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Verfahren zur Herstellung kwinstlieiler Wursthüilell aus tieriseher Hautsubstanz.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung künstlicher Wursthillen aus Hautsubstanz, wie Häuten, Hautteilen, Sehnen, Spalten, Leimleder, Schabsel u. dgl.
An kunstliche Wursthüllen, die als vollwertiger Ersatz für natürliche Därme dienen können,
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Stoffen bestehen, auch in feuchtem Zustand eine erhebliche Widerstandsfähigkeit gegen mechanische Beanspruchungen aufweisen, den natürlichen Därmen möglichst ähnlich aussehen und schliesslich fettundurchlässig sein.
Es sind bereits Verfahren zur Herstellung von künstlichen Wursthüllen aus tierischen Stoffen, wie Hautabfällen, Fleisch, Sehnen u. dgl., bekannt. Hiebei werden die Ausgangsstoffe fein zerkleinert und mit Wasser zu einer homogenen Emulsion verarbeitet, die in geeigneter Weise in Schlauchform übergeführt wird. Hiezu wird die Emulsion entweder durch Ringdüsen gepresst oder auf rotierende Zylinder austreten gelassen oder auf in die Emulsion eintauchenden Dornen geformt und die erhaltenen Wursthüllen anschliessend getrocknet. Die auf diese Weise hergestellten Wursthüllen zeigen eine ungenügende Festigkeit, die darauf zurückzuführen ist, dass die Hautfasern bei der weitgehenden Zerkleinerung zur Herstellung der Emulsion zu sehr verkürzt werden.
Es wurde ausserdem festgestellt, dass solche Emulsionen aus fein zerkleinerten tierischen Stoffen sich nicht durch Ringdüsen pressen lassen, da sich die Emulsion bei Anwendung von Pressdruck in ihre Bestandteile trennt, wobei das Wasser aus der Düse abfliesst, während die Hautsubstanz die Düse verstopft.
Es wurde auch ein Verfahren zur Herstellung von künstliehen Wursthüllen beschrieben, bei dem tierische Ausgangsstoffe chemisch abgebaut und zerkleinert oder zerfasert werden und die hiebei erhaltene gequollene Masse ohne Zusatz von Wasser durch eine besonders konstruierte Ringdüse gepresst wird, die aus einem fest angeordneten Mantel und einem zum Teil fest angeordneten, zum Teil beweglichen Kern besteht. Diese Vorrichtung ist an sieh zur Herstellung von künstlichen Wursthüllen geeignet, jedoch ist es auch unter ihrer Zuhilfenahme nicht möglich, aus beliebigen Massen, die durch chemischen Abbau oder Quellung und Zerteilung von pflanzlichen oder tierischen Ausgangsstoffen gewonnen sind, künstliche Wursthüllen herzustellen, die in bezug auf Aussehen, Festigkeit und andere Eigenschaften allen Ansprüchen genügen.
Vorliegende Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass zur Herstellung von vollwertigen künst-
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düsen verschiedene Bedingungen eingehalten werden müssen, deren Wichtigkeit bisher nicht erkannt wurde. Es wurde gefunden, dass die Ausgangsstoffe vor ihrer mechanischen Zerteilung einer quellenden Behandlung unterworfen werden müssen, die so geführt werden muss, dass nach der mechanischen Zerteilung und Zerfaserung Massen knetbar plastischer Beschaffenheit erhalten werden, die mindestens 75% Quenungswasser enthalten. Solche Pasten lassen sich auch unter sehr hohen Drücken durch Ringdüsen pressen, ohne dass sich das in ihnen kolloidal gebundene Wasser von der Hautsubstanz trennt.
Es wurde ferner gefunden, dass sieh widerstandsfähige künstliche Wursthüllen aus gequollener Hautsubstanz nur dann herstellen lassen, wenn die Zerteilung und Zerfaserung der gequollenen Haut unter Schonung der Hautfasern, insbesondere ihrer natürlichen Länge, erfolgt.
