Eßbare FlachfolieEdible flat film
Die Erfindung betrifft eine eßbare Folie enthaltend Cellulose, mindestens einen in eine NMMO-Spinnlösung unlöslichen oder nicht gelösten Füllstoff und mindestens eine weitere, in der NMMO-Spinnlösung gelöste Komponente, die eine Störung der Struktur der ausgefällten Cellulose bewirkt. Sie betrifft daneben ein Verfahren zur Herstellung der Folie.The invention relates to an edible film containing cellulose, at least one filler which is insoluble or not dissolved in an NMMO spinning solution and at least one further component which is dissolved in the NMMO spinning solution and which causes a disturbance in the structure of the precipitated cellulose. It also relates to a process for producing the film.
Als eßbare bzw. mitverzehrbare Wursthüllen werden bisher überwiegend Naturdärme, insbesondere Saitlinge aus Schafsdarm, sowie Kollagendärme eingesetzt. Solche Hüllen stoßen jedoch nach dem Auftreten von Tierseuchen (wie BSE) und dem Mißbrauch von Tierarzneimitteln zunehmend auf Vorbehalte. Es wird daher nach Alternativen gesucht, die nicht aus tierischem Material hergestellt sind.So far, mainly natural casings, in particular strings made from sheep intestine, and collagen casings have been used as edible or consumable sausage casings. However, such casings are becoming increasingly popular after the appearance of animal diseases (such as BSE) and the misuse of veterinary drugs. Alternatives are therefore sought that are not made from animal material.
Eine eßbare bzw. mitverzehrbare Nahrungsmittelhülle muß in erster Linie gut kaubar sein. Diese Eigenschaft läßt sich mit folgenden Parametern beschreiben: Die Reißfestigkeit in Längsrichtung im trockenen Zustand beträgt etwa 20 bis 40An edible or consumable food casing must first of all be easily chewable. This property can be described with the following parameters: The tensile strength in the longitudinal direction in the dry state is approximately 20 to 40
N/mm2, in Querrichtung in trockenem Zustand etwa 18 bis 27 N/mm2, die Reißfestigkeit in Längsrichtung in nassem Zustand etwa 5 bis 10 N/mm2, in Querrichtung in nassem Zustand etwa 4 bis 6 N/mm2, die Reißdehnung in Längsrichtung in trockenem Zustand etwa 10 bis 30 %, in Querrichtung etwa 20 bis 25 N/mm2, die Reißdehnung in Längsrichtung in nassem Zustand etwa 10 bisN / mm 2 , in the transverse direction in the dry state about 18 to 27 N / mm 2 , the tensile strength in the longitudinal direction in the wet state about 5 to 10 N / mm 2 , in the transverse direction in the wet state about 4 to 6 N / mm 2 , the Elongation at break in the longitudinal direction in the dry state about 10 to 30%, in the transverse direction about 20 to 25 N / mm 2 , the elongation at break in the longitudinal direction in the wet state about 10 to 30%
20 %, in Querrichtung 24 bis 28 N/mm2, und der Platzdruck in trockenem Zustand 25 bis 30 kPa, in nassem Zustand etwa 25 bis 40 kPa (die angegebenen Werte gelten für einen Kollagendarm vom Kaliber 21). Wichtig ist in jedem Fall, daß die Reißfestigkeit im nassen Zustand geringer ist als im trockenen.20%, in the transverse direction 24 to 28 N / mm 2 , and the burst pressure in the dry state 25 to 30 kPa, in the wet state about 25 to 40 kPa (the values given apply to a collagen intestine of caliber 21). It is important in any case that the tensile strength in the wet state is lower than in the dry state.
Die als Ersatz entwickelten eßbaren Würstchenhüllen auf Basis von Calcium- alginat haben sich als technisch unzulänglich erwiesen. Durch Wechselwirkung mit dem Brät und der Lake wird das schwer lösliche Calciumalginat allmählich in das leichter lösliche Natriumalginat umgewandelt. Dadurch verlieren die Hüllen an
Stabilität. Eßbare Därme auf Basis anderer natürlicher Polymere, wie vernetztem Casein, haben ebenfalls keine Verbreitung gefunden.The edible sausage casings based on calcium alginate developed as a replacement have proven to be technically inadequate. By interacting with the sausage meat and the brine, the sparingly soluble calcium alginate is gradually converted into the more readily soluble sodium alginate. As a result, the covers lose Stability. Edible intestines based on other natural polymers, such as crosslinked casein, have also not been widely used.
Bekannt sind auch eßbare Formkörper aus einem thermoplastischen Gemisch, das als wesentliche Bestandteile native oder modifizierte Stärke und Protein enthält (WO 93/19125). Stärke und Protein werden durch ein Vernetzungsmittel, wie Formaldehyd, Glutaraldehyd oder Epichlorhydrin, miteinander verbunden. Das thermoplastische Gemisch kann daneben auch noch Weichmacher, Gleitmittel, Füllstoffe, antimikrobiell wirksame Mittel und/oder Farbstoffe enthalten, wie Glycerin, Glycerin-mono-, -di- oder -triacetat, Sorbit, Mannit,Also known are edible moldings made from a thermoplastic mixture which contains native or modified starch and protein as essential components (WO 93/19125). Starch and protein are linked by a crosslinking agent such as formaldehyde, glutaraldehyde or epichlorohydrin. The thermoplastic mixture can also contain plasticizers, lubricants, fillers, antimicrobial agents and / or dyes, such as glycerol, glycerol mono-, di- or triacetate, sorbitol, mannitol,
Ethylenglykol, Polyvinylalkohol, Methylcellulose, Diethylcitrat, Fettsäuren, Pflanzenöl, Mineralöl oder mikrokristalline Cellulose. Aus dem Gemisch lassen sich durch Tiefziehen, Spritzgießen, Blasformen oder mit einem ähnlichen Verfahren Formkörper, beispielsweise Folien, Kapseln, Schalen, Flaschen, Rohre, etc. herstellen. Für schlauchförmige Nahrungsmittelhüllen, insbesondere kochfeste Wursthüllen, ist das thermoplastische Gemisch jedoch wenig geeignet, denn Stärke löst sich in heißem Wasser zumindest teilweise. Für eine eßbare Wursthülle ist das Material außerdem zu zäh.Ethylene glycol, polyvinyl alcohol, methyl cellulose, diethyl citrate, fatty acids, vegetable oil, mineral oil or microcrystalline cellulose. Moldings, for example foils, capsules, trays, bottles, tubes, etc., can be produced from the mixture by deep drawing, injection molding, blow molding or using a similar process. However, the thermoplastic mixture is not very suitable for tubular food casings, in particular cook-resistant sausage casings, because starch at least partially dissolves in hot water. The material is also too tough for an edible sausage casing.
