La présente invention concerne une enveloppe tubulaire constituée d'une peau en matière plastique et présentant une forme courbée lorsqu'elle est remplie d'une matière.
En général, les saucisses de Vienne et de Francfort sont fabriquées en remplissant des boyaux naturels de mouton ou de porc, de chair à saucisse crue, au moyen de machines de remplissage. Ces boyaux sont conservés au sel et remis dans leur état
original, lors de l'utilisation, par un moyen approprié. Ils sont ensuite appliqués sur la buse de la machine de remplissage pour recevoir la chair crue qui est à emballer de cette façon. Le produit alimentaire enveloppé dans ces boyaux naturels assume une forme courbée qui le rend attractif du point de vue esthétique.
Cependant, les quantités disponibles de ces boyaux naturels de mouton et de porc sont limitées, et leurs dimensions ne sont pas constantes, mais varient d'un boyau à l'autre, de sorte qu'ils ne conviennent pas à un fonctionnement continu de la machine de remplissage, sur une longue durée, et ne permettent donc qu'une productivité limitée.
De plus, comme la quantité disponible de boyaux de mouton et de p Drc a diminué et comme la main-d'ceuvre nécessaire pour la fourniture et la préparation de ces boyaux a également diminué d'année en année. les salaires de ces ouvriers augmentent continuellement, et les boyaux naturels deviennent donc peu intéressants du point de vue du coût de la fabrication. D'autre part, ces boyaux de mouton et de porc usuels sont pratiquement limités à une utilisation dans la production de saucisses de Vienne et de
Francfort, et trouvent assez difficilement une utilisation dans l'em- ballage d'autres aliments.
Il est connu de fabriquer des aliments emballés dans une enveloppe de peau en plastique ayant la propriété de se rétrécir sous l'effet de la chaleur. Cependant, le procédé connu n'utilise cette propriété de la peau d'emballage que dans le but de lui donner une tension après le remplissage, de sorte que les produits emballés ont simplement une forme droite, cylindrique, rectangulaire ou autre, ce qui leur donne un aspect commun et sans aucun caractère particulier. Afin de rendre ces produits attractifs pour les consommateurs d'une façon générale, différents efforts ont été faits jusqu'ici consistant par exemple à imprimer un joli dessin sur la surface de la peau, ou à prévoir une bande de fermeture sur la peau, facilitant l'ouverture de l'emballage et l'accès au contenu.
Bien que des produits emballés et préparés de cette façon soient toujours à la mode sur le marché en général, des produits emballés sous une forme courbée, dans une peau en plastique, à la manière des saucisses emballées dans les boyaux naturels de mouton ou de porc, n'ont pas encore apparu.
Il est tout à fait naturel que la chair à saucisse emballée dans les boyaux naturels de mouton ou de porc présente une forme courbée, étant donné que ces boyaux ont à l'origine une telle forme courbée. Cependant, comme cette matière d'emballage en tissu possède en elle-même cette courbure, elle produit des plis lorsqu'on l'enroule, et il est difficile de maintenir constante la tension qu'on lui impartit au moment de l'enroulement. Ceci risque de produire des déformations locales sur la matière d'emballage et différents autres défauts.
L'invention a pour but de pallier les inconvénients mentionnés et de fournir un emballage du genre décrit, dont le prix de revient est faible, et qui permette une production continue des produits emballés, avec une productivité nettement supérieure à celle qu'on obtient en utilisant des boyaux naturels.
A cet effet, I'enveloppe tubulaire selon l'invention est caractérisée en ce qu'elle possède sur une partie de sa circonférence, dans sa direction longitudinale, un taux de rétrécissement thermique différent de celui de la partie restante.
L'invention a également pour objet un procédé de fabrication d'une telle enveloppe tubulaire et l'utilisation de cette enveloppe dans l'emballage d'aliments.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'invention.
La fig. 1 est une représentation schématique d'un dispositif pour fabriquer l'enveloppe tubulaire ayant la propriété de se courber.
La fig. 2 est une vue latérale de l'enveloppe tubulaire remplie de chair à saucisse, avant traitement thermique.
La fig. 3 est une vue latérale de la saucisse de la fig. 2, après traitement thermique.
La fig. 4 montre une saucisse fabriquée dans une forme annulaire.
