PL179397B1

PL179397B1 - Sposób wytwarzania jadalnych oslonek do produktów zywnosciowych i jadalne oslonki do produktów zywnosciowych PL PL PL

Info

Publication number: PL179397B1
Application number: PL95320111A
Authority: PL
Inventors: Albert T Miller
Original assignee: Devro Plc
Priority date: 1994-11-14
Filing date: 1995-11-14
Publication date: 2000-08-31
Also published as: BR9509662A; DE69511571D1; EP0790777B1; WO1996014753A1; KR100363771B1; CN1076170C; FI972037A0; EP0790777A1; DK0790777T3; DE69511571T2; JPH10508747A; FI972037A; AU3930595A; US5622740A; PL320111A1; CN1163553A; CA2205037A1; CZ292774B6; AU686476B2; ES2136881T3

Abstract

1. Sposób wytwarzania jadalnych oslonek do produ- któw zywnosciowych, w którym do wspólbieznej wytlaczarki slimakowej doprowadza sie sproszkowana ze- latyne, roztwór wodny oraz plastyfikator wybrany z grupy skladajacej sie z gliceryny, sorbitu, mannitu i glikolu pro- pylenowego, nastepnie sporzadza sie mieszanine z roztworu wodnego oraz zelatyny, przy czym mieszanine te utrzymuje sie w czasie jej mieszania w temperaturze topienia zelatyny, po czym miesza sie i sporzadza kompozycje plastyfikatora z zelatyna oraz roztworem wodnym i wytlacza sie oslonke, znamienny tym, ze miesza sie zelatyne w ilosci od 40% do 65% wag., plastyfikator w ilosci od 5% do 30% wag. i roz- twór wodny, przy czym utrzymuje sie mieszanine roztworu wodnego, zelatyny i plastyfikatora w temperaturze umozli- wiajacej stopienie zelatyny od 50°C do 80°C, po czym od- powietrza sie mieszanine, a nastepnie wytlacza sie mieszanine w postaci rury, która poddaje sie nadmuchiwa- niu powietrzem pod cisnieniem, a nastepnie rure poddaje sie schlodzeniu, splaszczeniu i nawija sie ja na nawijarce. 14. Jadalna oslonka do produktów zywnosciowych obejmujaca kompozycje sproszkowanej zelatyny, roztworu wodnego, plastyfikatora wybranego z grupy skladajacej sie z gliceryny, sorbitu, mannitu i glikolu propylenowego, zna- mienna tym, ze zawiera zelatyne w ilosci od 40 do 65% wag., plastyfikator w ilosci od 5% do 30% wag., przy czym pozostalosc stanowi roztwór wodny. P L 179397 B 1 FIG.1 PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania jadalnych osłonek do produktów żywnościowych i jadalne osłonki do produktów żywnościowych.

Ze stanu techniki znane są rozwiązania stosujące jadalne rurowe osłonki do kiełbas, przy czym osłonki wykonane były z jelit zwierzęcych. Takie osłonki nie są w pełni zadawalające, gdyż nie są dostępne w wystarczającej ilości. Ponieważ są one uzyskiwane na drodze konwencjonalnej obróbki rzeźniczej, są często niszczone przez nieuwagę w wyniku nacięcia nożem podczas obróbki rzeźniczej, sprawiając, że takie jelita są bezużyteczne, jako materiał na osłonki. Dodatkowo, grubość ścianek i średnica tych osłonek zmienia się, powodując trudności podczas nowoczesnego nadziewania z wysoką szybkością.

W wyniku trudności i zwiększonych kosztów związanych z osłonkami otrzymywanymi z jelit, znanymi także jako osłonki naturalne, dokonywane były doświadczenia, w wyniku których stwierdzono możliwość stosowania zarówno sztucznych osłonek jadalnych, jak też sztucznych osłonek niejadalnych. Te ostatnie, oczywiście, mają zdecydowaną wadę polegającą na tym, że sztuczne, niejadalne osłonki muszą być usuwane z produktu mięsnego przed użyciem.

Sztuczne osłonki jadalne zwykle produkowane są z kompozycji zawierającej duże ilości kolagenu. Ten ostatni jest także uzyskiwany z produktów ubocznych z procesów rzeźniczych. Kolagen, chociaż jest bardzo użyteczny, jest uzyskiwany tylko w ograniczonej ilości a zatem jest stosunkowo drogi.

W opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3,123,653 i w opisie Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3,525,628 ujawniono sztuczne osłonki do kiełbas typu jadalnego wytwarzane z kolagenu pochodzącego ze zwierząt. Bardziej szczegółowo, osłonki jadalne wytwarzano przetwarzając skórę surową zwierząt w taki sposób, aby zniszczyć strukturę kolagenu do postaci masy przydatnej do wytłaczania, którą przekształcano do postaci rurkowej błony.

Sposób ten jest bardzo skomplikowany i obejmuje wiele czasochłonnych etapów zarówno chemicznej jak i mechanicznej obróbki materiału kolagenowego. Ponieważ to naturalne białko jest bardzo wrażliwe na ciepło, proces musi być prowadzony w warunkach umożliwiających zacho

179 397 wanie niskiej temperatury, w celu uniknięcia niepożądanego rozkładu. A zatem, nie można tu stosować odpowiednich tradycyjnych technik wytłaczania z gorącego wsadu, które zwykle stosowane są w produkcji tradycyjnych opakowań z tworzyw sztucznych. Dodatkowo, ponieważ materiał kolagenowy musi być wytłaczany przy stosunkowo niewielkim stężeniu substancji stałych (3,5 do 8,0%), w celu otrzymania produktu nadającego się do stosowania w produktach wędliniarskich, stosowana jest zarówno metoda chemicznego odwadniania jak i wymuszone suszenie powietrzem.

