多层挤压

阅读:479发布:2020-05-12

专利汇可以提供多层挤压专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且一种宠物嚼咬物,其可通过共 挤压 复合组合物形成一层状构造而制造。分离的挤压机可提供合适的各别加工条件,以热及/或剪切敏感的组合物,例如营养添加物;且可结合各自的挤出物,以提供相对较高程度的营养组合物作为一外层。,下面是多层挤压专利的具体信息内容。

1.一种用于形成一宠物嚼咬物的方法,包括:
提供一第一挤压机,其可与一提供一第一挤压机模具轮廓形状的第一挤压机模具一起操作,以及提供一第二挤压机,其可与一提供一第二挤压机模具轮廓形状的第二挤压机模具一起操作;
提供一包括一营养添加物的第一组合物至所述第一挤压机,以及提供一第二组合物至所述第二挤压机;
以所述第一挤压机及第一挤压机模具挤压加工所述第一组合物,以形成一具有一第一挤压物轮廓形状的第一挤出物;
以所述第二挤压机及第二挤压机模具挤压加工所述第二组合物,以形成一具有一第二挤压物轮廓形状的第二挤出物;
以一结合模具使所述第一挤出物及第二挤出物彼此相连;
其中所述第一挤压机是在一选定的料筒温度(BT1)、一用于所述第一组合物的选定的滞留时间(RT1)、以及一选定的剪切速率(γ1)下操作;
其中所述第二挤压机是在一选定的料筒温度(BT2)、一用于所述第二组合物的选定的滞留时间(RT2)、以及一选定的剪切速率(γ2)下操作;
其中存在以下情况的至少其中之一:
BT1<BT2;
RT1<RT2及
γ1<γ2。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,存在以下情况的至少两种情况:BT1<BT2;
RT1<RT2;γ1<γ2。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,存在以下情况:BT1<BT2;RT1<RT2;γ1<γ2。
4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第一组合物的营养添加物包括一维他命、矿物、或草本,其中所述组合物在所述第一挤压机中加工后,在所述组合物中有25重量%或更多的营养添加物仍未分解。
5.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第一组合物及第二组合物包括淀粉、麸质、化合物、生皮或肉的其中之一。
6.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第一组合物及第二组合物包括生淀粉。
7.一种用于形成一宠物嚼咬物的方法,包括:
提供一第一挤压机,其可与一提供一第一挤压机模具轮廓形状的第一挤压机模具一起操作、一第二挤压机,其可与一提供一第二挤压机模具轮廓形状的第二挤压机模具一起操作、及一第三挤压机,其可与一提供一第三挤压机模具轮廓形状的第三挤压机模具一起操作;
提供一包括一营养添加物的第一组合物至所述第一挤压机、提供一第二组合物至所述第二挤压机、以及提供一包括一营养添加物的第三组合物至所述第三挤压机;
以所述第一挤压机及第一挤压机模具挤压加工所述第一组合物,以形成一具有一第一挤压物轮廓形状的第一挤出物;
以所述第二挤压机及第二挤压机模具挤压加工所述第二组合物,以形成一具有一第二挤压物轮廓形状的第二挤出物;
以所述第三挤压机及第三挤压机模具挤压加工所述第三组合物,以形成一具有一第三挤压物轮廓形状的第三挤出物;
以一结合模具使所述第一挤出物、第二挤出物、及第三挤出物彼此相连;
其中所述第一挤压机是在一选定的料筒温度(BT1)、一用于所述第一组合物的选定的滞留时间(RT1)、以及一选定的剪切速率(γ1)下操作;
其中所述第二挤压机是在一选定的料筒温度(BT2)、一用于所述第二组合物的选定的滞留时间(RT2)、以及一选定的剪切速率(γ2)下操作;
其中所述第三挤压机是在一选定的料筒温度(BT3)、一用于所述第三组合物的选定的滞留时间(RT3)、以及一选定的剪切速率(γ3)下操作;
其中存在以下情况的至少其中之一:
BT1<BT2;
RT1<RT2及
γ1<γ2;
且其中存在以下情况的至少其中之一:
BT3<BT2;
RT3<RT2及
γ3<γ2。
8.如权利要求7所述的方法,其特征在于,存在以下情况的至少其中两种情况:BT1<BT2;RT1<RT2;γ1<γ2。
9.如权利要求7所述的方法,其特征在于,存在以下情况:BT1<BT2;RT1<RT2;γ1<γ2。
10.如权利要求7所述的方法,其特征在于,存在以下情况的至少其中两种情况:BT3<BT2;RT3<RT2;γ3<γ2。
11.如权利要求7所述的方法,其特征在于,存在以下情况:BT3<BT2;RT3<RT2;γ3<γ2。
12.如权利要求7所述的方法,其特征在于,所述第一组合物的营养添加物包括一维他命、矿物、或草本,其中所述组合物在所述第一挤压机中加工后,在所述组合物中有25重量%或更多的营养添加物仍未分解。
13.如权利要求7所述的方法,其特征在于,所述第一组合物及第二组合物包括淀粉、麸质、碳水化合物、生皮或肉的其中之一。
14.如权利要求7所述的方法,其特征在于,所述第一组合物及第二组合物包括生淀粉。
15.如权利要求7所述的方法,其特征在于,所述第一挤出物及第三挤出物提供一外层,且所述第二挤出物提供一核心。
16.如权利要求7所述的方法,其特征在于,所述第一挤出物及第三挤出物提供一核心,且所述第二挤出物提供一围绕此核心的围绕层。
17.一种用于形成一宠物嚼咬物的方法,包括:
提供一第一挤压机,其可与一提供一第一挤压机模具轮廓形状的第一挤压机模具一起操作、一第二挤压机,其可与一提供一第二挤压机模具轮廓形状的第二挤压机模具一起操作、及一第三挤压机,其可与一提供一第三挤压机模具轮廓形状的第三挤压机模具一起操作;
提供一包括一营养添加物的第一组合物至所述第一挤压机、提供一第二组合物至所述第二挤压机、以及提供一包括一营养添加物的第三组合物至所述第三挤压机;
以所述第一挤压机及第一挤压机模具挤压加工所述第一组合物,以形成一具有一第一挤压物轮廓形状的第一挤出物;
以所述第二挤压机及第二挤压机模具挤压加工所述第二组合物,以形成一具有一第二挤压物轮廓形状的第二挤出物;
以所述第三挤压机及第三挤压机模具挤压加工所述第三组合物,以形成一具有一第三挤压物轮廓形状的第三挤出物;
以一结合模具使所述第一挤出物、第二挤出物、及第三挤出物彼此相连;
其中所述第一挤压机是在一选定的料筒温度(BT1)、一用于所述第一组合物的选定的滞留时间(RT1)、以及一选定的剪切速率(γ1)下操作;
其中所述第二挤压机是在一选定的料筒温度(BT2)、一用于所述第二组合物的选定的滞留时间(RT2)、以及一选定的剪切速率(γ2)下操作;
其中所述第三挤压机是在一选定的料筒温度(BT3)、一用于所述第三组合物的选定的滞留时间(RT3)、以及一选定的剪切速率(γ3)下操作;
其中存在以下情况:
BT1<BT2;
RT1<RT2及
γ1<γ2;
且其中存在以下情况:
BT3<BT2;
RT3<RT2及
γ3<γ2。
