DE102004061004A1

DE102004061004A1 - Verwendung von Polytetrafluorethylenbauteilen in Maschinen zur Verarbeitung von Nahrungsmittelhüllen

Info

Publication number: DE102004061004A1
Application number: DE200410061004
Authority: DE
Inventors: Anton Krallmann; Reiner Bansner
Original assignee: CaseTech GmbH and Co KG
Current assignee: CaseTech GmbH and Co KG
Priority date: 2004-12-18
Filing date: 2004-12-18
Publication date: 2006-06-22

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von PTFE oder Mischungen, enthaltend PTFE und Polyalkylenterephthalat, als Material in reibungsintensiven Bauteilen von Maschinen zur Verarbeitung von Nahrungsmittelhüllen aus Kunststoff, insbesondere in Rafflamellen oder Bremsringen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von Polytetrafluorethylen (PTFE) oder Mischungen enthaltend PTFE und Polyalkylenterephthalat als Material in reibungsintensiven Bauteilen von Maschinen zur Verarbeitung von Nahrungsmittelhüllen aus Kunststoff, insbesondere in Rafflamellen oder Bremsringen.
Bei der industriellen Brüh- und Kochwurstherstellung haben sich mehrschichtige biaxial gereckte Kunststoffhüllen auf der Basis Polyamid (PA) und in Verbindung mit anderen Kunststoffen in vielerlei Hinsicht seit Jahren bewährt.

In der DE 43 39 337 wird eine fünfschichtige, biaxial verstreckte Schlauchfolie zur Verpackung und Umhüllung von Lebensmitteln beschrieben. Diese Hülle ist dadurch gekennzeichnet, dass sie aus einer inneren und äußeren Schicht aus dem gleichen Polyamidmaterial und einer mittleren Polyolefinschicht sowie zwei aus dem gleichen Material bestehenden Haftvermittlerschichten aufgebaut ist.

In der EP 530 538 wird eine fünfschichtig coextrudierte biaxial gereckte Schlauchfolie mit mindestens 3 Polyamidschichten beschrieben, wobei zwischen den innen und außenliegenden Polyamidschichten Polymerschichten mit wasser- und sauerstoffsperrenden Charakter eingebunden sind.

Für die fleischverarbeitende Industrie ist von besonderem Interesse, Schlauchhüllen wie die oben beispielhaft genannten mit hoher Effizienz zu verarbeiten. Gemäß dem Stand der Technik werden die Schlauchhüllen einem Raffprozess unterzogen, bei dem sie mit Hilfe eines Raffdorns in Falten zu einer Raffraupe gelegt werden, so dass die Länge der Raupe drastisch reduziert wird. Das Raffen eines schlauchförmigen Materials ist beispielsweise aus DE 29 44 623 C2 bekannt.

Beim Raffvorgang wird der aufgeblasene Darm mit so genannten Rafflamellen in Falten um ein Raffrohr gelegt. Dabei tauchen die Rafflamellen kurzzeitig in den aufgeblasenen Darm ein und bewirken aufgrund der deutlich höheren Geschwindigkeit im Vergleich zum Vorschub des aufgeblasenen Darms die Faltung. Für die Rafflamellen werden gemäß dem Stand der Technik Polyurethanwekstoffe unter dem Handelsnamen Vulkollan^® oder Silikonmaterial verwendet. Vulkollan und Silikonmaterial sind technische Kunststoffe, die ähnliche Reibungseigenschaften wie Gummi besitzen. Die Paarungen Vulkollan oder Silikonmaterialien mit der Polyamidoberfläche des Kunstdarms ergeben sehr hohe Haftreibungswerte.

Da die Raffmaschinen wirtschaftlich und mit bestimmten Kompressionsverhältnissen (Ausgangsdarmlänge zu Länge der Raffraupe) betrieben werden, wird eine hohe Differenzgeschwindigkeit zwischen aufgeblasenem Darm und Rafflamellen gewählt. Die hohe Differenzgeschwindigkeit zwischen aufgeblasenem Darm und den umlaufenden Rafflamellen bewirkt eine hohe Reibungswärme. Die so entstehende Reibungswärme bewirkt in kurzer Zeit ein Zerstören der Hülle, so dass die Schlauchhülle für den weiteren Verarbeitungsprozess nutzlos wird. Es werden so genannte Rafflöcher in den Darm eingebrannt.

Gemäß dem Stand der Technik, siehe beispielsweise DE 36 25 364 , können die bisher bekannt gewordenen Schlauchhüllen nur unter Einsatz von hydrophoben Raffschmiermitteln zerstörungsfrei, d. h. frei von Rafflöchern gerafft werden können. Diese Öle werden meistens unmittelbar vor dem Raffen an der Raffmaschine auf dem zu raffenden Schlauch aufgesprüht.

