Verfahren zur Herstellung essbarer Fasern Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfah ren zur Herstellung essbarer Fasern, welche in Kern Mantel-Anordnung einen Kern aus nichfaserbilden- dem Material, umhüllt von einem Mantel :aus faser- bildendem Material, aufweisen.
Solche Fasern wer den in der Textilbranche gelegentlich auch als Hete- rofasern bzw. als zusammengesetzte Fasern mit Kern- Mantel-Anordnung der Faserkomponenten bezeich net.
Es ist bekannt, essbare Fasern herzustellen, wobei jedoch bisher zusammengesetzte Fasern der obge- nannten Komponentenanordnung nicht vorbeschrie- ben worden sind.
Man ging bislang beispielsweise so vor, @dass man alkalische Eiweisslösungen in einem sauren Spinnbad oder Fällbad koagulierte, also ein an sich bekanntes Nassspinnverfahren der Textil industrie entsprechend anwendete.
Will man nun aber, und dies ist Ziel der Er findung, zusammengesetzte Fasern herstellen, bei denen der Kern aus nichtfaserbildendem und der Mantel aus faserbildendem Material besteht, so be gegnet man bei Anwendung der herkömmlichen Techniken, aus nicht ganz geklärten Gründen, un- erwarteten Schwierigkeiten,
.indem das koagulierbare Mantalmaterialbereits ian der in das Spinnbad ein- getauchten Spinnidüsenfläche koaguliert und -die Düse verunreinigt. Das Spinnen wird dadurch ausseror- dentlich erschwert, und häufige Unterbrüche zur Rei nigung der Düsen werden unumgänglich.
Diesen Schwierigkeiten kann man auf dem Ge biete der essbaren Fasern nicht dadurch begegnen, ,dass man den Fasern und/oder dem Spinnbad ge wisse Zusätze beigibt, wie dies in,der Textilindustrie angehen mag, da solche Zusätze in Nahrungsmitteln ,zumeist :nicht unbedenklich sind. Da somit mit der artigen Hilfsmitteln keine grossen Aussichten auf Erfolg bestanden, mussten .andere Wege gesucht wer den.
Es wurde versucht, dem erwähnten Übel@stand ,dadurch abzuhelfen, @d@ass :die Spinndüse Baus dem Bad genommen und die Fäden (noch in flüssiger Form) in die Luft versponnen wurden, worauf sie erst in das Fällbad gelangten.
Hierbei zeigte sich aber; dass die Fäden grösstenteils an der Badoberfläche schwammen, so dass sie einseitig .koagulierten, was bewirkte, dass die Hülle unregelmässig ausgebildet wurde oder sogar aufplatzte, so dass man entweder den Zweck Ader Erfindung nicht erfüllende schlechte Kern-Mantel-Fasern -erhielt oder aber überhaupt nicht zu dieses\ Art .der zusammengesetzten Fasern gelangen konnte.
Es war auch nicht möglich, die Fasern durch Abzugorgane, allenfalls in Zusammenwirkung mit Umlenkorganen, derart abzuziehen, dass sie in das Bad eintauchten., da die in diesem Stadium noch geringe Festigkeit der Fasern das, nicht zuliess.
Es wurde nun gefunden, :dass die Schwierig- keiten bei Ader Herstellung von essbaren Fasern mit einem Kern aus nichtfaserbildendem Material und einem Mantel aus faserbildendem Material dadurch beseitigt werden können, @dass :die in noch ungefällter Form aus der Düse austretenden Fäden :
nach einem Luftgang, d. h. nach Durchlaufen einer Luftstrecke, mit einem laminar :strömenden Spinnbad in Be rührung gebracht werden, wobei ein Strömungsvek- tor gleichgerichtet isst der Fortbewegungsrichtung der ,auf :das strömende Spinnbad auftreffenden Fäden. Bei diesem Vorgehen werden die Fäden überraschen derweise sofort unter die Oberfläche des strömenden Spinnbades gezogen und allseitig .gleichmässig koagu liert.
