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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer schlauchförmigen, gerafften und gegebenenfalls komprimierten Nahrungsmittelhülle aus Zellulose, die auf einen Durchmesser im
Bereich von 40 bis 200 mm stopfbar ist, und in deren Wandung ein Faserstoff eingebettet ist.
Nahrungsmittelhüllen werden überall in der Welt zur Verarbeitung einer grossen Vielzahl von Fleisch-u. a. Nahrungsmittelprodukten, wie Würsten der verschiedensten Arten, Käse, Trut- hahnrollen u. dgl., verwendet. Die am meisten verwendeten Hüllen sind synthetische schlauchförmi- ge Nahrungsmittelhüllen aus regenerierter Zellulose oder anderm Zellulosematerial. Schlauchförmige
Nahrungsmittelhüllen werden verstärkt oder unverstärkt hergestellt, wobei verstärkte Hüllen ge- wöhnlich als Faserstoffhüllen bezeichnet werden, da sie in ihrer Wandung ein aus Fasern be- stehendes Trägergewebe eingebettet enthalten.
Ein gemeinsames Merkmal der meisten verarbeiteten Nahrungsmittelprodukte, insbesondere
Fleischprodukte, besteht darin, dass die Nahrungsmittelbasis als Emulsion bezeichnet, unter
Druck in eine Hülle gestopft wird, während die weitere Verarbeitung des Nahrungsmittelproduktes wie Räuchern, Trocknen od. dgl. mit dem umhüllten Produkt vorgenommen wird. Das Nahrungsmittel- produkt kann ferner in seiner Hülle eingeschlossen aufbewahrt und transportiert werden, wobei dies häufig bis zu oder über den Einzelhandel hinaus geht.
Die Bezeichnung "kleine Nahrungsmittelhüllen" bezieht sich auf solche Hüllen, die zur Her- stellung von Wurstprodukten kleiner Grösse, wie Frankfurter Würstchen, verwendet werden. Diese
Bezeichnung zeigt an, dass solche Nahrungsmittelhüllen einen kleinen gestopften Durchmesser auf- weisen, der im allgemeinen im Bereich von 15 bis zu weniger als 40 mm liegt, wobei die Hüllen meistens als dünnwandige Zelluloseschläuche grosser einheitlicher Längen geliefert werden. Zur zweckmässigen Handhabung werden diese Hüllen, die Längen von 20 bis 50 m und mehr aufweisen können, gerafft und komprimiert, um in gerafftem Zustand nur etwa 20 bis 60 cm Länge zu be- sitzen. Raffvorrichtungen und damit hergestellte Produkte sind beispielsweise in den US-PS
Nr. 2, 983, 949 und Nr. 2, 984, 574 beschrieben.
Kleine Nahrungsmittelhüllen werden häufig aufgeschlitzt und von dem endgültigen Produkt, beispielsweise hautlosen Frankfurter Würstchen, entfernt, be- vor das Produkt für den Einzelhandel verpackt wird. Grosse Nahrungsmittelhüllen werden im Gegen- satz dazu zur Herstellung von kategorienmässig grösseren Nahrungsmittelprodukten wie Salami oder
Bologneser Wurst, Hackbraten, gekochten oder geräucherten Schinkenenden od. dgl. verwendet und in Grössen hergestellt, bei denen der gestopfte Durchmesser zwischen etwa 40 und 160 mm und darüber liegt. Im allgemeinen besitzen derartige Hüllen eine grössere Wandstärke als Hüllen kleiner Grösse, und häufig sind sie mit einer Faserstoffverstärkung versehen, die in ihren Wandungen eingebettet ist, obwohl sie auch ohne einen derartigen Träger hergestellt werden können.
Bis vor kurzem wurden grosse Nahrungsmittelhüllen den Nahrungsmittelverarbeitern meistens in flachem
Zustand und in vorbestimmten Längen von etwa 0, 6 bis 2, 2 m geliefert, jedoch führen die Verbes- serungen der Raff- und Verpackungstechniken und die steigende Verwendung automatischer Stopfeinrichtungen zu einer steigenden Nachfrage nach unverstärkten grossen Nahrungsmittelhüllen in Form geraffter Stöcke von 30 m Länge und mehr an zusammenhängender Hülle.
Bei der Herstellung und Verwendung von künstlichen Nahrungsmittelhüllen, insbesondere von kleinen Hüllen, aus regenerierter Zellulose ist der Feuchtigkeitsgehalt der Hüllen von besonderer Bedeutung. Zur Erleichterung des Raffens dieser Hüllen ohne Beschädigung ist es im allgemeinen notwendig, sie bis zu einem relativ niedrigen Wassergehalt, der gewöhnlich im Bereich von etwa 11 bis 17 Gew.-%, bezogen auf den Gehalt an trockener Zellulose, liegt, zu trocknen.
Um das Entraffen komprimierter geraffter Hüllen ohne weiteres zu ermöglichen und ein Reissen oder Brechen der Hüllen während des Stopfens zu verhindern, ist jedoch ein Feuchtigkeitsgehalt zwischen etwa 21 und 33% für die gerafften Hüllen erforderlich. Dieser relativ enge Bereich für den Feuchtigkeitsgehalt ist wichtig, da gefunden wurde, dass ein übermässiges Brechen der Hülle während des Stopfens bei niedrigeren Feuchtigkeitsgehalten und eine übermässige Weichheit des Hüllenmaterials und folglich ein Überstopfen bei grösseren Feuchtigkeitsgehalten auftritt.
Der Ausdruck "Feuchtigkeitsgehalt" soll hier unter Bezugnahme auf die Zellulosehüllen der Erfindung, falls nicht anders ausgeführt, Gew.-% an Wasser oder Feuchtigkeit in der Hülle, bezogen auf die Gesamtmasse der trockenen Zellulose in der Hülle, bedeuten. Mit trockener Zellulose ist dabei die Zellulose einschliesslich Zellulosefasern, falls solche vorhanden sind, gemeint, die in der Hülle mit nicht mehr als Spuren von Feuchtigkeit enthalten sind.
