DK152876B - Fremgangsmaade og apparat til ekstrudering af roerformede kollagenskind, saasom poelseskind. - Google Patents

Description

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde til ekstrude-ring af et rørformet kollagenskind og af den i indledningen til krav 1 angivne art.

Produkterne fremstillet ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen er efter passende slutbehandlinger særligt velegnede til brug som spiselige skind for friske farspølser, der må koges, før de konsumeres, såvel som til pølser af wiener- eller frankfurtertypen. Den sidstnævnte pølsetype koges og røges sædvanligvis af fremstilleren, og før konsumeringen foretages der sædvanligvis blot en genopvarmning. Når pølser er udstyret med spiselige skind, er det unødvendigt at fjerne skindet, før pølsen spises.

Naturlige pølseskind fremstillet af fåre-, svine- og kvægtarme har visse naturbestemte utilstrækkeligheder, heri indbefattet uensartethed og porøsitet i skindvæggen, variationer i skindets størrelse og spiselighed samt store svingninger i markedspris og anvendelighed. Med undtagelse af visse skind fremstillet af fåretarme er naturlige skind seje og vanskelige at tygge. Naturlige pølseskind er også vanskelige at rengøre og klargøre for menneskelig konsumering. Desuden vil vægtykkelsen og diameteren af naturlige skind variere, hvilket forårsager vanskeligheder under moderne pølsestopning med høj produktionshastighed. Som følge af disse ulemper har der været gjort mange forsøg på at fremstille bedre spiselige skind ud fra protein, såsom kollagen.

For tiden findes i handelen værende rørformede kollagenprodukter, såsom pølseskind. Anvendelsen af kollagenskind til fremstilling af pølser og lignende produkter på automatisk udstyr med ekstremt høj produktionshastighed har imidlertid kun haft begrænset succes. Kollagenskind, som er bløde, udsættes således ofte for brud i maskinen, mens skind, der er stærke nok til maskinbehandling, er seje og generelt ikke kan accepteres som et spiseligt produkt.

I USA patentskift nr. 3.122.788 beskrives adskillige kendte metoder til fremstilling af rørformede kollagenprodukter til brug som pølseskind. USA patentskriftet angår specielt et apparat og en fremgangsmåde til fremstilling af kollagenrør ved en kontinuerlig ekstrusionsoperation, og denne kendte teknik benyttes kommercielt for tiden. Der beskrives også en ekstrudermekanisme og en fremgangsmåde til fremstilling af sådanne kollagenskind.

Det er velkendt, at kollagen har enestående reologiske egenskaber. Når syrehævet kollagengel (der undertiden også kaldes "ekstrusionsmasse" il ler "dispersion" i tidligere patentskrifter) således fødes gennem en ekstruder, er der en tendens til, at de hævede eller opsvulmede kolla-genfibriller og/eller fibre sammenfiltres og bliver orienteret i ekstruderstrømmens retning. Det har endvidere vist sig, at der opstår en vis orientering, når kollagenen udformes til et rør, og denne orientering bevirker, at røret eller skindet opspaltes eller går i stykker i denne ©ri enteri ngsretn i ng.

Det har således været kendt, at en af hovedårsagerne til svage steder i ekstruderede kollagenskind er denne tendens for kollagenfibrillerne og/eller fibrene til at blive orienteret i kollagenstrømmens retning, når sådanne fibrillar og/eller fibre utilsigtet udsættes for en hindring i deres bevæge!sesvej under ekstruderingen. Denne egenskab kan eksempelvis manifestere sig som en i hovedsagen langsgående søm eller fejl i skindvæggen.

Andre fænomener, som optræder ved behandling af hævet kollagenmateriale, enten fibrøst eller fibrilært, består i, at en kollagenmasse, når den udsættes for visse strømningsbetingelser, påvirkes på en sådan måde, at den "husker" de grænsetilstande, hvorunder massen har strømmet.

Det har således vist sig, at når to sådanne flydende masser bringes i kontakt med hinanden, vil det grænseområde, som defineres af massernes kontaktflader, fortsætte i massen og bibeholdes, selv i de former, eksempelvis rørform, hvori massen senere ekstruderes eller på anden måde formgives. Det har hidtil været antaget, at dannelsen af sådanne grænseområder i artikler, som ekstruderes af kollagenmasser, danner svækkede områder, der svækker et produkt fremstillet på denne måde.

Hvis fx en masse af hævede kollagenfi brill er bringes til at flyde ind i et ringformet hulrum, fx som ved ekstrudering, fra et periferisk indløb, hvorved den strømmende masse opdeles og hvorefter del strømmene bringes til at flyde sammen, vil det område, hvor del strømmene mødes og forenes, forblive i materialets hukommelse som et endnu eksisterende grænseområde, som i den endelige brug bliver et svækket område.

I det tidligere nævnte USA patentskrift nr. 3.122.788 gøres forsøg på at afhjælpe de ovenfor omtalte naturbestemte problemer og vanskeligheder, som indtræder, når hævet kollagen udsættes for ekstrudering, ved at benytte et ekstruderapparat og en fremgangsmåde, som udsætter den hævede kollagenmasse for kræfter, som bevirker en tilfældig orientering af kollagenen for derved at eliminere de ovennævnte naturbestemte problemer i forbindelse med ekstrudering af hævet kollagen. I den fra USA pa tentskrift nr. 3.122.788 kendte ekstruder udvises der således bestræbelser for at udslette den tidligere hukommelse ved at benytte en roterende skive.

