JP2021509139A - ペレット製造又はフレーク製造のための組成物、システム、及び方法 - Google Patents

Abstract

ペレット製造及び／又はフレーク製造を改善するための組成物、システム、及び方法がここに開示されている。組成物は、ペレット又はフレークを形成するのに使用される供給原料へ添加されることになる添加剤を含んでいて、供給原料のペレット化／フレーク化機器への粘着を低減し、そして有益にも、供給原料がペレット化及び／又はフレーク化される温度を高めることができる（それにより、原料の有効グルコースの量が増加し、かびが低減／阻害される）。【選択図】図４

Description

本発明は、ペレット製造及び／又はフレーク製造を改善するための組成物、システム、及び方法に関する。より具体的には、本発明は、ペレット又はフレークへと形成されてゆく材料へ添加されることになる添加剤に、ペレット又はフレークを作成するためのシステムに、及び製造されるペレット又はフレークの品質を改善するための方法に関する。

ペレット又はフレークへと形成される組成物には、ペレット又はフレークの有用性を改善する多種多様な組成物がある。例えば木材が小片へ削られるか又は粉砕され、次いで、ペレットへと形成されることもあれば他の材料（例えば紙や他の可燃物など）と組み合わせてペレットへと形成されることもある。その後、突固められた材料は、ペレット燃焼ストーブでの熱源として使用されたり、又は発電所内で電気を生成するために及び／又は建屋などを温めるための蒸気を生成するために使用されたりする。木質ペレットは、概して、単に通常の丸太を燃やすよりも多くの熱を生み出し、石炭を燃やす場合よりも少ない二酸化炭素及び他の汚染物質を生じさせる。そのうえ、木質ペレットは再生可能な資源であり、木質ペレット用の木々の成長はペレットの燃焼で生成される二酸化炭素を消費する。ゆえに、幾つかの国々は、彼らのエネルギー生産の努力を他の形態の燃料よりも木質ペレットを使用することに向けて積極的に舵を切ってきた。

ペレットが顕著な人気の高まりを見せている別の領域は肥料である。歴史的には農家などは自分たちの苗に液体肥料を使用してきたが、液体肥料は流動性が高く、農場から素早く洗い流されたり――湖や川に藻の異常発生を生じさせる可能性がある――土壌を通過して地下水の供給を汚染したりしかねない、ということが判明した。堆肥をペレット化すれば、堆肥をより環境を損ねないやり方で作物へ適用できるということが判った。ペレットは水の適用によって徐々に分解されるものであり、肥料の流動性を弱め、肥料の徐放を可能にさせるので、適用の頻度を少なくすることができる。ゆえに肥料ペレットの使用は時間の節約になるとともに液体肥料の使用より環境的にも優れていると考えられる。

ペレット化の更に別の一般的な使途は、家畜やペットのための飼料の調製である。単一の食料源がペレットへと形成されることもあれば複数食料源の組合せがペレットへと形成されることもある。複数の食料源を有するペレットは、動物にとってより完全な栄養を一回の餌やりで提供することができるので人気がある。例えば、穀物、プロテイン、及び他の栄養素が全て単一の飼料ペレットへ添加されるようにすれば、それにより動物が理想的な成長を確実にする所望の比率の栄養素を食べることが確約されることになる。

ペレットは飼料の無駄を減らすという理由でも人気がある。飼料がその個別の成分で動物に提供される場合、飼料が無駄にならないとも限らず、つまり、動物が異なる栄養素の所望の組合せを食べようとしないかもしれない。飼料を粉砕すれば、保護バリアを有する飼料材料の消化が改善されることもある（例えば一部の種子は種子の消化を阻害する被覆を有している）。飼料の粉砕は、「微粉」や粉体と呼ばれる飼料の小片を発生させる。

しかしながら、動物に微粉や粉体を食べさせることは難しい。風又は他の環境条件が微粉を吹き飛ばすかもしれないし、微粉は動物にとって口に入れるのが難しい場合も多い。加えて、動物のなかには、ペレットは食べるが微粉や粉体はペレット状の飼料と同じ材料であっても食べようとしないものもいる。ゆえに、ペレットは、発送中及び使用中はペレット形態に留まるように但し動物がそれらを食べることができないほど硬くはないように形成されることが重要である。

粉体様材料がペレットを形成していることは、ペレットの他の使途でも問題をはらむ。木質ペレットがペレット化された状態に留まっていない場合、木質粉体は木質ペレットと同じ燃焼品質を有していないことから、それを熱生成や発電に使用するのははるかに困難である。加えて、木質粉体（及び多くの他の形態の粉体）は可燃性が高く安全上の懸念を生じさせる可能性がある。

これらの懸念に対処するために、ペレットはペレット耐久性指数（ＰＤＩ）で評価される。低いＰＤＩのペレットは、より崩壊しやすく、エンドユーザーにあまり利用されない。ＰＤＩは、ペレットを計量し次いでペレットを設定された時間にわたってタンブラー又は他の振動機内に置くことによって求められる。その後、微粉及び粉体が除去され、ペレットが再計量される。得られる重量がペレットのＰＤＩを与える。したがって、例えば、１ｋｇのペレットを機械に入れ、１２０秒間操作した後、残ったペレットが７１０グラムであるなら、ペレットはＰＤＩ指数７１を有する（即ち、材料の７１パーセントがペレット化された状態に留まる）ということだ。ペレットのＰＤＩが低すぎる場合、農家や他の購入者は、彼らがペレットの対価として支払う意思のある金額を引き下げるかもしれないし、又は一斉に発送を断るかもしれない。これは、農家や他のユーザーが、自分たちの買おうとしている飼料の大凡２９パーセントは無駄になる可能性が高いことを正しく認識しようとするからである。

ペレットを作るときは、望ましいＰＤＩを達成することが課題となり得る。ペレットが作られる材料は、変化する水分含有量を有していることが多いだろう。水分含有量が低すぎれば、材料が一体にくっついてペレットとしての状態を保つことが難しくなる。水分含有量が高すぎれば、ペレットはかびの影響を受けやすくなるし、他のペレットへくっつくこともあるだろう。ペレットは完成したとき概して高い温度にあり、シェーカー／冷却機内で冷却され、所望される全体水分含有量まで乾燥される。ペレット化機械の操作員は、ペレットの水分含有量を監視することによって、プロセスの早い段階で調節を行って試行し、ペレット現出時にちょうど適切な水分量のペレットを得ることができる。

良好なＰＤＩを有するペレットを形成する上での２つの重要な要因は、ペレットが形成される温度と水分含有量である。低温材料は、通常、うまく一体にくっつき合わない。湿った材料は、概して、よりうまく一体に結合するが、高い水分含有量はペレットを冷却する時間を増加させ、ペレットのかび及び他の汚損のリスクを高める。ゆえに、ペレット形成プロセスでは最適な熱／水分バランスを維持することが望ましい。

高レベルの熱によって提起される１つの課題は、植物内部の樹液及び他の粘着性物質がより高い熱レベルではより容易に液化されることである。ゆえに、高い熱レベルは、ペレットを内的によりうまく一体にくっつかせる一方で、植物の液を放出させ、供給材料をペレット化機器へ粘着させてしまう。それらの材料のペレット化における組合せは、ペレット化が起こり得る熱範囲を素早く知る。使用される供給原料についての当該範囲を超えると、多くの場合、機器は粘着性の供給材料でべとべとになってしまい、ペレット化機械をオフラインにして徹底的に洗浄する必要が出てくる。供給原料がペレット化機械へ粘着するのを防ぐため、多くのミルは華氏１４５度以下（摂氏６２．８度）で稼働するのが一般的である。

同様に、ペレット化機器を高速で稼働させることは熱を増加させ、ペレットダイスなどを樹液又は他の植物材料で詰まらせかねない。これが理由で、ペレット製造者の業界では、１５トン毎時の能力のある機械を、機器の詰まりを回避するために５トン毎時未満で稼働させることも珍しくない。

供給材料の機器への粘着は、機器を詰まらせることに加え、摩擦が生じるせいで機器の摩耗も増加させるし、更にペレットの外側を焦がし、水分の制御及びペレットの望ましさに干渉し得る。ペレット化ダイスは、製造するのに３万ドルを超える費用がかかることもある。より高い温度がペレットの品質を改善し得るとしても、ダイスの摩耗増加は、供給材料を高い温度で処理する（run）ことに対する強い阻害要因である。