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Eine Anzahl von Patentschriften beschäftigt sich mit dem Problem des Feuchtigkeitsgehaltes in gerafften schlauchförmigen Nahrungsmittelhüllen kleiner Grösse und schlägt verschiedene Massnah- men vor, um die gewünschten Feuchtigkeitsgehalte zu erzielen und diese während der Lagerung und während des Transportes aufrecht zu erhalten, so dass die Hüllen ohne weiteres zum Stopfen mit einer Stopfmaschine verwendet werden können. Beispielsweise sind in den US-PS Nr. 2, 181, 329,
Nr. 3, 250, 629 und Nr. 3, 471, 305 Verpackungsmittel beschrieben, die es ermöglichen, eine Vielzahl von gerafften schlauchförmigen Hüllen kleiner Grösse zu befeuchten, während sie verpackt sind.
In den US-PS Nr. 3, 222, 182, Nr. 3, 616, 489, Nr. 3, 657, 769, Nr. 3, 809, 576 und Nr. 3, 981, 046 sind ver- schiedene Mittel zum Befeuchten von Nahrungsmittelhüllen kleiner Grösse vor oder während des
Raffens beschrieben.
Dieser Stand der Technik ist von Interesse hinsichtlich der vollen Würdigung des Beitrags und des Fortschritts, der durch die Erfindung geliefert wird. Bekanntlich werden grosse Hüllen, die als kurze abgeflachte Schläuche geliefert werden und in trockenem Zustand ganz steif sind, zum Stopfen durch Eintauchen in Wasser, meist für etwa 1 h, aufgeweicht, wodurch sich eine vollständige Sättigung der Hülle mit Feuchtigkeit ergibt. Auf Grund dieses Eintauchens unmittelbar vor Verwendung der Hülle zum Stopfen mit dem Ergebnis vollständiger Sättigung war es nicht nötig oder vorteilhaft, derartige Hüllen mit einem vorbestimmten einstellbaren Feuchtigkeitsgehalt zum Stopfen zu liefern.
Die neuerdings umfassendere Verwendung automatischer Stopfeinrichtungen, die mit hoher Geschwindigkeit und hohem Druck arbeiten, um Produkte in schlauchförmige Nah- rungsmittelhüllen grosser Grösse zu stopfen, und die folglich vergrösserte Nachfrage nach gerafften
Hüllen im Gegensatz zu kurzen abgeflachten Stücken, die bisher verwendet wurden, hat den Blick- punkt auf die Probleme der Befeuchtung solcher Hüllen durch Eintauchen unmittelbar vor der Ver- wendung gerichtet. Ferner wird eine verstärkte Kontrolle in allen Stadien der Herstellung und
Verwendung von grossen Nahrungsmittelhüllen notwendig.
Beispielsweise wird die Gleichmässigkeit der Abmessungen von gestopften Nahrungsmittelhüllen und darin behandelten Nahrungsmittelprodukten immer wichtiger, und es wurde gefunden, dass der Feuchtigkeitsgehalt der Hülle ein Faktor zur Steuerung der Gleichmässigkeit ebenso wie für ein leichtes und ökonomisches Stopfen der Hüllen ohne Beschädigung oder Brechen und, was wichtiger ist, zu der vom Hersteller vorgesehenen vollständig gestopften Grösse mit gleichmässiger Genauigkeit und Reproduzierbarkeit ist. Die Bedeutung des Stopfens von Hüllen auf die vollständige Grösse wird nachstehend im einzelnen aufgeführt.
Das Herstellen von gerafften Nahrungsmittelhüllen aus Hüllen kleiner Grösse, die gleichmässig über ihre gesamte Länge einen relativ engen Bereich des Feuchtigkeitsgehaltes aufweisen, der zum Stopfen erforderlich ist, liess sich während der Herstellung und/oder der Verpackung der Hüllen ökonomischer erreichen. In jüngster Zeit wurde es immer augenscheinlicher, dass ähnliche Vorteile erzielt werden können, wenn Mittel entwickelt werden, um grosse Hüllen sowohl in abgeflachtem als auch in gerafftem Zustand derart vorzubehandeln, dass sie ohne weiteres zum Stopfen, insbesondere auf neueren automatischen mechanischen Stopfmaschinen, ohne Notwendigkeit eines Eintauchens vor dem Stopfen oder einer andern manuellen Handhabung durch den Nahrungsmittelverarbeiter verwendet werden können.
Wie aus den vorstehenden Ausführungen ersichtlich, war es bisher weder notwendig noch vorteilhaft, in irgendeiner Weise den Feuchtigkeitsgehalt in grossen Nahrungsmittelhüllen vor dem Stopfen zu kontrollieren, u. zw. aus dem einfachen Grunde, dass derartige Hüllen gewöhnlich in leicht handhabbaren, abgeflachten Längen geliefert wurden, die vor dem Stopfen durch Eintauchen vollständig mit Feuchtigkeit gesättigt wurden.
Daher bestand kein Anreiz und keine Notwendigkeit, grosse Hüllen vor dem Stopfen mit einem Feuchtigkeitsgehalt zu versehen.