Żelatyna brana była pod uwagę do stosowania w przygotowywaniu jadalnych materiałów opakowaniowych, ponieważ jest możliwa do otrzymania w sposób bardziej ekonomiczny aniżeli kolagen. Ponadto może być ona dostarczana w postaci suchego proszku, który jest łatwiej przetwarzany i składowany. Chociaż żelatyna stosowana była z powodzeniem w niskich stężeniach jako dodatek dla polepszania lub modyfikowania własności osłonek kolagenowych, nie było dotąd udanego sposobu produkcji osłonek wykonywanych głównie z żelatyny.

W opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3,346,402 opisany jest sposób wytłaczania jednorodnej mieszaniny zawierającej 80 do 95 części spęczniałego kolagenu ze ścięgien i 5 do 20 części żelatyny do postaci rurkowego „węża” do stosowania jako osłonka kiełbas. Wytłoczony wąż musi być koagulowany, garbowany, plastyfikowany i suszony w celu uzyskania zawartości wilgoci 10 do 30%. Jeśli wytłoczony „wąż” zawiera więcej niż 20% żelatyny, nie posiada wystarczającej wytrzymałości, aby mógł być stosowany jako osłonka.

W patencie europejskim 0,038,628 przedstawiony jest sposób wytwarzania modyfikowanej struktury kompozytowej na drodze częściowego zastąpienia kolagenu żelatyną. Stosowany był poziom żelatyny wynoszący około 5%. Materiał nie nadawał się do wytłaczania „węża”, lecz był on raczej formowany do postaci osłonek w procesie nakładania elektrolitycznego. Proces ten, jako taki nie nadawał się do wy sokowy dajnych metod produkcji.

W opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3,943,262 stosuje się małe ilości żelatyny jako nośnika i środka utrwalającego do barwników dodawanych do jadalnych osłonek kolagenowych. Według opisu Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3,917,862 stosuje się żelatynę jako klej stosowany do łatania sztucznych osłonek jadalnych do kiełbas. Żelatyna była także stosowana jako powłoka we wnętrzu niejadalnych włóknistych osłonek w celu polepszenia adhezji osłonki do powierzchni suszonej kiełbasy, patrz przykładowo niemiecki opis wyłożeniowy 2,100,210 oraz opis Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3,383,223.

W normalnych warunkach jest niezmiernie trudno wytwarzać rurowe osłonki kiełbas z żelatyny. Ze względu na efekt lepkości i trudności w wymieszaniu jednorodnych roztworów, stężenia żelatyny są stosowane normalnie na niskim poziomie, zwyczajowo 5 do 15% oraz rzadko powyżej 25%. Wytłaczanie tego materiału prowadzone jest zwykle pod niskim ciśnieniem a uzyskana warstwa błony musi być podtrzymywana na powierzchni do pokrywania, takiej jak taśma oddzielająca lub bęben do odlewania. Te błony są zbyt słabe, aby mogły być przenoszone samodzielnie bądź jako taśma, bądź w postaci rurki. Ponadto, ze względu na zawartość wilgoci, materiał musi być przepuszczony przez komorę suszącą w celu zwiększenia zawartości substancji stałych.

Rozważano szereg innych jadalnych kompozycji, w wytwarzaniu jadalnych rurowych osłonek do mięsa, lecz bez powodzenia. Zwykle, te inne produkty były zbyt drogie, lecz co ważniejsze, nie miały odpowiedniej koniecznej wytrzymałości i własności fizycznych koniecznych do utrzymania osłoniętego mięsnego produktu podczas jego okresu przydatności do spożycia w schłodzonym pudelku w magazynie lub w domu. Ponadto, co ważniejsze, osłonka może nie wytrzymać warunków towarzyszących procesowi gotowania.

Niniejszy wynalazek pozwala na uniknięcie wad znanych ze stanu techniki, poprzez włączenie żelatyny jako zasadniczego składnika jadalnych osłonek według wynalazku. Żelatyna jest oczywiście naturalnie występującym produktem białkowym, szeroko i łatwo dostępnym.

179 397

Zadaniem wynalazku jest opracowanie jadalnych osłonek do produktów żywnościowych pozbawionych wad osłonek tego rodzaju, znanych ze stanu techniki oraz opracowanie sposobu wytwarzania jadalnych osłonek do produktów żywnościowych, który jest znacznie mniej skomplikowany niż niezadowalające sposoby znane ze stanu techniki i który jednocześnie pozwoli na zastosowanie tańszych składników.

Sposób wytwarzania jadalnych osłonek do produktów żywnościowych, w którym do współbieżnej wytłaczarki ślimakowej doprowadza się sproszkowaną żelatynę, roztwór wodny oraz plastyfikator wybrany z grupy składającej się z gliceryny, sorbitu, mannitu i glikolu propylenowego, następnie sporządza się mieszaninę z roztworu wodnego oraz żelatyny, przy czym mieszaninę tę utrzymuje się w czasie jej mieszania w temperaturze topienia żelatyny, po czym miesza się i sporządza kompozycję plastyfikatora z żelatyną oraz roztworem wodnym i wytłacza się osłonkę, według wynalazku charakteryzuje się tym, że miesza się żelatynę w ilości od 40% do 65% wag., plastyfikator w ilości od 5% do 30% wag. i roztwór wodny, przy czym utrzymuje się mieszaninę roztworu wodnego, żelatyny i plastyfikatora w temperaturze umożliwiającej stopienie żelatyny od 50°C do 80°C, po czym odpowietrza się mieszaninę, a następnie wytłacza się mieszaninę w postaci rury, którą poddaje się nadmuchiwaniu powietrzem pod ciśnieniem, a następnie rurę poddaje się schłodzeniu, spłaszczeniu i nawija się ją na nawijarce.