For at definere den foreliggende opfindelse på en. sådan måde, at denne vil blive forstået klart, skal visse udtryk, der benyttes i det følgende, defineres som følger:

Udtrykket "streng" henviser til formen af kollagengelen, efter at denne er tvunget gennem en lille åbning, hvorefter materialet har et udseende i lighed med en streng eller et stykke spaghetti, idet det er forholdsvis langt i forhold til diameteren, som er forholdsvis lille. Kollagenfibrillerne og/eller -fibrene, som er tilstede på strengens udvendige overflade, vil i hovedsagen blive orienteret i langsgående retning som følge af de kræfter, som kollagengelen udsættes for under passagen gennem åbningen. De kollagenfibriller og/eller -fibre, som befinder sig i det indre af strengene, kan have enhver orientering, og orienteringen er sandsynligvis tættest mulig ved en tilfældig orientering.

Udtrykket "lag" betegner i den her benyttede betydning et sæt eller et antal strenge af kollagengel, hvilke strenge er orienteret i hovedsagen i samme retning og er parallelle i grove træk.

Udtrykket "hærdede lag" henviser i den her benyttede betydning til lagene, som disse forefindes i det endelige skind. I det færdigfremstillede skinds hærdede lag er kollagenen, som det vil blive nærmere forklaret senere, formet til et skind, hvis tykkelse er betragteligt mindre end de oprindelige strenges diameter. De lag eller rettere de strenge, hvoraf lagene er udformet under fremstillingsprocessen, er blevet udfladet dels som følge af en forskydningspåvirkning stammende fra to modsat roterende ekstrudere, dels som følge af bredden af det ringformede rum mellem ekstruderne, og dels som følge af hærde- og tørrepåvirkninger af det endelige produkt, således at strengene i det færdige skind ikke længere er af spaghettilignende udseende, men har et noget uregelmæssigt tværsnit. Strengene eksisterer på dette tidspunkt ikke i diskret form, da de er blevet delvis sammensmeltet langs deres grænseområder med tilstødende strenge, og idet en noget udfladet streng eventuelt kan lappe en smule ind over en tilstødende streng. På grund af den langsgående o-rientering af størstedelen af fibrillerne og/eller fibrene på den udvendige overflade af de strenge, som danner lagene, forbliver strengenes kontur dog genkendelig i det færdige skind, i det mindste når skindet er vådt. Efter fremgangsmåden ifølge opfindelsen udsættes produktet for y- derligere behandlinger. Denne yderligere behandling resulterer i en neutralisation af den syrehævede gel, en fjernelse af en stor del af vandindholdet samt en hærdning af den rørformede struktur til et skind, som derefter tørres.

i Den foreliggende opfindelse står i direkte kontrast til den fra det tidligere nævnte USA patentskrift nr. 3.122.788 kendte teknik.

Ifølge opfindelsen tilvejebringes en fremgangsmåde til fremstilling af rørformet kollagenskind som angivet i krav 1.

Ifølge opfindelsen udvises der ikke anstrengelser for at opnå en i tilfældig orientering af kollagenfibrill erne og/eller -fibrene. Ifølge den foreliggende opfindelse udnyttes hævet kollagens iboende egenskaber æd hensyn til at blive orienteret og til at "huske" eller at have "hukommelse" til at danne et rørformet kollagenskind, der er stærkere end skind fremstillet ifølge USA patentet, og dog er skind fremstillet ifølge opfindelsen blødt og spiseligt. Den foreliggende opfindelse udnytter derfor, hvad der hidtil har været antaget som uønskede egenskaber ved hævet kollagen til frembringelse af et stærkere rørformet kollagenskind, der med held kan maskinbearbejdes med ekstremt høj hastighed i automatiske pølsefremstillingsanlæg.

Ifølge opfindelsen udsættes den hævede kollagen for mekaniske kræfter, således at fibril lerne og/eller fibrene bliver orienteret i kollagenens strømretning. Den hævede kollagen formes derefter til en rørformet struktur, hvori orienteringen af fibrillerne og/eller fibrene tjener til forstærkning af røret mod brud eller opspaltning, mens røret på samme tid forbliver spiseligt.

Den hævede kollagen, der undertiden vil blive betegnet som "gelen" i det følgende, tilvejebringes i form af en indergel og en ydergel. For at opnå den foreliggende opfindelses fordele kan disse geler have identiske eller forskellige bestanddele. Inder- og ydergelerne udsættes derefter for mekaniske kræfter, f.eks. ved ekstrudering, således at hver af gelerne formes til flere individuelle gelstrenge. Nærmere betegnet formes strengene ved at lade de to geler passere gennem modsat roterende ekstruderparter, der har flere dyseåbninger i et antal svarende til det antal strenge, som skal dannes. Som et typisk eksempel udformes hver af gelerne i et antal på f.eks. 32 strenge, selv om flere eller færre strenge kan benyttes, som det vil blive beskrevet nærmere i det følgende.

Når inder- og ydergelerne formes til det ovenfor omtalte antal små strenge, bliver fibrillerne og/eller fibrene af hævet kollagen orienteret i ekstrusionsretningen. Efter at yder- og indergelerne er blevet udformet til et antal strenge, bringes yder- og indergelerne sammen, idet ydergelen ekstruderes radialt indad og indergelen radialt udad til dannelse af en enkelt plastisk masse med et i hovedsagen ringformet tværsnit, hvor strengene fra ydergelen i overvejende grad er beliggende i nærheden af ringformens udvendige overflade, mens strengene fra indergelen i overvejende grad er beliggende i nærheden af ringformens indvendige overflade. Den ringformede plastiske gelmasse føres derefter ind mellem to modsat roterende cylindriske flader til dannelse af et rør, og derefter føres massen ud gennem en ringformet stabiliseringsåbning, der dimensionerer det rørformede produkt.

