DE1504390A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung roehrenfoermiger Kollagenhuellen - Google Patents

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P 15 04 390.0
Johnson & Johnson

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Kollagenhüllen

Die vorliegende Erfindung betrifft die Herstellung röhrenförmiger Kollagenerzeugnisse, wie beispielsweise synthetischer Wursthüllen und insbesondere ein verbessertes Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung röhrenförmiger Kollagenhüllen durch kontinuierliches Extrudieren.

Aus der deutschen Patentschrift 672 035 ist eine Vorrichtung zur Herstellung künstlicher Wursthüllen durch Pressen von aus tierischem Ausgangsstoff gewonnenen Massen durch Ringdüsen bekannt, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Düsenteile eine kegelige Form aufweisen und die zu extrudierende Masse bei gleichzeitiger Drehung der Düsenteile in entgegengesetztem Sinne im Augenblick des Austretens an der Ringöffnung mit einer zentripetal, d.h. nach dem Mittelpunkt gerichteten Kraft, ausgepresst wird. Die bei dem bekannten Verfahren zur Verarbeitung kommende Masse ist eine plastisch knetbare Masse aus Pasern tierischen oder pflanzlichen Ursprungs, insbesondere aus gequollenen tierischen Fasermassen.

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Neue Unterlagen (Art 711 Ab·. 2 Nr. 1 Setz 3 d·· Xnderungig··. ν.

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Das Erzeugnis gemäss der Erfindung ist nach entsprechenden Vorbehandlungen insbesondere zur Verwendung als geniessbare Hülle für frische Schweinefleischwürstchen geeignet, die vom Verbraucher gekocht werden,und auch für Wieneroder Frankfurter-Würstchen. Die letzteren Würstchen werden bei ihrem Herstellungsprozess geräuchert und vom Verpacker gekocht und im allgemeinen vor dem Verbrauch wieder erwärmt. Wenn man solche Würstchen mit geniessbaren Hüllen versieht, ist es nicht erforderlich, die Hüllen vor dem Essen zu entfernen.

Die natürlichen Hüllen, die aus Schafs-, Schweine- und Kalbsdärmen hergestellt sind, weisen gewisse Nachteile auf, wie z.B. eine Nichtgleichheit und Porosität der Hüllenwandung, Variationen in Bezug auf die HUllengrösse und die Geniessbarkeit, und unterliegen grossen Schwankungen im Preis und in der Verfügbarkeit. Mit Ausnahme derjenigen Hüllen aus Schafsdärmen sind sie zäh und schwer zu kauen. Natürliche Hüllen sind auch schwierig zu reinigen und für den menschlichen Verbrauch vorzubereiten. Darüber hinaus variiert die Wandungsdicke und der Durchmesser natürlicher Hüllen, was Schwierigkeiten verursacht bei der modernen Wurstfüllung mit hohen Geschwindigkeiten. Im Hinblick auf diese Unzulänglichkeiten wurden viele Versuche unternommen, besser geniessbare synthetische Hüllen aus Proteinquellen, wie zum Beispiel Kollagen, herzustellen.

Die vorliegende Erfindung betrifft einen neuen und zweckmässigen Extruder und ein Verfahren zur Extrudierung, durch welches eine Röhre aus tierischem Kollagen zur Bildung synthetischer Hüllen von angemessener Festigkeit hergestellt werden können, die aber eine ungewöhnliche Zartheit beim Essen aufweisen und die Fähigkeit besitzen, dem Schmelzen und Schrumpfen oder Bersten während des Kochens zu widerstehen.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung röhrenförmiger Kollagenerzeugnisse, wie Wursthüllen, durch Auspressen einer flüssigen Masse aus ge-

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quollenen KoIlagenfäserchen aus einer Extrudermündung, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die unter dem Pressdruck stehende Fäserchenmasse unmittelbar vor dem Auspressen der Einwirkung von Scherkräften zwischen radial und konzentrisch, d,h. quer zur Extrudierungsrichtung angeordneten ebenen Flächen unterworfen wird und das Auspressen an der Extrudermündung parallel und konzentrisch zur Hüllenmittelachse erfolgt. Die Extrudervorrichtung zur Durchführung des erfindungsgeraässen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass sie unmittelbar vor der ringförmigen Auspressöffnung eine senkrecht und konzentrisch zur Achse der Extrudermündung ausgerichtete und drehbar angeordnete Scheibe in einem die Scheibe mit einem Zwischenraum umschliessenden Gehäuse enthält und die Austrittsöffnung eine zylindrische Form aufweist.

Nach der Erfindung erfolgt demnach im Gegensatz zur bekannten Vorrichtung das Auspressen der Masse an der Ringöffnung nicht wie in der oben angegebenen Weise in zentripetaler Richtung, sondern parallel und konzentrisch zur Mittelachse der Hülle. Die Hüllen selbst werden gegenüber dem bekannten Verfahren aus einer flüssigen Nasse von Kollagenfäserchen mit einem Feststoffgehalt zwischen 2,5 bis 6 %_t zweckmässig 3,5 bis 5 %» hergestellt. Zwischen Fasern und Fäserchen bestehen aber erhebliche Unterschiede, bedingt durch die Gewinnung, so dass auch im Endprodukt andere Eigenschaften enthalten sind. Das beanspruchte Verfahren führt zu ausserordentlich dünnwandigen Röhren, die die beim Füllen und Kochen auftretenden Drucke überstehen und doch leicht verdaulich sind.

Die unterschiedliche Auspressrichtung zwischen bekannter und beanspruchter Vorrichtung und die Verwendung einer Fäserchenmasse anstelle der viel grösseren Fasern führen zu erheblich besseren und feineren Hüllen, wobei dann auch die Extrudierungsdrucke verringert werden können.

Um die Erfindung klarer und übersichtlicher zu beschreiben, werden bestimmte Ausdrücke vorher definiert:

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Mit dem Ausdruck "Kollagenfäserchen" ist die strukturelle Einheit von Kollagengeweben gemeint, die aus vielen Tausend oder sogar Millionen Tropokollageneinheiten aufgebaut ist. Das Kollagenfäserchen, wie es in der Kuhhaut gefunden wird, misst in vollständig dehydratisiertem Zustand etwa 50 bis 1000 8 im Durchmesser und besitzt eine unendliche Länge. Es wurden Kuhhautkollagenfäserchen mit einer Länge von 20.000.000 S (2 mm) beobachtet. Die Kollagenfäserchen in der Ochsenhaut sind zu Bündeln geordnet und bilden Kollagenfasern, die mehrere Tausend 8 im Durchmesser aufweisen « und eine unendliche Länge besitzen.

Es wurden Kuhhautkollagen-"Fasern" (im Unterschied zu "Päserchen") beobachtet, die etwa 10.000 bis 20.000 8 in dehydratisiertem Zustand messen und man nimmt an, dass grössere Kollagenfasern, die mehr als 1 mm (10.000.000 fi) im Durchmesser in dehydratisiertem Zustand messen, existieren. Jede Kollagenfaser enthält Hunderte oder sogar Tausende von Päserchen, die alle durch eine Umhüllung zusammengehalten werden. Die Kollagenfasern andererseits sind zu Bündeln von Kollagenfasern angeordnet, die gross genug sind, um mit dem blossen Auge erkannt zu werden, und die das bekannte Pasernetzwerk bilden, das man in allen Arten von Häuten erkennt.

Der Ausdruck "gequollenes Kollagenfäserchen" In der Beschreibung dieser Anmeldung bezeichnet den Zustand, wie er bei Kollagenfäserchen angenommen wird, nachdem mtn Stücke von Kuhhaut o.S. immer weiter hinsichtlich ihrer Grös^e verringert und die darin enthaltenen Päserchen auf mehr als das Hundertfache ihres ursprünglichen Volumens in einer entsprechenden Menge einer schwachsauren Lösung zum Quellen bringt. Der Quellungsdruck der Fäserchen zersprengt die relativ unelastische Faserumhüllung, die die Päserchen umgibt, und zerstört so die Identität der Faser. Die gequollenen Kollagenfäserchen werden dann von den Resten der Faserumhüllung durch Filtration getrennt. Es muss jedoch betont werden, dass das Verhältnis von Quellflüssigkeit zu Kollagen hoch sein muss, um das Zersprengen der Faserstruktur infolge Quellung zu erreichen. DC 9 δ ■ :■ 1/92

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Der Ausdruck "flüssige Masse von gequollenen Kollagenfäserchen" wird hier für eine solche Masse nach der Filtration angewendet, die zum Extrudieren fertig ist. In diesem Zustand sind die abgetrennten Faserumhüllungen entfernt. Gemäss der vorliegenden Erfindung soll eine fluss.: ge Masse gequollener Kollagenfäserchen von etwa 2,5 bis 6 % kollagenhaltiges Gewebe, bezogen auf das Trockengewicht, enthalten.

Typische, aus den extrudierten Röhren hergestellte Hüllen gemäss dem Verfahren der Erfindung zeigen die nachfolgend genannten Eigenschaften, wenn sie auf einem Instron-Reissfestigkeitsprüfgerät geprüft werden. Jede Hüllenprobe wird mit Frischdampf vor der Prüfung auf 99° C erhitzt.

Die Längenänderung infolge Schrumpfung einer 3-Zoll-Probe (7,62 cm) der mit Frischdampf auf 99° C erhitzten Hülle Hegt zwischen etwa 25,4 bis 50,8 mm (1,0 bis 2,0 Zoll).

Die Zugspannung in Zoll pro Pfund beträgt zwischen etwa 50,8 bis 508,0 mm pro Pfund (Zoll pro englische Pfund).

Die Heissreissfestigkeit beträgt zwischen etwa 45,4 bis 453,6 Gramm (0,10 bis 1,00 engl. Pfund).

Die Schrumpfspannung liegt zwischen etwa 36,32 bis 226,8 Gramm (0,08 bis 0,50 engl. Pfund).

Der Prozentsatz Wiedererholung (Länge der Hülle an der Brechstelle), geteilt durch die ursprüngliche Länge der zu prüfenden Probe mal Hundert, beträgt zwischen etwa 8l bis 150.

Die Berstfestigkeit beträgt mindestens 4536 Gramm bis etwa 12.5OO Gramm pro 6,45 cm² (10 bis 28 engl. Pfund pro Quadratzoll). Die "Berstfestigkeit" ist der Luftdruck in Pfund pro Quadratzoll, der erforderlich ist, eine trockne extrudierte Kollagenhülle mit einer Wanddicke von 0,024 mm (l Tausendstel Zoll) zum Bersten zu bringen. Die Werte der "Berstfestigkeit", wie sie in der Beschreibung angegeben sind, wurden auf einem Perkins Mullen Prüfgerät (Modell C) bestimmt. Eine Flüssigkeit unter gleichmässig zunehmenden

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Drucken dehnt sich gegen ein dehnbares Gummidiaphragma aus und gleichzeitig in ein Bourdon Druckmessgerät. Das zu prüfende Material wird fest auf eine Metallplatte geklemmt, durch welche sich das Diaphragma frei durch eine kreisförmige Öffnung gegen eine Oberfläche von 6,45 cm² (l Quadratzoll) ausdehnen kann. Wenn die Probe unter Druck zerstört wird, nimmt das Diaphragma die genaue Kontur des Materials an.