Korzystnie, w sposobie według wynalazku do rurowej osłonki doprowadza się powietrze zawierające amoniak.

W sposobie stosuje się roztwór wodny zawierający zakwaszony chitozan w ilości od 1 do 20% wag. oraz środki sieciujące, barwniki, środki zapachowe i konserwujące.

Korzystnie, w sposobie według wynalazku stosuje się sproszkowaną żelatynę zawierającą dekstrozę.

Stosuje się plastyfikator zawierający składnik wybrany z grupy składającej się ze środków zapachowych, barwników spożywczych i ich mieszanin.

W sposobie według wynalazku stosuje się chitozan zakwaszany kwasem mlekowym, w którym na 26 części wody dodaje się 1 część chitozanu i 0,54 części kwasu mlekowego.

Szczególnie korzystnie, w sposobie według wynalazku, spłaszczoną rurę poddaje się starzeniu przez około 18 godzin w temperaturze około 85°C.

Do plastyfikatora dodaje się hydroksypropylocelulozę w ilości od 1% do 20% wag. oraz środki sieciujące, barwniki, środki zapachowe i środki konserwujące.

Utworzoną rurową osłonkę produktów spożywczych nadziewa się produktem mięsnym, po czym nadzianą osłonkę produktów spożywczych wprowadza się do trykotowej rurki w postaci siatki, nadzianą osłonkę w trykotowej rurce gotuje się a następnie ugotowaną nadzianą osłonkę wyjmuje się z trykotowej rurki.

W sposobie według wynalazku wytwarza się rurową osłonkę produktu spożywczego o grubości folii od 7,6 · 10⁴ cm do 1 · 10'² cm.

Wytworzoną rurową osłonkę produktów spożywczych rozcina się wzdłuż jej długości tworząc folię, którą umieszcza się między jadalnym upieczonym chrupkim podłożem oraz jadalnym żywnościowym wierzchem zawierającym składniki na bazie wody.

Zamraża się produkt uformowany przez jadalne upieczone chrupkie podłoże, folię i jadalny żywnościowy wierzch ze składnikami na bazie wody.

Rozmraża się i ogrzewa się zamrożony produkt.

Jadalna osłonka do produktów żywnościowych obejmująca kompozycję sproszkowanej żelatyny, roztworu wodnego, plastyfikatora wybranego z grupy składającej się z gliceryny, sorbitu, mannitu i glikolu propylenowego, według wynalazku charakteryzuje się tym, że zawiera żelatynę w ilości od 40 do 65% wag., plastyfikator w ilości od 5% do 30% wag., przy czym pozostałość stanowi roztwór wodny.

Korzystnie, w jadalnej osłonce według wynalazku roztwór wodny zawiera zakwaszony chitozan w ilości 1% do 20% wag. oraz środki sieciujące, barwniki, środki zapachowe i konserwujące.

179 397

Osłonka według wynalazku zawiera sproszkowaną żelatynę i dekstrozę.

Plastyfikator zawiera składnik wybrany z grupy składającej się ze środków zapachowych, barwników spożywczych i ich mieszanin.

Osłonka według wynalazku zawiera chitozan zakwaszany kwasem mlekowym, w którym na 26 części wody zawiera 1 część chitozanu i 0,54 części kwasu mlekowego.

Plastyfikator zawiera hydroksypropylocelulozę w ilości od 1% do 20% wag. oraz środki sieciujące, barwniki, środki zapachowe i środki konserwujące.

Zgodnie z niniejszym wynalazkiem, do dwuślimakowego urządzenia do sporządzania mieszanki wprowadza się sproszkowaną żelatynę oraz mniej niż 60% wody i dodaje się w podwyższonej temperaturze i pod ciśnieniem plastyfikator w celu utworzenia wsadu, który jest odpowietrzany, przetłaczany przez ustnik, rozciągany pod naprężeniem, nadmuchiwany powietrzem i pozostawiony do ochłodzenia. Stopień rozciągania w kierunku przetwórstwa i kierunku poprzecznym jest ściśle kontrolowany w celu uzyskania określonej równowagi w orientacji struktury osłonki.

Alternatywnie można dodać 5-15% hydroksypropylocelulozy (o nazwie handlowej KUCEL), w celu polepszenia przydatności do wytłaczania i zwiększenia odporności termicznej wytłaczanej osłonki. Dodatkowo może być dodawane od 2% do 5% roztworu zakwaszonej de-N-acetylowanej chityny (chitozanu), w celu utworzenia węża kompozytowego żelatyna/chitozan posiadającego ulepszoną wytrzymałość w stanie na mokro. Następnie przedstawiono ulepszenia wytrzymałości w stanie na mokro, przez wprowadzenie czynników sieciujących do strumienia wsadu, przez odpowietrzaniem i formowaniem węży w ustniku. Zalecanymi czynnikami sieciującymi są aldehyd glutarowy i dekstroza. Dodatkowe ulepszenia we własnościach warstwy mogą być zrealizowane przez poddanie działaniu utwardzanej osłonki, gazowym amoniakiem.

W wielu odmianach rurowych osłonek, zawierających żelatynę ich dobra jakość jest wynikiem tego, że kompozycja zawierająca żelatynę poddawana jest etapowemu procesowi przetwarzania, jak to poniżej przedstawiono.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 - przedstawia schemat technologiczny przedstawiający kolejne etapy podczas ciągłego wytwarzania jadalnej osłonki zgodnie z niniejszym wynalazkiem, fig. 2 - rzut z góry ustawienia wyposażenia stosowanego zgodnie z niniejszym wynalazkiem, fig. 3 - schematyczny widok przedstawiający profil ślimaka stosowany we współbieżnej wytłaczarce dwuślimakowej.

