NO143296B - Collagenhylster, samt fremgangsmaate og apparat til fremstilling derav. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår rørformede collagenprodukter, såsom pølseskinn, mer spesielt bedrede rør-

formede collagenprodukter, samt fremgangsmåte og apparat for fremstilling av slike produkter.

Hylstere ifølge foreliggende oppfinnelse vil etter egnet etterbehandling være meget godt egnet som et spise-

lig skinn for ferske pølser som må kokes før de spises, foruten wienerpølser og lignende typer. Sistnevnte type av pølser er vanligvis enten røket eller kokt av produsenten,

og skal kun oppvarmes før de skal brukes. Hvis slike pøl-

ser er utstyrt med et spiselig skinn, så er-det unødvendig å fjerne skinnet før man spiser pølsen.

Naturlige skinn som er fremstilt av tarmer fra får, svin og kveg,har visse ulemper, såsom uensartethet, og porøsitet i selve skinnet, foruten at det er variasjon med hensyn til størrelse og spisbarhet, og det er store varia-sjoner med hensyn til tilgjengelighet og markedspris. Bortsett fra enkelte skinn som er fremstilt av sauetarmer, så

er de seige og harde å fordøye. Videre er pølseskinn fremstilt av naturlige produkter vanskelig å rense og bearbeide til et spisbart produkt. I tillegg til dette vil veggtyk-kelsen og diameteren på naturlige pølseskinn fra tarmer variere meget sterkt, noe som frembringer vanskeligheter i utstyr hvor stapping av pølser finner sted under høy hastighet. Sett på bakgrunn av disse ulemper,, har det vært gjort en rekke forsøk på å fremstille bedre spiselige pølse-skinn fra proteinkilder såsom collagen.

Det er for tiden kommersielt tilgjengelige rørformede collagenprodukter, f.eks. av den type som brukes som pølse-skinn. Imidlertid har bruken av collagen-pølseskinn for fremstilling av pølser og lignende kjøttprodukter i hurtig automatisk utstyr bare hatt begrenset suksess. Således har collagen-pølseskinnene en tendens til å gå istyk-ker hvis de blir for tynne, mens skinnene hvis de lages sterke nok slik at de lett kan bearbeides, ikke er aksept-able som spiselige produkter.

U.S. patent nr. 3.122.788 beskriver mange tidligere kjente forsøk på å fremstille rørformede callagenprodukter som kan brukes som pølseskinn. Det forannevnte Liberman-patent angår direkte et apparat og en fremgangsmåte for fremstilling av collagenhylstre eller rør med en kontinuerlig utdrivning, og fremgangsmåten er i kommersiell an-vendelse idag. Patentet beskriver også en ekstruderings-mekanisme og fremgangsmåte for fremstilling av slike collagenhylstre .

Det er velkjent at collagen har enestående reo-logiske egenskaper. Når således syresvellet collagengel (i visse tilfelle kalt "ekstruderingsmasse" eller "dis-persjon" i tidligere patenter) føres gjennom et ekstruderingsapparat, så er det en tendens til at de svellede collagenfibriler og/eller fibre legger seg sammen og blir orientert i ekstruderingens strømretning. Videre har man funnet at når collagen dannes eller bearbeides til et rør-formet hylster eller rør, så skjer det en viss orientering som gjør at hylstret rives opp eller spaltes i denne orienteringsretning .

Det er således kjent at en av hovedårsakene til svake punkter i ekstruderte collagenhylstre, er nevnte tendens til at collagenfibriler og/eller fibre er blitt orientert i strømningsretningen når slike fibre og/eller fibriler tilfeldigvis har møtt en hindring på sin strømningsvei under utdrivningen. En slik hindring vil da ytre seg som en langsgående søm eller brett i selve hylsterveggen.

Et annet fenomen som ofte opptrer i svellet collagen-materiale, enten dette består av fibrer og/eller fibriler, er at når en flytende collagenmasse påvirkes av strømninger, så vil dette ytre seg på en slik måte at strømmen "husker" de grensebetingelser som oppsto under selve prosessen. Man har således funnet at når to slike flytende masser bringes i kontakt med hverandre, så vil grenseområdet som er definert ved kontaktoverflåtene, være kontinuerlig i den flytende masse og vil vedvare i former som ellers er fremstilt av massen ved ekstrudering eller på annen måte.. Man har hittil antatt at dannelsen av slike grenseområder i artikler utdrevet fra en collagenmasse, skaper svakhets-områder som svekker det produkt som fremstilles på denne måte.

Hvis f.eks. en flytende masse av svelletecollagen^ fibriler presses inn i et ringformet hulrom ved en ekstrudering, fra et perifert innløp, hvorved den flytende masse oppdeles, hvoretter man lar de oppdelte strømmer møte hverandre igjen, så vil det område hvor de oppdelte strømmer møtes og flyter sammen, være tilstede i materialet som en vedvarende grense og i det endelige produkt bli et svak-hetsområde.

Nevnte US-patent nr. 3.127.788 forsøkte å unngå

de forannevnte problemer og vanskeligheter, som altså oppstår når svellet collagen underkastes ekstrudering i et ekstruderingsapparat, ved at collagenmassen ble utsatt for krefter som frembragte en vilkårlig orientering av fibrene, slik at man derved skulle eliminere de forannevnte problemer. I ekstruderingsapparatet fra U.S.-patent 3.122.788 er det således tatt hensyn til dette og man har tilveie-bragt en roterende skive, for om mulig å utviske slike grenseområder.