Das Raffschmiermittel wird zugegeben, um die Reibungswärme zu minimieren. Das Raffschmiermittel bewirkt eine deutliche Reduzierung der Haft- und Gleitwerte. Als Raffschmiermittel haben sich mineralische Paraffinöle, Triglyceride oder andere Öle bewährt. Zudem können weitere Zusätze wie Emulgatoren, und/oder auch Wasser, aber auch wasser- oder öllösliche Fungistatika zum Einsatz kommen. Neben der gewünschten Schmierwirkung müssen die Stoffe eine Zulassung für den direkten oder indirekten Kontakt von Lebensmittelverpackungen haben. Das Schmiermittel wird in der Regel an der Raffmaschine kurz vor dem eigentlichem Raffvorgang auf den aufgeblasenen Darm in einer Menge von 0,01–8 Gewichtsprozent aufgesprüht.

Um die Haftung des Bräts an der Hülle nicht negativ zu beeinflussen, werden die dem Fachmann bekannten Raffschmiermittel in der Regel auf die Außenoberfläche der Nahrungsmittelhüllen während des Raffens auf den handelsüblichen Raffautomaten gesprüht. Diese Vorgehensweise hat jedoch erhebliche Nachteile.

Das von außen auf die Nahrungsmittelhülle aufgetragene Raffschmiermittel benetzt sowohl die Hüllenoberfläche als auch die Vorzugsräder in der Raffmaschine. Somit werden die Reibungswerte zwischen den Vorzugsrädern und der aufgeblasenen Schlauchhülle vermindert, so dass gelegentlich ein Hüllenstau vor dem Raffdorn auftritt, weil die Vorzugsräder die aufgeblasene Schlauchhülle nicht weiterbefördern können.

Durch das Anfahren der Raffmaschine ist es unumgänglich, dass bestimmte Bereiche der Schlauchhülle von den Rafflamellen in größerem Maße bearbeitet werden. Wenn hier nicht genügend Raffschmiermittel vorhanden ist, kann es zum Erhitzen des Abschnittes kommen, so dass Rafflöcher entstehen und oder die Temperaturbeständigkeitsgrenzen der Druckfarben überschritten werden und/oder infolgedessen das Druckbild verschmiert wird.

In gewissen Grenzen sind schwankende Raffschmiermittelmengen auf der Schlauchhüllenoberfläche bei einem diskontinuierlichen Prozess technisch unvermeidbar. Das Einsetzen der Ölsprühung läuft nicht synchron mit dem Anlaufen der Maschine vom Stillstand bis zum Erreichen der Produktionsgeschwindigkeit. Dieses führt zu unterschiedlichen Ölauftragsmengen und somit zu unterschiedlichen Reibungswerten der Schlauchhüllenoberfläche. Diese unterschiedlichen Reibungswerten führen ihrerseits wieder zu untragbar hohen Kaliberschwankungen beim nachfolgende Füllen der Schlauchhüllen mit Wurstbrät, beispielsweise auf den üblichen Füll- und Clipautomaten mit von außen wirkendem Bremsring aus Vulkollan oder Silikonmaterial.

Beim Füllen von nicht gewässerten Schlauchhüllen mit Wurstbrät reicht die Flexibilität der Polyamiddärme meist nicht aus, um das Produkt faltenfrei nach dem Kochen zu halten. Nach dem Koch- bzw. Brühprozess bringt die Schlauchhülle nicht genügende Schrumpfeigenschaften auf, um die Volumenreduktion der Wurstmasse durch den Kochvorgang auszugleichen. Hier kann keine glatte faltenfreie Wurst entstehen. Aus diesem Grund wird die polyamidhaltige Schlauchhülle kurz vor der Füllung mit Fleisch oder mit Wurst im kalten und auch warmen Wasser getaucht bzw. gewässert. Diese Vorgehensweise wird unter anderem in DE 34 26 723 beschrieben.

Die während einem dem Stand der Technik entsprechenden Raffprozess eingesetzten hydrophoben Raffschmiermittel erschweren allerdings die Benetzung der Hüllenoberfläche mit Wasser und infolgedessen die gleichmäßige Wässerung der Schlauchhüllen innerhalb der Raupe. Inhomogen gewässerte Schlauchhüllen sind jedoch zum Füllen nicht optimal brauchbar, weil sie dann unterschiedliche Schrumpf- bzw. Elastizitätseigenschaften innerhalb einer Wurst oder innerhalb der Raffraupe aufweisen. Es ist nicht möglich, mangelhaft gewässerte Hüllen kaliberkonstant auf das vorgeschriebene Mindestkaliber zu füllen. Faltige und/oder ungleichmäßige Kaliber innerhalb einer Wurst sind in der Regel auf solche Mängel zurückzuführen. Sie sind unerwünscht, weil sie den Verkaufswert des Endproduktes deutlich mindern. Die Weiterverarbeitung von Wurstwaren mit stark schwankenden Produktionskalibern zu Aufschnittstapelpackungen ist nicht möglich, weil die Gewichte der einzelnen Scheiben zu stark differieren. Bei Anwendungen mit Zweitverpackungen führen unterschiedliche Kaliber zu Störungen im Ablauf, weil diese Ware beispielsweise nicht oder nur in kostenintensiver Handarbeit in eine Zweitverpackung eingepasst werden kann.