ペレットの使用における更に別の要因は、ペレットの栄養価である。飼料ペレットを高温で処理することは、熱が原材料中の一部のデンプンを糖に変換させることで飼料中の有効グルコース含有量のより高いペレットをもたらすことが判明した。グルコースはデンプンよりも消化性が高いことから、グルコース含有量が高いほどペレットの諸成分の消化能は向上するわけであり、動物をより手早く所望の大きさ及び重量に到達させることを可能にする。消費のために飼養される動物では、高グルコース含有量のペレットは、誕生から出荷（harvest）までの時間を数日短縮し、それにより収益性を高めることができる。たとえば、一部の養豚場は大凡１００万頭の豚を一度に飼養する。改善されたペレットが、豚１頭につき１日当たり１ドルの費用のサイクルにつき飼養日数を１日削減できるなら、豚の出荷準備が１日早く整うことで養豚場は１００万ドルを節約することができる。同様に、飼料効率を鳥類１００万羽に対して２ポイント増加させる（例えば、肉１ポンド（４５３．６ｇ）に対して飼料１．７ポンド（７７７．１ｇ）を肉１ポンド（４５３．６ｇ）当たり飼料１．６８ポンド（７６２．０ｇ）まで減らす）ことができれば、２ポイントの改善は飼育家にとって１サイクル当たり１０万ドルの節約になる。

添加剤を供給原料へ注入することによって摩擦を低減するように、添加剤を提供する試みがなされている。例えば、セーブ アワ アース ソリューションズ（Ｓａｖｅ Ｏｕｒ Ｅａｒｔｈ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ）は、飼料、肥料、バイオマス生産者向けの結合剤や潤滑助剤を販売している。セーブ アワ アース ソリューションズの添加剤溶液が米国特許公開第２０１７／０３３９９８２Ａ１号に記載されている。当該公開によれば、セーブ アワ アースの配合は次のもの、即ち、
約１５重量％〜４０重量％のグリセリンと、
約０．００５重量％〜約０．０１７重量％のグァーガム（ｇｕａｒ ｇｕｍ）と、
約０．００９重量％〜約０．０２８重量％のアラビアガムと、
約０．００５重量％〜約０．１７重量％のアロエベラと、を含み、
重量による残余は水とされている。
公開は、更に、約０．０６重量％〜０．１８重量％のソルビン酸カリウム、約０．５５重量％〜約２重量％のアスコルビン酸、約０．０５５重量％〜約０．２重量％のクエン酸、及び約０．００５５重量％〜約０．０１８重量％のトコフェノールの様な追加の添加剤を使用することを教示している。公開は、更に、原料を華氏８０度（摂氏２６．７度）の水と混合することを教示している。添加剤は、従来のペレット化プロセスに対する改善を提供してはいるが、実質的な改善は代わりの配合によって実現させることができる。

添加剤に付きまとう１つの問題はかびである。グリセリンを含む添加剤は、慎重に取り扱われないと、混合物にかびを生やしてしまい、それが次いで供給原料と混合され、供給原料全てを汚染し、使用できなくしてしまう可能性がある。得られた幾つかのサンプルは、目立ったかびが数週間内に生えることを示しており、添加剤を使用して形成されたペレットが目立ったかびを３週間で発現させた。理論的には、添加剤が送達されるコンディショニングチャンバが十分に高い温度（即ち華氏１８０度（摂氏８２．２度）より上）で稼働されているなら、コンディショニングチャンバの温度が細菌及びかび胞子を減らし又は殺し、それらが得られるペレットを汚染しないようにするはずである。しかしながら、フィールドアプリケーションが理論に合致するのを幾つかの要因が妨げる。第一に、コンディショニングチャンバはかなり広い。多くは、コンディショニングを施される供給原料を数トン保持し、或るものは１０トン又はそれ以上の供給原料を保持することになる。これは、内容物がかなりの時間にわたってコンディショニングチャンバ内に保持されないなら、十分な熱に適正に曝されない供給原料のポケットをもたらすことになりかねない。

一例として、６トンの供給原料がコンディショニングチャンバの中へ分注され、蒸気が導入されて温度を華氏１９０度（摂氏８７．８度）へ上昇させる場合、供給原料全てが華氏１９０度（摂氏８７．８度）に達するのにかなりの時間がかかることがある。かびを含有する添加剤がコンディショニングチャンバの中へ導入されることで、供給原料の幾つかの塊がかび含有添加剤を受け取り、次いでペレタイザーへ進められると、かびでいっぱいの供給原料が活性かび胞子を含有するペレットへ作られることになる。そのうえ、かび胞子は、コンディショニングチャンバから下流の機器を汚染するかもしれない。これは、汚染されたペレットをもたらしかねない。時間が経つにつれ、かびは他のペレットへ広がり、バッチ全体を汚染する可能性がある。

コンディショニングチャンバがかびを殺してくれるという理論のもう一つの問題は、ペレット化の経験を持つ多くの人々がコンディショニングチャンバの温度を約華氏１３５（摂氏５７．２度）〜華氏１４５度（摂氏６２．８度）の間に保つように訓練されてきたということだ。添加剤が使われるようになる前は、供給原料がペレット化よりも前に粘着性になりすぎないことを確約するためにその様な温度が維持された。ペレット化の経験を持つ多くの者はべとべとになったペレット化機械を洗浄した経験があるせいで、かび胞子や細菌を殺すのに十分な高い温度で稼働させることにどうしても抵抗がある。ペレット化を遂行する人がコンディショニングチャンバを華氏１３５度（摂氏５７．２度）〜華氏１４５度（摂氏６２．８度）に保ってシステムを稼働させていて、かび胞子を含有する添加剤を注入した場合、ペレットのバッチ全体がかび胞子を植え付けられ、全面的な損失となりかねない。

かびのリスクに対抗するために、アスコルビン酸やクエン酸の様な、かび形成を食い止める酸類を添加する試みがなされている。しかしながら、この様な材料は、多くの場合、有機性ではなく、軟鋼を傷つけかねない。

ゆえに、次のもの即ち、ペレットのＰＤＩ増加、コスト削減、機器のトン当たりの摩耗低減、及び／又はペレット中の栄養価増加、のうちの１つ又はそれ以上を有するペレットの製造を実現しやすくする組成物、システム、及び／又は方法が必要とされている。組成物が防カビ性であれば好適であろう。

動物が消費するための飼料のペレット化に加え、供給原料は動物によって使用されるためにフレーク状にされることも多い。例えば、トウモロコシは、動物が食べやすく水分含有量のより良好な制御を提供するフレークへと変えられる。フレーク化での供給原料の加工における１つの課題は、供給原料がフレーク化機器へ粘着することである。このことは、多くの種子や穀物が害虫の侵入を抑止するために遺伝子組み換えされてきたために、ますます懸念されている。例えば、トウモロコシは虫を抑止するために穀粒の外側にワックスコーティングを有している。しかしながら、トウモロコシのフレーク化時、ワックスコーティングがローラーへ粘着し、それにより稼働速度は下がり、機器への摩耗は増加する。ワックスコーティングがローラーへ粘着するのを低減するための現在の技術は、ローリング段階に先立ってトウモロコシを水和する水の中へ混合される酸類を使用することを伴う。但し、酸類もまたシステムに摩耗を生じさせ――ステンレス鋼を溶蝕する可能性がある――或いはそれ以外で望ましくないこともある。

したがって、フレーク化機器の摩耗を低減しデンプンのゼラチン化を改善するように、供給原料のフレーク化プロセスを改善するのに役立ち得る組成物、システム、及び方法が必要とされている。

米国特許公開第２０１７／０３３９９８２Ａ１号

本発明の以下の概要は、発明のそれぞれの例示された実施形態又は全ての可能な実施形を記述することを意図したものではなく、むしろ、本発明の原理の適用の説明に役立つ実施例を与えることを意図している。

１つの態様では、本発明は、製造プロセス中に供給原料（飼料、肥料、木材、などを問わずペレットへと形成される材料を総称的に意味する）へ、摩擦を低減するために、１時間当たり１トン当たりにより少ないアンペア数を利用しつつも品質及びスループットを高めるために、及びペレット化機器の摩耗を低減するために、添加される添加剤を含み得る。

本開示の別の態様によれば、先行技術のシステムよりも効率的であるペレット化システムを創出するべく、供給材料のペレット化機器への粘着を低減するため、潤滑剤注入機システムがペレット化システムへ追加されている。