Natürliche Hüllen werden aus einem Netzwerk von allgemein gleichmässig verteilten, verflochtenen Kollagenfasern und Faserbündeln gebildet und besitzen so der inneren Struktur nach die notwendigen Festigkeitseigenschaften, während jene aus bestem Schafsdarm hergestellten Hüllen ebenfalls in gekochtem Zustand geniessbar sind. Die bisher verfügbaren synthetischen Kollagenhüllen waren nicht imstande, dem natürlichen Erzeugnis in befriedigender Weise gleichzukommen, insbesondere was die Zartheit und die Kochfähigkeit anbetrifft. Es wurde vorgeschlagen, eine künstliche Kollagenhülle aus faserigem tierischen Material herzustellen, wie zum Beispiel aus enthaarter Haut, die herkömmlichen Kalkbehandlungen unterworfen war. Das Kollagen in solchem gekalkten faserigen Material wird durch mechanische Zerkleinerung und die Quellwirkung von Säuren in eine Paste von Faserbündeln und Fasern umgewandelt, die dann zur Bildung einer Röhre extrudiert wird. Eine solche Paste oder pastige Massen haben im allgemeinen einen Feststoffgehalt in der Grössenprdnung von 10 bis 25 %, obgleich in einigen Fällen der Feststoffgehalt bis auf δ % herabgehen kann. Diese Pasten werden unter relativ hohen Drucken in der Grössenordnung von Hunderten von Atmosphären extrudiert, die erforderlich sind infolge der hochviskosen Natur der verhältnismässig trockenen pastigen Massen. Die so hergestellten Röhren sind relativ dick, zäh und nach dem Kochen schwer zu zerkauen.

Diese nicht wünschenswerten Eigenschaften der bekannten künstlichen Kollagenhüllen werden weiter vergrössert und

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vermehrt durch die Arten der Behandlungen, denen diese roh- . renartigen Körper im allgemeinen nach der Extrudierung ausgesetzt sind. Solche Hüllen überstehen nach Ballung mit Wurstmasse nicht die Kochtemperaturen in der Bratpfanne und die Kollagenhülle schrumpft unter Austreten der Wurstmasse.

Es wurde gefunden, dass man eine ausserordentlich dünnwandige Röhre aus Kollagenhüllenmaterial aus einer flüssigen Masse gequollener Kollagenfäserchen mit einem Peststoffgehalt herstellen kann, der niedriger ist als er bisher verwendet wurde, d.h. in der Grössenordnung von wenigstens 2,5 % und weniger als 6 % und zweckmässig zwischen etwa 5,5 bis 5 % liegt. Es wurde weiter beobachtet, dass Kollagenfäserchen in ungekalkter Kuhhaut auf mehr als das Hundertfache ihres ursprünglichen Volumens quellen, wenn man zerkleinerte Kuhhaut, die nacheinander in Teilchen von sehr kleinen Dimensionen gebracht worden ist, in eine genügende Menge einer schwachsauren Lösung, wie 1,2 % Milchsäure in Wasser bringt. Der Quellungsdruck der Fäserchen sprengt die relativ unelastische Faserumhüllung, die die Faser umgibt, die die Fäserchen enthält, wodurch die Identität der Faser zerstört wird. Die gequollenen Kollagenfäserchen können dann von den Resten der Faserumhüllung durch Filtration getrennt werden. Aus einem solchen dünnwandigen röhrenförmigen Hüllenmaterial, das man durch Extrudierung gemäss dem Verfahren der vorliegenden Erfindung aus einer solchen relativ wässrigen Masse von ausserordentlich feinen gequollenen Fäserchen gewinnt, erhält man durch entsprechende Nachbehandlungen nach der Extrudierung Wursthüllen, die sehr zart sind und so leicht zu zerkauen sind, dass sie beim Essen kaum von dem Wurstfleisch selbst unterschieden werden können. Darüber hinaus besitzen die Wursthüllen nach dem Verfahren der Erfindung eine genügende Reissfestigkeit und Berstfestigkeit, dass sie nach handelsüblichen Methoden ohne Brechen oder überraässige Dehnung gefaltet, gefüllt und verknüpft werden können. Es wurde darüber hinaus auch noch gefunden, dass solche Hüllen den Spannungen und Temperaturen widerstehen, die beim Kochen oder in der

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Bratpfanne erzeugt werden, so dass im wesentlichen keine Schrumpfung, kein Brechen oder Schmelzen der Hülle oder ein Austreten der Wurstmasse während des Kochprozesses eintritt.

Jedoch führt die Verwendung von flüssigen Massen aus gequollenen Kollagenfäserchen (d.h. jene, in welchen das Kollagenmaterial auf Teilchen von Fäserchengrösse reduziert ist und in welchen der Anteil von Kollagenfeststoffen in der gequollenen Päserchenmasse die vorbeschriebene Grössenordnung besitzt) zu Problemen bei der Extrudierung und Behandlung des extrudierten röhrenförmigen Körpers vom Augenblick des Verlassens der Extrudermündung an bis er getrocknet und auf die Endgrösse gebracht worden ist, in der er gefaltet und später verwendet wird. Die zarte Natur der gequollenen Kollagenfäserchen ist so gross, dass die flüssige Masse derselben sorgfältig während des Extrudierungsprozesses behandelt werden muss, um sowohl die Zerstörung des Materials als auch eine unerwünschte Schichtung und die Bildung schwacher Stellen im Endprodukt zu vermeiden.

Während die zweckmässigen Prozentsätze an Kollagenfeststoffen, wie sie vorstehend für die Ausübung des Verfahrens der Erfindung angegeben sind, nicht sehr kritisch bis zur ersten Dezimalstelle sind, ist die Extrudierung und die Behandlung der flüssigen Massen gequollener Kollagenfäserchen mit weniger als 2,5 # Kollagenfeststoffen unpraktisch. Obgleich die Extrudierung einer solchen Masse mit einem Peststoffgehalt zwischen 2 % und 2,5 % theoretisch möglich ist, vermindert die wässrige Natur einer solchen Masse die viskosen und elastischen Eigenschaften der Masse/ wirft Probleme der Behandlung nach der Extrudierung auf und vergrössert so die Zeit» die für die Koagulation erforderlich ist, so dass ihre Verwendung ganz unpraktisch ist. ^

Andererseits ist die Verwendung einer flüssigen Masse von gequollenen Kollagenfäserchen mit einem Kollagenfeststoffgehalt von etwa 4 % das Optimum für die Extrudierung und 5 % bzw. bis zu 6 # sind praktisch. Über 6 % ist jedoch

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die Viskosität der Masse so gross, dass eine unnötige Kraft zum Extrudieren und zum Erhitzen erforderlich ist und andere Probleme infolge der Reibung auftreten. Die Behandlungsweise nach dem Extrudieren des röhrenförmigen Körpers erfordert ebenfalls spezielle Behandlungsmethoden. Es muss ferner darauf hingewiesen werden, dass die Extrudierung eines solchen wässrigen und wenig Peststoffe enthaltenden Materials innerhalb der oben beschriebenen zweckmässigen Bereiche an Kollagenfeststoffen zu einem ausserordentlich leicht zerstörbaren röhrenförmigen Körper führt, der mit grösster Vorsicht während der nachfolgenden Behandlungsstufen, in denen er koaguliert, gehärtet, plastiziert und getrocknet wird, behandelt werden muss.

Bei der praktischen Durchführung des Verfahrens der Erfindung besteht die Masse von gequollenen Kollagenfeststoffen, die die Extruderöffnung verlässt, im wesentlichen aus einer Flüssigkeit, die unmittelbar darauf einer Koagulationsbehandlung unterzogen werden muss, um die ihr verliehene Form beizubehalten und mit Hilfe der ihr durch die Extrudierungskraft verliehenen kinetischen Energie sich weiter zu bewegen. Wenn erst einmal eine Koagulation stattgefunden hat, besitzt der röhrenförmige Körper greifbare Form und Integrität, bleibt aber trotzdem schwach, leicht zerstörbar und kann brechen, wenn er in feuchtem Zustand den weiteren Verfahrensstufen unterworfen wird. Trotz der leicht zerstörbaren Natur der Hüllen sind die exakten Erfordernisse einer kontinuierlichen Produktion so, dass dieser ursprünglich wässrige röhrenförmige Körper mit einer ursprünglichen Wanddicke an der Extruderöffnung von etwa 0,35 mm (14 Tausendstel Zoll) bis auf eine endgültige Wanddicke von etwa 0,025 mm (1 Tausendstel Zoll) verringert werden muss, wobei der Innendurchmesser, der ihm an der Extruderöffnung verliehen wurde, beibehalten wird»

Bei den bekannten Extrudervorrichtungen, wie sie für die plastischen faserigen Kollagenmassen wie vorbeschrieben

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verwendet wurden, wird die pastenartige Masse direkt einem länglichen ringförmigen Extruderdurchgang zugeführt und aus diesem unter grossen Drucken extrudiert, ohne eine entsprechende Mischung oder Homogenisierung des kollagenhaltigen Materials während der Extrudierung zu erfahren.

Ein Hauptgrund für die Bildung schwacher Stellen in den extrudierten Kollagenhüllen ist die Tendenz der Kollagenfaserbündel, Pasern oder sogar Fäserchen, sich zu verflechten oder anzusammeln und in der Richtung des Kollagenflusses ausgerichtet zu werden, wenn sie. einem Hindernis auf ihrem Extrudierungsweg entgegentreten. Diese Hindernisse rufen gewöhnlich eine Kollagenzusammenballung in der plastischen Masse hervor, die sich in der engen Öffnung der Extruderkammer festsetzt. Bisher wiesen die Hüllen infolge der Verwendung der aus Pasern oder Faserbündeln zusammengesetzten Grundkollagenstruktur, die von grösserem Umfang war als gequollene Fäserchen und infolge einer mangelnden Homogenisierung während des Extrudierens oft eine längliche Naht oder Palte in der Hüllenwandung auf, die von den verflochtenen oder angesammelten Pasern durch einen blockierten Extruder gebildet wurden. Diese Palte oder Naht verringerte die Festigkeit einer solchen Hülle.

