(57)【要約】  本発明は、食品もしくは飼料押出機（Ｅ）のための冷却工具（１）であって、ｉ）食品もしくは飼料押出機（Ｅ）に取付け可能であって、冷却工具（１）内に押出物（４）を導入可能な入口端部（３）と、ｉｉ）冷却された押出物を排出可能な出口端部（５）と、ｉｉｉ）実質的に入口端部から出口端部へと延在する押出物流路（６）と、ｉｖ）押出物流路（６）が熱伝達式に接続されている少なくとも１つの冷却剤流路（７ａ，７ｂ，７ｂ’）と、を備え、主流れ方向（８）に対する横断面（Ｘ−Ｘ）で、ｖ）押出物流路（６）は実質的にリング区分として、特に円環区分として形成されており、ｖｉ）押出物流路（６）の外壁（９）は少なくとも第１のセグメント（１０）と第２のセグメント（１１）とから形成されており、第１のセグメントと第２のセグメントとは、機械的な接続エレメント（１２）を介して互いに接続されている、冷却工具（１）に関する。冷却工具（１）は、食品および飼料の湿式テクスチャリングのために特に適している。
2021510534.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
食品もしくは飼料押出機（Ｅ）のための冷却工具（１）であって、
ｉ）食品もしくは飼料押出機（Ｅ）に取付け可能であって、前記冷却工具（１）内に押出物を導入可能な入口端部（３）と、
ｉｉ）冷却された前記押出物を排出可能な出口端部（５）と、
ｉｉｉ）実質的に前記入口端部から前記出口端部へと延在する押出物流路（６）と、
ｉｖ）前記押出物流路（６）と熱伝達式に接続している少なくとも１つの冷却剤流路（７）と、
を備え、主流れ方向（８）に対して垂直な横断面（Ｘ−Ｘ）において、
ｖ）前記押出物流路（６）は実質的にリング区分として、特に円環区分として形成されており、
ｖｉ）前記押出物流路（６）の外壁（９）は少なくとも第１のセグメント（１０）と第２のセグメント（１１）とから形成されており、前記第１のセグメントと前記第２のセグメントとは、機械的な接続エレメント（１２）を介して互いに結合されている、冷却工具（１）。
【請求項２】
前記押出物流路（６）は主流れ方向（８）に対して垂直な前記横断面（Ｘ−Ｘ）で実質的にリング区分として、特に少なくとも３００°の、好適には少なくとも３２５°の、特に好適には少なくとも３５０°の、円環区分として、形成されている、請求項１記載の冷却工具（１）。
【請求項３】
前記押出物流路（６）の前記リング区分によってカバーされていない、前記横断面（Ｘ−Ｘ）の領域には、前記冷却工具（１）の実質的に全長にわたって延在する、前記押出物流路（６）の内壁（１４）のための支持構造（１３）が配置されている、請求項１または２記載の冷却工具（１）。
【請求項４】
前記押出物流路（６）の内壁（１４）は、実質的に円筒状に、特に中空円筒状に、形成されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の冷却工具（１）。
【請求項５】
前記押出物流路（６）の前記内壁（１４）は、一体的に形成されている、請求項４記載の冷却工具（１）。
【請求項６】
前記押出物流路（６）の前記外壁（９）は、運転状態において、円筒状に、特に中空円筒状に、形成されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の冷却工具（１）。
【請求項７】
前記押出物流路（６）の前記外壁（９）の前記第１のセグメント（１０）と前記第２のセグメント（１１）は、前記支持構造（１３）に機械的な接続エレメント（１２）によって取り付けられている、請求項３から６までのいずれか１項記載の冷却工具（１）。
【請求項８】
前記押出物流路（６）の前記外壁（９）の前記第１のセグメント（１０）と前記第２のセグメント（１１）は、前記支持構造（１３）に枢着的にかつ／または旋回可能に取り付けられている、請求項７記載の冷却工具（１）。
【請求項９】
前記入口端部（３）の領域に、特に交換可能な分配器（１５）が配置されていて、前記分配器は、前記食品もしくは飼料押出機（Ｅ）の出口通路からの押出物を、唯１つの分配通路（１７）を介して、リング区分として形成された前記押出物流路（６）に供給可能であるように、形成されている、請求項１から８までのいずれか１項記載の冷却工具（１）。
【請求項１０】
前記分配器（１５）は分配エレメント（１５ａ）を含み、前記分配エレメントは、錐体、特に円錐体として、切頭錐体、特に切頭円錐体として形成されている、請求項９記載の冷却工具（１）。
【請求項１１】
前記分配器の領域に、特に前記分配器（１５）の、前記押出機とは反対側の端部の領域に、かつ／または前記分配器（１５）の、前記押出機に面した端部の領域に、前記分配通路（１７）を狭めることができる、もしくは前記分配通路（１７）を狭めている絞り部材（１８，１８’）が配置可能である、もしくは配置されている、請求項９または１０記載の冷却工具（１）。
【請求項１２】
前記分配器（１５）は、前記分配通路（１７）を外側から、かつ／または内側から冷却するための１つ以上の冷却通路（１９）を備えて形成されている、請求項９から１１までのいずれか１項記載の冷却工具（１）。
【請求項１３】
前記押出物流路（６）に熱伝達式に接続されている少なくとも１つの冷却剤流路（７ａ，７ｂ，７ｂ’）が、