18.如权利要求17所述的方法,其特征在于,所述第一组合物及第三组合物的营养添加物包括一维他命、矿物、或草本,其中第一组合物及第三组合物在所述第一挤压机及第三挤压机中加工后,在所述第一组合物及第三组合物中有25重量%或更多的营养添加物仍未分解。
19.如权利要求17所述的方法,其特征在于,所述第一组合物、第二组合物及第三组合物包括淀粉、麸质、碳水化合物、生皮或肉的其中之一。
20.如权利要求17所述的方法,其特征在于,所述第一组合物、第二组合物、及第三组合物包括生淀粉。
21.如权利要求17所述的方法,其特征在于,所述第一挤出物及第三挤出物提供一外层,且所述第二挤出物提供一核心。
22.如权利要求17所述的方法,其特征在于,所述第一挤出物及第三挤出物提供一核心,且所述第二挤出物提供一围绕此核心的围绕层。
多层挤压
技术领域
发明涉及通过挤压而形成的宠物嚼咬物,且特定而言,涉及使用不同尺寸及不同加工参数的多个挤压机,以使所述宠物嚼咬物的选定层受到不同于其它层的热历程及/或剪切历程。以这样的方式,选定层可包括可在暴露于升高的温度及升高的剪切条件下分解的成分。
背景技术
美国申请案第11/372,992号(2006年5月10日申请)已共同转让至本发明的申请
人,且该文献全文并于此处以供参考,其涉及包括多于一种材料的宠物嚼咬物,其中所述材料在例如硬度、弯曲模数、拉伸强度、清澈度(clarity)、或组成上可不相同,此材料可以层状关系配置。所述嚼咬物可通过嵌入模塑、复合组分模塑、旋转模塑、梭形模塑(shuttle molding)、或任何次数的熔融转换加工而形成。
美国专利第6,916,497号(2005年7月12日公告)已共同转让至本发明的申请人,该
文献亦全文并于此处以供参考。其涉及一种富含维他命及/或矿物及/或草本的模塑宠物嚼咬玩具。所述维他命、矿物、及/或草本添加物可在使此添加物的热分解最小化的条件下并含于所述模塑嚼咬玩具中,例如通过在加工过程中包含水。所述嚼咬玩具可通过结合树脂、水、及一或数个所述维他命及/或矿物及/或草本以形成一混合物来形成。所述树脂可包括任何可在升高温度的条件下流动、且可模塑并冷却成所欲形状的树脂。树脂因此包括天然及/或合成的巨分子或聚合物型态结构,包括热塑性聚合物、淀粉、酪蛋白、变性且部分水解胶原蛋白、及前述的混合物。
美国申请案第11/747,132号(2007年5月10日申请)已共同转让至本发明的申请人,该文献全文并于此处以供参考,其涉及一种制造一包括二或多个物理、光学、营养、感官、或组成性质不同的材料的多组分宠物零食或嚼咬物的方法,其中多种材料可以分层、围绕、部分围绕、邻接、或扣形式成形为彼此相邻。此申请案聚焦于射出模塑加工。
现有技术揭露用于增强宠物食品的适口性的各种加工及组合物,然而,本发明所属技术领域中的专业人士改良方法及组合物的需求是当理解持续存在的,以使得宠物食物及宠物嚼咬物皆可供给维他命、矿物、及其它营养添加物,其通常会在制造此挤出的宠物产品时分解。
一种更有成本效益的加工可同时挤出多个组合物;将多个组合物结合至一挤出模具中;并接着剪切所述挤出物的长度,以形成具有分离区段的形状及组合物的各种宠物嚼咬物。针对每一组合物操作不同的挤压机使得操作者可修改加工条件,以使如草本、矿物、维他命、及天然色素等成分可在使其热及/或剪切历程最小化及热分解减少的条件下加工。
发明内容
在第一例示性实施方案中,本发明涉及一种用于形成一宠物嚼咬物的方法,包括提供一第一挤压机及一第二挤压机,以及提供一包括一营养添加物的第一组合物至所述第一挤压机,以及提供一第二组合物至所述第二挤压机。接着以所述第一挤压机及第二挤压机加工所述第一组合物及第二组合物,以形成随后彼此相连的第一挤出物及第二挤出物。所述第一挤压机可安装为在一选定的料筒温度(BT1)、一用于所述第一组合物的选定的滞留时间(RT1)、以及一选定的剪切速率(γ1)下操作。所述第二挤压机可安装为在一选定的料筒温度(BT2)、一用于所述第二组合物的选定的滞留时间(RT2)、以及一选定的剪切速率(γ2)下操作。存在以下情况的至少其中之一:BT1<BT2;RT1<RT2或γ1<γ2。
在第二例示性实施方案中,本发明涉及一种用于形成一宠物嚼咬物的方法,包括提供一第一挤压机、一第二挤压机、及一第三挤压机,以及提供一包括一营养添加物的第一组合物至所述第一挤压机、提供一第二组合物至所述第二挤压机、以及提供一包括一营养添加物的第三组合物至所述第三挤压机。接着以所述第一挤压机、第二挤压机、及第三挤压机加工所述第一组合物、第二组合物、及第三组合物,以形成随后彼此相连的第一挤出物、第二挤出物、及第三挤出物。所述第一挤压机是安装为在一选定的料筒温度(BT1)、一用于所述第一组合物的选定的滞留时间(RT1)、以及一选定的剪切速率(γ1)下操作。所述第二挤压机是在一选定的料筒温度(BT2)、一用于所述第二组合物的选定的滞留时间(RT2)、以及一选定的剪切速率(γ2)下操作。所述第三挤压机是在一选定的料筒温度(BT3)、一用于所述第三组合物的选定的滞留时间(RT3)、以及一选定的剪切速率(γ3)下操作。存在以下情况的至少其中之一:BT1<BT2;RT1<RT2;或γ1<γ2。此外,存在以下情况的至少其中之一者或多种情况:BT3<BT2;RT3<RT2;γ3<γ2。所述挤出物可视需要彼此相连,其中所述第一及第三挤出物提供一外层,且所述第二挤出物提供一核心。此外,所述第一挤出物及第三挤出物可提供一核心,且所述第二挤出物可提供一围绕此核心的围绕层。
在第三例示性实施方案中,本发明涉及一种用于形成一宠物嚼咬物的方法,包括提供一第一挤压机、一第二挤压机、及一第三挤压机,以及提供一包括一营养添加物的第一组合物至所述第一挤压机、提供一第二组合物至所述第二挤压机、以及提供一包括一营养添加物的第三组合物至所述第三挤压机。接着以所述第一挤压机、第二挤压机、及第三挤压机加工所述第一组合物、第二组合物、及第三组合物,以形成随后彼此相连的第一挤出物、第二挤出物、及第三挤出物;所述第一挤压机是在一选定的料筒温度(BT1)、一用于所述第一组合物的选定的滞留时间(RT1)、以及一选定的剪切速率(γ1)下操作。所述第二挤压机是在一选定的料筒温度(BT2)、一用于所述第二组合物的选定的滞留时间(RT2)、以及一选定的剪切速率(γ2)下操作。所述第三挤压机是在一选定的料筒温度(BT3)、一用于所述第三组合物的选定的滞留时间(RT3)、以及一选定的剪切速率(γ3)下操作。存在以下情况:BT1<BT2;RT1<RT2;以及γ1<γ2。此外,存在以下情况:BT3<BT2;RT3<RT2;γ3<γ2。
所述挤出物可视需要彼此相连,其中所述第一及第三挤出物提供一外层,且所述第二挤出物提供一核心。此外,所述第一挤出物及第三挤出物可提供一核心,且所述第二挤出物可提供一围绕此核心的围绕层。
附图说明
附图为本发明说明书的一部分,参照附图及以下叙述以说明本发明原理。
图1为本发明一例示性宠物嚼咬物的立体图,其具有一切片肉的形状,且具有一配置在其中的骨头形状部分及一排骨形状部分。
图2为本发明一例示性宠物嚼咬物的立体图,其具有一骨头的形状,且具有一配置在其中的星形部分及一心形部分。
