DE3625364A1 - Fuellfertig konditionierte polyamid-nahrungsmittelhuelle, verfahren zu ihrer herstellung sowie verwendung zur verpackung von nahrungsmitteln (i) - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine füllfertig konditionierte Polyamid-Nahrungsmittelhülle, ein Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung zur Verpackung und Umhüllung von Nahrungsmitteln, insbesondere heißverpackten oder nach dem Verpacken erhitzten Nahrungsmitteln, wie beispielsweise Wurstwaren.

Die erfindungsgemäße Nahrungsmittelhülle ist die Weiterentwicklung der in der DE-PS 32 27 945 beschriebenen Polyamid-Schlauchfolie.

Die tägliche Fertigungs- und Anwendungserfahrung mit den erfolgreich vermarkteten Nahrungsmittelhüllen gemäß der DE-PS 32 27 945 hat gezeigt, daß sie sowohl konfektionierungstechnisch als auch anwendungstechnisch noch verbesserungsbedürftig sind.

Die konfektionierungstechnische Weiterentwicklung betrifft das Raffen und das einseitige Verschließen der Hüllen, während die anwendungstechnische Verbesserung sich auf Vermeidung von Verarbeitungsfehlern bei einfachster Handhabung bezieht und ein wesentlich verbessertes Aussehen des Endprodukts gewährleistet.

Konfektionstechnische Weiterentwicklung Raffen

Es ist der Stand der Technik, daß alle bisher bekannt gewordenen synthetischen Nahrungsmittelhüllen, so auch die zu verbessernden - nach DE-PS 32 27 945 - nur unter Einsatz von hydrophoben Raffschmiermitteln zerstörungsfrei, d. h. frei von Rafflöchern gerafft werden können. Als Schmiermittel sind lebensmitteltaugliche Triglycerid-Gemische besonders geeignet. Diese Öle werden meistens unmittelbar vor dem Raffen an der Raffmaschine dem zu raffenden Schlauch appliziert.

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 für Hüllen gemäß DE-PS 32 27 945 erhebliche Nachteile:

Das von außen auf die Nahrungsmittelhülle applizierte Raffschmiermittel benetzt sowohl die Hüllenoberfläche als auch die Raffwalzen, vermindert so die Reibungswerte und verursacht gelegentlich, weil die Raffwalzen die aufgeblasene Hülle nicht weiterbefördern können, Hüllenstau vor dem Raffdorn.

Dabei drehen die Raffwalzen auf demselben Hüllenstück und erhitzen Hülle und Raffschmiermittel derart, daß Rafflöcher entstehen und/oder die Temperaturbeständigkeitsgrenzen der Druckfarben überschritten werden. Infolgedessen wird das Druckbild verschmiert. In gewissen Grenzen schwankende Raffschmiermittelmengen auf der Hüllenoberfläche sind technisch unvermeidbar. Sie führen zu unterschiedlichen Reibungswerten der Hüllenoberfläche.

Die ist die Ursache von untragbar hohen Kaliberschwankungen beim Füllen der Hüllen mit Wurstbrät, beispielsweise auf den üblichen Füll- und Clipautomaten mit von außen wirkender Bremslippe.

Die hydrophoben Raffschmiermittel erschweren die Benetzung der Hüllenoberfläche mit Wasser und infolgedessen die gründliche Wässerung der Hüllen vor Ort. Inhomogen oder unzureichend gewässerte Hüllen gemäß DE-PS 32 27 945 sind jedoch zum Füllen nicht optimal brauchbar, weil ihre speziellen Schrumpf- bzw. Elastizitätseigenschaften noch nicht vollständig aktiviert sind. Es ist nicht möglich, mangelhaft gewässerte Hüllen kaliberkonstant auf das vorgeschriebene Mindestkaliber zu füllen. Faltige und/oder ungleichmäßige Endprodukte sind in der Regel auf solche Mängel zurückzuführen. Sie sind unerwünscht, weil sie den Verkaufswert des Endproduktes mindern. Die Weiterverarbeitung von Wurstwaren mit stark schwankenden Produktionskalibern zu Aufschnittstapelpackungen ist nicht möglich, weil die Gewichte der einzelnen Scheiben zu stark differieren.

Raffschmiermittel wirken gleichzeitig als Trennmittel. Sie erschweren das Aufkleben von Haftetiketten auf das Fertigprodukt.

Abbinden/Clippen

Polyamid-Nahrungsmittelhüllen gemäß der DE-PS 32 27 945 werden durch einen kombinierten Knoten-/ Clip-Verschluß zu einseitig abgebundenen Einzelhüllen unterschiedlicher Länge konfektioniert. Zu diesem Zweck werden sie in der Plissierstation einer handelsüblichen Abbindemaschine durch ein Walzenpaar mit ineinandergreifender Zahnung geführt, dadurch in Falten gelegt und von einem Greifer zum Fixieren in gefaltetem Zustand erfaßt und anschließend zur Clip- und Knotenstation weiter befördert.

Während der Übergabe an den Greifer springen die Falten der Hülle auf und erschweren dadurch das exakte Plazieren von Clip und Garnknoten. Es kommt häufig vor, daß sich der Clip in aufgesprungene Falten hineinbohrt oder zumindes schief sitzt.

Alle angesprochenen Konfektionierungsmängel sind Ursachen für Fertigungsunterbrechungen und Ausschuß. Es ist das Hauptziel der Erfindung, diese Nachteile zu vermeiden.