Es versteht sich, @dass die Strömungsgeschwindig- keit am Ort des Auftreffens oder Fäden auf den Spinn- badstrom .ausreichen muss, um die Fäden gestreckt so weiterzubewegen, @dass keine Überlieferung durch die Spinndüse erfolgt.
Zweckmässigerweise wind die Strömungsgeschwindigkeit indessen etwas höher sein als die Spinngeschwindigkeit, so,dass dadurch gleich- zeitig eine gewisse Vorverstreckung der noch urge- fällten und plastischen Fäden erfolgt.
Man .kann da durch aber auch die Verstreckung der bereits teil weise oder ganz gefällten Fäden zumindest unter stützen.
Die Tiefe .des laminaren Spinnbadstromes soll .in der Regel die Faserdicke der auf sie ,auftreffenden Fäden um deren Mehrfaches übersteigen, damit eine allseitige Fällung bei vollständigem Eintauchen der Fäden gewährleistet ist. Die Strömung soll ausserdem möglichst turbulenzfrei sein, damit ein Aufreissen .des Mantels nicht erfolgt und die Fäden nicht mit einander in Berührung gelangen,
während sie noch plastisch sind.
Nach einer gewissen Wegstrecke kann der Spinn- badstrom in ein stehendes Spinnbad einmünden, wobei er zweckmässig unter dessen Oberfläche @ge- leitet wird. Hierbei lassen sich natürlich etwelche Turbulenzen nicht vermeiden, doch sind diese der schon etwas koagulierten Faser nicht mehr .abträg lich.
Anhand der in der Zeichnung dargestellten Aus führungsform der Erfindung wird diese hiernach beispielsweise näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in schematischer Darstellung eine Vorrichtung, die sich zur Durchführung des erfindungsgemässen Ver fahrens eignet.
Die schematisch wiedergegebene Spinneinrichtung umfasst im wesentlichen eine Spinndüsenplatte 100 mit nicht gezeigten Zufuhrmitteln für die Spinnlö sungen sowie eine Spinnbadanordnung, welche !aus einer Zuführungsvorrichtung 101 für die Zufuhr von Spinnbad auf die Rutsche 102, einem Spinn- badtrog 103, Umlenkorganen 104 und Wickelorga nen 105 besteht.
Als Spinndüsen werden mit Vorteil den Zwecken der Erfindung angepasste Düsen verwendet, wie sie beispielsweise aus den deutschen Patentschriften Nm.<B>1</B>047 984, 1 115 689, 1 152 219,<B>1168</B> 603, 1 169 609, 1 173 610 und 1 180 482 bekannt sind.
Aus den Düsen der Düsenplatte 100 treten, die zusammengesetzten, noch nicht gefällten Fäden senk- recht von oben -nach unten aus und gelangen durch die Schwerkraftwirkung auf den Lammaren Fällbad- strom L,
welch letzterer durch Zufuhr von Spinn- badflüssigkeit ,aus der Zuführungsvorrichtung 101 ,auf der Rutsche 102 erzeugt wird. Dieser laminare Strom L nimmt die Fäden auf,
führt sie entlang der Rutsche mit sich und leitet sie in das im Trog 103 befindliche Spinnbad S ein.
Die Fäden sind in der Darstellung mit F bezeichnet. Durch idie Wirkung des laminar fliessenden Spinnbadstromes sowie der Wickelorgane 105 werden die Fäden im Spinnbad S weiterbefördert, wobei die Umlenkorgane 104 zur Richtungsänderung der -bereits gefällten Fäden vor dem Austritt aus dem Spinnbad dienen.
Wie aus der Textilindustrie bekannt, so werden ,auch hier in der Regel die erhaltenen Fäden von Spinnbadbestandteilen gereinigt und mehr oder weni ger entwässert. Hierauf können die Fäden durch ein Einbettungsmittel bzw. Bindemittel zu grösseren Bündeln zusammengefasst werden, so dass man letzt- lich z. B. wurstartige Gebilde erhält. Man kann ,aus den ,so erzeugten Fäden z.
