為擠出機(jī)（510)。擠出機(jī)（510)包括具有內(nèi)腔（521)的機(jī)筒（520)、第一進(jìn)料機(jī) (522)和第二進(jìn)料機(jī)（524)。如所示出的，擠出機(jī)（510)包括擠出機(jī)機(jī)筒（520)內(nèi)的乳化區(qū) 段（531)和擠出區(qū)段（534)。類似于上述擠出機(jī)（310，410)，在此實(shí)施方案中，混合設(shè)備 (未示出）位于擠出機(jī)（510)的機(jī)筒（520)外部，其構(gòu)造成通過混合但不乳化需要的粉狀營 養(yǎng)產(chǎn)品所需的成分的至少一部分形成漿液。應(yīng)該注意到高剪切部件（532)在圖6中示例性 地示出。還應(yīng)該注意到進(jìn)料機(jī)（522，524)和安裝在擠出機(jī)（510)的中心軸上的部件（蔥 J^/炎邀激淨(jìng)）在圖6中一般性地示出，并且基于給定實(shí)施方案的具體應(yīng)用的需要選擇那些 組件的額外的數(shù)量、尺寸、構(gòu)造布置和其他合適參數(shù)。
[0112] 類似于上述混合設(shè)備（330)，混合設(shè)備（未示出）可以構(gòu)造成混合第一部分成分以 在擠出機(jī)機(jī)筒（520)外部形成漿液。然后在擠出機(jī)機(jī)筒（520)的內(nèi)腔（521)內(nèi)部將該漿液 通過第一進(jìn)料機(jī)（522)遞送至乳化區(qū)段（531)?；旌显O(shè)備（未示出）可以提供基本上均質(zhì) 的漿液至乳化區(qū)段（531)和高剪切部件（532)，其可以改善所得粉狀營養(yǎng)產(chǎn)品的總體品質(zhì)。
[0113] 類似于上述乳化區(qū)段（31，131，231，331，431)，乳化區(qū)段（531)包括高剪切部 件（532)，其可以安裝在擠出機(jī)（510)的至少一個(gè)中心軸上并構(gòu)造成乳化漿液。然而，在該 實(shí)施方案中，所述漿液通過擠出機(jī)（510)外部的混合設(shè)備(未示出）而非位于擠出機(jī)內(nèi)的混 合區(qū)段(如上述擠出機(jī)（10，110，210))生產(chǎn)。在實(shí)施方案，例如圖6中示出的一個(gè)中，其 中擠出機(jī)包括兩個(gè)或更多個(gè)中心軸，所述高剪切部件可以包括分別安裝在擠出機(jī)的每一個(gè) 中心軸上的多個(gè)部件。僅通過實(shí)施例方式，在其中擠出機(jī)為雙螺桿擠出機(jī)的實(shí)施方案中，所 述高剪切部件可以包括各自安裝至相應(yīng)中心軸的一對(duì)相應(yīng)部件。那些部件可以基本上彼此 鄰近布置或具有適合形成具有需要品質(zhì)的乳液的任何其他布置。在此類實(shí)施方案中，所述 一對(duì)相應(yīng)的部件可以各自具有基本上相同的構(gòu)造或所述一對(duì)部件可以具有適合形成具有 需要品質(zhì)的乳液的不同的但互補(bǔ)構(gòu)造。在一些實(shí)施方案中，乳化區(qū)段（531)包括兩個(gè)或更 多個(gè)高剪切部件，但這不是必要的。在此類實(shí)施方案中，所述擠出機(jī)可以包括不同類型的高 剪切部件或兩個(gè)或更多個(gè)相同類型的高剪切部件的組合。在包括兩個(gè)或更多個(gè)高剪切部件 的實(shí)施方案中，所述高剪切部件可以沿著擠出機(jī)的一個(gè)或多個(gè)中心軸依次布置從而對(duì)漿液 /乳液施以需要的剪切速率多次。僅通過實(shí)施例方式，在擠出機(jī)為雙螺桿擠出機(jī)的實(shí)施方案 中，所述高剪切部件可以包括分別安裝在每一個(gè)中心軸上的第一對(duì)部件和分別安裝在第一 對(duì)部件下游的每一個(gè)中心軸上的第二對(duì)部件。