图3为本发明一例示性宠物嚼咬物的立体图,其具有一配置在一包括二种不同组成物的较大的狗骨头形状中的骨头形状部分。
图4为一例示根据本发明由三个不同容量的个别挤压机形成一宠物嚼咬物的简要流程图
具体实施方式
以下参照附图更详细地说明本发明,其中显示本发明的较佳实施方案。然而,本发明可以各种不同的形式而实现,且不应受限于此处所列的实施方案,这些实施方案旨在例示说明本发明,并使本发明所属技术领域中的专业人士可完整了解本发明范围。
为了提供宠物多样性,除了营养以外,期望提供包括含有多层的各种形状及尺寸的宠物嚼咬物。此外,可通过并含配置在宠物嚼咬物外部形状内、或彼此相连的各种实际形状而提供额外的多样性,所述形状的多样性可例如为颜色、组成物、硬度、气味、味道、及营养价值不同。
为了完成此目的,可提供多台不同生产量的挤压机,每一挤压机加工一特定的组合物,且具有一组加工条件及/或为所述组合物修改的加工设备。每一挤压机可接着供给一特定形状的挤出模具,所述挤出物可由此供给至一所述宠物嚼咬物的最终的塑形模具。以此方式,热敏感材料及/或剪切敏感材料可个别地在不会显著破坏其营养功效的特定条件下加工。此外,此营养价值可相对保留的材料可与其它在一般塑形模具中较无热及/或剪切敏感的挤出物相连,以形成多层宠物嚼咬物。
在一例示性实施方案中,如图4所示,挤压机10包括组合物A,且在加工条件A1下操作,可通过模具12挤压组合物A,以形成一中度塑形(intermediate-shaped)的挤出物EA。
所示的中度塑形的挤出物可经装配以提供一给定的宠物嚼咬物的外层。加工条件A1包括选定的料筒温度(BTA)、滞留时间(RT1)、及/或剪切速率(γA)。
挤压机20,其具有较高的生产量、包括组合物B、且在一较高温度的加工条件B1下操作,可通过模具22挤压组合物B,以形成一第二中度塑形的挤出物EB。中度塑形的挤出物EB可经装配以提供一给定的宠物嚼咬物的内层。据此,加工条件B1可包括选定的料筒温度(BTB)、滞留时间(RTB)、及/或剪切速率(γB)。
可视需要提供挤压机30,其包括组合物C,且在加工条件C1下操作,可通过模具32挤压组合物C,以形成一中度塑形的挤出物EC。中度塑形的挤出物EC可经装配以提供一给定的宠物嚼咬物的外层。加工条件C1可包括选定的料筒温度(BTC)、滞留时间(RTC)、及/或剪切速率(γC)。
关于上述加工条件A1、B1、及C1,应理解BTA<BTB及/或RTA<RTB及/或γA<γB。
此外,BTC<BTB及/或RTC<RTB及/或γC<γB。以此方式,可形成二层的宠物零食(即,包括挤出物EA及EB),或可形成具有以EA及EC作为外层、且挤出物EB形成核心的宠物嚼咬物。
详细叙述以上所指的料筒温度,其是指在所述挤压机料筒内的任何位置的温度。因此,应理解例如所示的BTA<BTB可能为挤压机10的料筒中的最高温度低于挤压机20的料筒中的最高温度的情况;亦可能为在挤压机10中的料筒中的所有位置的温度皆低于挤压机
20中的料筒中的所有位置的温度的情况。此外,以上所述的比较温度的讨论适用于挤压机
30相对于挤压机20的料筒中的温度。
相同地,亦应理解例如所示的γA<γB可能为挤压机10的料筒中的最高相对剪切速率低于挤压机20的料筒中的最高相对剪切速率的情况;亦可能为在挤压机10中的料筒中的所有位置的剪切速率皆低于挤压机20中的料筒中的所有位置的剪切速率的情况。此外,以上所述的比较剪切速率的讨论适用于挤压机30相对于挤压机20的料筒中的剪切速率。
再者,应注意挤压机10、20、或30的任一者的剪切速率的范围可为1/每秒至5,000/每秒。
因此,若γB的数值为1000/每秒,γA及/或γC可的数值可为低于1000/每秒,例如900/每秒、800/每秒、或700/每秒等。
挤出物EA、EB、及EC可设定为通过一结合模具42而形成一给定的最终形状,挤出物ED,其接着冷却并剪切长度以形成具有如图1至3所示的形状的例子的宠物嚼咬物。
如本说明书所示,图1显示一宠物嚼咬物ED1,其具有配置在一构成一切片肉的外围绕部分EB1中的一骨头形状部分EA1及一排骨形状部分EC1,每一个别形状EA1、EB1、EC1包括不同组成物或其它不同的性质,最终形状ED1具有一切片肉的外观。可基于EA1、EB1、EC1的形状的相对体积而使用具有不同生产量的不同尺寸的挤压机、加工条件、及提供不同的热历程给不同组合物(一些组合物可能为热敏感)。
图2显示一具有不同形状的宠物嚼咬物ED2,在此情况中,一星形部分EA2及一心形部分EC2配置于整个狗骨头形状EB2内,每一个别形状包含不同组合物或性质,例如EA2及EC2可为具有不同热敏感颜色的组合物,其必须在较组合物EB1相对低的温度下加工。
图3显示一具有一配置在一较大的骨头形状内的完整骨头形状的宠物嚼咬物ED3,所述较大的骨头形状包括二纵向地配置以围绕EB3的不同的挤出物EA3及EC3,每一个别的形状包括不同的组合物或其它不同的性质,在此情况中,所述EA3及EC3的组合物可包括可通过热熔融加工而分解的维他命、矿物、及/或草本。
如上所示,挤出物EA3及EC3可在特定条件(料筒温度、剪切速率、及滞留时间)下加工,以最小化观测到的热及/或剪切历程,并提供相对较高程度的营养至一宠物嚼咬物的外层。换言之,最外层可在使此添加物/成分的热分解最小化的加工条件下挤出;而最内层则可由一避免使用外层添加物或一包含一在较高相对料桶温度、较高相对剪切速率、及/或较高挤出滞留时间中更稳定的组份的组合物而装配。
亦如本说明书所示,可根据所形成的宠物嚼咬物的各部分的相对体积而改变每一挤压机的生产量的相对大小,以达成调节不同料桶温度、剪切速率、及/或滞留时间的能。如本说明书所示,外层的厚度可小于内层的厚度。
以下接着考虑本发明的维他命/矿物及/或草本添加物的合并,应注意所述添加物选择性地浓缩在经挤出/经模塑的嚼咬物的表面(例如外层、EA、或EC(图3))是理想的,以使所述添加物可在宠物可能对所述宠物嚼咬物失去兴趣前传送给宠物。在此方面,本发明确认同时挤出多个具有不同树脂组合物的流体并将挤出物结合至一模塑模具中,以制造一经结合的挤出物(图4中的ED)的方法,所述经结合的挤出物可经冷却并剪切长度,以提供一宠物嚼咬物。挤出物ED可包括含有适当营养物的层EA或EC,而EB则装配为不含任何营养物,从而制备具有较高滞留时间、较高料筒温度、及较高剪切速率的EB,如本说明书所示。
在此方面,一淀粉或其它不含维他命/矿物及/或草本的以树脂为基质的组合物可作为核心、EB3、或所述宠物嚼咬物的内层;而一淀粉或其它含有维他命/矿物及/或草本的以树脂为基质的组合物,或其它相对更热敏感的成分可作为外层。内层或外层的维他命/矿物及/或草本的浓度可根据任何所期望的程度而改变。所述内层及外层的厚度及形状可取决于图4中模具12、22、及32的形状,如图3中一般的例示性样式所示。
关于此多流体的挤出技术,可理解其可独特地允许例如具有添加物(维他命、矿物、草本)的淀粉外层在水程度高于核心的水程度(water level)的加工条件下挤出。例如,所述外层组合物在挤出前可包括20%至40%的水程度,其中所述核心的淀粉/水混合物的水程度可制订为含有低于任何外层所选的水程度。一优选实施例为挤制具有20重量%至40重量%水程度的外层,而内层则挤制成10重量%至15重量%的水程度。这可提供外层相较于内层的差异性的硬度,使外层较内层更软。此差异性的硬度可定量为至少10或更大的邵氏A尺度(Shore A scale)。例如,所述硬度差异可为使外层具有10至80单位的邵氏A硬度,该硬度较内核心的邵氏A硬度低10至80单位。