本開示の別の態様によれば、ペレットを形成するために必要なエネルギーを減らすために、消費アンペア数を少なくして、より高い温度で供給原料を加工できるようにする方法が開示されている。

本開示の別の態様によれば、得られるペレットのＰＤＩを増加させるために、より高い温度で供給原料を加工できるようにする方法が開示されている。

本開示の別の態様によれば、供給原料のペレット化機器との摩擦を低減し、それにより機器の摩耗を低減しながらも、より高い温度で供給原料を加工できるようにする方法が開示されている。

本開示の別の態様によれば、ペレット化機器を供給原料で詰まらせることなく、ペレット化機器のスループットの高いレートを可能にする方法が開示されている。

本開示の別の態様によれば、フレーク化プロセスを改善し、それにより供給原料の加工時間を短縮し、フレーク化機器の摩耗を低減するための組成物及び方法が開示されている。

本発明の別の態様によれば、強化された防カビ性を提供する組成物が提供されている。

本発明の別の態様によれば、有機性成分を使用して防カビ性の高められた組成物が提供されている。

本発明の１つの態様によれば、添加剤は、逆浸透によってミネラル除去／精製を経た約２０重量％〜７５重量％の間の水と、２５重量％〜８０重量％のグリセリンと、を有する配合を含み得る。作られるペレット又はフレークの型式に依存して、他の添加物が含まれてもよい。

本発明の１つの態様によれば、混合物中に使用される水は、細菌、かび胞子、及び鉱物を除去するために、混合に先立って華氏１００度（摂氏３７．８度）前後で逆浸透を施される。１つの実施形態では、本発明に基づき作られる天然配合は、
約３０重量％〜６５重量％の水（華氏１００度（摂氏３７．８度）逆浸透水）と、
約２５重量％〜６０重量％のグリセリンと、
約０重量％〜４重量％の有機性果汁（例えば、０重量％〜２重量％のリンゴ果汁濃縮物、０重量％〜２重量％のオレンジ果汁濃縮物、及び／又は０重量％〜２重量％のザクロ米溶液（ｒｉｃｅ ｓｏｌｕｔｉｏｎ））と、
約０重量％〜０．００２重量％の有機性ウィートグラス（ｗｈｅａｔ ｇｒａｓｓ：小麦の若茎・若葉などの小麦の草）と、
約０．００１重量％〜０．０１重量％のガム（０％重量〜０．０１重量％のグァーガム及び／又は０重量％〜０．０１重量％のアラビアガム）と
約０重量％〜１０重量％の他の添加物と、
を含んでいてもよい。
他の添加物としては、有機性サトウキビ抽出物、ホホバオイルクリア、アロエベラパウダー、オレンジ果汁濃縮物、アロエ米溶液、クエン酸、及びアスコルビン酸が挙げられる。厳格に有機性の添加物を使用することによって、有機性添加剤／潤滑剤が形成される。

本発明の１つの態様によれば、ガムの量を組成物の０．０１重量％未満又は約０．０１重量％未満に保つことが好ましいということが判明した。ガムは、グァーガムとアラビアガムのどちらもペレットの結合を促進するが、供給原料のペレット化ダイスへの粘着を助長する傾向もある。ペレット中の結合を促進するために、４重量％までの果汁又は果汁含有量が使用されてもよい。果汁は、結合を促進することに加え、飼料ペレットに使用された場合にはペレットに風味を加え、家畜による消費を促進する。

本発明の１つの態様によれば、ガム含有量を最小限に抑えるために有機性果汁濃縮物が使用されてもよい。例えば、天然配合のための１つの現時点で好適な組成は、
約５５重量％〜６５重量％の水（好ましくは華氏１００度（摂氏３７．８度）逆浸透水）と、
約２５重量％〜３５重量％のグリセリンと、
約１重量％の有機性リンゴ果汁濃縮物と、
約１重量％の有機性ザクロ米溶液と、
約０．００２重量％の有機性ウィートグラスと、
約０．００３重量％のアラビアガムと、
約０重量％〜１７重量％の他の添加物と、
であってもよい。
他の添加物としては、有機性サトウキビ抽出物、ホホバオイルクリア、アロエベラパウダー、オレンジ果汁濃縮物、アロエ米溶液、クエン酸、及びアスコルビン酸を挙げることができる。

作られるペレットの型式に依っては、組成物のための他の配合物が使用されてもよい。例えば、本発明の有機性配合物は、一例として、
５０重量％〜６５％重量％の水（華氏１００度（摂氏３７．８度）逆浸透水）と、
２５重量％〜４０重量％のグリセリンと、
０重量％〜２重量％の有機性果汁（例えば、０重量％〜２重量％のリンゴ果汁濃縮物、０重量％〜２重量％のオレンジ果汁、０重量％〜２重量％のザクロ米溶液と、
０重量％〜１重量％の有機性ウィートグラスと、
０．１重量％の有機性酢と、
０重量％〜０．１重量％のアラビアガムと、
０重量％〜２０重量％の他の添加物と、
であってもよい。
特定用途のための本発明のより好ましい配合物は、
６０重量％〜６５重量％の水（華氏１００度（摂氏３７．８度）逆浸透水）と、
３０重量％〜３５重量％のグリセリンと、
０重量％〜２重量％の有機性リンゴ果汁濃縮物と、
０重量％〜２重量％のザクロ米溶液と、
０重量％〜０．００４重量％の有機性ウィートグラスと、
０重量％〜０．００４重量％の有機性酢と、
０．００２重量％のアラビアガムと、
０重量％〜８重量％の他の添加物と、
であってもよい。

本発明によって得られる改善の各々は、先行技術に対する独立した改善であり、何れの請求項からも、特許請求の範囲に明示的に述べられているものとは別に本発明の他の態様が含まれるとの要件が深読みされてはならない、ということを理解しておきたい。加えて、異なる型式のペレットには異なる配合物が使用され得るということを理解しておきたい。

本開示の様々な実施形態及び態様は、番号を付された図面を参照しながら示され説明される。

本発明の原理に基づき形成されたペレット化システムの略図を描いている。 本開示による、潤滑剤を注入するために使用され得る潤滑剤注入システムのクローズアップ図を示している。 蒸気システム内の潤滑剤混合物を同伴するのに使用されるクイルの断片化されたクローズアップ図を示している。 本発明による、ペレットを作る方法の代表的な実施例を示すフローチャートを示している。 本発明の原理に基づき形成されたフレーク化システムの略図を示している。 本発明による、フレークを作る方法の代表的な実施例のフローチャートを示している。

図面は、例示であり、付随の特許請求の範囲によって定義される発明の範囲を限定するものではないことを理解しておきたい。示される実施形態は、本発明の様々な態様及び目的を達成する。本開示のそれぞれの要素及び態様を単一の図に明確に示すことは不可能であり、よって、本発明の異なる態様の様々な詳細事項を別々になお一層明確に描くために複数の図が提示されていることを理解しておきたい。同様に、本明細書に説明され又は付随の特許請求の範囲によって包含される全ての構成又は実施形態が以上に論じられている本開示の態様全てを含んでいるとは限らない。

当業者が本発明を実践できるように、これより添付図面に提供されている符号を参照して本発明の様々な態様及び添付図面が論じられる。但し、当業者には理解される様に、以下に説明されている方法は、これらの特定の詳細事項を採用することなく実施されることもできるし、又はそれらは本明細書に説明されている以外の目的に使用されることもできる。実際、それらは、本開示に照らして、当業者に知られている製品及び技術と関連付けて修正され及び使用されてもよい。図面及びその説明は、本発明の様々な態様を例示することが目的であり、付随の特許請求の範囲による範囲を狭める意図はない。また、図面は、本発明の諸態様を分離して示していることもあり、１つの図の中の要素が他の図に示される要素と関連付けて使用されることもあると理解しておきたい。

明細書の中での、「１つの実施形態」、「１つの構成」、「或る実施形態」、又は「構成」という言い方は、実施形態に関連して説明されている或る特定の特徴、構造、又は特性が少なくとも１つの実施形態などに含まれ得ることを意味する。様々な箇所での「１つの実施形態」という語句の登場は、必ずしも本発明の或る特定の要素の包含を単一の実施形態に限定するものではなく、むしろ当該要素は本明細書で論じられる他の実施形態又は全ての実施形態に含まれることもある。