Großtechnische Bedeutung hatte in der Vergangenheit das sogenannte ®Lanital-In the past, the so-called ® Lanital
Verfahren zur Herstellung von Proteinfasern aus Casein (GB 483731). In diesem Verfahren wird Casein, das wiederum durch Säurefällung aus Milch gewonnen wird, in verdünnter Natronlauge gelöst. Die Lösung wird dann in ein schwefelsaures wäßriges Fällbad versponnen. Die dabei entstehenden Fasern oder Filamente werden anschließend in einem formaldehydhaltigen Bad gehärtet.Process for the production of protein fibers from casein (GB 483731). In this process, casein, which in turn is obtained from milk by acid precipitation, is dissolved in dilute sodium hydroxide solution. The solution is then spun into an aqueous sulfuric acid precipitation bath. The resulting fibers or filaments are then hardened in a formaldehyde-containing bath.
Neben Casein lassen sich auch andere Proteine, beispielsweise Mais-, Erdnuß-, Sojabohnen-, Baumwollsamen- oder Fischproteine, als Rohstoff einsetzen. Zur Härtung der Protein-Formkörper nach der Koagulation werden die durch Streckung orientierten Polypeptidketten vernetzt und damit fixiert. Als Vernetzungsmittel eignen sich neben Formaldehyd auch andere Aldehyde oderIn addition to casein, other proteins, for example maize, peanut, soybean, cottonseed or fish proteins, can also be used as raw materials. In order to harden the shaped protein bodies after coagulation, the polypeptide chains oriented by stretching are crosslinked and thus fixed. In addition to formaldehyde, other aldehydes or are also suitable as crosslinking agents
Dialdehyde, daneben auch Formamid und Aluminiumsulfat.
Bekannt ist schließlich auch ein Verfahren zur Herstellung konzentrierter Lösungen von fibrillären Proteinen in NMMO-Monohydrat und die Verwendung der Lösung zur Herstellung von Formkörpern (DE-A 19841 649). Die in der Natur in großer Zahl vorkommenden und häufig einfach zu gewinnenden globulären Proteine sind dafür jedoch nicht einsetzbar.Dialdehydes, also formamide and aluminum sulfate. Finally, a method for the production of concentrated solutions of fibrillary proteins in NMMO monohydrate and the use of the solution for the production of molded articles is known (DE-A 19841 649). However, the globular proteins that occur in large numbers in nature and are often easy to obtain cannot be used for this.
Kunstdarm auf Basis von Cellulose wiederum ist nicht kaubar und daher nicht zum Mitverzehr geeignet. Er läßt sich allerdings nach neueren Verfahren, wie dem Aminoxidverfahren - anders als bei dem früher üblichen Viskoseverfahren - einfach und umweltfreundlich herstellen. Beim Aminoxidverfahren wird dieArtificial casings based on cellulose, on the other hand, cannot be chewed and are therefore not suitable for consumption. However, it can be produced simply and in an environmentally friendly manner using newer processes, such as the amine oxide process, in contrast to the viscose process which was customary in the past. In the amine oxide process
Cellulose in einem Aminoxid, insbesondere in N-Methyl-morpholin-N-oxid (NMMO), gelöst, ohne daß sie dabei chemisch modifiziert wird (US-A 3447 939). Enzymatisch vorbehandelte Cellulose löst sich dabei leichter in NMMO- Monohydrat auf (DE-A 44 39 149; DE-A 196 24 867). Die Aminoxid/Cellulose- Lösung läßt sich auf bekannten Vorrichtungen, beispielsweise mit Hilfe vonCellulose dissolved in an amine oxide, especially in N-methyl-morpholine-N-oxide (NMMO), without being chemically modified (US-A 3447 939). Enzymatically pretreated cellulose dissolves more easily in NMMO monohydrate (DE-A 44 39 149; DE-A 196 24 867). The amine oxide / cellulose solution can be on known devices, for example with the aid of
Ringschlitzdüsen, verspinnen. Nach Durchlaufen eines Luftspalts gelangt der extrudierte Formkörper in ein wäßriges Fällbad, in dem die Cellulose ausgefällt wird. Solche Verfahren sind zahlreich beschrieben (US-A 4,246,221 , DE-A 42 19 658, DE-A 42 44 609, DE-A 43 43 100, DE-A 44 26 966).Ring slot nozzles, spin. After passing through an air gap, the extruded molded body enters an aqueous precipitation bath in which the cellulose is precipitated. Such processes have been described in numerous cases (US Pat. No. 4,246,221, DE-A 42 19 658, DE-A 42 44 609, DE-A 43 43 100, DE-A 44 26 966).
Die bisher als Ersatz für Natur- und Kollagendärme entwickelten Produkte haben die zu stellenden Anforderungen hinsichtlich der Kaubarkeit und/oder der toxikologischen Unbedenklichkeit nicht erfüllt. Die bisher bekannten Verfahren zur Verarbeitung von Proteinen sind zudem mit einer hohen Anzahl an Prozeßstufen verbunden, was technisch aufwendige und dementsprechend teure Anlagen erfordert.The products previously developed as a replacement for natural and collagen casings have not met the requirements for chewability and / or toxicological safety. The previously known methods for processing proteins are also associated with a high number of process stages, which requires technically complex and accordingly expensive systems.
Ein Problem bei der Herstellung von Flachfolien ist die Verhinderung des Querschrumpfs der Folie bei der Nachbehandlung. Bei Kunststoff-Folien wird das verhindert, indem man mit Kluppen oder anderen Greifvorrichtungen die Folie an den Kanten festhält und damit dem Querschrumpf entgegenwirkt. Erfahrungsgemäß führt das jedoch zu erheblichen Schwankungen in der Dicke
der Folie sowie zu Dehnungsunterschieden über die Bahnbreite. Eine bessere Konstanz der Parameter läßt sich erreichen, wenn zunächst durch Extrusion ein Folienschlauch erzeugt wird, der nach Durchlaufen aller Behandlungsschritte in Längsrichtung aufgetrennt und so zu einer Flachfolie wird. Ein großer Vorteil dieses Verfahrens ist weiterhin, daß die Schnittstellen beim Aufwickeln der Folie oszillierend verlegt werden können, so daß ein glatter und von sichtbaren Dickstellen freier Wickel erhalten wird. Durch weitere Aufteilung der so gewonnenen Originalrolle in Längsrichtung lassen sich Teilrollen unterschiedlicher Breite herstellen, die unabhängig von ihrer Position in der ursprünglichen Rolle („Master-Roll") identische Dehnungseigenschaften aufweisen. Kunststoff-Folien, beispielsweise solche auf Basis von Polyethylen oder Polyethylenterephthalat, werden seit langem auf diese Weise hergestellt. Für Folien auf Basis von Cellulose ist das beschrieben in der EP-B 668 818. Ein Blasverfahren zur Herstellung von Cellulose-Schlauchfolien ist auch in der DE-A 44 21 482 offenbart. In der DE-A 199 61 843 sind orientierte Schlauchfolien aus einem Cellulose-Protein-Blend offenbart, die nach dem NMMO-Verfahren hergestellt sind.A problem in the production of flat films is the prevention of the transverse shrinkage of the film in the aftertreatment. This is prevented in the case of plastic films by holding the film on the edges with clips or other gripping devices and thus counteracting the transverse shrinkage. Experience has shown that this leads to considerable fluctuations in the thickness the film as well as differences in elongation across the web width. A better consistency of the parameters can be achieved if a film tube is first produced by extrusion, which is separated in the longitudinal direction after going through all treatment steps and thus becomes a flat film. Another great advantage of this method is that the interfaces can be laid in an oscillating manner when the film is being wound up, so that a smooth roll that is free of visible thick spots is obtained. By further dividing the original roll obtained in this way in the longitudinal direction, partial rolls of different widths can be produced that have identical stretching properties regardless of their position in the original roll (“master roll”). Plastic films, for example those based on polyethylene or polyethylene terephthalate, are made For films based on cellulose, this is described in EP-B 668 818. A blowing process for producing cellulose tubular films is also disclosed in DE-A 44 21 482. DE-A 199 61 843 discloses oriented tubular films made from a cellulose-protein blend which are produced by the NMMO process.
