[发明专利]挤出机系统和方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请根据35U.S.C 119(e)要求于2013年3月15提交的、题为“挤出机系统和方法(EXTRUDER SYSTEM AND METHOD)”的、序列号为61/789,760的共同未决的美国临时申请的优先权，并根据37C.F.R.1.78以该美国临时申请为基础，该美国临时申请的全部内容通过引入并入本文。

技术领域

本公开涉及挤出机和所挤出的制品。更具体地，本公开涉及一种挤出机系统和方法，所述挤出机系统具有上游机筒组合件，所述上游机筒组合件与包括多个挤出机机筒的附属挤出机组合件连接，每个附属挤出机都能够产生所挤出的制品，所挤出的制品通过控制温度、压力以及将相应的成分添加到标准挤出材料中而具有特定的特性。

背景技术

已经制备出各种类型的挤出机，其允许将组分添加到挤出物从而改变挤出物的特性。这些附加的组分可包括着色剂、调味剂、质地增强组分等。在当前的实践中，为了产生包括不同颜色和风味的挤出制品，必须针对每种颜色和/或风味进行独特的运转。该过程独占挤出机，并且从每次运转所得到的制品包括在运行开始时所确定的相同的颜色和风味组合。在希望从单一主要进料面团制备具有不同的颜色、风味、和质地的挤出制品的情况下，进料面团可被分开或分离，并与适当的成分和/或添加剂混合来获得所需的颜色、风味和质地组合。在混合过程中，进料面团的温度降低，这影响挤出制品的质地、密度、和粘度，并且可能会导致该制品降级。此外，将进料面团分离成单独物料流的行为可能会需要额外的驱动马力来操作挤出机，并且可能会产生背压的累积。

已经尝试在反复挤压的累加过程中添加附加的组分，其中附加的组分在每次挤出过程中添加。然而反复挤压导致制品淀粉组分的柔韧性和弹性上的增加，其可以由储能模量进行测量。然而，膨化指数随着淀粉被反复挤压而减小，产生具有颗粒密度增加的较重制品。

在本领域中对于用于从一个主要挤出机或一个主要挤出物流产生具有不同特性(诸如颜色、风味、和质地)的几种制品的设备以及使用这种设备的方法存在需求。此外，对于下述设备和方法存在需求，其中挤出物的分开不会导致与现有技术分离方法相关联的问题，诸如需要额外的驱动马力、背压的累积、制品的降级、以及控制制品质地能力的损失。对于下述挤出系统以及调节淀粉制品内交联的方法还存在需求，其中所述挤出系统能够调节从单一挤出物制备的各种凝胶化(gelatinized)制品的加工温度和质地。

通过使得进料面团中所包含的淀粉凝胶化来形成包含淀粉的挤出制品，所述进料面团通过冲模被迫从挤出机机筒挤压出来。淀粉是具有可确定的玻璃-液体或玻璃化转变温度(T_g)的半结晶聚合物。在储存过程中，干燥的谷物制品会经历降低制品质量并缩短它们的保质期的质地变化。在干燥的含淀粉食品的存储过程中由于水分迁移而导致的质地变化归因于食品系统的T_g，并且T_g是用于预测含淀粉食品在储存过程中的稳定性的一个指标。在较低的温度条件下胶凝化的淀粉已知具有较高水平的结晶度，并且在结晶度和T_g之间存在可观测到的关系。因此，与谷类淀粉凝胶化相关联的淀粉结晶度和玻璃化转变温度是干燥谷物制品质量的决定因素。在制品存储过程中，当淀粉在较低的温度条件下凝胶化时可更迅速地获得最大的淀粉结晶度。当在降低的处理温度条件下产生包含淀粉的制品时，在制品的整个保质期内观测到较窄范围的结晶度。当制品在较低的处理温度条件下制备时也降低T_g在制品保存期内的增加。需要对挤出的包含淀粉制品的结晶度进行管理和控制。

发明内容

本公开克服了现有技术中固有的问题，并提供用于从单一主要挤出机制备多个挤出制品的设备和过程。本公开的设备和方法设置成制备多个挤出制品，而不需要用于驱动主要挤出机螺杆的额外马力且不增加背压。此外，本公开的设备和过程设置成调节从挤出机的主要物料流分离出来的单独物料流内物料的温度、压力、流速、粘度、质地、颜色、风味和量。