Weiterhin neigen die gequollenen Kollagenf'asern und Faserbündel leicht dazu, in der allgemeinen Richtung der Extrudierung ausgerichtet zu werden oder in anderen Richtungen, was durch die Konstruktion des Extruders bestimmt ist. Die Ausrichtung in einem wesentlichen Teil der Hüllenwandung in einer bestimmten Richtung macht dieselbe leicht empfindlich für eine Spaltung oder ein Reissen in der Richtung der Faserausrichtung, wodurch die Reisslinie im allgemeinen an der Stelle zwischen den ausgerichteten Kollagenfasern erscheint. Es wurden Versuche unternommen, die Reissfestigkeit durch wahllose Ausrichtung der Pasern durch Verwirren, Verflechten oder Verfilzen zu verbessern. Eine solche zufällige Faseranordnung führte jedoch nicht zu einem befriedigendem Produkt.

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Ein Phänomen, das flüssigen Massen gequollenen Kollagenmaterials anhaftet, welches entweder faserig oder fäserehenartig ist, führt zu einem bedeutenden und schwierigen Problem bei der Erzeugung von Gegenständen, die durch Extrudierung hergestellt wurden. Wenn eine solche flüssige Kollagenmasse Fliessbedingungen unterzogen wird, wird sie in einer solchen Weise beeinflusst, dass man ihr die Grenzbedingungen ansieht, unter welchen sie geflossen ist. Wenn zwei solcher vorbehandelten flüssigen Massen in Berührung miteinander gebracht werden, bleibt der durch ihre Berührungsflächen gekennzeichnete Grenzbereich in der flüssigen Masse bestehen und sogar in den Gegenständen, die aus einer solchen Masse extrudiert oder irgendwie anders geformt werden. Die Bildung und das Bestehenbleiben solcher Grenzbereiche in den aus Kollagenmassen extrudierten Gegenständen rufen schwache Stellen hervor, wodurch das Endprodukt nicht widerstandsfähig ist.

So wird, wenn man eine flüssige Masse von gequollenen Kollagenfäserchen in einen ringförmigen Hohlraum aus einer kreisförmigen Eintrittsöffnung einfliessen lässt, die flüssige Masse geteilt, und die geteilten Ströme fIiessen irgendwo auf ihrem ringförmigen Weg zusammen. Die Stelle, an der sich die geteilten Ströme treffen und verschmelzen, bleibt im Material erhalten als ein Grenzbereich und bildet sich zu einer schwachen Stelle aus. Dieser schwache Grenzbereich bleibt während der nachfolgenden Behandlung des Materials bestehen, wenn die flüssige Masse nicht bzw. bis sie so sorgfältig an dem Grenzbereich gemischt ist, dass eine solche Stelle verwischt wird.

Die vorliegende Erfindung überwindet und vermeidet dieses Grenzbereichproblem durch Anwendung kontinuierlicher und intensiver rotierender Scherungskräfte auf die Masse des durch den Durchgang des Extruders extrudierten Materials. Durch dieses Hilfsmittel wird das Portbestehen des Grenzbereichs ausgeschaltet und es kann keine Grenzwirkung während

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des Extrudierungsprozesses eintreten. Das flüssige Material wird niemals in Ströme oder getrennte Flüssigkeitsteile mit Grenzen aufgeteilt, die bei der Extrudierung aneinanderliegen, sondern fliesst immer in vollständig kreisförmigen Wegen, die beide radial nach aussen und innen während der Bewegung durch den Extruder verlaufen.

In der Praxis werden die Wursthüllen einer Spannung oder Zugkraft in einer Richtung parallel zur Längsachse der röhrenförmigen Hülle während der Verfahrensstufen der. Trocknung^ des FaItens und des Verknüpfens unterworfen. Eine befriedigende Hülle soll genügend hohe und gleichmässige Festigkeitseigenschaften besitzen, um diesen Kräften zu widerstehen, ohne dabei zäh, dick oder irgendwie schwer zu zerkauen zu sein.

Die Festigkeit einer aus gequollenen Kollagenfäserchen hergestellten Hülle leitet sich augenscheinlich von den Kollagenf äserchen ab, welche eine solche Hülle bilden. Der schwächste Abschnitt einer solchen KollagenhUlle scheint allgemein die Stelle zwischen den einzelnen Kollagenfäserchen zu sein, nachdem diese gequollen und an Ort und Stelle getrocknet sind. Ein bedeutender, die Festigkeit einer Hülle beeinträchtigender Faktor besteht in der Kollagenfäserchenverteilung in der Hülle. Die gleichmässige oder homogene Verteilung der Kollagenfäserchen, insbesondere in wahlloser Anordnung innerhalb der Hüllenwandung, schaltet die Bildung schwacher Stellen in der Hüllenwandung infolge der Abwesenheit von genügend Fäserchen an der geschwächten Stelle aus.

Erfindungsgemäss bedient man sich zum Extrudieren eines ' neuartigen Verfahrens, bei dem die Bildung von \irenzbereichen in der flüssigen Masse der gequollenen Kollagenfäserchen wie vorbeschrieben und zur Beseitigung irgendwelcher solcher Grenzbereiche, die in der Masse gebildet worden sind, bevor diese in und durch den Extruder hindurchgeht, ausgeschaltet wird.

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Der- erfindungsgemässe Extrudermechanismus ist ferner für die kontinuierliche Extrudierung einer Kollagenröhre aus einer flüssigen Masse von gequollenen Kollagenfäserchen geeignet, in welchem die Extruderelemente der flüssigen Masse während des Extrudlerungsprozesses eine in Querrichtung verlaufende, rotierende Scherkraft zur Ausschaltung irgendeiner Grenzbildungswirkung in der Kollagenmasse verleihen.

Beim Extrudieren einer kontinuierlichen Röhre aus Kollagen aus einer flüssigen Masse von gequollenen Kollagenfäserchen wird die flüssige Masse in Querrichtung verlaufenden, rotierenden Scherkräften unterworfen, um die Grenzbildung in der Kollagenmasse auszuschalten, wobei die flüssige Masse während des Extrudierungsverfahrens auf einem kontinuierlichen kreisförmigen Weg fliesst.

Die vorgenannten und anderen Merkmale, die gemäss der vorliegenden Erfindung erzielt werden, umfassen eine neue Vorrichtung zur Herstellung einer synthetischen Kollagenhülle und neuer Stufen bei der Herstellung eines solchen Produkts. Es wird nun im einzelnen auf die vorliegenden zweckmässigen Ausführungsformen Bezug genommen, mit deren Hilfe die flüssige Masse von gequollenen Kollagenfäserchen für die Extrudierung gemäss der Erfindung hergestellt wird. Die zweckmassige Ausfuhrungsform des Verfahrens verwendet als Rohmaterial frische (gefrorene oder gesalzene) enthaarte Häute, zweckmässig Ochsenhäute, die nicht mit Kalk oder anderen alkalischen Mitteln oder mit Enzymen behandelt wurden.

Es werden frische Stierhäute mit kaltem Wasser bei 13⁰C oder weniger in einer rotierenden Trommel 10 bis 24 Stunden gewaschen. Nach dem Waschen werden die Häute mit einer Schabemaschine von Fleisch befreit und die Haare und die Epidermie mit einem horizontalen Bandmesser abgeschnitten. Diese Vorreinigung wird mit einer Standard-Gerbeinrichtung durchgeführt.

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Zurückbleibendes Haar und schlecht gereinigte Abschnitte werden mit der Hand ausgeschnitten und Chargen aus 5 Häuten zusammengestellt. Diese Hautchargen werden dann in Stücke von 3,23 bis 25,80 cm² (0,5 bis 4 Quadratzoll) geschnitten und zu Brei vermählen, indem man sie dreimal durch einen Fleischwolf unter jeweils feinerer Vermahlung hindurchführt. Der erste und zweite Durchgang werden durch 18 und 8 mm - Löcher vorgenommen. Die letzte Vermahlung wird durch Löcher von 1,5 mm im Durchmesser vorgenommen. Es ist wichtig, während des Vermahlungsprozesses den Brei unter 20° C zu halten. Dieses kann durch Zusatz von zerstossenem Eis zu den Hautstücken bewirkt· werden, wenn diese dem Fleischwolf zugeführt werden.

Der vermählene Brei wird dann mit Leitungswasser bei 16° C verdünnt, wodurch ein glatter Brei mit 7,4 % Feststoffen entsteht. Dieser Brei (125 Teile) wird dann mit 125 Teilen einer 2,4 $igen wässrigen Milchsäurelösung unter Verwendung eines Mischers, wie er von der Firma Cherry Burell (Modell 24) hergestellt wird, behandelt, so.dass sich eine homogene Masse von gequollenen Kollagenfäserchen bildet. Es ist ■ wichtig während dieser sauren Quellstufe, dass auch die Temperatur etwa unterhalb 25° C gehalten wird. Die so erhaltene Mischung enthält 3,7 % Hautfeststoffe und 1,2· % Milchsäure. Nachdem der Brei mit Säure gemischt ist, wird die Masse von gequollenen Kollagenfäserchen vielter in einem geeigneten Homogenisator zum Beispiel nach Manton-Gaulin (Modell 125 K 5 BS) dispergiert. In der schliesslich erhaltenen flüssigen Masse von gequollenen Kollagenfäserchen sind die einzelnen Fäserchen von den Faserbündeln und Fasern befreit und von den Faserumhüllungen getrennt. Sie nehmen alle Flüssigkeit auf und quellen, so dass ihr ursprünglicher Durchmesser von der Grössenordnung von 300 bis 1000 S nach der Quellung (ein Tag alt) bis zu einem maximalen Durchmesser der Grössenordnung von 15.000 S ansteigt.

Die flüssige Masse der gequollenen Kollagenfäserchen, , die man nach dem vorgenannten Verfahren erhalten hat (was nur

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zur Erläuterung gegeben ist und keine spezifische Beschränkung bedeutet) wird dann durch ein 0,175 mm (7 Tausendstel Zoll) Filtersieb filtriert, um nicht gequollenes Kollagen und nicht kollagenhaltiges Material zu entfernen, worauf die Masse fertig zum Extrudieren ist.

Gemäss der Erfindung wird die gewünschte Verteilung der Kollagenfäserchen in der Hüllenwandung durch die Verwendung eines verbesserten Exfcrudermechanismus bewirkt, der Durchgänge zwischen planaren Elementen enthält, die sich relativ um eine zentrale Achse in der allgemeinen Richtung der Extrudierung, zweckmässig vertikal, erstrecken. Das innere planare Element ist zweckmässig scheibenartig, besitzt einen im wesentlichen grösseren Durchmesser als seine axiale Tiefe ist und hat eine planare obere Fläche, die im allgemeinen senkrecht zur Richtung der Extrudierung angeordnet ist. Die obere Fläche des Inneren Elements oder der Scheibe ist angrenzend im Abstand zu einer damit zusammenwirkenden planaren Fläche des äusseren Elements angeordnet, das einen oberen flachen dünnen Extruderdurchgang dazwischen bildet, der in Verbindung 'mit einer ringförmigen Austrittskammer in der Mitte der Scheibe steht, die sich parallel zur allgemeinen Richtung der Extrudierung erstreckt.