Eßbare Folien und eßbare Wursthüllen, die ausreichend kochbeständig, stabil und rauchdurchlässig sind, werden bisher nahezu ausschließlich aus Kollagen hergestellt. Dabei wird aus Rinderhäuten gewonnenes Kollagen in aufwendigen und umweltbelastenden Verfahren verarbeitet. Die oben erwähnten Folien auf Basis von Cellulose sind dagegen zwar kochbeständig und rauchdurchlässig, jedoch nicht eßbar. Vor allem sind sie wegen ihrer hohen Festigkeit und Zähigkeit nicht kaubar.Edible films and edible sausage casings that are sufficiently resistant to cooking, stable and permeable to smoke have so far been produced almost exclusively from collagen. Collagen obtained from cattle hides is processed in complex and environmentally harmful processes. The cellulose-based films mentioned above, on the other hand, are resistant to cooking and permeable to smoke, but are not edible. Above all, they are not chewable because of their high strength and toughness.
In der älteren, nicht vorveröffentlichten Anmeldung DE 101 29 539 wird eine neuartige, für den Mitverzehr geeignete, nahtlose, schlauchförmige Nahrungsmittelhülle vorgeschlagen. Sie umfaßt Cellulose, mindestens ein Protein und mindestens einen Füllstoff. Hergestellt wird sie aus einer Spinnmasse, die inIn the older, unpublished application DE 101 29 539, a novel, seamless, tubular food casing suitable for consumption is proposed. It comprises cellulose, at least one protein and at least one filler. It is made from a spinning mass, which in
NMMO-Monohydrat gelöste Cellulose, ein Protein (speziell Casein oder Zein) sowie einen Füllstoff (speziell fein gemahlene Weizenkleie) umfaßt. Die Hülle wird
speziell als künstliche Wursthülle eingesetzt. Sie hat demgemäß ein Kaliber von etwa 20 bis 150 mm. Eine Flachfolie mit ausreichender Breite läßt sich daraus nicht erhalten. Eine solche Flachfolie ist wünschenswert beispielsweise für die Verpackung von Kochschinken oder anderen relativ großen bzw. unregelmäßig geformten Nahrungsmitteln.NMMO monohydrate dissolved cellulose, a protein (especially casein or zein) and a filler (especially finely ground wheat bran). The envelope will specially used as an artificial sausage casing. Accordingly, it has a caliber of approximately 20 to 150 mm. A flat film of sufficient width cannot be obtained from it. Such a flat film is desirable, for example, for the packaging of cooked ham or other relatively large or irregularly shaped foods.
Es bestand daher die Aufgabe, eine eßbare, d.h. insbesondere eine kaubare, kochbeständige und rauchdurchlässige Flachfolie mit einer Breite von mindestens 600 mm zur Verfügung zu stellen. Die Folie soll keine Schwankungen in ihrer Dicke oder sonstige Unregelmäßigkeiten aufweisen, so daß sich ein gleichmäßiger Folienwickel ohne sogenannte Kolbenringe herstellen läßt. Die Folie soll sich zudem auf einfache und umweltfreundliche Weise herstellen lassen, ohne daß dazu irgendwelche tierische Materialien benötigt werden.The task was therefore to provide an edible, i.e. in particular to provide a chewable, cook-resistant and smoke-permeable flat film with a width of at least 600 mm. The film should have no fluctuations in its thickness or other irregularities, so that a uniform film wrap can be produced without so-called piston rings. The film should also be able to be produced in a simple and environmentally friendly manner without the need for any animal materials.
Gefunden wurde nunmehr, daß sich eine Schlauchfolie der aus der DEIt has now been found that a tubular film from DE
101 29 539 bekannten Art auch mit einem sehr großen Kaliber, d.h. mit einem Durchmesser von etwa 200 bis 2.000 mm, gleichmäßig herstellen läßt, ohne dabei zu reißen und ohne daß dabei Dickenschwankungen auftreten. Durch Auftrennen in Längsrichtung wird die Folie dann zu einer Flachfolie verarbeitet. Die Folie läßt sich mit Hilfe einer Breitschlitzdüse auch unmittelbar als Flachfolie mit einer Breite von mehr als 600 mm herstellen.101 29 539 known type also with a very large caliber, i.e. with a diameter of about 200 to 2,000 mm, can be produced uniformly without tearing and without fluctuations in thickness occurring. The film is then processed into a flat film by cutting in the longitudinal direction. The film can also be produced directly as a flat film with a width of more than 600 mm with the aid of a slot die.
Gegenstand der Erfindung ist demgemäß eine eßbare Folie enthaltend Cellulose, mindestens einen in einer NMMO-Spinnmasse unlöslichen oder nicht gelösten Füllstoff und mindestens eine weitere, in der NMMO-Spinnmasse gelösteThe invention accordingly relates to an edible film containing cellulose, at least one filler which is insoluble or not dissolved in an NMMO spinning mass and at least one further filler dissolved in the NMMO spinning mass
Komponente, die die Struktur der ausgefällten Cellulose stört, wobei die Folie dadurch gekennzeichnet ist, daß es sich um eine Flachfolie handelt.Component that disturbs the structure of the precipitated cellulose, the film being characterized in that it is a flat film.
Die Flachfolie hat allgemein eine Breite von mindestens 600 mm, bevorzugt von 1.000 bis 6.500 mm, besonders bevorzugt von 1.500 bis 3.500 mm.The flat film generally has a width of at least 600 mm, preferably from 1,000 to 6,500 mm, particularly preferably from 1,500 to 3,500 mm.