Under denne passage mellem de modsat roterende flader ligger strengene fra ydergelen fortsat i nærheden af det resulterende rørs udvendige overflade, mens strengene fra indergelen fortsat ligger i nærheden af den indvendige overflade, og derved dannes et rør omfattende et yderlag, der i overvejende grad består af ydergelen, samt et inderlag i hovedsagen bestående af indergelen. Det har vist sig, at selv om alle strengene er blevet forenet i det pågældende rum, vil fibrillernes og/eller fibrenes "hukommelse" hindre strengene i at blive ødelagt. Efter udløbet fra de to modroterende flader og den stabiliserende ringdyse vil indergelstrengene faktisk være orienteret eller rettet skrueformet i én retning, mens ydergel strengene vil være orienteret eller rettet skrueformet i den modsatte retning. Det resulterende rør består således af to lag, som hvert indeholder strenge, der er orienteret i modsatte retninger, og som danner en netlignende struktur.

Det er konstateret, at disse lag forbliver diskrete lag, selv efter en efterfølgende behandling, samt at disse lag kan adskilles fra hinanden.

Ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen opnås en særlig god sammenføjning både mellem de to lag og mellem strengene indbyrdes i hvert enkelt lag.

Inder- og ydergelerne af hævet kollagen opdeles hver især i et antal, for eksempel 32 strenge, ved ekstrudering af den hævede kollagen gennem to modsat roterende rækker af dyser. Efterhånden som de to således dannede lag tvinges gennem ekstruderen, udformes de til koncentriske skruelinier med modsat omløbsretning omkring skindets længdeakse. Når skindet hærdes, består disse strenges "hukommelse" stadig, og de hærdede strenges konturer kan skelnes i slutproduktets hærdede lag. Da strengene af inder- og ydergel udformes til koncentriske men modsatte skruelinier, vil strengene optræde som en netlignende struktur i skindets væg. Den således dannede netlignende struktur muliggør, at de to lag forstærker hinanden, hvorved der opnås en høj bestandighed overfor spændinger i det endelige produkt.

Selv om de to sæt af gel strenge er blevet bragt sammen til en tilsyneladende dannelse af én enkelt plastisk gelmasse, mens de befinder sig mellem de modroterende flader, bevirker de naturbestemte egenskaber med hensyn til orientering og hukommalseseffekt således ifølge opfindelsen, at gelerne bortledes fra de modroterende flader i to lag, der stadig består af det samme antal strenge som det, hvori de oprindeligt blev udformet. Endvidere består fibrillernes og/eller fibrenes orientering som følge af ekstruderingen gennem de små dyseåbninger fortsat til trods før den yderligere mekaniske bearbejdning og efterbehandling af kolla-gengelen.

Kort sagt udsættes kollagengel en altså for mekaniske kræfter, der frembringer en vis orientering, som fortsat består i slutproduktet på grund af kol1agengelens hukommelse.

Fibrillerne og/eller fibrene bliver således orienteret langs længden af de spaghetti lignende strenge som følge af ekstruderingen gennem de små åbninger. Dernæst orienteres strenglagene skrueformet i modsat retning som følge af passagen mellem de modsat roterende ekstruderparter, og disse orienteringer består fortsat i slutproduktet. Som tidligere bemærket har strengene imidlertid tendens til at blive noget udfladet som følge af passagen mellem de koncentriske og modsat roterende flader og som følge af efterbehandlingen. Det er også muligt, at de koncentriske og modsat roterende fladers påvirkninger kan resultere i, at der optræder en vis desorientering af fibrillerne og/eller fibrene.

Efter udstrømningen vil der følgelig være et lag af strenge, der er skrueformet orienteret i en første retning, samt et andet lag af strenge, der er skrueformet rettet i den modsatte retning. Skrueformens stigningsvinkel kan kontrolleres, således at enhver vinkel kan frembringes i skindets netlignende struktur.

På ovenstående baggrund er det formålet for den foreliggende opfindelse at tilvejebringe en fremgangsmåde og et apparat til fremstilling af rørformet kollagenskind med en struktur, der resulterer i en forøget styrke.

Dette opnås ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen, hvorved der udformes et rørformet kollagenskind, og hvori der indgår en udformning af to sæt af et antal strenge ved ekstrudering, og derved en orientering af fibrillerne og/eller fibrene i bevægelsesretningen, en forening af disse sæt af strenge til én enkelt plastisk masse, der udsættes for modsat roterende fladers påvirkninger, og derefter en formgivning af denne strøm til en rørformet konstruktion, hvori de oprindelige grupper af strenge kan konstateres.

Ifølge opfindelsen tilvejebringes endvidere et ekstruderapparat af den i indledningen til krav 2 angivne art til fremstilling af rørformet kollagenskind, hvilket apparat er ejendommeligt ved det i patentkrav 2 omhandlede. Der opnås herved fordele svarende til de ovenfor angivne.