Eine flüssige Masse von gequollenen Kollagenfäserchen wird unter Druck in der allgemeinen Richtung der Extrudierung zugeführt und gegen die untere Fläche des inneren Extruderelements oder der Scheibe in den Zwischenraum zwischen dem inneren und dem äusseren Element gerichtet. Der Zuführungsdruck lenkt die flüssige Masse radial nach auswärts durch den verhältnisraässig tiefen unteren Durchgang nach der Peripherie der Scheibe, an der die Masse um den Umfangsrand der Scheibe in den oberen planaren Extruderdurchgang geht, der zweckmässig flacher ist als der erste oder untere Durchgang.

In diesem oberen Extruderdurchgang erzeugt die fortgesetzte rotierende Bewegung des Extruderteils bzw. der Teile eine kreisförmige Spannung in der flüssigen Masse der gequol-

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lenen Kollagenfäserchen, die viskos-elastische Eigenschaften entfaltet. Unter einem viskos-elastischen Material versteht man ein Material mit elastischen und viskosen Eigenschaften, d.h. obgleich das Material viskos ist, besitzt es eine gewisse Elastizität. Wenn man ein viskos-elastisches Material Rotationskräften unterwirft, wird eine kreisförmige Spannung darin erzeugt, welche das Material radial gegen das Zentrum der Rotation zusammenzieht, eher als nach aussen, wie es normalerweise bei anderen Arten von Flüssigkeiten, wie zum Beispiel Wasser, der Fall ist. Dieses Phänomen wird der "Weissenberg Effekt" genannt. Die so hervorgerufene * kreisförmige Spannung in der viskos-elastischen Masse von gequollenen Kollagenfäserchen drängt die Kollagenmasse radial von der Peripherie der Scheibe entlang dem oberen Extruderdurchgang nach innen nach der zentralen ringförmigen Austrittskammer, wobei die Masse in Form einer Röhre in ein Dehydratisierungs- oder Koagulationsbad extrudiert wird.

Auf diese Weise benutzt die neuartige Extrudervorrichtung gemäss der vorliegenden Erfindung die viskos-elastische Eigenschaft der flüssigen Masse aus gequollenen Fäserchen, um im wesentlichen die Extrudierungsdrucke zu verringern. Des weiteren werden dadurch, dass die Kollagenmasse einer sanften Scherwirkung durch die Extruderelemente in einer Richtung quer zur allgemeinen Richtung der Extrudierung unterworfen wird, irgendwelche Kollagenzusammenballungen oder Verflechtungen aufgelöst, wodurch eine glatte Verteilung der einzelnen Kollagenfäserchen in der flüssigen, die Austrittskammer erreichenden Fäserchenmasse bewirkt wird.

Die gewünschte Verteilung der gequollenen Kollagenfäser^· chen wird dadurch erreicht, dass man im wesentlichen alle Fäserchen in den engen Extrudierdurchgängen in Querrichtung und in sanfter Weise wirkenden Rotationskräften unterwirft, die zwischen den im Abstand angeordneten Flächen parallel zu den radialen Extrudierungskräften wirken. Die Fäserchen werden parallelen planaren Kräften unterworfen, so dass eine paral-

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lele planare Verteilung der Fäserchen hervorgerufen wird, während die rotierenden Scherkräfte eine wahllose Anordnung der Fäserchen innerhalb solcher parallelen Ebenen bewirken, obgleich nicht beabsichtigt ist, die Erfindung auf diese Verfahrenstheorie zu beschränken. Gleichzeitig wird die flüssige Fäserchenmasäe vor einer Trennung infolge der Vermahlung, der Turbulenz und vor Spaltungen bewahrt, wenn sie durch die glatten planaren Durchgänge im Extruder hindurchläuft.

Gemäss dem Verfahren der vorliegenden Erfindung wird eine Kollagenröhre aus einer flüssigen viskos-elastischen Masse von gequollenen Kollagenfäserchen unter Druck nach aufwärts durch eine glatte innere ringförmige Zone extrudiert, die konzentrisch um eine Längsachse angeordnet ist und die sich in der allgemeinen Extrudlerungsrichtung erstreckt, wobei der Fluss von gequollenen Fäserchen auf einem Teil seines Weges durch die ringförmige Zone in sanfter Weise radial nach auswärts und dann sanft radial einwärts (unter den kreisförmigen Spannungskräften nach dem Weissenberg Effekt) in die ringförmige Austrittszone gepresst wird. Dies wird bewirkt durch untereinander verbundene, im Abstand angeordnete planare Zonen, die sich seitlich der allgemeinen Richtung der Extrudierung erstrecken und die gequollenen Kollagenfäserchen in den planaren Zonen Scherkräften quer zu der allgemeinen Extrudlerungsrichtung unterwerfen, um die Kollagenfäserchen in der Masse, die die kreisförmige Zone erreicht, gleichmässig zu verteilen.

Es muss bemerkt werden, dass sowohl die vorangehende allgemeine Beschreibung und die nachfolgende, ins Einzelne gehende Beschreibung dem Zwecke der Erläuterung dienen und die Erfindung in keiner Weise beschränken.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen:

b'ig. 1 ist eine vertikale Querschnittsansicht einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

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- ld -

Pig. 2 ist eine vertikale Querschnittsansicht, ähnlich Pig. 1, einer zweiten Ausfuhrungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. J5 ist eine vertikale Querschnittsansicht, ähnlich Pig. 1, einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4 ist eine vertikale Querschnittsansicht, ähnlich Fig. 1, einer vierten Ausfiihrungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 5 ist eine stark vergrösserte schematische Draufsicht auf die Wandung eines extrudierten röhrenförmigen Körpers und zeigt die wahllose Verteilung der Kollagenfäserchen; und

Fig. ό ist eine Querschnittsansicht der Wandung gemäss Fig. 5 an der Linie 6-6 gemäss Fig. 5.

Unter Bezugnahme auf die Einzelheiten der zweckmäsßigen Ausführungsformen der Erfindung, wie sie in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind, zeigt Fig. 4 in schematischer Darstellung die Konstruktion einer erfindungsgemässen Vorrichtung auf relativ einfache Weise, In dieser AusfUhrungsform wird die Homogenisierung und Verteilung der Kollagenfäserchen mit Hilfe eines einfachen rotierenden Scheibenelements durchgeführt.

Der Extruder gemäss Fig. 4 besitzt eine Zuleitung 100, durch die die flüssige Masse von gequollenen Kollagenfäserchen unter geeignetem hydraulischem Druck in das Innere des Extruders eingeführt wird. Die Extruderkonstruktion enthält ein zylindrisches Gehäuse 102, das eine zentrale Bohrung für einen zylindrischen vertikalen Durchgang 105 besitzt.

Axial angeordnet im Gehäuse 102 ist ein hohler Dorn 10&. Das untere Ende des Domes geht durch einen unteren Teil hindurch und ist auf einem Arm 111 befestigt, der durch ein geeignetes Gerüst (nicht dargestellt) getragen wird, das den Extruder in vertikaler Lage unterstützt.

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Das Gehäuse 102 ist durch einen flachen zylindrischen Deckel 104 bedeckt, der auf der oberen glatten Fläche 103 des Gehäuses 102 mit Hilfe von eingelassenen Bolzen 101 befestigt ist. Der Deckel 104 ist bei 106 zentral durchbohrt zur Aufnahme der Mündung oder zentralen öffnung des Extruders, aus der der extrudierte röhrenförmige Körper C herausragt, der sich in vertikaler Richtung aus der Extrudermündung erhebt..

Die ringförmige Extruderöffnung 110 wird durch die öffnung 10b im Deckel 104 und den Dorn 10c gebildet.

Zu diesem Zweck besitzt der Dorn 10g einen oberen Flanschteil 112, der sich durch die öffnung 1 >( im Deckel 104 erstreckt. Der Dorn IO8 endigt mit der oberen Fläche des Deckels 104 und ist im Abstand von der Peripherie in der Vertiefung ICo so angeordnet, dass er die ringförmige vertikale Austrittskammer oder den Durchgang mit der dazwischenliegenden Mündung 110 für die Extrudierung des röhrenförmigen Körpers C nach o'ren bildet.

Gemäss der Erfindung sind Hilfs.ii.·. f. -1 vorgesehen, um die fliessende Masse der gequollenen Kollag^-.räserchen der Scherwirkung einer rotierenden planaren Scheibe vor der Extrudierung durch die Mündung 110 zu unterwerfen. Zweckmässig ist diese rotierende Scheibe gemäss der Erfindung so angeordnet, dass die flüssige Masse gezwungen wird, in Berührung mit ihrer sich drehenden unteren Fläche, dann um den Umkreis der rotierenden Scheibe und über ihre obere Fläche durch die Durchgänge zu fliessen, die sich zwischen der rotierenden unteren und oberen Fläche dieser Scheibe und den planaren Flächen oberhalb und unterhalb dieser Scheibe befinden. Wie dargestellt ist die Scheibe 114, die verhältnismässig dünn ist und einen grossen Durchmesser besitzt, so montiert, dass sie sich um eine zentrale Achse des Extruders drehen kann und als Flansch auf der röhrenförmigen Antrieoswelle IcO ausgebildet ist, die sich nach unten von der unteren Fläche der Scheibe durch die zentrale öffnung im Block 102 unterhalb des unteren

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Endes desselben erstreckt. Das nach unten gerichtete Ende der Welle 11b ist mit einem aussen montierten Ringzahnrad 120 versehen, welches durch ein geeignetes Getriebe oder einen nicht dargestellten Antriebsmechanismus angetrieben werden kann. Das Zahnrad 120 ist als Teil einer Hülse 122 ausgebildet, die das untere Ende der Welle 116 umgibt und ist auf diesem mit Hilfe einer Schraube 12J5 befestigt.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, hat die Scheibe 114 einen verhältnismässig grossen Durchmesser und besitzt eine geringe Dicke. Ihre obere Fläche 130 und ihre untere Fläche 132 sind beide als planare Flächen ausgebildet und erstrekken sich im wesentlichen üb'er den gesamten Durchmesser der Scheibe jenseits der zentralen Antriebswelle oder Hülse 116.