Głównym składnikiem jadalnej osłonki według wynalazku jest żelatyna. Popularne źródła żelatyny z punktu widzenia niniejszego wynalazku stanowią skóry, kości, wnętrzności i białe tkanki łączne ciał zwierzęcia. Gatunki żelatyny nadającej się według wynalazku obejmują gatunek farmaceutyczny i gatunek spożywczy typu A i B. Żelatyny wykazujące wartości zmętnienia 150 do 250 są zalecane, lecz mogą być stosowane żelatyny o wysokiej wartości zmętnienia dochodzącej do 300 i niskiej wynoszącej 100. Zawartość żelatyny stosowana według niniejszego wynalazku wynosi w zakresie 40% do 65% wag. Chociaż zalecanym plastyfikatorem stosowanym według niniejszego wynalazku jest gliceryna, inne alkohole wielowodorotlenowe, takie jak sorbit, mannit i glikol propylenowy stanowią substancje alternatywne. Zawartość plastyfikatora użyteczna z punktu widzenia niniejszego wynalazku wynosi w zakresie od 5% do 30% wag..

Dodatek chitozanu (de-N-acetylowanej chityny) do kompozycji żelatynowej jest skuteczny podczas wytwarzania twardszego wsadu do wytłaczania, wykazującego zmniejszoną zdolność do rozciągania. Jadalne osłonki wytwarzane z kompozytu żelatyna/chitozan są mniej lepiące podczas wytłaczania, łatwiejsze do chłodzenia i wprowadzania do wieży do rozdmuchiwania, aniżeli z zastosowaniem kompozycji żelatynowej bez chitozanu. Wartości wytrzymałości na rozciąganie folii jadalnych osłonek produkowanych z kompozytu żelatyna/chitozan są znacznie wyższe aniżeli dla porównywalnych folii jadalnych osłonek produkowanych bez dodatku chitozanu. Użyteczna zawartość chitozanu znajduje się w zakresie 1

179 397 do 20% wag. Chitozan użyteczny z punktu widzenia niniejszego wynalazku stanowi handlową deacetylowaną chitynę ekstrahowaną z pancerzy krabów i krewetek o stopniu deacetylowania między 75% i 95%.

Aby zastosować chitozan według niniejszego wynalazku, opracowano jako najbardziej dogodną metodę otrzymania roztworów na drodze przygotowania zawiesiny chitozanu w wodzie, zawierającej rozcieńczone kwasy organiczne, takie jak octowy, mrówkowy, mlekowy, adypinowy, jabłkowy. W celu przyspieszenia rozpuszczania roztwór ogrzewa się do 80°Ć. Wartość pH roztworu wynosi 6,0 lub mniej.

Dodatek hydroksypropylocelulozy do żelatyny zwiększa odporność na wilgoć jadalnych osłonek według niniejszego wynalazku. Ten niejonowy eter celulozy produkowany jest przez firmę Aąualon, Willmington, DE pod nazwą handlową KLUCEL. Korzystnie stosuje się hydroksypropylocelulozę w ilości od 1% do 20% wag..

Stwierdzono, że korzystne jest dodanie do kompozycji środków konserwujących i/lub przeciwutleniaczy, aby zachować dobrą jakość jadalnych osłonek oraz znajdującej się w osłonce zawartości. Zalecane spożywcze środki konserwujące obejmują sorbat potasu, askorbinian sodowy, metylo- i propylo-paraben, butylowany hydroksyanizol i butylowany hydroksytoluen.

Polepszenie wytrzymałości w stanie mokrym uzyskano przez wprowadzenie środków sieciujących do strumienia wsadu przed odpowietrzeniem i formowaniem węża w ustniku. Zalecanymi środkami sieciującymi są aldehyd glutarowy i dekstroza. Aldehyd glutarowy może być stosowany w zakresie od 10 do 200 części wagowych na milion. Dekstroza może być wprowadzona w ilości od 0,25% do 20%. Jeśli stosowana jest dekstroza, optymalny efekt uzyskuje się, jeśli folię jadalnej osłonki poddaje się starzeniu w piecu w temperaturze 85°C przez 18 godzin.

Poniżej przedstawiono opis fig. 1 i 2 rysunku. Sproszkowana żelatyna dostarczana jest do leja zasilającego 13, który wprowadza sproszkowaną żelatynę do konwencjonalnego automatycznego zasilacza ciężarowego 14 do produktów suchych. Automatyczny zasilacz ciężarowy 14 wyposażony jest w przenośnik śrubowy 15, który dostarcza w sposób ciągły sproszkowaną żelatynę w kontrolowanej ilości do wejściowej strefy 1 konwencjonalnej współbieżnej wytłaczarki dwuślimakowej 16. Ślimaki wytłaczarki są dokładnie równoległe i współpracują w celu przesuwania proszku żelatyny do strefy 2, gdzie jest ona mieszana z fazą wodną dostarczaną pompą tłokową 17 do kanału wtryskowego 18. Ślimaki wytłaczarki mieszają, przygotowują mieszankę i przesyłają proszek żelatyny i materiał fazy wodnej oraz przenoszą w ten sposób -wytworzoną mieszankę do strefy 3, gdzie kanałem wtryskowym 20, zasilanym pompą tłokową 19, wprowadzana jest do mieszanki gliceryna. Uzyskany materiał jest następnie mieszany, dla przygotowania mieszaniny, przy czym kontroluje się temperaturę w celu przygotowania wsadu, gdy materiał przechodzi strefy 4, 5 i 6. W pobliżu strefy 7 uzyskany wsad polimeru jest odpowietrzany otworem próżniowym 21, połączonym odpowiednio z pompą próżniową 22. Następnie uzyskany, odpowietrzony roztopiony wsad z wytłaczarki jest przetłaczany wzdłuż przez strefę 8 do konwencjonalnej pompy Zeneth’a do stopionych substancji 23, która zabezpiecza stałe ciśnienie do pierścieniowego ustnika wytłaczarki 24, do wytłaczania folii.