前記押出物流路（６）の内側に、かつ／または
前記押出物流路（６）の外側に
存在している、請求項１から１２までのいずれか１項記載の冷却工具（１）。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの冷却剤流路（７ａ，７ｂ，７ｂ’）には、前記押出物流路の内側で、前記支持構造（１３）を介して、冷却剤を供給可能である、請求項３から１３までのいずれか１項記載の冷却工具（１）。
【請求項１５】
前記分配通路の領域に絞り部材を備えており、前記絞り部材は前記分配通路を狭めるものであって、特にピンホールとして、または円セグメントとして形成されているセグメント化されたスリットを備えた絞り部材として形成されている、特に請求項１１から１４までのいずれか１項記載の冷却工具（１）。
【請求項１６】
前記分配エレメント（１５ａ）は、主流れ方向（８）に対して実質的に平行に調節可能に構成されている、請求項１０から１５までのいずれか１項記載の冷却工具。
【請求項１７】
前記分配エレメント（１５ａ）は、前記入口端部（３）から様々な距離で位置決めされ得るように、調節可能に形成されている、請求項１６記載の冷却工具。
【請求項１８】
前記分配エレメント（１５ａ）は、前記分配エレメント（１５ａ）を位置決めすることができるねじ山付きロッドに作用結合している、請求項１７記載の冷却工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、食品および動物用の飼料の押出成形（エクストルージョン）の技術分野に関する。
【０００２】
食品の押出成形および／または動物用の飼料の押出成形の際には、繊維状の構造を形成するいわゆる湿式テクスチャリングがしばしば行われる。例えばこれは、動物性または植物性タンパク質を含む製品が押し出される場合である。押出物は、通常、押出機の出口で膨張し、このことは高密度でコンパクトな繊維状の製品構造にとって不利であるので、繊維状の構造は必ずしも簡単に得られるわけではない。したがって、このために、従来技術では、押出機の出口に配置されている、押出物の膨張を減じるべき、または所望される場合はほぼ完全に抑制すべき冷却ノズルが使用される。しかしながら、このような冷却ノズルの構造的な実施形態には、まだ多くの改善すべき点がある。すなわち例えば、冷却はしばしば不十分かつ不均一であり、構造は過度に複雑で、洗浄性は満足できるものではない。
【０００３】
従来技術では、冷却工具の様々な構成が開示されており、それら全ては欠点を含んでいる。
【０００４】
一方では、一貫したリング状の押出物流路を備えた構成が、例えば独国特許第２４０６１４６号明細書および米国特許第３９２５５６６号明細書により公知である。この場合、内周壁の取付けが問題である。取付けは例えばウェブによって行われるが、ウェブは製品流を妨害する。たとえウェブが、冷却工具のまだ入口の領域に、例えば分配器に、配置されていたとしても、特にタンパク質含有の押出物の一度分離されたストランドは、再び均質に結合することはなく、このことは、外観とテクスチャ（質感、感触または食感）に不都合な影響を与える。冷却工具の端部領域におけるウェブも不都合であり、何故ならば、これらウェブは強度的な理由から大きな体積で構成されなければならず、しかしながらこれにより、製品通路の横断面は大きく狭められ、やはり製品の外観とテクスチャに不都合な影響を与えるからである。
【０００５】
他方では、扁平に形成された冷却工具が、例えば、米国特許第４９１００４０号明細書、国際公開第９６／３６２４２号、国際公開第９９／１３７３５号、および欧州特許第１０５９０４０号明細書により公知である。しかしながら、高流量の場合にはとりわけ、このような扁平に形成された冷却工具は、極めて幅広に形成されなければならず、これは押出機の流出開口よりも著しく幅広である。このことは、冷却工具内の流速の均一性に不都合な影響を与え、これにより製品の外観とテクスチャにも不都合な影響が与えられる。さらに、製品圧力に起因する力が、平坦な壁に曲げモーメントを加え、これにより壁の頑丈な構造が必要となるので、このような冷却工具は構造的にも不利である。
【０００６】
さらに、複数の個別の押出物流路を備えた構成が公知である。このような構造は、構成が極めて複雑であり、複数の個別の押出物流路の冷却も手間がかかり、メンテナンスおよび作動の際に誤差が出やすい。
【０００７】
そこで本発明の課題は、上述した欠点を克服することであり、特に、優れた冷却特性を保証することができ、かつ簡単に形成され、容易に洗浄可能である冷却工具を提供することである。
【０００８】
この課題は、独立請求項１に記載の本発明による冷却工具により解決される。本発明の有利な構成は、従属請求項に記載されている。
【０００９】
冷却工具とは、本発明の範囲では特に、食品もしくは飼料押出機の押出物を冷却するための押出機冷却ノズルを意味する。食品もしくは飼料押出機のための本発明による冷却工具は、食品もしくは飼料押出機（２）に取付け可能であって、冷却工具内に押出物を導入可能な入口端部を有している。この場合、取付け部は好適には取り外し可能に形成されているので、冷却工具を容易に交換することができ、またはメンテナンスもしくは洗浄のために容易に取り外すことができる。このような取付けは、公知の通常の方法で規定された押圧力を達成することができる、好適にはねじ（例えば、六角ねじ）、クランプレバー、またはファスナによって行われる。