La fig. 5 est un graphique montrant le taux de rétrécissement thermique de l'enveloppe tubulaire, obtenu par de l'eau chaude, la courbe A indiquant le rétrécissement de la partie traitée de la peau, et la courbe B le rétrécissement de la partie non traitée de la peau.
Il a été trouvé par les inventeurs que, lorsqu'on emballe un aliment dans une enveloppe tubulaire constituée d'une peau en matière plastique n'ayant pas à l'origine une courbure propre, mais présentant des taux de rétrécissement thermique différents en certaines parties, I'aliment emballé prend une forme courbée au moment de l'emballage ou par un échauffement ultérieur.
L'enveloppe constituée d'une peau en matière plastique ayant la propriété de se rétrécir sous l'effet de la chaleur, à des taux localement différents, ne possède pas une courbure intrinsèque, et son aspect extérieur est essentiellement plat. Par conséquent, la peau, qui se présente soit sous forme de feuille plate, soit sous forme tubulaire, peut être facilement enroulée, emmagasinée et transportée. Dans le cas où il s'agit d'une feuille plate, on peut utiliser avantageusement une machine de fabrication et de remplissage continus de sachets.
Le procédé de fabrication de l'enveloppe en peau est le suivant:
Une peau tubulaire non traitée est pliée à plat et enroulée pour former un rouleau 1, montré sur la fig. 1. Cette peau enroulée et non traitée est passée entre une paire de cylindres de guidage 4 des cylindres comprimeurs 3, 3a, un jet d'air de refroidissement 5, et une autre paire de cylindres de guidage 4a, ces différents organes étant disposés entre des rouleaux de serrage 2, 2a. Pendant le mouvement de la peau, un levier de réglage de l'espacement des rouleaux (non représenté), disposé d'un côté du rouleau de serrage 2a, est mis en action pour élargir l'espacement des rouleaux.
Au début du fonctionnement, on insuffle un gaz dans l'enveloppe tubulaire, à partir d'une de ses extrémités, à l'endroit des rouleaux de serrage 2a, puis l'espacement entre les rouleaux de serrage 2a est diminué sous l'action du levier de réglage, de manière à fixer l'extrémité de l'enveloppe et à retenir le gaz injecté à l'intérieur de l'enveloppe tubulaire.
Une partie de l'enveloppe tubulaire ainsi gonflée de manière à prendre une forme cylindrique est amenée à passer à travers un milieu chauffant 6, la peau non traitée étant continuellement déroulée du rouleau 1 et passée entre les rouleaux de serrage 2 et, en amont. entre les rouleaux de serrage 2a. La partie de l'enveloppe tubulaire passant à travers le milieu chauffant reçoit une certaine hystérésis thermique en direction longitudinale. On entend par hystérésis thermique le retard de la dilatation par rapport à l'effort de traction et de la contraction par rapport à la disparition de l'effort dans un corps élastique à l'état chaud, du fait de la friction interne.
Etant donné que la longueur de la matière formant l'enveloppe tubulaire est maintenue constante par la pression du gaz compris dans le tube, ainsi que par la tension appliquée à la peau dans sa direction longitudinale, par les rouleaux de serrage 2, 2a, la partie de l'enveloppe soumise au traitement thermique à haute température est également maintenue dans un état de tension pendant tout le traitement, de sorte qu'un rétrécissement libre à cette partie est empêché. et les dimensions originales de la peau peuvent pratiquement être maintenues à la même valeur qu'avant le traitement thermique.
Dans le cadre de la méthode décrite ci-dessus, la courbure de l'enveloppe peut être variée convenablement, dans les limites du rétrécissement maximum de la peau, en choisissant librement la température du milieu chauffant et le temps de traitement.
Quant à ce temps de passage de la peau à travers le milieu chauffant, quelques secondes peuvent suffire si l'on utilise un milieu ayant une grande efficacité de transmission thermique. Ce passage de la peau à travers le milieu chauffant confère à cette peau tubulaire une hystérésis thermique uniforme. Pour atteindre ce but, il peut être nécessaire de prévoir en plus un appareil permettant de régler automatiquement la température du milieu, dans le cas où il s'agit d'un liquide.
L'enveloppe tubulaire, à une partie de laquelle on a conféré une hystérésis thermique, passe ensuite à travers un jet d'air de refroidissement 5, où elle est refroidie, puis elle est enroulée sur un rouleau la, formant l'enveloppe traitée définitive. Dans le cas où le milieu chauffant est un liquide, les gouttes de liquide restant sur la surface de l'enveloppe sont également enlevées par le jet d'air.