In einigen Veröffentlichungen wird beschrieben, dass durch eine Vorkonditionierung der Schlauchhülle beim oder vor dem Raffen das Wässern vor dem Füllen entfallen kann.

So wird beispielsweise in DE 36 25 409 ein Prozess beschrieben, bei dem ein füllfertig konditionierter Kunststoffdarm mit einer Feuchte von mindestens 5% gerafft wird und dabei keine Raffschmiermittel und kein Feuchthaltemittel zugesetzt bekommt. Da die Reibungswerte mit Zunahme der Feuchtigkeit größer werden, sind hier deutlich mehr Probleme beim Raffen der Ware zu erwarten.

In DE 36 25 364 wird ein Prozess beschrieben, bei dem der Kunststoffdarm, der mindestens 5% seines Gewichtes an Feuchte aufnehmen kann, ohne Raffschmiermittel und Feuchthaltemittel gerafft wird und im gesättigten Zustand bestimmte mechanische Werte aufweist.

In EP 0 248 860 wird beschrieben, dass die gerafften Därme infolge von zum Beispiel unterschiedlichem Auftrag von Raffschmiermittel eine unterschiedliche Wasseraufnahme beim Wässern besitzen und es somit zu unterschiedlichen Elastizitäten der Schlauchhülle innerhalb der Raupe kommt, die zugleich mit Kaliberschwankungen beim Füllen einhergeht. Aus diesem Grund wird eine Vorbefeuchtung der Schlauchhülle vor dem Raffen in der Weise durchgeführt, dass die Schlauchhülle mit einer Innenblase mit heißem Wasser bei relativ kleinen Durchlaufgeschwindigkeiten umgewickelt wird. Das hat den Nachteil der nicht gleichmäßigen Befeuchtung über der Rollenlänge.

In EP 0640 289 wird eine geraffte, füllfertige konditionierte Nahrungsmittelhülle beschrieben, die beim Raffen mit einer Emulsion aus Wasser und Raffschmiermittel besprüht wird, wobei die Herstellung und die Gleichmäßigkeit der Versprühbarkeit mit besonderen Schwierigkeiten verbunden ist.

In EP 0 815 732 wird ein füllfertiger Darm beschrieben, der vor dem Raffen mit einer Lösung besprüht wird, bei der ein Emulgator das Sprühmedium mit Kaliumsorbat, einem Bakterizid, und Gleitmitteln bindet. Als Nachteil hierfür ist die als aufwendig herstellbare Emulsionslösung zu sehen.

Die Besprühung des bedruckten Darms von außen hat den Nachteil, dass die der Farbe angrenzende Polyamidschicht an Wasser gesättigt ist und das in Tropfenform auf der Oberfläche verbleibende Flüssigkeit durch diese Grenzschicht diffundieren muss. Da moderne Wursthüllen aus Schichten unterschiedlicher Durchlässigkeit für Wasser aufgebaut sind, kann dieser Vorgang des Aufnehmens des Wassers bzw. des Diffundierens des Wassers durch diese Grenzschicht eine gewisse Zeit dauern. Die hohe Konzentration und der relativ lange Kontaktzeit des Wassers in der mit Farbe anhaftender Grenzschicht bewirkt, dass die Farbe an Haftung an die Schlauchhülle verliert.

Ein weiterer Nachteil der Befeuchtung von außen bei bedrucktem Darm ist die unterschiedliche Wasseraufnahme des Darms für die bedruckten und unbedruckten Bereiche. Da die Druckfarbe selber eine gewisse Sperreigenschaft gegen das Befeuchtungsmittel besitzt, werden die Bereiche mit Druckfarbe nicht die Menge an Feuchtigkeit aufnehmen können wie unbedruckte Bereiche. Daher kann es bei diesen Anwendungen zu starken Kaliberschwankungen kommen. Auch wird die Füllkonstanz nach einer Unterbrechung bzw. nach der Pause bei vorkonditionierten Produkten unzureichend groß. Nach dem Öffnen von in Beutel verpackten Raffraupen verändert sich die Feuchtigkeit der Raffraupen und somit das Füllverhalten der Schlauchhüllen.

Wie unschwer zu erkennen ist, handelt man sich andere Nachteile beim Füllen ein. Beispielsweise wird der Keimarmut bei dieser Konfektionierungsform hohen Stellenwert beigemessen.

Auch die Wässerung der Raffraupen vor dem Füllen kann enorme Gefahren bezüglich der mikrobiologischen Eigenschaften bedeuten. Hier können Gefahren durch nicht sachgemäße Säuberung der Hände und unvollständige Reinigung der Wassertanks entstehen.

Nach dem hier beschriebenen Stand der Technik ist die Herstellung des unbedruckten oder bedruckten füllfertig konditionierten oder nicht füllfertig konditionierten Kunststoffdarms mit einer Reihe von Nachteilen behaftet.

Es bestand daher die Aufgabe ein Verfahren bereitzustellen, dass es ermöglicht bedruckten oder unbedruckte, füllfertig konditionierte oder nicht füllfertig konditionierte Nahrungsmittelhüllen aus Kunststoff, insbesondere Kunststoffdarm zu raffen und dann zu füllen, ohne dass die oben beschriebenen Nachteile auftreten.