在包括兩個(gè)或更多個(gè)高剪切部件的實(shí)施方案 中，所述高剪切部件可以具有基本上相同的構(gòu)造或它們可以具有不同的構(gòu)造，取決于什么 構(gòu)造適合生產(chǎn)給定實(shí)施方案的具體應(yīng)用的需要品質(zhì)的乳液。乳化區(qū)段（531)也可以除了高 剪切部件（532)之外還包括安裝在中心軸上的一個(gè)或多個(gè)處理部件，但這不是必要的。在 其中乳化區(qū)段（531)包括一個(gè)或多個(gè)處理部件的實(shí)施方案中，可以將那些部件的至少一部 分構(gòu)造成隨著漿液流過乳化區(qū)段（531)施加剪切速率至所述漿液。乳化區(qū)段（531)也可以 構(gòu)造成傳送擠出機(jī)（510)內(nèi)下游的乳液至擠出區(qū)段（534)。
[0114] 類似于上述擠出區(qū)段（34，134，234，334，434)，擠出區(qū)段（534)構(gòu)造成合并通 過乳化區(qū)段（531)生產(chǎn)的乳液與通過第二進(jìn)料機(jī)（524)遞送機(jī)筒（520)的內(nèi)腔（521)中的 至少第二部分成分以形成可以用于生產(chǎn)粉狀營養(yǎng)產(chǎn)品的擠出物。擠出區(qū)段（534)可以包括 安裝在擠出機(jī)（510)的中心軸上的一個(gè)或多個(gè)處理部件。擠出區(qū)段（534)也可以構(gòu)造成傳 送擠出機(jī)（510)內(nèi)下游的擠出物從而其可以通過擠出機(jī)（510)端部的模頭擠出或不使用模 頭而作為可以通過具有或沒有微波或輻射選擇或其組合的連續(xù)帶式真空干燥器干燥的結(jié) 塊。
[0115] 上文討論的高剪切部件和處理部件可以安裝至擠出機(jī)（510)的中心軸，從而使每 個(gè)部件隨所述部件安裝在其上的相應(yīng)軸均勻旋轉(zhuǎn)。
[0116] 在示例的實(shí)施方案中，第一進(jìn)料機(jī)（522)與機(jī)筒（520)的內(nèi)腔（521)連通，從而使 成分可以遞送至內(nèi)腔（521)中。第一進(jìn)料機(jī)（522)還可以與混合設(shè)備(未示出)連通從而使 通過混合設(shè)備形成的漿液從混合設(shè)備遞送至擠出機(jī)機(jī)筒（520)。如所示出的，布置第一進(jìn) 料機(jī)（522)從而使通過第一進(jìn)料機(jī)（522)遞送的成分遞送至乳化區(qū)段（531)和高剪切部件 (532)。如上文討論的，第一進(jìn)料機(jī)（522)可以包括分別構(gòu)造成遞送粉狀成分和液體成分的 兩個(gè)或更多個(gè)分開的遞送裝置，不過這不是必要的。乳化區(qū)段（531)和高剪切部件（432) 可以位于或鄰近于機(jī)筒（420)前部（即與其中排放擠出物的機(jī)筒（420)端相對(duì)的機(jī)筒（420) 端)。
[0117] 在此實(shí)施方案中，第二進(jìn)料機(jī)（524)還與機(jī)筒（520)的內(nèi)腔（521)連通從而成分 可以遞送至內(nèi)腔（521)中。具體地，第二進(jìn)料機(jī)（524)位于第一進(jìn)料機(jī)（522)下游從而使 通過第二進(jìn)料機(jī)（524)遞送的成分遞送至擠出區(qū)段（534)，其位于乳化區(qū)段（531)和高剪 切部件（532)下游。如上文討論的，第二進(jìn)料機(jī)（524)可以包括分別構(gòu)造成遞送粉狀成分 和液體成分的兩個(gè)或更多個(gè)分開的遞送裝置，不過這不是必要的。如所示出的，在通過高剪 切部件（532)處理成分以生產(chǎn)乳液之后，將該乳液遞送至擠出區(qū)段（534)，其中所述乳液與 通過第二進(jìn)料機(jī)（524)遞送的成分合并以形成擠出物。然后通過安裝在擠出區(qū)段（534)中 擠出機(jī)（510)的中心軸上的處理部件擠出所述擠出物。盡管示例的實(shí)施方案描繪兩個(gè)進(jìn)料 機(jī)，但其他合適數(shù)量的進(jìn)料機(jī)，例如可以使用三個(gè)、四個(gè)、或更多個(gè)，取決于給定實(shí)施方案的 具體應(yīng)用。