Anwendungstechnische Weiterentwicklung

Endprodukte mit schwankenden Durchmessern als Folge von unterschiedlichen Raffschmiermittelmengen auf dem Darm und als Folge unzureichender Wasserbenetzung vor Ort wurden bereits angesprochen.

Die Vermeidung von Endprodukten mit stark schwankenden Kalibern ist auch anwendungstechnisch gesehen eine Zielsetzung der Erfindung.

Ein weiteres, ebenfalls sehr wichtiges anwednungstechnisches Weiterentwicklungsziel der Erfindung ist die Vermeidung bzw. Minimierung von Raff-Falten im Endprodukt.

Es wurde erkannt, daß die Raffung der Nahrungsmittelhüllen gemäß DE-PS 32 27 945 nach dem Stand der Technik, d. h. lufttrocken und unter Anwendung des Raffschmiermittels, eine scharfe Einprägung der Raff-Falten in die Hülle verursacht. Auch nach dem Füllen der Hülle mit Brät unter 10%iger Durchmesserexpansion und sogar nach der Hitzebehandlung des Füllgutes unter weiterer Querexpansion können diese Falten nicht geglättet werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Schlauchfolien gemäß DE-PS 32 27 945 so zu verbessern, daß sie sich problemloser konfektionieren lassen, d. h. insbesondere ohne Verwendung eines zusätzlichen Raffschmiermittels so raffen lassen, daß die Hülle kaliberkonstant gefüllt werden kann, die Hülle fehlerfrei und ohne nennenswerten Ausschuß abgebunden bzw. geclippt werden kann und auf der gefüllten Hülle keine Raff-Falten mehr erkennbar sind.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1.

Es muß überraschen, daß die vorstehend beschriebenen, unterschiedlichen Mängel der Hüllen gemäß DE-PS 32 27 945 durch eine einzige Maßnahme, nämlich eine Befeuchtungsbehandlung, vorzugsweise bis zur Sättigungskonzentration des Hüllenmaterials, vor ihrer Raff- bzw. Abbinde/Clip-Konfektionierung beseitigt werden können. Die Wirkung der Wasserbehandlung auf das Konfektionierungsverhalten ist überraschend, da eine solche Maßnahme im Zusammenhang mit Polyamid- Nahrungsmittelhüllen bisher vollkommen unbekannt war. Diese Tatsache ist umso überraschender, als die vorstehend beschriebenen Mängel unterschiedliche, voneinander unabhängige Ursachen haben. So ist es z. B. nicht möglich, die Vorgänge beim Raffen mit den Vorgängen beim Abbinden/Clippen und bei der Verarbeitung der Hüllen ursächlich miteinander in Verbindung zu bringen. Es handelt sich auch nicht um allgemeine, d. h. für alle bekannten Nahrungsmittelhüllen gültige Mängel. Sie sind vielmehr hüllenspezifisch, d. h. nur im Zusammenhang mit Nahrungsmittelhüllen gemäß DE-PS 32 27 945 bekannt.

Umfangreiche physikalische Untersuchungen haben gezeigt, daß die Wässerung der vorbekannten Hüllen vollkommen neue Eigenschaften herbeiführt.

Parallel zu den physikalischen Untersuchungen durchgeführte Raff- und Abbinde/Clip-Versuche belegen die Reproduzierbarkeit der überraschenden Befunde. Die Auswertung von anwendungstechnischen Tests mit gewässert konfektionierten Hüllen zeigte schließlich, daß diese äußerst kaliberkonstant gefüllt werden können und auf den hitzebehandelten Endprodukten keine Raff-Falten mehr aufweisen.

Durch die Wässerung der Hüllen, bevorzugt bis zur Sättigungskonzentration mit Wasser ergibt sich die praktische Konsequenz, daß die erfindungsgemäßen Hüllen vor ihrer Verarbeitung beispielsweise in der Fleischwarenfabrik, nicht mehr gewässert zu werden brauchen, wenn sie in wassergesättigt konfektioniertem Zustand feuchtigkeitsdicht verpackt vorliegen. Damit sind diese Hüllen füllfertig und ersparen dem Anwender den Aufwand der Wässerung vor Ort. Dadurch entfallen auch die als potentielle Kontaminationsherde bekannten Wässerungsbehälter. Genauso fortschrittlich einzustufen ist die Tatsache, daß der durch zu kurzes Wässern, insbesondere der vollfächig bedruckten Ware, verursachte Verarbeitungsfehler "Vorgeschriebenes Mindestfüllkaliber nicht erreicht, deshalb faltiges Endprodukt", sicher vermieden wird.

Füllfertig bedeutet:
1.) füllfertig als Rollenware
2.) füllfertig abgebunden/geclippt und
3.) füllfertig gerafft

Bei den durchgeführten physikalischen Messungen zur Charakterisierung der erfindungsgemäßen Hüllen handelt es sich um
1. Bestimmung des Reibungsverhaltens nach DIN 53 375
2. Scrubtest und
3. Kugeldruckversuch nach DIN 53 325
zur Simulation der Raffvorgänge auf handelsüblichen Raffautomaten sowie zur Bestimmung einer Mikrovorschädigung auf gerafften bzw. abgebundenen/geclippten Nahrungsmittelhüllen.

Diese Versuche werden im Rahmen der Beispiele näher erläutert.