【００１０】
冷却工具はさらに、冷却された押出物を排出可能な出口端部を有している。出口端部の領域では、さらに後述するように、冷却された押出物の規格化を行うことができる。
【００１１】
実質的に、冷却工具の入口端部と出口端部との間に、特に唯１つの、押出物流路が延在している。この場合、押出物流路は実質的にリング区分として形成されている。本発明の範囲では、リング区分のリングは、特に円形に、楕円形に、多角形に、スプライン曲線として、またはこれらの組み合わせからも形成されていてよい。円環区分としてのリング区分の構成が好適である。
【００１２】
さらに、冷却工具は、押出物流路（６）が熱伝達式に接続されている少なくとも１つの冷却剤流路を有している。熱伝達は、好適には、対流による熱伝達として行われる。
【００１３】
主流れ方向に対する横断面で、押出物流路は実質的にリング区分として形成されていて、好適には円環区分として形成されている。リング区分としての構成により、特に均一な製品の分配、均等な流速、および均等な冷却を実現することができる。さらに、製品圧力にからは実質的に引っぱり力しか生じず、実用的には無視できる程度の曲げ力しか生じないので、従来技術で可能であるよりも薄壁の構造が可能であることがわかった。
【００１４】
さらに、主流れ方向に対する横断面で、押出物流路の外壁は、少なくとも第１のセグメントと第２のセグメントとから形成されている。２つのセグメントが特に好適であるが、３つ、４つ、またはそれ以上のセグメントから成る構造も可能である。セグメントは、この場合、好適には、機械的な接続エレメントを介して互いに接続されている。機械的な接続手段としては、やはりねじ（例えば六角ねじ）、クランプレバー、またはファスナが適していて、ねじ接続が特に好適である。取り外し可能なセグメントから成る外壁の構造により、特に簡単かつ確実な押出物流路および冷却工具全体の洗浄性が得られる。
【００１５】
このような形式の冷却工具により、典型的には０．５〜２．５ｍ（特に０．７５〜２．２５ｍ、さらに好適には１〜２ｍ）の長さと、１００〜８００ｍｍ（特に２００〜６００ｍｍ、さらに好適には３００〜４００ｍｍ）の直径とを備えた冷却工具の僅かな構成サイズのもと、押出物の１２５〜２０００ｋｇ／時（特に１７５〜１５００ｋｇ／時、さらに好適には、２２５〜１０００ｋｇ／時）の範囲の容量を実現することができる。
【００１６】
冷却工具は、食品もしくは飼料に接触する領域で、すなわち特に押出物流路の領域で、ステンレス鋼（例えば、ＥＮ１００８８による分類番号１．４３ｘｘまたは１．４４ｘｘ）から形成されている。この材料は、高度な食品安全性により優れている。好適な材料の粗さは、（ＤＩＮ  ＥＮ  ＩＳＯ  ４２８７：１９９８による）Ｒａ１．６〜Ｒａ０．８の範囲にある。
【００１７】
好適な実施形態では、押出物流路は主流れ方向に対する横断面で実質的にリング区分として、特に円環区分として形成されており、少なくとも３００°の、好適には少なくとも３２５°の、特に好適には少なくとも３５０°の区分にわたって延在している。
【００１８】
好適には、押出物流路のリング区分によってカバーされていない、横断面の領域には、冷却工具の実質的に全長にわたって延在する、押出物流路の内壁のための支持構造が配置されている。この支持構造は、好適には異形材である。
【００１９】
冷却工具の好適な実施形態では、押出物流路の内壁は、実質的に円筒状に、特に中空円筒状に、形成されている。このような構成は、製造技術的に特に簡単に製造可能である。
【００２０】
特に好適には、押出物流路の内壁は、一体的に形成されている。これにより、簡単な製造と良好な洗浄性が保証されている。
【００２１】
好適な実施形態では、押出物流路の外壁は、作動状態で円筒状に、特に中空円筒状に、形成されている。押出物流路の外壁はこの場合、上述したように複数のセグメントから構成されている。
【００２２】
好適な実施形態では、押出物流路の外壁の第１のセグメントと第２のセグメントと（場合によってはさらに別のセグメントと）は、上述した支持構造に機械的な接続エレメントによって取り付けられている。この取付けは、例えば、ねじ（例えば六角ねじ）、クランプレバー、またはファスナによって行われてよい。セグメントはさらに、周方向の別の位置で、好適には支持構造の反対側で、互いに接続されている。接続は、この位置でも、上述したように機械的な接続手段によって行われてよい。シールは、好適には、セグメントのプレスコンタクトにより、純粋に金属的にシールされるように行われている。選択的な実施形態では、シールは、特に凹部内に挿入されたエラストマシール部材により行われてよい、もしくは補助されてよい。
【００２３】
別の好適な実施形態では、押出物流路の外壁の第１のセグメントと第２のセグメントと（場合によってはさらに別のセグメントと）は、支持構造に枢着的にかつ／または旋回可能に、例えばヒンジによって取り付けられている。このような枢着もしくは旋回可能性により、最小限の分解の手間で、押出物流路の特に簡単な洗浄性を実現することができる。この場合も、シールは上述したように行われるように形成することができる。
