[发明专利]具有独立传动的高速混合器轴的改进的预处理机

说明书

本申请为CN200780019133.1(国际申请号PCT/US2007/082110)的分案申请，其母案的申请日为2007年10月22日，其发明名称为“具有独立传动的高速混合器轴的改进的预处理机”。

相关申请的交叉引用

本申请是2006年10月23日提交的专利申请S/N 11/551,997的部分继续，在此以参见的方式引入该专利申请。

技术领域

本发明广义地涉及改进的双混合轴预处理机，其是用于诸如动物饲料或人类食物生产中的挤出机或制片机那样加工装置上游类型的预处理机。具体来说，本发明涉及如此的预处理机和利用这样预处理机的加工系统，其中，预处理机包括与混合轴可操作地联接的可变驱动机构，其设计成允许各轴彼此独立地以各自转动速度有选择地转动。

背景技术

预处理机广泛地结合各种挤出机一起使用以用来准备和混合食物材料，然后，在挤出机内进一步加工和烧煮食物材料。例如，在挤出之前，具有相当高百分比面粉状材料的产品常常加水进行混合，并在处理机内用蒸气进行处理。在制备宠物食品或包含有大量蛋白质和淀粉的类似产品时，使用预处理机是特别地有利。今天的市场上，有许许多多宠物食品的配方，其成分和数量变化很大。例如，低卡路里的宠物食品很普遍，它们包括非常大量的含淀粉材料(例如，玉米和稻米)。如此低卡路里宠物食品的配方在预处理机内不能承受长的时间，因为其淀粉含量趋于变得发粘而不适于下游的挤出加工。另一方面，具有较少淀粉和较高蛋白质含量的标准宠物食品配方需要有长的驻留时间以变得可合适地进行预处理。因此，在驻留时间方面仅能作有限变化的预处理机常常不适用于复杂的宠物食品加工机。

近年来，生产挤压加工的用于养鱼场的水中饲料日益增长。如此的水中饲料传统上包括大量鱼粉(高达约70％，按重量计)。然而，由于这种鱼粉的成本和采购渠道的原因，有一种趋势不再使用如此大量鱼粉。代替鱼粉，加工机正在使用大量高蛋白植物成分，诸如大豆之类。这些植物蛋白源的问题在于，大多数含有大量抗营养的因素，在加工过程中这些因素必须除去。这就要求在一定时间段上采用湿加热，通常在预处理机内进行。许多传统的预处理机不能完全地除去如此的抗营养的因素，在当今的水中饲料的生产中，这就减损了其有效性。

传统的预处理装置常包括细长容器，该容器具有一对并排相同的、截头圆柱形的、互连通的混合腔室，每个腔室具有相等的横截面面积。各腔室设置有混合杆或搅拌器，它们径向地安装在与腔室纵向轴线对准的可转动的驱动轴上，搅拌器具有这样的结构，当材料扫过截头圆柱形壁周围时，搅拌器从容器的入口端朝向容器的出口端纵向地推进产品。还有，各腔室的搅拌器构造成：当材料接近两个腔室之间的相交处时，交替地将产品从一个腔室传递到另一个腔室。

沿着预处理容器的至少一部分长度常常设置一系列水入口，在食物材料纵向地推进通过混合腔室过程中，水入口用来向食物材料加水。显然，十分重要的是，引入到预处理容器内的水应变得与具有面粉状密度的材料彻底地和均匀地混合，以避免结块。通常地，结块代表了材料和水不均匀的混合，使得形成结块外表面的材料接受了最高百分比的水分。

合适地混合水与具有面粉状密度的材料，既需要在处理容器内有合适的驻留时间，又需要材料和水合适地混合或搅拌。这样，提高传统预处理机内搅拌器的转速以图增加在容器内的搅拌，这样做导致材料以较高的速度通过容器，这相应地将材料在容器内驻留时间减少到可能不可接受的数值。另一方面，降低搅拌器的转速来提高容器内驻留时间，会不利地影响容器的混合特性，达到材料和水不能实现合适混合的程度。增加容器的总长也不理想，因为出现了与混合轴相关的力学问题。

此外，传统预处理装置的结构特性不能适应操作中需要的灵活性，例如，使用一个装置用变化的流量来加工不同材料。即，暂时地增加具有模块容器截面的装置长度，以图增加材料在容器内驻留时间，由于装置固有的重量和结构特性，以及通常位于规定位置处以使材料从一个加工阶段传递到下一阶段的多个预定的入口和出口，上述做法不是满意的解决方案。于是，希望提供一种装置，其变化通过预处理装置的材料驻留时间，以使预处理装置能以可供的变化流量来加工不同类型的材料。