In der DE-OS 32 27 945 sind thermoplastische Schlauchfolien aus wenigstens einem Polyamid, welches bis zur Sättigung mindestens 5% seines Gewichts an Wasser aufnehmen kann, zur Verpackung und Umhüllung von pastösen Lebensmitteln, die heiß verpackt oder nach dem Verpacken einer Hitzebehandlung unterworfen werden, insbesondere Fleisch- und Wurstwaren beschrieben, die multiaxial verstreckt und unter kontrollierter Schrumpfung vollständig thermofixiert sind. Solche Schlauchfolien zeigen folgendes elastische Verhalten:
Sie lassen sich bei Raumtemperatur in wassergesättigtem Zustand bei einer Innendruckbelastung zwischen 0 bis 0,6 bar nach der Gleichung

D = m × p + c  Innendruckbelastungsgerade (1)

gleichmäßig zylindrisch aufweiten und bei anschließender Innendruckentlastung zwischen 0,6 bis 0 bar nach der Gleichung

D′ = -m′ × p + c′  Innendruckentlastungsgerade (2)

wieder zylindrisch kontrahieren, wobei bedeuten:
D Kaliberaufweitungsdifferenz in (mm) bei Innendruckbelastung
D′ Kaliberkontraktionsdifferenz in (mm) bei Innendruckentlastung
m die Steigung der Innendruckbelastungsgeraden (1)
m′ die Steigung der Innendruckentlastungsgeraden (2)
p der Innendruck in bar
c der Ordinatenabschnitt der Innendruckbelastungsgeraden (1)
(c ist stets = 0)
c′ der Ordinatenabschnitt der Innendruckentlastungsgeraden (2)
und folgende Grenzbedingungen gelten:
1. die Absolutwerte für m und m′ liegen zwischen 23 und 6, vorzugsweise zwischen 20 und 8 und besonders bevorzugt zwischen 17 und 11; für einen gegebenen Durchmesser unterscheiden sich die Absolutwerte für m und m′ um nicht mehr als 20%, vorzugsweise um nicht mehr als 11% voneinander.
2. c′ ist stets kleiner als 4,5 mm, vorzugsweise kleiner als 2,5 mm und besonders bevorzugt kleiner als 1,5 mm.
3. Die Gleichungen (1) und (2) gelten im Innendruckbereich zwischen 0 bis 0,6 bar bzw. zwischen 0,6 bis 0 bar.

Durch die vollständige Thermofixierung schrumpfen diese Wursthüllen bei den Temperaturen, denen die Fleisch- und Wurstwaren bei ihrer Herstellung bzw. Verarbeitung unterworfen werden (Kochen und Brühen) nicht.

Die erfindungsgemäße Hülle besteht bevorzugt aus wenigstens einem Polyamid, welches in der α-Form kristallisiert.

Besonders bevorzugt besteht die Hülle aus wenigstens einem der Polyamide 6 (Polycaprolactam), 6.6 (Polyhexamethylenadipamid) oder aus Mischungen von PA-6 und PA-6.6 und/oder Copolyamiden aus Caprolactam, Hexamethylendiamin und Adipinsäure.

Polycaprolactam und Polyhexamethylenadipamid sind hochkristallin, chemisch einwandfrei definiert und daher konstant in ihrer Wasseraufnahme bei Sättigung. Chemisch und in ihrer Kristallinität nicht so genau definierte Copolyamide aus Caprolactam und/oder Hexamethylenadipamid oder Mischungen dieser Polyamide mit einer Mindestwasseraufnahme von 7 Gew.-% sind ebenfalls brauchbar. Auch Hüllen, die aus einer Mischung von Polycaprolactam und Polyhexamethylenadipamid und/oder Copolyamiden aus Caprolactam, Hexamethylendiamin und Adipinsäure bestehen, sind geeignet. Solche Hüllen nehmen bis zu 13 Gew.-% Wasser bis zur Sättigung auf.

Erfindungsgemäße Nahrungsmittelhüllen aus Polycaprolactam haben eine Mindestkristallinität von 50 Vol.% entsprechend einer Mindestdichte von 1,14 g/cm³ und nehmen, bezogen auf ihr Trockengewicht, 10 ± 0,5 Gew.-% Wasser auf. Bei Polyhexamethylenadipamid-Nahrungsmittelhüllen betragen die entsprechenden Werte: 55 Vol.%, 1,15 g/cm³ und 7,5 ± 0,5 Gew.-%.

Die Umwandlung der Hüllen in den erfindungsgemäßen Zustand erfolgt am leichtestens durch Wässerung. Dies kann von der Hüllenaußenoberfläche, von der Hülleninnenoberfläche oder von außen und von innen gleichzeitig geschehen. Dabei ist die Dauer der Wässerung ebenso unkritisch wie die Wasserbadtemperatur. Es muß jedoch in jedem Fall sichergestellt sein, daß die Hüllen die ihrem chemischen Aufbau und ihrer Kristallinität entsprechende Sättigungswassermenge absorbiert haben. Höhere Badwassertemperaturen beschleunigen die Wasseraufnahme, sind aber ohne Einfluß auf die Sättigungsmenge.

Bei Lagerung in Wasser von Raumtemperatur beträgt die minimale Zeit zum Erreichen der Sättigungskonzentration, sofern nur eine frei zugängliche Hüllenoberfläche (unbedruckt, nicht mit Raffschmiermittel benetzt) zur Verfügung steht, 20 Minuten. Bei 70°C Wassertemperatur beträgt die entsprechende Zeit nur noch 5 Minuten.

