＭＥ  イントロダクションゾーン（クッキングゾーン）
Ｄ  圧力ビルドアップゾーン
Ｓ  スクリュー
８ａ  回転対称部分
９  デテント
９ａ  相補的なくぼみ
９ｂ  歯車
Ｍ４  デテントモーター
Ｈ  デテントケーシング
１０  ギャップ
１１  圧力設定手段
１２  供給ライン
１２ａ  バルブ
１３  第１の排出ライン
１３ａ  バルブ
１４  第２の排出ライン
１４ａ  バルブ
２０  圧力設定手段、蒸気ジェットポンプ
２０ａ  蒸気ジェット入口
２０ｂ  蒸気ジェット出口
２０ｃ  サクション入口
２１  第１の蒸気ライン
２２  第２の蒸気ライン
２３  第３の蒸気ライン
２４  第４の蒸気ライン
２５  第５の蒸気ライン
２１ａ  バルブ
２１ｂ  バルブ
２３ａ  バルブ
２４ａ  バルブ
２５ａ  バルブ
２６  切断装置チャンバー
２７  堰ホイール
Ｓ２３  圧力および／または温度センサー
Ｓ２６  圧力および／または温度センサー
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】図１は、本発明によるプラント、および本発明による方法の図の表現である。
【図２】図２は、本発明によるプラントの第１の例示的な実施態様についての部分的拡大図である。
【図３】図３は、本発明によるプラントの第２の例示的な実施態様についての部分的拡大図である。
【図４】図４は、本発明によるプラントの第３の例示的な実施態様についての部分的拡大図である。
【図５】図５は、本発明による調整可能なバリヤーの第１の実施態様についての部分的拡大図である。
【図６】図６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、６Ｄは、様々な操作セッティングでの本発明による調整可能なバリヤーの第２の実施態様の透視図である。
【図１】
2008531021.tif 000003
【図２】
2008531021.tif 000004
【図３】
2008531021.tif 000005
【図４】
2008531021.tif 000006
【図５】
2008531021.tif 000007
【図６Ａ】
2008531021.tif 000008
【図６Ｂ】
2008531021.tif 000009
【図６Ｃ】
2008531021.tif 000010
【図６Ｄ】
2008531021.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成19年11月1日(2007.11.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
澱粉、脂肪、またはタンパク質に基づいたバルク食料もしくは飼料、または澱粉、脂肪、もしくはタンパク質に基づいた水含有物質からの技術的中間体の連続的な製造のためのプラントであって、該プラントは以下の連続するゾーンを有し、物質はそれに沿って搬送されることができる：
＊  第１の加工部分（７ａ）を有する第１のゾーン（２；１，７ａ）、その内部で物質は完全に混合され、機械エネルギーおよび／または熱エネルギーが物質内へ導入される；
＊  第２の加工部分（７ｂ）を有する第２のゾーン（４；７ｂ）、その内部で圧力が物質内に蓄積される；および
＊  第２の領域（４；７ｂ）から排出された物質を収容するための第３のゾーン（６）；
ここで、成形ユニット（５）が、第２のゾーン（４；７ｂ）と第３のゾーン（６）の間に配置される、
第３のゾーン（６）へ排出される前に成形ユニットで加圧された物質は、バルク物質の特定の形状に成形されることができる、
該プラントは、第１のゾーン（２；１、７ａ）と第２のゾーン（４；７ｂ）の間に調整可能なバリヤー（３）を含み、それは物質の輸送を制限し、
また、第３のゾーン（６）に測定装置（Ｓ）が提供され、これは、第３のゾーン（６）で形成された最終のバルク食料、飼料または技術的な中間物の見掛け密度および／または密度と相関を有する生成物パラメーターを決定するために使用することができる；
該測定装置（Ｓ）はデータ伝送経路（Ｌ）を介してバリヤー作動デバイス（Ａ１）と接続され、測定装置（Ｓ）によって決定される生成物パラメーターの関数として調整可能なバリヤー（３）を設定する。