Gemäss der Erfindung sind Mittel vorgesehen, um die flüssige Masse von gequollenen Kollagenfäserchen zu zwingen, glatt unter Druck in eine Mischkammer aus der Nähe des inneren oder zentralen Teiles der unteren Fläche 132 der Scheibe 114 in einem radial auswärts gerichteten Weg über die Grundfläche der Scheibe zu fHessen, wodurch die Masse einer rotierenden Scherkraft, wie vorbeschrieben, unterworfen wird. Dieser erste oder unterste Durchgang verringert sich in seiner Tiefe nach aussen gegen den Umfang der Scheibe hin, so dass die Scherwirkung zwischen der Unterseite der rotierenden Scheibe und der gegenüber liegenden planaren Fläche des Teils 102 an Intensität zunimmt, wenn das Material an der Unterseite der Scheibe vorbeigeht. Zu diesem Zweck ist die obere innere Fläche des Gehäuses 102 als eine zylindrische Kammer oder Schale 134 ausgebildet, die den grössten Teil der Unterseite 132 der Scheibe 114 einnimmt. Die untere planare Fläche IJo der Kammer 1^4 ist, wie dargestellt, nach unten und innen hin geneigt, so dass eine planare Fläche unter der Scheibe mit einem im wesentlichen dreieckigen Querschnitt gebildet wird, deren tiefere Zone im mittleren Teil des Extruders liegt.

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Wie links in der Fig. 4 zu sehen ist, sind Hilfsmittel zum Zuführen der flüssigen Masse in die Mitte der Mischkammer 154 von einer Zuführungsleitung 100 vorgesehen. Zu diesem Zweck steht eine Bohrung I38 in Verbindung mit dem inneren schraubenartigen Ende der Leitung 100, führt nach innen und dann nach oben, um das Material in der Nähe des tieferen Teiles der Kammer 1^4 zuzuführen. Während nur eine solche Zuführung dargestellt ist, so kann eine Anzahl solcher vorgesehen sein, um das Material an verschiedenen im Abstand voneinander angeordneten Stellen um den inneren unteren Teil der Kammer 134 herum zuzuführen.

Zweckmässig erstreckt sich die planare geneigte Fläche I36 nach oben und auswärts bis in die Nähe des Umfanges der Scheibe 114, ist aber dort abgeflacht und bildet eine horizontale kreisförmige Fläche 140. Das Endteil des unteren planaren Durchgangs ist horizontal.

Gemäss dem Verfahren der Erfindung wird die flüssige Masse gezwungen, vertikal nach oben zu gehen, wenn sie den Umfang der rotierenden Scheibe erreicht hat, und dann radial nach innen über die Oberseite der rotierenden Scheibe zu fHessen, bis sie die Extrudermündung 110 erreicht. Zu diesem Zweck ist ein vertikaler Durchgang 144 zwischen der vertikalen Randfläche der rotierenden Scheibe 114 und der damit zusammenarbeitenden Randfläche 146 in dem Block 102 vorgesehen. Ein verhältnismässig schmaler flacher horizontaler Durchgang 148 ist zwischen der Oberseite der glatten rotierenden Scheibe 130 und der unteren glatten horizontalen Fläche 150 des oberen Blockteiles 104 für den nach innen gerichteten radialen viskos-elastischen Lauf des flüssigen Materials vorgesehen. Dieser Durchgang 14S steht in der Mitte mit der vertikalen Extruderkamraer und Mündung 110 in Verbindung.

Geraäss der Erfindung sind, wie es in Verbindung mit Fig. 1 nachfolgend näher beschrieben ist, Hilfsmittel vorgesehen« um den extrudierten röhrenförmigen Körper C einer

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Koagulationsbehandlung zu unterwerfen, sobald dieser aus der Extrudermündung heraustritt. Zu diesem Zweck sind sowohl die Innenwandung und die Aussenwandung des austretenden röhrenförmigen Körpers in einer aufsteigenden Säule von Koagulationsflüssigkeit eingetaucht, sobald der röhrenförmige Körper aus der Extrudermündung austritt. Zur Versorgung der inneren Flüssigkeitssäule wird die zentrale Öffnung des hohlen Dornes 10ö benutzt.

Die mit Hilfe des Extruders gemäss Fig. 4 hergestellte röhrenförmige Hülleiist im allgemeinen glelchmässig und homogen. Bei mikroskopischer Prüfung sieht man, dass die KoI-lagenfäserchen, die die Hüllenwand oilden, wahllos angeordnet sind, aber parallel zu den geoogenen Ebenen liegen, die die Oberfläche der röhrenförmigen Hüllenwandung bilden. Die Fig. 5 und 6 stellen vergrösserte schematische Ansichten des Kollagenfäserchengefüges dar, wie es in einer frisch extrudierten Hüllenwandung vor der Trocknung zu existieren scheint.

Diese Anordnung wird wahrscheinlich durch die rotierenden Scheibenflächen im Zusammenwirken mit den gegenüber liegenden ebenen Flächen, die die oberen und unteren Mischdurchgänge begrenzen, bewirkt. Wie oben ausgeführt, wird im wesentlichen die gesamte Kollagenmasse in diesen Durchgängen, insbesondere in dem oberen, durch die eine oder andere der planaren Flächen der Scheibe und / oder der gegenüber liegenden Flächen des Gehäuses beeinflusst. Normalerweise neigen die Kollagenfäserehen dazu, in der Extrudierrichtung ausgerichtet zu werden. Durch die Flächen 1^0 und 150 werden auf die oben und unten befindlichen Anteile der Kollagenmasse, die sich radial nach innen durch den oberen Durchgang l4o bewegt, entgegengesetzte, querverlaufende Scherkräfte ausgeübt und die Kollagenfäserehen darin einer Kombination von Kräften unterworfen. Diese rotierenden Scherkräfte sind jedoch im aligemeinen in den Ebenen parallel zu der linearen Extrudierkraft. Deshalb scheinen die Kollagenfäserchen parallel zu den planaren Flächen des Durchgangs angeordnet zu werden. Diese scheinbar wahllose, aber parallele Anordnung

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wird wahrscheinlich beibehalten, wenn die Fäserchen durch die kurze vertikale Austrittskammer 110 gehen und in Form einer röhrenförmigen Kollagenhülle extrudiert werden, deren Kollagenfäserchen wahllos angeordnet sind, aoer parallel zur Fläche der röhrenförmigen Gehäusewandung liegen. Diese Fäserchen in den Zonen, in der Nähe der vertikalen zylindrischen Wände der Kammer 110 können sich in Längsrichtung ausrichten, wodurch zusätzlich die Längsreissfestigkeit des Endprodukts verstärkt wird.

Die in Fig. 1 dargestellte Ausführungsform der Extruderanordnung 10 ist in ihren Einzelheiten dargestellt. Im Vergleich zu der ziemlich einfachen und schematischen Ansicht der Vorrichtung gemäss Fig. 4 mit einer rotierenden Scheiue zwischen fest angeordneten planaren Flächen besitzt der Extruder gemäss Fig. 1 auf jeder Seite einer rotierenden Scheioe planare Flächen, die selbst in einer entgegengesetzten Richtung zu derjenigen der Scheioe rotieren und dabei die rotierenden planaren Kräfte verstärken, die der zu extrudierenden flüssigen Fäserchenmasse verliehen werden. Die Anordnung 10 ist zweckmässig zur vertikalen Kxtrudierung der wässrigen Masse von Kollagenfäserchen in Form eines röhrenförmigen Kippers i-^{n ein} zirkulierendes Dehydratisierungs- oder Koagulationsbad montiert, das in axialer Richtung in Berührung mit der inneren und äusseren Wandung des röhrenförmigen Körpers strömt. Durch die Koagulationsbehandlung und die nachfolgenden Behandlungen wird der röhrenförmige Körper schliesslich hinsichtlich seiner Wandungsdicke von einer Röhre mit einer Wandungsdicke von etwa 0,3-- mm (I¹* Tausendstel "oll") in eine sehr dünne trockene Röhre mit einer Wandungsdicke von 0,025 nun (1 Tausendstel Zoll) überführt.

Die Extrudervorrichtung 10 enthält allgemein ein zylindrisches feststehendes Gehäuse 12, auf dem ein oberer Verschlussteil lh und ein unterer Teil Ij mit Hilfe von 3olzen 1" befestigt sind. Die Teile 14 und 1'- schliessen die Enden des Gehäuses 12 ab und das Gehäuse 12, das den Extruder 10

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in vertikaler Lage trägt, wird durch ein geeignetes Gerüst (nicht dargestellt) gehalten.

Der zentrale Hauptträger für die beweglichen Teile des Extruders wird durch einen hohlen Dorn 18 gebildet, der sich koaxial im Gehäuse 12 mit einem Zwischenraum angeordnet befindet. Der Dorn besitzt einen oberen verjüngten Abschnitt 19, der sich durch eine zentrale angepasste Aussparung 15 im oberen Deckelteil 14 erstreckt und mit der Aussenfläche 20 des Deckels abschliesst. Die äussere zylindrische Fläche des Abschnitts 19 besitzt einen Abstand von der Peripherie der Aussparung 15, während der Abschnitt 15 genau so gebogen ist und im Abstand von der ganzen unteren Fläche des Deckels 14 angeordnet ist, um eine feststehende Austrittsöffnung 17 zu bilden, die aus einem länglichen ringförmigen Abschnitt 21 besteht und in Verbindung mit einem seitlichen ebenen Abschnitt 23 steht.

Das untere Ende des Domes 1Ö verläuft durch eine zentrale Öffnung im Boden 16 und ist mit einem Endflanschteil 22 versehen, der an der darüberllegenden Fläche des Bodens Io anliegt und an diesen mit Bolzen 21, von denen nur einer dargestellt ist, befestigt ist. Um die Anordnung des Extruders IO in seiner Betriebsstellung, wie dargestellt, zu erleichtern, ist der Dorn 1& an seinem unteren Ende vertieft und einem eingeschraubten Hohletück 24 angepasst.

Gemäss der Erfindung wird die zu extrudierende Nasse von gequollenen Kollagenfäserchen gezwungen, zwischen den rotierenden planaren Flächen von zwei rotierenden ech»!benteilen hindurchzugehen. Ee sind ein paar im Abstand voneinander konzentrisch angeordnete innere und äussere Scheibenteile 28 und 30 vorgesehen, die in entgegengesetztem Sinne rotieren, und zwar zweckmässig um die zentrale Achse des Extruders. Der innere Scheibenteil 28 enthält einen flachen scheibenartigen oberen Teil 22, der an diesem befestigt ist und sich seitlich von einer röhrenförmigen Antriebswelle JK erstreckt, welche den Dorn 18 umgibt. Der äussere Scheibenteil 30 ist gabelartig ausgebildet, umgibt die inner« Schei-

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be 28 und ist entsprechend zu einem oberen horizontalen Scheibenteil 36 geformt, der an einem unteren horizontalen Scheibenteil 40 am oberen Ende einer äusseren konzentrisch angeordneten vertikalen röhrenförmigen Antriebswelle 42 befestigt ist.

