DE60020335T2 - Faserige matrix zum absorbieren von fett und öl - Google Patents

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Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fasermatrix zum Absorbieren von Fetten und Ölen zur Verwendung während und nach der Zubereitung von Nahrungsmitteln.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Nahrungsmittel, insbesondere Hackfleisch, enthalten große Mengen von Wasser und Fettstoffen, die aus Fetten und Ölen bestehen. Personen, die diese Nahrungsmittel kochen, versuchen das Fett aus vielerlei Gründen u.a. zur Verbesserung des Geschmacks und aus Gründen der Ernährung zu entfernen. Zu den Methoden für die Entfernung des Fetts aus den Lebensmitteln gehören das Abschöpfen des Fetts, Gefrieren und Entfernen des fest gewordenen Fetts, Durchsieben der Nahrungsmittel oder Trocknen der Nahrungsmittel mit einem Papierhandtuch. Diese Methoden sind unbequem und/oder für das Entfernen des Fetts unwirksam.
  • Kissen zum Absorbieren des Fetts von Nahrungsmitteln sind in der Technik gut bekannt. Bestehende absorbierende Kissen unterliegen allerdings drei wesentlichen Einschränkungen. Erstens nehmen manche absorbierende Kissen sowohl Wasser als auch Fett aus den Nahrungsmitteln auf. Dies ist nicht wünschenswert, weil ein Teil der Absorptionskapazität durch das Wasser genutzt wird und somit eine potentiell unzureichende Kapazität zur Absorption einer wesentlichen Menge Öl übrig bleibt. Diese Kissen wären für bestimmte Anwendungen, wie zum Beispiel das Entfernen von Fett von der Oberfläche einer Suppe, nicht geeignet. Zweitens können andere absorbierende Kissen nur bei Nahrungsmitteln verwendet werden, die mit Temperaturen von bis zu 120°C gekocht wurden, wie u.a. Suppen und Eintöpfen. Bei höheren Temperaturen schmelzen diese absorbierenden Kissen und absorbieren daher keine Fette und Öle mehr. Die Temperatur zum Braten von Nahrungsmitteln in einer Pfanne, wie zum Beispiel Hamburger, Würstchen, Chili oder Speck erreichen häufig 175°C und liegen weit über der Schmelztemperatur von einigen vorhandenen absorbierenden Kissen. Drittens sind andere absorbierende Kissen sehr teuer. Im EP Patent Nr. 0.535.451A wird ein Fett absorbierendes Kissen für das Kochen in der Mikrowelle offen gelegt, das aus einem verwickelten Netz besteht, das aus mindestens einer allgemein hydrophoben und Fett absorbierenden Mehrschichten-Mikrofaser besteht. Ein weiteres Beispiel für Kissen zum Absorbieren von Fett aus Nahrungsmitteln wurde im US Patent Nr. 5.096.722 beschrieben. In diesem Fall bestand das Kissen im wesentlichen aus einer Kernschicht aus genadelten Polyesterstapelfasern und einer porösen äußeren Schicht, die ein nichtgewebtes Spinnfaservlies aus fortlaufenden Polyesterfilamenten war.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung bietet eine absorbierende Faser-Matrix zur Verwendung bei der Zubereitung von Fette oder Öle enthaltenden Nahrungsmitteln, die oleophil, hydrophob, hochtemperaturbeständig und kostengünstig ist. Die absorbierende Faser-Matrix umfasst Bikomponentenfasern mit einem Mantelmaterial mit oleophilen und hydrophoben Eigenschaften und einem Kernmaterial mit ausreichender Wärmebeständigkeit, um Faserintegrität bis zu 200°C beizubehalten. Die Bikomponentenfasern sind zu einer nichtgewebten kohärenten Matrix geformt und durch Hydroverknäuelung, Spinnverflechtung, Verfilzung, Nadelung oder irgendeine Kombination hiervon gebunden.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Obwohl die Beschreibung mit Ansprüchen abschließt, welche die vorliegende Erfindung besonders herausstellen und sich deutlich auf diese beziehen, sind wir der Überzeugung, dass sich die vorliegende Erfindung besser aus der folgenden Beschreibung zusammen mit den zugehörigen Zeichnungen verstehen lässt, in welchen gleiche Zahlenverweise auf identische Elemente verweisen und in welchen