[0118] 理解為并入高剪切部件的擠出機(jī)和與本文教導(dǎo)一致的相關(guān)方法也可以在擠出之 前、期間和之后包括另外的組件和/或另外的處理步驟。僅通過實(shí)施例方式，并入高剪切 部件的擠出機(jī)，例如上文討論的擠出機(jī)（10，110，210，310，410，510)，也可以在擠出 機(jī)內(nèi)包括超聲處理手段以對(duì)所述成分施以超聲處理能量。例如，擠出機(jī)可以并入超聲處理 單元，例如題目為 ^Ultrasonically-Assisted Extrusion Methods For Manufacturing Powdered Nutritional Products, 〃 2011年12月22日公開的國際公開的專利申請(qǐng)WO 2011/159653中記載的那些，該公開內(nèi)容并入本文中作為參考。對(duì)所述成分施加超聲處理能 量可以提高最終生產(chǎn)的粉狀營養(yǎng)產(chǎn)品的品質(zhì)?？梢栽谕ㄟ^高剪切部件處理之前或之后可以 將超聲處理能量施加至所述成分。優(yōu)選地，當(dāng)仍然包括基本上低粘度時(shí)，例如當(dāng)所述漿液由 混合區(qū)段/裝置制備或已經(jīng)由混合區(qū)段/裝置制成時(shí)但在通過高剪切部件處理之前或在高 剪切部件已經(jīng)生產(chǎn)所述乳液之后但在另外的干燥成分添加至乳液之前將超聲處理能量施 加于所述成分，其基本上增大乳液粘度。當(dāng)然，不需要包括另外的擠出機(jī)組件和/或處理步 驟，例如超聲處理能量的施加。
[0119] 在一些實(shí)施方案中，所述高剪切部件可以包括旋轉(zhuǎn)構(gòu)件，例如圓盤或葉片，并可以 包括在旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的邊緣或尖端處或附近形成的一個(gè)或多個(gè)開口。僅通過實(shí)施例方式，所述 開口可以包括插槽或圓孔或任何其他合適的形狀，并且所述開口可以圍繞所述旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的 基本上整個(gè)邊緣均勻間隔，但這不是必要的。可以選擇開口的數(shù)量、尺寸、形狀、方向和結(jié)構(gòu) 以提供需要的剪切速率，同時(shí)以需要的速率運(yùn)行并產(chǎn)生具有需要品質(zhì)例如粒度和穩(wěn)定性的 乳液，基于給定實(shí)施方案的具體應(yīng)用。在一些實(shí)施方案中，所述開口可以整體省略，并且所 述高剪切部件可以包括構(gòu)造成提供需要的剪切速率同時(shí)以需要的速度運(yùn)行并產(chǎn)生具有需 要的品質(zhì)例如粒度和穩(wěn)定性的乳液的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件，基于給定實(shí)施方案的具體應(yīng)用。