B. jene Nahrungs- mittel mit :Faserstruktur erzeugen, welche ,in der ,belgischen ,Patentschrift Nr. 666 587 beschrieben ,und beansprucht sind.
<I>Beispiel</I> Es wird eine Vorrichtung verwendet, wie sie in. der Zeichnung dargestellt ist. In :der Spinndüsen- platte sind neun Düsen enthalten, welche je einen Faden mit Kern und Mantel auszupr.-ssen gestatten.
Der Kern aus nicht faserbildendem Material wird durch Auspressen ,der wie folgt erhaltenen Spinn- masse gebildet:
Man homogenisiert 100 kg Voll- milchpulver mit 80 Liter Wasser. .Die so erhaltene Milch wird mit :einer Schmelze von<B>100</B> kg Arachid- fett und 4 kg Lecithin zu einer Emulsion verarbeitet, welche :die Kem-Spinnmasse bildet.
Um die jobgenannte Kernmasse wird gleichzeitig ,die wie nachstehend beschrieben erhaltene Mantel- Spinnmasse aus den Düsen ausgepresst: Man gibt 300 kg Säurecasein zu 450 Liter Wasser :und lässt eine Stunde quellen.
Nun gibt man 150 Liter 5 % ige wässrige Natriumhydroxydlösung hinzu und rührt die Mischung auf dem Wasserbad bei 90 C bis zur Auflösung. Die so erhaltene viskose Lösung wird filtriert und hierauf .entlüftet. Sie kann nun .als Man tel-Spinnmasse verwendet werden.
13eide obgenannten Spinnnassen werden bei 50 C zu Kern-Mantel-Fasern versponnen. Die Spinn-düsenplatte befindet .sich dabei 4-5 Meter über dem .oberen Ende der Rutsche 102, welche mit Spinnbadlösung (auf 55 C erwärmte, 10 % ige wäss- rige Natriumehloridlösung mit 1 % Salzsäure) in :
einer Menge von 30 Liter/Minute so -beschickt wird, ,dass sich ,auf ihr ein laminarer Spinnbadstrom bildet, der die auftreffenden Fasern, wie zur Zeichnung .bereits näher beschrieben, mit sich nimmt. Die Spinngeschwindigkeit, ausgedrückt in pro Zeitein- heit und Düse ausgestossener Spinnmasse, beträgt für die Kernmasse 0,013 kg/Stunde und für die Mantelmasse 0,
105 kg/Stunde. Man erhält ,dieserart :aus neun Spinndüsen, nach Waschen und Zentri fugieren der Fasern 1,3 kg Fasern pro Stunde. Diese Fasern haben einen Trockensubstanzgehalt von 35 %.
Die so erhaltenen RTI ID="0002.0221" WI="11"HE="4" LX="1465" LY="2473"> Fasern kann man unter .geeig neter ss'ürzung mit einem Bindemittel zu einem wurstartigen Strang verbinden, der sich wie Wurst in Scheiben schneiden und essen lässt.
Wie aus dieser Beschreibung und insbesondere aus der Zeichnung ;ersichtlich -ist, ist die Führung des laminar strömenden Fällbades entlang eines be stimmten Weges von Vorteil. Dies muss aber nicht in der oben wiedergegebenen Weise erfolgen.
So kann man beispielsweise den Fällbadstromentlang der Wandung eines trichterförmigen Gebildes führen und die Düsen auf einem Ring anordnen, so dass die Fäden entlang ,der gedachten Wandung eines Zylinders nach unten fallen und .auf Aden Trichter- wänden in Aden Fällbadstrom gelangen.