Den foreliggende opfindelse skal i det følgende forklares nærmere ud fra en udførelsesform og under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 er et skematisk strømningsdiagram, der generelt illustrerer fremgangsmåden ifølge opfindelsen til ekstrudering af geler, fig. 2 et skematisk og perspektivisk billede af en del af det færdige slutprodukt, fig. 2A et skematisk billede af det i fig. 2 viste produkt set fra enden, fig. 3 et endebillede af en maskine ifølge opfindelsen set fra forenden, fig. 4 et endebillede af maskinens afgangsende, fig. 5A et lodret snit gennem den forreste del af maskinen og i hovedsagen taget langs linien 5A-5A i fig. 3, fig. 5B et lodret snit gennem maskinens afgangsdel, idet denne figur er en fortsættelse af fig. 5A og i hovedsagen er taget langs linien 5B-5B i fig. 4, fig. 6 et lodret snit taget langs linien 6-6 i fig. 5A og visende en drivmekanisme til rotation af en inderste ekstruderpart, fig. 7 et billede i lighed med fig. 6 men taget langs linien 7-7 i fig. 5A og visende en drivmekanisme til rotation af en yderste ekstruderpart, fig. 8 et lodret snit gennem den i fig. 5B viste maskines afgangsdel, men vist i en noget større målestok, fig. 9 et lodret snit taget langs linien 9-9 i fig. 8, fig. 10 et lodret snit i hovedsagen taget langs linien 10-10 i fig. 8, fig. 11 et lodret snit i hovedsagen taget langs linien 11-11 i fig. 5B, fig. 12 et lodret snit taget langs linien 12-12 i fig. 5B, fig. 13 en forstørret illustration af det område, hvori inder- og ydergelerne mødes til rotation og ekstrusion, fig. 14 en modificeret udformning af en stabilisatorring for maskinen, og fig. 15 yderligere en modifikation af stabilisatorringen, der kan benyttes i forbindelse med maskinen.

Af hensyn til en forståelse af opfindelsens hovedtræk skal der indledningsvis henvises til figurerne 1, 2 og 2A.

Et apparat ifølge opfindelsen indeholder en indvendig ekstruderpart med en inderdorn samt en udvendig ekstruderpart med en yderdorn. Tandhjul sindretninger, der skal beskrives senere, roterer den indvendige akstruderpart i én retning (i retning med uret på tegningen), og den udvendige ekstruderpart i den modsatte retning (i retning mod uret på tegningen).

En indergel A indføres i apparatets indre gennem et indløb anbragt ved maskinens forende, og gelen bevæger sig derefter gennem en cirkulær passage, hvis ene væg udgøres af den indvendige ekstruderpart, mens den anden væg er et stationært rør, der skal beskrives senere. Ydergelen B føres til maskinen gennem et indløb og føres derfra til den udvendige ekstruderpart. Indergelen A dirigeres gennem to sæt af åbninger eller dyser i hovedsagen i retning radialt udad, mens ydergelen B føres gennem et antal åbninger eller dyser i hovedsagen i retning radialt indad.

Inder- og ydergelerne omdannes således til en række strenge, som senere forenes til lag, og kollagenfibrill erne og/eller -fibrene bliver orienteret i strømningsretningen som et resultat heraf. Som vist i fig.

1 bringes de to geler sammen nær ved maskinens udgang, og gelerne bevæger sig derefter et kort stykke i mellemrummet mellem den udvendige og den indvendige ekstruderpart, som roterer i modsat retning, og derefter bevæger gelerne sig ind mellem en indvendig og en udvendig stabilisator, der danner en stabilisator- eller kalibratorring. Strengene af yder- og indergel dirigeres således i en i hovedsagen skrueformet retning af den indvendige og den udvendige ekstruderpart, der roterer modsat. Som det fremgår af figurerne 1 og 2A, består det produkt, som udstødes mellem den udvendige og den indvendige stabilisator, af en netlignende struktur af lag dannet af strenge, der er arrangeret i modsat rettede skruelinie- former.

Dette skrueliniearrangement bibeholdes selv efter at det rørformede kollagenprodukt har været udsat for yderligere behandling, som resulterer i en neutralisation af den syrehævede gel, en fjernelse af en stor del af vandindholdet samt en hærdning af den rørformede struktur til et skind, som derefter tørres, som det ses i fig. 2.

Fig. 2 illustrerer det endelige produkt, idet det vises, at det resulterende rørformede produkt bibeholder den skrueformede netlignende struktur. Som det ses i fig. 2A, består det endelige produkt således af en netlignende struktur af to koncentriske lag 3 og 5 af modsat skrueviklede og hærdede strenge. Som antydet ved en bølgelinie 7 kan der, hvor de to lag mødes, være et forholdsvis lille amorft grænseområde, hvor fibrillernes og/eller fibrenes orientering kan være tilfældig. Under alle omstændigheder er det klart, at yderlaget i overvejende grad består af ydergel strenge, der er skrueformet rettet i én retning, mens inderlaget i overvejende grad består af indergelstrenge, der er skrueformet orienteret i den anden retning.

Som vist i fig. 2 er skruevinklen målt fra en linie forløbende langs skindets længderetning, fortrinsvis ca. 35-50°, skønt denne vinkel kan varieres i vidt omfang, om ønsket.

Forskellige vinkler kan være hensigtsmæssige med henblik på en maksimal skindstyrke og i afhængighed af de specielle maskiner, hvormed skindet til slut vil blive benyttet til pøl sefremsti11ing, idet forskellige maskiner vil udsætte skindet for forskellige spændingstyper.

Som vist i figurerne 2 og 2A består slutproduktet Imidlertid i grundtrækkene af to hærdede lag 3 og 5, hvor hvert lag er sammensat af flere strenge 9, idet strengene i et af lagene er rettet skrueformet i en retning modsat strengene i det andet lag.

Efter at det rørformede produkt er udstødt fra ekstruderen ifølge opfindelsen, udsættes det for yderligere bearbejdninger.

Det således fremstillede endelige skind indeholder to lag af kol-lagenstrenge, som nu foreligger i hærdet form. Påvirkningen fra de modroterende ekstruderparter, virkningen af den ringformede passages bredde, der er mindre end diameteren af de enkelte strenge, som udgør lagene, samt de hærde- og tørreoperationer, som benyttes til at færdiggøre skindet, resulterer i at strengene, som befinder sig i de hærdede lag, ikke længere bibeholder deres oprindelige spaghetti!ignende udseende. Strengene har i stedet et noget uregelmæssigt tværsnit og har et mere fladklemt udseende, og desuden er strengene delvis sammensmeltet i grænseområderne mellem nabostrenge, idet én streng også overlapper den næste. På grund af den langsgående orientering af størsteparten af fibril-ler og/eller fibre på en strengs udvendige overflade forbliver strengenes kontur dog konstaterbar i skindets hærdede lag, især når skindet er vådt. Hvert lag i skindet synes at have en båndeffekt, hvor båndene er noget uregelmæssige, men i grove træk parallelle, og de antyder de oprindelige strenge, hvorfra de blev fremstillet.

