充气注模成型宠物咀嚼物的制作方法_3

文档序号:9239110阅读:来源:国知局
不受外界因素(例 如昆虫、鸟、灰尘、温度和湿度波动、日照、气味和风味从该容器中转移/泄露出来)的影响。
[0073] 在注模成型之前,如果在储存或运输期间观察到在该容器中有颗粒的堆积或结 块,可能需要附加的去除结块处理以将结块再次分解成单个的颗粒。一旦去除结块,如下所 述通过注模成型将颗粒成型为最终产品形状。
[0074] 在图9和10中所示的方法的优选变型中,在注模成型处理之前或期间将超临界流 体添加到挤出的产品中。下面提供了能够与该变型一起使用的各种方法的更详细的解释。 如能够认识到的那样,超临界流体的使用以及温度和压力参数的控制将在最终产品中形成 有利的气泡或泡沫。
[0075] 图3显示了依照本发明的宠物咀嚼物产品的示例制造方法的另一示意图。图3中 所示的方法将粉末和液体成分在高剪切混合器中结合在一起形成均匀的团块。依照图3中 所示的方法,通过将该均匀的团块直接供给到注模成型器的料筒中而省去颗粒制备步骤。
[0076] 在图11中所示的方法的优选变型中,在注模成型处理之前或期间将超临界流体 添加到混合产品中。如下所述,气泡的尺寸和密度将优选得到控制,使得在最终产品中制成 所需浓度和尺寸的气泡。
[0077] 在注模成型之后,将产品冷却并进行去除毛边处理,其中将产品上多余的材料去 除。去除毛边可以通过在振动料斗、振动台和/或转鼓中振动产品而实现。 注模成型
[0078] 图4显示了可以用于制备依照本发明的宠物咀嚼物产品的注模成型处理的示意 图。用于注模成型处理的材料可以以颗粒的形式在容器1中提供。有时,由于运输、装载压 力和配方的性质,该颗粒具有堆积在一起形成大的胶粘块的趋势。因此,如果需要,将各容 器转移到去除结块器2以分解和分离单个的颗粒以使其加料到注模成型器4中。在容器3 中收集该单个的颗粒,然后真空供料到进料器5中,该进料器通向注模成型器用于成型。
[0079] 随着颗粒输送通过注模成型器螺杆6,螺杆产生的高温、剪切和压力将该固体颗粒 转变成熔融产物,其能够注射到模具7中并成形。该熔融产物行进通过浇口和/或歧管、流 道和/或喷嘴,然后行进到空腔形成最终产品形状。一旦该次注射完成,该注射螺杆将收缩 并用熔融产物再次充满进行下一次注射。
[0080] 随着该注模成型器被充满,空腔中成型的产品根据需要被冷却或加热以冷却和/ 或固化产品。一旦达到了所需的冷却或固化时间,将模具打开,通过在产品背面的推顶销将 产品从空腔中释放出来。成型的产品落在机械输送器上,并随后被收集以进行冷却。如果 存在流道,将其去除并将该成型的产品放置在冷却台上以使骨头的温度在包装之前达到环 境温度。图5中显示了成型的宠物咀嚼物的示例。
[0081] 如下面更详细解释的那样,在图12中所示的方法的优选变型中,能够在几个时间 点将超临界流体添加到该方法中。首先,一些变型将在挤出处理期间将超临界流体添加到 挤出机料筒中。当然,将小心确保压力和温度参数得到控制,以根据需要保持该流体的超临 界性质。其他变型将超临界流体添加到从挤出机进入注模成型装置的混合材料中。其他变 型将超临界流体添加到注模成型器中的材料中。如能够认识到的那样,在任意所需的位置 或任意所需的时间点能够实现由对温度和压力的控制而产生的气泡成核和膨胀以制成发 泡产品。
[0082] 表5中显示了用于形成成型产品的注模成型工艺参数的示例。 表5

[0083] 也可以简单地掺合成分用于配制并直接加入注模成型器,只要控制参数以达到该 配方的热塑化即可。
[0084] 在本发明的另一方面中,使用表1至表4中所示的任一种配方制备本发明的宠物 咀嚼物或零食。首先,将不包括油的液体成分共混在一起并保持低于所需的温度(优选低 于50°F(-10°C))。将干成分也添加到混合器中并共混在一起。然后在多个阶段中将液 体成分混合物和油添加到干成分共混物中以制备糊状物。使用多个阶段是为了防止淤积 (pooling)并使液体均匀分布。在添加了所有成分并最终混合在一起之后,将所得到的糊状 物转移到缓冲罐中用于随后运送到注模成型器中,或在混合方法完成之后直接输送到注模 成型器。如本文所述,在制备发泡咀嚼物或零食时,将超临界流体添加或注射到该熔体中并 控制温度和压力参数以保持流体的超临界状态直至气泡成核和膨胀符合需要,由此改变或 控制温度和压力参数以制备最终产品所需的气泡尺寸和气泡浓度。该控制能够在实际注模 成型处理之前或期间进行。