【請求項２】
測定装置（Ｓ）により受信された生成物パラメーターデータを処理して、バリヤー作動デバイス（Ａ１）のための制御データにするために、データ伝送経路（Ｌ）がデータ処理ユニット（Ｖ）を有する、請求項１記載のプラント。
【請求項３】
所定量のバルク物質サンプルをとり、測定セルをバルク物質サンプルで満たすために、測定装置（Ｓ）がサンプラーを有する、請求項１から２のいずれか１項記載のプラント。
【請求項４】
バルク物質サンプルの質量を決定するために、測定装置（Ｓ）が秤を有する、請求項３記載のプラント。
【請求項５】
測定装置（Ｓ）は、電磁気（ＥＭ）放射線の発生源およびレシーバーを有し、それらの間に測定セルを通過するＥＭ放射線経路を有する、請求項３または４記載のプラント。
【請求項６】
測定装置（Ｓ）の測定セル中のバルク物質サンプル中のバルク物質が固定されることができ、測定装置（Ｓ）が、測定セルを通過する流体入口および流体出口の間の流体経路を有する、請求項３から５のいずれか１項記載のプラント。
【請求項７】
測定装置（Ｓ）が音源および音響レシーバーを有し、それらの間に測定セルを通過する音響の経路が存在する、請求項３から６のいずれか１項記載のプラント。
【請求項８】
測定装置（Ｓ）がゾーン（６）の中または後に配置された衝撃表面を有し、これは第３のゾーン（６）内に形成されたバルク物質流れ内に延び、さらに衝撃雑音の音響スペクトルを記録するための音響レシーバーを有し、データ処理ユニット（Ｖ）には記録された音響スペクトルの分析のためにスペクトルアナライザーが提供される、請求項１から７のいずれか１項記載のプラント。
【請求項９】
測定装置（Ｓ）は、第３のゾーン（６）内で形成されたバルク物質流れのバルク物質粒子状物質を分離するための分離デバイスを有し、さらにそれぞれの個々のバルク物質粒子状物質の射影面を得るための光学画像システムを有し、データ処理ユニット（Ｖ）は記録された射影面スペクトルの分析のためにスペクトルアナライザーを含む、請求項１から８のいずれか１項記載のプラント。
【請求項１０】
バルク物質の設定見掛け密度に対応する設定パラメーターを格納するために、データ処理ユニット（Ｖ）がメモリーを有し、さらにバルク物質に対する測定値と設定パラメーターと比較するためのコンパレーターを有する、請求項１から９のいずれか１項記載のプラント。
【請求項１１】
調整可能なバリヤー（３）が調整可能に断面を狭くすることができる、請求項１から１０のいずれか１項記載のプラント。
【請求項１２】
第３のゾーンが、物質に含まれる水の飽和蒸気圧未満の圧力下にある、請求項１から１１のいずれか１項記載のプラント。
【請求項１３】
第３のゾーンが、物質に含まれる水の飽和蒸気圧よりも大きな圧力下にある、請求項１から１１のいずれか１項記載のプラント。
【請求項１４】
第１のゾーン（２；１，７ａ）および第２のゾーン（４；７ｂ）が多軸スクリュー押出機、特には同方向回転する２軸スクリュー押出機（７）の加工部分で構成される、請求項１から１３のいずれか１項記載のプラント。
【請求項１５】
第１のゾーンが多軸スクリュー押出機、特には異方向回転の２軸スクリュー押出機の加工部分から成り、第２のゾーンが１軸スクリュー押出機、異方向回転の２軸スクリュー押出機またはギアポンプの加工部分から成る、請求項１から１３のいずれか１項記載のプラント。
【請求項１６】
プレコンディショナー（１）が一連の多軸スクリュー押出機（７）と接続される、請求項１４または１５記載のプラント。
【請求項１７】
調整可能なバリヤー（３）が、多軸スクリュー押出機または２軸スクリュー押出機（７）の長さ方向の内側に配置され、多軸スクリュー押出機または２軸スクリュー押出機（７）の全長の１／５から４／５の間、特には２／５から３／５の間の位置に配置される、請求項１４記載のプラント。
【請求項１８】
多軸スクリュー押出機または２軸スクリュー押出機によって形成される第１のゾーンの下流搬送端に調整可能なバリヤーが配置される、請求項１５記載のプラント。
【請求項１９】
１軸スクリュー押出機、異方向回転２軸スクリュー押出機またはギアポンプによって形成される第２のゾーンの上流搬送端に調整可能なバリヤーが配置される、請求項１５記載のプラント。