Den udvendige overflade af det færdige skind er forholdsvis glat og indeholder ikke kamme eller furer, som det er tilfældet i britisk patentskrift nr. 1.166.398. Da den orientering, som er synlig i de hærdede strenge, som danner ét lag, er modsat orienteringen i det andet koncentriske lag, har den rørformede struktur et netlignende udseende. Strukturen er imidlertid ikke et egentligt net, da der ikke findes huller i skindvæggene. Det endelige skind er et laminat (de to lag i skindet kan faktisk trækkes fra hinanden med omhu), men skindet ser ud som et net. I hvert lag har de hærdede strenge, som opbygger laget, et båndlignende udseende, hvori der, når skindet er vådt, findes vekslende lysere og mørkere områder, der gør det muligt at skelne de oprindelige strenge og grænserne mellem disse samt at se det endelige skinds netlignende udseende.

Det bør således bemærkes, at strengene og lagene som illustreret i figurerne 1, 2 og 2A er vist i en noget idealiseret tilstand, idet strengene i praksis har tendens til at flade ud og at sammensmelte ved deres grænser.

I det følgende skal der gives en mere detaljeret beskrivelse af apparatet ifølge opfindelsen først under henvisning til fig. 5A, fig. 5B og fig. 8.

Som vist findes et stationært hus 6, hvorpå de resterende elementer af ekstrudermekanismen er monteret. En hul og stationær komponent 8 er fastgjort til huset på én eller anden hensigtsmæssig måde. Denne stationære komponent 8 er hul på en sådan måde, at gasformigt ammoniak kan passere til brug i yderligere bearbejdningstrin, som følger efter, at den rørformede kollagen udstødes fra apparatet ifølge opfindelsen.

Den inderste stationære komponent 8 er forsynet med gevind 10 ved den ene ende til påsætning af en møtrik 12. Møtrikken 12 holder en in-derstabilisator 16 i fast position på huset 6 som vist i fig. 5B.

Inderstabilisatoren 16 befinder sig i den umiddelbare nærhed af en yderstabilisator 18, således at der dannes et stabiliserende eller kalibrerende ringkammer. Som det vil fremgå af fig. 5B, passerer gelen, efter at være blevet ekstruderet mellem en inderste ekstruderdysepart 55 og en yderste ekstruderdysepart 57, mellem inder- og yderstabilisatoren, efterhånden som koli agenproduktet udstødes fra ekstrudermekanismen, og derved kalibreres produktet, efterhånden som det udstødes. Yderstabilisatoren er fastgjort til en husflange 17 ved hjælp af et eller andet passende middel, såsom skruer 20. Mellemrummet mellem inder- og yderstabilisatoren kan varieres i afhængighed af den ønskede størrelse og/eller ønskede egenskaber i det endelige produkt.

Ved den modsatte eller forreste ende af ekstruderen er der anbragt et indløb 22, gennem hvilket indergelen A indføres i maskinen som vist i fig. 5A.

Den tidligere omtalte inderdorn 2 er monteret i inderdornlejer 24. Inderdornen 2 er anbragt koncentrisk med og i afstand fra den hule stationære komponent 8 til dannelse af en gennemstrømningspassage 11 for indergelen A. Inderdornen 2 og den inderste dysepart 55 danner tilsammen den tidligere omtalte indvendige ekstruderpart.

Udover inderdornen 2 findes en yderdorn 4 monteret i yderdornlejer 26. Yderdornen 4 er monteret således, at den er koncentrisk i forhold til inderdornen 2. Yderdornen 4 danner sammen med den yderste dysepart 57 den tidligere omtalte udvendige ekstruderpart.

Den yderste dysepart 57 er adskilt fra den inderste dysepart 55 under dannelsen af en passage for gelernes gennemstrømning, efter at indergelen og ydergelen er bragt sammen. Bredden af passagen mellem den inderste og den yderste dysepart kan variere i afhængighed af de ønskede karakteristika for det endelige produkt, men ved en gennemført udøvelse i praksis var bredden 0,5 mm. Ydergelen føres til den yderste dysepart gennem et indløb 27.

Ifølge opfindelsen findes midler, hvormed den indvendige og den udvendige ekstruderpart roteres i modsatte retninger. Disse midler fremgår bedst af figurerne 5A, 6 og 7. I den viste udførelsesform findes en drivaksel 28, som roteres af en ikke vist konventionel motor. Drivakselen 28 er fastlåst til et forholdsvis bredt drivtandhjul 32 ved hjælp af låsemidler 30.

I relation til den indvendige ekstruderpart står drivtandhjulet 32 i indgreb med et mellemtandhjul 34, som igen står i indgreb med et tandhjul 36, som er fastgjort på inderdornen 2 ved hjælp af låsemidler 38, således at den indvendige ekstruderpart roteres i retning med uret set i figurerne 1 og 6. På den anden side står drivtandhjulet 32 i direkte indgreb med et tandhjul 40, som er fastgjort på yderdornen 4 ved hjælp af låsemidler 42, til rotation af den udvendige ekstruderpart i retning modsat uret. Bevægelsesretningen for den indvendige og den udvendige ekstruderpart er ikke afgørende, når blot den indvendige og den udvendige ekstruderpart roterer i modsat retning.

