(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
製品マトリックスを通して横方向に配向した繊維質筋入りペット食品の製造方法において、
繊維含有成分を含むペット食品成分混合物を調製する工程と；
繊維含有食品混合物流が通過して前進する出口を有する押出機バレルと、該出口に接続したダイアセンブリとを含み、該ダイアセンブリが、該出口から放出される食品混合物流を受容するように配置された円形状の断面を有する通路を有し、該食品混合物流の流動を安定化させるために充分な長さである第１スペーサープレートと、第１スペーサープレートから放出される流動を安定化された食品混合物流を受容するように配置され、流れ中に最初の不連続な繊維配向をもたらすために適した複数の開口を備えたブレーカープレートと、該ブレーカープレートから放出される食品混合物流を受容するように配置された円形状の断面を有する通路を有し、混合物流中の繊維を連続配向状態にさらに配向させるために充分な、第１スペーサープレートの長さの少なくとも２倍の長さを有し円柱状の通路を有する第２スペーサープレートと、複数のオリフィスを備え、第２スペーサープレートから放出される食品混合物流を受容するように配置されたダイプレートとを連続的に含む装置の入口に該混合物を供給する工程と；
繊維含有食品混合物流を該スペーサープレートと該ブレーカープレートの各々と該ダイプレートのオリフィスとに通して前進させて、食品混合物流中に層流の状態を誘導し、繊維筋入り押出し物を得、次にダイプレートのオリフィスから放出される押出し物を乾燥させて、横方向繊維筋入りマトリックスを有するペット食品を得る工程と
を含む前記方法。
【請求項２】
第２スペーサープレートの長さが第１スペーサープレートの長さの少なくとも２倍の長さである請求項１記載の方法。
【請求項３】
第２スペーサープレートの長さが第１スペーサープレートの長さの約２．１倍〜約３．０倍である請求項１記載の方法。
【請求項４】
ダイプレートのオリフィスがテーパー状である請求項１記載の方法。
【請求項５】
食品混合物流が約１２〜約２０ｉｎ．（約４．７〜約７．９ｃｍ）／秒の速度でダイアセンブリを通って流れる請求項１記載の方法。
【請求項６】
食品成分混合物が約１０〜約２５重量％の繊維含有成分を含む請求項１記載の方法。
【請求項７】
食品成分混合物が約３５〜約７０重量％の炭水化物と、約１０〜約３５重量％のタンパク質と、約１０〜約２０重量％の脂肪と、約１０〜約２５重量％の繊維と、約０．０１〜約０．４０重量％のビタミンとミネラルとから成る請求項１記載の方法。
【請求項８】
繊維含有成分がセルロース繊維である請求項６記載の方法。
【請求項９】
押出し物を約５〜約１１重量％の水分レベルまでに乾燥させる請求項１記載の方法。
【請求項１０】
押出し物を約７〜約９重量％の水分レベルまでに乾燥させる請求項１記載の方法。
【請求項１１】
繊維含有食品成分混合物からの横方向繊維筋入りマトリックスを有するペット食品の製造装置であって、
入口端部と出口端部とを有するバレルと、該入口端部から該出口端部まで食品成分混合物流を運ぶために該バレル内に配置されたスクリュー手段とを含む押出機デバイスと；
該バレルの該出口端部に接続し、該バレルの伸長部を形成し、食品混合物流中に層流状態を誘導するために適したダイアセンブリであって、該出口端部から放出される食品混合物流を受容するように配置された円形状の断面を有する通路を有し、該食品混合物流の流動を安定化させるために充分な長さである第１スペーサープレートと、第１スペーサープレートから放出される流動が安定化された食品混合物流を受容するように配置され、食品混合物流中に最初の不連続な繊維配向をもたらすために適した複数の開口を備えたブレーカープレートと、該ブレーカープレートから放出される食品混合物流を受容するように配置された円形状の断面を有する通路を有し、食品混合物流中の繊維を連続配向状態にさらに配向させるために充分な、第１スペーサープレートの長さの少なくとも２倍の長さを有し円柱状の通路を有する第２スペーサープレートと、第２スペーサープレートから放出される配向された食品混合物流を受容するように配置された、複数のオリフィスを含むダイプレートとを連続的に含み、前記オリフィスを通して横方向繊維筋入り食品が放出される、前記ダイアセンブリとを含む前記装置。
【請求項１２】
第２スペーサープレートの長さが第１スペーサープレートの長さの少なくとも２倍の長さである請求項１１記載の装置。