Überraschenderweise wurde gefunden, dass diese Aufgabe gelöst wurde durch die Verwendung von Polytetrafluorethylen (PTFE) oder Mischungen enthaltend PTFE und bis zu 30 Gewichtsprozent Polyalkylenterephthalat als Material in reibungsintesiven Bauteilen von Maschinen zur Verarbeitung von Nahrungsmittelhüllen aus Kunststoff, insbesondere in den Rafflamellen der Raffmaschine und den Bremsringen der Füllmaschine. Eine solche Verwendung ist ein erster Gegenstand der Erfindung.

Im Falle der Verwendung von Mischungen beträgt der Anteil an Polyalkylenterephthalat, insbesondere Polyethylenterephthalat (PET) bevorzugt von 5–30% Gewichtsprozent, besonders bevorzugt von 10–15% Gewichtsprozent Polyalkylenterephthalat bezogen auf PTFE und Polyalkylenterephthalat.

Geeignete Polyalkylenterephthalate sind Reaktionsprodukte aus aromatischen Dicarbonsäuren oder ihren reaktionsfähigen Derivaten, wie Dimethylestern oder Anhydriden, und aliphatischen, cycloaliphatischen oder araliphatischen Diolen sowie Mischungen dieser Reaktionsprodukte.

Bevorzugte Polyalkylenterephthalate enthalten mindestens 80 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 90 Gew.-%, bezogen auf die Dicarbonsäurekomponente Terephthalsäurereste und mindestens 80 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 90 Gew.-%, bezogen auf die Diolkomponente Ethylenglykol- und/oder Butandiol-1,4-Reste.

Die bevorzugten Polyalkylenterephthalate können neben Terephthalsäureresten bis zu 20 Mol-%, vorzugsweise bis zu 10 Mol%, Reste anderer aromatischer oder cycloaliphatischer Dicarbonsäuren mit 8 bis 14 C-Atomen oder aliphatischer Dicarbonsäuren mit 4 bis 12 C-Atomen enthalten, wie z.B. Reste von Phthalsäure, Isophthalsäure, 4,4'-Diphenyldicarbonsäure, Bernsteinsäure, Adipinsäure, Sebacinsäure, Azelainsäure, Cyclohexan-diessigsäure.

Die bevorzugten Polyalkylenterephthalate können neben Ethylenglykol- bzw. Butandiol-1,4-Resten bis zu 20 Mol-%, vorzugsweise bis zu 10 Mol-%, andere aliphatische Diole mit 3 bis 12 C-Atomen oder cycloalipahtische Diole mit 6 bis 21 C-Atomen enthalten, z.B. Reste von Propandiol-1,3, 2-Ethylpropandiol-1,3, Neopentylglykol, Pentandiol-1,5, Hexandiol-1,6, Cyclohexandimethanol-1,4, 3-Ethylpentandiol-2,4, 2-Methylpentandiol-2,4, 2,2,4-Trimethylpentandiol-1,3, 2-Ethylhexandiol-1,3, 2,2-Diethylpropandiol-1,3, Hexandiol-2,5, 1,4-Di-(ß-hydroxyethoxy)-benzol, 2,2-Bis-(4-hydroxycyclohexyl)-propan, 2,4-Dihydroxy-1,1,3,3-tetramethyl-cyclobutan, 2,2-Bis-(4-ß-hydroxyethoxy-phenyl)-propan und 2,2-Bis-(4-hydroxypropoxyphenyl)-propan (DE-A 2 407 674, 2 407 776, 2 715 932).

Die Polyalkylenterephthalate können durch Einbau relativ kleiner Mengen 3- oder 4-wertiger Alkohole oder drei- oder vierbasischer Carbonsäuren, z.B. gemäß DE-A 1 900 270 und US-PS 3 692 744, verzweigt werden. Beispiele bevorzugter Verzweigungsmittel sind Trimesinsäure, Trimellithsäure, Trimethylolethan und -propan und Pentaerythrit.

Besonders bevorzugt sind Polyalkylenterephthalate, die allein aus Terephthalsäure und deren reaktionsfähigen Derivaten (z.B. deren Dialkylestern) und Ethylenglykol und/oder Butandiol-1,4 hergestellt worden sind, und Mischungen dieser Polyalkylenterephthalate.

Ein ganz besonders bevorzugtes Polyalkylenterephthalat ist Polyethylenterephthalat (PET).

Die Polyalkylenterephthalate lassen sich nach bekannten Methoden herstellen (s. z.B. Kunststoff-Handbuch, Band VIII, S. 695 ff., Carl-Hanser-Verlag, München 1973).

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung sind Rafflamellen aus PTFE oder Mischungen enthaltend PTFE und bis zu 30 Gewichtsprozent Polyalkylenterephthalat, insbesondere Polyethylenterephthalat (PET) bezogen auf PTFE und Polyalkylenterephthalat. Im Falle der Verwendung von Mischungen beträgt der Anteil an Polyalkylenterephthalat, insbesondere Polyethylenterephthalat (PET) bevorzugt von 5–30% Gewichtsprozent, besonders bevorzugt von 10–15% Gewichtsprozent Polyalkylenterephthalat bezogen auf PTFE und Polyalkylenterephthalat.