Det er ikke nødvendigt, men det foretrækkes, at den indvendige og den udvendige ekstruderpart roterer med ca. samme hastighed. Skruevinklen for kol 1 agenstrømmene i hvert af skindets lag kan varieres ved at modificere den relative hastighed mellem de modsat roterende ekstruderparter samt selve ekstruderingshastigheden.

Ifølge opfindelsen er der såvel i den inderste dysepart 55 som i den yderste dysepart 57 flere åbninger til ekstrudering af både inder-og ydergelen i flere strenge. Det er denne ekstrudering af kollagengel en gennem åbningerne, som orienterer fibrill erne og/eller fibrene i ekstru-sionsretningen i det mindste på overfladen af de strenge, som danner lagene, og denne orientering bibeholdes, selv efter de efterfølgende behandlinger. Disse strenges hukommelse og deres orienterede fibriller og/eller fibre består fortsat i det endelige produkt. Åbningerne kan derfor betragtes som "hukornmelses"-dyser.

Den konkrete konstruktion er vist i figurerne 9 og 10 samt i fig. 13.

Som vist i fig. 9 træder ydergelen ind gennem indløbet 27 i et første fordelerkammer 44, derefter gennem en serie åbninger 46 til et andet fordelerkammer 48, og endelig gennem en anden serie åbninger 50 til et tredie fordelerkammer 52. Ydergelen passerer derefter som vist ved pile gennem en serie ydergel-åbninger eller dyser 54 i den yderste dysepart 57.

Som vist er der 32 af disse dyseåbninger, men der kan være et større eller et mindre antal, idet det konkrete antal ikke er en kritisk faktor. Tilfredsstillende kollagenskind er således fremstillet med 16 og med 24 dyseåbninger i dyseparten. Endog et større eller mindre antal dyseåbninger kan eventuelt være tilfredsstillende. Selv om hver dysepart, som illustreret på tegningen, har det samme antal dyseåbninger, anses dette ikke for at være et nødvendigt krav. Ydergelen bliver, ved at passere gennem dyseåbningerne 54, omdannet til en serie strenge, hvilket bevirker, at fibrillerne og/eller fibrene bliver rettet i ekstrusions- retningen. Fibrillerne og/eller fibrene vil "huske" denne orientering til trods for strengenes omdannelse til lag og den efterfølgende behandling.

Indergelen ekstruderes gennem en serie dyseåbninger, som det vil fremgå af figurerne 9 og 10. Den inderste dysepart 55 har to sæt dyseåbninger 56 for indergelen. Som vist er antallet af dyseåbninger 32, som det var tilfældet i den yderste dysepart, men dette antal kan være større eller mindre, idet antallet ikke er en kritisk faktor.

Jo større antallet af dyseåbninger er, desto større bliver antallet af strenge i hvert lag, og desto finere bliver det færdige skinds netlignende udseende.

På grund af den inderste dyseparts forholdsvis lille diameter har det vist sig at være hensigtsmæssigt at benytte to sæt på hver 16 dyseåbninger i stedet for ét enkelt sæt indeholdende 32 åbninger. Som det vil fremgå af fig. 13, er de to sæt af dyseåbninger også forsat indbyrdes.

Fig. 13, der illustrerer de forsatte dyseåbninger 56, viser også brugen af et fordelerkammer 65 til modtagelse af gelen umiddelbart før, at denne passerer ind i passagen mellem den inderste og den yderste dysepart.

Diameteren af dyseåbningerne 54 og 56 i den inderste og i den y-derste dysepart er forholdsvis lille, og ved udøvelsen af opfindelsen i praksis var diameteren 1,6 mm.

Denne diameter er, som man vil bemærke, betragteligt større end bredden af passagen mellem den yderste og den inderste dysepart. Dette resulterer, som tidligere antydet, i en ændring af strengenes form, idet disse til en vis grad taber det egentlige strenglignende udseende, som de havde, da de blev ekstruderet, og i stedet indtages en noget udfladet form. Af hensyn til illustrationen er det rørformede produkt ved maskinens udgang i fig. 1 imidlertid skematisk og vist i en noget idealiseret form.

Figurerne 9 og 10 illustrerer ved pile indergelens A bevægelsesvej i retning radialt udad fra de inderste ekstruderdele, mens ydergelen B bevæger sig radialt indad. Yder- og indergelene strømmer sammen i mellemrummet mellem den inderste og den yderste dysepart, og gelerne bevæger sig derefter sammen indtil udstødningen (se fig. 5B og fig. 8). Selv om de to geler bevæger sig sammen, bibeholder de faktisk deres særskilte identitet i det, der har været betegnet som lag, på grund af den forud gående ekstrudering, som udformer inder- og ydergelerne i separate strenge.

Efter at have passeret mellem de stationære inderste og yderste stabilisatorparter 16 henholdsvis 18 udstødes produktet. Inder- og y-derstabilisatoren har lighed med formparter og tjener til at tildele det resulterende produkt en dimensionsmæssig stabilitet. Som antydet tidligere kan afstanden mellem inder- og yderstabilisatoren variere i afhængighed af den ønskede tykkelse og/eller karakteristika for slutproduktet. Efter udstødningen udsættes ekstrudatet for yderligere kendte behandlinger» der resulterer i en dannelse af de hærdede lag af strenge, som befinder sig i det endelige produkt.