  • 1 ein vergrößerter Querschnitt einer Form einer "Mantel-Kern"-Bikomponentenfaser gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
  • 2 eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform einer absorbierenden Faser-Matrix ist; und
  • 3 eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform einer absorbierenden Faser-Matrix ist, bei der mehrere Schichten zusammen wärmeversiegelt und entlang einer Wärmeversiegelung in der Mitte perforiert sind.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung sieht eine Faser-Matrix zum Absorbieren von Fetten und Ölen vor, umfassend Bikomponentenfasern, die oleophil, hydrophob sind und eine ausreichende Wärmebeständigkeit haben, um den hohen Temperaturen zu widerstehen, die normalerweise bei der Zubereitung von Nahrungsmitteln entstehen (ca. 200°C in einer Bratpfanne) und kostengünstig sind. Begriffe, die sich auf Fasern und nichtgewebte Strukturen beziehen und hierin verwendet werden, sind in Einklang mit den Beschreibungen definiert, die in "The Nonwoven Handbook" (1998, von INDA) enthalten sind, das durch Bezugnahme hierin aufgenommen wird. Der Begriff "Bikomponente", wie hierin verwendet, bezieht sich auf die Verwendung von zwei Polymeren unterschiedlicher chemischer Natur, die in einzelne Teile einer Faserstruktur eingebracht werden. Während andere Formen von Bikomponentenfasern möglich sind, betrifft die vorliegende Erfindung Bikomponentenfasern mit "Mantel-Kern", in welchen ein Mantel einen Kern im wesentlichen (d.h. zu mindestens 90%) entweder konzentrisch oder exzentrisch bedeckt. Allgemein fehlt es Materialien, die größere oleophile und hydrophobe Eigenschaften haben, an ausreichender Wärmefestigkeit, um die Faserintegrität bei hohen Temperaturen zu bewahren, während es wärmebeständigeren Materialien in der Regel an diesen hydrophoben Eigenschaften fehlt. Die "Mantel-Kern"-Form bietet somit eine Faser, die oleophil und hydrophob ist (der Mantel) und bei hohen Temperaturen ihre Strukturintegrität behält (der Kern). Der oleophile Mantel hat eine Affinität für die Fette und Öle, die dem Öl ermöglicht, die einzelnen Fasern zu überziehen und auch der Faser-Matrix ermöglicht, die Fette und Öle in den interstitiellen Leerräumen zwischen den Fasern festzuhalten. Die Hydrophobie des Mantels stellt sicher, dass die Fähigkeit des Mantels, eine erhebliche Menge Fette und Öle zu absorbieren, nicht gemindert wird, weil ein erheblicher Teil der Absorptionskapazität der Faser durch Wasser genutzt wird. Das Kernmaterial sollte eine ausreichende Wärmebeständigkeit haben, um die Faserintegrität bis zu 200°C zu wahren.
  • 1 illustriert einen Querschnitt einer besonders bevorzugten Ausführungsform einer "Mantel-Kern"-Bikomponentenfaser und wird allgemein als 10 bezeichnet. Die Bikomponentenfaser 10 besteht aus einem Mantelmaterial 11 und einem Kernmaterial 12. Das Mantelmaterial 11 kann in eine Faser geformt werden und ist sowohl oleophil als auch hydrophob. Das Material kann Polyolefine wie zum Beispiel Polypropylen (PP), Polyethylen (PE), Poly 4-methylpenten (PMP) oder Mischungen von diesen enthalten. Vorzugsweise ist das Mantelmaterial Po lypropylen (PP). Alternativ ist das Mantelmaterial eine Mischung aus Polypropylen (PP) und Poly 4-methylpenten (PMP). Das Kernmaterial 12 kann in eine Faser geformt werden und hat eine ausreichende Wärmebeständigkeit, um die Faserintegrität bis zu 200°C zu wahren. Dieses Material kann aus Polyester, Nylon, Polyethylenterephthalat (PET), Rayon, regenerierter Zellulose oder aus Kombinationen und/oder Mischungen von diesen bestehen, ist aber nicht auf diese beschränkt. Vorzugsweise ist das Kernmaterial Polyethylenterephthalat (PET).