Indywidualnie ustalone temperatury poszczególnych stref wytłaczarki przedstawiają się następująco:

strefa 1 w temperaturze 50°C strefa 2 w temperaturze 55°C strefa 3 w temperaturze 55°C strefa 4 w temperaturze 55°C strefa 5 w temperaturze 80°C strefa 6 w temperaturze 80°C strefa 7 w temperaturze 75 °C strefa 8 w temperaturze 77°C.

179 397

Temperatura roztopionego wsadu (częściowo do wpływem działania ciśnienia przy ustniku wytłaczarki 24), wynosiła 80°C. Jadalny materiał polimerowy wychodzący z niej znajdował się pod ciśnieniem 858,8 kPa.

Gdy stopiona folia polimeru opuszcza ustnik w postaci rurki 27, jest natychmiast nadmuchiwana powietrzem pod ciśnieniem wewnątrz rurki 27. Przepływ powietrza kontrolowany jest czujnikiem ciśnienia powietrza 26, w linii sprężonego powietrza zasilającej wytłaczarkę.

Dalej, szerokie rolki chwytające 29 ściskają i spłaszczają nadmuchaną rurkę polimerową 27 oraz utrzymują żądaną średnicę poprzez uwięziony pęcherz powietrza.

Pomiędzy ustnikiem wytłaczarki 24 i rolkami chwytającymi 29 znajduje się otaczający kołowy zawór powietrzny 28, przeznaczony do nadmuchu chłodzącego powietrza z zewnątrz poruszającej się rurki polimeru, w celu kontroli stopnia ekspansji poprzez szybkie chłodzenie folii. Ponieważ pęcherz rośnie podczas nadmuchiwania w obu kierunkach, (TD i MD) tj. wzdłużnym i poprzecznym, szybkość przesuwu folii w kierunku rolek chwytających 29 musi być większa niż szybkość z jaką rurka opuszcza ustnik. Typowe rozciąganie MD (stosunek początkowej szybkości folii do końcowej) i stosunek rozdmuchiwania TD (stosunek końcowej średnicy węża do początkowej), znajdują się w zakresie 2:1 do 5:1, ale mogą wynosić nawet 10:1. Spłaszczanie rurki na rolce 29 jest kontrolowane w celu uniknięcia sklejania w rolce i uniknięcia nieciągłości w sile ciągnienia, przenoszonej wstecznie do ciągnionego stopu. Spłaszczona rurka 30 jest przenoszona następnie do stacji nawijarki.

Ponieważ współbieżna wytłaczarka dwuślimakowa odgrywa ważną rolę w mieszaniu i sporządzaniu mieszaniny polimerowego wodnego materiału, poniżej przedstawiona jest na fig. 3 rysunku. Na fig. 3 - przedstawiony jest schematycznie widok boczny jednego ślimaka, przy czym drugi (nie pokazany) ślimak jest identyczny i obraca się w tym samym kierunku. Na początku i na końcu segmentów (a) i (m) znajdują się łopatki przenoszące z zazębieniem 30 mm. Następne segmenty (b), (d), (i), (j) i (n) posiadają łopatki przenoszące z zazębieniem 20 mm. Z drugiej strony (c), (e), (g) i (k) stanowią tarcze ugniatające, w których zachodzi sporządzanie mieszanki, podczas gdy segmenty (h) i (1) stanowią elementy zwrotne.

Pokazano szereg stref mających równe odległości wymiarowe 120 mm, dlatego też podziałka na fig. 3 odnosi się do liniowych wymiarów metrycznych. Takie wymiary są przykładowe dla stosowanej współbieżnej wytłaczarki dwuślimakowej. Należy stwierdzić, że wymiary mogą się bardzo różnić zależnie od średnicy ślimaków wytłaczarki, lub stopnia zazębienia ślimaków i szybkości obrotowej nadanej ślimakom.

Współbieżne wytłaczarki dwuślimakowe mogą być wykonane z różnych segmentów, które są łatwo i prosto zestawiane w celu wytworzenia pożądanej konfiguracji. W związku z powyższym, kilka segmentów jest przewidzianych do przenoszenia, podczas gdy inne są przeznaczone do sporządzania mieszanki. Ogólnie, jak to stwierdzono, segmenty (c), (e), (g) i (k) stanowią segmenty do sporządzania mieszanki, podczas gdy zwykle, inne segmenty są przewidziane do przenoszenia, to znaczy przesuwania materiału na odległość.

Dwa współbieżne ślimaki są zwykle otoczone płaszczem zaopatrzonym w środki do chłodzenia lub ogrzewania. Ponieważ mieszanie w celu sporządzenia mieszanki i przenoszenie materiału powodują podniesienie temperatury przetwarzanego materiału, wymagane jest chłodzenie lub ogrzewanie materiału, co jest potrzebne i konieczne do osiągnięcia różnic temperatur rozpatrywanych w odniesieniu do wyżej wspomnianych stref.

Szczególnie korzystna do realizacji sposobu według wynalazku jest współbieżna wytłaczarka dwuślimakowa. Może być jednak zastosowana także przeciwbieżna wytłaczarka dwuślimakowa, jeśli można będzie zrealizować taką samą lub podobną obróbkę materiału. Zwykle, przeciwbieżnie obracające się ślimaki powodują nadmiernie silne mieszanie. Zmiana różnych parametrów przetwórczych, na przykład szybkości obrotów i/lub stosunku ilości wody do części stałych może umożliwić zastosowanie dwóch ślimaków obracających się przeciwbieżnie lub nawet zastosowanie całkowicie różnego systemu zasilania, przenoszenia mieszania, sporządzania mieszanki i wytłaczania.