Gewässert wird die Hülle bis zu einem Wassergehalt von größer als 80% der Sättigungskonzentration, vorzugsweise von größer als 95% und insbesondere von größer als 99% der Sättigungskonzentration.

Ein besonders bevorzugtes Verfahren zur Bereitstellung der erfindungsgemäßen Nahrungsmittelhüllen ist ihre kontinuierliche Wässerung von innen nach der Blasentechnik. Hierzu sperrt man keimfreies, bis zu 70°C erwärmtes Trinkwasser in die Hülle und wickelt sie bei Geschwindigkeiten von 10 bis 60 m pro Minute um. Dies kann in line mit der Hüllenproduktion oder nach dem Bedrucken der Hülle von Rolle zu Rolle erfolgen, in jedem Fall aber vor der Raff- bzw. Abbinde/ Clip-Konfektionierung. Die Hülle kann feuchtigkeitsdichtverpackt vor und nach dem Raffen und Abbinden/ Clippen gelagert werden. Dabei verschimmelt sie nicht. Sie erfährt hierdurch auch sonst keine negativen Eigenschaftänderungen. Die innenseitige Wässerung ist bevorzugt, weil sie eine exakte Kontrolle der aufgenommenen Wassermenge zuläßt, weil die Rekontaminationsgefahr des Wassers weitgehend ausgeschlossen ist, weil rostempfindliche Maschinenteile der Raff- bzw. Abbindeautomaten sicher vor Spritzwasser geschützt sind und weil die innere Hüllenoberfläche im Gegensatz zu einer großflächig bedruckten Außenseite eine ungehinderte Wässerung zuläßt.

Es ist möglich, auch bei einem weit unterhalb der Sättigungskonzentration liegenden Befeuchtungsgrad, bspw. ab 3,5 Gew.-% Wassergehalt in der Hülle, lochfrei zu raffen bzw. mit minimierter Ausschußquote abzubinden/abzuclippen und dann die Hüllen auf ihre erfindungsgemäße, füllfertige Form zu bringen, d. h., in einem zweiten Schritt durch Nachwässern in den wassergesättigten Zustand zu überführen. Diese Vorgehensweise ist zwar brauchbar, jedoch nicht bevorzugt, weil sie die Raff-Falten auf dem hitzebehandelten Endprodukt nicht in dem Maße minimiert, wie die zuvor beschriebene bevorzugte Ein-Stufen-Sättigung vor dem Raffen.

Die erfindungsgemäße Schlauchfolie kann gerade oder gekrümmt sein. Ihre Wandstärke beträgt vorteilhaft 0,025 bis 0,10 mm, bevorzugt 0,055 bis 0,08 mm. Erfindungsgemäße Hüllen weisen vorteilhaft eine Berstdruckfestigkeit von mindestens 0,8 bar auf.

Die erfindungsgemäßen Nahrungsmittelhüllen sind gegebenenfalls in der Masse eingefärbt oder vollflächig farbig bedruckt. Sie enthalten jedoch außer Wasser keine weiteren Zusatzmittel, insbesondere keine Raffschmier- und Feuchthaltemittel. Sie werden in feuchtigkeitsdichten Verpackungen verarbeitungsfertig geliefert.

Sie werden in ihrer erfindungsgemäß präparierten Form ohne Applikation von Raffschmiermitteln einwandfrei gerafft bzw. abgebunden geclipt. Sie weisen keine Verschmierungen des Druckbildes auf. Es ist kein Problem, auf ihrer Außenoberfläche Haftetiketten anzubringen. Sie sind kalibertreu, d. h. mit minimaler Durchmesserschwankung entlang der Wurstlängsachse füllbar und frei von Raff-Falten auf dem hitzebehandelten Endprodukt.

Die Erfindung wird durch die nachstehenden Beispiele näher erläutert:

Beispiel 1:

500 m einer nach DE-PS 32 27 945 multiaxial verstreckten und unter kontrolliertem Schrumpf thermofixierten PA-6-Schlauchhülle mit einem Nennkaliber von 90 mm wurden mit Wasser behandelt, indem 2 l 65°C heißen Trinkwassers eingefüllt und der Schlauch mit einer Geschwindigkeit von 40 m/min von Rolle zu Rolle umgewickelt wurde.

Durch die Konditionierung nahm das Gewicht der Schlauchrolle um 10% zu. Der Prozeß dauerte einschließlich des Einfüllens von heißem Wasser in die Schlauchblase 15 Minuten.

Anschließend wurde die so präparierte Schlauchrolle in einem feuchtigkeitsdichten LDPE-Beutel 30 Min. zwischengelagert und dann auf einer Raffmaschine (Typ 6/1, Fabrikat Küko, Groß-Gerau/BRD) ohne Anwendung eines üblichen Raffschmiermittels (Miglyol 812, ein Triglyceridgemisch der Dynamit Nobel AG, Troisdorf/ BRD) zu 25 20 m-Raupen gerafft. Dabei konnte die Raffmaschine mit der vollen Leistung von 60 m/min betrieben werden.

20 Raupen wurden durch Beaufschlagen mit Druckluft von 0,3 bar und Untertauchen in einem 22 m langen Wasserbecken auf Rafflöcher untersucht.

Dieser Prüfung folgte die visuelle Begutachtung der Druckmotive auf allen 20 Raupen.