Überraschenderweise wurde gefunden, dass die solche Rafflamellen geeignete Reibungseigenschaften zum Kunststoffmaterial aus Polyamid aufweisen, um die aufgeblasenen Nahrungsmittelhüllen aus Kunststoff in Falten um das Raffrohr zu legen.

Bei Verwendung der erfindungsgemäßen Rafflamellen ist daher kein Raffschmiermittel notwendig. Auch kann ein Kunststoffdarm, der durch die Innenblasenstechnik die entsprechende Menge an Feuchtigkeit aufgenommen hat, ebenfalls mit den erfindungsgemäßen Rafflamellen ohne Raffschmiermittel gerafft werden.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine Raffmaschine zum Raffen von Nahrungsmittelhüllen aus Kunststoff, dadurch gekennzeichnet, dass diese Rafflamellen wie oben beschrieben aufweist. Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Raffen von Nahrungsmittelhüllen aus Kunststoff, dadurch gekennzeichnet, dass das Raffen auf einer Raffmaschine durchgeführt wird, die Rafflamellen wie oben beschrieben aufweist.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Bremsring aus PTFE oder Mischungen enthaltend PTFE und bis zu 30 Gewichtsprozent Polyalkylenterephthalat, insbesondere Polyethylenterephthalat (PET) bezogen auf PTFE und Polyalkylenterephthalat. Im Falle der Verwendung von Mischungen beträgt der Anteil an Polyalkylenterephthalat, insbesondere Polyethylenterephthalat (PET) bevorzugt von 5–30% Gewichtsprozent, besonders bevorzugt von 10–15% Gewichtsprozent Polyalkylenterephthalat bezogen auf PTFE und Polyalkylenterephthalat.

Es wurde überraschenderweise gefunden, daß auch das Ablaufverhalten der Nahrungsmittelhüllen aus Kunststoff an der Füllmaschine bei Einsatz eines solchen erfindungsgemäßen Bremsrings verbessert wird. Insbesondere zeigen erfindungsgemäß geraffte Nahrungsmittelhüllen ein deutlich besseres Ablaufverhalten als solche Nahrungsmittelhüllen, die gemäß dem Stand der Technik mit Vukolanrafflamellen und unter Verwendung eines Raffschmiermittels gerafft wurden.

Bei der Überwindung der Haftreibung eines Bremsringes aus Vulkollan oder Silikonmaterial wird der Darm in stärkeren Maßen in Längs- und Querrichtung gezogen als im Falle der Verwendung eines erfindungsgemäßen Bremsrings. Beim Füllen gemäß dem Stand der Technik, d.h. ohne Verwendung des erfindungsgemäßen Bremsringes wird immer wieder auch innerhalb einer Wurst ein sogenannter Slip-Stick- Effekt festgestellt. Der Slip-Stick-Effekt bezeichnet das unkontrollierte Rutschen und Stoppen während des Füllvorgangs.

Weil der Unterschied zwischen Haftreibung und Gleitreibung so groß ist, wird der Durchmesser nach Überwindung der Haftreibung deutlich kleiner. Bei Einsatz eines erfindungsgemäßen Bremsringes gibt es kein Anrucken bei Beginn des ersten Füllstoßes, sondern der Darm wird kontinuierlich durch den Bremsring gezogen. Auch nach einem Stillstand wird ohne Anrucken wieder angefahren.

Einen ähnlichen ruckfreien Anlauf kann beim Füllen von füllfertigen Schlauchhüllen unter Verwendung eines Bremsrings aus Vulkollan, also gemäß dem Stand der Technik, nur beobachtet werden, wenn ein sehr hoher ölhaltiger Gleitmittelauftrag auf der Oberfläche des Schlauchmaterials vorhanden ist. Der hohe Ölauftrag bleibt auf der Oberfläche haften, und der Endkunde bemerkt einen unappetitlichen haptischen Eindruck der gefüllten Schlauchhülle. Wird die gefüllte Schlauchhülle in einer Zweitverpackung verpackt, bemerkt der Endkunde beim Öffnen der Zweitverpackung eine Ölansammlung in der Zweitverpackung. Etiketten mit Informationen über das Produkt zeigen an einer solchen Wurst mit hohem Ölauftrag keine Haftung.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist daher eine Füllmaschine zum Füllen von Nahrungsmittelhüllen aus Kunststoff, dadurch gekennzeichnet, dass diese Füllmaschine mindestens einen Bremsring aus PTFE oder Mischungen enthaltend PTFE und bis zu 30 Gewichtsprozent Polyalkylenterephthalat bezogen auf PTFE und Polyalkylenterephthalat aufweist. Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Füllen von Nahrungsmittelhüllen aus Kunststoff, dadurch gekennzeichnet, dass das Füllen auf einer Füllmaschine durchgeführt wird, die mindestens einen Bremsring aus PTFE oder Mischungen enthaltend PTFE und bis zu 30 Gewichtsprozent Polyalkylenterephthalat bezogen auf PTFE und Polyalkylenterephthalat aufweist.