179 397

Powyżej przedstawiona została aparatura do realizacji sposobu według niniejszego wynalazku. Poniżej podane są przykłady wytwarzania osłonek według wynalazku.

Przykład I. Wytworzono jadalne rurowe osłonki z żelatyny, gliceryny i wody, stosując wytłaczarkę dwuślimakową wyposażoną w pierścieniowy ustnik jak to opisano poprzednio. Stosowano handlowy proszek żelatyny typu B (Atlantic Gelatin) o wielkości zmętnienia 250, wartości pH wynoszącej 5,0 i zawartości części stałych 91,6%. Proszek żelatyny wprowadzano w sposób ciągły do strefy wejściowej współbieżnej wytłaczarki dwuślimakowej ZSE-27 mm w ilości 1,5 kg na godzinę. W strefie 2 wytłaczarki wtryskiwano w sposób ciągły wodę do otworu wejściowego w ilości 1 kg na godzinę. Wodę dostarczano przez pompę tłokową 17, model D41 firmy Miliroyal ze skokiem 12%. W następnej strefie 3 wtryskiwano w sposób ciągły glicerynę w ilości 0,7 kg na godzinę. Glicerynę wprowadzano pompą tłokową 19, model DB2 firmy Miliroyal o skoku 26%. W strefie nr 7 zainstalowano pompę próżniową i utrzymywano próżnię na poziomie około 0,4 · 10⁵ Pa. Szybkość obrotów ślimaka współbieżnej wytłaczarki dwuślimakowej wynosiła 300 obrotów na minutę. Temperatury poszczególnych stref ustawiono na: strefa 1 - 50°C, strefa 2 - 55°C, strefa 3 - 55°C, strefa 4 - 55°C, strefa 5 - 80°C, strefa 6 - 80°C, strefa 7 - 75°C, strefa 8 - 77°C. Roztwór żelatyny wprowadzano do pompy do tłoczenia substancji stopionych Zeneth’a 23, aby zachować stałe ciśnienie w ustniku 24. Temperatura przy ustniku wynosiła 80°C. Materiał opuszczał pierścieniowy ustnik/dyszę pod ciśnieniem 858,8 kPa. Wtłaczano powietrze do rury przy wyjściu z wytłaczarki w celu wywołania procesu nadmuchiwania. Średnica osłonki zwiększała się z 25,4 mm do 203 mm, aby skutecznie uzyskać poprzeczną orientację.

Gdy wytłaczana rurka wchodziła do wieży nadmuchującej folię, przechodziła przez pierścień chłodzący z powietrzem 28, aby zmniejszyć temperaturę folii i umożliwić jej skrzepnięcie i zestalenie. Ta zestalona rura przechodziła między rolkami prowadzącymi do rolek chwytających 29, które spłaszczały rurę i przenosiły spłaszczoną rurę do stacji nawijarki 31.

Folia wytworzona w tym przykładzie posiadała wytrzymałość na rozrywanie 3792 kPa, wydłużenie 195% i grubość 8 · 10’³ cm.

Przykład II. Postępowano jak w przykładzie I, za wyjątkiem, że do rury opuszczającej wytłaczarkę wprowadzano także bezwodny amoniak gazowy. Amoniak wprowadzano z szybkością 20 cm³/minutę z 6,8 kilogramowej butli ze sprężonym amoniakiem 32 przez regulatory kontrolujące ciśnienie i miernik przepływu 33, Model 7641 Matheson.

Gazowy amoniak skutecznie zwiększał wartość pH nadmuchiwanej folii i zmniejszał zdolność sklejania wewnętrznej powierzchni folii.

Przykład III. Postępowano jak w przykładzie II za wyjątkiem, że ciecz wtryskiwana do wytłaczarki w strefie 2 stanowiła mieszaninę wody, chitozanu i kwasu mlekowego w proporcjach 26:1:0,54. Chitozan (Pronova Secure 240) posiadał stopień deacetylacji 80,7% i pozostałość po spopielaniu 0,58%. Kompleks chitozan/białko objawiał się w sztywniejszym stopie do wytłaczania, wykazującym mniejszą zdolność do rozciągania, ale dającym bardziej stabilne folie, które były mniej klejące w czasie wytłaczania oraz łatwiejsze do chłodzenia i zestalania w wieży do nadmuchiwania. Roztwór chitozanu przygotowywano dodając 84,9 kg wody do reaktora ze stali nierdzewnej wyposażonego w mieszalniki Barrington’a i Lightening’a. Powoli dodawano 3,27 kg chitozanu do wiru podczas mieszania aż został zupełnie zwilżony, a następnie dodawano kwas mlekowy o czystości według Farmakopei Stanów Zjednoczonych (88%), aż pH ustaliło się na poziomie 4,5 (roztwór stał się przezroczysty). Roztwór przefiltrowano następnie przez sito ze stali kwasoodpornej o gęstości Nr 47,2 oczek/cm.

Folia wyprodukowana w tym przykładzie miała wytrzymałość na rozciąganie w kierunku wzdłużnym (MD)wynoszącą 15045 kPa, wytrzymałość na rozciąganie w kierunku poprzecznym (TD) wynoszącą 11679 kPa oraz stosunek MD:TD wynoszący 1,29. Wydłużenie w kierunku wzdłużnym MD wynosiło 120%, podczas gdy wydłużenie w kierunku poprzecznym TD wynosiło 210%. Grubość folii wynosiła 5,6 -10'³ cm, a wartość pH wynosiła 6,6.