Eine beliebig herausgegriffene Testraupe diente zur Bestimmung des absoluten Feuchtegehalts in der konditionierten Hülle und zur Ermittlung der Oberflächenspannung nach dem Tintometertest (DIN 53 364).

Die restlichen 4 Raupen wurden ohne das übliche Einweichen auf einem marktüblichen Portionier- und Clipautomaten (Typ FCA Super 3451, Fabrikat Niedecker GmbH, Frankfurt/BRD) zu 10 kg schweren Brühwürsten mit einem typischen Bologna-Brät (gem. Leitsätze für Fleisch und Fleischerzeugnisse 2.224.4) gefüllt. Bei 50 der maximalen Füllkaliberschwankungen durch Messen des Kalibers in unmittelbarer Nähe der beiden Enden und in der Wurstmitte ermittelt und protokolliert. Danach wurden die Würste 3,5 Stunden bie 78°C im Brühschrank gegart, durch Duschen und schließlich im Kühlraum auf 3°C im Kern durchgekühlt und visuell auf die Sichtbarkeit von Raff-Falten auf dem Endprodukt begutachtet und beurteilt.

Eine weitere 500 m-Rolle wurde auf exakt gleiche Art vorkonditioniert und auf einer modifizierten Abbindemaschine (Typ ZDI, Fabrikat VEB Nagema/Dresden/ DDR) zu 1.000 Abschnitten von 0,5 mLänge abgebunden und geclipt. Der durch schief gesetzte Knoten und/oder Clips entstandene Ausschuß wurde aussortiert, gezählt und protokolliert.

Die einzelnen Testergebnisse sind in der Tabelle 1 zusammengefaßt.

Beispiel 2:

Die gesamte Vorgehensweise von Beispiel 1 wurde mit zwei Rollen à 500 m nach DE-PS 32 27 945 aus PA-6.6 hergestellter Schlauchfolie wiederholt. Das konditionierende Umwickeln führte dabei zu einer Gewichtszunahme durch Wasseraufnahme von jeweils 8%.

Danach wurde zum Auswerten genauso weiter verfahren wie im Beispiel 1 und die Ergebnisse in der Tabelle 1 aufgeführt.

Vergleichsbeispiel 1 (Stand der Technik):

Es wurde mit dem gleichen Schlauchhüllenmaterial wie in Bsp. 1, jedoch ohne die erfindungsgemäße Konditionierung operiert. Je eine 500 m-Rolle wurde trocken, aber unter Anwendung von Schmiermittel gerafft bzw. abgebunden und danach auf die gleiche Art und Weise wie im erfindungsgemäßen Beispiel 1 geprüft und den anwendungstechnischen Tests, unterzogen. Um praxisgerecht zu verfahren, wurden die Raupen vor dem Füllen mit Brät durch Einweichen in 65°C heißem Wasser vor Ort mit Wasser gesättigt (Feuchtegehalt 10%).

Die Testergebnisse sind in der Tabelle 1 dem Beispiel 1 gegenübergestellt.

Vergleichsbeispiel 2 (Stand der Technik):

Das Beispiel 2 wurde mit 2 500 m-Rollen von PA-6.6-Schlauchhüllen wiederholt, jedoch ohne sie erfindungsgemäß zu konditionieren. Je eine der Rollen wurde trocken, unter Verwendung von Schmiermittel, gerafft bzw. abgebunden und genau wie im erfindungsgemäßen Beispiel 2 geprüft und den anwendungstechnischen Tests unterzogen. Wie im Vergleichsbeispiel 1 wurden die Raupen vor dem Füllen mit Bologna-Brät 15 Minuten in 65°C heißem Wasser eingeweicht (Feuchtegehalt 8%).

Die Testergebnisse sind in der Tabelle 1 protokolliert und denen der vorangegangenen Beispiele gegenübergestellt.

Beispiel 3

1030 m einer bedruckten nach DE-PS 32 27 945 multiaxial simultan verstreckten und unter kontrolliertem multiaxialem Schrumpf thermofixierten Polycaprolactam- Schlauchhülle mit einem Nennkaliber von 90 mm wurden mit Wasser gesättigt, indem ca. 4 l 65°C heißen entkeimten Trinkwassers eingefüllt, als Blase eingesperrt und von Rolle zu Rolle umgewickelt wurden. Durch diese Behandlung nahm die Nahrungsmittelhülle 10 Gew.-% Wasser, bezogen auf ihr absolutes Trockengewicht, auf.

Zur gleichmäßigen Verteilung des aufgenommenen Wassers in der Hüllenwand wurde die Hüllenrolle 30 Minuten in einem LDPE-Beutel versiegelt zwischengelagert. Aus dieser mit Wasser gesättigten Schlauchrolle wurden dann auf einer handelsüblichen Raffmaschine (Typ 6/1, Fabrikat Küko, Groß-Gerau/BRD) ohne Raffschmiermittelbesprühung 25 Stück 20 m-Raupen hergestellt und erneut feuchtigkeitsdicht verpackt.

20 der auf diese Weise präparierten 25 Raupen wurden mit Druckluft von 0,3 bar beaufschlagt und durch Tauchen in Wasser in einem 22 m langen Wasserbecken auf Raffbeschädigungen (Löcher) untersucht. Parallel hierzu fand die visuelle Überprüfung der Raupen auf Verschmierungen des Druckbildes statt.

Die Ergebnisse wurden sortiert, gezählt, protokolliert und in der Tabelle 2 aufgelistet.