  • In einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht der Mantel 11 aus Polypropylen (PP) und der Kern 12 besteht aus Polyethylenterephthalat (PET) und das Gewichtsverhältnis vom Mantel zum Kern ist 1:1. Die Faser 10 hat eine Größe von 0,05 bis 10 Denier, weiter vorzugsweise von 3 Denier. Die Faser-Matrix 20 hat vorzugsweise ein Grundgewicht von 25 bis 400 Gramm pro Quadratmeter (g/m2). Das weiter bevorzugte Grundgewicht ist von den Anforderungen der Endanwendung und des Verknäuelungsprozesses abhängig und ist allgemein 60 bis 250 Gramm pro Quadratmeter (g/m2).
  • In einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht der Mantel 11 vorzugsweise aus 10–30%, weiter vorzugsweise 20% des Fasergewichts. Der Mantel ist vorzugsweise eine Mischung aus 25 bis 75%, weiter vorzugsweise 50% Polypropylen (PP) und 25 bis 75%, weiter vorzugsweise 50% Poly 4-methylpenten (PMP). Der Kern 12 besteht aus etwa 70 bis 90%, weiter vorzugsweise 80% des Fasergewichts. Vorzugsweise besteht der Kern aus Polyethylenterephthalat (PET). Vorzugsweise hat die Faser 10 eine Größe von rund 0.05 bis 10 Denier, weiter vorzugsweise von rund 3 Denier. Die Faser-Matrix 20 hat vorzugsweise ein Grundgewicht von 25 bis 400 Gramm pro Quadratmeter (g/m2), weiter vorzugsweise von 60 bis 250 g/m2.
  • Der Querschnitt der Bikomponentenfaser 10, die zur Herstellung der Faser-Matrix 20 verwendet wird, kann rund sein oder eine Reihe von Formen haben, welche die Oberfläche vergrößern und somit die oleophilen Eigenschaften der Matrix verbessern würden. Diese würden rund, trilobal, Hundeknochen, rechtwinklig, quadratisch, hexagonal, sternförmig oder Kombinationen hiervon einschließen. Neben der Grundform des Querschnitts können im Querschnitt der Faser sekundäre Fortsätze vorhanden sein, die zur Vergrößerung der Oberfläche der Faser dienen.
  • Bikomponentenfasern der obigen Beschreibung werden verwendet, um eine Faser-Matrix 20 zu bilden, wie in 2 dargestellt ist. Die Faser-Matrix 20 ist nichtgewebt. Die nichtgewebten Bikomponentenfasern können durch eine beliebige Zahl der in der Technik gebräuchlichen Techniken, einschließlich durch Kardieren, Spinnbindung, Luftlegung, Nasslegung, Komposite oder Laminate hiervon, zusammengefügt werden, sind aber nicht auf diese beschränkt. Vorzugsweise wird die Matrixstruktur durch Kardieren zusammengefügt.
  • Die Bikomponentenfasern werden dann durch Hydroverknäuelung, Spinnverflechtung, Verfilzung, Nadelung oder irgendeiner Kombination hiervon gebunden.