Der Scheibenteil 30 hat eine allgemein ebene untere Fläche 44 an seinem Grundteil 4ό, die sich nach innen von dem Abschnitt 36 aus erstreckt. Die untere Fläche 44 verläuft parallel zu und im Abstand von der oberen Fläche 4ö des Scheibenteiles 32 angeordnet und bildet einen oberen allgemein planaren, verhältnismässlg schmalen Extrudierdurchgang 50, der glatt ist und keine Unterbrechungen aufweist. Zwischen der oberen Fläche 52 der .Scheibe 40 und der unteren Fläche 54 der inneren Scheibe 32 befindet sich eine untere ebene Mischkammer 51. Die Kammer 51, die etwas tiefer als der Extrudierdurchgang 50 ist, steht mit diesem über den Umfangsraum 58 der Scheibe 32 Ln Verbindung, die einen glatten kontinuierlichen Durchgang für die flüssige Masse nach dem Durchgang -30 zur Austrittskammer 17 hin uüdet. Zur Verteilung der die fäserchen enthaltenden Kollagenflüssigkeit in dieser Kammer und den Durchgängen isc die ooere innere Fläche der Welle 42 mit einem ringförmigen Ansatz 41 versehen, der sich in der Nähe der äusseren peripheraLen Wandung der Welle 34 nach innen erstreckt und so das untere Ende einer ringförmigen Verteilerkammer 43 zwischen den Wellen 42 und 34 begrenzt. Das obere Ende des Durchgangs 43 steht mit der Kammer 51, wie dargestellt, in Verbindung. Ein Verschlussring 45 verschliesst das untere Ende der Kammer 43, um eine Verunreinigung der darin befindlichen Kollagenmasse zu verhindern.

Die Antriebswellen 34 und 42 sind konzentrisch mit einem Zwischenraum voneinander koaxial im Gehäuse 12 angeordnet, wie er, in Fig. L dargestellt ist, wobei die innere Antriebswelle 34 in der Nähe des Dornes lö und die äussere Antriebswelle 42 in radialer Beziehung ausserhalb davon angeordnet ist.

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Zur Drehung der Antriebswellen J4 und 42 sind diese an ihren unteren Enden mit Kegelradantrieben 6ü und 62 versehen. Der Kegelradantrieb 62 enthält eine Schraubenmutter 6l, die auf die Aussenfläche der' Welle 42 mit dem Kegelrad 63 aufgeschraubt und mit der Mutter 6l durch Bolzen 65 verschraubt ist. Das Kegelrad 60 enthält eine Radnabe 69, die auf die Aussenfläche der Welle 34 aufgeschraubt ist, wobei das Kegelrad 69 auf die Kegelradnabe 67 mit Bolzen 7I aufgeschraubt ist. Die Zahnflächen der Kegelräder 63 und 69 sind sich gegenüberliegend angeordnet und stehen durch ein gemeinsames Ritzel 64 in Verbindung. Die Drehung des Ritzels treibt die Wellen 34 und 42 an und demzufolge die Scheibenteile 28 und 30 in entgegengesetzten Richtungen.

Das Ritzel 64 befindet sich auf dem einen Ende einer Welle 66, die in den im Abstand voneinander angeordneten La-. gern 68 und 70 in einem Lagergehäuse 72 läuft, welches in der Wandung des Gehäuses 12 eingelassen ist. Die Kappe 74 umgibt die Welle 66, schliesst das Lagergehäuse 72 ao und ist leicht abnehmbar, um einen Zugang zum Lager, wenn dies erforderlich ist, zu gewähren* Die Welle 66 wird durch eine entsprechende Kraftquelle, z.B. einen Motor mit Getriebe (nicht dargestellt) angetrieben, so dass eine gegenläufige Drehung der Teile 28 und 30 erreicht wird.

Die Antriebswellen 42 und 34 werden in radialer und axialer Anordnung im Abstand voneinander im Gehäuse 12 wie folgt gehalten:

Die äussere Wandung der Welle 42 besitzt in der Nähe des Randes 40 einen Ansatz 76, mit dessen Hilfe die Welle auf der Innenlaufrille eines Lagers 80 zwischen der äusseren Wandung der Welle 42 und der inneren Wandung des Gehäuses 12 ruht. Die Innenlaufrllle des Lagers 80 andererseits ist auf einen Unterlagsring 82 gestützt, der sich auf der Innenlaufrille eines zweiten Lagers 84 befindet, dessen Aussenlaufril-Ie auf einer ringförmigen Kante 86 auf der Innenseite des Gehäuses 12 ruht. Die Inneniaufrille des Lagers 84 ruht auf

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der oberen Fläche der Mutter 61, welche die Anordnung in axialer Lage hält. Die Stellschrauoe 78, die sich in der Wandung des Gehäuses 12 befindet, kann verstellt werden, um die Aussenlaufrille des Lagers 8O zu unterstützen und die Lager 8.0 und 84 im Abstand voneinander zwischen dem Gehäuse 12 und der Welle 42 zu halten.

Das obere Ende der Welle 54 ist radial in der Nähe des Anschlags 4l nach aussen versetzt und bildet so eine ringförmige Kante 88 an der äusseren Wandung derselben. Die Kante 88 ruht auf der Innenlaufrille eines Lagers 90, das gestützt wird durch eine Hülse 92 auf einem zweiten Lager 94 zwischen den Wellen 42 und 34. Die Aussenlaufrille des Lagers 90 unterstützt die untere Fläche des Ansatzes 4l. Eine Schraubenmutter 96 auf der äusseren Wandung der Welle 34 stützt das Lager 94 und hält die gesamte Anordnung in axialer Lage zwischen den Wellen 42 und 34. In der Wand der Welle 42 befindet sich eine Stellsehraube 98 zur Stützung der Aussenlaufrille des Lagers 90 und hält dieses an den Wellen 42 und 34, während ein Druckunterlagsring IbO dazu beiträgt, die Welle 42 und die Get,riebenaoe 67 auf der Welle 34 in axialer Lage zu halten. Der Abstand zwischen den Teilen 28 und 30 unterhalb des Durchgangs 43 und der Abstand zwischen der Aussenwand des Teiles 30 und der Innenwand des Gehäuses 12 werden zweckmässlg mit einem geeigneten Schmiermittel, wie z.B. Glycerin, versehen. Der Verschlussring I6I isoliert die Äustrittskatnmer 17 vom Innern des Gehäuses 12, um ein Durchsickern des Schmiermittels in die Kammer 17 zu verhindern.

Die homogenisierte flüssige Masse der gequollenen KoI-lagenfäserchen, wie oben beschrieben hergestellt, wird unter Druck mittels geeigneter Pumpen (nicht dargestellt) dem Extruder 10 durch eine Zuführungsleitung l62 zugeführt. Die Kollagenmasse wird von der Zuführungsleitung l62 durch eine Bohrung 164 im Bodenteil 16 auf gleicher Höhe mit der öffnung 166 im Dorn 18 in einen länglichen, sich axial erstrekkenden ringförmigen Durchgang 168 gepumpt. _n

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Zur Bildung des Durchgangs 168 ist eine Hülse 170 konzentrisch innerhalb des Dornes 18 angeordnet. Die Innenwandung des Dornes l8 in der Nähe der Hülse 170 ist bei 172 vertieft. Das untere Ende des ringförmigen Durchgangs I68 wird durch einen Verschlussring 174 verschlossen, um den Durchgang 168 vom Innern der Hülse 170 abzuschliessen.

Die in den Durchgang I68 eintretende Kollagenmasse geht darin nach oben. In der Nähe des oberen Endes ihres Durchgangs geht die Kollagenmasse durch eine Anzahl radial im Abstand voneinander nach aussen verlaufenden Kanälen 176 _i im Dorn l8 in eine ringförmige Aufnahmekammer 178. Die Kammer 178 wird durch den radialen Vorsprung 88 der Welle 34 gebildet und wird durch die äussere zylindrische Fläche des festen Dornes l8, die innere zylindrische Fläche der beweglichen Welle 34, die untere Fläche der Scheibe 32 und die obere Fläche der Rille 88 begrenzt. Die sich gegenüberliegenden ringförmigen Verschlussringe 179 schliessen die oberen und unteren äusseren Teile der Kammer, 178 ab, um Verunreinigungen der Kollagenmasse durch das Extruderschmiermittel zu verhindern. Von der Kammer 178 wird die Kollagenmasse durch eine zweite Gruppe von im Abstand voneinander radial angeordneten Kanälen 18O in der Welle 34 zugeführt, welche eine begrenzte Verbindung mit der ringförmigen Verteilerkammer 43 herstellt.

Es wird ein inniges Mischen der Kollagenfäserchen bewirkt, wenn das Kollagen durch die Kanäle 18O zugeführt wird, da diese Kanäle ISO in der Welle 34 sich normalerweise¹ während der Kollagenzuführung drehen.

Die flüssige Kollagenmasse in der Kammer 43 wird einer zweiten vorbereitenden Mischung unterworfen, da die Teile, die die Kammer 43 begrenzen, in entgegengesetzten Richtungen rotieren. Von der Kammer 43 geht die Kollagenmasse in die sich seitlich erstreckende ebene Mischkammer 51. In der Kammer 5.1 wird eine sorgfältige Homogenisierung durch die Wirkung der gegeneinander rotierenden ebenen Flächen 52 und 54

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gewährleistet. Die Flächen 52 und 54 zerstören oder verteilen jegliche Kollagenfäserchen-Zusammenballungen in der flüssigen Masse. Diese Zusammenballungen von Kollagenfäserchen erscheinen manchmal in der gequollenen Kollagenmasse trotz Filterung bei der Herstellung des zu extrudierenden Materials. Die gequollenen Kollagenfäserchen besitzen im allgemeinen gummiartige Elastizität. Die Zusammenballungen von gequollenen Kollagenfäserchen sind imstande, sich den Filteröffnungen anzupassen, werden dünner, so dass sie durch das Filter passen und nehmen wieder sofort die Agglomeratform an, nachdem sie zusammengepresst wurden und das Filter passiert haben.

Zur Verteilung dieser Zusammenballungen in ihre einzelnen gequollenen Fäserchen-Komponenten bedient sich die Erfindung einer direkten Verteilungskraft. Die Flächen 52 und 54 üben eine Scherkraft auf die Kollagenmasse aus, die sich durch die Kammer 51 bewegt. Durch diese Scherwirkung wird eine Verteilungskraft auf die Kollagenmasse ausgeübt, die dazu neigt, die Kollagenfäserchen-Zusammenballungen in der Masse auseinanderzubringen oder zu verteilen. Die Scherkraft der Flächen 52 und 54 verläuft im allgemeinen quer zur Bewegungsrichtung der Kollagenmasse, die radial auswärts in die Kammer 50 fliesst.

