NO170962B

NO170962B - Dehydratiseringsark med regulert vannabsorpsjon

Info

Publication number: NO170962B
Application number: NO880848A
Authority: NO
Inventors: Mamoru Matsubara; Masami Takuno
Original assignee: Showa Denko Kk
Priority date: 1987-11-18
Filing date: 1988-02-26
Publication date: 1992-09-28
Also published as: NO880848D0; NO880848L; AU593202B2; DK106488D0; ATE65316T1; NZ223301A; CN1011293B; KR950008194B1; EP0317041A1; CN1033160A; JPH01130730A; NO170962C; AU1200888A; US4819342A; DE3863749D1; EP0317041B1; KR890007773A; CA1292613C; ES2022984B3; DK106488A

Description

Den foreliggende oppfinnelse angår et dehydratiserings-

ark med regulert vannabsorpsjon. Nærmere bestemt angår den hovedsakelig et ark som forårsaker dehydratisering ved kontakt med et levnetsmiddel, og arket kan anvendes innen en rekke områder såsom forbehandling av f.eks. tørket eller fros-sen fisk, kjøtt, grønnsaker eller lignende, matvarekonser-vering, matevarebehandling, koking etc.

En rekke kontakt-dehydratiseringsark som omfatter en kombina-sjon av en semipermeabel membran og et stoff med høyt osmotisk trykk, og som utnytter en forskjell i osmotisk trykk, er fore-slått f.eks. i japansk gransket patentpublikasjon nr. 58124/83 og US-PS 4 383 376, 4 645 698 og 4 686 776. Alle disse inn-retninger inneholder et polymert vannabsorpsjonsmiddel, og stoffet med høyt osmotisk trykk absorberer således vann gjennom den semipermeable membran og vannet beveger seg fra stoffet med høyt osmotisk trykk til det polymere vannabsorpsjonsmiddel og fastholdes deri. Det polymere vannabsorpsjonsmiddel har en høy vannabsorberende evne på så meget som fra flere titalls ganger til flere hundre ganger dets vekt når det er tomt og det kan opprettholde den vannabsorberende funksjon i lang tid, dvs. det kan bevare et høyt osmotisk trykk og oppvise en høy vannabsorberende evne.

Vanlige dehydratiseringsark som inneholder et polymert vannabsorpsjonsmiddel bevarer den vannabsorberende funksjon i lang tid og kan således ofte være uhensiktsmessige, alt avhengig av den påtenkte anvendelse. Med andre ord, for å regulere vannabsorpsjonen til et passende nivå er det nødvendig å fjerne dehydratiseringsarket på det riktige tidspunkt.

Det kreves et dehydratiseringsark som etter å ha absorbert

den ønskede mengde vann stort sett ikke absorberer mere vann på grunn av en reduksjon av dehydratiseringsevnen og derfor ikke behøves å fjernes. Dessuten reduseres et polymert vann-absorps jonsmiddels vannabsorberende funksjon i høy grad når det absorberer vann, hvor ioniske stoffer såsom Ca<++>, Mg<++>, Na<+>, K<+>, Cl og lignende samtidig finnes. Den vannabsorberende

funksjon kan således varieres avhengig av formålet med den,

og det kan være vanskelig å regulere dehydratiseringen.

Et dehydratiseringsark hvor den dehydratiserende funksjon reduseres etter at en viss mengde vann er blitt absorbert,

og som ikke påvirkes av ioniske stoffer, er påkrevet med hen-blikk på den påtenkte anvendelse. En hensikt med den foreliggende oppfinnelse er således å skaffe en dehydratiseringsinnretning som kan tilfredsstille slike krav.