Det er under den etterfølgende forklaring av foreliggende oppfinnelse brukt en del uttrykk som er definert på følgende måte: Begrepet "tau" refererer seg til formen av collagengelen etter at den er presset gjennom en liten åpning, hvoretter materialet ligner på et tau eller et stykke av spag-hetti ved at det er relativt langt i forhold til diamateren, som er relativt liten. De fibriler og/eller fibrer.av collagen som er tilstede på den ytre overflate av tauet, vil i alt vesentlig være orientert i den langsgående retningen som resultat av de krefter som gelen underkastes når den presses ut gjennom åpningen. Collagenfibrilene og/eller fibrene i den indre del av tauet, kan ha enhver orientering og er antagelig meget nær en vilkårlig orientering.

Begrepet "lag" slik det brukes her, refererer seg til et sett eller en rekke tau av collagengel, hvor tauene er i alt vesentlig orientert i samme retning og i alt vesentlig er parallelle med hverandre.

Begrepet "herdnede lag" slik det brukes her, refererer seg til lagene slik de eksisterer i det ferdige hylstret. I de herdnede lag i det endelige hylstret, så vil collagenet slik det vil bli mer detaljert forklart i det etterfølgende, være dannet til et hylster hvis tykkelse er betydelig mindre enn diameteren på de opprinnelige tau. Nevnte lag, og da mer spesielt de tau fra hvilke selve lagene er dannet, vil under bearbeidingsprosessen være gjort noe flate på grunn av en skjærende virkning mellom to motsatt roterende ekstruderingsrør, ved bredden på det ringformede rom mellom nevnte ekstruderingsrør, og ved herdning og tørking av det ferdige hylster, slik at tauene i det ferdige hylster ikke lenger er spaghettilignende av utseende, men har et noe uregelmessig tverrsnitt. Tauene eksisterer på dette tidspunkt ikke i diskret form ettersom de delvis er smeltet eller presset sammen i sine kon-taktflater med tilstøtende tau, og et noe tilflatet tau overlapper eventuelt et tilstøtende tau. På grunn av at størstedelen av fibrilene og/eller fibrene som er tilstede på den ytre overflate av tauene vil være langsgående orientert, så vil omrisset av tauene være påvisbare i det ferdige hylster, "T det minste når hylstret ervått. Etter at produktet er fremstilt ifølge foreliggende oppfinnelse, kan det underkastes videre behandling. Denne videre behandling resulterer i en nøytralisering av den syresvellete gelen, en fjerning av størstedelen av vanninnholdet, og en herdning av den rørformete struktur til et hylster som deretter tørkes.

Foreliggende oppfinnelse står i sterk motsetning til mye av det som er nevnt i det ovennevnte US-

patent.

Ved foreliggende oppfinnelse gjøres det ingen an-strengelser for å oppnå en vilkårlig orientering av collagen-fibrllene og/eller fibrene. Man gjør bruk av de tilstedeværende karakteristika som man finner i svellet collagen, nemlig til at den kan bli orientert og "huske" eller ha en "hukommelse", idet man fremstiller et rørformet collagenhylster som er sterkere enn de.hylstre som fremstilles ved hjelp av ovennevnte US-patent, og dog er tynne og spiselige. Foreliggende oppfinnelse anvender derfor det som hittil har vært ansett som en uønsket egenskap ved svellet collagen, til å fremstille et sterkere rørformet coallagenhylster som med hell kan bearbeides i automatiske pølsefremstillingsutstyr, som arbeider under meget høye hastigheter.

Ifølge foreliggende oppfinnelse er det tilveiebrakt et collagenhylster med et tverrsnitt i form av en ring, og dette hylster er kjennetegnet ved at det består av et første og et annet sett av collagentau, hvor tauene i første sett i alt vesentlig er plassert nær den ytre overflaten av ringen, mens tauene fra det annet sett i alt vesentlig er plassert nær innsiden av ringen, og hvor nevnte første og andre sett av tau er orientert i en spiral med motsatte retninger og i et overlappende forhold til hverandre.

Det er foretrukket at collagentauene har fibriler og/eller fibre som i det minste på de ytre overflater av nevnte tau, i alt vesentlig har samme orienteringsretning som retningen på nevnte tau. Denne orienteringen tjener til å styrke røret mot oppsplitting eller oppsprekking, samtidig som hylstret forblir spiselig.

Det svellede collagen, i det etterfølgende ofte betegnet som "gelen", blir tilveiebrakt i form av en indre og en ytre gel. Disse gelene kan være identiske eller forskjellige .

Ifølge foreliggende oppfinnelse er det også tilveiebrakt en fremgangsmåte for fremstilling-av nevnte rørformet collagenhylster, og denne fremgangsmåte er kjennetegnet ved at man fører en indre gel og en ytre gel til et ekstruderingsapparat, fører den indre gel gjennom en første gruppe åpninger slik at det dannes flere tau av nevnte indre gel, fører den ytre gel gjennom en annen gruppe åpninger slik at det dannes flere tau av nevnte ytre gel, bringer nevnte ytre og indre gel sammen slik at det dannes en flytende masse som i alt vesentlig har et ringformet tverrsnitt, hvor tauene fra den ytre gel i alt vesentlig er plassert nær den ytre overflate av ringen, mens tauene fra den indre gel i alt vesentlig er plassert nær den indre overflate av ringen, hvoretter man fører den ringformede masse gjennom to motsatt roterende konsentriske overflater, hvorved de nevnte indre og ytre geltau blir dreiet i motsatte spiralformede retninger og-det dannes et to-lags rørformet hylster.

Hver av gelene vil typisk bli dannet til en rekke tau, f.eks. trettito, skjønt man kan bruke færre eller flere tau slik dette vil bli mer detaljert beskrevet i det etter-følgende .

Når den indre og den ytre gel er dannet til de ovenfor nevnte små tau, så vil fibrene og/eller fibrilene i det svellede collagen være orientert i ekstruderingsretningen.