[0120] 構(gòu)造成充當(dāng)高剪切部件的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件可以具有任何適合的形狀，其可以對(duì)應(yīng)于擠出 機(jī)內(nèi)腔的形狀，條件是旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的形狀適合提供需要的剪切速率至漿液并仍能夠在擠出機(jī) 機(jī)筒內(nèi)腔內(nèi)自由旋轉(zhuǎn)。僅通過實(shí)施例方式，在一些實(shí)施方案中，所述高剪切部件可以為圓 形，例如在下文討論的和在圖7-9中示出的剪切圓盤（650a，650b)，或橢圓形。
[0121] 除了在高剪切部件中的開口的數(shù)量、尺寸、形狀、方向和結(jié)構(gòu)之外，也可以通過旋 轉(zhuǎn)構(gòu)件的直徑和旋轉(zhuǎn)構(gòu)件旋轉(zhuǎn)的速度影響旋轉(zhuǎn)構(gòu)件形成的剪切速率。具體地，旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的 尖端速度影響施加于漿液的剪切速率。根據(jù)下式計(jì)算尖端速度： V = - X RPM X D 在上式中，"V〃代表以英寸/秒計(jì)的尖端速度，"D"代表以英寸計(jì)的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的直徑， "RPM"代表旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的每分鐘轉(zhuǎn)動(dòng)次數(shù)。在一些實(shí)施方案中，擠出機(jī)可以構(gòu)造成以約100 RPM至約2, 000 RPM，優(yōu)選約100 RPM至約1100 RPM，優(yōu)選約250 RPM至約1,000 RPM，甚至 更優(yōu)選約500 RPM至約700 RPM的范圍內(nèi)的速度旋轉(zhuǎn)其一個(gè)或多個(gè)中心軸和因此安裝在其 上的一個(gè)或多個(gè)旋轉(zhuǎn)構(gòu)件。盡管很多因素影響剪切速率，但一般說來隨著尖端速度提高，剪 切速率也提高，假設(shè)截面流體面積保持相同。在一些實(shí)施方案中，中心軸和因此旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的 旋轉(zhuǎn)速度可以變化從而改變施加至漿液的剪切速率。剪切速率的變化可以影響所得漿液的 各種性質(zhì)，并且最終影響粉狀營養(yǎng)產(chǎn)品的性質(zhì)。在一些實(shí)施方案中，所述擠出機(jī)的一個(gè)或多 個(gè)中心軸可以能夠生產(chǎn)具有需要品質(zhì)的乳液但不導(dǎo)致隨著其處理通過隨后的擠出區(qū)段而 破壞或損壞的乳液的最高RPM運(yùn)行。
[0122] 隨著漿液通過高剪切部件處理，旋轉(zhuǎn)構(gòu)件外部邊緣和擠出機(jī)機(jī)筒內(nèi)腔的內(nèi)表面之 間的縫隙是可能影響施加于漿液的剪切速率的另一因素。在一些實(shí)施方案中，可以選擇旋 轉(zhuǎn)構(gòu)件的直徑以使該縫隙盡可能小，以獲得需要的最小公差以確保旋轉(zhuǎn)構(gòu)件可以在擠出機(jī) 機(jī)筒的內(nèi)腔內(nèi)自由旋轉(zhuǎn)。在一些實(shí)施方案中，容納旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的擠出機(jī)機(jī)筒的部分內(nèi)腔的直 徑相對(duì)于擠出機(jī)機(jī)筒內(nèi)腔的其他區(qū)段可以增加以適應(yīng)具有比擠出機(jī)機(jī)筒內(nèi)腔的其他區(qū)段 的直徑更大直徑的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件?；蛘?