4 weitere Raupen wurden ohne das übliche Einweichen auf einem marktüblichen Portionier- und Clipautomaten (Typ FCA-Super 3451, Fabrikat Niedecker GmbH, Frankfurt/ BRD) zu 10 kg schweren Brühwürsten von 1,35 m Länge mit einem typischen Bologna-Brät (gem. Leitsätze für Fleisch und Fleischerzeugnisse 2.224.4) gefüllt. Bei 50 der so gefüllten Würste wurden die maximalen Kaliberschwankungen durch Messen des Wurstdurchmessers in 0,1 m Entfernung von den beiden Wurstenden und in der Wurstmitte festgestellt, protokolliert und in der Tabelle 2 aufgelistet.

Danach wurden die Würste 3,5 Stunden bei 78°C im Brühschrank gebrüht, für 15 Minuten mit dampfgesättigtem Heißrauch geräuchert, durch Duschen und schließlich im Kühlraum auf 3°C im Kern durchgekühlt und visuell auf die Sichtbarkeit von Raff-Falten auf dem Endprodukt begutachtet. Die Beurteilung ist in der Tabelle 2 festgehalten.

Die letzte Testraupe schließlich diente einmal zur exakten Bestimmung des Wassergehalts in der Nahrungsmittelhülle und zum zweiten zur Feststellung einer eventuellen Mikroschädigung während des Raffens mit Hilfe des Kugeldruckversuchs nach DIN 53 325. Liegt eine Mikroschädigung beispielsweise am Kreuzungspunkt einiger Raff-Falten in Form von "Crazes" vor, die noch kein Raffloch verursacht hat, jedoch bei höherer Innendruckbelastung während der Wurstgarung durchbrechen würde, so stellt man bei diesem Versuch fest, daß die Bruchkraft F _B und der Bruchweg a nur 30% der tatsächlichen F _B - und a-Werte bei "Crazes"-freien Proben erreichen.

Die letztgenannten Versuchsergebnisse sind in Tabelle 3 aufgelistet.

Weitere 500 m der mit Wasser übersättigten Schlauchrolle wurden auf einer marktüblichen Abbindemaschine (Typ ZD1 Fabrikat VEB Nagema Dresden/DDR), zum 1.000 Abschnitten von 0,5 m Länge geschnitten, geclipt und abgebunden. Der durch Clipbeschädigung und schief gesetzte Clips bzw. Knoten entstandene Ausschuß wurde aussortiert, gezählt und in der Tabelle 2 protokolliert. Aus den restlichen 30 m der Ausgangsrolle wurden 10 Probekörper mit je 47 mm Durchmesser gestanzt, die zur Durchführung der wegabhängigen Kugeldruckversuche nach DIN 53 325 dienten. Hier wurde nicht die Bruchkraft F _B und der Bruchweg a des Kugelstempels bestimmt, sondern die Stoßkraft F für jeden a-Schritt in 1 mm Stoßweg.

Die Auftragung F über a ergab für Stoßwege bis zu 6 mm eine Gerade, deren Steigung dem Aufspringverhalten der Hüllen-Plissierfalten auf der Abbindemaschine proportional ist. Hier wird ein multiaxialer Elastizitätsmodul E* gemessen, der aber, weil er nicht auf die konstante Hüllenwandstärke bezogen ist, in (kg/mm) ermittelt wurde. E* ist in der Tabelle 3 angegeben. Der dazugehörige Kurvenverlauf ist in der Fig. 1 dargestellt.

In der Fig. 1 bedeutet (1) den Verlauf der Geraden F über a aus dem Beispiel 3. Die Gerade (2) stellt das Ergebnis von Beispiel 4 dar. Gerade (3) gehört zu den Vergleichsbeispielen 3 und 4.

Zur physikalischen Simulation des Raffvorgangs wurden zwei weitere Grundsatzmessungen durchgeführt:
1. Um den Förderstau vor dem Raffdorn zu untersuchen, wurden Reibversuche nach DIN 53 375 herangezogen. Es wurde der Reibungswert zwischen der Außenoberfläche der mit Wasser gesättigten Hülle gegen ein Polyurethan-Elastomer mit 95 Shore-A Härte gemessen. Mit diesem Polyurethan- Elastomer werden die Raffwalzen bestückt, die die Hülle auf den Raffstab fördern. DIN Probekörper wurden den Praxisbedingungen entsprechend aus noch nicht gerafften, d. h. glatten Hüllen herausgestanzt. Die Meßwerte sind in der Tabelle 3 zusammengestellt.
2. Um die Zusammenhänge bei der Knautsch-(Knick- Scrub-) Belastung der Nahrungsmittelhüllen beim Raffen zu simulieren, wurde der Scrubtest ausgewählt, der wie folgt durchgeführt wird: Aus den Hüllen gemäß Beispiel 3 wurden Probekörper von 90 × 40 mm ausgestanzt. Die beiden Einspannvorrichtungen der Prüfvorrichtung laufen von einem drehzahlkonstanten Elektromotor angetrieben in entgegengesetzter Richtung parallel zueinander, mit einem maximalen Hub von 20 mm hin und her. Der Probekörper wird mit soviel Dehnungsfreiheit eingespannt, daß er in der weitesten Stellung, d. h. in den Umkehrpunkten nicht bricht oder zerreißt. Auf den eingespannten Probekörper wird ein Schlitten von 1 kg gesetzt. Durch Einschalten des Elektromotors setzt die Scrubbelastung der Probe ein. Die Apparatur vollzieht 70 Hin- und Herbewegungen pro Minute. Die Hübe werden automatisch gezählt und es wird die Anzahl der Hübe bis zum völligen Versagen (Bruch) der Probe gemessen. Das Meßergebnis (10 Messungen) an Proben gemäß Beispiel 3 ist in der Tabelle 3 angegeben.