【００２４】
冷却工具の好適な構成では、入口端部の領域に特に交換可能な分配器が配置されている。分配器は、（通常は、リング状にまたはリング区分として形成されていない）食品もしくは飼料押出機の出口通路からの押出物を、唯１つの分配通路を介して、リング区分として形成された押出物流路に供給可能であるように、形成されている。
【００２５】
分配通路は、（押出機の出口から押出物流路の入口までの）長さの少なくとも５０％にわたって、好適には少なくとも７０％にわたって、特に好適には少なくとも９０％にわたって、一定の横断面積を有していると有利であることが示された。これにより均一な流速を得ることができ、このことは有利であることが示された。
【００２６】
通常、１０ｃｍ以上の（特に２０ｃｍ以上の、しばしば４０ｃｍ以上でさえある）長さを有している公知のフィンガ分配器とは異なり、このように構成された分配器によっては、従来技術では恐らく、フィンガ分配器において分断され、冷却区分においてはもはや再び均一に結合されない押出物ストランドに起因する、製品の外観およびテクスチャに関連する不都合な現象は観察されない。分解可能性および洗浄性も、フィンガ分配器よりも明らかに改善されている。
【００２７】
特に好適には、分配器は、例えばねじを緩めて交換することができるように形成されている。
【００２８】
分配器の交換により、目的に応じて製品特性に影響を与えることができる。特に、製品の内部剪断をもたらし、これにより製品にエネルギを導入する狭隘個所により、所定の繊維質が製品内に得られることが発見された。
【００２９】
好適には、分配器は、有利には錐体として形成されている分配エレメントを含んでいる。円錐としての構成は特に有利である。切頭錐体としての構成、特に切頭円錐としての構成も勿論可能である。錐体もしくは円錐体の構成では、分配器は、球冠状の先端を備えて形成されてもよく、これにより、流れ特性に目的に応じて影響を与えて、押出物に適合させることができる。押出機内の背圧に影響を与えることができ、製品の剪断の程度に影響を与えることができる。分配エレメントは、好適には、凹部内に差し込まれて、この凹部内で、分配エレメントへと流れてくる製品の圧力によって位置保持される。このようにして交換の可能性は特に簡単に実現されている。
【００３０】
しかしながら、分配エレメントは、主流れ方向に対して実質的に平行に調節可能に形成されていてもよい。このようにして、押出機内の背圧に目的に応じて影響を与えることができる。分配エレメントは、例えば入口端部から異なる距離を置いて位置することができるように、調節可能に形成されていてよい。分配エレメントが入口端部の近くに位置するほど、通路の狭隘部により生じる、押出機内の背圧は大きくなる。分配エレメントの位置決めは、分配エレメントに作用接続しているねじ山付きロッドによって特に簡単に行うことができ、ねじ山付きロッドは、分配エレメントの位置を変更するために出口端部から冷却ノズルによって操作することができる。
【００３１】
別の好適な実施形態では、分配器の、押出機とは反対側の端部の領域に、かつ／または分配器の、押出機に面した端部の領域に、分配通路を狭めることができる、もしくは分配通路を狭めている絞り部材（アパーチャ）が位置することができる、もしくは配置されている。このような絞り部材によっても、目的に応じて、製品特性に、特に繊維性に、影響を与えることができる。長繊維特性および短繊維特性を実現することができるが、アモルファス構造もしくは均質な構造も実現することができる。主流れ方向で絞り部材の厚さは、０．１〜１．０ｃｍの、好適には０．１５〜０．９ｃｍの、特に好適には０．２〜０．８ｃｍの範囲にある。フィンガ分配器により公知の欠点は、このように僅かな長さの絞り部材（狭隘部）では観察されない。
【００３２】
分配器の好適な実施形態では、分配器は、分配通路を外側からかつ／または内側から冷却するための１つ以上の冷却通路を備えて形成されている。分配通路の冷却により、この領域における局所的な加熱を阻止することができる。押出機は、分配器のこの領域でまさに、他の領域よりも高い加熱を受ける恐れがあることが示されている。このような加熱に対して、目的に応じた冷却により効果的に対処することができる。分配器の領域における押出物の温度を検出するために温度センサを設けることができ、この温度センサは、好適には、押出物の流れを実質的に妨げないように、壁内に取り付けられている。測定された温度に応じて、例えば、冷却剤温度の適合および／または冷却剤の流速によって、冷却を開ループ制御および／または閉ループ制御することができる。
【００３３】
好適には、押出物流路に熱伝達式に接続されている少なくとも１つの冷却剤流路が、押出物流路の内側に、かつ／または押出物流路の外側に存在している。押出物流路の内側では、冷却剤流路は好適には螺線状に全周にわたって形成されている。押出物流路の外側では、両セグメント内の冷却剤流路は、それぞれメアンダ状に形成されている。単数もしくは複数の冷却剤流路は好適には完全に閉じられていて、好適には溶接されており、交換またはメンテナンスの目的で分解する場合も、冷却剤の入口および出口を介してのみアクセス可能である。これにより、製品汚染を構造的に簡単に回避することができる。入口および出口は、好適には管片として形成することができ、冷却剤は、製品の主流れ方向とは逆に上流側に案内される。