Figurerne 14 og 15 illustrerer, hvorledes diameteren af slutproduktet kan varieres ved at ændre gelernes bevægelsesvej, når disse passerer ind mellem inder- og yderstabilisatoren. Fig. 14 illustrerer således f.eks., at passagen mellem inder- og yderstabilisatoren generelt går udad, således at det resulterende produkts diameter forøges. Fig. 15 illustrerer, at passagen mellem inder- og yderstabilisatoren går indad for derved at reducere det resulterende produkts diameter. På grund af de benyttede og ovenfor beskrevne fastgørelsesmidler for inder- og yderstabilisatoren er det således forholdsvis enkelt at ændre produktets diameter.

Fig. 11 illustrerer et andet træk ved opfindelsen. Et indløb 60 er vist førende ind til en kølepassage 62, som afsluttes i et udløb 64, hvorfra kølefluidet strømmer ud. Tegningen illustrerer også forskellige udluftnings-, køle-, smøre- og/eller trykaflastningspassager, der har vist sig at være hensigtsmæssige i praksis, men som ikke anses for at være kritiske, hvorfor de ikke er beskrevet i detaljer.

Følgende eksempel illustrerer den foreliggende opfindelses fortrin i sammenligning med den kendte teknik.

Til brug i det følgende skal visse begreber defineres som følger:

Trækbrudstvrkei Dette er den trækkraft i kp, som behøves til at bryde skindet, når en længde på 60-100 cm strækkes til brud med en håndbetjent kraftmåler med fikseret maksimalvisning.

Lufttrvkstvrke: Dette er det lufttryk, som kræves for at sprænge en længde på 60-100 cm af et skind, som oppustes med komprimeret luft, indtil det sprænges. Det tryk, som kræves for at sprænge skindet, måles med et manometer med fikseret maksimal visning.

Vandtrvkstvrke: Dette er det vandtryk, som kræves for at sprænge en skindlængde på 60-100 cm fyldt med vand ved omgivelsernes temperatur, og trykket måles på et manometer med fikseret maksimal visning.

Eksempel I

Ikke-kalkbehandlede huder, der benyttes i kommerciel kollagen» skindproduktion, blev formalet til en parti kel størrelse på ca. 6 mm. Ca. 170 kg formalede huder blev yderligere findelt i en vandopslæmning ved hjælp af en hurtigt roterende snittemaskine. Den findelte opslæmning (ca. 500 1) blev blandet med det samme volumen af en ca. 19% celluloseopslæmning i 0,46% saltsyre. Blandingen blev homogeniseret gennem en to-trins-homogeniseringsventil, som arbejdede ved et tryk på 105 kp/cm (1500 psi) i hvert trin. Den således dannede ekstrudermasse blev opbevaret natten over og blev på ny homogeniseret gennem en totrins-homogeni- 2 sator, som arbejdede ved 140 kp/cm (2000 psi) i hvert trin. Efter en opbevaring i 16-24 timer blev ekstrudermassen først filtreret gennem et 0,23 mm (9 mils) trådfilter og derefter gennem et 0,15 mm (6 mils) trådfilter, og endelig blev massen pumpet gennem en ettrins-homogenisator ved et total tryk på 175 kp/cm2 (2500 psi).

Den således fremstillede gel blev ført til en ekstruder. Denne kendte ekstruder blev drevet med en snekkehastighed på 175 o/m, og der blev ekstruderet et rørformet skind med en bredde i fladklemt tilstand på 43-44 mm og med en hastighed på ca. 7,5 m pr. minut. Det således ekstruderede skind blev modtaget i oppustet form på et endeløst bånd og blev her vasket, blødgjort, tørret og rynket. Ca. 0,8 g pr. minut ammoniak blev benyttet på skindets inderside, og ca. 1,6 g pr. minut i yderkammeret for at hærde det nyekstruderede skind. Blødgøringsmidlet bestod af 5,5% glycerin, 1,1% natriumcarboxymethylcellul ose samt 450 ppm af dextrose i vand. En tynd belægning af mineralolie blev pålagt på overfladen efter tørringen men før rynkningen.

Den samme gel, som blev ført til den kendte ekstruder, blev ført til en ekstruder ifølge opfindelsen, og det således producerede skind blev behandlet på samme måde. Gel strømmen blev opdelt ligeligt mellem de to indløb for inder- og ydergel, og det rørformede skind blev ekstruderet med en bredde i fladklemt tilstand på 42,5-43,5 mm og med en hastighed på ca. 7,5 m pr. minut. De modsat roterende ekstruderparter blev hver for sig drevet ved en hastighed på 105 o/m i modsatte retninger. Ammoniakstrømmene var 1,2 g pr. minut, både indvendigt i og udvendigt på skindet. Skindet blev blødgjort i det samme blødgøringsbad og belagt med olie, som det var tilfældet med det kendte skind.

Skindet fremstillet på ekstruderen ifølge opfindelsen har en let skelnelig netlignende struktur, der dannes af krydsningen af skruestrengene i inder- og yderlaget under ekstruderingen. Før hærdningen med ammoniak var denne struktur let synlig med det blotte øje. Efter tørring kunne skindet undersøges ved fyldning med vand og ved observering af skindoverfladen. Under disse forhold var den netlignende struktur på ny synlig med det blotte øje. I dette eksempel var vinklen for skruestrengene i hvert lag ca. 45° i forhold til skindets akse, eller ca. 90° i forhold til hinanden.

Både det kendte skind og skindet ifølge opfindelsen blev derefter varmebehandlet ved opvarmning fra stuetemperatur til 85° C over en periode på 12 timer, og derefter blev skindene holdt ved 85° C i 6 timer. Efter en befugtning til et fugtindhold på ca. 20-40% blev følgende fysiske egenskaber målt:

Kendt skind Net!ionende skind

Bredde af fladklemt rør 44,7 mm 44,5 mm

Tykkelse 0,037 mm 0,038 mm (1,48 mil) (1,50 mil)

Trækbrudstyrke 13,6 kp 19,9 kp (30,2 Ibs) (44,2 Ibs) 2 2

Lufttrykstyrke 1,17 kp/cm 1,37 kp/cm (16,7 psi) (19,6 psi) 2 2

Vandtrykstyrke 0,57 kp/cm 0,61 kp/cm (8,2 psi) (8,7 psi) Pølser af frankfurtertypen blev fremstillet ved brug af en såkaldt Ty-Linker maskine (Linker Mashines, Inc., Newark, New Jersey, Model 140 ACL).