Formålet med den foreliggende oppfinnelse oppfylles ved dehydratiseringsarket med regulert vannabsorpsjon ifølge oppfinnelsen, som har følgende konstruksjon. Dehydratiseringsarket ifølge oppfinnelsen omfatter således en vannpermeabel semipermeabel membran og et stoff med høyt osmotisk trykk, og er karakterisert ved det omfatter et vannoppløselig fortykningsmiddel, at vektforholdet mellom stoffet med høyt osmotisk trykk og det vannoppløselige fortykningsmiddel ligger i området fra 100:0,5 til 100:5, og at det vannoppløselige

fortykningsmiddel og stoffet med høyt osmotisk trykk er dekket med et støttemateriale, som i det minste delvis er forsynt med en vannpermeabel semipermeabel membran, og at dehydratiseringsarket eventuelt omfatter mindre mengder av et fuktemiddel og et bakteriostatisk stoff.

Oppfinnelsen skal belyses nærmere under henvisning til teg-ningen, hvor

fig. 1 er en kurve som viser et eksempel på forholdet mellom konsentrasjonen av en vandig oppløsning av et stoff med høyt osmotisk trykk og det osmotiske trykk;

fig. 2 viser skjematisk eksempler på et dehydratiserings-

ark ifølge den foreliggende oppfinnelse;

fig. 3 er en kurve som viser et eksempel på variasjonen av den vannabsorberende kraft av dehydratiseringsarket;

fig. 4 er en kurve som viser virkningen av et vannoppløselig fortykningsmiddel på viskositeten av et stoff med høyt osmotisk trykk; og

fig. 5 og 6 er kurver som viser resultatet av dehydratiserings-forsøk utført på de ifølge eksemplene fremstilte ark.

Hårdheten og bøyeligheten av ark som omfatter et stoff med høyt osmotisk trykk og som er innsatt mellom semipermeable membraner, forandrer seg avhengig av vanninnholdet i stoffet med høyt osmotisk trykk.

Forandringen i et arks hårdhet og bøyelighet skyldes i høy grad vandringen av vann fra et levnetsmiddel over i arket og forandringen i vanninnholdet medfører problemer ved anvendelse i praksis. Dette betyr at dersom arket anvendes i form av en hård plate før bruk, er kontakten mellom arket og et levnetsmiddel utilfredsstillende og den ønskede funksjon kan således ikke oppfylles på riktig måte. Dersom det ark som inneholder absorbert vann er mykt og ikke bevarer sin form, vil det være vanskelig å fjerne arket og levnetsmiddelet er tilbøyelig til å bli forurenset på grunn av skade på arket.

Dehydratiseringsarket ifølge oppfinnelsen kan absorbere vann, mens arkets hensiktsmessige bøyelighet og formbevarelse opprettholdes, slik at bare arkets osmotiske trykk reduseres til samme nivå som levnetsmiddelets og dehydratiseringen i det vesentlige stanses. Den kjente teknikk angår anvendelse av et polymert vannabsorpsjonsmiddel som er effektivt for å opprettholde arkets bøyelighet og formbevarelse, men det absorberte vann vil sannsynligvis vandre over til vannabsorpsjonsmiddelet slik at den vannabsorberende funksjon bevares i lengre tid og vannabsorpsjonen blir for stor. Formålet med den foreliggende oppfinnelse er å løse det ovennevnte problem idet et polymert vannabsorpsjonsmiddel kan utelates på basis av at det har vist seg at de ovenstående problemer for en stor del løses

ved anvendelse av vannabsorpsjonsmiddelet sammen med et vann-oppløselig fortykningsmiddel og et stoff med høyt osmotisk trykk.

Det vannoppløselige fortykningsmiddel har slike egenskaper

at tilsetningen av det i bare en liten mengde effektivt for-tykker og opprettholder en konstant viskositet, selv om vanninnholdet varierer betydelig. Det vannoppløselige fortykningsmiddel har også en større molekylvekt enn stoffet med høyt osmotisk trykk og dermed et lavt osmotisk trykk, slik at det kan tilsettes i en liten mengde og man kan se bort fra dets virkning på det osmotiske trykk.

I dehydratiseringsarket ifølge den foreliggende oppfinnelse blir det osmotiske trykk bestemt i forhold til dehydratiseringen av et levnetsmiddel av konsentrasjonen av et stoff med høyt osmotisk trykk. Som vist på fig. 1 er det mulig fritt å velge et vilkårlig osmotisk trykk ved å endre konsentrasjonen av stoffet med høyt osmotisk trykk.