また、本開示の実施形態の、説明されている特徴、構造、又は特性は、１つ又はそれ以上の実施形態において任意の適切なやり方で組み合わされてもよい。以下の説明では、発明の実施形態の完全な理解を提供するために、使用され得る製品や製造技術の実施例など、多数の特定の詳細事項が提供されているかもしれない。しかしながら、関連技術の当業者には認識される様に、開示の中で論じられている実施形態は、それら特定の詳細事項の１つ又はそれ以上を伴わずに、又は他の方法、構成要素、材料などと共に、実施されることもできるだろう。他の事例では、本発明の態様があいまいになることを避けるために、よく知られた構造、材料、又は動作が詳細に示されたり説明されたりしないこともある。

本発明が詳細に開示され説明される前に、理解しておくべきこととして、本発明は、本明細書に論じられ又は開示されるいかなる特定の構造、プロセスの工程、又は材料にも限定されるものではなく、関連技術の当業者によって認識されるところのそれらの等価物を含むように拡大される。より厳密には、本発明は特許請求の範囲に示される用語によって定義される。また、本明細書に含まれる用語遣いは、発明の特定の態様を記述することのみを目的に使用され、明示的な指示のない限り、本発明を示されている態様又は実施形態に限定することを意図するものではない、ということも理解されるべきである。同様に、本発明の何れかの特定の態様の論考は、特許請求の範囲に当該態様が明示的に含まれていることと別に、その様な態様を存在させることが要求されるとの要件として理解されてはならない。

また、本明細書及び付随の特許請求の範囲での使用に際し、原文の冠詞「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」の対訳である「或る」及び「当該」の様な単数形は、文脈によってそれ以外に明確に指示されない限り複数形を含み得ることにも留意されたい。ゆえに、例えば「或るダイス」という言い方は、或る実施形態が１つ又はそれ以上のその様なダイスを有していることを含むこともあり、「或る乾燥機」という言い方は、１つ又はそれ以上のその様な乾燥機を指すことを含み得る。

本明細書での使用に際し、「実質的に」という用語は、行為、特性、属性、状態、構造、項目、又は結果の完全又はほぼ完全な範囲又は程度が、指示されるように機能することをいう。たとえば、或る物体が「実質的に」囲まれているとは、物体が完全に囲まれているか又はほぼ完全に囲まれていることを意味する。絶対的完全性からの偏差の厳密な許容され得る程度は、場合によっては、特定の文脈に依存することもあり、したがってルーメンのほぼ全長を囲んでいるとは、ルーメンを囲む構造の遠位端がその一部分に沿ってスリット又はチャネルを形成されていたとしても、実質的に囲まれている、ということになる。「実質的に」の使用は、行為、特性、属性、状態、構造、項目、又は結果の完全又はほぼ完全な欠如をいうのに否定的な含意で使用されるときにも等しく適用できる。例えば、底が「実質的に無い」とされる構造は、底を完全に欠いているか、又は底を完全に欠いているかのごとく効果が事実上同じであるほどほぼ完全に底を欠いている、ということになる。

本明細書での使用に際し、「概して」という用語は、或るものが或る品質の特性を有していることをいい、厳密に当該品質というわけではない。例えば、概して垂直であると言われる構造は、少なくとも水平と同じくらいに垂直である、即ち水平より上方４５度又はそれ以上を延びていることになる。同様に、概して円形と言われる何かは、楕円形の様に丸いということもあるが、全方向に一定した直径を有する必要はない。

本明細書での使用に際し、「約」という用語は、所与の値が、数的範囲と関連付けられる機能をなお達成しながらも端点より「僅かに上」又は「僅かに下」であり得ることを前提とすることによって数的範囲の端点に柔軟性を提供するために使用される。

本明細書での使用に際し、複数の項目、構造的要素、構成的要素、及び／又は材料は便宜上共通のリストに提示されることもある。但し、これらのリストは、リストの各員が別々の固有の員として個別に識別されているかのように解釈されるものとする。

濃度、量、比率、及び他の数的データは、本明細書では範囲形式で表現され又は提示されていることがある。その様な範囲形式は、便宜と簡潔さのために使用されているにすぎず、ゆえに範囲の限界として明示的に記載されている数値を含むだけではなく、当該範囲内に網羅される個々の数値又は部分的範囲全ても、あたかもそれぞれの数値及び部分的範囲が明示的に記載されているかのごとくに含むよう柔軟に解釈されるべきであるものと理解されたい。一例示として、「約１〜約５」の数的範囲は、約１から約５までの明示的に記載されている値を含むだけでなく、指示された範囲内の個々の値及び部分的範囲も含むものと解釈されるべきである。ゆえに、この数的範囲には、２、３、及び４などの個々の値、及び１〜３、２〜４、及び３〜５などの部分的範囲、ならびに１、２、３、４、及び５などが個別に含まれる。この同じ原理は、最小値又は最大値としての１つの数値のみを記載している範囲にも適用される。また、この様な解釈は、説明される範囲の広さや特性に関係なく適用されるものとする。

本明細書での使用に際し、「供給原料」とは、ペレット又はフレークへと形成され得る任意の材料を意味し、限定するわけではないが、飼料、バイオマス、肥料、木材、堆肥、木質チップ、可燃物等を含める。

これより図１を見てゆくと、本発明の原理に基づき形成された、全体を符号４で指示されるペレット化システムの略図が示されている。説明されている実施形態は、一部の型式のペレット化システムに典型的であるが、他のシステムは説明されている構成要素の幾つかを欠くものもあれば、説明されていない追加の構成要素を有しているものもあり得ることを理解しておきたい。特段の指示のない限り、本発明はペレット化システムの特定の形成に縛られない。

ペレット化システム４は、ペレット用の供給原料を受け入れるためのホッパー８を含んでいてもよい。本明細書での使用に際し、供給原料はペレットを作るのに使用される成分を指し、単に動物用の飼料材料を指しているのではないことを理解しておきたい。ゆえに、供給原料には、肥料ペレットのための堆肥、木質ペレットのための木質チップ及び他の可燃物、及びペレットを作るのに使用される事実上全ての他の材料を含めることができる。

供給原料がホッパー８に入れられ任意の所望の程度まで混合された後、供給原料はコンベヤ１０によってコンディショニングチャンバ１２へ渡される。使用される成分にも依るが、コンベヤは、従来のコンベヤベルト、スクリューコンベヤ、又は単に供給原料をコンディショニングチャンバへ運ぶスライドとすることができる。

コンディショニングチャンバ１２は、成分同士を一体に混ぜ合わせる。これは、典型的には、供給原料を一体に結合できやすくして使用地点へ輸送されてゆく際の振動や衝撃に耐えることのできるペレットが形成されやすくなるように加熱下に行われる。これを果たすため、供給原料が混合される間、供給原料を加熱するべく蒸気ライン１４がコンディショニングチャンバ１２と連通して配置されていてもよい。コンディショニングチャンバ１２に注入される蒸気は、蒸気生成機１６で形成されるようになっていてもよい。しかしながら、湿った蒸気をコンディショニングチャンバの中へ入れると、結果として、うまく一体にくっつき合わず高すぎる水分含有量を有する湿潤した供給原料をもたらす可能性が高いので、蒸気から余分な水分を除去するように複数のウォータートラップ１８が蒸気ラインに沿って設置されていてもよい。

本発明の１つの態様によれば、コンディショニングチャンバ１２内で混合されてゆく供給原料へ潤滑剤が注入されてもよい。これは、典型的には、ポンプ２２へ取り付けられている潤滑剤の容器２０によって果たされる。ポンプ２２は、潤滑剤を、管材２４を通して供給ラインに配置された分注機２６（クイルなど）へ渡す。通常は、液体を蒸気ライン１４の中へ入れることは、供給原料を集塊化させたり過度に湿潤化させたりする可能性があるため否定的に見られるが、供給原料１トン当たり０．５オンス（１４．２ｇ）から６オンス（１７０．０ｇ）の間の潤滑剤を添加することはペレット化プロセスを有意に改善し得ることが判明した。動物飼料及び肥料などのより軟質の材料向けの現在の理想的な潤滑剤の量は、１トン当たり約０．５オンス（約１４．２ｇ）から２オンス（約５６．７ｇ）の間であり、約１オンス（約２８．３ｇ）が現時点での好適な量であると考えられる。木質チップなどのより硬質の材料向けには、１トン当たり１オンス（約２８．３ｇ）〜４オンス（約１１３．４ｇ）の範囲と考えられており、現時点で好適な範囲は１トン当たり約２オンス（約５６．７ｇ）〜４オンス（約１１３．４ｇ）である。