Nach dem Verfahren der Erfindung wird die Hautsubstanz durch Einwirkung quellend wirkender Mittel und durch Zerteilung und Zerfaserung unter Schonung der Fasern in eine plastische Fasermasse mit einem Gehalt an Quellungswasser von mindestens 75% übergeführt und die Fasermasse durch
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an sich bekanntes Pressen durch Ringdüsen unter gleichzeitigem Einblasen von Luft oder andern Gasen in Schlauchform gebracht. Die erhaltenen schlauchförmigen Gebilde werden getrocknet und gehärtet.
Als Ausgangsmaterial für das Verfahren kommen in erster Linie ungegerbte oder entgerbte Häute oder Hautteile und ähnliche Ausgangsstoffe in Betracht, die gegebenenfalls der üblichen Äseherung unterworfen worden sind. Die Häute werden einer zusätzlichen Behandlung mit quellend wirkenden Chemikalien unterworfen, durch die die darauf folgende mechanische Zerteilung und Zerfaserung erleichtert wird.
Als quellend wirkende Mittel kommen alkalische Stoffe, z. B. Kalkmilch, verdünnte Natronlauge oder Ammoniak, oder saure Stoffe, z. B. Salzsäure, schwefelige Säure, Ameisensäure, Essigsäure oder Milchsäure, oder quellend wirkende Salzlösungen, z. B. solche von Ammonehlorid oder Caleiumehlorid, in Betracht. Die Behandlung der Haut mit Quellungsmitteln kann ein-oder mehrstufig, gegebenenfalls unter Verwendung verschiedener Quellungsmittel durchgeführt werden. Die Bedingungen der quellenden Behandlung, also die Quellungsmittel und ihre Konzentration, sowie Dauer und Temperatur der Behandlung müssen so gewählt werden, dass ein hochgequollenes Material erhalten wird, das nach der mechanischen Zerteilung und Zerfaserung eine Faserpaste mit mindestens 75% Quellungswasser ergibt.
Durch derartige Behandlungen gelingt es, die Hautsubstanz in einen Zustand starker Quellung überzuführen, in welchem die zwischen den Fibrillen und Faserbündeln liegende Substanz in einen glitschigen, ein Gleiten der Fasern und Faserbündel gestattenden Zustand übergeführt wird. In diesem Zustand kann man vielfach bereits die Fasern und Faserbündel freilegen. Die Erreichung dieses
Quellungszustandes kann man vielfach auch daran erkennen, dass die zunächst weisse Farbe der Haut verschwindet und die Hautteile durchscheinend werden.
Durch die quellende Behandlung und gegebenenfalls durch nachträgliches Waschen kann man die Haut auf gewünschte Wasserstoffionenkonzentrationen einstellen. So wird die Hautsubstanz z. B. durch alkalische Quellung auf ein pH von etwa 12, durch Auswaschen auf ein pH von etwa 8 und durch Säurebehandlung auf ein pH von 3. 4 und darunter gebracht.
Die mit Quellungsmitteln behandelten Hautstüeke werden in hochgequollenem Zustand der zerteilenden und zerfasernden mechanischen Behandlung unterworfen, wobei die Fasern und Faserbündel unter weitgehender Schonung ihrer wertvollen Eigenschaften aus ihrem Verband gelöst werden.
Die Zerteilung und Zerfaserung der mit Quellungsmitteln vorbehandelten Haut kann einstufig oder mehrstufig durchgeführt werden. Man kann z. B. die gequollene Hautsubstanz zunächst durch Behandlung mit Staehelwalzen, Reisswölfen u. dgl. einer zerteilenden Behandlung unterwerfen und das hiedurch aufgelockerte und bereits mehr oder weniger zerteilte Material alsdann einer Behandlung aussetzen, durch die die Faserbündel bzw. Fasern in schonender Weise freigelegt werden. Dies kann z. B. durch Behandeln mit knetend oder reibend wirkenden Organen, z. B. mittels Quetschwalzen, Reibwalzen, Kollergängen, erfolgen. An die zerfasernde Behandlung kann noch eine Behandlung in Mischern, Knetwerken und ähnlichen Apparaten angeschlossen werden, um das Fasermaterial in eine für die Weiterverarbeitung geeignete Faserpaste überzuführen.