Dem Fach mann der Spinnbranche werden sich auch andere geeignete Ausführungsformen mit Leichtigkeit als ,ausführbar zeigen Natürlich können Kern und Mantel auch aus anderen als den im Beispiel angegebenen Materialien bestehen, wobei es nichtunbedingt auf eine voll ständige Auswertbarkeit der darin enthaltenen Stoffe für den menschlichen Organismus ankommt, sondern leidiglich.auf die Essbarkeit, indem ja auch natürliche Lebensmittel häufig unverdauliche Anteile,
wie Cel- lulose, enthalten und z. B. für Diätzwecke unter Umständen essbare, aber vom Organismus höchstens teilweise verwertbare Stoffe für Kern und/oder Man tel erwünscht sein können.
Es sei auch erwähnt, dass die Fasern nicht nur als Endlosfasern oder Langfasern (lange Stapelfa sern), sondern auch in kurzgehackter Form, gegebe nenfalls unter Verwendung eines Verbindungsmittels, zu Nahrungsmitteln verarbeitet werden können.. Da bei kann man die Fasern sowohl ,im ursprü:glichen hydratisierten als auch in getrocknetem oder re- hydratisiertem Zustand verwerten.
Eine Aromatisierung ,ist selbstverständlich be liebig möglich und kann in der Faser selbst und/oder durch das Bindemittel beider Herstellung von Nah rungsmitteln erfolgen. Zumeist wird man erst dann aromatisieren, wenn die Fasern von .den Spinn badresten befreit :sind. Man kann aber auch schon während des Spinnens oder beim .Entfernen der Spinnbadreste aus den Fasern aromatisieren.
Man kann das erfindungsgemässe Verfahren auch als Kontinueverfahren so ausführen, dass man die ersponnenen Fasern in fortlaufendem Arbeitsgang von Spinnbadresten befreit, aromatisiert, mit Binde mittel versieht und, z. B. in Wurstform, direkt zu einem Nahrungsmittel verarbeitet. Letzteres kann als Frischnahrungsmittel oder in Konservenform, ge gebenenfalls auch dehydratisiert, in den Handel ge langen. Ein bisher nicht genannter Vorteil der Produkte dieser Erfindung ist es, dass die Fasern relativ .grob titrig (z.
B. mehrere hundert Denier und darüber) sein dürfen, weil die faserbildende Substanz nur den Mantel der Faser bildet, den man sehr dünn (z. B. 30-50 Mikron bei 30 % Trockensubstanzge- halt und einer Gesamtfaserdicke von 90-130 Mikron) halten kann, so dass die Fasern beim Kauen nicht zäh wirken, was bei Vollfasern gleicher Dicke, ,die im gesamten Querschnitt aus faserbildendem Material bestehen, in der Regel der Fall wäre.
Dickere Einzeltiter aber bedeuten auch höhere Pro duktion pro Düse bei .gleicher linearer Spinnge schwindigkeit.
Method for the production of edible fibers The present invention relates to a method for the production of edible fibers which, in a core-sheath arrangement, have a core made of non-fiber-forming material, encased by a sheath made of fiber-forming material.
Such fibers are sometimes referred to in the textile industry as heterofibers or as composite fibers with a core-sheath arrangement of the fiber components.
It is known to produce edible fibers, but so far composite fibers of the above-mentioned component arrangement have not been described above.
Up to now, for example, the procedure used was to coagulate alkaline protein solutions in an acidic spinning bath or precipitation bath, i.e. using a known wet spinning process in the textile industry.
If, however, and this is the aim of the invention, you want to produce composite fibers in which the core is made of non-fiber-forming material and the sheath is made of fiber-forming material, you encounter unexpected problems when using conventional techniques, for reasons that are not entirely clear Trouble,
By the coagulable shell material already coagulating on the spinning nozzle surface immersed in the spinning bath and contaminating the nozzle. This makes spinning extremely difficult, and frequent interruptions to clean the nozzles are unavoidable.
In the field of edible fibers, these difficulties cannot be met by adding certain additives to the fibers and / or the spinning bath, as may be the case in the textile industry, since such additives in food are mostly not safe . Since there was no great chance of success with such aids, other ways had to be sought.