De cette façon, I'enveloppe tubulaire présentant des taux de rétrécissement thermique localement différents est obtenue par un traitement thermique appliqué de façon continue et sous tension à une partie de la matière plastique possédant la propriété du rétrécissement thermique, en direction longitudinale, de manière à rendre le taux de rétrécissement thermique de la partie traitée plus faible que celui de la partie non traitée restante. Ce traitement thermique sous tension ne provoque pratiquement aucune déformation de la matière traitée, mais, lorsqu'une telle enveloppe est soumise à un rétrécissement libre par un échauffement tel que, par exemple, par l'action d'eau chaude, elle prend une forme courbée en arc.
Lorsqu'on remplit cette enveloppe du contenu prévu tel que de la chair à saucisse, le produit final trouve sa forme courbée par un traitement thermique ultérieur au remplissage, ou automatiquement au moment du remplissage, bien qu'il soit généralement difficile à admettre que le rétrécissement libre de la peau puisse avoir lieu au moment du remplissage, la matière introduite étant essentiellement solide.
Le mécanisme par lequel le produit alimentaire emballé prend une forme courbée résulte du fait que la chaleur du contenu luimême au moment de l'emballage, ou un traitement thermique du produit emballé, une fois le remplissage effectué, produit un rétrécissement thermique de la partie non traitée de l'enveloppe tubulaire, de manière à réduire sa longueur pour la rendre plus courte que celle de la partie traitée thermiquement. De cette façon, la matière enveloppée est étirée dans la direction longitudinale de l'enveloppe, de manière à adopter une forme courbée.
A côté du procédé sus-mentionné, permettant de varier de façon continue le taux de rétrécissement thermique d'une partie de la peau plastique rétrécissable dans sa direction longitudinale, les méthodes de traitement thermique connues suivantes peuvent être utilisées.
Ce sont: le laminage à chaud, I'application d'ondes haute fréquence, de rayonnements infrarouges, etc. Comme il a été mentionné, ce traitement thermique doit être effectué sous tension de la matière plastique, de manière à faciliter l'enroulement de l'enveloppe traitée et à éviter des difficultés au cours de l'opération de remplissage.
II est également à noter que le traitement de l'enveloppe tubulaire conférant un taux de rétrécissement thermique diffèrent à une partie traitée de cette enveloppe, peut être réalisé par un autre procédé que le chauffage local de la peau dans sa direction longitudinale, tel que, par exemple, I'application d'un solvant plastifiant particulier sur la partie en question de la peau, ou encore l'application locale d'un polymère jusqu'à une certaine épaisseur.
La matière plastique à rétrécissement thermique utilisable pour réaliser la présente invention peut être une matière quelconque qui présente un rétrécissement sous l'effet de la chaleur. Des exemples de matériaux plastiques utilisables sont le chlorure de vinylidène, le chlorure de vinyle, le polyéthylène, un polyester, le polypropylène, I'acétate polyvinylique, le nylon, le chlorhydrate caoutchouteux et autres. Sont également utilisables des matières composites qui sont obtenues en assemblant des couches des genres sus-mentionnés en superposition, ainsi que des films laminés sur lesquels on applique une solution solvant de haut polymère ou
une suspension aqueuse de haut polymère, dans une mesure qui
n'empêche pas le rétrécissement thermique de la peau obtenue.
Les exemples suivants sont destinés à faciliter l'exécution de
l'invention par des hommes de métier et sont donnés uniquement
à titre d'illustration sans avoir un caractère limitatif.
Le terme rayon de courbure utilisé dans ces exemples est
donné par une valeur numérique indiquant le degré de courbure
du produit enveloppé tel qu'il est finalement obtenu. Plus le rayon
de courbure r est petit, plus le degré de courbure du produit
enveloppé est grand. Le rayon de courbure du produit enveloppé
est dérivé des équations suivantes:
h=r-rcos 0/2 (1) S=2rsin0/2 -- - - - (2)
(où h est la hauteur de l'arc et S la longueur de la corde).
On élimine 0 des équations (1) et (2) ci-dessus et on trouve pour
la valeur de r: r=S2/8h.+h./2 (3 )
Exemple 1
Une enveloppe tubulaire sans soudure en un copolymère de chlorure de vinyle/chlorure de vinylidène, ayant une épaisseur de 0,04 mm et ayant été obtenue par un procédé de soufflage connu a été aplatie en donnant une largeur de 40 mm, puis a été enroulée sur une bobine.