Die Fähigkeit einer Nahrungsmittelhülle grosser Grösse, auf die vorgesehene Grösse gestopft zu werden, ist von grosser Bedeutung. Das Stopfen der Hüllen auf die vorbestimmte Grösse vermeidet im wesentlichen ein Zusammenbrechen der Emulsion, ermöglicht eine bessere Kontrolle der Grösse und Gleichmässigkeit des Produktes, verbessert die Grössenstabilität des Produktes unter Erleichterung anderer Behandlungsstufen, verbessert die Steuerung der Grösse auf Grund der Durchführung des Stopfens in flacheren Bereichen der Kurve der Druck-Dehnungs-Charakteristik der Hülle,
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reduziert das Auftreten von Falten und von unebenem Aussehen des Produktes und führt insgesamt zu einer wirksameren Verwendung der Hülle.
Das Problem, mit dem der Erfinder konfrontiert wurde, bestand somit darin, die hergestellte Hülle mit einem steuerbaren zusätzlichen Feuchtigkeitsgehalt zu versehen, so dass sie vor dem Stopfen nicht eingetaucht werden muss, jedoch den Feuchtigkeitsgehalt nicht so hoch zu machen, dass die Hülle in unnötigem Ausmass ein vergrössertes Gewicht und vergrösserte Verpackungs-, Handhabungs- und Transportkosten mit sich bringt. Dementsprechend sollen grosse schlauchförmige Faserstoffhüllen aus Zellulose mit genügend hohen Feuchtigkeitsgehalten versehen werden, um eine adäquate Flexibilität während des Stopfens, insbesondere zum Erreichen der vollständig gestopften Grösse, zu erzielen, ohne dass eine übermässige Befeuchtung, vergrössertes Gewicht und Verpackungs-, Handhabungs-, Aufbewahrungs- und Transportschwierigkeiten auftreten.
Das erfindungsgemässe Verfahren besteht darin, dass der Hülle zum Zeitpunkt des Raffens 25 bis 71% Feuchtigkeit auf Basis der Masse der trockenen Zellulose zugesetzt wird, wodurch eine weitere Befeuchtung der Hülle vor ihrer Verwendung sich erübrigt, und dass die Hülle gegebenenfalls mit einer für fliessfähige Stoffe undurchlässigen Schicht und/oder einer Schicht, welche die Abziehbarkeit der Hülle von einem darin eingeschlossenen Produkt erleichtert und/oder einer die Haftung der Hülle an einem darin eingeschlossenen Produkt verbessernden Schicht versehen wird.
Ein entscheidender Beitrag der Erfindung besteht darin, dass eine grosse Nahrungsmittelhülle mit grösserer verfügbarer Länge in geraffter und komprimierter Form geschaffen wird. Dies bedeutet, dass die Häufigkeit, mit der die geraffte Hülle auf einem Stopfhorn mit entsprechendem Verlust an Stopfzeit aufgezogen werden muss, wesentlich reduziert ist, so dass sehr viel längere kontinuierliche Produktionszeiten erreicht werden.
Ein weiterer und wichtiger Vorteil besteht darin, dass der Industrie erstmalig eine Hülle grosser Grösse zur Verfügung gestellt wird, die zur Verwendung auf neu entwickelten automatischen Stopfeinrichtungen, die mit hoher Geschwindigkeit und hohem Druck arbeiten, geeignet und vorgesehen ist.
Unter den zahlreichen zusätzlichen Vorteilen und Merkmalen der Erfindung, die mit der Verwendung der erfindungsgemäss hergestellten Hüllen verbunden sind, gehören folgende :
1. Die Stopfvorgänge können im Bereich einer flacheren Steigung der Druck-Dehnungs-Kurve vorgenommen werden. Dies bedeutet, dass zufällig auftretende Druckschwankungen um einen vorbestimmten Drucksollwert einen geringeren Einfluss auf die endgültige Produktgrösse haben als derartige Schwankungen auf eine ähnliche, vollständig eingetauchte Hülle, die eine relativ steilere Steigung in der Druck-Dehnungs-Kurve aufweist.
2. Erfindungsgemäss hergestellte Hüllen werden viel weniger durch Änderungen und Abweichungen der Hestellungsparameter (abgesehen von der Feuchtigkeit) beeinträchtigt.
3. Die Verwendung der erfindungsgemäss hergestellten Hüllen vermeidet das Problem des Abbaus durch zu starkes Durchtränken.
4. Verluste an Hüllenmaterial werden vermieden. Ein derartiger Verlust tritt beispielsweise auf, wenn aus irgendeinem Grund die eingeweichte Hülle über das Ende des Stopfvorgangs hinaus belassen oder ein Abschalten des Stopfens vorgenommen wird.
5. Die Schaffung längerer geraffter Hüllen führt zu zusätzlichen Vorteilen hinsichtlich der Effektivität und der Wirtschaftlichkeit bei Verpacken, Handhaben, Aufbewahren, Transport und Verwendung der Hüllen.
6. Die Erfindung schaltet Kosten und Kontrollprobleme, beispielsweise hinsichtlich der Temperatur, aus, die mit dem Einweichen der Hüllen an der Stopfmaschine vor ihrer Verwendung verbunden sind.
7. Einweichbehälter werden überflüssig, was bereits ein grosser Vorteil ist, da derartige Behälter gesundheitsgefährdend sein können. Glycerin, das häufig in den Hüllen verwendet wird, tritt im Verlauf des langen Einweichens aus, wodurch schliesslich das Auftreten von Bakterien und Schimmel hervorgerufen wird. Andere Verunreinigungsrisken sind ebenfalls mit der Verwendung von Einweichbehältern an der Stopfmaschine verbunden.
Die Erfindung wird nachfolgend im Zusammenhang mit den Zeichnungen und Beispielen näher erläutert. Fig. l zeigt Druck-Dehnungs-Kurven in kartesischen Koordinaten für Faserstoffhüllen von
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Beispiel 3. Fig. 2 zeigt eine entsprechende Darstellung von Druck-Dehnungs-Kurven für Zellulose- hüllen von Beispiel 4.