Attempts were made to remedy the above-mentioned evil @ d @ ass: the Baus spinneret was taken from the bath and the threads (still in liquid form) were spun into the air, whereupon they only got into the precipitation bath.
But here it was shown; that the threads largely floated on the bath surface, so that they coagulated on one side, which caused the shell to be irregularly formed or even to burst open, so that either bad core-sheath fibers that did not fulfill the purpose of the invention were obtained or at all could not get to this \ kind of composite fibers.
It was also not possible to pull off the fibers by means of extraction devices, possibly in cooperation with deflection devices, in such a way that they dipped into the bath, since the still low strength of the fibers at this stage did not allow this.
It has now been found that: the difficulties in the production of edible fibers with a core made of non-fiber-forming material and a sheath made of fiber-forming material can be eliminated by: the threads emerging from the nozzle in an unprecipitated form:
after an air passage, d. H. after passing through an air gap, be brought into contact with a laminar: flowing spinning bath, a flow vector being aligned with the direction of movement of the threads impinging on the flowing spinning bath. With this procedure, the threads are, surprisingly, immediately drawn under the surface of the flowing spinning bath and coagulated on all sides.
It goes without saying that @ the flow velocity at the point of impact or threads on the spinning bath stream must be sufficient to move the threads in a stretched manner so that there is no transfer through the spinneret.
Expediently, however, the flow speed is somewhat higher than the spinning speed, so that at the same time a certain pre-stretching of the plastic threads which have not yet been precipitated takes place.
You can also at least support the stretching of the threads that have already been partially or completely precipitated.
The depth of the laminar spinning bath flow should, as a rule, exceed the fiber thickness of the threads impinging on it several times over, so that precipitation on all sides is guaranteed when the threads are completely immersed. The flow should also be as free of turbulence as possible so that the jacket does not tear and the threads do not come into contact with each other.
while they are still plastic.
After a certain distance, the spinning bath stream can flow into a stationary spinning bath, whereby it is expediently guided under its surface @. Here, of course, some turbulence cannot be avoided, but it is no longer detrimental to the somewhat coagulated fiber.
Based on the embodiment of the invention shown in the drawing, this is explained in more detail below, for example. The drawing shows a schematic representation of a device which is suitable for carrying out the method according to the invention.
The schematically reproduced spinning device essentially comprises a spinneret plate 100 with feed means (not shown) for the spinning solutions, as well as a spinning bath arrangement which consists of a feeding device 101 for feeding the spinning bath onto the chute 102, a spinning bath trough 103, deflection elements 104 and winding organs 105 consists.
Nozzles adapted to the purposes of the invention are advantageously used as spinning nozzles, such as those from German patents Nm. 1 047 984, 1115 689, 1 152 219, 1168 603 , 1,169,609, 1,173,610 and 1,180,482 are known.
From the nozzles of the nozzle plate 100, the assembled, not yet precipitated threads emerge vertically from the top-down and reach the Lammaren precipitation bath stream L due to the effect of gravity,
which the latter is generated by supplying spinning bath liquid from the supply device 101 on the chute 102. This laminar flow L takes up the threads,
carries them along the slide and introduces them into the spinning bath S located in trough 103.
The threads are labeled F in the illustration. Through the action of the laminar flowing spinning bath stream and the winding elements 105, the threads are conveyed further in the spinning bath S, the deflection elements 104 serving to change the direction of the threads that have already been precipitated before they exit the spinning bath.
As is known from the textile industry, the threads obtained are usually cleaned of spinning bath components and more or less dewatered. The threads can then be combined to form larger bundles by means of an embedding agent or binding agent, so that, ultimately, z. B. receives sausage-like structures. You can, from the threads thus generated z.
B. those foods with: produce fiber structure, which, in the Belgian patent specification No. 666 587, and are claimed.
<I> Example </I> A device as shown in the drawing is used. In: the spinneret plate there are nine nozzles, each of which allows a thread with core and sheath to be squeezed out.