[0085] 本发明的咀嚼物或零食能够形成为使其具有任意所需的尺寸和/或形状。在优选 形式中,体积在〇? 15至8立方英寸范围内,宽度在8至25mm范围内,高度在14至40mm范 围内,长度在52至153mm范围内。
[0086] 典型的水活性将在0. 45至0. 65范围内,更优选为0. 48至0. 62,仍然更优选为 0. 52 至 0. 59。
[0087]在本发明的特别优选的形式中,如下所述将上述配方进行与超临界流体的接触。 将该配方与超临界流体接触将为本发明的产品引入很多有利的方面。例如,具有上述配方 但如下所述与超临界流体接触的零食和咀嚼物将由于与表面质地及发泡产品碎片化的内 表面的相互作用的提高而展现出提高的口腔护理性质。口腔护理的提高在包括牙齿、牙龈、 面颊内侧和上颚的整个口腔将是明显的。产品的表面将具有比未经受或未接触超临界流体 的类似的零食组合物相比具有更粗糙或更多变的质地。这是由于由超临界流体形成的微细 气泡所致的。此外,当气泡破裂时,其提供了增大的表面积,借助该表面积,该产品碎片将与 口腔或其内的部分接触和相互作用。气泡的浓度和分布将影响这些性质中的每个,以使得 随着气泡浓度和分布的增大,有益的影响也将增大。此外,由于由对此处所述产品的咬和咀 嚼造成的咬结构和机械状况的改善,在下咬和上拉时的摩擦力也会提高。
[0088] 本发明的其他优点包括与具有类似配方但未经与超临界流体接触的零食或咀嚼 物相比可消化性的提高。由于可消化性的提高,大便也将会改善。最后,该零食和咀嚼物与 类似尺寸和配方的零食和咀嚼物相比由于超临界流体产生的微细气泡而将具有更低的卡 路里。
[0089] 总体上,该泡沫(或气泡)将具有0? 05至200ym,更优选0? 1至150ym,甚至更 优选1至100ym,仍然更优选2至80ym的平均直径。优选地,该零食内的气泡分布将基本 均匀。基本均匀在本文中总体上将表示在占该零食或咀嚼物总体积的至少10 %的零食或咀 嚼物的任意部分上,气泡密度的变化将不超过10%。更优选地,在任意该部分上气泡密度 的变化将不超过7 %,仍然更优选不超过5 %,仍然更优选不超过3 %。气泡密度通常将大 于2X104个气泡/cc,优选2X10 6至2X10 16个气泡/cc,更优选2X10 7至2X10 15个气泡/ cc,仍然更优选2X108至2X10 14个气泡/cc,甚至更优选2X10 9至2X10 13个气泡/cc,最 优选2X101(|至2X10 12个气泡/cc。这种气泡密度和气泡尺寸将导致零食与不经过本文所 述与超临界流体接触的零食相比每份零食具有较低的卡路里和较低的质量。优选地,该方 法的参数将设计为得到与现有零食相比卡路里和质量均降低至少5 %的零食,更优选地,该 降低将为至少10 %,仍然更优选至少15 %,甚至更优选至少20 %,仍然更优选至少25 %或 更尚。
[0090] 如参照本发明的实施方案和方面所述的在使用超临界流体提供充气操作时实 现的在充气材料中提供非常小的气泡尺寸及其高密度对于得到的充气材料而言带来了 实质提高的性质,特别是与现有的标准蜂窝状或微蜂窝状充气材料相比。为了本发明 的目的,"充气"和"发泡"可互换使用。而且,在该方法中使用了较少的零食形成材料 (treat-formingmaterial),因此,节省了该材料并降低了其成本。
[0091] 依照本发明的一个方面,提供了充气的注模成型动物零食。总体上,将非临界状态 的气体(例如氮气或二氧化碳)通过高压阀提供给高压腔。将高压腔内的压力设定在高于 所用气体临界点的点,或者通过压缩机将该腔加压到高于临界点的点。类似地,将高压腔内 的温度设定在高于所用气体临界点的点,或者将该腔加热到该点。一旦压力和温度超过了 所用气体相应的临界点,该气体转变为超临界液体。优选地,可以通过本领域已知的常规手 段控制该腔的温度。例如,可以通过选择性加热和冷却以热静力学的方式控制高压腔,使得 该高压腔内的温度能够调节和保持以将所用的液体/气体保持在超临界状态。然后将聚合 物零食(例如使用与表1至表4中那些类似的配方制备的那些)放入其中具有超临界流体 的高压腔中。