【００３４】
特に好適には、少なくとも１つの冷却剤流路には、押出物流路の内側で、支持構造を介して、冷却剤を供給可能である。これにより、例えば押出物流路の洗浄のために分解する際にも、開放するまたは取り外す必要のない特に確実な供給部を保証することができる。
【００３５】
別の好適な実施形態では、押出物流路の領域における冷却工具の出口端部に、切断ウェブが配置されていて、これにより冷却された押出物を、出口で直接、複数のストランドに分割することができる。切断ウェブは、冷却工具の出口端部で、押出物流路の手前に組付けられている１つの切断プレート上に配置されていてよい。さらに、切断ウェブの下流に、ストランドを所定の長さに分割するさらに１つの切断装置を設けることもできる。これは例えば、回転ナイフによって実現されてよい。
【００３６】
冷却工具（上述の実施形態の範囲において説明したようなものだけではなく、食品もしくは飼料押出機のための基本的には全ての冷却工具）の好適な実施形態では、分配通路の領域に絞り部材が配置されており、絞り部材は分配通路を狭めていて、好適にはピンホールとして、または円セグメントとして形成されているスリットを備えた絞り部材として形成されている。この場合、以下に、実施例の範囲でさらに詳しく説明するように、円セグメントもしくはリングセグメントは、唯１つの円もしくはリングのセグメントとして、または様々な円もしくはリングのセグメントとして、形成されていてよい。
【００３７】
これまでに公知の冷却工具により、主として鶏胸肉状のテクスチャ、すなわち主に長繊維構造を実現することができる。これに対して、絞り部材によって、特に本発明による冷却工具により、繊維構造の範囲を拡大することができ、したがって、動物的な特性の、例えば牛、豚、羊、および魚、貝類、および甲殻類等の他の筋肉構造を模倣することができる。したがって例えば、ピンホールによって、牛肉に類似の構造を実現することができる。これに対し、スリット開口によっては、魚肉または鶏肉に類似の構造を実現することができる。押出機内で、冷却工具内で方向付けられる第１の繊維が形成されると推定される。繊維構造への影響は、好適には、押出機と、冷却工具の実際の押出物流路との間の分配器の領域における絞り部材によって与えられる。
【００３８】
絞り部材は、規定された孔パターンもしくはスリットパターンを有する金属リングまたは金属ディスクとして形成されていてよく、これら絞り部材は、分配器の入口または出口に配置されてよい。孔パターンもしくはスリットパターンは、対称または非対称であってよく、基本的に多様なジオメトリに形成することができる。直線状のおよび曲線状のスリットならびに孔が好適であるが、星形、十字型、および装飾的な形状であってもよい。特に実施例で形成されているような曲線状のスリットは、高耐性を備えた極めて長い繊維構造となり、直線状のスリットは、製品の架橋を促進する。孔は、製品を微細な繊維状のフィラメントに分割する。
【００３９】
製品は通常、予備テクスチャリング状態で、絞り部材に到達する。すなわち初期の繊維とフィラメントとが形成された。絞り部材は、短期間の流れの加速、それに続く絞り部材から出る際の制動、およびこれに伴う繊維もしくはフィラメントの再配向のために機能する。
【００４０】
上述した絞り部材の利点は、特にプロセスの可変性にある。一般的に好まれる鶏胸肉フィレ構造のほか、絞り部材によっては手間をかけずに、豚、牛、羊、および魚等のような別のテクスチャも形成することができる。
【００４１】
本発明の別の態様は、上述したような少なくとも１つの冷却工具を備えた、食品もしくは飼料押出機に関する。
【００４２】
本発明の別の態様は、湿式テクスチャリングされる製品を押出成形する方法であって、タンパク質含有の押出物を、食品もしくは飼料押出機の出口に配置された上述したような冷却工具を通過させるステップを含む方法に関する。
【００４３】
本発明のさらなる利点は、図面を参照して行う以下の実施例の説明により明らかとなる。図面では、同じエレメントには同じ符号を付与する。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】食品もしくは飼料押出機における冷却工具の配置を（概略的に）示す図である。
【図２】図３に示したＸ−Ｘ平面に沿った冷却工具の横断面図である。
【図３】図２に示したＹ−Ｙ平面に沿った本発明による冷却工具の縦断面図である。
【図４ａ】外壁のセグメントがフラップ式に開放された冷却工具を示す図である。
【図４ｂ】外壁のセグメントが閉じられて接続された冷却工具を示す図である。
【図５】冷却工具の分配器および入口領域を示す縦断面図である。
【図６ａ】ピンホールを示す図である。
【図６ｂ】図６ａのピンホールによりテクスチャリングされた製品を示す図である。
【図７ａ】スリット開口を示す図である。
【図７ｂ】図７ａのスリット開口によりテクスチャリングされた製品を示す図である。