  • Allgemein werden Bikomponentenfaserstrukturen wegen ihrer Heißklebeeigenschaften ausgewählt. Bikomponentenfaserm bestehen gewöhnlich aus einem Material mit niedrigem Schmelzpunkt, das mit einem Material mit hohem Schmelzpunkt kombiniert ist. In der Regel wird das Material mit dem niedrigeren Schmelzpunkt geschmolzen, um eine klebstoffartige Substanz zu bilden, welche die Bikomponentenfasern zu einer Matrix verbindet. Das Schmelzen kann durch eine Reihe von Techniken erreicht werden, die in der Technik üblich sind, einschließlich, aber nicht beschränkt auf Heißluft-Verkleben oder Verkleben mit Kalanderwalzen (entweder mit glatten oder gemusterten Walzen). Das geschmolzene Material der Fasern fließt zusammen in die interstitiellen Leerräume und bildet dort Klebestellen und reduziert somit sowohl die Anzahl als auch die Größe der interstitiellen Leerräume zwischen den Fasern und die verfügbare freie Oberfläche auf den Faseroberflächen, um Fette und Öle anzuziehen und festzuhalten. Die Größe der interstitiellen Leerräume kann durch eine Kompaktierung des Gewebes neben den Klebestellen beim Heißverkleben mit Kalanderwalzen weiter reduziert werden. Diese Reduzierung der interstitiellen Leerräume wird durch ein erhöhtes Gewicht des Gewebes verstärkt.
  • Durch Verknäuelung jedoch, entweder durch Hydroverknäuelung oder Nadelung, werden die Fasern in eine kohärente Struktur gefügt, die strukturelle Integrität aufweist, und doch ausreichende interstitielle Leerräume und freie Faseroberflächen hat. Um die Leerräume zu maximieren, werden die Fasern in die Richtung verknäuelt, die lotrecht zur Ebene der Matrix ist. Durch Verknäuelung ist die Absorbtionsfähigkeit der Faser-Matrix auf mehr als das Fünffache (5) ihres Gewichts bei 175°C vergrößert. Vorzugsweise werden Matrizes von geringerem Gewicht, von 20 Gramm pro Quadratmeter bis 200 Gramm pro Quadratmeter durch Hydroverknäuelung oder Spinnverflechtung gebunden. Vorzugsweise werden Gewebe mit einem größeren Grundgewicht, von 80 Gramm pro Quadratmeter bis zu 600 Gramm pro Quadratmeter, durch Nadelung gebunden.
  • Normalerweise würde eine Faser-Matrix, wenn sie aus Bikomponentenfasern hergestellt und thermisch gebunden ist und Temperaturen ausgesetzt wird, die höher als die Schmelztemperaturen der Komponente mit dem niedrigsten Schmelzpunkt sind, zerfallen, weil sich die Klebestellen auflösen. Hohe Temperaturen sind für eine Faser-Matrix, die aus Mantel-Kern-Bikomponentenfasern geformt ist, wo die Komponente mit dem hohen Schmelzpunkt geringe oder keine Bindeeigenschaften aufweist, äußerst schädlich. Eine Faser-Matrix jedoch, die aus Mantel-Kern-Bikomponentenfasern gemäß der vorliegenden Erfindung besteht, kann gegenüber Temperaturen beständig sein, die höher als der Schmelzpunkt des Mantels mit der niedrigeren Schmelztemperatur sind, weil die Integrität der Faser-Matrix durch die Verknäuelung der Fasern gewährleistet wird und der Kern der Faser mit der hohen Schmelztemperatur die Form der Faser beibehält.
  • Die Faser-Matrix 20 kann aus einer einzigen Materialschicht oder aus mehrfachen Schichten 30 bestehen, die sich überlagern, wie in 3 dargestellt ist. Wenn die Faser-Matrix 20 aus mehreren Schichten 30 besteht, können die Schichten durch Wärmeversiegelung, Nadelung oder eine Reihe von in der Technik bekannten Mitteln gebunden werden. Vorzugsweise werden mehrfache Schichten 30 der Faser-Matrix 20 durch Wärmeversiegelung 31 miteinander verbunden. Die Wärmeversiegelung von mehrfachen Schichten der Faser-Matrix 20 kann in einer beliebigen Zahl von Mustern und fortlaufend oder nicht fortlaufend erfolgen. Beim Wärmeversiegelungsprozess muss ausreichend Wärme und Druck vorhanden sein, um die Hochtemperaturfaserkomponente zumindest teilweise zu schmelzen und eine wärmebeständige Bindung sicherzustellen.