Es wurde gefunden, dass grosse schlauchförmige Zellulosehüllen, einschliesslich Faserstoffhül- len, die den genannten Feuchtigkeitsgehalt besitzen, besonders zum Stopfen auf automatischen mechanischen Stopfmaschinen neuer Art, die mit grosser Geschwindigkeit und hohem Druck arbei- ten, ohne weitere Befeuchtung durch den Nahrungsmittelhersteller vor dem Stopfen gestopft werden können, und dass derartige Hüllen ohne weiteres transportiert und ohne Schwierigkeiten und mit beträchtlichen Vorteilen in der Fleischverarbeitung gehandhabt werden können.
Grosse schlauchförmige Nahrungsmittelhüllen aus Zellulose, die im erfindungsgemässen Ver- fahren eingesetzt werden können, können nach beliebigen bekannten Verfahren hergestellt werden.
Die Hüllen sind allgemein flexible Schläuche aus regenerierter Zellulose, Zelluloseestern od. dgl. und können nach bekannten Verfahren, wie dem Kupferammoniumverfahren, durch De- acetylieren von Zelluloseacetat, Denitrieren von Zellosenitrat oder vorzugsweise nach dem Visko- severfahren hergestellt werden. Schlauchförmige Hüllen, die mit Fasern, wie z. B. aus Reispapier,
Hanf, Rayon, Flachs, Sisal, Nylon oder Polyäthylenterephthalat verstärkt sind, werden mit Vor- teil angewendet, wenn ein grosser Hüllendurchmesser gefordert ist und die Festigkeit wichtig ist.
Die Herstellung von faserverstärkten Hüllen ist beispielsweise in den US-PS Nr. 2, 105, 273, Nr. 2, 144, 899, Nr. 2, 910, 380, Nr. 3, 135, 613 und Nr. 3, 433, 663 beschrieben.
Zellulosehüllen, die nach einem der oben erwähnten Verfahren hergestellt wurden, werden gewöhnlich mit Glycerin als Befeuchter und Weichmacher behandelt, um den Hüllen Widerstands- fähigkeit gegen Austrocknen oder Reissen vor dem Stopfen zu verleihen. Die Glycerinbehandlung wird meist durch Hindurchführen der Hülle durch eine wässerige Glycerinlösung vorgenommen, während sich die Hülle noch in ihrem Gelzustand befindet, wonach die weichgemachte Hülle auf einen vorbestimmten Feuchtigkeitsgehalt vor der weiteren Verarbeitung und dem Aufwickeln auf
Spulen zum Lagern getrocknet wird. Im allgemeinen enthalten grosse schlauchförmige Hüllen etwa
25 bis 40% Glycerin, bezogen auf die Masse an trockener Zellulose in der Hülle, und einen Rest- feuchtigkeitsgehalt von etwa 7 bis 15%.
Grosse schlauchförmige Nahrungsmittelhüllen aus Zellulose sollen erfindungsgemäss mit einem mittleren Feuchtigkeitsgehalt von mindestens 25, vorzugsweise etwa 35%, ausgerüstet werden, um die gewünschte Flexibilität beim Stopfen zu erzielen.
Die obere Grenze des Feuchtigkeitsgehaltes sollte 71% der trockenen Zellulose in der Hülle nicht überschreiten. Anfänglich wurde davon ausgegangen, dass die obere Grenze des Feuchtigkeitsgehaltes nur in bezug auf ökonomische Betrachtungen der Handhabung, Verpackung, des Transportes und der Aufbewahrung auf Grund des überschüssigen Wassers gesetzt werden muss und daher die obere Grenze nicht kritisch ist. Die Annahme, dass überschüssiges Wasser, abgesehen von der
Wirtschaftlichkeit, keinen Nachteil bringt, stammte aus den Erfahrungen beim Stopfen von Hül- len, die vor dem Stopfen bis zur vollständigen Sättigung eingeweicht worden waren.
Es wurde jedoch gefunden, dass zu viel Feuchtigkeit in den grossen Hüllen nachteilige Wirkungen beim Stopfen, insbesondere in neueren automatischen Stopfmaschinen, die mit hoher Geschwindigkeit und hohem Druck arbeiten, verursachen. Überschüssige Flüssigkeit, etwa über 35%, erniedrigt die Widerstandsfähigkeit der Hülle gegen Innendruck. Während dies keinen erkennbaren Nachteil bei der Verwendung von Hüllen in älteren Stopfmaschinen, die relativ langsam und bei niedrigem Druck arbeiten, verursacht, bewirkt die Verwendung derartiger überfeuchteter Hüllen in neueren Stopfmaschinen bei höherem Druck eine schlechtere Grössenkontrolle des Produktes und in einigen Fällen Unregelmässigkeiten im Produktdurchmesser, sowie Zerstörungen und/oder ein Reissen der Hüllen.
Ferner wurde augenscheinlich, dass, während zusätzliche Dehnungsfaktoren in grossen Hüllen bei bekannten konventionellen Verfahren zum Stopfen nicht von grosser Bedeutung sind, sie im Gegenteil kritisch beim automatischen Stopfen mit hoher Geschwindigkeit und hohem Druck sind.
Beim Stopfen der üblichen abgetrennten Längen von grossen Hüllen wird die Hülle vollständig bis zur Sättigung eingeweicht, auf einem Stopfhorn angeordnet, gehalten, gefüllt, abgeschnürt und von der Stopfvorrichtung entfernt. Das Halten der Hülle am Austritt des Stopfhorns ruft eine Rückhaltekraft hervor und ermöglicht es, die Hüllenlänge bis zu ihrem vorbestimmten Durchmesser
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zu stopfen. Bei relativ niedrigen Stopfdrücken kann die Rückhaltekraft leicht aufgebracht werden, jedoch müssen in modernen Stopfmaschinen mit vorbefeuchteten Hüllen entsprechend der Erfindung die Rückhaltekräfte stark vergrössert werden, um die genaue Produktgrösse zu erzielen. Als Folge hievon müssen die Hüllen stärker sein und insbesondere hohen Innendrücken widerstehen.