【図８】互いにずらされたリング区分として形成されたスリットを有するスリット開口を示す図である。
【図９】調節可能な分配エレメントを概略的に示す図である。
【図１０】調節可能な分配エレメントを概略的に示す斜視図である。
【００４５】
図１には、複数のセグメント（１〜７）から構成されている押出機Ｅが概略的に示されている。原料Ｖが、重量に関する調量装置Ｂを介して供給される。供給部Ｓを介して、水または蒸気が導入される。冷却工具は符号１で示されている。冷却剤は、好適には冷却工具の下流側で供給され、冷却工具の上流側で排出される。したがって、冷却剤の流れ方向は、押出物の進行方向とは逆である。冷却剤の温度調節は、温度調整装置を介して制御（開ループ制御または閉ループ制御）され、これはコントローラＣにより図示されている。特に好適には、温度調整装置は、冷却された押出物の膨張を制御できるように、好適には実質的に完全に抑制できるように構成されている。しかしながら、所定の製品にとっては、冷却された押出物の所定の膨張を許容することが有利であり、可能である場合もある。すなわち、例えば、後にマリネ化される製品では、マリネードの付着がより良好になるため、所定の膨張が望ましい場合がある。感覚的な特性に影響を与えることもでき、これにより例えば「プルドポーク」等のようなテクスチャ（質感、感触または食感）が生まれる。このことも、開ループ制御または閉ループ制御による温度調整装置によって可能である。
【００４６】
図２には、図３に（視線方向と共に）示したＸ−Ｘ平面に沿った冷却工具１の横断面が示されている。冷却工具の入口端部の領域におけるフランジ２１が示されている。このフランジ２１には、貫通孔２２が設けられており、（図３および図５に詳細に示された）分配器１５を取り付けるために、前記貫通孔２２内に、機械的な接続エレメント１２が配置されるようになっている。下方領域には支持構造１３が示されている。この支持構造には、両側から、押出物流路６が隣接しており、押出物流路６は、支持構造１３によってのみ中断されている１つのリング区分を形成している。機械的な接続エレメント１２は、支持構造１３も貫通して配置されており、この接続エレメント１２により、押出物流路６の外壁９の第１のセグメント１０と第２のセグメント１１とが取り付けられている。外壁９は、中空壁として形成されていて、その内部には、メアンダ状に形成されている冷却剤流路７ｂおよび７ｂ’が位置している。内壁１４も中空壁として形成されていて、その内部にも、螺線状に形成された冷却剤流路７ａが位置している。好適には、内壁１４の冷却剤流路７ａと外壁９の冷却剤流路７ｂおよび７ｂ’とには互いに別個に冷却剤を供給することができ、各冷却剤の温度を互いに別個に開ループ制御および／または閉ループ制御することができる。しかしながら、共通して冷却剤を供給してもよく、特に好適には図面の下方領域に破線で示したように、支持構造１３を介して供給してもよい。
【００４７】
図３には、図２に示したＹ−Ｙ平面に沿った冷却工具の縦断面図が示されている。下方領域に、冷却剤のための入口２３および出口２４が示されている。入口２３を介して、図２に破線で示したように、内側冷却剤流路７ａと外側冷却剤流路７ｂおよび７ｂ’とに供給される。図面の左側領域で、冷却工具１の入口端部３には、分配エレメント１５ａを備えた分配器１５が配置されている。押出機の図示されていない流出通路１６から、押出物が分配器１５内に到り、次いで分配通路１７へと案内され、この分配器通路はさらに、冷却工具１の押出物流路６へと移行している。主流れ方向は符号８で示されている。すなわち冷却工具の出口端部５は相応に、図の右側領域に配置されている。分配器１５にはさらに、圧力センサ２７と温度センサ２６とが配置されている。この場合、圧力もしくは温度の検出された値は、好適には（例えば押出機の、かつ／または冷却工具および／または分配器の冷却剤温度の）作動パラメータを開ループ制御または閉ループ制御するために、かつまたはプロセスを監視するために、かつ／または再現可能性を保証するために利用することができる。
【００４８】
図４ａには、冷却工具１が、フラップ式に開放された外壁のセグメント１０および１１と共に示されている。この場合、入口領域３は図面の後方部分に、出口領域は図面の前方部分に配置されている。分配器では、温度センサ２６と圧力センサ２７とを備えた分配器１５を認めることができる。両セグメント１０および１１は、ヒンジによって支持構造１３に取り付けられているので、冷却工具１の、支持構造１３とは反対側の領域において互いの接続を前もって解除した後で、両セグメント１０，１１を適切な支持体上で、例えばメンテナンスおよび搬送台車２５上で、簡単にフラップ式に離反させることができる。すると押出物流路６全体が露出し、洗浄のために理想的な形式で近付くことができる。支持構造は、搬送台車２５上にねじ固定されている。搬送台車２５上の配置は、好適には作動中も維持される。搬送台車２５の所要スペースは大きくなく、簡単な調整および組替えはいつでも可能である。図４ｂには、接合されたセグメント１０および１１を備えた冷却工具１が示されている。セグメント１０および１１は、ガス圧ショックアブソーバによって支持されていて、これにより簡単なメンテナンスが保証されている。セグメント１０および１１が接合された状態では、出口領域５において、出口領域５にある押出物流路６を見ることができる。