然后将该零食在该高压腔中放置一段时间,该段时间取决于零食的厚度、密度 和硬度以及气泡成核和最终发泡的所需量。一旦经所需量的时间,将高压腔打开将零食从 中取出。然后在从高压腔中取出后,由于压力和温度快速达到环境室内条件,在零食内发生 气泡成核和膨胀或发泡。总体上,该发泡时间能够在1秒至15分钟范围内,更优选为30秒 至10分钟,仍然更优选为45秒至5分钟,最优选为1分钟至3分钟。将认识到该零食内气 泡的尺寸和密度或浓度能够通过控制该零食在高压腔内的滞留时间以及该零食的硬度或 可渗透性而调节。本领域技术人员将进一步认识到卡路里和质量所需的降低量将与该方法 中所用超临界流体的量、零食的硬度、在高压腔中的滞留时间以及高压腔中的温度直接相 关。
[0092] 在使用二氧化碳作为超临界流体时,本发明的方法将需要在高于3i.rc的温度和 高于1071. 3psi的压力下进行。将认识到根据所需的零食或咀嚼物特性,可以使用更高的 温度和压力。关键是该温度和压力必须在临界点之上以将流体保持在超临界状态。对于各 种流体的临界温度和压力是本领域已知的。
[0093]在使用氮气作为超临界流体时,本发明的方法将需要在高于_147°C的温度和高于 493psi的压力下进行。将认识到根据所需的零食特性,可以使用更高的温度和压力。关键 是该温度和压力必须在临界点之上以将流体保持在超临界状态。对于各种流体的临界温度 和压力是本领域已知的。
[0094]在本发明的另一方面中,依照本发明的狗零食是使用连续方法制备的。在该方法 中,使用挤出机将经挤出的动物零食形成材料提供给高压腔,在该高压腔中该材料与超临 界流体接触。在离开该挤出机料筒之后,将该材料提供给其中具有超临界流体的腔。该腔中 包括超临界流体,且腔内的环境保持在将保持所需的超临界流体状态的条件下。然后将该 材料以如上所述将产生该材料所需程度的发泡的速率前进通过该腔。在一些实施方案中, 该产品流将作为连续片材提供给该腔,且其通过该腔前进的速率将由一系列辊控制。优选 地,该辊将保持在恒定的温度。在一些实施方案中,将加压和加热到超临界水平后的超临界 流体提供给该腔。随着挤出物通过一系列辊行进,超临界流体和挤出物形成流体/挤出物 系统,供应足够的流体,以使得随着其离开该腔,挤出物由该流体有效饱和。一旦挤出物离 开该腔,其经受环境温度和压力,使该流体/挤出物材料内的气泡成核和膨胀。然后如果需 要进一步的气泡膨胀,那么加热该挤出物,由此进一步使挤出物材料成形。当然,在发泡处 理之后可以对该挤出物甚至进一步加热或处理。如上所述,能够控制该处理以控制气泡密 度和尺寸以形成具有所需特征的产品。
[0095]在本发明的另一方面中,在选定的时间点将超临界流体提供给挤出物流,以使得 随着材料行进通过该挤出处理时将超临界流体添加到其中以制成由超临界流体饱和到所 需程度的挤出物。当挤出物离开挤出机的料筒时,将其提供给模口,然后运送通过一个腔, 在该腔内由于其中保持的超临界状态而进行发泡。该腔中的压力保持在比挤出机料筒出口 处低的水平,随着一旦流体/聚合物材料进入腔内而压力降低,在该材料内发生气泡成核 和一些膨胀。如果需要进一步膨胀,则加热该材料。与本文所述的其他方面一样,成核和膨 胀的量能够通过各种参数加以控制以制备具有所需特性的产品。
[0096]在本发明的另一方面中,动物零食形成材料能够使用冲压成型方法形成。总体上, 冲压成型装置包括模腔或空腔和往复模体。在这一方面,该冲压成型装置位于可加压的腔 内。保持该腔内的条件以保持流体的超临界状态。将超临界流体与动物零食形成材料一 起供给该腔内,其位于模腔和往复模体之间。一旦超临界流体和动物零食形成材料接触足 以使该材料由超临界流体适当饱和的时间,该往复模体将该材料压到模腔中以制备模腔形 状的成型产品。在将该材料压入该腔中之前、同时或之后,可以立即将该腔内的压力和温度 调节/降低到亚临界条件,优选环境条件。改变条件的时机将基于该材料所需的发泡效果 而选择。在该压力和温度条件的降低与通过将材料压入空腔中而形成该成型产品同时进行 时,该材料内的气泡成核和气泡膨胀与该产品的成型同时进行。在这种实施方案中,该产品
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