Für die erfindungsgemäßen Verfahren geeignet sind die aus dem Stand der Technik bekannten Nahrungsmittelhüllen aus Kunststoff, insbesondere mehrschichtige biaxial gereckte schrumpffähige Polyamid-basierende Schlauchfolien.

Die mehrschichtige biaxial gereckte schrumpffähige Polyamid-basierende Schlauchfolie wird in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erst mit einer Raffmaschine mit Rafflamellen aus PTFE oder Mischungen enthaltend PTFE und Polyalkylenterephthalat, insbesondere Polyethylenterephthalat (PET) in Mengenverhältnissen von 5–30% insbesondere von 10–15% Polyalkylenterephthalat bezogen auf PTFE und Polyalkylenterephthalat gerafft und dann mit einer Füllmaschine mit einem Bremsring aus PTFE oder Mischungen enthaltend PTFE und Polyalkylenterephthalat, insbesondere Polyethylenterephthalat (PET) in Mengenverhältnissen von 5–30 insbesondere von 10–15% Polyalkylenterephthalat bezogen auf PTFE und Polyalkylenterephthalat gefüllt.

Der Einsatz von Raffschmiermittel kann in diesem Fall während des gesamten Verarbeitungs prozesses vollkommen unterbleiben. Nichtsdestotrotz kann in einigen Fällen der Einsatz einer geringen Menge von Raffschmiermitteln vorteilhaft sein, um den Abrieb an Rafflamellen und/oder Bremsring zu reduzieren. Hierbei können die gängigen Raffschmiermittel zum Einsatz kommen.

Die Erfindung soll durch die nachfolgenden Beispiele verdeutlicht werden, ohne sie jedoch auf diese Beispiele zu beschränken.

Anwendungstechnische Eigenschaften und Ergebnisse
Bei dem für die Hüllen verwendeten aliphatischen Polyamid handelt es sich um ein lineares Polyamid (PA) PA 6, PA 66, PA 11, PA 12, und/oder lineares Copolyamid PA 6.66, PA 4.6, PA 6.6, PA 6.8, PA 6.9, PA 6.10, PA 6.11, PA 6.12 oder einer Mischung der vorgenannten Polyamide oder Copolyamide. Dem Polyamid können Anteile von aromatischem Polyamid bzw. teilaromatischen Polyamid zugemischt werden, um z.B. die Verarbeitung oder die Barriereeigenschaften der Hülle zu verbessern. Die Außenseiten können Zusatzstoffe (z.B. Antiblock) enthalten.
Für die wassersperrenden Schichten können Polyolefine mit wasserdampfsperrendem Charakter verwendet werden, wie z.B. Polyethylen oder Polypropylene oder Polybutene oder deren Copolymere, die zur Erreichung einer verbesserten Verbundhaftung z.B. endgruppenmodifiziert sind, oder auch sogenannte Ionomerpolymere wie Zn-Ionomere aus Ethylen-Acrylsäure-Copolymeren.
Die Hüllen können ebenso zur Verringerung von Vergrauungseffekten und zur Erhöhung der Lagerungszeit der fertigen Würste neben der wassersperrenden Schicht eine weitere Schicht mit sauerstoffsperrendem Charakter aufweisen. Die sauerstoffsperrenden Schichten können aus verseiftem Ethylenvinylacetat oder Mischungen daraus mit anderen Polymeren bestehen.

Die unterschiedlichen in erfindungsgemäß hergestellten Hüllen und in den Vergleichsbeispielen eingesetzter Polymere werden wie folgt abgekürzt:

PA Polyamid 6	z.B.: Durethan B 40 F (Bayer AG)
PO-HV Propylen-basiernder Copolymer	z.B.: Bynel E 379 (Du Pont)
Haftvermittler
XX Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer	z.B.: EVAL LC F 101 BZ (Kuraray)
aPA teilaromatisches Copolyamid	z.B.: Selar PA 3426 (Du Pont)
MB Masterbatch auf Basis Polyamid 6	z.B.: Farbmasterbatch PA gold