Beispiel 4

Die gesammte Vorgehensweise des Beispiels 3 wurde mit 1030 m Nahrungsmittelhüllen nach DE-PS 32 27 945 aus Polyhexamethylenadipamid wiederholt. Die Wässerung von innen beim Umwickeln nach der geschilderten Blasentechnik führte dabei zu einer Gewichtszunahme von 8%. Alle praktischen anwendungstechnischen und physikalischen Versuche des Beispiels 3 wurden auch hier vorgenommen. Die Ergebnisse sind in den Tabellen 2 und 3 zusammengefaßt und in der Fig. 1, Gerade (2) dargestellt.

Vergleichsbeispiel 3 (Stand der Technik gem. DE-PS 32 27 945)

Es wurde mit dem gleichen Schlauchhüllenmaterial wie in Beispiel 3, jedoch ohne die erfindungsgemäße Befeuchtung vor der Konfektionierung operiert. Die Raffung wurde unter Anwendung des Raffschmiermittels Miglyol 812 (ein Triglyceridgemisch der Dynamit Nobel AG, Troisdorf/BRD) auf derselben Raffmaschine wie im Beispiel 3 durchgeführt. Alle praktischen, anwendungstechnischen und physikalischen Messungen des Beispiels 3 wurden durchgeführt.

Die Brätfüllversuche auf dem FCA-S wurden mit vor Ort auf 9% Feuchtegehalt gesättigten Hüllen vorgenommen. Die Bestimmung der Mikroschädigung erfolgte mit Hilfe des Kugeldruckversuchs nach DIN 53 325. Die Probekörper wurden aus lufttrocken mit Raffschmiermittel gerafften Raupen gestanzt.

Ausgehend von einer noch nicht erfindungsgemäß gewässerten, luftrockenen Mutterrolle wurden unter sonst exakt eingehaltenen Bedingungen des Beispiels 3 1.000 Abschnitte à 0,50 m hergestellt.

Dieser Mutterrolle wurden auch die Probekörper für
1. wegabhängige Kugeldruckversuche,
2. für die Reibversuche gegen PUR-Elastomer und
3. für den Scrubtest
entnommen.

Die Ergebnisse sind in den Tabellen 2 und 3 zusammengefaßt und in der Fig. 1, Gerade (3) dargestellt.

Vergleichsbeispiel 4 (Stand der Technik gem. DE-PS 32 27 945)

Es wurde mit dem gleichen Schlauchhüllenmaterial wie im Beispiel 3 und Vergleichsbeispiel 3, jedoch ohne die erfindungsgemäße Wässerung und ohne Raffschmiermittelapplikation gerafft. Es war nicht möglich, von 20 Raupen eine einzige rafflochfreie Raupe zu erhalten. Daher wurde auf die Durchführung der anwendungstechnischen und physikalischen Prüfungen verzichtet. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 2 aufgeführt.

Aus den Tabellen 2 und 3 sowie aus der Fig. 1 geht hervor, daß die erfindungsgemäßen Hüllen ganz im Gegensatz zu Schlauchfolien gemäß DE-PS 32 27 945
a. störungs- und rafflochfrei gerafft werden
können und dabei kein Raffschmiermittel benötigen,
b. unter drastischer Reduktion des Ausschusses abgebunden/geclippt werden können und
c. auch anwendungstechnisch mit minimaler Kalbiberschwankung zu füllen sind sowie keine lästigen Raff-Falten auf dem Endprodukt aufweisen.

Tabelle 1 Zusammenfassung der Testergebnisse der Beispiele 1 + 2 und der Vergleichsbeispiele 1 + 2

Tabelle 2 Ergebnisse der Raff- und Abbinde/Clip-Versuche und der anwendungstechnischen Versuche

Tabelle 3 Ergebnisse der physikalischen Messungen

Claims (24)

1. Nahrungsmittelhülle aus wenigstens einem Polyamid, welches bis zur Sättigung mindestens 5% seines Gewichts an Wasser aufnehmen kann, für die Verpackung und Umhüllung von Nahrungsmitteln, insbesondere Nahrungsmitteln, die heißverpackt oder nach dem Abpacken erhitzt werden, wobei die Nahrungsmittelhülle vollständig thermofixiert ist und folgendes elastisches Verhalten aufweist:
Sie läßt sich bei Raumtemperatur in wassergesättigtem Zustand bei einer Innendruckbelastung zwischen 0 bis 0,6 bar nach der Gleichung D = m × P + c  Innendruckbelastungsgerade (1)gleichmäßig zylindrisch aufweiten und bei anschließender Innendruckentlastung zwischen 0,6 bis 0 bar nach der GleichungD′ = -m′ × p + c′  Innendruckentlastungsgerade (2)wieder zylindrisch kontrahieren, wobei bedeuten:
D Kaliberaufweitungsdifferenz in (mm) bei Innendruckbelastung
D′ Kaliberkontraktionsdifferenz in (mm) bei Innendruckentlastung
m die Steigung der Innendruckbelastungsgeraden (1)
m′ die Steigung der Innendruckentlastungsgeraden (2)
p der Innendruck in bar
c der Ordinatenabschnitt der Innendruckbelastungsgeraden (1)
(c ist stets = 0)
c′ der Ordinatenabschnitt der Innendruckentlastungsgeraden (2)
und folgende Grenzbedingungen gelten:
1. die Absolutwerte für m und m′ liegen zwischen 23 und 6, vorzugsweise zwischen 20 und 8 und besonders bevorzugt zwischen 17 und 11; für einen gegebenen Durchmesser unterscheiden sich die Absolutwerte für m und m′ um nicht mehr als 20%, vorzugsweise um nicht mehr als 11% voneinander.
2. c′ ist stets kleiner als 4,5 mm, vorzugsweise kleiner als 2,5 mm und besonders bevorzugt kleiner als 1,5 mm.
3. Die Gleichung (1) und (2) gelten im Innendruckbereich zwischen 0 bis 0,6 bar bzw. zwischen 0,6 und 0 bar,
dadurch gekennzeichnet, daß die Nahrungsmittelhülle wenigstens 5 Gew.-% Wasser und keine Raffschmiermittel sowie keine Feuchthaltemittel enthält.