Die Cellulose stammt bevorzugt aus TCF- oder ECF-Zellstoff (Total Chlorine Free- bzw. Elemental Chlorine Free-Zellstoff). Ihr Carbonyl- und Carboxyl-
gruppengehalt beträgt allgemein weniger als 50 μmol/g, der Anteil an Schwermetallen darin weniger als 20 ppm. Der Polymerisationsgrad DP (bestimmt nach der Cuoxam-Methode) der Cellulose liegt bevorzugt 300 bis 1.000, bevorzugt 300 bis 900, besonders bevorzugt 500 bis 850. Als besonders günstig hat sich ein Sulfitzellstoff mit einem Cuoxam-DP von etwa 800 bis 850 erwiesen.The cellulose preferably comes from TCF or ECF pulp (Total Chlorine Free or Elemental Chlorine Free pulp). Your carbonyl and carboxyl Group content is generally less than 50 μmol / g, the proportion of heavy metals therein is less than 20 ppm. The degree of polymerization DP (determined by the Cuoxam method) of the cellulose is preferably 300 to 1,000, preferably 300 to 900, particularly preferably 500 to 850. A sulfite pulp with a Cuoxam-DP of about 800 to 850 has proven to be particularly favorable.
Der Anteil an Cellulose in der Folie beträgt allgemein 30,0 bis 80,0 Gew.-%, bevorzugt 40,0 bis 70,0 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gewicht der trockenen, d.h. wasser- und glycerinfreien Folie.The proportion of cellulose in the film is generally 30.0 to 80.0% by weight, preferably 40.0 to 70.0% by weight, in each case based on the weight of the dry, i.e. water and glycerin free film.
Die Komponente, die die Struktur der ausgefällten Cellulose stört, ist bevorzugt ein Protein. Das Protein wiederum ist bevorzugt ein natürliches, globuläres Protein, insbesondere Casein (Milcheiweiß), Sojaprotein, Gluten (Weizenprotein), Zein (Maisprotein), Ardein (Erdnußprotein) oder Erbsenprotein. Prinzipiell geeignet ist jedes Protein, das zusammen mit Cellulose in NMMO-Monohydrat bei erhöhter Temperatur (etwa 85 bis 105 °C) löslich ist. Um die Löslichkeit des Proteins in den Fäll- und Waschbädern und auch später beim Gebrauch der Folie zu vermindern oder aufzuheben, hat es sich als zweckmäßig erwiesen, es vorher zu vernetzen. Das läßt sich beispielsweise erreichen durch Umsetzen des Proteins mit einem Aldehyd, Methylol, Epoxid und/oder einem vernetzend wirkenden Enzym. Die Begriffe „Aldehyd", „Methylol" usw. schließen dabei Verbindungen mit mehr als einer Carbaldehyd- bzw. Methylolgruppe ein. So sind Dimethylolethylenharnstoff und Dialdehyde, insbesondere Glyoxal, Malonaldehyd, Succinaldehyd und Glutaraldehyd, besonders geeignete Vernetzer. Die Vernetzung erfolgt üblicherweise in Gegenwart von Lewis-Säuren. Bei derThe component that disrupts the structure of the precipitated cellulose is preferably a protein. The protein in turn is preferably a natural, globular protein, in particular casein (milk protein), soy protein, gluten (wheat protein), zein (corn protein), ardein (peanut protein) or pea protein. In principle, any protein is suitable which, together with cellulose, is soluble in NMMO monohydrate at elevated temperature (approx. 85 to 105 ° C). In order to reduce or eliminate the solubility of the protein in the precipitation and washing baths and also later when using the film, it has proven to be expedient to crosslink it beforehand. This can be achieved, for example, by reacting the protein with an aldehyde, methylol, epoxide and / or a cross-linking enzyme. The terms "aldehyde", "methylol" etc. include compounds with more than one carbaldehyde or methylol group. Thus, dimethylolethylene urea and dialdehydes, in particular glyoxal, malonaldehyde, succinaldehyde and glutaraldehyde, are particularly suitable crosslinkers. Crosslinking is usually carried out in the presence of Lewis acids. In the
Vernetzung reagieren nicht nur die freien Aminogruppen und etwa vorhandene Säureamidgruppen des Proteins, sondern auch die Iminogruppen der Peptidbindungen und die Hydroxygruppen des Serins. Ein geeignetes vernetzend wirkendes Enzym ist beispielsweise Transglutaminase. Weitere geeignete Komponenten zur Störung der Struktur der ausgefällten Cellulose sind daneben auch Homo- oder Heteropolysaccharide oder Derivate davon, Wachse, Kohlenwasserstoffe und/oder synthetische (Co-)Polymere, wobei all diese Komponenten gegebenenfalls abgemischt sind mit Protein(en). Ein geeignetes
Homopolysaccharid ist beispielsweise Stärke. Ein geeignetes Derivat davon ist beispielsweise Stärkeacetat. Von den Heteropolysacchariden sind Carrageenan, Xanthan und Alginat besonders hervorzuheben. Das Wachs ist beispielsweise Bienenwachs, Carnaubawachs oder Candelillawachs, der Kohlenwasserstoff ist beispielsweise ein eßbarer Naturkautschuk. Von den synthetischen Polymeren oder Copolymeren (abgekürzt (Co-)Polymere) eignen sich Polyvinylalkohol und Polyethylenoxid. All die genannten Bestandteile müssen naturgemäß toxikologisch unbedenklich sein. Die Löslichkeit des Proteins in dem wäßrigen NMMO des Fällbads und in dem Wasser der Waschbäder ist gegebenenfalls durch Umsetzung mit geeigneten Vernetzern vermindert.Crosslinking not only reacts to the free amino groups and any acid amide groups of the protein, but also the imino groups of the peptide bonds and the hydroxyl groups of the serine. A suitable crosslinking enzyme is, for example, transglutaminase. Other suitable components for disrupting the structure of the precipitated cellulose are also homo- or heteropolysaccharides or derivatives thereof, waxes, hydrocarbons and / or synthetic (co) polymers, all of these components possibly being mixed with protein (s). A suitable one Homopolysaccharide is, for example, starch. A suitable derivative thereof is, for example, starch acetate. Of the heteropolysaccharides, carrageenan, xanthan and alginate are particularly noteworthy. The wax is, for example, beeswax, carnauba wax or candelilla wax, and the hydrocarbon is, for example, an edible natural rubber. Of the synthetic polymers or copolymers (abbreviated (co) polymers), polyvinyl alcohol and polyethylene oxide are suitable. Naturally, all of the ingredients mentioned must be toxicologically safe. The solubility of the protein in the aqueous NMMO of the precipitation bath and in the water of the wash baths is reduced, if appropriate, by reaction with suitable crosslinking agents.
Der Anteil der Komponente(n), die eine Störung der Kristallstruktur der ausgefällten Cellulose bewirken, beträgt allgemein etwa 20 bis 70 Gew.-%, bevorzugt etwa 30 bis 60 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der erfindungs- gemäßen Flachfolie.The proportion of component (s) which disturb the crystal structure of the precipitated cellulose is generally about 20 to 70% by weight, preferably about 30 to 60% by weight, in each case based on the total weight of the flat film according to the invention.
Besonders bevorzugt sind Hüllen, die mindestens ein Protein und mindestens eine der weiteren genannten strukturstörenden Komponenten enthält. In diesem Fall beträgt der Anteil an Protein(en) bevorzugt 10 bis 40 Gew.-% und der Anteil der weiteren strukturstörenden Komponente(n) 10 bis 30 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der trockenen Hülle.Envelopes which contain at least one protein and at least one of the other structure-disrupting components mentioned are particularly preferred. In this case the proportion of protein (s) is preferably 10 to 40% by weight and the proportion of the further structure-disturbing component (s) 10 to 30% by weight, in each case based on the total weight of the dry shell.