Det praktiske blandingsforhold mellom stoffet med høyt osmotisk trykk og det vannoppløselige fortykningsmiddel ligger fortrinnsvis i området fra 100:0,5 til 100:5.

Vanlige levnetsmidler har et osmotisk trykk i området fra flere kg/cm 2 til 10 kg/cm 2, og dehydratisering vil således øke konsentrasjonene av oppløselige komponenter i levnets-midlene såsom uorganiske salter, aminosyrer, sukre og lignende, så vel som det osmotiske trykk. På den annen side er det osmotiske trykk i dehydratiseringsarket som inneholder absorbert vann redusert i forhold til det opprinnelige osmotiske trykk

(tatt fra kurven av konsentrasjon/osmotisk trykk på fig. 1)

ved absorpsjon av vann og når til slutt en likevekt med det osmotiske trykk i levnetsmiddelet, hvilket stanser dehydratiseringen.

Som den vannpermeable semipermeable membran som kan anvendes ifølge den foreliggende oppfinnelse, kan fortrinnsvis nevnes vannpermeable membraner såsom vanlig cellofan, en lavorientert vinylonfilm, en kollodium-membran, en eten/vinylacetat-ko-polymerfilm, en lavorientert nylonfilm og lignende. Blant disse kan der med fordel anvendes en vinylonfilm som anvendes til innpakning av levnetsmidler.

Som stoffer med høyt osmotisk trykk kan nevnes vandige opp-løsninger av spiselige sakkarider såsom tykk maltsirup, sakka-rose, isomeriserte sukre, pullulan, glukose, fruktose, manni-tol, sorbitol, margetol og lignende, og forbindelser såsom glycerol, propenglykol og lignende. Til anvendelse ifølge oppfinnelsen foretrekkes særlig vandige oppløsninger av spiselige sakkarider med en molekylvekt på fra flere titalls til flere hundre.

Som vannoppløselig fortykningsmiddel kan der anvendes naturlige polysakkarider og derivater derav, såsom alginsyre, natriumalginat, en alginsyre-propenglykolester, mannan, stivelse, et stivelse-natriumfosfat, karragen, gluten, guargummi, gummi arabicum, tragantgummi, johannesbrødkjernemel, stivelse-natriumglykolat, cellulose-natriumglykolat og lignende, naturlige proteiner såsom kasein, natriumkasein og lignende,

og syntetiske polymerer såsom natriumpolyakrylat, metylcellulose, natriumkarboksymetylcellulose, polyvinylalkohol, poly-etenoksid, karboksymetylcellulose og lignende. Disse er lineære langkjedede polymere forbindelser som har en molekylvekt på fra flere tusen til flere titusen og som er vannoppløselige og oppviser en fortykkende virkning, og de kan anvendes alene eller som en blanding av to eller flere av dem. Disse vann-oppløselige fortykningsmidler har kun et lite osmotisk trykk og har således liten virkning på dehydratiseringsarkets. dehydratiseringsfremmende evne.

Mengden av stoffet med høyt osmotisk trykk som inneholdes

i dehydratiseringsarket og den mengde av det vannopp-løselige fortykningsmiddel som skal tilsettes, kan varieres på hensiktsmessig måte, avhengig av arten av levnetsmiddelet og den ønskede dehydratiseringsmengde.

I dehydratiseringsarket ifølge oppfinnelsen kan der tilsettes et fuktemiddel såsom en hydrofil alkohol, f.eks. glycerol, propenglykol eller lignende, ut over det ovenfor nevnte stoff med høyt osmotisk trykk og det vannoppløselige fortykningsmiddel for å forhindre for stor uttørring av arket under oppbevaring eller anvendelse. Tilsetningen av alkoholen virker således, at arkets bøyelighet holdes på et bestemt nivå. Dessuten er det også effektivt fra et hygienereguleringsmessig synspunkt å innlemme et stoff med bakteriostatisk virkning, såsom etanol, eggalbuminlysozym, en aminosyre, en organisk syre eller lignende.