Man kann auch derart verfahren, dass man die auf passende Grösse gebrachten Hautstücke in Knetwerke bringt, deren Knetorgane mit Zähnen oder Stachel ausgerüstet sind.
Zwecks mechanischer Verarbeitung der hochgequollenen Haut kann man auch so vorgehen, dass man die Haut in passende Stücke zerlegt und diese durch Siebplatten, Rohre, Düsen u. dgl. presst.
Als vorteilhaft hat sich ein Verfahren erwiesen, gemäss welchem die gequollene Hautsubstanz in kleinere Stücke zerschnitten wird, deren Grösse der gewünschten Faserlänge angepasst sind. Diese Stücke werden einer Presse zugeführt und durch Stanzen unter hohem Druck, wie 1000 atil, durch Rohre gepresst, die sich gegen die Austrittsöffnung zu verjüngen. Die aus der Rohrmündung austretenden wurstartigen Gebilde enthalten die Fasern in weitgehend frei gelegtem Zustand. An diese Behandlung kann noch eine Miseh-oder Knetbehandlung angeschlossen werden. Die mechanische Behandlung des Hautmaterials kann gegebenenfalls auch unter dem Gesichtswinkel durchgeführt werden, dass neben der Freilegung der Fasern gleichzeitig noch andere Zwecke verfolgt werden. So kann man z.
B. durch Pressen des Materials durch Rohre, Spalten, Düsen od. dgl. eine gewisse Ordnung der Fasern in der Fliessrichtung der Masse erzielen.
Die erfindungsgemäss hergestellten Fasermassen haben die flächenartige Beschaffenheit der Hautsubstanz völlig verloren. Sie stellen nunmehr eine aus mehr oder weniger isolierten Fasern bestehende pastenartige Masse mit mindestens 75% Quellungswasser dar, die nunmehr auf künstliche Wursthüllen verarbeitet wird. Obwohl das zerfaserte Quellungsprodukt an sich bereits einen hohen Wassergehalt, z. B. einen solchen von 75-80% besitzt, gelingt es ohne weiteres, noch erhebliche Wassermengen in die Fasern einzuführen und den Wassergehalt auf 85-90% und mehr zu erhöhen. Auch derartige Produkte besitzen noch eine zähflüssige Beschaffenheit, die darauf zurückzuführen ist, dass das Wasser zum grössten Teil kolloidal gebunden ist und z. B. durch Pressen nicht entfernt werden kann.
Die Faserpasten werden durch Pressen durch Ringdüsen auf künstliche Wursthüllen weiterverarbeitet. Für das Durchpressen der Massen durch die Düsen benötigt man je nach der Plastizität und der Gleitfähigkeit der Massen mehr oder weniger hohe Drücke, z. B. solche von 350-450 Atm. und höher. Das Auspressen der Fasermassen aus Ringdüsen wird mit besonderem Vorteil derart durch-
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geführt, dass der Masse innerhalb des Düsenraumes, z. B. durch entsprechende Anordnung der Zufiihrungsorgane, durch Einbau von Riehtungsweisern u. dgl. eine z. B., spiralige Drehbewegung um die Längsachse der Hauptbewegungsrichtung erteilt wird, wodurch die Fasern eine teilweise Umlagerung erfahren. Zur Erreichung dieses Zieles kann man sieh z.
B. einer rohrförmigen, sich gegen das Austrittsende zu verjüngenden Düse bedienen, deren Mantelraum sich um den feststehenden Kern dreht oder in deren Mantelraum ein sich drehender oder zum Teil sieh drehender Kern vorgesehen ist.
Die Verfestigung der sehlauchartigen Gebilde kann in einfachster Weise z. B. derart erfolgen, dass man dieselben mit heissen Gasen, z. B. heisser Luft, behandelt, z. B. derart, dass man sie durch einen Troekenraum führt, in dem sie von heisser Luft umspült und hiedurch auf gewünschten Trocknunggrad gebracht werden. Mit Vorteil verfährt man derart, dass man aus dem Düsenkopf austretende Gase, z. B. warme Luft, in das Innere des sich bildenden schlauchförmigen Gebildes einbläst, wodurch der Schlauch aufgeblasen und in dieser Form durch den Trockenraum geführt wird, in dem die Aussenfläche des Schlauches von heisser Trockenluft umspült wird.