179 397

Przykład IV. Postępowano według przykładu III za wyjątkiem, że gliceryna wtryskiwana ze strefy 3 zawierała 140 części na milion certyfikowanego czerwonego barwnika do żywności FD&C - 3. Barwnik był równomiernie rozprowadzony w wytłaczarce z wytworzeniem jadalnej rurowej folii w przezroczystym czerwonym kolorze. Inne nadające się do stosowania barwniki do jadalnych osłonek do żywności mogą być znalezione w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3,943,262, który powołany jest tu w pełni jako referencja.

Przykład V. Wytwarzano jadalną folię z żelatyny, chitozanu, gliceryny i wody stosując wytłaczarkę dwuślimakową wyposażoną w konwencjonalny ustnik szczelinowy do powlekania mającą szczelinę o długości 127 mm i szerokości 0,27 mm. Proszek żelatyny wprowadzano do strefy wejściowej 1 wytłaczarki w ilości 5,3 kg na godzinę z zastosowaniem automatycznego zasilacza ciężarowego do produktów suchych (firmy Control and Metering Ltd.). Do strefy 2 wtryskiwano wodny roztwór chitozanu w ilości 3,6 kg na godzinę. W tym przykładzie gliceryna, jako plastyfikator, wtryskiwana była do strefy 6 w ilości 2,38 kg na godzinę. Szybkość obrotów ślimaka współbieżnej wytłaczarki dwuślimakowej typu ZE 40 mm wynosiła 200 obrotów na minutę. Temperatury poszczególnych stref ustawiono na : strefa 1- 50°C, strefa 2 - 69°C, strefa 3 - 71°C, strefa 4 - 72°C, strefa 5 - 70°C i strefa 8 - 43°C. Ciśnienie na ustniku wytłaczarki wynosiło 343,5 kPa. Folia wychodziła z ustnika bezpośrednio na obracającą się rolkę pokrytą chromem, wewnętrznie chłodzoną wodą. Szybkość obrotów rolki hartującej była o 40% większa niż szybkość stopu polimerowego opuszczającego ustnik, przez co uzyskiwano skuteczne rozciąganie folii uzyskując cienką przezroczystą folię. Następnie stop polimeru poddawano zupełnemu zestaleniu, usuwaniu z rolki hartującej i nawijaniu na szpulę odbierającą.

Folia wytworzona według tego przykładu posiadała wartość pH 5,1 grubość 4,3 · 10’³ cm, wytrzymałość na rozciąganie 7969 kPa i wydłużenie 140%.

Materiał w postaci folii stosowano do wytwarzania osłonek przez utworzenie okrągłej rury nawijanej i zgrzewanej na gorąco wzdłuż zawiniętego szwu na bocznej powierzchni z zastosowaniem impulsowej spawarki 380 W (American International Electric).

Przykład VI. Postępowano według przykładu V z tym wyjątkiem, że gliceryna zawierała 40 części na milion ciekłego środka o zapachu wędzonki (Charsol C-10). Środek zapachowy jest rozprowadzony jednorodnie dokładnie w wytłaczanym stopie, dając jadalną folię o łagodnym zapachu wędzonki.

Przykład VII. Postępowano według sposobu opisanego w przykładzie I, z tym wyjątkiem, że do proszku żelatyny domieszano wstępnie dekstrozę w ilości 2%. Sproszkowana przedmieszka wprowadzana była w sposób ciągły do wejściowej strefy 1 wytłaczarki w ilości 1,5 kg na godzinę. Wodę wtryskiwano w sposób ciągły do strefy 2 w ilości 1 kg na godzinę a glicerynę wtryskiwano w sposób ciągły do strefy 3 w ilości 0,56 kg na godzinę.

Przykład VIII. Postępowano według przykładu III, z tym wyjątkiem, że spłaszczona rura starzona była lub hartowana w piecu w temperaturze 85°C przez 18 godzin a następnie nawilżana przez jedną godzinę przy 70% wilgotności.

Folia wytworzona w tym przykładzie posiadała wytrzymałość na rozrywanie w kierunku wzdłużnym (MD) wynoszącą 13946 kPa oraz wytrzymałość w kierunku poprzecznym (TD) wynoszącą 2000 psi oraz stosunek MD:TD wynoszący 1,02. Wydłużenie w kierunku wzdłużnym MD wynosiło 120%, a w kierunku poprzecznym TD 170%. Grubość folii wynosiła 5,8 · 10'³ cm.

Przykład IX. Osłonkę z przykładu V nadziano świeżym farszem włoskiej kiełbasy i wiązano do postaci oddzielnych kiełbasek na 8 głowicowej wiązarce typu Z. Kiełbaski z osłonkami pieczono na patelni w temperaturze 162°C przez 18 minut. Przyrządzane kiełbaski miały doskonały smak, były miękkie przy gryzieniu i nie miały typowego skurczu osłonki zwykle związanego ze stosowaniem osłonek według znanego stanu techniki, szczególnie osłonek kolagenowych.

179 397

Przykład X. Osłonki z przykładu III napełniono peklowaną szynką wieprzową z kością a następnie zamknięto w trykocie mającym postać siatki. Po uwędzeniu i przyrządzeniu z osiągnięciem temperatury wnętrza 68,3°C, szynka była ochłodzona i ważona. Wystąpiła znaczna utrata wagi tej szynki w porównaniu do podobnego produktu wytworzonego bez zastosowania folii według niniejszego wynalazku. W dodatku, obecność folii ułatwiała łatwe usuwanie trykotu bez uszkadzania powierzchni mięsa.