本发明提供选择性地浓缩维他命、矿物、及/或草本至一外层或二外层上或其内部的可能性,这从而可确保所述营养物可更有效率的传送至一给定的宠物。这可通过多流体挤出以及本说明书所述的加工控制而达成。
据此,通过合并前述添加物至一淀粉/水组合物中,本发明扩展水的应用,以增进此添加物及淀粉的熔融混合,而不会使之在所述挤压设备中的塑化(在熔融加工操作中用以软化)过程中热分解。本发明技术领域中的专业人士因此可认识到的是水的含量可轻易地改变,而必然地允许相对较低的熔融加工温度以确保避免添加物(维他命、矿物、草本、及色素等)的热分解。
在一例示性的实施方案中,可供给一或多种树脂组分、一或多种热敏感添加物、以及视需要的一或多种塑化剂至一经加热的挤压机10的螺旋料筒(参见图4);在一温度及一压力下,以足以形成一熔融物的时间通过一螺旋的旋转而塑化;以及挤压所述熔融物至模具
12以形成一具有一中度塑形的挤出物EA。相同地,可供给另一挤压机30一相同或部分不同的组合物,其可经加热、塑化、及供给至模具32以形成一具有一中度塑形的挤出物EC。最后,可供给另一挤压机20一不同的组合物,例如一不含热敏感及/或剪切敏感的营养物,其可经加热、塑化(剪切)、及供给至模具22以形成一具有一中度塑形的挤出物EB。
如图4所示,可供给挤出物EA、EB、及EC三者至塑形模具42以形成挤出物ED,挤出物ED可冷却并剪切长度,以形成一具有含不同程度的营养物的区域的宠物嚼咬物(参见图1至
3),在外层内的营养物已经过处理以降低由于热及/或剪切所造成的分解。
亦应注意挤出物EA、EB、及EC的温度可维持在一由所述塑形模具取出时可使其结合在一起或一起流动的温度程度,并接着冷却以形成一整体形状。在一例示性的实施方案中,挤出物EB(不含营养添加物)可围绕含有营养添加物的挤出物EA及EC(图1及2);在另一例示性的实施方案中(图3),含有营养添加物的挤出物EA及EC可围绕如前述的不含营养添加物的挤出物EB。如图1至3中所示,挤出物EA、EB、及EC三者可具有不同的轮廓形状。“轮廓形状”一词可理解为意指取自一垂直于挤出物的长度的切面形状。
可采用任何型式的单或双螺旋挤压机作为如图4中所显示的挤压机10、20、及30。例如,可为热敏感材料采用单螺旋挤压机,并为较大体积、相对较低热敏感的材料采用双螺旋挤压机,或相反。用于挤压组合物A、B、及C三者的挤压机的代表性参数列于表1中。其中挤压机中装填的水程度在挤压的流程中降低,可采用一排出口料筒挤压机,其中此排出口将水程度降低至所期望的程度。为了促进这种水程度的改变,已发现在挤压机的排水口孔洞应用一轻量的真空设备是尤其有用的,从而可由挤出物中更有效地去除水。
表1
相对的挤压机参数
为了加工组合物A、B、及C(其中的一或多者可能含有在加热时分解的热敏感材料),加工所述含有热敏感材料(例如,10及30)的挤压机的长度可相对地较加工不含热及/或剪切敏感材料的树脂组合物的挤压机20的长度短。这可使可形成图3中的宠物嚼咬物的外层的组合物如A及C可在较挤压机20相对较短的滞留时间及较低的温度下操作,挤压机20可形成所述宠物嚼咬物(图3)的内层,且不含任何热敏感添加物。
在一例示性的实施方案中,一包含如淀粉、酪蛋白、变性及部分水解的胶原蛋白、热塑性聚合物、及前述的混合物的树脂组分可提供一可食用的宠物嚼咬物的基础成分。热塑性聚合物可包括聚合物,如聚酰胺、聚胺甲酸酯;以及乙烯共聚物,如聚(乙烯丙烯酸)及聚(伸乙基乙烯醇)。此外,所述用于挤压的树脂组合物可包括组织化植物蛋白质(TVP)、碳水化合物、生皮、及肉干。再者,水、甘油、以及其它塑化剂可包括于所述组合物中,以形成一根据本发明的宠物嚼咬物。
如本说明书所示,可预期可采用塑化剂以在挤压期间增进树脂组分的塑化及加工。如此,所述塑化剂可包括具有分子量小于或等于约2500的化合物。塑化剂可包括水,且可选择塑化剂以使其可在挤压机中加工的过程中,自一给定的混合物中去除(挥发)。所述塑化剂亦可设计为保留在最终模塑产物中。例如,当设计相对较高的水含量(例如,40重量%)以用于树脂如淀粉的塑化,部分最终宠物嚼咬物内可具有小于或等于约20重量%的塑化剂程度,包括其中的所有数值及增量。
据此,与本发明相关的维他命、矿物、及/或草本可在挤出前添加至淀粉或水、或另一树脂组分。值得注意的是在本说明书的上下文中,应独特地理解此处所指的维他命、矿物、草本、植物营养素、酵素、及抗化添加物可在这些添加物没有明显的热及/或剪切分解的情况下与一树脂组分一起挤出,这些添加物的分解会减弱或消除其治疗效果。如以上所示,优选为所述添加物的至少一部分维持未分解。本技术领域中的专业人士可认识到的是在本说明书所示的添加物的情况中,如50ppm.的低程度是合适的。
然而,优选地,至少25重量%或更多添加物维持未分解,优选为至少50重量%或更多,较优选为75重量%或更多,且更优选为至少80重量%至100重量%,且在尤其优选的实施方案中,超过90重量%的添加物不会受到所述挤压加工的热及/或剪切分解。在本说明书中的上下文中,维持未分解的添加物的重量含量可为25重量%至100重量%,包括其中的所有数值,以1.0%的增量。
通过自挤出物萃取所述营养物(例如,维他命)并测定所述营养物的化学结构是否受到选定的温度及/或剪切历程的设定而改变,可确认营养物的分解。例如,可使用光谱技术如红外线光谱及/或NMR光谱以建立所述营养物的结构完整性。这种方法可允许此添加物极好地添加于本发明的宠物嚼咬物中,并处在相对保存的状态以使其营养或治疗价值可维持在可接受的程度。
本发明的经模塑的宠物嚼咬物可包括一或多种由美国饲料管理协会(AAFCO)建议用于狗的维他命。在狗的情况中,维他命可包括维他命A、C、B12、D、E、硫胺素、核黄素、泛酸、烟酸、吡哆醇、叶酸、及胆碱。在猫的情况中,维他命可包括维他命A、C、B12、D、E、及K;硫胺素、核黄素、吡哆醇、烟碱酸、泛酸、叶酸、生物素、及胆碱。
此外,本发明的模塑嚼咬玩具亦可包括矿物。在狗的情况中,优选的矿物为、磷、、钠、氯、镁、、锰、锌、碘、硒。然而,应注意也建议其它微量矿物,例如Co、Mo、Cd、As、Si、V、Ni、Pb、及Sn。此外,矿物如钾、钙、磷、及镁的需求可为克含量/每日,而铁、锌、铜、碘、及硒的需求量仅毫克或微克/每日。本发明的宠物嚼咬物可根据营养需求而修改,以提供一给定的矿物较高或较低的浓度。
以下接着为草本组分,本发明中的草本可选自以下群组:贯叶连翘(St.Johns
Wort)、卡法椒(Kava Kava)、杏(Ginkgo Biloba)、人参(Ginseng)(亚洲或西伯利亚的种类)、紫锥菊(Echinacea)、及前述的组合。其它草本包括猫爪藤(Catsclaw)、甘菊(Camomile)、金印草(Golden Seal)、锯棕榈(Saw Palmetto)、缬草(Valerina)、穗花牡荆(V.Agnus-Castus)、北美升麻(Black Cohosh)、山桑子(Bilberry)、及乳蓟(Milk Thistle)。