Zwecks Verfestigung der schlauchförmigen Gebilde kann man auch derart verfahren, dass man dieselben mit wasserentziehenden oder nach sonstiger Richtung hin verfestigend wirkenden Flüssigkeiten, z. B. Aluminiumsulfat-, Tannin- oder Formaldehydlösungen, oder Dämpfen, z. B. Räueher- gasen, wie Holzrauch, der zur Räucherung von Wurst-und Fleisehwaren verwendet wird, oder Aldehyddämpfen, z. B. Formaldehyddämpfen, behandelt.
Gegebenenfalls können auch mehrere Verfestigungsmethoden gemeinsam angewendet werden, z. B. derart, dass die Gebilde aufeinanderfolgend getrocknet und mit wasserentziehenden Flüssigkeiten oder mit trocknenden oder härtenden Gasen oder Dämpfen behandelt werden. Die Formgebilde können während oder nach der Trocknungsbehandlung auch noch andern, ihre Eigenschaften beeinflussenden Behandlungsmethoden unterworfen werden.
Beispiele :
1. Geäscherte und enthaarte Hautabfälle werden etwa 2-3 Wochen bei gewöhnlicher Temperatur in Kalkmilch gelegt. Das auf passende Stückgrösse (z. B. 20 x 20 cm) geschnittene Hautmaterial wird, nachdem es gegebenenfalls einer Vorzerteilung zwischen Stachelwalzenpaaren unterworfen worden ist, in einen Kollergang eingetragen und in diesem einer schonenden Zerfaserung unterworfen. Nachdem das Material in Faserstränge bzw. Fasern aufgeteilt ist, wird es durch Waschen mehr oder weniger weitgehend von Kalk befreit. Hierauf wird das Material durch Behandlung in Misehschneeken oder Knetern einer weitergehenden Zerfaserung und Vergleiehmässigung unterworfen. Man verfährt z. B. so, dass man der Masse bei der Behandlung in den Miseh-bzw.
Knetapparaten verdünnte Natronlauge (-5% ige) einverleibt und die Masse auf gewünschten Wassergehalt von 75-90% einstellt. Diese Massnahme kann durch mässiges Erwärmen unterstützt werden.
Derartige Pasten können alsdann durch Pressen derselben durch ringförmige Düsen unter hohen Drücken in die gewünschten Gebilde und durch geeignete Nachbehandlungen, wie z. B. Trocknen und Härten, in haltbaren Dauerzustand übergeführt werden.
2. Normal geäscherte Hautabfälle werden bei gewöhnlicher Temperatur einer mehrtägigen Behandlung in einem Kalkmilchbad unterworfen, derart, dass die Wirkung der Kalkmilch sich auch auf das Innere der Hautstücke erstreckt. Hierauf werden die Hautteile gut ausgewaschen und alsdann in einem Säurebad, z. B. mit Salzsäure, behandelt. Die Konzentration dieses Bades liegt zwischen 1-10%, vorzugsweise 1-5%. Man kann z. B. zunächst mit einer, z. B. zehn-und mehrprozentigen Salzsäure, gegebenenfalls unter mässiger Erwärmung, arbeiten und alsdann mit der Säurekonzentration z. B. bis zu 1% heruntergehen. Nach ein-bis mehrstündiger Säurebehandlung werden die Hautstücke mit Wasser gut ausgewaschen. Man stellt die Haut z. B. auf ein pH von etwa 2'5-3'5 ein.
Die auf passende Stüekgrösse gebrachten Hautstücke werden nunmehr durch mit Stachel ausgerüstete Walzenpaare geleitet und alsdann einer zerfasernden Behandlung, z. B. durch Pressen durch Siebplatten oder Rohre, die sich zweckmässig gegen die Austrittsöffnung hin verjüngen, unterworfen. Hierauf kann das Material einer weiteren mechanischen Bearbeitung, z. B. zwischen Reibwalzen, in Knetern od. dgl. Apparaturen, ausgesetzt werden.
Man erhält auf diesem Wege pastöse Fasermassen mit Gehalten an Quellungswasser von 75-80%.