Es wurde gefunden, dass durch Kontrolle der oberen Grenze des Feuchtigkeitsgehaltes in der Hülle insoweit, dass diese 71, insbesondere 35%, nicht übersteigt, die Fähigkeit der Hülle, Innendrücken zu widerstehen, bis auf das 4fache in bezug auf die Fähigkeit der gleichen, vollständig mit
Feuchtigkeit gesättigten Hülle zum Erzielen des vollständig gestopften Durchmessers gesteigert ist.
In erfindungsgemässer Weise hergestellte schlauchförmige Zellulosehüllen können durch Behandlung von geeigneten trockenen schlauchförmigen Hüllen mit der erforderlichen vorgesehenen
Wassermenge hergestellt werden, wobei eine beliebige bekannte Befeuchtungsmethode verwendet wird. Die Hüllen können durch Besprühen, Bestreifen, Tauchen oder durch andere bekannte wirk- same Methoden befeuchtet werden. Durch Bemessen der Wassermenge entsprechend der Grösse der zu behandelnden Hülle kann eine genügend genaue Steuerung des Feuchtigkeitsgehaltes der Hüllen erreicht werden.
Bei der Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens können verschiedene andere Materialien oder Behandlungen bekannter Art verwendet werden, um den Hüllen spezielle Eigenschaften zu verleihen, vorausgesetzt natürlich, dass dieses Material oder diese Behandlung keine nachteilige Wirkung auf die Nahrungsmittelhüllen oder deren Verwendung ausübt. So können die Hüllen z. B. mit einem Antimykotikum behandelt werden, um das Wachstum von Schimmel und Pilzen zu verhindern. Ferner können beispielsweise Behandlungen wie das Beschichten der Hüllen angewendet werden, um die Abschälbarkeit der Hüllen von den darin befindlichen Nahrungsmittelprodukten zu verbessern (vgl. US-PS Nr. 2, 901, 359), es können Beschichtungen zum Verbessern der Haftung an trockenen Wurstprodukten angebracht werden (vgl.
US-PS Nr. 3, 378, 379), ferner Beschichtungen gegen Wasserdampfdurchlässigkeit und/oder Sperrschichten für andere Substanzen (vgl. US-PS Nr. 3, 886, 979). Ferner können erfindungsgemäss hergestellte Hüllen unter Verwendung üblicher Raffvorrichtungen und-verfahren, wie sie beispielsweise in den US-PS Nr. 2, 984, 574, Nr. 3, 110, 058 und Nr. 3, 397, 069 beschrieben sind, bearbeitet werden.
Die folgenden Beispiele veranschaulichen das Verfahren :
Beispiel 1 : Eine schlauchförmige Faserstoffhülle wurde zu zehn gerafften Stücken für jeden Feuchtigkeitsgehalt, jeweils mit einer Länge von 15, 2 m an ungeraffter Hüllenlänge, gerafft, um mit Feuchtigkeitsgehalten von 23,29, 33,44 und 57% versehen zu werden. Die tatsächlich erreichten Feuchtigkeitsgehalte betrugen 25, 1, 30, 4, 32, 6, 44, 9 und 56, 0%.
5 Proben wurden aus jedem Stück auf einer automatischen Stopfvorrichtung zu einer gestopften Länge von 1 m bei einer Stopfgeschwindigkeit von 30 cm/s mit einer Emulsion für Bologneser Wurst gestopft.
Die gestopften Durchmesser jeder hergestellten Probe wurden an beiden Enden und in der Mitte vor und nach dem Weiterverarbeiten gemessen. Die akzeptierbare Abweichung von dem vorgesehenen gestopften Durchmesser in diesem Beispiel beträgt 0, 076 cm. Die Feuchtigkeitsgehalte der Hüllen wurden zur Zeit des Stopfens neuerlich bestimmt. Die Ergebnisse dieser Stopfversuche sind in den nachfolgenden Tabellen 1 bis 5 angegeben.
Die Daten der Tabellen 1 bis 5 zeigen, dass gleichmässig reproduzierbare Ergebnisse in den Feuchtigkeitsgehalten der erfindungsgemäss hergestellten Hüllen erhalten werden. Stopfmaschineneinstellungen wurden vorgenommen, um eine Anpassung an die Unterschiede in den Feuchtigkeitsgehalten der Proben vorzunehmen, wobei gefunden wurde, dass die Hüllen sowohl an diese Maschineneinstellungen als auch an normalerweise in Betracht zu ziehende Betriebsanweisungen anpassbar sind. Die Maschineneinstellungen für hohe, sehr hohe, mittlere und geringe Rückhaltekraft wurden durch Änderung des Abstandes zwischen Kalibrierscheiben und Einschnürungen auf der Maschine, durch Verwendung verschiedener Durchmesser der Kalibrierscheiben und durch Kombinaton dieser Massnahmen erzielt.
Entsprechende Hüllenproben, die vollständig eingeweicht und auf der gleichen Vorrichtung gestopft wurden, besassen ein schlechteres Verhalten.
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Tabelle 1 56% nominaler Feuchtigkeitsgehalt, vorgeschriebener Stopfdurchmesser 12, 17 cmj Probe A : 9 geraffte Hüllen für je 5 geraffte Stücke, insgesamt 45 gestopfte Proben (101, 6 cm Länge) : Maschine auf hohe Rückhhaltekraft eingestellt.