Weiterhin sind für die eingesetzten Polymere beispielsweise einige Handelsnamen und die Hersteller aufgeführt.
Der Walsroder K plus ist ein mehrschichtiger biaxialgereckter Kunststoffdarm in einer Gesamtstärke von 50 μm und besteht in der Innen- und Außenschicht aus Polyamid.
Beispiel (1)
Das Handelsprodukt Walsroder^® K plus SKH Nennkaliber 60 mm (Hersteller CaseTech GmbH&Co KG, Walsrode) wurde auf einer Axialraffmaschine mit einem Raffrohrdurchmesser von 42 mm auf 30 m bei einer Raupenlänge von 410 mm ohne Raffschmiermittel aber mit einem erfindungsgerechten Rafflamellen aus PTFE oder Mischungen hiervon gerafft. Ohne Wässerung wurde dieser Darm an der handelsüblichen Füllmaschine Polyclip FCA 3430 mit dem erfindungsgerechtem Bremsring aus PTFE oder Mischungen hiervon gefüllt.
Beispiel (2)
Der in Beispiel 1 verwendete Darm wird mit der Innenbefeuchtung auf einer Axialraffmaschine ohne Raffschmiermittel und den erfindungsgerechten Rafflamellen gerafft und mit dem erfindungsgemäßen Bremsring gefüllt.
Beispiel (3)
Der in Beispiel 1 verwendete Darm wird mit üblicher Darmdruckfarbe wie z. B. von Druckfarbenherstelller Firma Flint-Schmidt GmbH mit der unter UV-Licht härtenden Farbe unter der Bezeichnung XKC Serie bedruckt und wie Beispiel 2 gerafft und gefüllt. Hier wird erfindungsgemäß eine 10%igige Gesamtgewichtszunahme durch eine Innenblase mit Wasser erzielt.
Beispiel (4)
Der Walsroder K norm wird erfindungsgemäß (wie Beispiel 1) konfektioniert und gefüllt.
Der Walsroder K norm ist ein mehrschichtiger biaxial gereckter Kunststoffdarm in einer Gesamtstärke von 40 μm und besteht in der Innen- und Außenschicht aus Polyamid.
Beispiel (5)
Der Walsroder K smoke wird erfindungsgemäß (wie Beispiel 1) konfektioniert und gefüllt.
Der Walsroder K smoke ist ein mehrschichtiger biaxial gereckter Kunststoffdarm in einer Gesamtstärke von 30 μm und besteht in der Innen- und Außenschicht aus Polyamid.
Vergleichsbeispiel (1)
Der in Beispiel 1 verwendete Darm wird ohne Befeuchtung auf einer Axialraffmaschine mit einem Raffschmiermittel und den Vulkollanrafflamellen gerafft und er wurde nach den Herstellerangaben (z.B. 30 Minuten im handwarmen Wasser) gewässert und mit dem handelsüblichen Bremsring aus Vulkollan gefüllt.
Vergleichsbeispiel (2)
Der in Beispiel 1 verwendete Darm wird ohne Befeuchtung auf einer Axialraffmaschine ohne Raffschmiermittel und den Vulkollanrafflamellen gerafft. Der Darm wurde zerstört.
Vergleichsbeispiel (3)
Der in Beispiel 1 verwendete Darm wird ohne Befeuchtung auf einer Axialraffmaschine ohne Raffschmiermittel und den erfindungsgerechten Raffkopf gerafft und mit dem handelsüblichen Bremsring aus Vulkollan gefüllt. Der Darm konnte nicht gefüllt werden.
Vergleichsbeispiel (4)
Der in Beispiel 1 verwendete Darm wird mit üblicher Darmdruckfarbe wie z. B. von Druckfarbenherstelller Firma Flint-Schmidt GmbH mit der unter UV-Licht härtendem Farbe unter der Bezeichnung XKC Serie bedruckt und wie Vergleichsbeispiel 1 aber mit Innenblase gerafft und wie Beispiel (1) gefüllt.
Vergleichsbeispiel (5)
Der Walsroder K norm wird nach Vergleichsbeispiel 1 konfektioniert und gefüllt
Vergleichsbeispiel 6
Der Walsroder K smoke wird nach Vergleichsbeispiel 1 konfektioniert und gefüllt
Die Ergebnisse der Prüfungen sind in Tabelle 2 zusammengestellt:
Die in Tabelle 2 aufgeführten Eigenschaften wurden dabei wie folgt ermittelt:
Dichtigkeitsprüfung an der gerafften Schlauchhülle
Die geraffte Schlauchhülle wird entrafft und dann mit einem Luftdruck von 0,4 bar auf der gesamten Länge aufgeblasen. Durch Abtasten der Oberfläche wird die Dichtigkeit der Schlauchhülle festgestellt. Neben den ertasteten Undichtigkeitsstellen werden in der Regel Verbrennungsspuren festgestellt.
Ablaufsicherheit an der Füllmaschine
Unter Ablaufsicherheit wird die Sicherheit verstanden mit der die Schlauchhüllen unter Vermeidung von Platzern oder sonstigen Störungen gefüllt werden Beurteilt werden die Füllungen von 100 St. Würsten hintereinander. Bei weniger als 2 Abrissen innerhalb dieser Menge wird die Note 1 vergeben. Bei 2–5 Abrissen die Note 2, bei 5–10 Abrissen die Note 3, bei 10–20 die Note 4 und mehr als 20 die Note 5 und damit ist die Schlauchhülle unbrauchbar geworden.
Füllkaliber
Über die Einstellung an der Bremslippe ergibt sich in bestimmten Grenzen das Füllkaliber bei normalen Füllbedingungen. Das Füllkaliber kann in bestimmten Grenzen unabhängig vom empfohlenen Füllkaliber des Herstellers eingestellt werden.
Kaliberkonstanz:
Von großer Bedeutung für den industriellen Anwender ist die geometrische Gleichförmigkeit der Wurstprodukte, die sich unter anderem an einem gleichmäßigen Durchmesser der gefüllten Würste feststellen lässt. Für die abschließende Beurteilung wurde ein Bewertungsmaßstab von 1 = +/- 0,1 mm Kalibertoleranz, 2 bis +/- 0,3 mm Kalibertoleranz, 3 bis +/- 0,6 mm Kalibertoleranz 4 bis +/- 0,9 mm Kalibertoleranz bis 5 = +/- 1,2 mm Kalibertoleranz zugrunde gelegt. Dabei werden die Durchmesser der ca. 25 cm langen der Würste nicht in der Mitte sondern immer im Bereich der Schultern (Anfang und Ende der Wurst) gemessen.
Farbhaftung für Inkjet-Farbe:
In modernen Industriebetrieben wird die produzierte Wurst mit einem Mindesthaltbarkeitsdatum (MHD) oder verschiedenen Barcodes versehen, die direkt auf der Darmoberfläche z. B. per Inkjet Drucker aufgetragen werden. Hierfür kann z. Beispiel das System der Firma Videojet Drucker XL 2000 mit der Tinte 16-8470 eingesetzt werden.
Unter Farbhaftung wird die Haftung der Farbe auf dem Darm verstanden. Eine gute Haftung muss für alle nachfolgenden Verarbeitungsbedingungen wie Kontakt der Wurstoberfläche mit der Kartonoberfläche und mit anderen Darmoberflächen, Feuchtigkeitserhöhung und Temperaturen kleiner 0°C und für den Handkontakt gegeben sein. Der Verbraucher muss am Ende der Kette das MHD-Datum erkennen können. Insbesondere die maschinelle Lesbarkeit mit automatischen Scannern muss nach der Kodierung mittels Barcode gegeben sein.
Die Farbhaftung lässt sich sehr gut in Form des Rubbeltests am Darm testen. Wenn keine Farbe durch Rubbeln mit Hand im trocknen Zustand abgeht, wird die Schulnote 1, und wenn sich die gesamte Farbe löst, wird die Schulnote 5 vergeben.
Klebehaftung für Etiketten
Im Zuge des Wegfalls der Zweitverpackung, die vorher die Informationen enthalten haben, können diese Informationen heute über ein Selbstklebeetikett nach der Produktion der Wurst mitgegeben. Von der Firma Jackstädt GmbH werden solche Etiketten mit der Klebstoffbezeichnung D 170 angeboten.
Unter Klebehaftung wird die Haftung der Klebefolie des Etikettes zur Darmoberfläche verstanden. Mit der Note 1 wird eine solche Haftung des Etikettes zum Darm verstanden, die nur mit größter Mühe und unter Zuhilfenahme von Werkzeugen wie Pinzette gelöst werden kann. Unter der Note 5 kommt zwischen der Darmoberfläche und der Klebeschicht keine Anziehungskraft zustande, so dass das Etikett quasi vom Darm abfällt.