潤滑剤は、供給原料がコンディショニングチャンバ１２を出て、供給原料をペレタイザー３０へ搬送するコンベヤ２８（使用されている場合）を介して送り渡される際に、供給原料によって搬送される。ペレタイザー３０では、供給原料が数百乃至数千の孔を有するダイス（図１には示されていない）の中へ強制的に駆動される。孔の中の供給原料は、強制的に圧縮されてペレットを形成し、その後、孔から排出される。暖かく湿ったペレットは、次いで、コンベヤ３２又は重力によって冷却機／シェーカー３４へと搬送され、そこでペレットは冷却され水分含有量が所望の範囲内になるまで乾燥される。水分が所望の範囲内となることを確約するのを支援するべく蒸気ライン１４に沿って調節が行われてもよい。

本発明によれば、潤滑剤はペレットを作るのに使用されるダイスの表面と結合し、ペレタイザー３０内で供給原料の材料がダイスへ粘着するのを防ぐ傾向があることが判った。これは幾つかの有意な益を有する。第一に、ダイスに結合する潤滑剤が摩擦を実質的に低減する。これにより、ペレタイザーははるかに静かになり（多くのペレタイザーはペレタイザーを操作する人の聞こえにリスクを生み出すほどの大きな音を立てることから有意な利点）、そして機械の消費アンペア数が減少する。別の言い方をすれば、ペレット１トン当たりに使用されるエネルギーの量が有意に減少し、それにより資金を節約できるということだ。供給原料へ潤滑剤を添加してから１５分以内に、消費アンペア数に４０％もの下降があった。別の言い方をすれば、ペレタイザー３０は、摩擦減少に因り、より少ない仕事をしながらペレットを形成できるのである。これは、モーター寿命を節約し、電気の実質的節約をもたらす。

潤滑剤がダイス及びペレタイザーの他の部分へ結合することに因る摩擦減少は、ペレット化済みの供給原料がペレットへ作られようとしている供給原料で閊えを来すリスクを増大させることなくペレタイザーをより速い速度で稼働できるようにするという理由からも有意である。ペレタイザーが閊えてしまうリスクのせいで、ペレット製造システムは往々にして定格トン数より実質的に下で稼働されることがある。ペレット化済み供給原料が詰まらないことを確約するために、例えば、１時間あたり１５トンのペレタイザーが１時間あたり３トン〜４トンで稼働されることも多い。しかし、本発明の潤滑剤を使用すれば、ペレット化済み供給原料が閊えを来すリスクを増大させることなく同じ機械が少なくとも５０％速く、多くの場合は１００％速く作動することができると判明した。機械当たりの出力を５０％〜１００％増加させることによって、ペレットを作っている会社は彼らの機器費用を実質的に削減することができる。そのうえ、初期の試験は、ダイスとペレットの間の摩擦減少に因り、ダイスは長持ちする可能性が高くなり、いっそう節約が増すことを示唆している。

しかし、潤滑剤の使用に対する単一の最も大きな益は、システムを高温で稼働させられるようになることだ。例えば、多くのペレット化システムは、供給原料を約華氏１３５度（摂氏５７．２度）〜華氏１４５度（摂氏６２．８度）へ加熱した状態で稼働する。その温度を超えれば、供給原料はねばつく傾向があり、ペレタイザーをべとべとにしてしまう可能性が高くなる。以下に論じられている潤滑剤の添加により、通常は華氏１４５度（摂氏６２．８度）未満に加熱されるシステムは、ペレット化機械を詰まらせることなく大凡華氏１６０度（摂氏７１．１度）〜華氏２２０度（摂氏１０４．４度）まで加熱されることができると判明した。

華氏２００度（摂氏９３．３度）又はそれ以上で供給原料を処理することには幾つかの益がある。第一に、華氏２００度（摂氏９３．３度）で供給原料はより粘着性になる。ペレット化時、供給原料はより良好に一体に結合する。温度を華氏１８０度（摂氏８２．２度）へ上げさえすればペレットのＰＤＩの有意改善がもたらされることが判明した。例えば、１つの試験システムでは、華氏１４５度（摂氏６２．７度）で処理されたペレットは８０〜８５のＰＤＩを有し、一方、華氏１８０度（摂氏８２．２度）で同じ材料から作られたペレットはＰＤＩ９０〜９５を有した。通常、より粘着性の高い供給原料は機械を詰まらせてしまうはずだが、ダイスへ結合する潤滑剤が、より高い温度での詰まりを阻害することが判明した。

より高い温度で供給原料を処理することの別の利点は、飼料ペレットでは熱が飼料中の糖又はグルコースを生み出すのに役立つと判明したことである。より高い温度で製造された飼料ペレットは、より高いグルコース示度を有した。より高いグルコースを含む飼料を使用することによって、動物はより速く成長し、より早期に出荷（harvest）の準備が整う。例えば、或る所望の体重へ成熟するためには、鶏の１つの品種は普通なら４５日を要する。同じ材料から作られたペレットであっても以上に論じられているより高い温度で処理されたペレットを食べさせることにより、鶏を４３日で所望の体重に到達させることができた。成熟までの日数の大凡４．４％の短縮は、結局、実質的な利益増加につながる。

最後に、供給原料を約華氏１８０度（摂氏８２．２度）及びそれより上に加熱することで、ペレットが動物に与えられる前にかびないことを確約するために供給原料へかび阻害剤を添加する必要性が低減され、場合によっては必要性がなくなることが判明した。

これより図２を見ると、潤滑剤注入システムの略図が示されている。潤滑剤は、容器２０に収容され、ライン４０を通ってポンプ２２の中へ引き出されるようになっていてもよい。ポンプ２２は、潤滑剤が添加される速度を制御するための制御器４２を含んでいてもよい。それは更に、或る時間的期間にわたって注入された潤滑剤の量を表示するための体積インジケータ４４を含んでいてもよい。

図３は、蒸気ライン１４に沿って設置され得る分注機２６の或る代表的な実施例の断片化された部分クローズアップ図を示している。分注機２６は、蒸気ラインに沿って配置されたクイル２７を含んでいてもよい。クイルは、加工される供給原料１トン当たり約０．５オンス（１４．２ｇ）〜６オンス（１７０．０ｇ）の添加剤が添加されるように計算された少量の添加剤を蒸気ライン１４へ分注する。より好ましくは、ペレット化される材料に応じて１オンス（２８．３ｇ）〜２オンス（５６．７ｇ）の添加剤が添加される。注目すべきことに、その様な少量は、供給原料をより高い温度で、より速いスループットで、しかも供給原料のダイスへの粘着を少なくして加工するのに十分にダイスを潤滑することができると判明した。このエネルギー消費削減は、生産性を高め、結果的にペレットはより優れたＰＤＩを有することになる。

クイル２７は、添加剤が蒸気ライン１４へ分注されるのに通過する開放面２７ａを有している。面２７ａは、流入してくる蒸気が添加剤の放出を阻害しないように下流に面している。通過してゆく蒸気は、本質的に、供給原料全体にわたる分配を促進するように添加剤を噴霧することができるものと理解しておきたい。

図４は、本発明による、ペレットを製造する方法の或る代表的な実施例のフローチャートを示している。ペレット化プロセスは、従来の方式で開始されてもよい。例えば、飼料ペレットを調製するときは、ホッパー８内で供給原料を混合し、次いでコンベヤ１０を使用して供給原料をコンディショニングチャンバ１２の中へ移動させることによってプロセスが始まってもよい。供給原料がコンディショニングチャンバ内で混合される間、供給原料は１００に指示されている様に約華氏１３０（摂氏５４．４度）から１５０度（摂氏６５．６度）の間（最も一般的には約華氏１３５度（摂氏５７．２度）から華氏１４５度（摂氏６２．７度の間）へ加熱される。

供給原料が標準ペレット形成のための目標温度範囲に達したら、添加剤ポンプがオンにされて、１０２に指示されているように蒸気ライン１４への添加剤注入を始動させることができる。これは、幾つかのペレットが形成された後に起こってもよいし又は、ペレット化が起こる直前に始まってもよい。

ペレット化プロセスは、開始され、或る時間的期間にわたって実行されると、次いで、より多くの蒸気を注入することによって、１０４に指示されている様に供給原料の温度を標準温度よりも高く上昇させる。これは、単純に、十分な添加剤がペレタイザーの作業面へ適用されたと想定される所定の量の時間を待つことによって果たされてもよいし、又は随意的工程１０６に指示されている様に、ペレット化機械でのアンペア数下降――添加剤がダイスを被覆し摩擦を低減していることを示唆――に呼応して温度上昇が行われることもできる。