【請求項１３】
第２スペーサープレートの長さが第１スペーサープレートの長さの約２．１倍〜約３．０倍である請求項１１記載の方法。
【請求項１４】
ダイプレートのオリフィスがテーパー状である請求項１１記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、イヌ又はネコのようなペットが噛むときにペットの歯に改良された機械的歯浄化効果を与える繊維筋入り(fibrous striated)構造マトリックスを有するペット食品の製造方法及び装置に関する。さらに詳しくは、本発明は押出成形ペット食品材料中に層流状態を誘導するように操作可能なダイアセンブリを備えた押出機デバイスを用いる、このような方法と装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えばイヌ及びネコのような動物ペットは、それらのヒトカウンターパート(human counterpart)と同様に、歯の健康問題を受けやすい。これらの問題を追跡すると歯の外表面に形成される細菌性歯垢の形成を突きとめることができる。歯垢は細菌、多糖類及び唾液タンパク質から成る粘着性膜のゼラチン質塊(gelatinous mass)であり、洗い落とすことが困難である。齲蝕プロセスのための酸を生じる細菌が歯垢マトリックス並びに、発赤及び膨潤（歯肉炎）を惹起する他の作用剤によって歯表面に保持される。これらの細菌の存在は、処理されずに残されるならば、蔓延して、悪臭、歯周疾患、歯肉ポケット及び骨損失を惹起する可能性がある。
【０００３】
歯石(dental calculus or tartar)は歯垢の肥厚(thickening)及び硬化（無機質化）の結果である。除去され難い歯石は歯表面の、主として歯肉縁に蓄積する。歯石は主としてカルシウムとリン酸塩とを含み、歯表面に非常にしっかりと結合した硬い無機質付着物である。歯石が一度形成されると、歯石を除去することは専門の獣医による以外は極度に困難である。歯石は、成長が妨げられずに放置されるならば、見苦しくなり、歯肉を絶えず刺激することになる非無機質化歯垢の薄層によって歯石の多孔質表面が覆われるので、除去が望ましい。
【０００４】
市販のペット食品は、ペットが噛むときに、ペットの歯上に形成される歯垢及び歯石を適切に除去するために充分な機械的表面浄化を歯に与えない。
【０００５】
１９９２年６月１６日に出願され、共通の譲り受け人に譲渡された同時係属特許出願である米国特許出願第０７／８９９，５３４号（この開示は本明細書に援用される）では、炭水化物と、脂肪と、タンパク質と、例えばイヌ及びネコのようなペット動物が噛むときに歯石及び歯垢を機械的に除去するために効果的である繊維含有物質との成分混合物から形成される栄養ペット食品が開示される。特許出願第０７／８９９，５３４号に開示されたペット食品は、動物が噛むときに動物の歯から歯石及び歯垢を優れた機械的浄化作用によって効果的に除去する繊維横方向筋入り構造マトリックスを有する押出成形品である。噛むときに、この押出成形品は製品マトリックス中に形成される横方向筋(transverse striation)に沿って破壊され、動物の歯は破壊された層との増大する摩耗作用接触状態に保持され、動物が製品を噛むときに破壊された層の表面によって歯が摩耗され、機械的に浄化される。
【０００６】
米国特許出願第０７／８９９，５３４号の繊維筋入りペット食品は押出成形プロセスによって製造され、このプロセスでは混合物を可塑化機械的撹拌下で運動させ、温度レベルと剪断レベルとを高めて、流動可能な素材(flowable mass)を形成し、これをダイプレートの造形オリフィス壁に沿って前進させる、このダイプレートのオリフィスの内壁は０．２以下の摩擦係数を有する、例えばテフロンのような、物質の層を塗布されているので、層流に似た流動状態が形成される。層流状態の形成のために、可塑化製品は層形成条件下で連続製品ストランドとして押し出され、繊維含有成分が製品マトリックス中に横方向筋を形成する。筋入り製品のストランドを次に不連続ピース又はペレットにセグメント化し、押出機からのストランドの出口で乾燥させる。
【０００７】