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<tb>
<tb>
1. <SEP> Ende <SEP> Mitte <SEP> 2. <SEP> Ende <SEP> insgesamt
<tb> mittlerer <SEP> Durchmesser <SEP> <SEP> (cm) <SEP> 12, <SEP> 19 <SEP> 12, <SEP> 19 <SEP> 12, <SEP> 14 <SEP> 12, <SEP> 17 <SEP>
<tb> Abweichung <SEP> y <SEP> (cm) <SEP> 0,025 <SEP> 0,025 <SEP> 0,051 <SEP> 0,051
<tb>
EMI6.2
EMI6.3
<tb>
<tb> mittlerer <SEP> Durchmesser <SEP> fi <SEP> (cm) <SEP> 12, <SEP> 12 <SEP> 12, <SEP> 17 <SEP> 12, <SEP> 12 <SEP> 12, <SEP> 14
<tb> Abweichung <SEP> y <SEP> (cm) <SEP> 0, <SEP> 025 <SEP> 0, <SEP> 051 <SEP> 0, <SEP> 051 <SEP> 0, <SEP> 051 <SEP>
<tb>
Probe C : Gesamtprobe 3 Stücke :
Maschine auf niedrige Rückhaltekraft eingestellt.
EMI6.4
<tb>
<tb> mittlerer <SEP> Durchmesser <SEP> 11 <SEP> (cm) <SEP> 11, <SEP> 76 <SEP> 11, <SEP> 81 <SEP> 11, <SEP> 84 <SEP> 11, <SEP> 81 <SEP>
<tb> Abweichung <SEP> y <SEP> (cm) <SEP> 0, <SEP> 051 <SEP> 0, <SEP> 025 <SEP> 0, <SEP> 025 <SEP> 0, <SEP> 051 <SEP>
<tb>
Tabelle 2 44% nominaler Feuchtigkeitsgehalt, geforderter Stopfdurchmesser 12, 17 cm ; Probe A : 8 geraffte Hüllen für je 5 gestopfte Stücke, insgesamt 40 gestopfte Proben (101, 6 cm Länge) : Maschine auf hohe Rückhaltekraft eingestellt.
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<tb>
<tb>
1. <SEP> Ende <SEP> Mitte <SEP> 2. <SEP> Ende <SEP> insgesamt <SEP>
<tb> mittlerer <SEP> Durchmesser <SEP> fi <SEP> (cm) <SEP> 12, <SEP> 19 <SEP> 12, <SEP> 19 <SEP> 12, <SEP> 17 <SEP> 12, <SEP> 19 <SEP>
<tb> Abweichung <SEP> y <SEP> (cm) <SEP> 0, <SEP> 051 <SEP> 0, <SEP> 051 <SEP> 0, <SEP> 051 <SEP> 0, <SEP> 051 <SEP>
<tb>
Probe B : Gesamtprobe 5 Stücke : Maschine eingestellt auf hohe Rückhaltekraft
EMI6.6
<tb>
<tb> mittlerer <SEP> Durchmesser <SEP> <SEP> (cm) <SEP> 12,09 <SEP> 12,12 <SEP> 12,09 <SEP> 12,09
<tb> Abweichung <SEP> y <SEP> (cm) <SEP> 0, <SEP> 025 <SEP> 0, <SEP> 025 <SEP> 0, <SEP> 025 <SEP> 0, <SEP> 025 <SEP>
<tb>
Probe C : Gesamtprobe 3 Stücke :
Maschine eingestellt auf niedrige Rückhaltekraft
EMI6.7
<tb>
<tb> mittlerer <SEP> Durchmesser <SEP> <SEP> (cm) <SEP> 11, <SEP> 81 <SEP> 11, <SEP> 89 <SEP> 11, <SEP> 89 <SEP> 11, <SEP> 86 <SEP>
<tb> Abweichung <SEP> y <SEP> (cm) <SEP> 0, <SEP> 025 <SEP> 0, <SEP> 00 <SEP> 0, <SEP> 00 <SEP> 0, <SEP> 051 <SEP>
<tb>
Tabelle 3 33% nominaler Feuchtigkeitsgehalt, geforderter Stopfdurchmesser 12, 17 cm ; Probe A : 9 geraffte Hüllen für je 5 gestopfte Stücke, insgesamt 45 gestopfte Proben (101, 6 cm Länge) : Maschine auf hohe Rückhaltekraft eingestellt.
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<tb>
<tb>
1. <SEP> Ende <SEP> Mitte <SEP> 2. <SEP> Ende <SEP> I <SEP> insgesamt <SEP>
<tb> mittlerer <SEP> Durchmesser <SEP> 11 <SEP> (cm) <SEP> 12, <SEP> 19 <SEP> 12, <SEP> 22 <SEP> 12, <SEP> 19 <SEP> 12, <SEP> 22 <SEP>
<tb> Abweichung <SEP> y <SEP> (cm) <SEP> 0, <SEP> 051 <SEP> 0, <SEP> 051 <SEP> 0, <SEP> 051 <SEP> 0, <SEP> 051 <SEP>
<tb>
Probe B : Gesamtprobe 5 Stück : Maschine eingestellt auf sehr hohe Rückhaltekraft
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<tb>
<tb> mittlerer <SEP> Durchmesser <SEP> (cm) <SEP> 12, <SEP> 32 <SEP> 12,38 <SEP> 12,29 <SEP> 12,38
<tb> Abweichung <SEP> Y <SEP> (cm) <SEP> 0,00 <SEP> 0,025 <SEP> 0,025 <SEP> 0,025
<tb>
Probe C : Gesamtprobe 3 Stücke :
Maschine eingestellt auf mittlere Rückhaltekraft
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<tb>
<tb> mittlerer <SEP> Durchmesser <SEP> g <SEP> (cm) <SEP> 12,01 <SEP> 12,07 <SEP> 12,01 <SEP> 12,04
<tb> Abweichung <SEP> γ(cm) <SEP> 0,025 <SEP> 0,025 <SEP> 0,025 <SEP> 0,025
<tb>
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Tabelle 4 29% nominaler Feuchtigkeitsgehalt, geforderter Stopfdurchmesser 12, 17 cm Probe A : 9 geraffte Hüllen für je 5 gestopfte Stücke, insgesamt 45 gestopfte Proben (101, 6 cm Länge) : Maschine auf hohe Rückstellkraft eingestellt.