Under passasjen mellom de motsatt roterende overflater vil tauene fra den ytre gel i alt vesentlig forbli nær den ytre overflaten på det resulterende rør, mens tauene fra den indre gel vil forbli nær den indre overflate, hvorved man danner et rør som består av et ytre lag som i alt vesentlig består av nevnte ytre gel og et indre lag som i alt vesentlig består av nevnte indre gel. Man har funnet at til tross for at alle tauene er blitt forenet i nevnte hulrom, så vil fibrilenes og/eller fibrenes såkalte "memor-eringsegenskaper", hindre at slike tau blir ødelagt. Ved utgangen av de to motsatt roterende overflater og den stabiliserende ringformede åpning, så vil i virkeligheten tauene i den indre gelen være orientert i en spiral i en retning, mens tauene fra den ytre gelen vil være orientert i en spiral på samme måte, men i motsatt retning. Således vil det resulterende rør bestå av to lag som hver inneholder tau som er orientert i motsatte retninger og danner en nettlignende struktur.

Man har kunnet observere at disse lag forblir dis-~ krete lag, selv etter en etterfølgende behandling, og at nevnte lag kan skilles fra hverandre.

Sagt med andre ord, den indre og den ytre gel av svellet collagen er hver oppdelt i en rekke, f.eks. trettito, tau ved at det svellede collagen ekstruderes gjennom to motsatt roterende serier av åpninger. Når de to lag som er dannet på denne måte presses gjennom ekstruderingsapparatet, så vil de formes til to konsentriske spiraler med motsatt retning omkring hylstrets lengdeakse. Ettersom hylstret blir herdnet, så vil disse taus "hukommelse" vedvare, og omrisset av de herdnede tau kan påvises i de herdnede lag i det ferdige produkt. Ettersom tauene fra den ytre og den indre gel er formet til to motsatt roterende spiraler som ligger konsentrisk, så vil de opptre som et nettligende'mønster i hylsterveggen. Den således dannede nettlignende struktur gjør at de to lagene forsterker hverandre, og gjør at det ferdige produkt får stor motstand mot spenninger og påkjenninger.

I overensstemmelse med foreliggende oppfinnelse

så vil man til tross for at to sett av geltau er blitt bragt i kontakt med hverandre og tilsynelatende danner en enkelt flytende gelmasse mellom motsatt roterende overflater, så vil de tilstedeværende karakteristika med hensyn til orientering og såkalt hukommelse gjøre at gelene idet de kommér ut fra de motsatt roterende overflater forblir i to lag, som hvert består av en rekke tau som de opp-rinnelig var dannet av. Videre vil den orientering man får på fibrilene og/eller fibrene på grunn av utdrivningen gjennom de små åpningene, vedvare til tross for at collagengelen er utsatt for ytterligere mekanisk bearbeiding og etterfølgende behandling.

Collagengelen vil således underkastes mekaniske krefter som gjør at man får en viss orientering som oppstår på grunn av collagengelens såkalte hukommelsesegenskaper, og denne orientering vil forbli i det ferdige produkt.

Fibrilene og/eller fibrene blir således orientert langsetter lengden i et spaghettilignende tau, på grunn av at massen utdrives gjennom små åpninger. Videre blir tau-lagene orientert i en spiral i motsatte retninger på grunn av at de to gelmasser føres inn mellom motsatt roterende ekstruderingsdeler. Denne orientering forblir i det fer-

dige produkt. Imidlertid slik det er angitt tidligere, så

vil tauene ha en tendens til å bli noe flattrykt på grunn av passasjen mellom de konsentriske motsatt roterende overflater og som et resultat av den etterfølgende behandling.-Videre er det også mulig at som et "resultat av den pisk-

lignende virkningen som de konsentrisk motsatt roterende overflater har, så kan det opptre en viss disorientering av fibrilene og/eller fibrene.

Ved uttak av maskinen vil således et lag av tau

være: orientert i en spiral i en retning, mens det annet lag av tau er orientert i en spiral i motsatt retning. Helningsvinkelen på spiralen kan reguleres slik at man kan fremstille enhver ønsket vinkel i den nettlignende struktur man får i hylsterveggen.

Foreliggende collagenhylster har en struktur som gjør

at hylstret får øket styrke og egner seg for pølser og lignende.

Det er også en hensikt ved foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe et ekstruderingsapparat som innbefatter to motsatt roterende ekstruderingsrør som hver har et sett av åpninger (såkalte "hukommelsesdyser"), som deler de to hoved-gelkildene i en rekke tau som drives ut fra ekstruderingsapparatet, slik at det dannes et rørformet hylster, med en nettlignende struktur av tau som er lagt i lag og hvor tauene i hver av de nevnte lag er lagt i spiraler med motsatte retninger.

Det er således ifølge oppfinnelsen tilveiebrakt et apparat for fremstilling av et rørformet collagenhylster som angitt ovenfor, og dette apparat er kjennetegnet ved at det består av en stasjonær ramme; en stasjonær del montert på nevnte ramme; en indre hul ekstruderingsdel plassert på

nevnte ramme, og hvor man i nevnte hule ekstruderingsdel har en rekke åpninger; anordninger for å montere nevnte indre ekstruderingsdel på nevnte ramme konsentrisk med hen-

syn til nevnte stasjonære del; en ytre ekstruderingsdel som har en rekke åpninger; anordninger for å montere nevnte ytre ekstruderingsdel på nevnte ramme konsentrisk med hen-

syn til nevnte indre ekstruderingsdel; anordninger for å

rotere nevnte indre ekstruderingsdel i en retning og anordninger for å rotere den ytre ekstruderingsdel i motsatt retning.

De medfølgende tegninger illustrerer foreliggende oppfinnelse og vil sammen med beskrivelsen tjene til å for-klare oppfinnelses prinsipp. Fig. 1 er et skjematisk strømningsdiagram som viser fremgangsmåten for ekstrudering av geler ifølge foreliggende oppfinnelse. Fig. 2 er en skjematisk perspektivskisse av en del av det ferdige produkt ifølge forelaggende oppfinnelse. Fig. 2A er et skjematisk snitt av produktet som er vist på fig. 2.