そのオリフィスの内壁が低摩擦係数物質を塗布されているダイプレートの使用は押出プロセス中に層流状態を形成するために効果的であるが、この被覆表面は製造に費用がかかり、被膜が損傷されやすいと言う欠点を有し、繊維筋入り食品の押出成形に用いる場合に短い寿命を有する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題を解決し、被覆ダイを用いずに、繊維筋入りマトリックスを有するペット食品を製造する方法及び装置を提供する。本発明の装置は、入口端部と出口端部とを有し、該入口端部から該出口端部まで食品成分を混合しながら運搬するためにバレル内に配置されたスクリュー手段を有する管状バレルの形状の押出機デバイスを含む。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
押出機バレルは、該バレルの出口端部に加えられ、該出口端部に連通し、該バレルの伸長部を形成する環状ダイプレートを含むダイアセンブリを備える。このダイプレートは、層流状態でオリフィスを通って前進する、繊維含有成分を含む食品成分流から筋入り押出し物を形成するための複数の形状画定オリフィスを有する。
【００１０】
ダイプレートのオリフィスを通って押し出される繊維含有食品成分混合物中に層流状態を誘導するために、ダイアセンブリは前進する食品成分がダイプレートから放出される前に通過する一連の均一開口を備えた有孔ブレーカープレートがそれらの間に挿入された、変化する厚さの一対のスペーサープレートをも含む。
【００１１】
以下で述べるように、本発明のダイアセンブリ要素の特定の配置は、ダイオリフィスの内壁上の低摩擦係数の被膜の存在なしに、ダイオリフィスからの押出し物の放出中に押出し食品中に横方向繊維配向が得られるように、ダイプレートまで前進する繊維含有食品混合物流中に層流状態を形成することによって、繊維筋入りペット食品を得るために重要である。
【００１２】
本発明の実施によって繊維筋入り食品を製造するために、バレルの出口端部に本発明のダイアセンブリを備えた閉じた加熱可能なバレル内に１個以上のトランスファースクリューを有する加熱可能な押出機が用いられる。バレルは、スクリュー及びダイアセンブリと共に、操作中に閉じた室を形成し、この閉じた室は食品及び系からの存在水蒸気の放出を防止する。炭水化物と、タンパク質と、脂肪と、繊維含有成分との食品混合物を最初にプレコンディショニングし(preconditioned)、水蒸気及び水によって加湿し、押出機バレル内で温度、剪断及び圧力の可塑化組合せにさらし、それによって成分混合物を流動可能な素材に転化させる。前進する食品混合物素材は充分な剪断応力を蓄積して、可塑化混合物を所望の温度及び圧力においてダイアセンブリのオリフィスに通して前進させる。
【００１３】
ダイアセンブリに入る可塑化食品混合物は充分に高い圧縮と温度とにさらされるので、ダイアセンブリを通って流動するにつれて、混合物は調理される(cooked)。可塑化混合物がダイアセンブリを通過する間に、本発明のダイアセンブリ要素の形態及び配置が、層流に近似する、食品混合物の流動状態を誘導する。
【００１４】
層流状態を誘導するために用いられる本発明のダイアセンブリは、複数の形状画定(shape defining)オリフィスとバックアップ手段とを有するダイプレートを含み、それによって可塑化食品中に含まれる繊維は押出し物マトリックス中に横方向に配向され、バックアップ手段は変化する厚さの一対の第１スペーサープレートと第２スペーサープレート及びスペーサープレートの間に挿入された有孔ブレーカープレートから構成される。第１スペーサープレートはダイアセンブリまで前進させられる食品流の乱流を調整するように機能する。ブレーカープレートは可塑化食品中の層状部分に繊維質物質をばらばらに配向させるために適したサイズ及び形状の複数のオリフィスを備える。第２スペーサープレートは、ダイプレートのオリフィスに繊維配向素材が供給されるように、層状部分を再形成するように機能する。
【００１５】
層流は、押出された可塑化食品の通常の流動状態である乱流とは区別される。乱流では、流体要素は無秩序な運動(chaotic motion)をし、平均速度がその軸に沿って一定に留まるとしても、ある点における速度の小さなランダムな変動が
存在する。層流は、複数の定常速度表面が一定に分離した状態を維持し、流体の層又はシートが相互に摩擦なく滑動するような、流線が常に形成される流れである。繊維含有食品成分混合物の押出し中に層流に似た状態を形成することによって、食品中の繊維含有成分は押出された食品マトリックス中に横方向の筋として配向される。これに反して、乱流の条件下で押し出される繊維含有食品は押出された食品マトリックス中にランダムに分布した食品成分を含む。このような食品は、動物が噛んだときに、破壊されるよりむしろ粉砕され、ペット動物の歯に限定された、劣った機械的浄化作用を及ぼす。