Et eksempel på dehydratiseringsarket

ifølge oppfinnelsen er vist skjematisk på fig. 2. Arkets over-flate er dekket med en vannpermeabel semipermeabel membran 1, og arkets indre inneholder et stoff med høyt osmotisk trykk og et vannoppløselig fortykningsmiddel 2. Et fuktemiddel og et bakteriostatisk middel kan også være innlemmet deri.

Ved den semipermeable membran på overflaten kan vann, ammo-niakk og aminer fritt trenge gjennom, men ikke aminosyrer, nukleinsyrer og sukre, slik at den er hensiktsmessig for dehydratisering av levnetsmidler.

Hårdheten av arkets indre varierer avhengig av anvendelses-betingelsene og ligger generelt i viskositetsområdet 100-500 poise. Dersom arket er hårdere enn 500 poise, hefter det ikke tilfredsstillende til levnetsmidler. Hvis det er mykere enn 10 0 poise, forekommer der vandring innenfor arket, hvilket medfører ujevn tykkelse slik at dehydratiseringen ikke blir ensartet.

Som beskrevet ovenfor stanses vannabsorpsjonen i arket ifølge den foreliggende oppfinnelse i det vesentlige ved et bestemt vannabsorpsjonsnivå, slik at for stor dehydratisering av levnetsmiddelet forhindres. Selv om vannet i en vanlig dehydratiseringsinnretning som inneholder et polymert vannabsorpsjonsmiddel absorberes i stoffet med høyt osmotisk trykk og holdes tilbake, absorberes det på den annen side deretter

i det polymere vannabsorpsjonsmiddel. Da det polymere vannabsorpsjonsmiddel har en stor vannabsorpsjonsevne, vandrer vann hele tiden fra stoffet med høyt osmotisk trykk til det polymere vannabsorpsjonsmiddel, slik at det osmotiske trykk

i stoffet med høyt osmotisk trykk holdes på et høyt nivå og vannabsorpsjonen fortsetter.

Fig. 3 er en kurve som viser variasjonen i den vannabsorberende kraft hos dehydratiseringsinnretningen ifølge oppfinnelsen og en vanlig dehydratiseringsinnretning som inneholder et polymert vannabsorpsjonsmiddel, idet begge disse innret-ninger er konstruert i form av ark. Den ovenstående beskriv-else fremgår klart av fig. 3.

Dehydratiseringsarket ifølge oppfinnelsen kan velges fritt, avhengig av arten av levnetsmiddel og det ønskede dehydratiser-ingsnivå.

Absorpsjonsgraden bestemmes således av arten og konsentrasjonen av et stoff med høyt osmotisk trykk (nivå av osmotisk trykk), arkets bøyelighet og motstanden av en semipermeabel membran (membranens tykkelse). Mengden av vannabsorpsjon reguleres av konsentrasjonen av stoffet med høyt osmotisk trykk og inn-holdet derav i arket (arkets tykkelse). Bøyelighet og formbevarelse, som er viktige for et arks håndteringsegenskaper, bestemmes av den tilsatte mengde av det vannoppløselige fortykningsmiddel.

Det fremgår av det som er angitt ovenfor at det er mulig med letthet å fremstille dehydratiseringsark som er egnet til anvendelse, ved å forandre arten, konsentrasjonen og mengden av et stoff med høyt osmotisk trykk og den tilsatte mengde av et vannoppløselig fortykningsmiddel.

Dehydratiseringsarkets egenskap, hvorved vannabsorpsjon i

det vesentlige stanses, etter at en forutbestemt mengde vann er blitt absorbert, begrenser ikke tidspunktet for innpakning av et levnetsmiddel i arket, og det kan således også anvendes som innpakningsmateriale til transport og lignende.

Den foreliggende oppfinnelse skal belyses nærmere ved de neden-stående eksempler.