L'enveloppe enroulée a été soumise à un traitement thermique local, au moyen de l'appareil de la fig. 1, dans lequel environ V4 de la circonférence du tube a été passé à l'eau bouillante pendant une durée de 2 secondes.
Le rouleau de peau traité ne présentait extérieurement aucun changement notable tel qu'un ramollissement ou une déformation.
Cependant, lorsque cette peau traitée a été chauffée, une différence considérable dans les taux de rétrécissement entre les parties traitées et non traitées pouvait être constatée à chaque niveau de température, comme le montre la fig. 5. La courbe A de cette figure montre le taux de rétrécissement thermique de la partie traitée, et la courbe B indique celui de la partie non traitée.
La durée de passage dans l'eau chaude était de 3 minutes.
L'enveloppe tubulaire traitée thermiquement a été coupée en morceaux d'environ 2 mètres de longueur, et ces morceaux ont été remplis de chair à saucisse exactement de la même façon que dans le cas de l'utilisation de boyaux de mouton et de porc. A des distances de 10 cm, I'enveloppe remplie a été pincée au moyen d'une bague en aluminium, puis tranchée pour séparer les pièces. Les saucisses séparées ont ensuite été trempées dans de l'eau chaude à 90 C pendant 40 minutes pour les stériliser, puis sorties du milieu chauffant et refroidies. Le produit final prit alors une forme courbée telle que la montre la fig. 3. avec une hauteur maximum entre l'arc et la corde a de 15 mm.
A titre de comparaison, une enveloppe ordinaire n'ayant pas reçu l'hystérésis thermique a également été remplie de chair à saucisse et traitée de la même façon que ci-dessus. Une courbure notable n'a pas pu être constatée dans ce cas.
Exemple 2
Dans un morceau de 2 m de la même enveloppe traitée ther-miquement que celle qui a été utilisée dans l'exemple 1, on a mis de la chair à saucisse exactement de la même façon. L'enveloppe remplie a été tranchée à des distances de 40 cm et les deux extrémités ont été réunies par des bagues en aluminium, de manière à fournir des pieces de forme annulaire. L'ensemble a été chauffé à 80' C pendant 40 min. pour stérilisation, puis refroidi. Le résultat était une saucisse de forme annulaire ayant un diamètre moyen de 105 mm et ne présentait aucun plissement sur la surface intérieure de l'anneau.
D'un autre côté, une saucisse de forme annulaire produite en utilisant ane enveloppe tubulaire ordinaire n'ayant pas d'hystérésis thermique montrait un plissement considérable de la surface intérieure de l'anneau, ce qui lui ôtait toute valeur commerciale.
Exemple 3
Une feuille ayant reçu une orientation par étirage et ayant une épaisseur de 0,02 mm et une largeur de 30 mm a été produite en mélangeant 6 parties en poids de sébacate de dibutyle et 3 parties en poids d'huile de soja époxydisée avec 100 parties en poids d'un copolymère du type chlorure de vinylidène obtenu par polymérisation d'un composé monomère constitué de 70 parties en poids de chlorure de vinylidène et de 30 parties en poids de chlorure de vinyle, puis en procédant à une fusion et extrusion selon le procédé ordinaire de soufflage.
La feuille ainsi obtenue a été pliée pour former un produit laminaire en deux couches, à partir duquel deux rouleaux de peau d'une épaisseur de 0,04 mm et d'une largeur de 80 mm ont été produits. L'un de ces deux rouleaux a été soumis à un traitement thermique continu en direction longitudinale sous tension à sa partie centrale, sur une largeur de 35 mm, en pressant cette partie sur un rouleau de chauffage ordinaire, à une vitesse de 30 m/minute.
De cette façon, le taux de rétrécissement thermique de cette partie traitée a été rendu plus faible que celui de l'autre partie, qui n'a pas
été mise en contact avec le rouleau de chauffage.
La peau ainsi traitée et la peau non traitée, afin de permettre une comparaison, ont été chacune fermées de façon étanche, à leurs deux extrémités, au moyen d'un dispositif à haute fréquence, de manière à obtenir une enveloppe tubulaire de 35 mm d'épaisseur.