Fig. 3 viser fremre del av maskinen.

Fig. 4 viser utgangsenden eller baksiden av maskinen. Fig. 5A er et vertikalt snitt gjennom fremre del av maskinen, tatt langs linjen 5A - 5A på fig. 3. Fig. 5B er et vertikalt snitt gjennom endedelen eller utgangssiden av maskinen, og figuren er en fort-settelse av fig. 5A, og er tatt langs linjen 5B - 5B på fig. 4.

Fig. 6 er et vertikalt snitt tatt langs linjen

6-6 på fig. 5A, og viser drivmekanismen for rotasjonen av det indre ekstruderingsrør. Fig. 7 er en figur som tilsvarer fig. 6, og nevnte figur er tatt langs linjen 7-7 på fig. 5A, og viser drivmekanismen for rotasjon av det ytre ekstruderingsrør. Fig. 8 er et vertikalt snitt gjennom utgangsdelen av maskinen som er vist på fig. 5B, tegnet i noe større skala.

Fig. 9 er et vertikalt snitt tatt langs linjen

9- 9 på fig. 8.

Fig. 10 er et vertikalt snitt tatt langs linjen 10- 10 på fig. 8. Fig. 11 er et vertikalt snitt tatt langs linjen 11- 11 på fig. 5B. Fig. 12 er et vertikalt snitt tatt langs linjen 12- 12 på fig. 5B.

Fig. 13 viser forstørret det område hvor den

indre og ytre gel møtes for rotasjon og ekstrudering.

Fig. 14 viser en modifisert form på det stabiliserende ringformede rom i maskinen. Fig. 15 er en annen modifikasjon av det stabiliserende ringformede rom som kan brukes sammen med maskinen.

Det henvises til figurene 1, 2 og 2A, for en generell forståelse av oppfinnelsen.

Foreliggende apparat innbefatter en indre ekstruderingsenhet som har en indre spindel og en ytre ekstruderingsenhet. som har en ytre spindel. Forskjellige drivanordninger som vil bli forklart i det etterfølgende, roterer den indre ekstruderingsenheten i en retning (med klokken slik det er vist på tegningene) og den ytre ekstruderingsenheten i motsatt retning (mot klokken slik det er vist på tegningene).

Den indre gel A føres til den indre del av apparatet gjennom et innløp som er plasert nær forparten av maskinen og går gjennom en sirkulær passasje, hvis ene vegg er det indre ekstruderingsrør, mens den ytre veggen er stasjonær slik dette vil bli forklart i det etterfølg-ende. Den ytre gel B føres til maskinen gjennom et tilløp og føres til det ytre ekstruderingsrør. Den indre gel A føres gjennom to sett av en rekke åpninger som peker radialt utover, mens den ytre gel B føres gjennom en rekke åpninger som pekér radialt innover. Den indre og den ytre gel vil således danne en serie tau som senere forenes til lag, og collagenfibrene og/eller fibrilene blir orientert i strøm-ningsretningen. Som vist på fig. 1 vil de to gelene nær ut-løpet av maskinen og i en kort avstand bevege seg i rommet mellom det ytre og det indre ekstruderingsrør, som roterer i motsatte retninger, og deretter mellom en indre og ytre stabilisator som danner en stabiliserende ring eller ringformet rom. Tauene i den indre og den ytre gel vil således bli dreiet i en spiral på grunn av at det indre og det ytre ekstruderingsrør roterer i motsatt retning. Det fremgår av fig.. 1 og 2A at produktet som tas ut mellom den ytre og den indre stabilisator består av en nettlignende struktur av lag som er dannet av tau som har motsatte spiralretninger.

Denne spiralretning vedvarer selv etter at de rør-formede collagenprodukter er underkastet-videre behandling, som resulterer i en nøytralisering av den syresvellede gel, en fjerning av store mengder vann og en herdning av strukturen til et hylster som deretter tørkes, noe som fremgår av fig. 2.

Fig. 2 viser sluttproduktet og viser et rørformet produkt som har en spiralformet, nettlignende struktur. Det kan således tydelig sees på fig. 2A at sluttproduktet består av en nettlignende struktur av to konsentriske lag 3

og 5 av herdnede tau som ligger i en spiral med motsatte retninger. Som vist ved den bølgede linje 7 hvor de to lagene møtes, så kan det være et relativt litet amorft grenseområde hvor orienteringen på fibrene og/eller fibrilene kan være vilkårlig. Det er i ethvert tilfelle klart at det ytre lag i alt vesentlig består av ytre geltau, som ligger i en spiral i en retning, mens det indre lag i alt vesentlig består av geltau som er orientert i en spiral med motsatt retning.

Som vist på fig. 2, så vil vinkelen på spiralen

målt fra en linje som går langsetter hylstrets lengdeakse, fortrinnsvis være ca. 35 - 50° , skjønt denne vinkel kan varieres alt etter ønske.

Forskjellige vinkler kan være ønskelig for å få maksimal hylsterstyrke avhengig av de spesielle maskiner hvor hylstret skal brukes for fremstilling av pølser, ettersom slike maskiner vil utøve varierende spenninger på hylstret.

Som vist på fig. 2 og 2A, så vil det ferdige produkt generelt bestå av to herdnede lag 3 og 5 som hvert består av en rekke tau 9 hvor tauene i et lag er dreiet i en spiral hvis retning er den motsatte av tauenes dreieretning i det annet lag.

Etter at produktet er tatt ut fra ekstruderingsapparatet underkastes det videre behandling, slik det er beskrevet i U.S. patent nr. 3.535.125.