１０８に指示されている様に、華氏１７５度（摂氏７９．４度）〜華氏２２５度（摂氏１０７．２度）の様な所望の範囲まで温度を上げながら添加剤は継続的に添加される。添加剤の量は、ダイス及びペレタイザーの他の部分が添加剤で被覆される間は余分な水分を防止するうえで最適な速度より低い速度で出発してもよいと理解しておきたい。これらの部分が（時間経過によって示唆されるか又は１１０に指示されている様にペレタイザーでのアンペア数下降によって示唆される様に）適切に被覆されたら、添加剤の量を増加させることができ、それによって蒸気ラインからの蒸気導入を増加させることにより供給原料での追加の温度上昇を可能にする。

加えて、温度が上昇し、添加剤がその所望速度で添加されてゆくと、随意的工程１１２によって指示されている様にフィードオーガーの速度を増加させてもよい。実験では、従来の不利益発生にありがちな温度に伴うアンペア数増加の代わりに、ひとたび添加剤の全量が添加されたら、アンペア数は温度の上昇につれて実際に下がるか又は一定した状態に留まることが判明した。ゆえに、同じかより低い電気消費量でより高い温度にて大凡３０パーセント多いペレットを製造できるということが分かった。ノイズも低減され、スループットは３０％〜１００％増加されることができる。

本発明の添加剤の複数の異なる配合物が所望の使用に応じて作られてもよい。例えば、クローズアップ（ミネラル）ペレットを作るのに使用される１つの配合は次の通りである。

クローズアップペレット（ミネラルペレット）（重量による）は、
約２０重量％〜３５重量％のグリセリンと、
約０．１重量％〜３重量％のザクロ米溶液（有機性）と、
約０．００５重量％〜０．０１重量％の有機性果肉不含オレンジ果汁濃縮物と、
約０．１重量％〜２重量％のアロエ米溶液（有機性）−１％と、
約０．００１重量％〜０．００５重量％のアラビアガムと、
約６３重量％〜７８重量％の水と、
で作られてもよい。
クローズアップペレット向けの現在好適な組成は、
約２４重量％のグリセリン（野菜ベース）と、
約１重量％のザクロ米溶液（有機性）と、
約０．００７３重量％の有機性果肉不含オレンジ濃縮物と、
約１重量％のアロエ米溶液（有機性）−１％と、
約０．００２重量％のアラビアガムと、
約７３．９９０７重量％の水（華氏１００度（摂氏３７．８度）で逆浸透）、
である。
ペレットの研磨性質及びミネラルペレットを結合させることの難しさにもかかわらず、以上に参照された配合は、比較的低量のグリセリン及びガムを使用しつつスループットを改善し、ノイズを低減した。

プロテインペレットの配合物もまた課題を生むものであり、ペレット化機器へのひどい摩擦を引き起こす可能性がある。プロテインペレットを作るための代表的な配合は、
約５２重量％〜６５重量％のグリセリンと、
約０．００１重量％〜０．０１重量％のグァーガムと、
約０．００１重量％〜０．０１重量％の有機性果肉不含オレンジ濃縮物と、
約０．００１重量％〜０．０１重量％の有機性リンゴ果汁濃縮物と、
約０．１重量％〜４重量％の有機性サトウキビ抽出物と、
約３３重量％〜４６重量％の水と、
を含む。

プロテインペレットを作るための現時点で好適な組成は、
約５７重量％のグリセリン（野菜ベース）と、
約０．００６重量％のグァーガムと、
約０．００７３重量％の有機性果肉不含オレンジ濃縮物と、
約０．００７３重量％の有機性リンゴ果汁濃縮物と、
約２重量％の有機性サトウキビ抽出物と、
約４０．９７９重量％の水（華氏１００度（摂氏３７．８度）で逆浸透）と、
である。

豚及び鶏用の飼料を作るためのペレットは、多くの場合、高いトウモロコシ含有量と大量の大豆粕を含んでいる。例えば、ペレットは一般的には約５０重量％〜６５重量％のトウモロコシと１５重量％〜３０重量％の大豆粕で作られる。他の種子又は充填剤が含まれることが多い。豚及び鶏の飼料ペレットを作るための配合は、
約３０重量％〜４５重量％のグリセリンと、
約０．０００１重量％〜０．０１重量％のアラビアガムと、
約０．０００１重量％〜０．００１０重量％の有機性リンゴサイダー酢と、
約０．１重量％〜２重量％の有機性サトウキビ抽出物と、
約０．１重量％〜２重量％の有機性アロエ米溶液と、
約０．００１重量％〜０．０１重量％の有機性果肉不含オレンジ濃縮物と、
約０．０００１重量％〜０．００１重量％の有機性ウィートグラス米溶液と、
約０．０００１重量％〜０．００１重量％の有機性ザクロ米溶液と、
約５３重量％〜６７重量％の水と、
を含んでいてもよい。

豚及び鶏の飼料を作るために使用される現在好適な配合物は、
約３０重量％〜４５重量％のグリセリン（野菜ベース）と、
約０．００１重量％のアラビアガムと、
約０．００４５重量％の有機性リンゴサイダー酢と、
約１重量％の有機性サトウキビ抽出物と、
約１重量％の有機性アロエ米溶液と、
約０．００７３０重量％の有機性果肉不含オレンジ濃縮物と、
約０．０００４重量％の有機性ウィートグラス米溶液と、
約０．００４５重量％の有機性ザクロ米溶液と、
約６２．９８６３５％の、華氏１００度（摂氏３７．８度）へ加熱された逆浸透水と、
を含んでいる。
有機性サトウキビ抽出物及びオレンジ果汁濃縮物の添加は、セーブ アワ アースの用途にて同定されているガムの量の大凡１４分の１又はそれ未満を使用していながらも同時に動物に十分に受け入れられる風味があって高いＰＤＩを有するペレットを提供する。

鶏及び豚とは対照的に、馬は、典型的には、アルファルファか又はバミューダグラスやチモシーグラスという様な牧草が主成分であるペレットを食べる。アルファルファの一般的な範囲は２５％〜１００％、バミューダグラスの一般的範囲は２０％〜５０％、及びチモシーグラスの一般的範囲は２０％〜５０％である。馬のペレットを作るための配合物は、
約３０重量％〜５０重量％の水と、
約０．０００１重量％〜０．００１重量％の有機性リンゴサイダー酢と、
約０．１重量％〜２％重量の有機性リンゴ果汁濃縮物と、
約０．１重量％〜２重量％の有機性サトウキビ抽出物と、
約０．１重量％〜２重量％の有機性ザクロ米溶液と、
約０．０００１重量％〜０．００１重量％の有機性ウィートグラス米溶液と、
約０．００００１重量％〜０．００１重量のアラビアガムと、
約０．０００１重量％〜０．００１重量％のグァーガムと、
約１重量％の有機性アロエ米溶液と、
約４６重量％〜６５重量％のグリセリンと、
を含んでいてもよい。

豚及び鶏の飼料と同じく、本発明の配合物は、得られるペレットについて高いＰＤＩを維持しながらもガムを実質的により少なくすることができる。馬のペレットを作るための現時点で好適な配合物は、
約４０％重量％の水（華氏１００度（摂氏３７．８度）へ加熱された逆浸透）と、
約０．０００９重量％の有機性リンゴサイダー酢と、
約１重量％の有機性リンゴ果汁濃縮物と、
約１重量％の有機性サトウキビ抽出物と、
約１重量％の有機性ザクロ米溶液と、
約０．０００４５重量％の有機性ウィートグラス米溶液と、
約０．０００１重量％のアラビアガムと、
約０．０００３重量％のグァーガムと、
約１％の有機性アロエ米溶液と、
約５５．９９８重量％のグリセリン（野菜ベース）と、
を含んでいてもよい。