Fem længder på 10,7 m (35 feet) af hver af de stoppede skind blev dobbeltsnøret med følgende brudprocenter for de to prøveskind:

Forsøg nr. 1

Prøve nr. Kendt skind Netlianende skind 1 0,83% 2,5% 2 1,67% 0% 3 2,5% 0% .

4 0,83% 0% 5 0% 0%

Ved dobbeltsnøring dannes led ved at stramme snore til i en knude samtidigt ved begge ender af leddet. Denne påvirkning blev modstået med større held af det netlignende skind ifølge opfindelsen.

En anden dag viste et lignende forsøg med flere længder fra dette eksperiment følgende brudprocenter:

Forsøg nr. 2

Prøve nr. Kendt skind Netlignende skind 1 1,67% 0% 2 0% 0,83% 3 0,83% 0% 4 1,67% 0% 5 2,5% 0%

Ved brug af ekstruderapparatet ifølge opfindelsen og ved generelt at følge det ovenfor angivne eksempel men under mindre varieringer af driftstilstandene og udgangsmaterialerne blev der fremstillet et antal forskellige netlignende kollagenskind under udøvelse af den foreliggende opfindelse. Disse skind viste sig at være særdeles tilfredsstillende til brug i hurtigt arbejdende pølsefremstillingsmaskiner, såsom den halvautomatiske Townsend model DB4A maskine og den fuldautomatiske Townsend model DB2A maskine. Kendte pølseskind fremstillet ud fra identiske kol-lagenforbindel ser og under i det væsentlige identiske forhold, men på kendte ekstrudere, resulterede i talrige brud, når de blev benyttet i sådanne hurtigt arbejdende maskiner og blev betragtet som helt utilstrækkelige i forbindelse med sådant udstyr.

Claims (7)

1. Fremgangsmåde til fremstilling af et rørformet kollagenskind i en ekstruder, som indeholder koncentriske inderste og yderste ekstruder-organer (55, 57), som hver især har flere dyseåbninger (56, 54), hvilken fremgangsmåde omfatter en formning af kollagengel til i det mindste to sæt af gel strenge ved hjælp af de inderste og yderste ekstruderorganer, en sammenbringning af disse sæt af gelstrenge til dannelse af en plastisk eller flydende masse med et i det væsentlige ringformet tværsnit, en sideløbende ekstrudering af de to sæt af gel strenge, således at de to sæt forenes i et rum imellem de koncentriske inderste og ydersta ekstruderorganer på de steder, hvor gel strengene kommer ud fra de respektive dyseåbninger, således at de to sæt af gelstrenge kombineres i nævnte rum, og en indføring af de kombinerede gel strenge imellem to koncentriske flader, KENDETEGNET ved, AT de to sæt gel strenge ekstruderes henholdsvis radialt indad og radialt udad, og AT de kombinerede strenge ledes ind imellem modsat roterende overflader på en sådan måde, at ydergel strengene og indergelstrengene rettes i skrueform i modsat retning.

2. Ekstruderapparat til fremstilling af et rørformet kollagenskind (3, 5) og indeholdende inderste og yderste ekstruderorganer (55, 57), der er monteret koncentrisk i forhold til hinanden i et stationært stativ (6), og hvor hvert ekstruderorgan har flere dyseåbninger (56, 54), samt midler til at rotere de inderste og yderste ekstruderorganer i modsatte retninger, KENDETEGNET ved, AT de inderste og yderste ekstruderorganer er monteret adskilt til afgrænsning af et mellemliggende rum eller en passage, og AT dyseåbningerne (56) i det inderste ekstruderorgan (55) forløber radialt gennem organet og er arrangeret til at dirigere kolla-gengel (A) udad, mens dyseåbningerne (54) i det yderste ekstruderorgan (57) forløber radialt igennem organet og er arrangeret til at dirigere kollagengel (B) indad på en sådan måde, at de indad og udad dirigerede geler bliver kombineret i nævnte rum eller passage mellem ekstruderorganerne.

3. Apparat ifølge krav 2, KENDETEGNET ved, AT dyseåbningerne (56 henholdsvis 54) i det inderste ekstruderorgan (55) og i det yderste ekstruderorgan (57) i hovedsagen ligger i den umiddelbare nærhed af hinan- den.

4. Apparat ifølge krav 2 eller 3, KENDETEGNET ved, AT rummet eller passagen imellem ekstruderorganerne (55, 57) indeholder et i hovedsagen ringformet kammer (65), hvori dyseåbningerne udmunder.

5. Apparat ifølge krav 2, 3 eller 4, KENDETEGNET ved, AT det inderste ekstruderorgan (55) er monteret koncentrisk i forhold til et stationært bæreorgan (8) og er adskilt udad herfra.

6. Apparat ifølge krav 5, KENDETEGNET ved et indløb (22) til indføring af en indergel (A) i mellemrummet mellem det inderste ekstruderorgan (55) og det stationære bæreorgan (8).

7. Apparat ifølge ethvert af kravene 2-6, KENDETEGNET ved en inderste (16) og en yderste (18) stabilisatorindretning fastgjort til stativet (6) ved enderne af det inderste og det yderste ekstruderorgan (55, 57).