【００１６】
本発明のダイアセンブリの使用によって、ダイアセンブリのダイプレートの非被覆オリフィスを通しての繊維含有可塑化食品の放出中に層流に似た状態が誘導され、その結果、筋入り構造マトリックスを有する押出し物が得られる：すなわち、押出し製品は製品の微細構造を通して横方向に配向した繊維筋を有する。
【００１７】
本発明によって製造される繊維筋入り食品は、ベークド又はその他の押出し製品とは異なり、動物が噛んだときに、粉砕されずに、その代わりに食品マトリックス中の繊維筋に沿って破壊され、それによって噛まれた筋入り製品中の分離したマトリックス層との機械的浄化性接触及び他の摩耗接触に基づく優れた歯浄化利益を動物に与える。さらに、筋入り繊維質製品は、動物が製品を噛むときに、粉砕しないので、製品はペットの歯と長時間、粘着接触して付着して、機械的な歯浄化作用を延長させる。
【００１８】
本発明の方法によって製造される繊維筋入り製品は約１０〜約３５ポンド／立方フィート（ｌｂ．／ｆｔ．3）（約１６０．２〜約５６０．６ｇ／ｌ）と下記のような典型的成分含量を有する：
0003902681.tif 000002
（例えば、ビタミン及びミネラル）
最終的ペット食品の製造では、押出し物の水分含量は約５〜約１１％、好ましくは約７〜約９％の範囲に調節される。５％未満の水分レベルでは、製品は硬くなり、動物が容易に噛むことができないので、この理由から、製品の５％未満の水分レベルは避けるべきである。約１１％を越える水分レベルでは、製品の硬さは低下し始め、筋入り製品の機械的浄化効力が危険にさらされ始めるレベルに達する。筋入り製品の最大機械的浄化効力は好ましくは約１５〜２５  ｌｂ．／ｆｔ．3（約２４０．３〜４００．５ｇ／ｌ）の密度及び好ましくは約１５〜約２０重量％の繊維レベルにおいて得られる。これらの繊維レベルにおいて、製品は所望の歯粘着度特性を得るために望ましい筋入り度(degree of striation)を有する。
【００１９】
本発明のペット食品の製造に用いることができる、適当な成分は一般に、実質的な量の動物性タンパク質（家禽副産物(poultry by-product)に由来）及び高タンパク質植物性ソース（例えば大豆）並びに繊維（甜菜糖、大豆及び純粋なセルロースに由来）と、実質的な量の炭水化物（穀類及び例えば小麦、米のような穀粒によって提供）並びに脂肪（動物性又は植物性）（例えば、獣脂又は大豆油）を含む。本発明の食品には栄養バランスと嗜好性とを与えるために、少量のビタミン、ミネラル、塩、フレーバー(flavorings)及び防腐剤をも一般的に含む。本発明の典型的なペット食品は下記成分の混合物から製造される：
0003902681.tif 000003
本発明の方法による押出し繊維筋入りマトリックスペット食品の製造では、炭水化物と、動物性及び植物性タンパク質と、脂肪と、繊維と、栄養的にバランスのとれた食餌を製造するように選択された充分なビタミン及びミネラルとの混合物を混合し、プレコンディショナー又は混合シリンダー内で成分を水蒸気又は水分と接触させることによってプレコンディショニング又は加湿する。加湿した混合物を次に、単軸スクリュー又は二軸スクリュー型押出機のいずれでもよい押出機のバレルに導入し、そこで混合物を調理して、押出し製品を得る。押出機バレルは少なくとも１個のヘリカルスクリューを備え、このスクリューが軸方向に回転して材料を押出機バレルに通して前進させる。
【００２０】
好ましい加工条件は最初に乾燥食品成分をプレコンディショニングして、材料を均一に加湿し、予備調理して(precooked)、本発明の装置に通すための少なくとも部分的に殺菌された混合物を形成することを含む。これに関連して、この種類のプレコンディショニングは通常、強度に撹拌しながら水及び／又は水蒸気を注入することを含む。初期乾燥成分の水分レベルは有利には約１０〜１４重量％の範囲であり、プレコンディショニング後に、この水分レベルは典型的に約２０〜３０重量％のレベルに、最も好ましくは約２０〜２５重量％ＭＣＷＢ（水分含量、湿量基準(wet basis)）に上昇する。
【００２１】
温度に関しては、プレコンディショナー中の混合物の温度を約１６０〜２１０゜Ｆ（約７１．１〜９８．９℃）、より好ましくは約１９０〜２０５゜Ｆ（約８７．８〜９６．１℃）のレベルに高めることが好ましい。プレコンディショナー内の混合物の滞留時間は選択した装置と所望の混合度とに依存するが、一般的に述べれば、プレコンディショナー内の食品混合物の平均滞留時間は約０．５〜８分間、より好ましくは約４〜７分間であるべきである。