，在其他實(shí)施方案中，容納旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的擠出機(jī)機(jī)筒的部分 內(nèi)腔的直徑相對(duì)于擠出機(jī)機(jī)筒的其他區(qū)段內(nèi)腔可能降低從而適應(yīng)具有小于擠出機(jī)機(jī)筒的 其他區(qū)段內(nèi)腔的直徑的直徑的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件，同時(shí)還保持所述旋轉(zhuǎn)構(gòu)件外部邊緣和擠出機(jī)機(jī)筒 內(nèi)腔的內(nèi)表面之間的縫隙距離最小化。
[0123] 隨著通過高剪切部件/旋轉(zhuǎn)構(gòu)件處理漿液，各種操作參數(shù)，包括旋轉(zhuǎn)速度、旋轉(zhuǎn)構(gòu) 件直徑、和旋轉(zhuǎn)構(gòu)件中開口的數(shù)量、尺寸、形狀、結(jié)構(gòu)、和方向可以優(yōu)化以產(chǎn)生需要的剪切速 率。
[0124] 圖7-9描繪了一個(gè)此類實(shí)施方案，其中高剪切部件包括一對(duì)相應(yīng)的剪切圓盤 (650a，650b)。例如，在那些各個(gè)實(shí)施方案的每一個(gè)中，一個(gè)或多個(gè)剪切圓盤（650a，650b) 可以安裝在單螺桿擠出機(jī)（110，410)的中心軸上以充當(dāng)高剪切部件（132，432)。類似地， 在那些各個(gè)實(shí)施方案的每一個(gè)中，一個(gè)或多個(gè)剪切圓盤對(duì)（650a，650b)可以安裝在雙螺 桿擠出機(jī)（210，510)的中心軸上以充當(dāng)高剪切部件（232，532)。
[0125] 在示例的實(shí)施方案中，剪切圓盤（650a，650b)彼此基本上相同。如所示出的，每 一個(gè)剪切圓盤（650a, 650b)包括中心轂（660a, 660b)和外唇（670a, 670b)。在此實(shí)施方 案中，每一個(gè)中心轂^60a, 660b)包括延伸通過中心轂^60a, 660b)的整個(gè)軸向長(zhǎng)度的 中心開口（662a，662b)。可以安排中心開口（662a，662b)的尺寸和形狀以獲得安裝在擠 出機(jī)的各個(gè)中心軸例如圖9中示出的中心軸（680a，680b)上的剪切圓盤（650a，650b)。 適合使剪切圓盤（650a，650b)隨相應(yīng)中心軸（680a，680b)均勻旋轉(zhuǎn)的剪切圓盤（650a， 650b)和中心軸（680a，680b)之間的任何類型的接合都是可以使用的。如所示出的，中心 軸（680a, 680b)包括構(gòu)造成匹配在每個(gè)中心轂（660a, 660b)內(nèi)表面上形成的一系列細(xì)槽 (664a, 664b)的花鍵部分。
[0126] 在示例的實(shí)施方案中，剪切圓盤（650a, 650b)的外唇（670a, 670b)各自具有比 各個(gè)中心轂（660a，660b)更大的直徑并沿著中心轂（660a，660b)的軸向長(zhǎng)度的一部分延 伸。在其他實(shí)施方案中，外唇（670a，670b)可以沿著中心轂（660a，660b)的基本上整個(gè) 軸向長(zhǎng)度延伸。如圖7-9中示出的，剪切圓盤（650a，650b)包括延伸通過各個(gè)外唇（670a， 670b)的每一個(gè)的軸向長(zhǎng)度的一系列開口（672a，672b)。如所示出的，開口（672a，672b) 是圓形開口并圍繞中心開口（662a，662b)的中心軸布置在同心環(huán)中。在一些實(shí)施方案中， 所述開口的直徑可以為約1 _，并離外唇的外部邊緣約3 _。