Det ferdige produkt eller hylster består således av to lag av collagentau som nå er i herdnet form. Virkningen av de to motsatt roterende ekstruderingsrør, effekten av bredden på den ringformede passasje som er mindre enn diameteren på det individuelle tau som utgjør lagene, samt herdningen og tørkingen som brukes som en etterbehandling av hylstret, resulterer i at tauene i de herdnede lag ikke lenger beholder sitt opprinnelige spaghettilignende utseende. Istedenfor vil tauene være noe uregelmessige i tverrsnitt og ha noe tilflatet utseende, og de vil være delvis sammensmeltet i grenseområdene, hvor et tau overlapper det neste. På grunn av lengdeorienteringen på hovedmengden av fibrilene og/eller fibrene på den ytre overflate av tauet,

så vil tauenes omriss forbli påvisbar, spesielt når hylstret er vått, i de herdnede lag i hylstret.. HvertJag. i hylstret,... syne.s å ha en båndet effekt, hvor båndene er til en viss grad uregelmessige, men i alt vesentlig parallelle, og antyder de opprinnelige tau fra hvilke de ble fremstilt. Den ytre overflate på det ferdige hylster er relativt glatt og vil ikke ha noen rygger eller striper slik som nevnt i britisk patent nr. 1.166.398. På grunn av orienteringen som er synlig i de herdnede tau som danner et lag som har motsatt retning i forhold til det andre konsentriske lag, så vil den rør-formede struktur ha et nettlignende utseende. Strukturen er ikke et virkelig nett, ettersom det ikke er hull i hyl-tret. Det ferdige hylster er et laminat (de to lagene i hylsterveggen kan i virkeligheten rives fra hverandre hvis man utfører dette forsiktig) og ligner bare på et nett. I hvert lag vil de herdnede tau som utgjør laget ha et båndet utseende, som spesielt når hylstret er vått, gjør at det er alternerende lysere og mørkere områder som gjør at man kan se de opprinnelige tau og deres grenseområder, og som gjør at man kan se det nettlignende utseende eller struktur på

det endelige hylster.

Det fremgår således at tauene og lagene som er vist på fic . 1, 2 og 2A er vist i en noe idealisert tilstand, mens man i virkeligheten vil ha tau som er tildels flattrykt og som er sammensmeltet langs grenseområdene.

Det henvises nå til fig. 5A, 5B og 8.

Som vist der er det et stasjonært hus eller ramme 6 på hvilket de gjenværende elementer i ekstruderingsapparatet er montert. Festet til rammen på en hensiktsmessig måte er en hul stasjonær del 8. Denne del 8 er hul slik at den kan føre ammoniakkgass som brukes ved videre bearbeiding av det rørformede collagenhylster, idet dette føres ut av apparatet ifølge foreliggende oppfinnelse.

Den stasjonære del 8 er gjenget 10 i en ende slik at den kan påskrus en skrue 12. Skruen 12 holder en indre stabiliserende del 16 i fast stilling på rammen 6 (fig. 5B).

Den indre stabiliserende del 16 står inntil en ytre stabiliserende del 18 og disse to tilsammen definerer en stabiliserende ringformet åpning. Det fremgår av tegningen at gelen etter å ha vært ekstrudert mellom den indre ekstruderingsdel 55 og den ytre ekstruderingsdel 57, føres mellom nevnte indre og ytre stabilisator etter at collagenproduktet er kommet ut av ekstruderingsmekanismen, hvorved produktet får avpasset sin størrelse i forhold til nevnte ringformede åpning. Den ytre stabilisator er festet til rammeflensen 17 på enhver hensiktsmessig måte, f.eks. ved hjelp av skruene 20. Rommet mellom den indre og ytre stabilisator kan variere

alt etter den forønskede størrelse og/eller andre karakteristika på det ferdige produkt.

Plasert på motsatt ende eller i forkant av ekstru-deringsdelen er et innløp 22 gjennom hvilket den indre gel A føres til maskinen (fig. 5A).

Den indre spindel 2 er plasert i et indre spindel-lager 24. Nevnte indre spindel 2 er konsentrisk og plasert således i forhold til den hule, stasjonære del 8 at det dannes en passasje 11 for den indre gel A. Den indre spin-

del 2 og det indre ekstruderingsrør 55 danner tilsammen den indre ekstruderingsenhet.

I tillegg til nevnte indre spindel 2 er det en ytre spindel 4 som er plasert på et lager 26. Den ytre spindel 4

er slik plasert at den er konsentrisk med hensyn til den indre spindel 2. Nevnte ytre spindel 4 sammen med ytre eks-truderingsrør 57 danner den ytre ekstruderingsenhet.

Det ytre ekstruderingsrør 57 er slik plasert i forhold til det indre ekstruderingsrør 55 slik at det dannes en passasje for gelene etter at den indre og den ytre gel er bragt sammen. Mellomrommet på passasjen mellom det ytre og det indre ekstruderingsrør kan variere alt etter de karakteristika man ønsker på sluttproduktet, men i et forsøk var bredden 0,47 mm. Den ytre gelen føres til ytre ekstruderings-rør gjennom innløp 27.

Ifølge foreliggende oppfinnelse tilveiebringes anordninger hvorved indre og ytre ekstruderingsenheter roteres i motsatte retninger. Disse anordninger er best vist på

fig. 5A, 6 og 7. Som vist her er det en drivende aksel 28.

Denne aksel roteres på enhver hensiktsmessig måte som ikke er vist. Akselen 28 er festet ved hjelp av anordningene 30 til et relativt stort drivende tannhjul 32.

i forbindelse med den indre ekstruderingsenheten vil det drivende tannhjul 32 gripe inn i et intermediært tannhjul 34 som så igjen driver tannhjul 36 som er festet til den indre spindel 2 ved hjelp av festeanordningene 38, slik

at den indre ekstruderingsenheten dreies med klokken (se fig. 1 og 6). På den annen side vil tannhjulet 32 virke på tannhjul 40, som er festet til den ytre spindel 4 ved hjelp av festeanordningene 42, slik at den ytre ekstruderingsenheten roterer i retning mot klokken. Selve bevegelses-retningen på den indre og den ytre ekstruderingsenhet er ikke viktig sålenge de to enheter har motsatte rotasjonsret-ninger.