【００２２】
プレコンディショニング後に、食品混合物を押出機バレルに供給し、スクリューによってバレル出口まで運ばせる。バレル内の食品混合物の温度は一般に約１６５〜２４０゜Ｆ（約７１．１〜１１５．６℃）、より好ましくは約１８０〜２４０゜Ｆ（約８２．２〜１１５．６℃）に維持される。
【００２３】
押出機を通る通過中に、食品混合物は上昇する度合いの剪断及び圧力にさらされる。押出機バレル内で達せられる最大圧力条件は一般に約１００〜１０００ｐｓｉ、好ましくは約１２５〜２１５ｐｓｉの範囲である。スクリューｒｐｍ（回転数／分）は一般に約３５０〜５００ｒｐｍである。このような通過中にも、バレルを通過する食品材料に注入水及び／又は水蒸気として直接水分を加えることができる。
【００２４】
押出機バレル出口を出る食品混合物は本発明のダイアセンブリに直接達し、そこで混合物はダイプレートのオリフィスを通して層流状態でストランドとして外方に押し出される。押出し物ストランドは次に、回転ナイフ又は他の適当な切断手段によって適当なサイズのピースにスライスされる。このスライスされたピースの水分レベルは約１５〜２５重量％、より好ましくは約１８〜２２重量％である。
【００２５】
次に、図１〜２を参照すると、図１では、押出し装置１０はプレコンディショナー１８の出口の下方に位置する入口１６を備えたバレル１４を有する押出機１２を含み；押出機１２も出口２０を有し、この出口２０にダイアセンブリ２２が接続する。プレコンディショニングの前に成分をプレミックスするために、ホッパー１１を備える。図１に示すバレル１４は７個のバレル区分２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０を含む、但し、バレル数は本発明の原理から逸脱せずに変化しうる。これらのバレル区分は相互に連結して、押出機１２のバレル１４を貫通する細長い孔を形成する。２個の同時回転する羽根付き材料前進用スクリュー(co-rotated,flighted material advancing screw)（図示せず）がバレルの孔に収容され、押出機バレル１４の長さの大部分に沿って互いにかみ合い、出口２０まで達する。スクリューは食品混合物を適当な速度でかつ層流状態で、ダイアセンブリ２２の中まで食品混合物を供給する。図１に示す型の押出し装置１０はＷｅｎｇｅｒ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ  Ｃｏｍｐａｎｙから例えばＷｅｇｇｅｒ  ＴＸ１３８二軸スクリュー押出機として入手可能である。図１に示すプレコンディショナー１８もＷｅｎｇｅｒ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ  Ｃｏｍｐａｎｙによって製造される。
【００２６】
本発明の筋入り製品の製造においては、筋入り食品を押出成形するための成分を最初に例えばリボンミキサーのようなミキサー中で混合してから、ホッパー１１に供給する。混合した成分をプレコンディショナー１８中に１００〜１７０  ｌｂ．／分（４５．４〜７７．１ｋｇ／分）の速度で配量し、さらに、１２〜１５ｌｂ．／分（５．４〜６．８ｋｇ／分）の速度でプレコンディショナー１８中に供給される水と混合する。混合物の温度は水蒸気をプレコンディショナー１８中に６〜９  ｌｂ．／分（２．７〜４．１ｋｇ／分）の速度で注入することによって、周囲温度から１７０〜２１０゜Ｆ（７６．７〜９８．９℃）まで上昇する。プレコンディショナー１８中の総滞留時間は一般に０．５〜２．５分間の範囲である。
【００２７】
成分と水との混合物がひと度押出機バレル１４中に導入されたならば、混合物はスクリューの軸方向回転によってバレル１４の長さに沿って前進する。混合物は押出機を通って連続的に前進して、最後にアセンブリ２２を通って前進する。
【００２８】
図２に示すダイアセンブリ２２は、第１スペーサープレート３４と第２スペーサープレート３５との間にクランプされた平行な関係で設けられたブレーカープレート３６とダイプレート３７とから成る。これらのプレートは押出機バレル１４の出口端部２０に複数のボルト（図示せず）によって取り付けられ、これらのボルトは上記プレートの周縁面４０、４１、４２及び４３上に形成され、一般的に数字３８によって表示されるボルト受容孔を通って突出する。