【請求項２０】
調整可能なバリヤー（３）が、押出機（７）の１つ又は複数のスクリュー（８）の、それぞれのスクリューのない、回転対称な部分（８ａ）、および少なくとも１つのデテント（９）であってそれぞれの回転対称な部分（８ａ）に対して動くことができ、それぞれの回転対称な部分（８ａ）に対して相補的なくぼみ（９ａ）を有するデテントからなり、
それによりそれぞれの回転対称な部分（８ａ）とデテント（９）の相補的なくぼみ（９ａ）との間に、調整可能なニップ幅を有するニップ（１０）を生じさせる、請求項１４から１９のいずれか１項記載のプラント。
【請求項２１】
物質中の圧力を設定するために、第２のゾーン（４）が圧力設定手段（１１；２０）に接続される、請求項１から２０のいずれか１項記載のプラント。
【請求項２２】
圧力設定手段（１１）が、物質中の水の量を変化させるためにデバイス（１２、１３、１４）を有する、請求項２１記載のプラント。
【請求項２３】
圧力設定手段（１１）が、第２のゾーン内に選択的に水蒸気を供給するかまたはそこから水蒸気を除去するためにデバイス（１２、１３、１４）を有する、請求項２１または２２記載のプラント。
【請求項２４】
圧力設定手段（１１）が、第２のゾーン（７ｂ）内に選択的に水蒸気を供給するかまたはそこから水蒸気を除去するために、供給ライン（１２）および排出ライン（１３，１４）を有し、供給ライン（１２）および排出ライン（１３，１４）が任意に解放または閉止されることができる、請求項２３記載のプラント。
【請求項２５】
圧力設定手段（１１）は、第２のゾーン（７ｂ）と水蒸気生成システムを接続する供給ライン（１２）、第２のゾーン（７ｂ）を真空システムに接続する第１の排出ライン（１３）、および第２のゾーン（７ｂ）を第１のゾーンに接続する第２の排出ライン（１４）を有し、
ここで、供給ライン（１２）および第１と第２の排出ライン（１３、１４）は、任意に解放されるか閉止されることができる、請求項２４記載のプラント。
【請求項２６】
測定装置（Ｓ）が第３のゾーン（６）内に圧力センサーを有し、第３のゾーンの圧力を設定するために使用することができる圧力設定手段（２０）が、第３のゾーン（６）に接続される、請求項１から２５のいずれか１項記載のプラント。
【請求項２７】
第３のゾーン（６）での測定装置によって決定される圧力の関数として圧力設定手段（２０）を設定するために、測定装置（Ｓ）がデータ伝送経路（Ｌ）によって圧力設定手段作動デバイス（Ａ２）と接続される、請求項２６記載のプラント。
【請求項２８】
測定装置（Ｓ）によって第３のゾーン（６）から受信された生成物パラメーターデータまたは圧力数値を処理し、圧力設定手段作動デバイス（Ａ２）用の制御データにするために、データ伝送経路（Ｌ）がデータ処理ユニット（Ｖ）を含む、請求項２７記載のプラント。  
【請求項２９】
成形ユニット（５）が回転する切断ブレードを備えたダイプレートである、請求項１から２８のいずれか１項記載のプラント。
【請求項３０】
請求項１から２９のいずれか１項記載のプラントを使用した、澱粉、脂肪、またはタンパク質に基づいたバルク食料もしくは飼料、または澱粉、脂肪またはタンパク質に基づく、水を含んでいる物質からの技術的な中間物の連続的な製造方法であって、連続するゾーンにおいて以下の連続する工程を有する方法：
ａ）  物質を第１のゾーンを通過させる工程、ここで該第１のゾーンは第１の加工部分を有し、ここで物質は機械および／または熱エネルギーへの暴露によって完全に混合され練られ、および水が物質に作用する；
ｂ）  物質を第２のゾーンを通過させる工程、ここで該第２のゾーンは第２の加工部分を有し、物質に圧力が蓄積される；
ｃ）  加圧された物質を、第２のゾーンと第３のゾーンの間に配置された成形ユニットにより成形する工程；
ｄ）  第３のゾーンへの加圧され成形された物質を排出する工程；
ここで、物質中への特定の機械的エネルギー入力（ＳＭＥ）が第１のゾーンで、第１のゾーンと第２のゾーンの間の物質の輸送を妨害するバリヤーを設けることにより起こり、測定装置は第３のゾーンで、最終の食料または飼料または技術的な中間物の見掛け密度および／または密度と相関を有する生成物パラメーターを決定するために使用される；