2. Nahrungsmittelhülle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie die folgenden physikalischen Eigenschaften aufweist:
a) Sie hat im füllfertig gerafften Zustand eine Mindestdurchstoßkraft F _B von 14 kg und einen entsprechenden Mindestdurchstoßweg a von 12,5 mm, gemessen in Anlehnung an DIN 53 325.
b) Die Steigung der nach dem Kugeldruckversuch (DIN 53 325) ermittelten Gerade F über a ist nicht höher als 0,85 (kg/mm).
c) Die nach DIN 53 375 bestimmten Reibungswerte der Nahrungsmittelhülle gegen ein PUR-Elastomer mit 95 Shore A-Härte betragen mindestens 30.
d) Die Hülle übersteht mindestens 800 Hübe ohne Bruch, wenn sie dem Scrubtest (gemäß beigefügter Prüfvorschrift) unterzogen wird.

3. Nahrungsmittelhülle nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Wassergehalt von 6 bis 13 vorzugsweise von 7 bis 11 Gew.-%.

4. Nahrungsmittelhülle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ihr Wassergehalt der Sättigungskonzentration des Polyamid-Hüllenmaterials entspricht.

5. Nahrungsmittelhülle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem Polyamid besteht, welches in der α-Form kristallisieren kann.

6. Nahrungsmittelhülle nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus Polycaprolactam, Polyhexamethylenadipamid, Mischungen von Polycaprolactam und Polyhexamethylenadipamid und/oder Copolyamiden aus Caprolactam, Hexamethylendiamin und Adipinsäure besteht.

7. Nahrungsmittelhülle nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einer maximalen Kaliberschwankung kleiner als ± 1,5 mm verfüllt werden kann.

8. Nahrungsmittelhülle nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Mindestkristallinität von 50 Vol.%, entsprechend einer Mindestdichte von 1,14 g/cm³ aufweist.

9. Nahrungsmittelhülle nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie einschichtig ist.

10. Nahrungsmittelhülle nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie nahtlos ist.

11. Nahrungsmittelhülle nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß sie in geraffter Form als Raupe, einseitig abgebunden oder als Rolle aufgewickelt vorliegt.

12. Nahrungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß sie gerade oder nach der Art eines Kranzdarmes gekrümmt ist.

13. Nahrungsmittelhülle nach einem der Ansprüche 1 bis 12, gekennzeichnet durch eine Wandstärke von 0,025 bis 0,10 mm, bevorzugt 0,055 bis 0,08 mm.

14. Nahrungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 13, gekennzeichnet durch eine Berstdruckfestigkeit von mindestens 0,8 bar.

15. Nahrungsmittelhülle nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß sie in feuchtigkeitsdicht verpacktem Zustand ohne Schimmelbildung 6 Monate lagerbeständig ist.

16. Nahrungsmittelhülle nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß sie feuchtigkeitsdicht verpackt ist.

17. Verfahren zur Herstellung einer Nahrungsmittelhülle nach Ansprüchen 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle bis zur Erreichung eines Mindestwassergehaltes von 5%, vorzugsweise bis zum Erreichen ihres Sättigungswassergehaltes befeuchtet wird.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Befeuchtung mit keimfreiem Trinkwasser vorgenommen wird.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle von außen, vorzugsweise durch eine 30 bis 60 minütige Lagerung in Wasser, befeuchtet wird.

20. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenseite der Hülle, vorzugsweise durch ein in der Hülle eingeschlossenes Wasservolumen befeuchtet wird.

21. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle nach der Wasserbehandlung und vor weiteren Verarbeitungsstufen, wie Konfektionierung zwecks homogener Verteilung des Wasser in der Hülle etwa eine Stunde bei Raumtemperatur gelagert wird.

22. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle nach der Wasseraufnahme bis zur Gleichgewichtskonzentration des Polyamids gerafft wird.

23. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle nach der Wasseraufnahme bis zur Gleichgewichtskonzentration in Abschnitte geschnitten und diese wenigstens einseitig mit Garn und/oder Metallclip verschlossen werden.

24. Verfahren zur Herstellung von Nahrungsmitteln, insbesondere Kochschinken und Brühwürsten, dadurch gekennzeichnet, daß die Nahrungsmittel in eine Hülle nach einem der Ansprüche 1 bis 16 abgefüllt werden.