草本亦可包括芦荟(aloe)、黄芪(astragalus)、蒡(burdock)、洋甘菊(chaomile)、栗子(chestnut)、 芝(coriolus versicolor)、茅草(couchgrass)、蔓 越橘树 皮(crampbark)、蒲公英根(dandelion root)、当归(dong quai)、土木香(elecampane)、月见草(evening primrose)、小米草(eyebright)、地百合(false unicorn root)、小白菊(feverfew)、蒜头姜(garlic ginger)、金印草(goldenseal)、雷公根(gota kola)、葡萄籽萃取物(grape seed extract)、绿茶(green tea)、香胶甾(guggulipid)、山楂(hawthorn)、啤酒花(hops)、常春藤(ivy)、甘草(licorice)、乳蓟、槲寄生(misteltoe)(亚裔美国及欧洲种类)、益母草(motherwort)、燕麦(oats)、奥沙(osha)、西番莲(passion flower)、南瓜非洲刺李(pumpkin pygeum)、红花苜蓿(red clover)、迷迭香(rosemary)、萨尔莎(sarsparilla)、美黄芩(skullcap)、锯棕榈、刺荨麻(stinging nettle)、野青树(wild indigo)、野山芋(wild yam)、及洋蕺菜根(yerba mansa)。此外,可添加葡萄糖胺(glucosamines)及/或硫酸盐(chondroiton)至本说明书所述的任何实施方案中。
此外,可并含其它型态的添加物至宠物嚼咬物以增加动物吸引力及/或模塑产品的装饰性外观。例如,可视需要以约0.1重量%至5重量%的范围并含调味料,以及食品色素。
许多有机着色剂皆为热敏感,根据本发明的加工亦可在加工过程中帮助保持原始的颜色。
此外,可视需要并含碳酸钙,已发现其可增加本说明所揭露的宠物嚼咬物的硬度。再者,可视需要以约0.1重量%至5.0重量%的范围并含保湿剂,如燕麦纤维
亦可预期各种独立的成分可直接添加至挤压机料筒并在其内混合,或用于一特定组合物的部分或所有成分可在挤压机外预混合,并接着供给至料筒。
亦可预期“生”淀粉可为用于各种组合物中的淀粉的来源。“生”淀粉应理解为意指未受到预热模塑历程的淀粉,例如挤压或其它熔融加工步骤。生淀粉本身亦可为天然的,这可理解为通过萃取而恢复至原始形式的未经修饰的淀粉,且未经物理或化学修饰。生淀粉亦可为各种颗粒尺寸的粉末形式,这可理解为经研磨及/或经预过滤。应理解生淀粉亦可具有各种等级的水分含量。然而,本发明中的淀粉可例如为了干燥目的而受到加热,这不算是一预热模塑历程。
应理解本说明书中关于挤出的术语“直接”意指在淀粉及水的加工中,在一给定的组合物中的淀粉及水、以及其它视需要的成分可直接添加至挤压机的料筒中,而无预混合。
本说明书中的叙述及附图是用以说明本发明的优选实施方案。本说明书中的叙述及附图是用以叙述这些实施方案,而不应被视为用于限制本发明的范围。本发明技术领域中的专业人士应理解在基于本发明的教示后,可对本发明进行其它修饰或改变,且所述修饰或改变仍包括在本发明所附的权利要求书的范围内。因此,可以本说明书所示及说明的叙述及附图以外的范围而实施本发明。

说明书全文

多层挤压

技术领域

[0001] 本发明涉及通过挤压而形成的宠物嚼咬物,且特定而言,涉及使用不同尺寸及不同加工参数的多个挤压机,以使所述宠物嚼咬物的选定层受到不同于其它层的热历程及/或剪切历程。以这样的方式,选定层可包括可在暴露于升高的温度及升高的剪切条件下分解的成分。

背景技术

[0002] 美国申请案第11/372,992号(2006年5月10日申请)已共同转让至本发明的申请人,且该文献全文并于此处以供参考,其涉及包括多于一种材料的宠物嚼咬物,其中所述材料在例如硬度、弯曲模数、拉伸强度、清澈度(clarity)、或组成上可不相同,此材料可以层状关系配置。所述嚼咬物可通过嵌入模塑、复合组分模塑、旋转模塑、梭形模塑(shuttle molding)、或任何次数的熔融转换加工而形成。
[0003] 美国专利第6,916,497号(2005年7月12日公告)已共同转让至本发明的申请人,该文献亦全文并于此处以供参考。其涉及一种富含维他命及/或矿物及/或草本的模塑宠物嚼咬玩具。所述维他命、矿物、及/或草本添加物可在使此添加物的热分解最小化的条件下并含于所述模塑嚼咬玩具中,例如通过在加工过程中包含。所述嚼咬玩具可通过结合树脂、水、及一或数个所述维他命及/或矿物及/或草本以形成一混合物来形成。所述树脂可包括任何可在升高温度的条件下流动、且可模塑并冷却成所欲形状的树脂。树脂因此包括天然及/或合成的巨分子或聚合物型态结构,包括热塑性聚合物、淀粉酪蛋白、变性且部分水解胶原蛋白、及前述的混合物。
[0004] 美国申请案第11/747,132号(2007年5月10日申请)已共同转让至本发明的申请人,该文献全文并于此处以供参考,其涉及一种制造一包括二或多个物理、光学、营养、感官、或组成性质不同的材料的多组分宠物零食或嚼咬物的方法,其中多种材料可以分层、围绕、部分围绕、邻接、或扣形式成形为彼此相邻。此申请案聚焦于射出模塑加工。
[0005] 现有技术揭露用于增强宠物食品的适口性的各种加工及组合物,然而,本发明所属技术领域中的专业人士改良方法及组合物的需求是当理解持续存在的,以使得宠物食物及宠物嚼咬物皆可供给维他命、矿物、及其它营养添加物,其通常会在制造此挤出的宠物产品时分解。
[0006] 一种更有成本效益的加工可同时挤出多个组合物;将多个组合物结合至一挤出模具中;并接着剪切所述挤出物的长度,以形成具有分离区段的形状及组合物的各种宠物嚼咬物。针对每一组合物操作不同的挤压机使得操作者可修改加工条件,以使如草本、矿物、维他命、及天然色素等成分可在使其热及/或剪切历程最小化及热分解减少的条件下加工。

发明内容

[0007] 在第一例示性实施方案中,本发明涉及一种用于形成一宠物嚼咬物的方法,包括提供一第一挤压机及一第二挤压机,以及提供一包括一营养添加物的第一组合物至所述第一挤压机,以及提供一第二组合物至所述第二挤压机。接着以所述第一挤压机及第二挤压机加工所述第一组合物及第二组合物,以形成随后彼此相连的第一挤出物及第二挤出物。所述第一挤压机可安装为在一选定的料筒温度(BT1)、一用于所述第一组合物的选定的滞留时间(RT1)、以及一选定的剪切速率(γ1)下操作。所述第二挤压机可安装为在一选定的料筒温度(BT2)、一用于所述第二组合物的选定的滞留时间(RT2)、以及一选定的剪切速率(γ2)下操作。存在以下情况的至少其中之一:BT1<BT2;RT1<RT2或γ1<γ2。