【００２９】
図２に示す第１スペーサープレート３４は円形の断面を有する(annular)開口４４を有し、この開口はプレート３４を貫通し、直径において第２スペーサープレート３５の環状開口４５に一致する。スペーサープレート３４と３５の円形状の断面を有する開口４４と４５の直径は一般に約３．５〜約４．５インチ（約８．９〜約１１．４ｃｍ）、好ましくは約３．７５〜４．２５インチ（約９．５３〜約１０．７９ｃｍ）である。
【００３０】
第１スペーサープレート３４の円形の断面を有する開口４４は、流線を安定化し、すなわち、それを通って前進する塑性化食品混合物流により滑らかな流動を与えて、食品混合物中の繊維質物質を緻密なランダム構造の(randomly structured)塑性状態に圧縮させるために、押出し軸に沿って充分な長さを有する。スペーサープレート３４は、このような食品流を安定化させるために、典型的に約０．２５〜約１．０インチ（約０．６４〜約２５．４ｃｍ）、好ましくは約０．３５〜約０．７５インチ（約０．８９〜約１．９１ｃｍ）の長さを有する。
【００３１】
第１スペーサープレート３４と第２スペーサープレート３５との間にクランプされるブレーカープレート３６は、一般に数字４８によって表示される複数の円形の断面を有する開口を含み、これらの開口はプレート３６のコア４６にカットされ、コア４６を貫通する。ブレーカープレート３６のコア４６の直径はスペーサープレート３４と３５の円形の断面を有する開口４４と４５の直径に一致する。
【００３２】
ブレーカープレート３６の円形の断面を有する開口４８は好ましくは、食品混合物がそれを通って前進するときに、予め接合された(preliminary pieced)層状形態の食品構造を分離し、配向するために、押出し軸に沿って充分な長さを有する。それを通って流動する繊維含有食品混合物中にこの予備配向を達成するための円形の断面を有する開口４８の適当な長さは、約０．２５〜約１．０インチ（約０．６４〜約２５．４ｃｍ）、好ましくは約０．３〜約０．７インチ（約０．８〜約１．８ｃｍ）である。
【００３３】
スペーサープレート３５の円形の断面を有する開口４５は、個々の層状ピースを圧力下で繊維配向素材を再形成させて、ダイプレート３７のコア５０にカットされた数字４９によって一般的に表示されるオリフィスに供給するために、押出し軸に沿って充分な長さを有する。
【００３４】
所望の繊維配向を得るために必要な、スペーサープレート３５の円形の断面を有する開口４５の適当な長さは一般に、第１スペーサープレート３４の開口長さの少なくとも２倍であり、好ましくは約２．１〜３．０倍の長さであり、スペーサープレート３５の長さは一般に約１．１〜約２．０インチ（約２．８〜約５．１ｃｍ）、好ましくは約１．４〜約１．８インチ（約３．６〜約４．６ｃｍ）の範囲内である。
【００３５】
ダイプレート３７のダイオリフィス４９は、繊維筋入りマトリックスを有する押出し物がそれから押し出されるように、食品混合物中の繊維質物質の最終配向を促進させるために、押出し軸に沿って充分な長さである。食品押出し物中の繊維配向を促進させるために、オリフィス４９の適当な長さは約０．５〜約１．５インチ（約１．３〜約３．８ｃｍ）、好ましくは約０．６６〜約１．０インチ（約１．６８〜約２．５４ｃｍ）である。
【００３６】
個々のダイオリフィス４９は好ましくはテーパー状であり、入口端部から放出端部まで、２寸法（幅と厚さ）において減少する。一般に、オリフィス幅はスパーサープレート３５に面する最大幅の入口端部における約０．２５〜約１．２５インチ（約０．６４〜約３．１８ｃｍ）、好ましくは約０．７０〜約１．１インチ（約１．７８〜約２．７９ｃｍ）から最も狭い端部（又は放出端部）における約０．１〜約０．９インチ（約０．２５〜約２．２８ｃｍ）、好ましくは約０．５〜約０．８インチ（約１．３〜約２．０ｃｍ）までの範囲である。一般に、オリフィス厚さはスパーサープレート３５に面する最大幅の入口端部における約０．２５〜約０．７５インチ（約０．６４〜約１．９０ｃｍ）、好ましくは約０．４〜約０．６５インチ（約１．０２〜約１．６５ｃｍ）から最も狭い端部（又は放出端部）における約０．１〜約０．５５インチ（約０．２５〜約１．４０ｃｍ）、好ましくは約０．２５〜約０．４インチ（約０．６４〜約１．０２ｃｍ）までの範囲である。
【００３７】