Claims

Verwendung von Polytetrafluorethylen (PTFE) oder Mischungen enthaltend PTFE und bis zu 30 Gewichtsprozent Polyalkylenterephthalat bezogen auf PTFE und Polyalkylenterephthalat als Material in reibungsintesiven Bauteilen von Maschinen zur Verarbeitung von Nahrungsmittelhüllen aus Kunststoff.
Rafflamelle einer Raffmaschine aus PTFE oder Mischungen enthaltend PTFE und bis zu 30 Gewichtsprozent Polyalkylenterephthalat, insbesondere Polyethylenterephthalat (PET) 3. Rafflamelle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie 70–95 Gewichtsprozent PTFE und 5–30 Gewichtsprozent PET bezogen auf PTFE und PET enthält.
Bremsring einer Füllmaschine aus PTFE oder Mischungen enthaltend PTFE und bis zu 30 Gewichtsprozent Polyalkylenterephthalat, insbesondere Polyethylenterephthalat (PET) bezogen auf PTFE und Polyalkylenterephthalat.
Bremsring nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass er 70–95 Gewichtsprozent PTFE und 5–30 Gewichtsprozent PET bezogen auf PTFE und PET enthält.
Raffmaschine zum Raffen von Nahrungsmittelhüllen aus Kunststoff, dadurch gekennzeichnet, dass diese Raffmaschine Rafflamellen gemäß Anspruch 2 oder 3 aufweist.
Verfahren zum Raffen von Nahrungsmittelhüllen aus Kunststoff, dadurch gekennzeichnet, dass das Raffen auf einer Raffmaschine gemäß Anspruch 6 durchgeführt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Raffschmiermittel eingesetzt wird.
Füllmaschine zum Füllen von Nahrungsmittelhüllen aus Kunststoff, dadurch gekennzeichnet, dass diese Füllmaschine mindestens einen Bremsring gemäß Anspruch 4 oder 5 aufweist.
Verfahren zum Füllen von Nahrungsmittelhüllen aus Kunststoff, dadurch gekennzeichnet, dass das Füllen auf einer Füllmaschine gemäß Anspruch 9 durchgeführt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Raffschmiermittel eingesetzt wird.