Wie die oben genannten Proteine unterbrechen auch die Füllstoffe die Struktur der Cellulose. Sie vermindern die Dehnbarkeit einer aus der Spinnmasse durch Extrusion hergestellten Folie ohne deren Festigkeit wesentlich zu beeinträchtigen.Like the proteins mentioned above, the fillers also break the structure of the cellulose. They reduce the stretchability of a film made from the spinning mass by extrusion without significantly impairing its strength.
Der Füllstoff kann organischer oder anorganischer Natur sein, bevorzugt sind zerkleinerte Naturprodukte. So ist fein gemahlene Kleie, insbesondere Weizenkleie, gut geeignet. Verwendbar sind daneben fein gemahlene Naturfasern, insbesondere Flachs-, Hanf- oder Baumwollfasern, Baumwoll- Linters, Chitin, Chitosan, Guarkernmehl, Johannisbrotkernmehl oder mikrokristalline Cellulose. Anorganische Füllstoffe sind beispielsweise fein gemahlenes Calciumcarbonat oder SiO2-Pulver.
Der Füllstoff besteht allgemein aus Partikeln mit einer Korngröße von weniger als 200 μm, bevorzugt 20 bis 150 μm, besonders bevorzugt 30 bis 100 μm, aufweist. Bei den Füllstoffen, die eine gewisse Löslichkeit in NMMO-Monohydrat haben, bezieht sich die Korngröße auf den Zeitraum nach der Regeneration. Die Partikelgröße ist damit praktisch identisch mit der, die sich an der aus derThe filler can be organic or inorganic in nature, and comminuted natural products are preferred. So finely ground bran, especially wheat bran, is well suited. In addition, finely ground natural fibers can be used, in particular flax, hemp or cotton fibers, cotton linters, chitin, chitosan, guar gum, locust bean gum or microcrystalline cellulose. Inorganic fillers are, for example, finely ground calcium carbonate or SiO 2 powder. The filler generally consists of particles with a grain size of less than 200 μm, preferably 20 to 150 μm, particularly preferably 30 to 100 μm. For fillers that have a certain solubility in NMMO monohydrate, the grain size refers to the period after regeneration. The particle size is practically identical to that resulting from the
Spinnmasse hergestellten Nahrungsmittelhülle messen läßt. Die gewünschte Korngröße läßt sich einstellen beispielsweise durch Trocken- oder Naßmahlen und, soweit erforderlich, durch Sieben auf bestimmte Korngrößenfraktionen. Der Grobkornanteil kann dann in den Mahlprozeß zurückgeführt werden. Der Durchmesser der Füllstoffpartikel muß in jedem Fall geringer sein als die Dicke einer aus der Spinnmasse hergestellten Folie, damit keine Löcher in der Folie entstehen können. Füllstoffe mit einer plättchenförmigen Form ordnen sich - bedingt durch die Strömungsverhältnisse bei der Extrusion - im wesentlichen parallel zur Oberfläche der Folie an. Die Länge bzw. Breite der plättchenförmigen Partikel kann dann auch größer sein als die Dicke der Folie. Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Flachfolie kann auch eine vorbehandelte Cellulose eingesetzt werden. Der Füllstoff ist dann besonders gleichmäßig verteilt.Let spinning mass measured food casing. The desired grain size can be set, for example, by dry or wet grinding and, if necessary, by sieving to certain grain size fractions. The coarse grain fraction can then be returned to the grinding process. The diameter of the filler particles must in any case be less than the thickness of a film made from the spinning mass, so that no holes can form in the film. Fillers with a platelet shape are arranged essentially parallel to the surface of the film due to the flow conditions during extrusion. The length or width of the platelet-shaped particles can then also be greater than the thickness of the film. A pretreated cellulose can also be used in the production of the flat film according to the invention. The filler is then particularly evenly distributed.
Der Anteil an Füllstoff(en) beträgt allgemein 1 bis 150 Gew.-%, bevorzugt 5 bis 100 Gew.-%, besonders bevorzugt 20 bis 80 Gew.-%, jeweils bezogen auf dasThe proportion of filler (s) is generally 1 to 150% by weight, preferably 5 to 100% by weight, particularly preferably 20 to 80% by weight, in each case based on the
Gesamtgewicht von (trockener) Cellulose und strukturstörender Komponente.Total weight of (dry) cellulose and structure-disrupting components.
In einer bevorzugten Ausführungsform enthält die Hülle mindestens einen Stabilisator, der einen unerwünschten Abbau der Cellulose oder des NMMO's verhindern oder verlangsamen. Der Stabilisator wirkt zweckmäßig antioxidativ und/oder basisch. Das gilt beispielsweise für NaOH,
alkylester (speziell Propylgallat), Reduktone, Phenylendiamin oder Hydroxylamin. Diese und weitere Zusatzstoffe sind beispielsweise in der EP-A 047 929 beschrieben. Der Anteil an Stabilisator(en) beträgt allgemein 0,2 bis 2,0 Gew.-%, bevorzugt 0,6 bis 1 ,0 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gewicht der Cellulose.In a preferred embodiment, the sheath comprises at least one stabilizer which prevent or slow down undesirable degradation of the cellulose or NMMO 's. The stabilizer expediently has an antioxidant and / or basic effect. This applies, for example, to NaOH, alkyl esters (especially propyl gallate), reductones, phenylenediamine or hydroxylamine. These and other additives are described, for example, in EP-A 047 929. The proportion of stabilizer (s) is generally 0.2 to 2.0% by weight, preferably 0.6 to 1.0% by weight, in each case based on the weight of the cellulose.
Gegebenenfalls enthält die erfindungsgemäße Flachfolie Fasern. Wie die Füllstoffe lösen sich die Fasern nicht in der Spinnmasse. Prinzipiell handelt es
sich um die gleichen Fasern, die auch bei der Herstellung von Kollagendärmen eingesetzt werden. Die Fasern sind beispielsweise Cellulosefasern, Baumwollfasern, Baumwoll-Linters, Flachsfasern, Hanffasern, Chitosan-Fibride oder entsprechend unlösliche synthetische Polymere. Sie lösen sich praktisch nicht in wäßrigem NMMO oder in NMMO-Monohydrat. Dafür müssen sie in einigen FällenThe flat film according to the invention optionally contains fibers. Like the fillers, the fibers do not dissolve in the spinning mass. In principle, it is about are the same fibers that are used in the production of collagen casings. The fibers are, for example, cellulose fibers, cotton fibers, cotton linters, flax fibers, hemp fibers, chitosan fibrids or correspondingly insoluble synthetic polymers. They practically do not dissolve in aqueous NMMO or in NMMO monohydrate. To do this, in some cases
(das gilt insbesondere für die Cellulosefasern) durch entsprechende Vorbehandlung inertisiert werden. Das gelingt beispielsweise durch ein Vernetzen der Oberfläche der Fasern mit Aldehyden, insbesondere Glyoxal, oder mit Citronensäure. Durch die Fasern wird die mechanische Stabilität der Folie in Querrichtung verbessert. Die Länge der Fasern beträgt allgemein 250 μm bis(this applies in particular to the cellulose fibers) by appropriate pretreatment. This is achieved, for example, by crosslinking the surface of the fibers with aldehydes, in particular glyoxal, or with citric acid. The fibers improve the mechanical stability of the film in the transverse direction. The length of the fibers is generally 250 μm to
2 mm, bevorzugt 300 μm bis 1 ,0 mm. Ihr Anteil, bezogen auf das Gewicht der Flachfolie, beträgt allgemein etwa 0,5 bis 10 Gew.-%, bevorzugt 1 bis 6 Gew.-%.2 mm, preferably 300 μm to 1.0 mm. Their proportion, based on the weight of the flat film, is generally about 0.5 to 10% by weight, preferably 1 to 6% by weight.