[0008] 在第二例示性实施方案中,本发明涉及一种用于形成一宠物嚼咬物的方法,包括提供一第一挤压机、一第二挤压机、及一第三挤压机,以及提供一包括一营养添加物的第一组合物至所述第一挤压机、提供一第二组合物至所述第二挤压机、以及提供一包括一营养添加物的第三组合物至所述第三挤压机。接着以所述第一挤压机、第二挤压机、及第三挤压机加工所述第一组合物、第二组合物、及第三组合物,以形成随后彼此相连的第一挤出物、第二挤出物、及第三挤出物。所述第一挤压机是安装为在一选定的料筒温度(BT1)、一用于所述第一组合物的选定的滞留时间(RT1)、以及一选定的剪切速率(γ1)下操作。所述第二挤压机是在一选定的料筒温度(BT2)、一用于所述第二组合物的选定的滞留时间(RT2)、以及一选定的剪切速率(γ2)下操作。所述第三挤压机是在一选定的料筒温度(BT3)、一用于所述第三组合物的选定的滞留时间(RT3)、以及一选定的剪切速率(γ3)下操作。存在以下情况的至少其中之一:BT1<BT2;RT1<RT2;或γ1<γ2。此外,存在以下情况的至少其中之一者或多种情况:BT3<BT2;RT3<RT2;γ3<γ2。所述挤出物可视需要彼此相连,其中所述第一及第三挤出物提供一外层,且所述第二挤出物提供一核心。此外,所述第一挤出物及第三挤出物可提供一核心,且所述第二挤出物可提供一围绕此核心的围绕层。
[0009] 在第三例示性实施方案中,本发明涉及一种用于形成一宠物嚼咬物的方法,包括提供一第一挤压机、一第二挤压机、及一第三挤压机,以及提供一包括一营养添加物的第一组合物至所述第一挤压机、提供一第二组合物至所述第二挤压机、以及提供一包括一营养添加物的第三组合物至所述第三挤压机。接着以所述第一挤压机、第二挤压机、及第三挤压机加工所述第一组合物、第二组合物、及第三组合物,以形成随后彼此相连的第一挤出物、第二挤出物、及第三挤出物;所述第一挤压机是在一选定的料筒温度(BT1)、一用于所述第一组合物的选定的滞留时间(RT1)、以及一选定的剪切速率(γ1)下操作。所述第二挤压机是在一选定的料筒温度(BT2)、一用于所述第二组合物的选定的滞留时间(RT2)、以及一选定的剪切速率(γ2)下操作。所述第三挤压机是在一选定的料筒温度(BT3)、一用于所述第三组合物的选定的滞留时间(RT3)、以及一选定的剪切速率(γ3)下操作。存在以下情况:BT1<BT2;RT1<RT2;以及γ1<γ2。此外,存在以下情况:BT3<BT2;RT3<RT2;γ3<γ2。
所述挤出物可视需要彼此相连,其中所述第一及第三挤出物提供一外层,且所述第二挤出物提供一核心。此外,所述第一挤出物及第三挤出物可提供一核心,且所述第二挤出物可提供一围绕此核心的围绕层。
附图说明
[0010] 附图为本发明说明书的一部分,参照附图及以下叙述以说明本发明原理。
[0011] 图1为本发明一例示性宠物嚼咬物的立体图,其具有一切片肉的形状,且具有一配置在其中的骨头形状部分及一排骨形状部分。
[0012] 图2为本发明一例示性宠物嚼咬物的立体图,其具有一骨头的形状,且具有一配置在其中的星形部分及一心形部分。
[0013] 图3为本发明一例示性宠物嚼咬物的立体图,其具有一配置在一包括二种不同组成物的较大的狗骨头形状中的骨头形状部分。
[0014] 图4为一例示根据本发明由三个不同容量的个别挤压机形成一宠物嚼咬物的简要流程图

具体实施方式

[0015] 以下参照附图更详细地说明本发明,其中显示本发明的较佳实施方案。然而,本发明可以各种不同的形式而实现,且不应受限于此处所列的实施方案,这些实施方案旨在例示说明本发明,并使本发明所属技术领域中的专业人士可完整了解本发明范围。
[0016] 为了提供宠物多样性,除了营养以外,期望提供包括含有多层的各种形状及尺寸的宠物嚼咬物。此外,可通过并含配置在宠物嚼咬物外部形状内、或彼此相连的各种实际形状而提供额外的多样性,所述形状的多样性可例如为颜色、组成物、硬度、气味、味道、及营养价值不同。
[0017] 为了完成此目的,可提供多台不同生产量的挤压机,每一挤压机加工一特定的组合物,且具有一组加工条件及/或为所述组合物修改的加工设备。每一挤压机可接着供给一特定形状的挤出模具,所述挤出物可由此供给至一所述宠物嚼咬物的最终的塑形模具。以此方式,热敏感材料及/或剪切敏感材料可个别地在不会显著破坏其营养功效的特定条件下加工。此外,此营养价值可相对保留的材料可与其它在一般塑形模具中较无热及/或剪切敏感的挤出物相连,以形成多层宠物嚼咬物。
[0018] 在一例示性实施方案中,如图4所示,挤压机10包括组合物A,且在加工条件A1下操作,可通过模具12挤压组合物A,以形成一中度塑形(intermediate-shaped)的挤出物EA。所示的中度塑形的挤出物可经装配以提供一给定的宠物嚼咬物的外层。加工条件A1包括选定的料筒温度(BTA)、滞留时间(RT1)、及/或剪切速率(γA)。
[0019] 挤压机20,其具有较高的生产量、包括组合物B、且在一较高温度的加工条件B1下操作,可通过模具22挤压组合物B,以形成一第二中度塑形的挤出物EB。中度塑形的挤出物EB可经装配以提供一给定的宠物嚼咬物的内层。据此,加工条件B1可包括选定的料筒温度(BTB)、滞留时间(RTB)、及/或剪切速率(γB)。
[0020] 可视需要提供挤压机30,其包括组合物C,且在加工条件C1下操作,可通过模具32挤压组合物C,以形成一中度塑形的挤出物EC。中度塑形的挤出物EC可经装配以提供一给定的宠物嚼咬物的外层。加工条件C1可包括选定的料筒温度(BTC)、滞留时间(RTC)、及/或剪切速率(γC)。
[0021] 关于上述加工条件A1、B1、及C1,应理解BTA<BTB及/或RTA<RTB及/或γA<γB。此外,BTC<BTB及/或RTC<RTB及/或γC<γB。以此方式,可形成二层的宠物零食(即,包括挤出物EA及EB),或可形成具有以EA及EC作为外层、且挤出物EB形成核心的宠物嚼咬物。
[0022] 详细叙述以上所指的料筒温度,其是指在所述挤压机料筒内的任何位置的温度。因此,应理解例如所示的BTA<BTB可能为挤压机10的料筒中的最高温度低于挤压机20的料筒中的最高温度的情况;亦可能为在挤压机10中的料筒中的所有位置的温度皆低于挤压机20中的料筒中的所有位置的温度的情况。此外,以上所述的比较温度的讨论适用于挤压机30相对于挤压机20的料筒中的温度。
[0023] 相同地,亦应理解例如所示的γA<γB可能为挤压机10的料筒中的最高相对剪切速率低于挤压机20的料筒中的最高相对剪切速率的情况;亦可能为在挤压机10中的料筒中的所有位置的剪切速率皆低于挤压机20中的料筒中的所有位置的剪切速率的情况。此外,以上所述的比较剪切速率的讨论适用于挤压机30相对于挤压机20的料筒中的剪切速率。再者,应注意挤压机10、20、或30的任一者的剪切速率的范围可为1/每秒至5,000/每秒。因此,若γB的数值为1000/每秒,γA及/或γC可的数值可为低于1000/每秒,例如900/每秒、800/每秒、或700/每秒等。
[0024] 挤出物EA、EB、及EC可设定为通过一结合模具42而形成一给定的最终形状,挤出物ED,其接着冷却并剪切长度以形成具有如图1至3所示的形状的例子的宠物嚼咬物。