The core of non-fiber-forming material is formed by pressing out the spinning mass obtained as follows:
100 kg of whole milk powder are homogenized with 80 liters of water. The milk obtained in this way is processed with: a melt of <B> 100 </B> kg arachid fat and 4 kg lecithin to form an emulsion which: forms the core spinning mass.
At the same time, around the job-named core mass, the jacket spinning mass obtained as described below is pressed out of the nozzles: 300 kg of acid casein are added to 450 liters of water: and allowed to swell for one hour.
150 liters of 5% aqueous sodium hydroxide solution are then added and the mixture is stirred on a water bath at 90 ° C. until it dissolves. The viscous solution obtained in this way is filtered and then vented. It can now be used as a mantle spinning mass.
Both of the above-mentioned spinning masses are spun at 50 C to form core-sheath fibers. The spinning nozzle plate is located 4-5 meters above the upper end of the slide 102, which is filled with a spinning bath solution (10% aqueous sodium chloride solution with 1% hydrochloric acid heated to 55 C) in:
an amount of 30 liters / minute is charged in such a way that a laminar spinning bath flow is formed on it, which takes the fibers that hit it with it, as described in more detail for the drawing. The spinning speed, expressed in the spinning mass ejected per time unit and nozzle, is 0.013 kg / hour for the core mass and 0 for the sheath mass,
105 kg / hour. In this way: from nine spinnerets, after washing and centrifuging the fibers, 1.3 kg of fibers per hour are obtained. These fibers have a dry matter content of 35%.
The RTI ID = "0002.0221" WI = "11" HE = "4" LX = "1465" LY = "2473"> fibers obtained in this way can be combined with a binding agent to form a sausage-like strand can be cut into slices like sausage and eaten.
As can be seen from this description and in particular from the drawing, the guidance of the laminar-flowing precipitation bath along a certain path is advantageous. However, this does not have to be done in the manner shown above.
For example, you can run the precipitation bath stream along the wall of a funnel-shaped structure and arrange the nozzles on a ring so that the threads fall down along the imaginary wall of a cylinder and get into the precipitation bath stream on the funnel walls.
The skilled man in the spinning industry will also find other suitable embodiments as feasible with ease. Of course, the core and sheath can also consist of materials other than those specified in the example, although it is not essential that the substances contained therein can be fully evaluated by the human organism on the edibility, since natural foods often contain indigestible components,
like cellulose, contain and z. B. for diet purposes under certain circumstances edible, but at most partially usable by the organism substances for core and / or Man tel may be desired.
It should also be mentioned that the fibers can be processed into food not only as continuous fibers or long fibers (long staple fibers), but also in short-chopped form, if necessary with the use of a lanyard. Since the fibers can be used both in the original : use in the same hydrated as well as in the dried or rehydrated state.
Flavoring is of course possible as desired and can take place in the fiber itself and / or through the binder in the production of food. In most cases, flavoring will only take place when the fibers have been freed from the spinning residue. But you can also aromatize during spinning or when removing the spinning bath residues from the fibers.
The inventive method can also be carried out as a continuous process in such a way that the spun fibers are freed from spinning bath residues in a continuous operation, flavored, provided with binding agent and, for. B. in sausage form, processed directly into a food. The latter can come on the market as fresh food or in canned form, if necessary also dehydrated. A previously unmentioned advantage of the products of this invention is that the fibers are relatively coarse (e.g.
B. several hundred denier and above), because the fiber-forming substance only forms the sheath of the fiber, which is very thin (e.g. 30-50 microns at 30% dry matter content and a total fiber thickness of 90-130 microns) can hold, so that the fibers do not appear tough when chewed, which would be the case with solid fibers of the same thickness, which consist of fiber-forming material in the entire cross-section.
However, thicker individual titers also mean higher production per nozzle with the same linear spinning speed.