Verfahren zur Herstellung von Spinnlösungen aus Cellulose, N-Methyl-morpholin- N-oxid (NMMO) und Wasser sind prinzipiell bekannt. Dabei wird Wasser aus einer Suspension aus Cellulose und wäßrigem NMMO bei erhöhter Temperatur, vermindertem Druck und unter Einwirkung von Scherkräften abgezogen bis aus dem wäßrigen NMMO im wesentlichen NMMO-Monohydrat geworden ist und die Cellulose sich in dem NMMO-Monohydrat gelöst hat. Die so erhaltene Spinnlösung kann einen Anteil an gelöster Cellulose von etwa 5 bis 20 Gew.-%, bevorzugt etwa 7 bis 15 Gew.-%, bezogen auf ihr Gesamtgewicht, enthalten.Processes for producing spinning solutions from cellulose, N-methylmorpholine-N-oxide (NMMO) and water are known in principle. Water is drawn off from a suspension of cellulose and aqueous NMMO at elevated temperature, reduced pressure and under the action of shear forces until the aqueous NMMO has essentially become NMMO monohydrate and the cellulose has dissolved in the NMMO monohydrate. The spinning solution obtained in this way can contain a proportion of dissolved cellulose of about 5 to 20% by weight, preferably about 7 to 15% by weight, based on its total weight.
Zur Herstellung der erfindungsgemäße Folie kann das Verfahren wie folgt variiert werden: Zunächst wird die vorbehandelte Cellulose mit wäßrigem (40 bis 90 gew.-%igem, bevorzugt etwa 60 gew.-%igem) NMMO vermischt. Stabilisatoren können bereits in dem wäßrigen NMMO enthalten sein oder der Mischung zugegeben werden. Parallel dazu wird eine Mischung aus Füllstoff, der vorher auf die passende Korngröße gebracht worden ist, und wäßrigem NMMO hergestellt. Stabilisatoren können wiederum in dem wäßrigen NMMO enthalten sein oder der Mischung zugegeben werden. Eventuell vorhandene wasserlösliche Anteile derThe process for producing the film according to the invention can be varied as follows: First, the pretreated cellulose is mixed with aqueous (40 to 90% by weight, preferably about 60% by weight) NMMO. Stabilizers can already be contained in the aqueous NMMO or added to the mixture. In parallel, a mixture of filler, which has previously been brought to the appropriate grain size, and aqueous NMMO is produced. Stabilizers can in turn be contained in the aqueous NMMO or added to the mixture. Possibly existing water-soluble parts of the
Füllstoffe werden gegebenenfalls vorher durch Behandeln mit Wasser herausgelöst und entfernt. Um den Füllstoff möglichst gleichmäßig in dem wäßrigen NMMO zu verteilen, ist der Einsatz eines Rührers mit hoher Scher-
wirkung vorteilhaft. Die in der Spinnmasse gelöste Komponente, die die Struktur der gefällten Cellulose stört (das ist vorzugsweise ein Protein), wird ebenfalls zunächst mit wäßrigem NMMO vermischt, gegebenenfalls unter Zusatz von Stabilisator(en). Die auf diese Weise hergestellten einzelnen Suspensionen werden dann zusammengeführt und miteinander vermischt. Aus der Mischung wird dann unter Rühren bei erhöhter Temperatur und vermindertem Druck solange Wasser abgezogen, bis aus dem wäßrigen NMMO im wesentlichen NMMO-Monohydrat geworden ist. Das Lösemittel besteht dann zu etwa 87 Gew.-% aus NMMO und 13 Gew.-% aus Wasser, erkennbar an einem Brechungsindex nD von etwa 1 ,4887 (gemessen bei 85 °C). Die Cellulose wie auch die Komponente, die die Struktur der ausgefällten Cellulose stört, lösen sich dabei vollständig in dem NMMO-Monohydrat.Fillers are optionally removed and removed beforehand by treatment with water. In order to distribute the filler as evenly as possible in the aqueous NMMO, the use of a stirrer with high shear effect beneficial. The component dissolved in the dope, which disrupts the structure of the precipitated cellulose (which is preferably a protein), is likewise first mixed with aqueous NMMO, optionally with the addition of stabilizer (s). The individual suspensions produced in this way are then brought together and mixed together. Water is then drawn off from the mixture with stirring at elevated temperature and reduced pressure until the aqueous NMMO has essentially become NMMO monohydrate. The solvent then consists of approximately 87% by weight of NMMO and 13% by weight of water, recognizable by a refractive index n D of approximately 1.4887 (measured at 85 ° C.). The cellulose as well as the component that disturbs the structure of the precipitated cellulose completely dissolve in the NMMO monohydrate.
Das Entfernen des überschüssigen Wassers kann ein- oder zweistufig erfolgen. Dafür sind einfache Rührbehälter mit geringer Scherwirkung und großer Wärmeaustauschfläche, Extruder, Kneter oder Dünnschichtverdampfer mit größerem Scherfeld und vergleichsweise geringer Wärmeaustauschfläche verwendbar.The excess water can be removed in one or two stages. Simple mixing vessels with low shear and a large heat exchange surface, extruders, kneaders or thin film evaporators with a larger shear field and comparatively small heat exchange surface can be used for this.
Anstatt die Komponenten einzeln in wäßrigem NMMO zu suspendieren und die Suspensionen dann zusammenzuführen, können sie auch in einem einzigenInstead of suspending the components individually in aqueous NMMO and then combining the suspensions, they can also be combined in a single one
Behälter suspendiert werden. Die Reihenfolge, in der die Komponenten zugegeben werden, ist dabei frei wählbar. Zweckmäßig wird der Füllstoff jedoch zuletzt hinzugefügt, damit sich sicherstellen läßt, daß die anderen Bestandteile in dem NMMO-Monohydrat gelöst sind und eine homogene Lösung gebildet haben. Wie beschrieben, wird dann auch in diesem Fall das überschüssige Wasser abgezogen und die Mischung bei erhöhter Temperatur gehalten, gegebenenfalls unter Rühren bzw. Kneten, bis die Komponenten, mit Ausnahme des Füllstoffs, in Lösung gegangen sind. Welche Verfahrensweise günstiger ist, richtet sich auch nach der Art der eingesetzten Komponenten. So sollte ein in wäßrigem NMMO bzw. NMMO-Monohydrat (partiell) löslicher Füllstoff möglichst spät hinzugefügt werden, damit nicht zuviel davon in Lösung geht und die Partikelgröße nicht zu stark abnimmt.