An der Peripherie der Scheibe J>2 nimmt die flüssige Masse in der Kammer 50 um die Kante 58 herum ihren Weg in den Extrudierdurchgang 50. In dem Durchgang 50 wird die Homogenisierung der flüssigen Fäserchenmasse aus Kollagen durch gegeneinander laufende planare Flächen 44 und 48, die den Durchgang 50 begrenzen, vervollständigt. Die Flächen 44 und 48 verleihen der sich radial einwärts in Bezug auf die Scheibe 32 zur Austrittskammer 17 hin bewegenden Kollagenmasse eine zweite quer verlaufende Scherkraft. Diese zweite quer verlaufende Scherkraft sichert, dass jede zurückbleibende Kollagenfäserchen-Zusammenballung vor dem Austritt der Kollagenmasse in Röhrenform verteilt wird.

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Wie bereits ausgeführt, ist der obere Durchgang 50 schmaler oder enger als die untere Kammer 5I· Auf diese Weise wird im Durchgang 50 im wesentlichen die gesamte Kollagenmasse durijh die eine oder andere der Flächen 44 und 48, die den Durchgang 50 bilden, beeinflusst. Durch Verleihung einer quer verlaufenden Scherkraft in der gesamten Tiefe der Kollagenmasse im Durchgang 50 werden im wesentlichen alle zurückbleibenden Kollagenzusammenballungen dieser Scherwirkung unterworfen und ausgeschaltet, bevor die Masse austritt.

Die gequollene Kollagenmasse wird im Durchgang radial einwärts zwischen den rotierenden Flächen 44 und 48 in einen ebenen Abschnitt 23 der feststehenden Austrittskammer 17 geführt, wenn sie aufwärts durch den ringförmigen Längsteil 21 derselben in der Form einer kontinuierlichen Röhre in ein im Kreislauf geführtes Dehydratisierungsbad extrudiert wird.

Das Dehydratisierungsbad oder Koagulationsbad wird in einem geschlossenen System im Kreislauf geführt, welches ein zylindrisches Verteilerelement 182 umfasst, das die Aussparung 15 im Deckel 14 in der Nähe der Austrittskammer IJ umgibt. Auf dem Verteiler 182 befindet sich eine vertikale Säule 184, die mit dem Verteiler 182 in Berührung steht. Die Koagulationsflüssigkeit tritt durch die Leitung 186 und eine anschliessende Bohrung 188 in der Wandung des Verteilers in diesen Verteiler ein und dann in die Säule 184, in der sie vertikal aufwärts an der Aussenwand der extrudierten Röhre emporfliesst.

Die Koagulationsflüssigkeit wird der Innenwand der extrudierten Röhre durch eine andere Leitung 190 zugeführt, die mit dem Inneren des Dornes IIS in Verbindung steht. Der durch die Leitung 190 eintretende Teil der Flüssigkeit fliesst innerhalb des Dornes nach oben und steht in Berührung mit der "Innenwandung der extrudierten Röhre, aber mit einer beträcht«

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lieh geringeren PIiessgeschwindigkeit im Gegensatz zu derjenigen Flüssigkeit, die aussen an der Röhre vorbeifliesst, wodurch die Wandungen der Röhre vor Zerstörung und einer übermässigen Flüssigkeitsreibung bewahrt bleiben. Der Anteil der Flüssigkeit innerhalb der Röhre wird durch ein Überlau frohr 192 zurückgeführt, das sich axial angeordnet innerhalb des Domes 18 befindet und sich nach oben bis zur Spitze der Säule 184 erstreckt. Der durch den Verteiler 182 in die Säule 184 eintretende Flüssigkeitsteil, der mit der Aussenwand der extrudierten Hülle in Verbindung steht, wird oben an der Säule 184 in einen nicht dargestellten Behälter abgeführt.

Da ja die Dichte des extrudierten röhrenförmigen Körpers im wesentlichen geringer ist als diejenige der Koagulationsflüssigkeit (d.h. einer Lösung von 40 % Ammoniumsulfat), neigt der röhrenförmige Körper dazu, in den Koagulationsbädern nach oben zu gehen, wodurch die Zugkraft verringert • wird, die erforderlich ist, um ihn in den folgenden Behandlungsstufen zu bewegen.

Ein anderer Vorteil wird durch die Verwendung des Extruders 10 (und durch andere Formen von Extrudern, wie sie hier gezeigt werden) dadurch erreicht, dass man in vorteilhafter Weise die viskos-elastischen Eigenschaften der flüssigen Fäserchenmasse aus gequollenem Kollagen anwendet, um die erforderlichen Extrudierdrucke herabzusetzen. Der Betrag an kreisförmiger Spannung, die in einer solchen Masse entwickelt wird, ist direkt proportional der Zeitdauer, in der das Material den angewandten Rotationskräften unterworfen wird und der Menge des rotierenden Materials.

In der Kammer 51 muss die Neigung der viskos-elastischen Kollagenmasse, sich zentripetal unter der Einwirkung der kreisförmigen Spannung zu bewegen,überwunden werden, da die Masse unter dem hydraulischen Zuruhrungstruck radial auswärts geführt wird, während sie durch die Teile 28 und 58 hindurchläuft. Diese viskos-elastische Erscheinung ist Je-

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doch ausserordentlich vorteilhaft, wenn die Masse den Durchgang 50 erreicht, der, wie dargestellt, langer und enger als die Kammer 51 ist, so dass im wesentlichen die gesamte Kollagenmasse, die sich darin befindet, durch die Rotation der einen oder der anderen der Flächen 44 und 48 beeinflusst wird. Daher wird die Kollagenmasse beim Durchlaufen des Durchganges 50 einer vollständigen Anwendung der Rotationskräfte unterworfen, und es wird ein grösserer Betrag an kreisförmiger Spannung darin entwickelt. Auf diese Weise wird die Gegenstromwirkung der kreisförmigen Spannung, wie sie in der Kollagenmasse entwickelt wird, wenn diese , sich radial auswärts bewegt, durch die Kammer 51 mehr als kompensiert durch die gewollte zentripetale Flussbewegung derselben unter der grösseren zirkulären Spannung, die im Durchgang 50 entwickelt wird.

Um dieses in der Praxis zu erläutern, ist es erforderlich, dass sich die Teile 28 und 30 mit einer Geschwindigkeit von 100 bis 125 Umdrehungen pro Minute in entgegengesetzten Richtungen bewegen, während die gequollene Kollagenmasse mit einem hydraulischen Zuführungsdruck von 2,8 bis 3,5 Atm. (40 bis 50 Pfund pro Quadratzoll) zugeführt wird, um kontinuierlich 7,62 m (25 Fuss) der Röhre pro Minute zu extrudieren, während bei feststehenden Teilen 28 und 30 ein Druck von 4,9 bis 6,3 Atm. (70 bis 90 Pfund pro Quadratzoll) erforderlich ist, um kontinuierlich 7,62 m (25 Fuss) der Hülle pro Minute zu extrudieren. Die niedrigen Extrudierdrucke'sind das Ergebnis der Ausnutzung der viskos-elastischen Eigenschaften der plastischen Kollagenmasse, wo'durch es ermöglicht wird, die Masse in kontinuierlicher Röhrenform zu extrudieren.

Ähnliche Bezugszeichen kennzeichnen die gleichen Konstruktionsteile, denen gleiche Aufgaben zufallen in den Figuren 1, 2 und 3.

Die Fig. 2 stellt eine abgeänderte Form eines Extruders dar, bei welchem Mittel vorgesehen sind, um die flüssige KoI-

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lagenmasse in Röhrenform durch eine ringförmige Mündung oder Austrittskammer zu extrudieren, die gegeneinander rotierende Kammerwandungen besitzt, im Gegensatz zu einer feststehenden Austrittskammer, wie sie in Pig. I dargestellt ist. In dieser Ausführungsform besitzt der Extruder 210 ein äusseres Gehäuse 211, das aus einem zylindrischen Teil 212, einem ringförmigen Planschteil 214 mit L-förmigen Querschnitt und einem kreisförmigen Bodenflanschteil 216 gebildet wird. Ein kreisförmiger Deckel 215 ist auf einem ringförmigen Planschteil 2l4 befestigt und schliesst den oberen Teil des Gehäuses 211 ab.■

Der Extruder 210 enthält einen Kollagenfäserchen-Verteiler 217, der koaxial im Gehäuse 211 angeordnet ist. Die Vorrichtung 217 enthält ein paar im Abstand voneinander konzentrisch angeordnete drehbare Teile 218 und 220, die drehbar um die zentrale Achse des Extruders montiert sind. Der innere Teil 218 besitzt einen flachen scheibenartigen Oberteil 222, der darauf befestigt ist und sich seitlich eines Ringflansches 219 erstreckt, der sich am oberen Ende einer röhrenförmigen Antriebswelle 224 befindet. Der äussere Teil 220 ist aus einem umgekehrten zylindrischen Teil 22d gebildet und auf einem ringförmigen quer verlaufenden Plansch 228 befestigt, der sich am oberen Ende einer zweiten angetriebenen röhrenförmigen Welle 2^0 befindet.

Die planare innere Fläche 2J52 des Unterteils 2^4 des Teiles 226 befindet sich in der Nähe im Abstand in Bezug auf die obere Fläche 2^6 des Scheibenteils 222 angeordnet zur Begrenzung eines allgemein planaren radialen Extrudierdurchgangs 238. Hinzu kommt noch, dass die obere Fläche des Randes 228 teilweise geneigt ist und mit der unteren Fläche 242 der Scheibe 222 eine umgekehrte, halb kegelstumpfförmige, ringförmige Mischkammer 244 bildet. Die Kammer steht in Verbindung mit dem Extrudierdurchgang 238 entlang der Umfangkante 246 der Scheibe 222 und bildet so einen glat-

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ten und kontinuierlichen Durchflussweg von der äusseren Wandung der angetriebenen röhrenförmigen Welle 224.

Der Teil 2l8 ist an seinem obersten Ende mit einem verhältnismässig kurzen ringförmigen Rand 247 in der Mitte der Scheibe 222 versehen, der sich durch eine entsprechend angepasste zentrale Aussparung 248 im Grundteil 2j4 des Teils 220 erstreckt. Der Rand 247 endigt mit der oberen Fläche 235 des Teils 234. Der Rand 247 kann aus einem Stück mit der Welle 224 bestehen oder er kann aus einem getrennten Stück bestehen, das in geeigneter Weise auf der Scheibe 222 oder der Welle 224 befestigt ist. Die Wandung der zentralen Aussparung 248 hat einen Abstand von der äusseren zylindrischen Fläche des Randes 247 und bildet so eine ringförmige Austrittskammer 250, die an ihrem unteren Ende mit dem planar en Extr udi er durchgang 238 verbunden ist und eine quer verlaufende ringförmige Fortsetzung desselben bildet.