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<tb>
<tb>
1. <SEP> Ende <SEP> Mitte <SEP> 2. <SEP> Ende <SEP> insgesamt <SEP>
<tb> mittlerer <SEP> Durchmesser) <SEP> i <SEP> (cm) <SEP> 12, <SEP> 14 <SEP> 12, <SEP> 14 <SEP> 12, <SEP> 12 <SEP> 12, <SEP> 14 <SEP>
<tb> Abweichung <SEP> y <SEP> (cm) <SEP> 0, <SEP> 025 <SEP> 0, <SEP> 025 <SEP> 0, <SEP> 025 <SEP> 0, <SEP> 025 <SEP>
<tb>
Probe B : Gesamtprobe 5 Stücke : Maschine auf hohe Rückhaltekraft eingestellt.
EMI7.2
<tb>
<tb> mittlerer <SEP> Durchmesser <SEP> (i <SEP> (cm) <SEP> 12, <SEP> 12 <SEP> 12, <SEP> 14 <SEP> 12, <SEP> 12 <SEP> 12, <SEP> 12 <SEP>
<tb> Abweichung <SEP> y <SEP> (cm) <SEP> 0, <SEP> 025 <SEP> 0, <SEP> 00 <SEP> 0, <SEP> 00 <SEP> 0, <SEP> 025 <SEP>
<tb>
Probe C : Gesamtprobe 5 Stücke :
Maschine auf mittlere Rückhaltekraft eingestellt.
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<tb>
<tb> mittlerer <SEP> Durchmesser <SEP> <SEP> (cm) <SEP> 11, <SEP> 99 <SEP> 12, <SEP> 01 <SEP> 11, <SEP> 99 <SEP> 11, <SEP> 99 <SEP>
<tb> Abweichung <SEP> Y <SEP> (cm) <SEP> 0, <SEP> 025 <SEP> 0, <SEP> 025 <SEP> 0, <SEP> 025 <SEP> 0, <SEP> 025 <SEP>
<tb>
Tabelle 5 23% nominaler Feuchtigkeitsgehalt, geforderter Stopfdurchmesser 12, 17 cm.
Probe A : 2 geraffte Stücke, für je 5 gestopfte Stücke, insgesamt 10 gestopfte Proben (101, 6 cm Länge) : Maschine auf sehr hohe Rückhaltekraft eingestellt.
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<tb>
<tb>
1. <SEP> Ende <SEP> Mitte <SEP> 2. <SEP> Ende <SEP> insgesamt
<tb> mittlerer <SEP> Durchmesser <SEP> <SEP> (cm) <SEP> 12,14 <SEP> 12,14 <SEP> 12,12 <SEP> 12,14
<tb> Abweichung <SEP> γ(cm) <SEP> 0,10 <SEP> 0,051 <SEP> 0,051 <SEP> 0,076
<tb> Probe <SEP> B: <SEP> Gesamtprobe <SEP> 5 <SEP> Stücke: <SEP> Maschine <SEP> eingestellt <SEP> auf <SEP> hohe <SEP> Rückhaltekraft.
<tb> mittlerer <SEP> Durchmesser <SEP> <SEP> (cm) <SEP> 11,96 <SEP> 12,01 <SEP> 11,96 <SEP> 11,99
<tb> Abweichung <SEP> γ(cm) <SEP> 0,025 <SEP> 0,025 <SEP> 0,00 <SEP> 0,025
<tb>
Beispiel 2 :
Stopfversuche wurden mit verschiedenen kommerziell verwendeten Faserstoffhüllen mit Feuchtigkeitsgehalten von 21 bis 81%, bezogen auf die Gesamtmasse der Hülle, mit den folgenden Ergebnissen durchgeführt : a) 21, 3% Feuchtigkeitsgehalt, 2 Hüllen, beide Hüllen wurden beim Versuch, sie über die Kalibrierscheibe zu ziehen, aufgeschlitzt. b) 21, 6% Feuchtigkeit, 2 Hüllen, es wurden 30 Stücke gestopftes Produkt einer Länge von 101, 6 cm hergestellt, die Hülle riss einige Male, und manchmal wurde die Verschlussklammer vom Ende während des Stopfens abgesprengt.
Es mussten Doppelklammern an einigen Enden angebracht werden, um den Versuch zu beenden. c) 37, 9% Feuchtigkeit, 2 Hüllen, hergestellt wurden 30 Stücke von 101, 6 cm langen Produkten ohne Probleme. d) 43, 3% Feuchtigkeit, 2 Hüllen, es wurden 34 Stücke von 101, 6 cm Länge gestopften Produktes ohne Probleme hergestellt. e) 43, 3% Feuchtigkeit, 2 Hüllen, es wurden 30 Stücke einer Länge von 101, 6 cm von gestopftem Produkt ohne Probleme hergestellt. f) 50, 1% Feuchtigkeit, 1 Hülle, es wurden 15 Stücke einer Länge von 101, 6 cm an gestopftem Produkt ohne Probleme hergestellt. g) 56, 8% Feuchtigkeit, 2 Hüllen, es wurden 40 Stücke ohne Probleme hergestellt. h) 59, 3% Feuchtigkeit, 2 Hüllen, es wurden 31 Stücke ohne Probleme hergestellt.