該生成物パラメーターは最終の食料または飼料または技術的中間物の見掛け密度および／または密度と相関を有し、バリヤーは測定装置により測定された生成物パラメーターの関数として調節される方法。
【請求項３１】
測定装置の中で決定された生成物パラメーターの測定値が、生成物パラメーターの所定の設定値と比較され、バリヤーが生成物パラメーターの測定値／設定値の偏差の関数として設定される、請求項３０記載の方法。
【請求項３２】
第３のゾーンでバルク物質流れからバルク物質サンプルが取られ、次の測定値の少なくとも１つが決定され、生成物パラメーターとして使用される、請求項３０または３１記載の方法：
＊バルク物質サンプルの質量；
＊バルク物質サンプルを通過する間の、特にガンマ線である電磁放射を弱める特性；
＊バルク物質サンプルを通過する間の、特にマイクロ波である電磁放射の伝搬速度；
＊固定されたバルク物質サンプルを通過する間の、特に圧縮空気である流体の圧力損失；
＊バルク物質サンプルを通過する間の、特に音波である機械的な波を弱める特性。
【請求項３３】
生成物パラメーターが、バルク物質流れが第３のゾーンで、または第３のゾーンの後に、衝撃表面を打った時にまたは該表面からそれた時に発生する衝撃雑音の音響スペクトルである、請求項３０から３２のいずれか１項記載の方法。
【請求項３４】
バルク物質流れの粒子状物質が第３のゾーンから分離され、バルク物質粒子がそれぞれ光学的に別々に得られ、バルク物質粒子状物質の射影面スペクトルが生成物パラメーターとして使用される、請求項３０から３２のいずれか１項記載の方法。
【請求項３５】
第３のゾーンでの圧力が測定される、請求項３０から３４のいずれか１項記載の方法。
【請求項３６】
第３のゾーンが物質に含まれていた水の飽和圧力未満の圧力を有し、その結果加圧された形成された物質が第３のゾーンに入る時に膨張する、請求項３０から３５のいずれか１項記載の方法。
【請求項３７】
第３のゾーンが物質に含まれていた水の飽和圧力より大きな圧力を有し、その結果加圧された形成された物質が第３のゾーンに入る時に膨張しない、請求項３０から３５のいずれか１項記載の方法。
【請求項３８】
物質がおかれる圧力が第２のゾーンで設定される、請求項３０から３７のいずれか１項記載の方法。
【請求項３９】
圧力は第２のゾーンで水蒸気を供給するか除去するかによって設定され、物質の水分含有量または生成物湿分を変更する、請求項３６記載の方法。
【請求項４０】
水蒸気生成システムからの水蒸気が第２のゾーンに任意に供給されるか、または水蒸気が第２のゾーンから真空システムに流れるか、または水蒸気が第２のゾーンから第１のゾーンに返される、請求項３９記載の方法。
【手続補正書】
【提出日】平成19年11月1日(2007.11.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は請求項１から３０のプレアンブル部分に記載された、澱粉に基づく、脂肪に基づく、もしくはタンパク質に基づくバルクタイプの食料もしくは飼料、または澱粉に基づく、脂肪に基づく、もしくはタンパク質に基づく、水を含有する化合物からの技術的中間体の連続的な製造のためのプラントおよび方法に関する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明の目的は、最初に言及されたプラントにおいて、および最初に言及された方法において、他のプロセス変量を変更せずに、ＳＭＥを適合または調節し、生成物の見掛け密度または密度（ペレット密度）を監視し制御することを可能とすることである。
この目的は、本発明の請求項１から３０記載のプラントおよび方法によって達成される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明のプラントは以下の連続するゾーンを有し、物質はそれに沿って移動することができる：
＊  第１の加工部分を有する第１のゾーン、その内部で物質は混合され、機械エネルギーおよび／または熱エネルギーが物質内へ導入される；
＊  第２の加工部分を有する第２のゾーン、その内部で物質への圧力の上昇が生ずる；および