Det er ikke nødvendig, men det er foretrukket at

den indre og ytre ekstruderingsenhet roterer med omtrent den samme hastighet. Helningsvinkelen på de to spiralformede strømmer av collagen i hvert lag av hylstret kan varieres ved å modifisere den relative hastigheten på de motsatt roterende ekstruderingsenheter, og ved ekstruder-ingshastigheten.

Ifølge foreliggende oppfinnelse, har det indre og det ytre ekstruderingsrør 55 og 57 en rekke åpninger slik at både den indre og den ytre gel ekstruderes i form av en rekke tau. Det er ekstruderingen av collagengelen gjennom åpningene som orienterer fibrilene og/eller fibrene i ekstruderingsretningen, i det minste på den ytre overflate av tauene som utgjør selve lagene, og denne orientering vedvarer selv etter en etterfølgende behandling. "Hukommelsen" for disse tau og deres orienterte fibriler og/eller fibre vedvarer i det ferdige produkt. Åpningene kan således kal-les "hukommelsesdyser".

Den spesifikke konstruksjon er vist på fig. 9, 10

og 13.

Som vist på fig. 9, vil den ytre gel gå gjennom inn-løpet 27 til en første manifold 44, så gjennom en serie åpninger 46 til en annen manifold 48 og videre gjennom en ny serie åpninger 50 til en tredje manifold 52. Den ytre gel vil så passere slik det er vist med pilene, gjennom en serie ytre gelåpninger 54 i det ytre ekstruderingsrør 57.

Som vist på tegningen, er det trettito slike åpninger, men man kan selvsagt ha et større eller mindre antall slike åpninger, det spesifikke tall er ikke kritisk. Man kan således fremstille et tilfredsstillende collagenhylster med både seksten og tjuefire slike åpninger. Man kan endog ha mindre eller større antall åpninger og enda få et tilfredsstillende produkt. Skjønt det er vist på tegningene,

så er det ikke nødvendig at hvert ekstruderingsrør har samme antall åpninger, og man antar at antallet åpninger på hvert enkelt rør ikke er kritisk. Etter at den ytre gel er ført gjennom de ytre åpninger 54, vil gelen være i form av en serie tau som gjør at fibrilene og/eller fibrene blir orientert i ekstruderingsretningen. Fibrilene og/ eller fibrene vil "huske" denne orientering til tross for at tauene siden omformes til lag og siden behandles på

mange forskjellige måter.

Den indre gel ekstruderes gjennom en serie åpninger slik det er vist på fig. 9 og 10. Det indre ekstruderings-rør 55 har to sett åpninger 56. Som vist på tegningen er antall åpninger trettito, slik det var tilfelle med det ytre ekstruderingsrør, men antallet kan være større eller mindre, og tallet er ikke kritisk.

Jo større antall åpninger man har, jo større antall tau vil man få i strømmene i hvert lag, og jo finere vil hylstrets nettlignende utseende være.

På grunn av den relativt lille diameter på det indre ekstruderingsrør, fant man det hensiktsmessig å bruke to sett med seksten åpninger istedenfor ett sett med trettito åpninger. Det fremgår også av fig. 13 at settet av åpninger var plasert i en viss avstand i forhold til hverandre mer enn på en linje.

Fig. 13 viser også manifolden 65 som mottar gelen umiddelbart før den føres inn i passasjen mellom indre og ytre ekstruderingsrør.

Diameteren på åpningene i nevnte indre og ytre ekstruderingsrør er relativt liten, og i et forsøk var den 1,55 mm.

Det bemerkes at nevnte avstand er betydelig større enn bredden på passasjen mellom ytre og indre ekstruderings-rør. Som nevnt ovenfor resulterer dette i at tauene for-andrer form til en viss grad, ved at de mister sitt utseende som virkelige tau og blir til.en viss grad tilflatet. For lettere å illustrere fremgangsmåten, så er imidlertid

det rørformede produkt som er vist ved utgangsenden av maskinen (fig. 1) vist skjematisk og i en noe idealisert form.

Fig. 9 og 10 viser ved hjelp av en rekke piler, hvorledes den indre gel A beveger seg radialt utover fra det indre ekstruderingsrør mens den ytre gel B beveger seg radialt innover. Den ytre og den indre gel møter hverandre i rommet mellom det indre og det ytre ekstruderingsrør og beveges sammen inntil produktet går ut av maskinen (se fig. 5B og 8). Mens de to geler beveges sammen vil de i virkeligheten beholde sin separate identitet som to lag, fordi de to geler er blitt omdannet til separate tau.

Produktet føres ut av maskinen etter at det har passert de stasjonære stabiliserende deler 16 og 18. Disse deler tjener til å gi produktet dimensjonal stabilitet. Som nevnt tidligere kan rommet mellom indre og ytre stabilisator variere alt etter den forønskede tykkelse og/eller andre egenskaper på det ferdige produkt. Det ekstruderte produkt underkastes så videre behandling slik det er beskrevet i tidligere kjente patenter, fortrinnsvis slik det er beskrevet i US-patent nr. 3.535.125, som resulterer i at det dannes herdnede lag av tau som er sluttproduktet. Fig. 14-15 viser hvorledes diameteren på sluttproduktet kan varieres ved å forandre prosessveien for gelene idet de passerer mellom den indre og ytre stabilisator. Således viser fig. 14 passasjen mellom den indre og ytre stabilisator utadvendt slik at man øker diameteren på det resulterende produkt. Fig. 15 viser passasjen mellom den indre og ytre stabilisator vendt innover, hvorved man redu-serer diameteren på det resulterende produkt. På grunn av de festeanordninger som brukes for indre og ytre stabilisator, så er det relativt enkelt å forandre diameteren på hylster-produktet. Fig. 11 viser et annet trekk ifølge foreliggende oppfinnelse. Man viser der et innløp 60 som fører til en kjøle-passasje 62 som ender i en åpning 64 for kjølevæsken. Tegningene viser også forskjellige ventiler og passasjer for -kjølevæske, smøring og/eller for utslipp av trykk, som har vist seg brukbar i gjennomføring av foreliggende oppfinnelse, men som ikke er kritisk og som derfor ikke er beskrevet i detalj.