Die erfindungsgemäße Flachfolie kann nach allgemein bekannten Verfahren (WO 97/31970) über Formwerkzeuge, beispielsweise über eine Breitschlitzdüse oder eine beheizte Ringschlitzdüsen mit großem Durchmesser, zu einer Flachfolie oder zu einem nahtlosen Schlauch extrudiert werden, wobei aus dem Schlauch durch Aufschneiden wiederum eine Flachfolie erhalten wird.Containers are suspended. The order in which the components are added is freely selectable. However, the filler is expediently added last so that it can be ensured that the other constituents are dissolved in the NMMO monohydrate and have formed a homogeneous solution. As described, the excess water is then also drawn off in this case and the mixture is kept at an elevated temperature, optionally with stirring or kneading, until the components, with the exception of the filler, have gone into solution. Which procedure is more favorable also depends on the type of components used. A filler that is (partially) soluble in aqueous NMMO or NMMO monohydrate should be added as late as possible so that not too much of it goes into solution and the particle size does not decrease too much. The flat film according to the invention can be extruded according to generally known methods (WO 97/31970) using molding tools, for example using a wide slot die or a heated ring slot die with a large diameter, to form a flat film or a seamless tube, with a flat film again being obtained from the tube by cutting it open becomes.
Vor der Extrusion hat die hoch viskose Spinnmasse allgemein eine Temperatur von etwa 80 bis 100 °C, bevorzugt etwa 90 °C. Bei der Herstellung von kleinkalibrigen Schlauchfolien nach dem NMMO-Verfahren wird die Spinnlösung üblicherweise durch eine einzige Zuführleitung in den Düsenkörper eingespeist.Before the extrusion, the highly viscous spinning mass generally has a temperature of approximately 80 to 100 ° C., preferably approximately 90 ° C. When producing small-caliber tubular films using the NMMO process, the spinning solution is usually fed into the nozzle body through a single feed line.
Bei größeren Durchmessern führt dies jedoch zu einer ungleichmäßigen Druckverteilung im Düsenkörper und damit zu Unterschieden in der Wandstärke des extrudierten Schlauches. Das Problem läßt sich dadurch beseitigen, daß - entsprechend dem Düsendurchmesser - mehrere Zuleitungen gleichmäßig verteilt über den Umfang des Düsenkörpers angeordnet sind. Die Zuleitungen werden zweckmäßig als Doppelmantelrohr ausgeführt. Zweckmäßig enthält der Innenraum der Düse spezielle Einbauten, die eine gleichmäßige Verteilung des Massestroms über den gesamten Umfang des Ringschlitzes bewirken. Gleichmäßige Fließeigenschaften der Spinnmasse lassen sich durch eine exakte Temperatureinstellung des Düsenkörpers erreichen. Dazu sollte er optimal wärmeisoliert sein. Der Volumenstrom des Heizmediums sollte so gewählt werden, daß zwischen dessen Eintritts- und Austrittsstelle praktisch keine Temperaturdifferenz auftritt. Dazu ist es von Vorteil, die Eintritts- und die Austrittsstelle alternierend zu betreiben.With larger diameters, however, this leads to an uneven pressure distribution in the nozzle body and thus to differences in the wall thickness of the extruded hose. The problem can be eliminated in that - according to the nozzle diameter - several feed lines are arranged evenly distributed over the circumference of the nozzle body. The supply lines are expediently designed as double-jacket pipes. The interior of the nozzle expediently contains special internals which bring about a uniform distribution of the mass flow over the entire circumference of the ring slot. Uniform flow properties of the spinning mass can be achieved by an exact temperature setting of the nozzle body. For this purpose, it should be optimally insulated. The volume flow of the heating medium should be selected so that there is practically no temperature difference between its entry and exit points. It is advantageous to operate the entry and exit points alternately.
Wichtig ist ferner eine genaue Einstellung des Düsenspalts um sicherzustellen, daß die Schlauchfolie über den gesamten Umfang eine gleichmäßige Dicke hat. Zwischen dem äußeren Düsenring und dem inneren zylindrischen Gegenlager muß ein konzentrischer Spalt erzeugt werden. Die Spalteinstellung kann über eine Verschiebung der Ringdüse erfolgen, gesteuert beispielsweise durch eineIt is also important to set the nozzle gap precisely to ensure that the tubular film has a uniform thickness over the entire circumference. A concentric gap must be created between the outer nozzle ring and the inner cylindrical counter bearing. The gap can be adjusted by moving the ring nozzle, for example controlled by a
Messung des Dickenprofils am extrudierten Produkt. Die Verschiebung selbst kann mechanisch, thermisch oder piezo-elektrisch erfolgen.