【００４９】
図５には、図２に示したＹ−Ｙ平面に沿った冷却工具１の分配器１５および入口端部３の縦断面が拡大図で示されている。分配器１５は図面の左側部分に配置されていて、主流れ方向８とは逆方向に突き出ている先端を備えた分配コーン１５ａを有している。分配コーン１５ａは、単純な差込固定により保持されている。分配コーン１５ａの先端には、（位置ＩＩＩとも称される個所に）スリット開口として形成された絞り部材３５が配置されている。分配コーン１５ａの後方には、（位置ＩＩとも称される個所に）ピンホールとして形成された別の絞り部材３２が配置されている。絞り部材（アパーチャ）のピンホール３２もしくはスリット３５は、分配通路１７を狭めていて、製品のテクスチャリング（質感、感触または食感の改質）のために機能している。冷却工具１の円筒状の領域への移行部の領域には（位置Ｉとも称される個所に）、この場合、スリット開口として形成された別の絞り部材３３が配置されていて、同じく製品のテクスチャリングのために機能している。分配器１５は、冷却剤室２９を介して冷却される。この場合、入口および出口が符号３０もしくは３１で示されており、好適にはこれはホースクランプである。分配器１５では、冷却剤室２９を貫通して、圧力センサ２７と温度センサ２６とが、分配通路１７の側面にもしくは分配通路１７内に導かれている。下方領域には楔状部分３４が示されている。この楔状部分により、リング状の分配通路１７は、リング区分として形成されている押出物流路６へと移行する。冷却工具１の下方領域では、押出物流路６は一貫して形成されていない（図２参照）。冷却剤出口２４は下方領域に示されている。螺線状に形成された内側の冷却剤流路７ａは図面の右側部分に示されている。
【００５０】
図６ａ／図６ｂ、図７ａ／図７ｂには、様々なジオメトリの絞り部材と、このような絞り部材によってテクスチャリングされた製品とが示されている。これらの場合、それぞれ以下のように行われた。
【００５１】
乾燥成分、例えば、大豆タンパク質濃縮物（５００ｋｇ／時において４０％）を水（５００ｋｇ／時において６０％）と一緒に、押出機に調量投入し混合して生地を作る。塩、着色剤、香料、酸、アルカリ等のような他の成分の添加は可能であるが、必須ではない。押出機内で、原料混合物は、機械エネルギ（押出機スクリュの回転）と熱エネルギ（押出機ハウジングの温度調整）とによって、タンパク質源に応じて、１２０〜１６０℃に、特に１３５〜１４５℃に加熱される。タンパク質構造が褶曲されて、再配向され、新たな繊維構造が形成される。押出機から冷却工具への移行部において、分配器１５の領域にそれぞれ１つの絞り部材が挿入された。しかしながら本発明の範囲では、連続的に配置された複数の絞り部材を挿入することもできる。押出物は、例えば１４０℃までの温度の冷却工具内で、６０〜１２０℃に、特に８５〜１１０℃に冷却されて、次いでさらに処理することができる。
【００５２】
図６ｂは、分配器１５の領域に、図６ａに部分的に示したピンホール（図５の位置Ｉに配置された絞り部材３３を参照）を備えた本発明による冷却工具を通して案内された製品を示している。製品の流量が５００ｋｇ／時の場合、孔の面積は４９０ｍｍ２である。得られた製品のテクスチャ（質感、感触または食感）は、ローストビーフに類似のフィラメント構造を示す。
【００５３】
図７ｂは、分配器１５の領域に、図７ａに部分的に示したスリット開口（図５の位置ＩＩＩに配置された絞り部材３５を参照）を備えた本発明による冷却工具を通して案内された製品を示している。得られた製品のテクスチャは、微細／短繊維の魚肉構造を示す。
【００５４】
図８には、スリットがリング区分として形成されている絞り部材が示されており、（周方向で）リング区分の始点と終点とは、絞り部材の中心点に対して異なる距離に配置されている。これにより、周方向でスリットが存在しない領域は、ほぼ回避される。このような絞り部材によって、魚肉に類似の、微細／短繊維の構造が得られる。
【００５５】
図９には、調節可能な分配エレメント１５ａが概略的に示されている。この分配エレメント１５ａは、この場合、上述したように、凹部内に差し込まれて、分配エレメント１５ａへと流れてくる製品の圧力によって凹部内に位置保持されているだけではない。そうではなく、分配エレメント１５ａは、製品出口の側から操作することができるねじ山付きロッドＧと作用接続している。ねじ山付きロッドＧは、雌ねじ山Ｉを備えた貫通孔内に通される。ねじ山付きロッドＧの回転により、分配エレメント１５ａは入口３に近付くように、もしくは入口３から離れるように動かされる。したがって、特に連続運転中であっても、通路の縮小／拡大により目標通りに、押出機内の背圧に、特に簡単に影響を与えることができる。
【００５６】
図１０は、図９に類似する斜視図を示している。ねじ山付きロッドＧによって調節可能な分配エレメント１５ａが、さらに明らかになっている。ねじ山付きロッドは、少なくとも所定の領域で、雌ねじ山Ｉでガイドされている。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年10月9日(2020.10.9)