De følgende eksempler illustrerer oppfinnelsen.

Man har i det etterfølgende brukt en del begreper, og disse er definert på følgende måte :

Bruddstyrke:

Dette er spenningen i kilo som er nødvendig for å

få et brudd på hylstret når en 60 - 90 cm lengde av hylstret strekkes til bruddpunktet med et håndapparat for avlesning av maksimal styrke.

Luftsprekk- trykk:

Det er det lufttrykk som er nødvendig for å få et brudd på en lengde på mellom 60 og 9 0 cm av hylstret når dette blåses opp med komprimert luft inntil det brister. Det trykk som er nødvendig for å få en oppsprekking av hylstret måles med en måler hvor man avleser maksimalt trykk..

Vannsprekk- trykk:

Det er det vanntrykk som er nødvendig for å få en oppsprekking av et hylster med en lengde på mellom 60 - 90 cm fylt med vann ved romtemperatur, og avmålt ved hjelp av en måler som viser maksimalt trykk.

. Eksempel I

Ukalket hud som brukes ved kommersiell collagen-hylsterfremstilling ble malt til en partikkelstørrelse på 6 mm. Ca. 170 kg av malt hud ble videre oppdelt i en vann-suspensjon ved hjelp av en hurtig roterende skjærer. Den finfordelte suspensjon (ca. 500 liter) ble blandet med et tilsvarende volum av ca. 19 % cellulosesuspensjon i 0,46 % saltsyre. Blandingen ble homogenisert gjennom en totrinns homogeniseringsventil, som hadde et trykk pa 103 kg/cm 2 i hvert trinn. Den fremstilte ekstruderingsmassen ble lagret over natten og igjen homogenisert gjennom en totrinns homo-genisator med et trykk på 142 kg/cm 2 i hvert trinn. Etter lagring ifra 16 til 24 timer ble massen filtrert gjennom et filter på 0,022 mm og så igjennom et tilsvarende nettfilter på 0,015 mm og så pumpet gjennom en enkelt-trinns homogeni-sator med et totalt trykk på 180 kg/cm 2.

Den fremstilte gelen ble så ført til et ekstruderingsapparat, slik det er beskrevet i de tidligere kjente patenter, Lieberman U.S. patent nr. 3.12 2.788. Dette ekstruderingsapparat hadde en omdreiningshastighet på 175 om-dreininger pr. minutt og man fikk fremstilt et rørformet hylster med en flat bredde på mellom 43 og 44 mm med en hastighet på ca. 5,5 meter pr. minutt. Det ekstruderte hylster ble mottatt i oppblåst form på et endeløst belte, ble; så vasket, myknet, tørket og rynket som beskrevet i Fagan U.S. patent nr. 3.535.12 5. Man brukte ca. ammoniakk

i en mengde på 0,8 g/min. på innersiden av hylstret og ca. 1,6 g/min. i det ytre kammer for å herdne det ekstruderte hylster. Man brukte et mykningsmiddel bestående av 5,5 % glyserin, 1,1 % natrium karboksymetyllcellulose og 450 ppm dekstrose i vann. Et tynt belegg av mineralolje ble på-ført overflaten etter tørking og før rynking.

Samme gel som ble brukt i ovennevnte forsøk, ble ført til et ekstruderingsapparat ifølge foreliggende oppfinnelse og det fremstilte hylster ble bearbeidet på samme måte. Gelstrømmen ble spaltet i to like strømmer i en ytre og en indre gel, og man fikk ekstrudert et rørformet hylster med en flat bredde på 42,5 til 4 3,5 mm i en hastighet på 7,5 meter pr. minutt. De motsatt roterende ekstruder-ingsrør hadde en hastighet på 10 5 omdr./min. i motsatte retninger. Ammoniakkstrømmen var 1,2 g/min. både på innersiden og yttersiden av hylstret. Hylstret ble myknet i samme mykningsbad og belagt med olje, slik som beskrevet ovenfor.

Hylstret fremstilt ved hjelp av foreliggende oppfinnelse hadde en lett synbar nettlignende struktur som var dannet på grunn av spiralformede tau i indre og ytre lag under ekstruderingen. Før herdningen med ammoniakk var denne struktur lett synlig for det blotte øye. Etter tørking kunne hylstret undersøkes ved hjelp av fylling med vann, hvoretter man kunne observere overflaten. Under disse betingelser var igjen den nettlignende struktur tydelig for det blotte øye. I dette eksempel var helningsvinkelen på de spiralformete tau i hvert lag ca. 45° i forhold til hylstrets akse, eller ca. 90° i forhold til hverandre.

Både det hylster som var fremstilt ved hjelp av tidligere kjente fremgangsmåter og hylstret ifølge foreliggende oppfinnelse ble så varmeherdet ved at de ble opp-varmet fra romtemperatur til 85°C i løpet av 12 timer og så holdt på nevnte temperatur i 6 timer. Etter fukting til et fuktighetsinnhold på ca. 20 til 40 % ble følgende fys-iske egenskaper målt :

Man fremstilte så pølser av Frankfurter-typen ved å bruke en Ty-Linker (Linker Machines, Inc., Newark, New Jersey, Model 140 ACL).