更に、ブロイラー、七面鳥、及びアヒル用のペレットのための配合物は、豚及び鶏向けに一般的に使用されるものとは異なる。ブロイラー、七面鳥、及びアヒル用のペレットを作るための配合物は、
４５重量％〜６０重量％のグリセリンと、
０．１重量％〜２重量％の酢と、
０．１重量％〜４重量％のサトウキビ抽出物と、
０．１重量％〜２重量％のザクロ米溶液と、
０．１重量％〜２重量％のウィートグラス米溶液と、
０．１重量％〜１重量％のアロエ米溶液と、
３４．５重量％〜５０重量％の水と、
を含んでいてもよい。
ブロイラー、七面鳥、アヒル用ペレットの製造中に使用するための現時点で好適な配合物は、
５０重量％のグリセリン（野菜ベース）と、
１重量％の酢と、
２重量％のサトウキビ抽出物と、
１重量％のザクロ米溶液と、
１重量％のウィートグラス米溶液と、
０．５重量％のアロエ米溶液と、
４４．５重量％の水（華氏１００度（摂氏３７．８度）で逆浸透）と、
を含んでいる。
飼料ペレットは、こうして、何れのガムも必要とすることなしに高いＰＤＩを持つことができる。加えて、サトウキビ抽出物は、鳥類が所望の出荷（ｈａｒｖｅｓｔ）の体重に達する速さを上げることのできる糖レベルを上昇させるのに役立つ。

飼料ペレットがペレット産業の重要な部分である一方で、石炭や他の非再生可能資源から脱皮しようとする試みがなされていることから木質ペレットがますます重要になってきている。木材の燃焼は二酸化炭素を放出するが、木々の成長が二酸化炭素を消費する。ゆえに、木材を燃やしても環境への有害な影響は少ないと考えられている。そのうえ、木質ペレットは、汚染物質を減少させつつも放出されるＢＴＵを増加させることができるということが判明した。

木質ペレットを作るための配合物は、
約２５重量％〜３５重量％の水、
約０．１重量％〜１０重量％の多糖類ブレウェックス（ｂｒｅｗｅｘ）と、
約０．１重量％〜約２重量％のリグオノスルホン酸塩と、
約２重量％〜１０重量％のサトウキビ抽出物と、
約１重量％〜４重量％のウィートグラス米溶液と、
約５５．５重量％〜６５．５重量％のグリセリンと、
を含んでいてもよい。

木材のペレット化は多くの固有の課題を提起することが理解されるであろう。例えば、多くの木質ペレットミルは、木材の削りくずをペレット化に先立って加熱しない。これはかなりの摩擦と音を発生させ、壁が文字通り震え会話を続けるのがほとんど不可能になるような大音響になるミルもあるほどだ。そのうえ、多くのミルは、摩擦と振動が理由で、ペレタイザーが定格とされているスループットの何分の一か（多くの場合、１０％〜２０％）で稼働しようとする。

木質製品のペレット化で使用するための現在好適な配合物は、
約３０重量％の水（華氏１００度（摂氏３７．８度）で逆浸透）と、
約２重量％の多糖類ブレウェックスと、
約０．５重量％のリグノスルホン酸塩と、
約５重量％のサトウキビ抽出物と、
約２重量％のウィートグラス米溶液と、
約６０．５重量％のグリセリンと、
を含んでいる。

先の段落の添加剤配合を使用して作られた木質ペレットのサンプルは、大凡１０％〜２５％のＢＴＵ（英国熱量単位）のゲインを示している。ペレット化機械のスループットは、コンディショニングプロセスに依存して１０％〜６０％増加しており、機械によって発生するノイズは平均で３０％〜３５％減少した。

木質ペレット化に係る添加剤の使用は、ペレット化機器の構成に依存することになる。木材の削りくず／粉砕物が更に叩いて粉末にされるコンディショニングチャンバ（しばしばホグ（ｈｏｇ：強力粗砕機）と呼ばれる）内への蒸気注入を欠いている設備については、添加剤はコンディショニングチャンバの中へ加えられてもよい。ホグでの木材の操作は、添加剤が木材の外部の層に浸透し潤滑剤として作用するのを支援することが判明した。コンディショニングチャンバが使用されていない場合、添加剤は単純に木質チップ／木材の削りくずに吹きかけられてもよい。

例えば、加熱されたコンディショニングチャンバなしでペレットを作るとき、上記木質ペレット配合１トン当たり２オンス（５６．７ｇ）〜４オンス（１１３．４ｇ）が、破砕機又はホグ又はソーダストへ進入する前のベルト又はドラグに対して噴霧される水道水１トン当たり３オンス（８５．０ｇ）〜１０オンス（２８３．５ｇ）と混合されてもよい。噴霧器は、適正な飽和を確約するためにベルトより４インチ（１０．２ｃｍ）乃至１０インチ（２５．４ｃｍ）上方であるのが望ましい。プロセスは、木材繊維が均一且つ全体的に浸透されることを確約するであろう。水含有量は木材の水分レベルに基づく。このプロセスは、最高値のＰＤＩ、２０％にも上るＢＴＵ、及び最大で６０％増しのスループットを可能にするであろう。

以上に論じられている配合物の多くの１つの利点は、添加剤を用いて作られたペレットは供給原料が非有機性材料を含んでいない限り有機性とみなされるという点でそれら配合物は十分に有機性であるということだ。これは、有機性として認定され得ないペレットをもたらす他のシステムに勝ってペレットの市場性を向上させる。

図５は、本発明の原理に基づき形成された、全体を１２０で指示されるフレーク化システムの略図を示している。このフレーク化システムは、トウモロコシ又は何か他の穀物を保持するためのホッパー１２２と、製品を保持し加熱するチェスト１２６の中へ製品を移動させるコンベヤ１２４と、を含んでもよい。チェスト１２６内の製品の水分含有量を調節するために水誘導システム１２８も含まれていてもよい。本発明の１つの態様によれば、供給原料１トン当たり２オンス（５６．７ｇ）〜４オンス（１１３．４ｇ）が水誘導／注入システムへ加えられてもよく、それが浸透をなおいっそう良くする。

フレーク化システム１２０は、更に、蒸気生成機１３０を含んでいてもよい。蒸気生成機１３０は、蒸気をチェスト１２６の中へ導入するための複数の弁１３６へ接続された蒸気ライン１３４へ接続されていてもよい。給送ライン１４４によって添加剤貯留層へ接続された添加剤ポンプ１４０が蒸気ライン１３４に沿って配置されている。添加剤ポンプ１４０は、添加剤給送ライン１４８によって蒸気ライン１３４へ接続されている。

チェスト１２６内の製品が所望の温度まで加熱されると、製品をフレークへとつぶす複数のローラー１５０を通過させられる。フレークは、コンベヤ１５４上に堆積され、包装に先立ってフレークを所望の水分含有量にさせるために乾燥機１５６へ取り込まれる。

多くの作物は害虫や干ばつの様な様々な環境条件に耐えるために遺伝子組み換えされるか又はハイブリッド形成されてきた。例えば、トウモロコシの多くの種類が今では虫の侵入を阻害するワックスコーティングを含んでいる。しかし、このコーティングは、ローラー１５０に粘着する傾向があり、システムを詰まさないとも限らない。このような粘着を防ぐ試みとして、多くの現在のシステムでの給水部１２８は、供給原料が加熱されてゆく間にコーティングを分解するのを支援するべく給水部１２８へ添加される酸性添加剤を使用している。しかしながら、酸性水の存在は、ローラー１５０、チェスト１２６の弁、及び他の構成要素へ有害な影響を及ぼしかねない。

本発明では、添加剤は、供給原料が加熱されてゆく間に蒸気ライン１３４へ添加される。ワックスコーティングなどの問題に対処するのを支援することに加え、本発明の添加剤は供給原料をより高い温度で加工できるようにすることが判明した。例えば、トウモロコシは、通常、華氏１８０度（摂氏８２．２度）〜華氏２００度（摂氏９３．３度）へ加熱され、次いでローラーに通される。トウモロコシがローラー１５０へ粘着しシステムを詰まらせようとするので、より高い温度は問題をはらんでいた。本発明によれば、添加剤がローラーへの粘着を許容可能なレベルまで下げることで、トウモロコシは華氏２０５度（摂氏９６．１度）から華氏２３０度（摂氏１１０．０度）の間で処理されることができる、ということが判明した。プロセス中に構成要素が酸性水に曝されないことで、更にシステムは長持ちするものと予想される。

これより図６を見ると、フレークを作るプロセスの線図が全体を２０４で指示されて示されている。２０８に指示されている様に、供給原料（トウモロコシ、オオムギ、又はフレーク状にされることになる何れかの他の植物材料）がチェストの中へ給送される。２１２に指示されている様に、供給原料を加熱するために蒸気がチェストの中へ注入される。本発明によれば、蒸気は添加剤を含んでいる。添加剤は、注入の直前で且つ蒸気ラインに沿って設置された任意のウォータートラップの後で蒸気へ加えられるのが望ましい。