[0025] 如本说明书所示,图1显示一宠物嚼咬物ED1,其具有配置在一构成一切片肉的外围绕部分EB1中的一骨头形状部分EA1及一排骨形状部分EC1,每一个别形状EA1、EB1、EC1包括不同组成物或其它不同的性质,最终形状ED1具有一切片肉的外观。可基于EA1、EB1、EC1的形状的相对体积而使用具有不同生产量的不同尺寸的挤压机、加工条件、及提供不同的热历程给不同组合物(一些组合物可能为热敏感)。
[0026] 图2显示一具有不同形状的宠物嚼咬物ED2,在此情况中,一星形部分EA2及一心形部分EC2配置于整个狗骨头形状EB2内,每一个别形状包含不同组合物或性质,例如EA2及EC2可为具有不同热敏感颜色的组合物,其必须在较组合物EB1相对低的温度下加工。
[0027] 图3显示一具有一配置在一较大的骨头形状内的完整骨头形状的宠物嚼咬物ED3,所述较大的骨头形状包括二纵向地配置以围绕EB3的不同的挤出物EA3及EC3,每一个别的形状包括不同的组合物或其它不同的性质,在此情况中,所述EA3及EC3的组合物可包括可通过热熔融加工而分解的维他命、矿物、及/或草本。
[0028] 如上所示,挤出物EA3及EC3可在特定条件(料筒温度、剪切速率、及滞留时间)下加工,以最小化观测到的热及/或剪切历程,并提供相对较高程度的营养至一宠物嚼咬物的外层。换言之,最外层可在使此添加物/成分的热分解最小化的加工条件下挤出;而最内层则可由一避免使用外层添加物或一包含一在较高相对料桶温度、较高相对剪切速率、及/或较高挤出滞留时间中更稳定的组份的组合物而装配。
[0029] 亦如本说明书所示,可根据所形成的宠物嚼咬物的各部分的相对体积而改变每一挤压机的生产量的相对大小,以达成调节不同料桶温度、剪切速率、及/或滞留时间的能。如本说明书所示,外层的厚度可小于内层的厚度。
[0030] 以下接着考虑本发明的维他命/矿物及/或草本添加物的合并,应注意所述添加物选择性地浓缩在经挤出/经模塑的嚼咬物的表面(例如外层、EA、或EC(图3))是理想的,以使所述添加物可在宠物可能对所述宠物嚼咬物失去兴趣前传送给宠物。在此方面,本发明确认同时挤出多个具有不同树脂组合物的流体并将挤出物结合至一模塑模具中,以制造一经结合的挤出物(图4中的ED)的方法,所述经结合的挤出物可经冷却并剪切长度,以提供一宠物嚼咬物。挤出物ED可包括含有适当营养物的层EA或EC,而EB则装配为不含任何营养物,从而制备具有较高滞留时间、较高料筒温度、及较高剪切速率的EB,如本说明书所示。
[0031] 在此方面,一淀粉或其它不含维他命/矿物及/或草本的以树脂为基质的组合物可作为核心、EB3、或所述宠物嚼咬物的内层;而一淀粉或其它含有维他命/矿物及/或草本的以树脂为基质的组合物,或其它相对更热敏感的成分可作为外层。内层或外层的维他命/矿物及/或草本的浓度可根据任何所期望的程度而改变。所述内层及外层的厚度及形状可取决于图4中模具12、22、及32的形状,如图3中一般的例示性样式所示。
[0032] 关于此多流体的挤出技术,可理解其可独特地允许例如具有添加物(维他命、矿物、草本)的淀粉外层在水程度高于核心的水程度(water level)的加工条件下挤出。例如,所述外层组合物在挤出前可包括20%至40%的水程度,其中所述核心的淀粉/水混合物的水程度可制订为含有低于任何外层所选的水程度。一优选实施例为挤制具有20重量%至40重量%水程度的外层,而内层则挤制成10重量%至15重量%的水程度。这可提供外层相较于内层的差异性的硬度,使外层较内层更软。此差异性的硬度可定量为至少10或更大的邵氏A尺度(Shore A scale)。例如,所述硬度差异可为使外层具有10至80单位的邵氏A硬度,该硬度较内核心的邵氏A硬度低10至80单位。
[0033] 本发明提供选择性地浓缩维他命、矿物、及/或草本至一外层或二外层上或其内部的可能性,这从而可确保所述营养物可更有效率的传送至一给定的宠物。这可通过多流体挤出以及本说明书所述的加工控制而达成。
[0034] 据此,通过合并前述添加物至一淀粉/水组合物中,本发明扩展水的应用,以增进此添加物及淀粉的熔融混合,而不会使之在所述挤压设备中的塑化(在熔融加工操作中用以软化)过程中热分解。本发明技术领域中的专业人士因此可认识到的是水的含量可轻易地改变,而必然地允许相对较低的熔融加工温度以确保避免添加物(维他命、矿物、草本、及色素等)的热分解。
[0035] 在一例示性的实施方案中,可供给一或多种树脂组分、一或多种热敏感添加物、以及视需要的一或多种塑化剂至一经加热的挤压机10的螺旋料筒(参见图4);在一温度及一压力下,以足以形成一熔融物的时间通过一螺旋的旋转而塑化;以及挤压所述熔融物至模具12以形成一具有一中度塑形的挤出物EA。相同地,可供给另一挤压机30一相同或部分不同的组合物,其可经加热、塑化、及供给至模具32以形成一具有一中度塑形的挤出物EC。最后,可供给另一挤压机20一不同的组合物,例如一不含热敏感及/或剪切敏感的营养物,其可经加热、塑化(剪切)、及供给至模具22以形成一具有一中度塑形的挤出物EB。
[0036] 如图4所示,可供给挤出物EA、EB、及EC三者至塑形模具42以形成挤出物ED,挤出物ED可冷却并剪切长度,以形成一具有含不同程度的营养物的区域的宠物嚼咬物(参见图1至3),在外层内的营养物已经过处理以降低由于热及/或剪切所造成的分解。
[0037] 亦应注意挤出物EA、EB、及EC的温度可维持在一由所述塑形模具取出时可使其结合在一起或一起流动的温度程度,并接着冷却以形成一整体形状。在一例示性的实施方案中,挤出物EB(不含营养添加物)可围绕含有营养添加物的挤出物EA及EC(图1及2);在另一例示性的实施方案中(图3),含有营养添加物的挤出物EA及EC可围绕如前述的不含营养添加物的挤出物EB。如图1至3中所示,挤出物EA、EB、及EC三者可具有不同的轮廓形状。“轮廓形状”一词可理解为意指取自一垂直于挤出物的长度的切面形状。
[0038] 可采用任何型式的单或双螺旋挤压机作为如图4中所显示的挤压机10、20、及30。例如,可为热敏感材料采用单螺旋挤压机,并为较大体积、相对较低热敏感的材料采用双螺旋挤压机,或相反。用于挤压组合物A、B、及C三者的挤压机的代表性参数列于表1中。其中挤压机中装填的水程度在挤压的流程中降低,可采用一排出口料筒挤压机,其中此排出口将水程度降低至所期望的程度。为了促进这种水程度的改变,已发现在挤压机的排水口孔洞应用一轻量的真空设备是尤其有用的,从而可由挤出物中更有效地去除水。
[0039] 表1
[0040]
[0041] 为了加工组合物A、B、及C(其中的一或多者可能含有在加热时分解的热敏感材料),加工所述含有热敏感材料(例如,10及30)的挤压机的长度可相对地较加工不含热及/或剪切敏感材料的树脂组合物的挤压机20的长度短。这可使可形成图3中的宠物嚼咬物的外层的组合物如A及C可在较挤压机20相对较短的滞留时间及较低的温度下操作,挤压机20可形成所述宠物嚼咬物(图3)的内层,且不含任何热敏感添加物。
[0042] 在一例示性的实施方案中,一包含如淀粉、酪蛋白、变性及部分水解的胶原蛋白、热塑性聚合物、及前述的混合物的树脂组分可提供一可食用的宠物嚼咬物的基础成分。热塑性聚合物可包括聚合物,如聚酰胺、聚胺甲酸酯;以及乙烯共聚物,如聚(乙烯丙烯酸)及聚(伸乙基乙烯醇)。此外,所述用于挤压的树脂组合物可包括组织化植物蛋白质(TVP)、水化合物、生皮、及肉干。再者,水、甘油、以及其它塑化剂可包括于所述组合物中,以形成一根据本发明的宠物嚼咬物。