ダイオリフィス４９のテーパー状化(tapering)は押出し物中の配向繊維を、オリフィス４９からの放出時に適当な長さに切断される前に、徐々に圧縮することを可能にする。ダイオリフィス４９はそれぞれ、繊維筋入りペット食品の所望の形状である特定の形状を有することができる。
【００３８】
繊維含有ペット食品混合物はダイオリフィス４９を通って流れるので、オリフィスの形状をとる。例えば、正方形の形状の食品が望ましい場合には、このような形状を製品に与えるために、ダイオリフィスに正方形形状を与えることができる。ダイオリフィス４９は円形又は方形であり、それらに挿入されるダイインサートを有することが好ましい。ダイインサートは製品に所望の形状を与えるために役立つ。ダイインサートの使用によって、ダイプレート３７をそれぞれ所望の特定形状に特異的に製造する必要がなくなり、むしろ、ダイインサートをそれぞれの特定形状に合わせて製造することができる。現在製造されている形状以外の形状が望ましい場合には、ダイインサートを取り替えることができ、ダイプレート３７を取り替える必要性を除くことができる。
【００３９】
ダイプレート３７は好ましくは、ダイプレート３７を出口２０に固定するために用いることができるフランジ５１をさらに含む。フランジ５１は最も好ましくは、プレート３４、３５及び３６上の相補的フランジの孔並びに出口２０に対応する孔を有する。ボルト（図示せず）又は他の通常の固定手段をフランジ５１の孔及び他方のプレートの対応孔中に配置して、ダイプレート３７をダイ出口に固定することができる。
【００４０】
ダイプレート３７のオリフィス４９によって形成される食品のサイズは熟練した技術者によって任意に所望のサイズにすることができる。一般に、約１．５インチ（約３．８ｃｍ）より大きい主要寸法（すなわち、ピースの頂部から底部まで）を有する食品ピースは例えば小型犬のような小型ペットに快適に消費されうるよりも大きく、約０．３インチ（約０．７６ｃｍ）より小さい主要寸法を有する食品ピースは目視的に明白な領域を有するペット食品に望ましい目視像(visual image)を有さないことが、判明している。典型的に、食品ピースは約０．７〜１．３０インチ（約１．７８〜３．３０ｃｍ）の長さ、０．７５〜１．２５インチ（約０．６４〜約１．９０ｃｍ）の幅及び０．５〜０．７５インチ（約１．２７〜約１．９０ｃｍ）の厚さを有する。
【００４１】
ダイアセンブリ２２の要素は例えば金属（例えばステンレス鋼）のような、必要な構造統合性及び清潔性(sanitary)特性を与える任意の材料から製造することができる。材料に存在すべきである他の特性は熱安定性及び耐食性を含み、合衆国食品医薬品局又は他のこのような当局からの食品に接触するための認可も有益である。
【００４２】
ダイプレート３７のオリフィス４９から放出される押出し物３３は例えば回転ナイフアセンブリのようなスライス手段（図示せず）によって食品ピースに形成され、このスライス手段は押出し物流がオリフィス４９から放出されるときにそれらをスライスして、本発明の筋入り製品を形成するのに役立つ。
【００４３】
本発明の実施によってダイアセンブリ２２を通して食品成分混合物を約１２〜約２０インチ／秒（約３０．５〜約５０．８ｃｍ／秒）の速度で流動させることによって、押出し物中に層流に似た状態が形成される。食品成分混合物がバレル区分２４、２５、２６、２７、２８、２９及び３０を通過するにつれて、食品成分混合物は混合され、調理され、約１００〜約２５０゜Ｆ（約３７．８〜約１２１．１℃）、好ましくは約１７０〜約２１０゜Ｆ（約７６．７〜約９８．９℃）の範囲内のバレル温度にさらされる。食品混合物はダイアセンブリ２２を通って約２４０〜約３２０゜Ｆ（約１２１．１〜約１６０℃）の温度において流動する。ダイアセンブリ２２中の総滞留時間は約０．１０〜約０．３５秒である。
【００４４】
ダイアセンブリ２２を出る押出し物ストランド３３は約１５〜約３０重量％、好ましくは約１７〜約２４重量％の水分含量を有する。押出しストランド３３はダイアセンブリ２２を出る際に水分から水蒸気へのフラッシング(flashing)のために膨潤して、膨張した繊維筋入り構造を形成する。このストランドを適当な長さに切断して、ピースを形成し、１９０〜２３０゜Ｆ（８７．８〜１１０℃）のオーブンに１５〜３０分間入れて、約７〜約９％水分にまで乾燥させる。
【００４５】
【実施例】
本発明を下記の特定の、但し非限定的な実施例によってさらに説明する。
【００４６】
実施例
繊維筋入り構造マトリックスを有する、固体ペレット化し、栄養バランスのとれたイヌ用食品を、本発明の方法及び装置を用いて、下記成分を最初に混合することによって製造した：