如上文討論的，適合提供需 要剪切速率的開口的其他數(shù)量、尺寸、形狀、方向和結(jié)構(gòu)基于本文的教導(dǎo)對(duì)于本領(lǐng)域普通技 術(shù)人員是明顯的。在一個(gè)這樣的替代實(shí)施方案（未示出）中，代替或除了一系列延伸通過 所述外唇的開口之外所述剪切圓盤沿著外唇的外部邊緣可以包括一個(gè)或多個(gè)壓痕。另外， 在另一替代實(shí)施方案（未示出）中，所述剪切圓盤可以在外唇中不包括任何開口或壓痕，并 且剪切速率可以通過接觸旋轉(zhuǎn)圓盤和/或在剪切圓盤外唇的外部邊緣和擠出機(jī)機(jī)筒內(nèi)腔 的內(nèi)表面之間流動(dòng)的漿液形成。
[0127] 如圖9中所示，剪切圓盤（650a，650b)安裝在擠出機(jī)的中心軸（680a，680b)上 從而使兩個(gè)剪切圓盤（650a，650b)可以隨中心軸（680a，680b)自由均勻地旋轉(zhuǎn)。在該 實(shí)施方案中的剪切圓盤（650a，650b)也可以軸向補(bǔ)償?shù)姆绞桨惭b到中心軸（680a，680b) 上從而使每個(gè)剪切圓盤（650a，650b)的外唇（670a，670b)至少部分重疊中心軸（680a， 680b)之間的空間中另一剪切圓盤（650a，650b)的外唇（670a，670b)。在其他實(shí)施方案 中，可以構(gòu)造剪切圓盤使得外唇在擠出機(jī)的中心軸之間的空間中不重疊。在示例的實(shí)施方 案中，剪切圓盤（650a，650b)安裝在中心軸（680a，680b)上使得剪切圓盤（650a，650b) 彼此基本上鄰近。在包括兩個(gè)或更多個(gè)剪切圓盤的其他實(shí)施方案中，剪切圓盤可以安裝到 一個(gè)或多個(gè)中心軸上使得剪切圓盤沿著一個(gè)或多個(gè)中心軸彼此軸向間隔開。在又其他實(shí)施 方案中，兩個(gè)或更多對(duì)剪切圓盤可以安裝到擠出機(jī)的中心軸上，可以布置連續(xù)對(duì)的剪切圓 盤使得他們彼此基本上鄰近或彼此沿著中心軸軸向間隔開。
[0128] 在圖9中示出的實(shí)施方案中，剪切圓盤（650a，650b)構(gòu)造成隨著漿液繞過或通 過所述旋轉(zhuǎn)剪切圓盤（650a，650b)而通過對(duì)漿液施以剪切速率和拉伸流動(dòng)生產(chǎn)乳液。具 體地，當(dāng)漿液通過一個(gè)剪切圓盤（650a，650b)的外唇中的開口（672a，672b)或在剪切圓 盤（650a，650b)的外唇（670a，670b)的外部邊緣和擠出機(jī)機(jī)筒的內(nèi)腔的內(nèi)表面之間通過 時(shí)，對(duì)該漿液施加剪切速率。在中心軸（680a，680b)之間的空間中通過的一部分漿液可以 通過兩個(gè)剪切圓盤（650a，650b)中的開口（672a，672b)。如上文討論的，在通過剪切圓 盤（650a，650b)處理所述漿液以生產(chǎn)乳液之后，將所述乳液傳送至擠出機(jī)的擠出區(qū)段的 下游。
[0129] 如上文所述，包括如本文所述的高剪切部件的任何合適的擠出機(jī)可以適合用于本 公開，包括例如單螺桿擠出機(jī)，雙螺桿擠出機(jī)（同向旋轉(zhuǎn)或反向旋轉(zhuǎn)），多螺桿擠出機(jī)， 環(huán)螺桿擠出機(jī)，行星齒輪擠出機(jī)等。各種類型的螺桿擠出機(jī)包括至少一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸或螺桿。 每個(gè)軸可以攜帶在軸向布置成一個(gè)在另一個(gè)后面的多個(gè)處理部件。所述處理部件可以沿著 軸長(zhǎng)度界定各個(gè)區(qū)段。
[0130] 例如，不同的