  • Darüber hinaus sollte der Klebebereich das Minimum aufweisen, das erforderlich ist, um die Verbindung der mehreren Schichten zu erreichen und somit ein Maximum an Leerräumen zu bewahren. Vorzugsweise werden die mehreren Schichten 30 um ihren Umfang und mit einer zentral angeordneten Versiegelung, wie in 3 dargestellt, wärmeversiegelt.
  • Die Faser-Matrix 20 kann auch eine Schwachstellenlinie 32 enthalten, einschließlich, aber nicht beschränkt auf Perforationen, Laser-Ritzlinien, oder Einschnitte, die das Reißen einleiten, welche die Verwendung eines Stücks oder eines Teils der Faser-Matrix 20 erlauben. Vorzugsweise befindet sich die Schwachstellenlinie 32 entlang eines Wärmeversiegelungsbereichs 31 der mehrschichtigen Faser-Matrix 30, um das Abtrennen entlang der Schwachstellenlinie zu gestatten.
  • Die Faser-Matrix der vorliegenden Erfindung kann unterschiedliche Größen und Formen haben. Zum Beispiel kann die Größe der Faser-Matrix so ausgelegt werden, dass sie eine spezifische Menge Öl absorbiert. Darüber hinaus kann die Form der Faser-Matrix einem Nahrungsmittelprodukt ähnlich sein, wie zum Beispiel einem Lorbeerblatt oder einer Knoblauchzehe.
  • Beim Gebrauch wird die Faser-Matrix der vorliegenden Erfindung verwendet, um Fette und Öle während oder nach der Zubereitung von Nahrungsmitteln zu entfernen. Nahrungsmittel, insbesondere Hackfleisch, enthalten große Mengen von Wasser und Fettstoffen, die aus Fetten und Ölen bestehen. Eine absorbierende Faser-Matrix der vorliegenden Erfindung wird beim Kochen des Nahrungsmittels neben dem Nahrungsmittel angeordnet, wie zum Beispiel in einer Bratpfanne oder oben auf Suppen und Chilis. Beim Kochen absorbiert die absorbierende Faser-Matrix Fette und Öle. Nachdem das Nahrungsmittel gekocht wurde, wird die absorbierende Faser-Matrix entfernt und entsorgt. Auch kann eine absorbierende Faser-Matrix der vorliegenden Erfindung verwendet werden, um überflüssige Fette und Öle von Nahrungsmitteln wie zum Beispiel Pizzas, Speck oder Hamburgern aufzunehmen.

Claims (17)

  1. Absorbierende Bikomponentenfaser-Matrix zur Verwendung bei der Herstellung von Fette oder Öle enthaltenden Nahrungsmitteln, wobei die Faser-Matrix umfasst: eine Vielzahl von Bikomponentenfasern, wobei die Fasern ein Mantelmaterial mit sowohl hydrophoben als auch oleophilen Eigenschaften; und ein Kernmaterial mit ausreichender Wärmebeständigkeit besitzen, um Faserintegrität bis zu 200°C beizubehalten; und wobei die Fasern zu einer nichtgewebten kohärenten Matrix geformt sind, welche durch Hydroverknäuelung, Spinnverflechtung, Verfilzung, Nadelung oder irgendeine Kombination hiervon gebunden ist.
  2. Absorbierende Bikomponentenfaser-Matrix nach Anspruch 1, wobei das Mantelmaterial ein Polyolefin ist.
  3. Absorbierende Bikomponentenfaser-Matrix nach Anspruch 1, wobei das Kernmaterial aus Gruppe gewählt ist, bestehend aus Polyester, Nylon, Polyesterterephthalat, Rayon, regenerierter Cellulose und Kombinationen oder Mischungen hiervon.