0003902681.tif 000004
成分をリボンミキサー中で５分間ブレンドし、スクリーンサイズ３／６４インチ〜５／６４インチを有するハンマーミルに通して磨砕した。
【００４７】
プレコンディショナー１８を備えたＷｅｎｇｅｒ二軸スクリュー押出機モデルＮｏ．ＴＸ−１３８のホッパー１１に、磨砕した混合物を供給した。ＴＸ−１３８押出機は図１に概略的に示した型であり、２個の回転可能な羽根付き材料前進スクリューを備え、全体で７バレル区分を有し、出口で終わり、この出口には図２に示した型のダイアセンブリ２２が取り付けられる。
【００４８】
１０．４％の水分含量を有する混合物をプレコンディショナー１８に１２０  ｌｂ．／分（５４．４ｋｇ／分）の速度で供給した。混合物の温度は、プレコンディショナー１８に７．５  ｌｂ．／分（３．４ｋｇ／分）の速度で導入する水蒸気注入によって１７８〜１８５゜Ｆ（８１．１〜８５℃）に上昇した。プレコンディショナー１８に水を１３．５  ｌｂ．／分（６．１ｋｇ／分）の速度で導入した。
【００４９】
プレコンディショニングした混合物を押出機バレル１４の入口１６に供給した。押出機スクリューを４００ｒｐｍの速度で回転させた。
【００５０】
押出機バレル区分の温度は、第２、第３、第４、第５、第６及び第７バレル区分に対してそれぞれ、１４０〜１９０゜Ｆ（６０〜８７．８℃）、１８０〜２００゜Ｆ（８２．２〜９３．３℃）、１８０〜２００゜Ｆ（８２．２〜９３．３℃）、１８５〜２０５゜Ｆ（８５〜９６．１℃）、２２０〜２５０゜Ｆ（１０４．４〜１２１．１℃）、２２０〜２５０゜Ｆ（１０４．４〜１２１．１℃）に維持した。混合物をダイプレート３７のオリフィス４９に通して２７０゜Ｆ（１３２．２℃）の温度及び１７．９インチ／秒（４５．５ｃｍ／秒）の速度で前進させた。
【００５１】
ダイオリフィスを通る製品速度は１３３．３  ｌｂ．／分（６０．５ｋｇ／分）であった。ダイアセンブリの第１スペーサープレート３４は直径４インチ（１０．２ｃｍ）、長さ０．５インチ（１．２７ｃｍ）の単一環を有した。ブレーカープレート３６は各々直径０．４３８インチ（１．１ｃｍ）の３７孔を含む、直径４インチ（１０．２ｃｍ）のコアを有した。第２スペーサープレート３５は直径４インチ（１０．２ｃｍ）、長さ１．３７５インチ（３．４９ｃｍ）を有した。ダイプレートは９オリフィスを有し、各オリフィスは０．２９ｘ０．５１インチ（０．７４ｘ１．２９ｃｍ）であった。押出し物はダイオリフィスから直径０．７５インチ（１．９ｃｍ）のストランドとして出た。押出しストランド製品３３はダイオリフィスから出るときに、押出し物中の水分が水蒸気にフラッシュするために、膨潤し、膨張した。膨張した押出しストランドを０．５０インチ（１．２７ｃｍ）厚さ方形形状ピースに切断した。これらのピースは約１９重量％の水分を有した。ピースを次に強制空気乾燥系に搬入し、水分レベルを１９０゜Ｆ（８７．８℃）の温度において７〜９重量％にまで低下させた。乾燥ピースは１８  ｌｂ．／ｆｔ．3（２８８．３ｇ／ｌ）の密度、０．８５インチ（２．１６ｃｍ）の長さ、０．６２インチ（１．５８ｃｍ）の厚さを有した。乾燥ピースは、既述した米国特許出願第０７／８９９，５３４号に開示された方法によってテフロン被覆ダイオリフィスを用いて予め製造したピースと実質的に同じ微細構造を通して横方向に配向した繊維筋を含む膨張した構造マトリックスを有した。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施に用いた押出しデバイスの概略図。
【図２】繊維筋入りペット食品の製造のために本発明において用いたダイアセンブリの概略図（説明のための分解組立て図）。
【符号の説明】
１０．押出し装置
１２．押出機
１４．バレル
１６．入口
１８．プレコンディショナー
２０．出口
２２．ダイアセンブリ
２４．バレル区分
２５．バレル区分
２６．バレル区分
２７．バレル区分
２８．バレル区分
２９．バレル区分
３０．バレル区分
３４．第１スペーサープレート
３５．第２スペーサープレート
３６．ブレーカープレート
３７．ダイプレート
４９．ダイオリフィス
【図１】
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【図２】
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