Fem lengder som hver hadde en lengde på 10,4 m ble så stappet, og ble deretter dobbeltbundet med følgende pro-sent av brudd for de to prøvehylstrene :

PRØVE 1

Nevnte dobbeltknytning av nevnte pølser, ble utført

ved å knytte"tau til en knute samtidig i begge ender av pølse-enheten. Det nettlignende hylster motsto denne virkning bedre enn tidligere kjente hylstre.

En annen dag utførte man en lignende prøve, og dette eksperiment viste følgende prosentsatser med hensyn til brudd :

PRØVE 2

Ved å bruke det nye ekstruderingsapparat og generelt samme fremgangsmåte som nevnt i ovenstående eksempel, dog ved å variere driftsbetingelser og utgangsmaterialene til en viss grad, kunne man fremstille en rekke forskjellige nettlignende collagenhylstre som ligger innenfor den foreliggende oppfinnelse. Disse var meget tilfredsstillende når de ble brukt i meget hurtig pølsefremstillingsmaskineri, f.eks. Townsend semiautomatiske DB4A stapper og den mer fullauto-matiske Townsend modell DB2A. Tidligere kjente hylstre når de var fremstilt fra identiske collagenpreparater og under vesentlig samme betingelser, bortsett fra at man brukte et tidligere kjent ekstruderingsapparat, resulterte i store mengder brudd når hylstrene ble brukt i slike maskiner, og man anså hylstrene som lite brukbare i slikt utstyr.

Claims (11)

1. Collagenhylster med et tverrsnitt i form av en ring, karakterisert ved at det består av et første og et annet sett av collagentau, hvor tauene i første sett i alt vesentlig er plassert nær den ytre overflaten av ringen, mens tauene fra det annet sett i alt vesentlig er plassert nær innersiden av ringen, og hvor nevnte første og andre sett av tau er orientert i en spiral med motsatte retninger og i et overlappende forhold til hverandre.

2. Hylster ifølge krav 1,karakterisert ved at collagentauene har fibriler og/eller fibre som i det minste på de ytre overflater av nevnte tau, i alt vesentlig har samme orienteringsretning som retningen på nevnte tau.

3. Hylster ifølge krav 1,karakterisert ved at tauene i et lag overlapper motsatt orienterte tau i det andre lag, slik at det dannes en nettlignende rørformet struktur.

4. Hylster ifølge krav 1,karakterisert ved at tauene i hvert av de nevnte sett er plassert i en sammenheng-ende spiral slik at det dannes en i alt vesentlig ikke-porøs rørformet struktur.

5. Fremgangsmåte for fremstilling av rørformet collagenhylster ifølge krav 1,karakterisert ved at man: a) fører en indre gel og en ytre gel til et ekstruderingsapparat, b) fører den indre gel gjennom en første gruppe åpninger slik at det dannes flere tau av nevnte indre gel, c) fører den ytre gel gjennom en annen gruppe åpninger slik at det dannes flere tau av nevnte ytre gel, d) bringer nevnte ytre og indre gel sammen slik at det dannes en flytende masse som i alt vesentlig har et ringformet tverrsnitt, hvor tauene fra den ytre gel i alt vesentlig er plassert nær den ytre overflate av ringen, mens tauene fra den indre gel i alt vesentlig er plassert nær den indre overflate av ringen, e) hvoretter man fører den ringformede masse gjennom to motsatt roterende konsentriske overflater, hvorved de nevnte indre og ytre geltau blir dreiet i motsatte spiralformede retninger og det dannes et to-lags rørformet hylster.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 5, karakterisert ved at den indre gel tilføres radielt utover for dannelse av nevnte flere tau av indre gel, og ved at den ytre gel til-føres radielt innover for dannelse av nevnte flere tau av ytre gel.

7. Apparat for fremstilling av et rørformet collagenhylster ifølge krav 1, karakterisert ved å bestå av: a) en stasjonær ramme, b) en stasjonær del montert på nevnte ramme, c) en indre hul ekstruderingsdel plassert på nevnte ramme, og hvor man i nevnte hule ekstruderingsdel har en rekke åpninger, d) anordninger for å montere nevnte indre ekstruderingsdel på nevnte ramme konsentrisk med hensyn til nevnte stasjonære del, e) en ytre ekstruderingsdel som har en rekke åpninger, f) anordninger for å montere nevnte ytre ekstruderingsdel på nevnte ramme konsentrisk med hensyn til nevnte indre ekstruderingsdel, g) anordninger for å rotere nevnte indre ekstruderingsdel i en retning og anordninger for å rotere den ytre ekstruderingsdel i motsatt retning.

8. Apparat ifølge krav 7, karakterisert ved at åpningene i nvente indre ekstruderingsdel og nevnte ytre ekstruderingsdel i alt vesentlig står overfor hverandre.

9. Apparat ifølge krav 8, karakterisert ved å ha et innløp for tilførsel av en indre gel i hul-rommet mellom den indre ekstruderingsdel og den stasjonære del..

10. Apparat ifølge krav 9, karakterisert ved å ha indre og ytre stabilisatoranordninger festet til rammen nær utløpsenden av indre og ytre ekstruderingsdel.

11. Apparat ifølge krav 7, karakterisert ved at den indre hule ekstruderingsdel omfatter en førende seksjon og en trekkende seksjon, idet den førende seksjon definerer flere åpninger i nevnte indre ekstruderingsdel, hvilke åpninger er rettet radielt utover, og idet den trekkende seksjon definerer en indre sylindrisk overflate, og at den ytre ekstruderingsdel omfatter en førende seksjon og en trekkende seksjon, idet den førende seksjon definerer nevnte flere åpninger i den ytre ekstruderingsdel, hvilke åpninger er rettet radielt innover, og idet den trekkende seksjon i den ytre ekstruderingsdel definerer en ytre sylindrisk overflate.