【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】
食品もしくは飼料押出機冷却ノズル（１）であって、
ｉ）食品もしくは飼料押出機（Ｅ）に取付け可能であって、前記冷却ノズル（１）内に押出物を導入可能な入口端部（３）と、
ｉｉ）冷却された前記押出物を排出可能な出口端部（５）と、
ｉｉｉ）実質的に前記入口端部から前記出口端部へと延在する押出物流路（６）と、
ｉｖ）前記押出物流路（６）と熱伝達式に接続している少なくとも１つの冷却剤流路（７）と、
を備え、主流れ方向（８）に対して垂直な横断面（Ｘ−Ｘ）において、
ｖ）前記押出物流路（６）は実質的にリング区分として形成されており、
ｖｉ）前記押出物流路（６）の外壁（９）は少なくとも第１のセグメント（１０）と第２のセグメント（１１）とから形成されており、前記第１のセグメントと前記第２のセグメントとは、機械的な接続エレメント（１２）を介して互いに結合されている、冷却ノズル（１）。
【請求項２】
前記押出物流路（６）は主流れ方向（８）に対して垂直な前記横断面（Ｘ−Ｘ）で実質的にリング区分として、特に少なくとも３００°の、好適には少なくとも３２５°の、特に好適には少なくとも３５０°の、円環区分として、形成されている、請求項１記載の冷却ノズル（１）。
【請求項３】
前記押出物流路（６）の前記リング区分によってカバーされていない、前記横断面（Ｘ−Ｘ）の領域には、前記冷却工具（１）の実質的に全長にわたって延在する、前記押出物流路（６）の内壁（１４）のための支持構造（１３）が配置されている、請求項１または２記載の冷却ノズル（１）。
【請求項４】
前記押出物流路（６）の内壁（１４）は、実質的に円筒状に、特に中空円筒状に、形成されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の冷却ノズル（１）。
【請求項５】
前記押出物流路（６）の前記内壁（１４）は、一体的に形成されている、請求項４記載の冷却ノズル（１）。
【請求項６】
前記押出物流路（６）の前記外壁（９）は、運転状態において、円筒状に、特に中空円筒状に、形成されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の冷却ノズル（１）。
【請求項７】
前記押出物流路（６）の前記外壁（９）の前記第１のセグメント（１０）と前記第２のセグメント（１１）は、前記支持構造（１３）に機械的な接続エレメント（１２）によって取り付けられている、請求項３から６までのいずれか１項記載の冷却ノズル（１）。
【請求項８】
前記押出物流路（６）の前記外壁（９）の前記第１のセグメント（１０）と前記第２のセグメント（１１）は、前記支持構造（１３）に枢着的にかつ／または旋回可能に取り付けられている、請求項７記載の冷却ノズル（１）。
【請求項９】
前記入口端部（３）の領域に、特に交換可能な分配器（１５）が配置されていて、前記分配器は、前記食品もしくは飼料押出機（Ｅ）の出口通路からの押出物を、唯１つの分配通路（１７）を介して、リング区分として形成された前記押出物流路（６）に供給可能であるように、形成されている、請求項１から８までのいずれか１項記載の冷却ノズル（１）。
【請求項１０】
前記分配器（１５）は分配エレメント（１５ａ）を含み、前記分配エレメントは、錐体、特に円錐体として、切頭錐体、特に切頭円錐体として形成されている、請求項９記載の冷却ノズル（１）。
【請求項１１】
前記分配器の領域に、特に前記分配器（１５）の、前記押出機とは反対側の端部の領域に、かつ／または前記分配器（１５）の、前記押出機に面した端部の領域に、前記分配通路（１７）を狭めることができる、もしくは前記分配通路（１７）を狭めている絞り部材（１８，１８’）が配置可能である、もしくは配置されている、請求項９または１０記載の冷却ノズル（１）。
【請求項１２】
前記分配器（１５）は、前記分配通路（１７）を外側から、かつ／または内側から冷却するための１つ以上の冷却通路（１９）を備えて形成されている、請求項９から１１までのいずれか１項記載の冷却ノズル（１）。
【請求項１３】
前記押出物流路（６）に熱伝達式に接続されている少なくとも１つの冷却剤流路（７ａ，７ｂ，７ｂ’）が、
前記押出物流路（６）の内側に、かつ／または
前記押出物流路（６）の外側に
存在している、請求項１から１２までのいずれか１項記載の冷却ノズル（１）。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの冷却剤流路（７ａ，７ｂ，７ｂ’）には、前記押出物流路の内側で、前記支持構造（１３）を介して、冷却剤を供給可能である、請求項３から１３までのいずれか１項記載の冷却ノズル（１）。
【請求項１５】
前記分配通路の領域に絞り部材を備えており、前記絞り部材は前記分配通路を狭めるものであって、特にピンホールとして、または円セグメントとして形成されているセグメント化されたスリットを備えた絞り部材として形成されている、特に請求項１１から１４までのいずれか１項記載の冷却ノズル（１）。
【国際調査報告】
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