Przykład XI. Rurową folię wytworzoną według przykładu III rozcięto do postaci arkusza, który cięto następnie na okrągłe 2,28 cm obszary. Ten jadalny materiał w postaci folii zastosowano do konwencjonalnie wstępnie upieczonego spodu pizzy przed dodaniem konwencjonalnego pokrycia górnego zawierającego sos pomidorowy, utarty ser i płaty kiełbasek włoskich oraz zwykłe przyprawy. Kompletny placek pizzy pokryto folią aluminiową, zamrożono w 4°C i przechowywano w temperaturze 4°C przez 10 dni. Zamrożoną pizzę wyjęto z zamrażarki, odwinięto i ogrzewano w piecu mikrofalowym przez pięć minut. Jadalna folia według wynalazku skutecznie powstrzymywała migrację wilgoci z wilgotnego pokrycia górnego do ciasta pizzy, przez co zachowała się kruchość ciasta. Ponadto, jadalna folia topiła się podczas pieczenia, przez co zmniejszało się wyczuwanie jej obecności podczas jedzenia.

179 397

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz.

Cena 4,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób wytwarzania jadalnych osłonek do produktów żywnościowych, w którym do współbieżnej wytłaczarki ślimakowej doprowadza się sproszkowaną żelatynę, roztwór wodny oraz plastyfikator wybrany z grupy składaj ącej się z gliceryny, sorbitu, mannitu i glikolu propylenowego, następnie sporządza się mieszaninę z roztworu wodnego oraz żelatyny, przy czym mieszaninę tę utrzymuj e się w czasie jej mieszania w temperaturze topienia żelatyny, po czym miesza się i sporządza kompozycję plastyfikatora z żelatyną oraz roztworem wodnym i wytłacza się osłonkę, znamienny tym, że miesza się żelatynę w ilości od 40% do 65% wag., plastyfikator w ilości od 5% do 30% wag. i roztwór wodny, przy czym utrzymuje się mieszaninę roztworu wodnego, żelatyny i plastyfikatora w temperaturze umożliwiającej stopienie żelatyny od 50°C do 80°C, po czym odpowietrza się mieszaninę, a następnie wytłacza się mieszaninę w postaci rury, którą poddaje się nadmuchiwaniu powietrzem pod ciśnieniem, a następnie rurę poddaje się schłodzeniu, spłaszczeniu i nawija się ją na nawijarce.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że do rurowej osłonki doprowadza się powietrze zawierające amoniak.

3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się roztwór wodny zawierający zakwaszony chitozan w ilości od 1 do 20% wag. oraz środki sieciujące, barwniki, środki zapachowe i konserwujące.

4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się sproszkowaną żelatynę zawierającą dekstrozę.

5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się plastyfikator zawierający składnik wybrany z grupy składającej się ze środków zapachowych, barwników spożywczych i ich mieszanin.

6. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że stosuje się chitozan zakwaszony kwasem mlekowym, w którym na 26 części wody dodaje się 1 część chitozanu i 0,54 części kwasu mlekowego.

7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że spłaszczoną rurę poddaje się starzeniu przez około 18 godzin w temperaturze około 85°C.

8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że do plastyfikatora dodaje się hydroksypropylocelulozę w ilości od 1% do 20% wag. oraz środki sieciujące, barwniki, środki zapachowe i środki konserwujące.

9. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że utworzoną rurową osłonkę produktów spożywczych nadziewa się produktem mięsnym, po czym nadzianą osłonkę produktów spożywczych wprowadza się do trykotowej rurki w postaci siatki, nadzianą osłonkę w trykotowej rurce gotuje się a następnie ugotowaną nadzianą osłonkę wyjmuje się z trykotowej rurki.

10. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że wytwarza się rurową osłonkę o grubości folii od 7,6 10⁴ cm do 1 · 10'² cm.

11. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wytworzoną rurową osłonkę produktów spożywczych rozcina się wzdłuż jej długości tworząc folię, którą umieszcza się między jadalnym upieczonym chrupkim podłożem oraz jadalnym żywnościowym wierzchem zawierającym składniki na bazie wody.

12. Sposób według zastrz. 11, znamienny tym, że zamraża się produkt utworzony przez jadalne upieczone chrupkie podłoże, folię i jadalny żywnościowy wierzch ze składnikami na bazie wody.

179 397

13. Sposób według zastrz. 12, znamienny tym, że rozmraża się i ogrzewa się zamrożony produkt.

14. Jadalna osłonka do produktów żywnościowych obejmująca kompozycję sproszkowanej żelatyny, roztworu wodnego, plastyfikatora wybranego z grupy składającej się z gliceryny, sorbitu, mannitu i glikolu propylenowego, znamienna tym, że zawiera żelatynę w ilości od 40 do 65% wag., plastyfikator w ilości od 5% do 30% wag., przy czym pozostałość stanowi roztwór wodny.

15. Jadalna osłonka według zastrz. 14, znamienna tym, że roztwór wodny zawiera zakwaszony chitozan w ilości od 1% do 20% wag. oraz środki sieciujące, barwniki, środki zapachowe i konserwujące.

16. Jadalna osłonka według zastrz. 14, znamienna tym, że zawiera sproszkowaną żelatynę i dekstrozę.

17. Jadalna osłonka według zastrz. 14, znamienna tym, że plastyfikator zawiera składnik wybrany z grupy składającej się ze środków zapachowych, barwników spożywczych i ich mieszanin.

18. Jadalna osłonka według zastrz. 14 albo 15, znamienna tym, że zawiera chitozan zakwaszany kwasem mlekowym, w którym na 26 części wody zawiera 1 część chitozanu i 0,54 części kwasu mlekowego.

19. Jadalna osłonka według zastrz. 14, znamienna tym, że plastyfikator zawiera hydroksypropylocelulozę w ilości od 1% do 20% wag. oraz środki sieciujące, barwniki, środki zapachowe i środki konserwujące.

* * *