EKSEMPEL 1

En tykk maltsirup (maltose, som forhandles av Sanmatsu Kogyo Kabushiki Kaisha; Himal-3 8) ble anvendt som stoff med høyt osmotisk trykk og natriumalginat som vannoppløselige fortykningsmiddel, propenglykol som fuktemiddel og etanol som bakteriostatisk middel ble satt til stoffet med høyt osmotisk trykk i en rekke forhold for fremstilling av blandinger. Forholdet mellom konsentrasjonene av de respektive bestanddeler i disse blandinger og deres viskositet er vist på fig. 4.

I de blandinger som er vist på fig. 4, ble natriumalginat (angitt på fig. 4 som alginsyre) tilsatt i en mengde (vektdeler) slik det er vist til en blanding av 100 vektdeler maltsirup, 5,1 vektdeler propenglykol og 2,2 vektdeler etanol, og viskositeten ble målt ved 20°C ved anvendelse av et viskosimeter av typen Brookfield.

Det fremgår av fig. 4 at den tykke maltsirup ble fortynnet til en slik konsentrasjon at der oppnås det ønskede osmotiske trykk, hvorpå natriumalginat ble tilsatt for å sikre en hensiktsmessig viskositet i arket.

For eksempel har blanding 1 på fig. 4 følgende fysiske egenskaper før anvendelse: osmotisk trykk 24 atm., hårdhet 450 poise; blanding 2: osmotisk trykk 60 atm., hårdhet 400 poise, og begge disse blandinger oppviste foretrukne egenskaper.

EKSEMPEL 2

Dehydratiseringsark ble fremstilt under anvendelse av bland-ingene av bestanddeler henholdsvis 1 og 2 ifølge eksempel 1. Fremstilling av arkene ble utført ved homogent å blande forutbestemte mengder maltose, natriumalginat, propenglykol og etanol, anbringe blandingen i en vinylonfilmpose med tre forseglede sider, strekke posen ensartet mens luft ble tvunget ut av åpningen for å sikre et bestemt tykkelsesnivå, hvoretter åpningen ble varmeforseglet. Den anvendte vannpermeable semipermeable membran var en vinylonfilm (forhandles av Tokyo Cellophane Paper Kabushiki Kaisha; LH-25), og arket hadde

en gjennomsnittstykkelse på 0,6 mm.

En flekket hestemakrell ble anvendt som prøve og der ble ut-ført dehydratiseringsbehandling med hvert av disse ark (ved en temperatur på 3-5°C). Forholdet mellom dehydratiseringsgrad og -tid er vist på fig. 5.

Fig. 5 viser at et Pichit Sheet (handelsnavn, 4fc OR, forhandles av Showa Denko Kabushiki Kaisha), hvor et polymert vannabsorpsjonsmiddel ble benyttet, oppviste en langvarig vannabsorberende funksjon, men den vannabsorberende funksjon av arket ifølge den foreliggende oppfinnelse var nedsatt etter at det hadde absorbert en viss mengde vann, hvoretter vannabsorpsjonen stort sett stanset. Disse to arks vannabsorberende egenskaper er således bemerkelsesverdig forskjellige.

EKSEMPEL 3

En 75% tykk maltsirup (Himal-38) og natriumpolyakrylat (forhandles av Showa Denko Kabushiki Kaisha; Viscomate F-480S) ble blandet i et forhold på 100:2, og blandingen ble strukket til en tykkelse på 0,3 mm og ble anbragt mellom vinylonfilm (LH-25) for fremstilling av et dehydratiseringsark.

Når arket ble dyppet i en 10% vandig sakkaroseoppløsning (ved et osmotisk trykk på 10 atm.) for å bedømme vannabsorpsjons-evnen, forekom der en vektøkning på o 3,4 g/dm 2 pr. time. Nåor der ble utført et dehydratiseringsforsøk med en flekket hestemakrell, ble der oppnådd det på fig. 5 viste resultat. Arket var hårdt ved anvendelse og hadde vannabsorpsjonsegenskaper som var velegnet for et dehydratiseringsark.