Die angetriebenen Wellen 224 und 230 sind konzentrisch axial im Abstand voneinander im Gehäuse 211 angeordnet, wie es Fig. 2 zeigt. Die Wellen gehen durch den Sodenteil 216 und sind in der Nähe ihrer unteren Enden mit Kegelräder 252 und 254 versehen. Die Kegelradanordnung 252 enthält eine ringförmige Radnabe 256, die auf die äussere zylindrische Fläche der Welle 224 aufgeschraubt ist mit einem Kegelrad 258, das auf der Radnabe 256 mit den Bolzen 257 befestigt ist. Die Kegelradanordnung 254 andererseits enthält eine Radnabe 260, die sich auf der äusseren zylindrischen Fläche der Welle 230 im Abstand vom unteren Ende der Welle befindet. Das Kegelrad 262 ist mit Hilfe von Bolzen 2ol auf der Radnabe 2βΟ befestigt.-Die Zahnflächen der Zahnräder 256 und 262 sind einander gegenüberliegend angeordnet und stehen miteinander über ein gemeinsames Ritzel 264 in Verbindung. Durch die Drehung des Ritzels 264 werden die Wellen 234 und 230 und folglich die Teile 218 und 220 in entgegengesetzten Richtungen angetrieben. Das Ritzel 264 ist in seiner Konstruktion und im Betrieb ähnlich dem Ritzel 64 der vorbeschriebenen Ausführungsform.

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Das untere Ende der Welle 234 geht durch einen entsprechend angepassten Durchgang im unteren Teil 231 der Welle 23O hindurch und die Wellen 224 und 230 werden in axialer und radialer Anordnung im Abstand voneinander im Gehäuse wie folgt gehalten:

Zwischen der äusseren zylindrischen Wandung der Welle

230 und der inneren zylindrischen Wandung des Teiles 212 ist ein Paar im Abstand voneinander angeordnete Lager 266 und 268 enthalten. Das untere Lager 268 ruht auf dem Unterteil 216 und die Lager werden in ihrer Lage durch die äussere Wandung der Welle 230 mit Hilfe eines Stellrings 270 auf der äusseren der Welle 23O gehalten. Der Abstandshaltering 272 und der Verschlussring 274 schliessen das Innere der Lager 266 und 268 ab, um eine Schmierung der Lageranordnung zu gewährleisten, ohne dass die Möglichkeit gegeben ist, die restlichen Teile des Extruders zu verunreinigen.

Die untere Fläche des Flansches 219 ruht auf einem Lager 276, das zwischen den Wellen 224 und 23O angeordnet ist. Das Lager 276 andererseits ruht auf einer Hülse 278, die von einem zweiten Lager 28O getragen wird, das auf dem Unterteil

231 der Welle 230 aufsitzt und zwischen den Wellen 224 und 230 angeordnet ist. Ein Haltering 2bl auf der äusseren Wandung der Welle 224 trägt dazu bei, das Lager 280 zu unterstützen. Im Abstand angeordnete Verschlussringe 282 und 284 schliessen das Innere der Lager 276 und 28o ab, um eine Schmierung der Lageranordnung zu ermöglichen.

Das unterste Ende der inneren Welle 224 ist nicht abgeschlossen und im oberen Ende des offenen Gehäuses 286 angeordnet. Die Welle 224 passt dicht in das Gehäuse 28ö und umschliesst dessen oberes Ende.

Beim Betrieb wird eine homogenisierte Masse von gequollenen Kollagenfäserchen, wie vorbeschrieben, für die vorgenannte Ausführungsform hergestellt. Die Masse wird unter Druck durch eine nicht dargestellte Zuführungsleitung in eine Bohrung 288 in der zylindrischen Wand de- Gehäuses 286 und in

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eine geschlossene ringförmige Vertiefung 29O in der inneren zylindrischen Wandung des Gehäuses eingepresst. Aus der Aussparung 290 wird die Masse durch im Abstand voneinander angeordnete radiale Kanäle im unteren Ende der Welle 224 in einen länglichen, sich axial erstreckenden, kreisförmigen Durchgang 294 eingeführt.

Zur Bildung des Durchgangs 294 ist eine Hülse 295 konzentrisch innerhalb der Welle 224 angeordnet. Die Innenwandung der Welle ist in der Nähe der Hülse 295 wie bei 295 vertieft und die Hülse darauf befestigt. Ein Verschlussring 291 yerschliesst das untere Ende des Durchgangs 294 und schliesst den Durchgang gegen das Innere der Hülse 295 ab.

Die flüssige Masse im Durchgang 294 bewegt sich in Längsrichtung aufwärts durch die rotierende Welle 224. In der Nähe des oberen Endes ihres Durchgangs geht die Masse durch eine Anzahl im Abstand voneinander angeordneten radialen Bohrungen 296 im oberen Ende der Welle 224, die eine begrenzte Verbindung mit der ringförmigen Mischkammer 244 bilden.

Wie bei der vorgenannten Ausführungsform bewegt sich die flüssige Masse von gequollenen Kollagenfäserchen radial nach auswärts in der Kammer 244 zwischen den sich entgegengesetzt drehenden Elementen 218 und 220. An der Peripherie der Scheibe 222 geht die Masse um die Kante 246 herum in einen schmalen ebenen Extrudierdurchgang 238. Die Masse wird erneut der Wirkung der gegeneinander rotierenden Elemente 218 und 220 ausgesetzt, wenn sie sich radial einwärts durch den Durchgang 238 auf die quer dazu verlaufende ringförmige Austrittskammer 250 zu bewegt, die durch den Rand 247 und den Grundteil 234 des Elements 220 gebildet wird, welche sich in entgegengesetzten Richtungen bewegen. Die Masse wird aus der Kammer 250 in kontinuierlicher Röhrenform durch eine entsprechende öffnung 298 in ein zirkulierendes Dehydratisierungsbad extrudiert.

Die Fig. 3 stellt eine andere abgeänderte Form der Erfindung dar. In diser Ausführungsform wird die Hülle durch

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eine ringförmige Austrittskammer extrudiert, die durch entgegengesetzt rotierende Wandungsteile gebildet wird, die im wesentlichen langer sind als diejenigen gemäss Fig. 2.

In vieler Beziehung ist der Extruder 310 der abgeänderten Ausfuhrungsform der Konstruktion und im Betrieb dem Extruder 210 gemäss Fig. 2 ähnlich. In dieser AusfUhrungsform ist jedoch der Grundteil 234 mit einer ringförmigen, sich längs erstreckenden Wand 312 an der Peripherie der zentralen Vertiefung 248 versehen. Die Scheibe 222 gemäss Fig. 2 ist durch die Scheibe 314 ersetzt, die in ihrer Konstruktion und im Betrieb der Scheibe 222 ähnlich ist, aber eine wesentlich grössere Dicke besitzt, um leichter den Extrudierdrucken zu widerstehen. Die Scheibe 314 enthält einen länglichen, zentralen ringförmigen Rand 316, der mit der Wandung 512 zusammenarbeitet und so eine längliche ringförmige Austrittskammer 318 dazwischen bildet. Die Wand 312 und der Rand 316 schliessen in gleicher Höhe ab mit dem oberen Ende des Gehäuses 211. Die Kammer 318 ist im allgemeinen quer zum Extrudierdurchgang J20 angeordnet und wird aus dem Grundteil 234 und der Scheibe 519 gebildet, steht aber mit diesen an ihrem unteren Ende in Verbindung. Der Durchgang 320 ist dem Durchgang 238 gemäss Fig. 2 ähnlich.

Die Masse von gequollenen Kollagenfäserehen, hergestellt wie bei den vorangehenden Ausfuhrungsformen, wird unter Druck durch den damit verbundenen Durchgang 294, die Kammer 244 und dem Extrudierdurchgang 320 zugeführt. Die Wellen 224 und 230 werden in entgegengesetzten Richtungen angetrieben, um eine gleichmässige Verteilung der Kollagenfäserehen. wie in den vorgenannten Ausführungsformen zu bewirken. Die Kollagenmasse im Extrudierdurchgang 320 wird durch eine längliche kreisförmige Austrittskammer 318 als röhrenförmiger Körper in das zirkulierende Dehydratisierungsbad darüber extrudiert. In dieser Ausführungsform werden die Kollagenfäserehen durch eine längliche kreisförmige Austrittskammer, die durch die gegeneinander rotierenden Teile j512 und 316 gebildet wird, extrudiert.

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Die röhrenförmige Hülle, wie sie gemäss irgendeiner Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hergestellt wird, kann noch koaguliert, gehärtet, getrocknet, gefaltet und verknüpft werden und bildet so ein leicht kochbares und essbares Wurstprodukt.

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Claims (1)

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Patentansprüche

1.) Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung röhrenförmiger Kollagenerzeugnisse, wie Wursthüllen, durch Auspressen einer flüssigen Masse aus gequollenen Kollagenfäserchen aus einer Extrudiermündung, dadurch gekennzeichnet, dass die unter dem Pressdruck stehende Fäserchenmasse unmittelbar vor dem Auspressen der Einwirkung von Scherkräften zwischen radial und konzentrisch, d.h. quer zur Extrudierungsrichtung angeordneten ebenen Flächen unterworfen wird und das Auspressen an der Extrudermündung parallel und konzentrisch zur Hüllenmittelachse erfolgt.

2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kallagenfeststoffgehalt der flüssigen Masse etwa 2,5 bis 6 % beträgt.

3.) Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die flüssige Masse zwischen einander gegenüberliegende, quer zur Auspressrichtung angeordnete, ebene Flächen zugeführt wird und die Flächen gegeneinander zur

Ausübung von Scherkräften auf die Masse gedreht werden. *
4.) Extrudervorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis- 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie unmittelbar vor der ringförmigen Auspressöffnung (17) eine senkrecht and konzentrisch zur Achse der Extrudiermündung ausgerichtete und drehbar angeordnete Scheibe (28, 32) in einem die Scheibe mit einem Zwischenraum (50) umschliessenden Gehäuse enthält und die Austrittsöffnung (17) eine zylindrische Form aufweist.

Neue Unterlagen (Art7|1At».2Nr,1Sitz3dMXndenin0tgeey.4.9.19e7)

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5.) Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
dass die quer zur Auspressrichtung verlaufenden Durchgangskanäle (50) und die Kammer (51) zwischen den ebenen Flächen (44, 48 bzw. 52, 54) grosser sind als die Austrittsöffnung (17).

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