De la chair à saucisse préparée à partir de 55 parties en poids de viande de porc, de 20 parties en poids de graisse de porc, de 6 parties en poids d'amidon, de 12 parties en poids d'eau, et de 2,5% en poids de sel par rapport à la quantité totale de la viande, a été introduite dans les enveloppes tubulaires mentionnées ci-dessus, et les deux extrémités de ces pièces ont été fermées par des bagues en aluminium. Ces pièces ont ensuite été chauffées, pour les stériliser, dans de l'eau chaude à environ 90 C pendant 40 min., puis trempées dans de l'eau à 15 C, pendant 30 min., pour les refroidir.
Ensuite, elles ont encore été mises dans de l'eau chaude entre 95"C et 98"C, pendant 10 secondes, pour tendre la surface de la peau et supprimer des plissements formés à cette surface.
Après le remplissage de l'enveloppe tubulaire et sa fermeture par des bagues métalliques, le produit obtenu avait la forme d'un cylindre droit. A la suite du traitement thermique à 90 C pendant 40 min., la peau traitée suivant le procédé décrit présenta une forme courbée, la partie traitée au moyen du rouleau de chauffage formant le côté extérieur dans le sens du rayon de courbure.
La relation entre le degré de courbure et la différence dans le taux de rétrécissement entre la partie traitée thermiquement et la partie non traitée de la peau de la saucisse ainsi produite est indiquée dans le tableau 1.
Tableau 1
Température de Différence Rayon
surface du rouleau entre les taux de courbure de
de chauffage, de rétrécissement, la saucisse,
en ' C en % enmm
O* :o**
100 5 , 378
120 10 292
130 15 215
140 20 144
150 25 89
* Enveloppe ordinaire n'ayant pas été soumise à un traitement
thermique local ** Aucune courbure n'apparaît.
Le terme différence entre les taux de rétrécissement utilisé dans ce tableau se rapporte au taux de rétrécissement libre de la peau dans sa direction longitudinale, pour la partie traitée et pour la partie non traitée, lorsque la peau subit un chauffage dans de l'eau bouillante, pendant 3 min.
Exemple 4
Une feuille en polyester, d'une épaisseur de 0,025 mm, et ayant
la propriété de se rétrécir sous l'effet de la chaleur, telle qu'on la
trouve sur le marché, a été coupée en pièces de 80 mm de largeur,
et une partie de cette largeur a été traitée thermiquement de façon
continue, sous tension, dans la direction longitudinale des pièces,
au moyen d'un rouleau de chauffage tel qu'il a été décrit dans
l'exemple 3. Pour ce traitement, des rouleaux ayant des largeurs de
10 mm, 20 mm, 30 mm, 40 mm. 50 mm et 80 mm ont été
utilisés. La température de surface des différents rouleaux était
constante et leur vitesse périphérique était également constante
et égale à 30 m/min.
Dans ce traitement thermique, la différence
entre les taux de rétrécissement libre de la peau, entre la partie
traitée et la partie non traitée, était limitée à 20% au maximum,
dans la direction longitudinale de la peau. Ensuite, la peau, dont
une partie avait été traitée thermiquement dans la direction longi
tudinale, a été fermée de façon étanche le long de son bord, par
un appareil ordinaire à impulsion, de façon à produire une enve
loppe tubulaire d'une largeur de 35 mm, en état aplati.
Cette enveloppe tubulaire a été ensuite remplie de chair à
saucisse de la même qualité que dans l'exemple 3, ses deux extré
mités ont été fermées par des bagues d'aluminium, et la saucisse
obtenue a été chauffée pour la stériliser. Après refroidissement,
la saucisse traitée thermiquement a été soumise à un nouveau
traitement thermique pour éliminer tout plissement sur sa surface.
La relation entre le rayon de courbure du produit résultant
et le rapport entre la largeur traitée thermiquement, mesurée sur
la périphérie du tube, et la périphérie totale du tube (70 mm dans
le présent cas) était la suivante:
Tableau 2
Rapport
entre la largeur traitée thermiquement, Rayon
mesurée sur la périphérie du tube de
dont la largeur aplatie est de 35 mm, courbure
et la périphérie totale de ce tube r
(70 mm), en
0 (enveloppe ordinaire x (pas de courbure)
sans traitement
thermique local)
14 243
29 164
43 119
57 89
71 143
100 (enveloppe traitée x (pas de courbure)
entièrement)