EKSEMPEL 4

6 6,7 deler av en isomerisert sukkeroppløsning (forhandles av Sanmatsu Kogyo Kabushiki Kaisha; Sanfruct-550, 75% vandig oppløsning), 33,3 deler vann, 2,2 deler metylcellulose (forhandles av Shinetsu Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha; Metolose) og 4,4 deler glycerol (reagens av første kvalitet) ble blandet homogent. Den blandede oppløsning hadde en viskositet på 23 0 poise (målt ved 20°C med et B-type viskosimeter) og et osmotisk trykk på 300 atm. (beregnet). 100 og 50 g prøver av den ovennevnte blanding ble overtrukket på en vinylonfilm

(forhandles av Tokyo Cellophane Paper Kabushiki Kaisha; LH-18)

over et område på 50 x 3 0 cm, og deretter .- ble den samme vinylonfilm anbragt ovenpå, luft mellom filmene ble full-stendig fjernet og til slutt ble filmenes fire sidekanter varmeforseglet.

Det ark, hvorpå der var overtrukket 100 g av blandingen, hadde en gjennomsnittstykkelse på ca. 0,6 mm, var hvitt og fleksibelt og hadde en utmerket dehydratiserende virkning. Forsøksresul-tatene er vist på fig. 6 - nr. 1.

Det ark, hvorpå der var overtrukket 50 g av blandingen, hadde en gjennomsnittstykkelse på ca. 0,4 mm. Både utseendet og bøye-ligheten var god (fig. 6 - nr. 2).

Alle disse ark hadde stor anvendelighet og var således gode dehydratiseringsark.

EKSEMPEL 5

3 0 deler av en prøve av vannfri fruktose (forhandles av

Sanmatsu Kogyo Kabushiki Kaisha; vannfri fruktose), 70 deler vann, 2,5 deler alginsyre-propenglykolester (reagens) og 4,4 deler glycerol ble blandet sammen for dannelse av et dehydratiseringsark på samme måte som i eksempel 4. Det osmotiske trykk var 110 atm. (beregnet).

Arket hadde et godt utseende og en god funksjon etter over-trekning med blandingen i en mengde på henholdsvis 100 g (i en tykkelse på 0,6 mm) og 50 g (i en tykkelse på 0,4 mm). Resultatene av den praktiske dehydratiseringstest er vist på fig. 6. På fig. 6 viser nr. 3 det tilfelle hvor 100 g av blandingen overtrekkes og nr. 4 det tilfelle hvor 50 g av blandingen overtrekkes. Resultatet med et Pichit Sheet (handelsnavn, forhandles av Showa Denko Kabushiki Kaisha; #0R) er vist for sammenligning.

Claims

1. Dehydratiseringsark med regulert vannabsorpsjon, om-fattende en vannpermeabel semipermeabel membran og et stoff med høyt osmotisk trykk, karakterisert ved at det omfatter et vannoppløselig fortykningsmiddel, at vektforholdet mellom stoffet med høyt osmotisk trykk og det vannoppløselige fortykningsmiddel ligger i området fra 100:0,5 til 100:5, og at det vannoppløselige fortykningsmiddel og stoffet med høyt osmotisk trykk er dekket med et støtte-materiale, som i det minste delvis er forsynt med en vannpermeabel semipermeabel membran, og at dehydratiseringsarket eventuelt omfatter mindre mengder av et fuktemiddel og et bakteriostatisk stoff.

2. Dehydratiseringsark ifølge krav 1, karakterisert ved at fuktemiddelet er valgt fra gruppen bestående av hydrofile alkoholer såsom glycerol og propenglykol .

3. Dehydratiseringsark ifølge krav 1, karakterisert ved at det bakteriostatiske stoff er valgt fra gruppen bestående av etanol, eggalbuminlysozym, aminosyrer og organiske syrer.

4. Dehydratiseringsark ifølge krav 1, karakterisert ved at hårdheten av arkets indre ligger i viskositetsområdet 100-500 poise.