[0043] 如本说明书所示,可预期可采用塑化剂以在挤压期间增进树脂组分的塑化及加工。如此,所述塑化剂可包括具有分子量小于或等于约2500的化合物。塑化剂可包括水,且可选择塑化剂以使其可在挤压机中加工的过程中,自一给定的混合物中去除(挥发)。所述塑化剂亦可设计为保留在最终模塑产物中。例如,当设计相对较高的水含量(例如,40重量%)以用于树脂如淀粉的塑化,部分最终宠物嚼咬物内可具有小于或等于约20重量%的塑化剂程度,包括其中的所有数值及增量。
[0044] 据此,与本发明相关的维他命、矿物、及/或草本可在挤出前添加至淀粉或水、或另一树脂组分。值得注意的是在本说明书的上下文中,应独特地理解此处所指的维他命、矿物、草本、植物营养素、酵素、及抗化添加物可在这些添加物没有明显的热及/或剪切分解的情况下与一树脂组分一起挤出,这些添加物的分解会减弱或消除其治疗效果。如以上所示,优选为所述添加物的至少一部分维持未分解。本技术领域中的专业人士可认识到的是在本说明书所示的添加物的情况中,如50ppm.的低程度是合适的。
[0045] 然而,优选地,至少25重量%或更多添加物维持未分解,优选为至少50重量%或更多,较优选为75重量%或更多,且更优选为至少80重量%至100重量%,且在尤其优选的实施方案中,超过90重量%的添加物不会受到所述挤压加工的热及/或剪切分解。在本说明书中的上下文中,维持未分解的添加物的重量含量可为25重量%至100重量%,包括其中的所有数值,以1.0%的增量。
[0046] 通过自挤出物萃取所述营养物(例如,维他命)并测定所述营养物的化学结构是否受到选定的温度及/或剪切历程的设定而改变,可确认营养物的分解。例如,可使用光谱技术如红外线光谱及/或NMR光谱以建立所述营养物的结构完整性。这种方法可允许此添加物极好地添加于本发明的宠物嚼咬物中,并处在相对保存的状态以使其营养或治疗价值可维持在可接受的程度。
[0047] 本发明的经模塑的宠物嚼咬物可包括一或多种由美国饲料管理协会(AAFCO)建议用于狗的维他命。在狗的情况中,维他命可包括维他命A、C、B12、D、E、硫胺素、核黄素、泛酸、烟酸、吡哆醇、叶酸、及胆碱。在猫的情况中,维他命可包括维他命A、C、B12、D、E、及K;硫胺素、核黄素、吡哆醇、烟碱酸、泛酸、叶酸、生物素、及胆碱。
[0048] 此外,本发明的模塑嚼咬玩具亦可包括矿物。在狗的情况中,优选的矿物为、磷、、钠、氯、镁、、锰、锌、碘、硒。然而,应注意也建议其它微量矿物,例如Co、Mo、Cd、As、Si、V、Ni、Pb、及Sn。此外,矿物如钾、钙、磷、及镁的需求可为克含量/每日,而铁、锌、铜、碘、及硒的需求量仅毫克或微克/每日。本发明的宠物嚼咬物可根据营养需求而修改,以提供一给定的矿物较高或较低的浓度。
[0049] 以下接着为草本组分,本发明中的草本可选自以下群组:贯叶连翘(St.Johns Wort)、卡法椒(Kava Kava)、杏(Ginkgo Biloba)、人参(Ginseng)(亚洲或西伯利亚的种类)、紫锥菊(Echinacea)、及前述的组合。其它草本包括猫爪藤(Catsclaw)、甘菊(Camomile)、金印草(Golden Seal)、锯棕榈(Saw Palmetto)、缬草(Valerina)、穗花牡荆(V.Agnus-Castus)、北美升麻(Black Cohosh)、山桑子(Bilberry)、及乳蓟(Milk Thistle)。
[0050] 草本亦可包括芦荟(aloe)、黄芪(astragalus)、蒡(burdock)、洋甘菊(chaomile)、栗子(chestnut)、芝(coriolus versicolor)、茅草(couchgrass)、蔓越橘树皮(crampbark)、蒲公英根(dandelion root)、当归(dong quai)、土木香(elecampane)、月见草(evening primrose)、小米草(eyebright)、地百合(false unicorn root)、小白菊(feverfew)、蒜头姜(garlic ginger)、金印草(goldenseal)、雷公根(gota kola)、葡萄籽萃取物(grape seed extract)、绿茶(green tea)、香胶甾(guggulipid)、山楂(hawthorn)、啤酒花(hops)、常春藤(ivy)、甘草(licorice)、乳蓟、槲寄生(misteltoe)(亚裔美国及欧洲种类)、益母草
[0051] (motherwort)、燕麦(oats)、奥沙(osha)、西番莲(passion flower)、南瓜非洲刺李(pumpkin pygeum)、红花苜蓿(red clover)、迷迭香(rosemary)、萨尔莎(sarsparilla)、美黄芩(skullcap)、锯棕榈、刺荨麻(stinging nettle)、野青树(wild indigo)、野山芋(wild yam)、及洋蕺菜根(yerba mansa)。此外,可添加葡萄糖胺(glucosamines)及/或硫酸盐(chondroiton)至本说明书所述的任何实施方案中。
[0052] 此外,可并含其它型态的添加物至宠物嚼咬物以增加动物吸引力及/或模塑产品的装饰性外观。例如,可视需要以约0.1重量%至5重量%的范围并含调味料,以及食品色素。许多有机着色剂皆为热敏感,根据本发明的加工亦可在加工过程中帮助保持原始的颜色。此外,可视需要并含碳酸钙,已发现其可增加本说明所揭露的宠物嚼咬物的硬度。再者,可视需要以约0.1重量%至5.0重量%的范围并含保湿剂,如燕麦纤维
[0053] 亦可预期各种独立的成分可直接添加至挤压机料筒并在其内混合,或用于一特定组合物的部分或所有成分可在挤压机外预混合,并接着供给至料筒。
[0054] 亦可预期“生”淀粉可为用于各种组合物中的淀粉的来源。“生”淀粉应理解为意指未受到预热模塑历程的淀粉,例如挤压或其它熔融加工步骤。生淀粉本身亦可为天然的,这可理解为通过萃取而恢复至原始形式的未经修饰的淀粉,且未经物理或化学修饰。生淀粉亦可为各种颗粒尺寸的粉末形式,这可理解为经研磨及/或经预过滤。应理解生淀粉亦可具有各种等级的水分含量。然而,本发明中的淀粉可例如为了干燥目的而受到加热,这不算是一预热模塑历程。
[0055] 应理解本说明书中关于挤出的术语“直接”意指在淀粉及水的加工中,在一给定的组合物中的淀粉及水、以及其它视需要的成分可直接添加至挤压机的料筒中,而无预混合。
[0056] 本说明书中的叙述及附图是用以说明本发明的优选实施方案。本说明书中的叙述及附图是用以叙述这些实施方案,而不应被视为用于限制本发明的范围。本发明技术领域中的专业人士应理解在基于本发明的教示后,可对本发明进行其它修饰或改变,且所述修饰或改变仍包括在本发明所附的权利要求书的范围内。因此,可以本说明书所示及说明的叙述及附图以外的范围而实施本发明。
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