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i) 61, 8% Feuchtigkeit, 2 Hüllen, es wurden 26 Stücke ohne Probleme hergestellt.
j) 62, 1% Feuchtigkeit, 2 Hüllen, es wurden 31 Stücke ohne Probleme hergestellt. k) 72, 0% Feuchtigkeit, 2 Hüllen, es wurden 30 Stücke ohne Probleme hergestellt. l) 73% Feuchtigkeit, 2 Hüllen, es wurden 18 Stücke ohne Probleme hergestellt. m) 76, 9% Feuchtigkeit, 2 Hüllen, es wurden 20 Stücke ohne Probleme hergestellt. n) 80, 6% Feuchtigkeit, 2 Hüllen, es wurden 32 Stücke ohne Probleme hergestellt.
Diese Versuche zeigten ferner, dass nur ein geringer oder kein Vorteil bezüglich der Beibehaltung von Grösse und der Steuerung der Stopfgeschwindigkeit mit Feuchtigkeitsgehalten von über etwa 35% verbunden war, und dass bei Feuchtigkeitsgehalten über 71% das überschüssige Wasser andere wünschenswerte oder notwendige Bestandteile der Hülle in ungünstiger Weise beeinflusste und zugleich den Hüllen unnötiges Gewicht und Raumbedarf verlieh. Diese Versuche zeigten ferner klar, dass die praktische untere Grenze für die kontrolliert befeuchteten Hüllen entsprechend der Erfindung in der Grössenordnung von 25% Feuchtigkeitsgehalt lag.
Vollständig mit Feuchtigkeit gesättigte Hüllen, die auf der gleichen Stopfvorrichtung getestet wurden, gaben schlechtere Ergebnisse.
EMI8.1
bei verschiedenen Feuchtigkeitsgehalten zu bestimmen und mit vollständig mit Feuchtigkeit gesät- tigten Hüllen des gleichen Typs zu vergleichen.
Fig. l zeigt eine Schar von Kurven, die die Dehnungs-Druck-Beziehungen der getesteten Hüllen bei verschiedenen Feuchtigkeitsgehalten, nämlich 66,5, 36, 6, 28, 8% und vollständig gesättigt, zeigen. Fig. l zeigt, dass der geforderte vollständig gestopfte Durchmesser der getesteten Hülle
12, 17 cm ist, wie durch die horizontale gestrichelte Linie angegeben ist. Es ist ferner ersichtlich, dass zur Erzielung des geforderten Stopfdurchmessers mit einer Hülle mit 28, 8% Feuchtigkeit ein
Druck von 0, 62 bar erforderlich ist, bei einer Hülle mit 36, 6% Feuchtigkeit ein Druck von 6, 52 bar, bei einer Hülle von 66, 5% Feuchtigkeit ein Druck von 0, 44 bar, bei einer vollständig eingeweichten
Hülle dagegen ein Druck von nur 0, 247 bar.
Dieses Beispiel zeigt daher die Reaktionsfähigkeit zum Erreichen der vollständig gestopften Grösse in bezug auf den Innendruck für kontrolliert be- feuchtete Hüllen, die 1, 8 bis 2, 5mal grösser als bei Hüllen ist, die vollständig mit Feuchtigkeit gesättigt sind, wobei diese Verhältnisse in den durch die Versuche gezeigten Bereichen erfindungsgemäss praktisch erreichbar sind.
Die Kurven von Fig. l zeigen ferner, dass bei jenem Druck, der benötigt wird, um den geforderten Stopfdurchmesser von 12, 17 cm aufrecht zu erhalten, die Kurven für die in erfindungsgemässer Weise gesteuert befeuchteten Hüllen flacher oder weniger steil als die Kurve für die voll eingeweichte Hülle sind. Daher ist für eine kleine Abweichung des Druckes während des Stopfens die Abweichung von dem geforderten gestopften Durchmesser bei den gesteuert befeuchteten Hüllen wesentlich geringer als bei den vollständig eingeweichten Hüllen. Erfindungsgemäss hergestellte Hüllen weisen daher einen gleichmässigeren gestopften Durchmesser auf.
Beispiel 4 : Eine schlauchförmige Zellulosehülle wurde für jeden geprüften Feuchtigkeitsgehalt gerafft und die Druck-Dehnungs-Beziehung der Hüllen bei zwei nahe beieinanderliegenden Feuchtigkeitsgehalten gemessen und mit jenen einer Hülle des gleichen Typs verglichen, die vollständig eingeweicht war.
Fig. 2 zeigt zwei Kurven für Hüllen mit 28, 3 und 26, 5% Feuchtigkeitsgehalt sowie für eine Hülle, die vollständig eingeweicht war. Der geforderte Stopfdurchmesser für die untersuchten Hüllen betrug 12, 12 cm. Die Kurven für Hüllen mit nahezu gleichen Feuchtigkeitsgehalten waren praktisch kongruent. Ferner ist ersichtlich, dass zum Erreichen des gestopften Durchmessers bei den Hüllen mit 28, 5 und/oder 26, 5% Feuchtigkeitsgehalt ein Druck von 0, 53 bar erforderlich war, während für die vollständig eingeweichte Hülle nur ein Druck von 0, 2 bar notwendig war. Das Verhältnis ist etwa 2, 7 wie im Falle von Beispiel 3.
Die Steigung der Kurve von Fig. 2 für die gesteuert befeuchteten Zellulosehüllen war wesentlich flacher als für die vollständig eingeweichte Hülle, wobei die letztere Kurve steiler als in Fig. l verlief, so dass das Beibehalten des geforderten Stopfdurchmessers bei Druckschwankungen bei den erfindungsgemäss hergestellten Hüllen ebenso gut, wenn nicht noch besser, erreichbar war, als bei den Hüllen gemäss Beispiel 3.
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Die erfindungsgemäss hergestellten Hüllen zeigen durchweg reproduzierbare und gute Resultate unter Betriebsbedingungen.