  4. Absorbierende Bikomponentenfaser-Matrix nach Anspruch 1, wobei die Bikomponentenfaserform gewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus rund, trilobal, Hundeknochen, rechtwinklig, quadratisch, hexagonal, sternförmig oder Kombinationen hiervon.
  5. Absorbierende Bikomponentenfaser-Matrix nach Anspruch 1, wobei die Faser-Matrix nichtgewebt ist und zusammengefügt ist durch Kardieren, Spinnbindung, Luftlegung, Nasslegung, Komposite, Laminate oder irgendeine Kombination hiervon.
  6. Absorbierende Bikomponentenfaser-Matrix nach Anspruch 1, wobei die Matrix mehrfache Schichten aufweist.
  7. Absorbierende Bikomponentenfaser-Matrix nach Anspruch 6, wobei die mehrfachen Schichten der Matrix mindestens einen Wärmeversiegelungsbereich aufweisen.
  8. Absorbierende Bikomponentenfaser-Matrix nach Anspruch 1, wobei die Matrix eine Schwachstellenlinie enthält.
  9. Absorbierende Bikomponentenfaser-Matrix nach Anspruch 7, wobei mindestens ein Wärmeversiegelungsbereich eine Schwachstellenlinie enthält.
  10. Absorbierende Bikomponentenfaser-Matrix nach Anspruch 1, wobei die Bikomponentenfaser einen Kern aus Polyethylenterephthalat und einen Mantel aus Polypropylen aufweist, wobei das Verhältnis der Bikomponentenfaser vorzugsweise etwa 50 Gew.-% Polyethylenterephthalat und 50 Gew.-% Polypropylen beträgt.
  11. Absorbierende Bikomponentenfaser-Matrix nach Anspruch 1, wobei die absorbierende Bikomponentenfaser-Matrix vorzugsweise ein Grundgewicht von etwa 25 bis 400 Gramm pro Quadratmeter, weiter vorzugsweise etwa 60 bis 250 Gramm pro Quadratmeter, besitzt.
  12. Absorbierende Bikomponentenfaser-Matrix nach Anspruch 1, wobei die Bikomponentenfasergröße vorzugsweise etwa 0,5 bis 10 Denier, weiter vorzugsweise etwa 3 Denier, beträgt.
  13. Absorbierende Bikomponentenfaser-Matrix nach Anspruch 1, wobei die Bikomponentenfaser vorzugsweise einen Kern aus Polyethylenterephthalat und einen Mantel aus Polypropylen und Poly-4-methylpenten aufweist.
  14. Absorbierende Bikomponentenfaser-Matrix nach Anspruch 13, wobei die Bikomponentenfaser vorzugsweise etwa 70 bis 90 Gew.-% Kern aus Polyethylenterephthalat und 10 bis 30 Gew.-% Mantel aus Polypropylen und Poly-4-methylpenten aufweist.
  15. Absorbierende Bikomponentenfaser-Matrix nach Anspruch 14, wobei der Kern aus etwa 80% Polyethylenterephthalat besteht.
  16. Absorbierende Bikomponentenfaser-Matrix nach Anspruch 15, wobei der Mantel vorzugsweise eine Mischung aus etwa 10 bis 90 Gew.-% Polypropylen und 10 bis 90 Gew.-% Poly-4-methylpenten, am meisten bevorzugt etwa 50 Gew.-% Polypropylen und 50 Gew.-% Poly-4-methylpenten, ist.
  17. Verfahren der Verwendung einer absorbierenden Bikomponentenfaser-Matrix gemäß den Ansprüchen 1–16, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: a) Anordnen der absorbierenden Bikomponentenfaser-Matrix benachbart dem Nahrungsmittel; b) Zubereiten des Nahrungsmittels; und c) Entfernen der absorbierenden Bikomponentenfaser-Matrix.
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