２１６に指示されている様に、ローラーを通して供給原料をつぶすための所望の水分含有量を実現するのに必要であれは水が供給原料へ加えられてもよい。本発明の１つの態様によれば、供給原料は、供給原料がローラーを通過させられる際の標準温度より５％〜４０％高い温度まで加熱されることができる。ゆえに、例えばトウモロコシは、ローラーを通過させられるのに先立って、２２０に指示されている様に華氏２０５度（摂氏９６．１度）から華氏２３０度（摂氏１１０．０度）の間へ加熱されることができるのに対し、従来の加工はトウモロコシのローラーへの粘着を最小限に抑えるためにトウモロコシを華氏１７５度（摂氏７９．４度）〜華氏１８０度（摂氏８２．２度）へ加熱していた。

その後、供給原料は、２２４に指示されているように、ローラー又は他のつぶし装置を通過させられ、２２８に指示されている様に、所望の水分含有量まで乾燥させるために乾燥機へ渡される。

実施例

以下は、本発明に基づき作られた配合物の諸実施例であり、添加剤を添加せずに材料が加工された対照例及びセーブ アワ アースの添加剤の同等量が利用された比較例に対比されている。コンディショニングチャンバが対照群と一致するペレット加工のための従来温度へ加熱されたら、セーブ アワ アースの添加剤と本発明の添加剤が導入され、ペレット化機器のアンペア数が減少し始めるまで導入された。次いで、コンディショニングチャンバの熱が漸進的に上昇され、ペレット化機器の消費アンペア数が平坦になるまで上昇された。その後、ペレット化機器内の温度は、アンペア数が一定に保たれている限り安定して保持された。

実施例１―木質ペレット化

以上より、セーブ アワ アースの添加剤は対照例に勝る実質的改善であったが、本開示による配合は彼らの添加剤に勝る実質的改善であったことが分かる。

以下は、セーブ アワ アースからの添加剤と出願人の添加剤と添加剤なしを比較しているペレット化（キャッシュ・コモディティーズ（Ｃａｃｈｅ Ｃｏｍｍｏｄｉｔｉｅｓ））の比較である。

以下は、米ペレット（カーギル（Ｃａｒｇｉｌｌ））を作る場合の、現在入手可能な添加剤と出願人の添加剤と添加剤なしの間の比較である。

以下は、ペレット（ＩＦＡ）を形成する場合の、現在利用可能な添加剤と出願人の添加剤と添加剤なしの比較である。

以下は、現在入手可能な添加剤と本発明の添加剤と添加剤なしでペレット化された木材の間の比較である。

以下は、フレーク化プロセスでの、現在入手可能な添加剤と本発明の添加剤と添加剤なしの間の比較である。

以下は、現時点で利用可能な添加剤を使用したフレーク化と本発明に基づき作られた添加剤を使用したフレーク化と添加剤を用いないフレーク化の比較である。

コメント：

添加剤の混合は、既知のプロセスによって行うことができる。逆浸透水は華氏１００度（摂氏３７．８度）であるため、成分同士が比較的よく混ざり合う。まずグリセリンを水に加え、残りの成分を徐々に、観察可能な塊がなくなるまで混和させてゆく場合には、高速ミキサーを使用するという様な高剪断方式の使用が現時点では好適である。

このように、添加剤システム及び同添加剤を使用する方法が開示されている。この開示の範囲と精神から逸脱することなく、数多くの修正がなされ得ることが理解されるであろう。付随の特許請求の範囲は、その様な修正を網羅することを意図している。

４ ペレット化システム
８ ホッパー
１０ コンベヤ
１２ コンディショニングチャンバ
１４ 蒸気ライン
１６ 蒸気生成機
１８ ウォータートラップ
２０ 潤滑剤の容器
２２ ポンプ
２４ 管材
２６ 分注機
２７ クイル
２７ａ 開放面
３０ ペレタイザー
３２ コンベヤ
３４ 冷却機／シェーカー
４０ ライン
４２ 制御器
４４ 体積インジケータ
１２０ フレーク化システム
１２２ ホッパー
１２４ コンベヤ
１２６ チェスト
１２８ 水誘導システム、吸水部
１３０ 蒸気生成機
１３４ 蒸気ライン
１３６ 弁
１４０ 添加剤ポンプ
１４４ 給送ライン
１４８ 添加剤給送ライン
１５０ ローラー
１５４ コンベヤ
１５６ 乾燥機

Claims (26)

1. 供給原料のペレット化又はフレーク化に使用するための添加剤であって、前記添加剤は、
   約２５重量％〜８０重量％のグリセリンと、
   約２０重量％〜７５重量％の水であって、不純物及び鉱物を除去するために逆浸透を施された水と、
   を備えている、添加剤。
2. 前記添加剤はガムを更に含み、前記ガムは前記添加剤の約０．０１重量％以下である、請求項１に記載の添加剤。
3. 前記ガムはグァーガムを前記添加剤の約０．００１重量％から０．００４重量％の間の量で含んでいる、請求項２に記載の添加剤。
4. 前記ガムはアラビアガムを前記添加剤の約０．００１重量％から０．００４重量％の間の量で含んでいる、請求項２に記載の添加剤。
5. 果汁を前記添加剤の約０．１重量％から４重量％の間の量で備えている請求項１に記載の添加剤。
6. 前記果汁は、前記添加剤の約０．１重量％から２重量％の間の量の果汁濃縮物である、請求項５に記載の添加剤。
7. 前記果汁は、オレンジ果汁、リンゴ果汁、及びザクロ果汁のうちの少なくとも１つを備えている、請求項６に記載の添加剤。
8. 約０．１重量％から５重量％の間のサトウキビ抽出物を備えている請求項１に記載の添加剤。
9. 約０．１重量％から４重量％の間のウィートグラス米溶液を備えている請求項１に記載の添加剤。
10. 約０．１重量％から２重量％の有機性酢を備えている請求項１に記載の添加剤。
11. 前記グリセリンは前記添加剤の５５重量％よりも多くを構成している、請求項１に記載の添加剤。
12. 前記添加剤は約０．１重量％から１０重量％の間の多糖類ブレウェックスを備えている、請求項１に記載の添加剤。
13. 前記添加剤は約０．１重量％から２重量％の間のリグノスルホン酸塩を備えている、請求項１に記載の添加剤。
14. ペレット化又はフレーク化されてゆく供給材料へ導入するための添加剤を作るための方法であって、水に逆浸透を施して不純物を除去する段階と、前記水をグリセリンと混合する段階と、を備えている方法。
15. 前記方法は、前記水が約華氏１００度（摂氏３７．８度）である間に当該水と前記グリセリンを混合する段階を備えている、請求項１４に記載の方法。
16. 前記水は前記添加剤の約２０重量％から７５重量％の間である、請求項１４に記載の方法。
17. 前記グリセリンは約２５重量％から８０重量％の間のグリセリンである、請求項１４に記載の方法。
18. 前記方法は、０．０００１重量％から０．０１重量％の間のガムを添加する段階を備えている、請求項１４に記載の方法。
19. 前記ガムはグァーガムを備えている、請求項１８に記載の方法。
20. 前記ガムはアラビアガムを備えている、請求項１８に記載の方法。
21. 前記方法は、０．１重量％から４重量％の間の果汁又は果汁濃縮物を添加する段階を備えている、請求項１４に記載の方法。
22. 前記方法は、０．００００１重量％から０．００１重量％の間の有機性ウィートグラス米溶液を添加する段階を備えている、請求項１４に記載の方法。
23. ペレットを形成するための方法であって、
    供給原料をコンディショニングチャンバ内に配置する段階と、
    前記供給原料を潤滑するために、逆浸透精製水をグリセリンと混合することによって形成される添加剤を注入する段階と、
    前記供給原料をペレット化する段階と、
    を備えている方法。
24. 前記方法は、前記供給原料をペレット化するペレット化システムにより減少した消費アンペア数に呼応して前記添加剤の量を増加させる段階を備えている、請求項２３に記載の方法。
25. 前記方法は、前記供給原料をペレット化するペレット化システムにより減少した消費アンペア数に呼応して前記コンディショニングチャンバへ供給される熱を増加させる段階を備えている、請求項２３に記載の方法。
26. 前記添加剤は２５重量％から８０重量％の間のグリセリンである、請求項２３に記載の方法。

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