＊  第２のゾーンから排出された物質を収容するための第３のゾーン；
ここで、成形ユニットが第２のゾーンと第３のゾーンの間に配置され、これを使用して圧力の加えられた物質はバルク物質の特定の形状に成形され、ついで第３のゾーンへ排出される。
本発明においては、該プラントは第１のゾーンと第２のゾーンの間に物質の輸送を制限する調整可能なバリヤーを含み、第３のゾーンには測定装置が提供され、これは、第３のゾーンで形成された最終のバルク−タイプの食料、飼料または技術的な中間物の見掛け密度および／または密度に関係する生成物パラメーターを決定するために使用することができる。本発明においては、該測定装置はデータ伝送経路を介してバリヤー作動デバイスと接続され、測定装置によって決定される生成物パラメーターの関数として調整可能なバリヤーを調節する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
本発明の方法は、連続するゾーンにおいて次の連続する工程を有する：
ａ）  第１の加工部分を有する第１のゾーンを通して物質を移動する工程、ここで該物質は機械的および／または熱エネルギーに暴露されることにより、完全に混合され、混練りされ、水が物質に作用される；
ｂ）  第２の加工部分を有する第２のゾーンを通して物質を移動する工程、ここで物質内の圧力が大きくされる；
ｃ）  加圧された物質を、第２のゾーンと第３のゾーンの間に配置された成形ユニットにより成形する工程；
ｄ）  第３のゾーンへの加圧され成形された物質をバルク物質の形態で排出する工程。
本発明においては、第１のゾーンで生ずる物質内への特定の機械的エネルギー入力が、第１のゾーンと第２のゾーンの間の物質の輸送を妨害するバリヤーを調節することにより調節され、測定装置を使用して第３のゾーンで生成物パラメーターが決定され、該生成物パラメーターは最終の食料または飼料または技術的中間物の見掛け密度および／または密度と相関を有する。本発明においては、バリヤーは測定装置により測定された生成物パラメーターの関数として調節される。
【手続補正書】
【提出日】平成19年11月1日(2007.11.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
上記の生成物を製造する公知の方法は、この目的のために、たとえば１つ以上の押出機を利用する。ＳＭＥは、回転するスクリューを介して、剪断力により押出機の加工空間内の生成物内に導入される。ここで一般に使用される押出機には供給ゾーン、加工ゾーンおよび成形ゾーンがある。
米国特許５７１４１８７は、混練りされ圧縮成型された飼料の品質を制御するための設備および方法を開示する。該設備はスクリュープレスと任意にペレットプレスを有する。設備の種種の加工ゾーンには複数の生成物特性を測定するためのセンサーが取り付けられる。飼料を製造するための設備にデバイスの設定（設定パラメータ）は、これらの測定された生成物特性に基づいて変化される。この設定パラメータの変更は「試行錯誤」により手動で行われるか、または経験的に確認された事項や統計的に分析された式に基づいて自動的に行われる。しかし、他のプロセスパラメータを変更することなく押出機の充填量について単独で影響を与えることについては議論されていない。
ドイツ国特許１９７１４７１３は、膨張ハウジングを有する飼料の処理装置を開示する。該装置は加圧ゾーンおよび緩和ゾーンを有し、さらに原料供給口および水流れのための入口ノズル、および加圧、圧縮および膨張のために別々に設けられたゾーンを有するスクリューを有する。該装値は、バックアップ要素またはブロッキング部分を有し、これらはスクリューを取り囲み、環状ギャップの形の狭窄部を形成し、これは原料供給口を介しての流れの漏れを防止する。しかし、生成物パラメータを決定するための測定装置および、生成物パラメータの関数として調節装置を介して調節可能なバリヤを調節することは開示されていない。
【国際調査報告】
2008531021.tif 000012
2008531021.tif 000013
2008531021.tif 000014
2008531021.tif 000015
2008531021.tif 000016
2008531021.tif 000017