Trotz dieses hohen Wassergellaltes ist es ohne weiteres möglich, z. B. in den Knetern der Fasermasse noch weitere Wassermengen einzuverleiben. Die pastenartigen Fasermassen, z. B. solche mit Wassergehalten von 80-90%, können im Sinne des Beispiels 1 auf gewünschte Gebilde weiterverarbeitet werden.
3. In üblicher Weise entgerbte Chromfalzspäne werden bei Zimmertemperatur einer zusätzlichen Kälkung von 14 Tagen unter gelegentlichem Aufrühren unterworfen, gewässer und weitgehend vom Kalk befreit und hierauf die letzten Reste des Kalkes mit schwacher Ammonchloridlösung entfernt.
Alsdann wird die Masse in eine Zentrifuge gebracht, um das nicht durch die Quellung festgehaltene Wasser weitgehend zu entfernen, dann anschliessend in einem Kneter unter Zusatz von Ameisensäure zu einer Paste verknetet, die auf pH 2. 8 eingestellt wird. Die Weiterverarbeitung der Hautfaserpaste geschieht nach Beispiel 1.
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4. Tierische Sehnen werden zwei Wochen in einer gesättigten Kalkmilchlösunggequollen und hierauf mit Wasser ausgewaschen und in einer 10% igen Salzsäurelosung wiedergequollen. Die salzsäuregequollenen Sehnen werden durch Waschen mit Wasser zum Teil von der Säure befreit, bis der ge- wünschte Quellungsgrad (bei pH 2-5-3-5) erreicht ist, durch Stanzen zu Fasersträngen gepresst und in einem Mischer unter Zusatz von Wasser homogenisiert. Diese pastöse Fasermasse, die etwa 85% Wasser enthält, kann nach Beispiel 1 weiterverarbeitet werden.
Das beschriebene Verfahren kann nach verschiedener Richtung hin abgeändert werden.
Man kann die Ausgangsstoffe während der Quellungsbehandlung oder auch nach Überführung in den Quellungszustand oder während der mechanischen Behandlung oder zwischen Einzelstufen der mechanischen Behandlung mit Mitteln behandeln, welche die Zerteilung derselben in Fasern und Faserbündel begünstigen oder die Fliessfähigkeit des gebildeten Fasermaterials zu fördern vermögen oder Vorteile nach dieser Richtung hin ausüben. Als derartige Zusätze kommen z. B. Glyzerin, Fette, Öle, Netzmittel od. dgl. in Betracht. Selbstverständlich dürfen derartige Zusätze keine unerwünschten Nebenwirkungen, z. B. mit Bezug auf die Beschaffenheit und die Bearbeitbarkeit der Massen ausüben. insbesondere nicht entquellend auf die Fasern wirken.
Ebenso können den Fasermassen vor der Formgebung Substanzen einverleibt werden, die befähigt sind, in den Formgebilden gewünschte Wirkungen,
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vermögen.
Das erfindungsgemäss hergestellte Hautfasermaterial kann auch in Gemeinschaft mit andern geeigneten Stoffen, z. B. Füllstoffen, insbesondere aber in Gemeinschaft mit Fasern anderer Art, wie z. B. tierischen Fasern, wie Wolle, Haare, pflanzlichen Fasern oder Kunstfasern, auf Wursthüllen ver- arbeitet werden.
Die Erfindung gestattet die Herstellung von Kunstdärmen, die äusserlich und in ihren Eigenschaften den Naturdärmen durchaus entsprechen, diesen gegenüber aber erhebliche Vorzüge in bezug
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festigkeit der Kunstdärme kann ein Mehrfaches der Reissfestigkeit von Naturdärmen betragen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von künstlichen Wursthüllen aus plastischen Faserpasten, die durch Behandlung der tierischen Haut mit quellend wirkenden Chemikalien und durch mechanische
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getrieben wird, dass eine Faserpaste mit mindestens 75% Quellungswasser erhalten wird, die durch an sich bekanntes Pressen durch Ringdüsen unter gleichzeitigem Einblasen von Luft oder andern Gasen in Schlauchform gebracht, getrocknet und gehärtet wird.