Der Schlauch durchläuft zunächst eine Luftstrecke von etwa 2 bis 20 cm Länge, in der er durch einen von innen wirkenden Gasdruck (allgemein erzeugt durch Druckluft) in der zylindrischen Form gehalten wird, so daß die Innenwände nicht zusammenkleben können. Vorzugsweise findet in der Luftstrecke auch eine Querverstreckung statt. Durch einen entsprechenden Innendruck wird sie beispielsweise so gesteuert, da die Flachbreite des Schlauches 5 bis 10 % über der eines nicht verstreckten Schlauches liegt. Der Schlauch gelangt dann in ein Fällbad, in dem die Cellulose und die übrigen Feststoff-Bestandteile der Spinnmasse gefällt werden. Das Fällbad besteht üblicherweise aus einer verdünnten (etwa 15 gew.-%igen) wäßrigen NMMO-Lösung. Fällflüssigkeit wird dabei auch in das Innere des Schlauches geführt (sogenanntes „Innenfällbad"). Die Innenbadlösung wird bei kleinkalibrigen Schläuchen allgemein über ein einziges in der Mitte angeordnetes Rohr zugeführt. Bei größeren Schlauchdurchmessern sollte die Zufuhr des frischen Innenfällbads dagegen an mehreren Stellen gleichzeitig erfolgen. Bei einer gedachten Aufteilung desMeasurement of the thickness profile on the extruded product. The shift itself can take place mechanically, thermally or piezo-electrically. The hose first runs through an air gap of about 2 to 20 cm in length, in which it is held in the cylindrical shape by an internal gas pressure (generally generated by compressed air), so that the inner walls cannot stick together. A transverse stretching preferably also takes place in the air gap. Appropriate internal pressure controls it, for example, so that the flat width of the hose is 5 to 10% greater than that of an undrawn hose. The tube then passes into a precipitation bath in which the cellulose and the other solid constituents of the spinning mass are precipitated. The precipitation bath usually consists of a dilute (about 15% by weight) aqueous NMMO solution. Precipitation liquid is also fed into the interior of the hose (so-called "inner precipitation bath"). In the case of small-caliber hoses, the inner bath solution is generally supplied via a single pipe arranged in the middle. For larger hose diameters, on the other hand, the fresh inner precipitation bath should be supplied at several points at the same time. With an imaginary division of the
Schlauchquerschnitts in gleich große Sektoren sollte pro Sektor ein Zuflußrohr vorhanden sein. Die Anzahl der Sektoren wird so gewählt, daß eine optimale Durchmischung stattfindet, also bei einem relativ kleinen Schlauchquerschnitt 2 Sektoren (Teilungswinkel 180 °), mit zunehmendem Querschnitt dann 3 Sektoren (Teilungswinkel 120 °), 4 Sektoren (Teilungswinkel 90 °) usw. Allgemein sollten so viele Eintrittsstellen vorhanden sein, daß keine Turbulenzen auftreten. Die Menge des zugeführten Spinnbads richtet sich nach dem Kaliber, der Wandstärke und der Extrusionsgeschwindigkeit. Die Abfuhr des Innenbads erfolgt in analoger Weise mit entsprechend vielen Absaugrohren, so daß die Druckschwankungen im Innern des Schlauches gering bleiben. Zweckmäßig wird durch den Einsatz von Pumpen das Niveau des Innenbads konstant gehalten. Um eine möglichst kaliberkonstanten Schlauch zu erhalten ist es günstig, das Niveau des Innenbads etwas höher (d.h. etwa 5 bis 50 mm höher) als das des Außenbads einzustellen.Hose cross-section in sectors of equal size should have an inflow pipe per sector. The number of sectors is selected so that optimal mixing takes place, i.e. with a relatively small hose cross-section 2 sectors (180 ° pitch), with increasing cross-section then 3 sectors (120 ° pitch), 4 sectors (90 ° pitch) etc. General there should be so many entry points that there is no turbulence. The amount of the spinning bath supplied depends on the caliber, the wall thickness and the extrusion speed. The internal bath is removed in an analogous manner with a corresponding number of suction pipes, so that the pressure fluctuations inside the hose remain small. The level of the indoor pool is expediently kept constant by using pumps. In order to obtain a hose that is as constant as possible, it is advantageous to set the level of the indoor pool somewhat higher (i.e. about 5 to 50 mm higher) than that of the outdoor pool.
Von wesentlicher Bedeutung ist auch der Gasdruck im Innern des extrudiertenThe gas pressure inside the extruded is also essential
Schlauches zwischen Düse und Oberfläche des Innenbads. Der Druck ist für die
Längs- und Querorientierung im Luftspalt mit verantwortlich. Regeln läßt sich der Druck beispielsweise durch eine Druckmessung mit angeschlossener Luftzufuhr.Hose between the nozzle and the surface of the indoor pool. The print is for that Longitudinal and transverse orientation in the air gap are also responsible. The pressure can be regulated, for example, by measuring the pressure with a connected air supply.
Wichtig ist auch, daß der extrudierte Schlauch unter einer gleichmäßigen Spannung steht. Die Spannung beeinflußt die Dehneigenschaften der entstehenden Folie in Längs- und Querrichtung in hohem Maße. Dazu sollten die Geschwindigkeiten der Abzugswalze und der in der Nähe des Bodens des Spinnbads befindlichen Umlenkwalze getrennt einstellbar und aufeinander abstimmbar sein. Der Abstand zwischen dem Eintritt in das Spinnbad und Umlenkwalze istIt is also important that the extruded tube is under an even tension. The tension influences the stretching properties of the resulting film in the longitudinal and transverse directions to a large extent. For this purpose, the speeds of the take-off roller and the deflection roller located near the bottom of the spinning bath should be separately adjustable and coordinated with one another. The distance between the entry into the spinning bath and the deflection roller is
/ durch das Kaliber des Schlauches, seine Wandstärke und die Zusammensetzung des Bades festgelegt. Er muß so groß sein, daß das Folienmaterial ausreichend verfestigt ist, wenn es auf der Umlenkwalze flachgelegt wird. Andernfalls können die Kanten des flachgelegten Schlauches geschädigt werden./ determined by the caliber of the hose, its wall thickness and the composition of the bath. It must be large enough that the film material is sufficiently solidified when it is laid flat on the deflecting roller. Otherwise, the edges of the flat hose can be damaged.
Die Flachlegung des mit Flüssigkeit gefüllten Schlauches vor der unterenLay the hose filled with liquid in front of the lower one
Umlenkwalze ist mit steigendem Schlauchdurchmesser zunehmend problematisch. Bei kleineren Kalibern kann der Schlauch noch ohne besondere Hilfsmittel flachgelegt werden. Bei größeren Durchmessern wird zweckmäßig mit zusätzlichen Formungselementen gearbeitet, die in ausreichendem Abstand vor der Umlenkwalze eine allmähliche Anpassung an die flachgelegte Form herbeiführen.Deflecting roller is increasingly problematic with increasing hose diameter. With smaller calibres, the hose can still be laid flat without special aids. For larger diameters, it is advisable to work with additional shaping elements, which bring about a gradual adaptation to the flat form at a sufficient distance from the deflecting roller.
Der Schlauch durchläuft zur weiteren Verfestigung dann verschiedene Waschstrecken, in denen NMMO-Reste entfernt werden. Er wird dann in der Regel plastifiziert (z.B. in einem wäßrigen Glycerinbad). Die Temperatur derThe tube then runs through various washing sections for further solidification, in which NMMO residues are removed. It is then usually plasticized (e.g. in an aqueous glycerol bath). The temperature of the
Weichmacherlösung beträgt allgemein 20 bis 80 °C, bevorzugt 30 bis 70 °C. Der Schlauch wird dann getrocknet. Zweckmäßig erfolgt die Trocknung in einem Heißlufttrockner in mehreren Stufen bei abnehmender Temperatur (von etwa 150 °C am Eingang bis zu etwa 80 °C an dessen Ausgang). Gegebenenfalls kann durch einen entsprechend erhöhten Innendruck beim Trocknen eine zusätzlichePlasticizer solution is generally 20 to 80 ° C, preferably 30 to 70 ° C. The tube is then dried. The drying in a hot air dryer is expediently carried out in several stages at a decreasing temperature (from approximately 150 ° C. at the entrance to approximately 80 ° C. at the outlet). If necessary, an additional internal pressure can increase during drying
Querorientierung des Schlauches erreicht werden. Ansonsten wird der Schlauch vor Beendigung des Trockenvorgangs auf das ursprüngliche Kaliber aufgeblasen um den einmal erreichten Grad der Querorientierung zu erhalten. Anschließend
wird er wieder befeuchtet, bis sein Wassergehalt etwa 8 bis 20 Gew.-%, bevorzugt 15 bis 18 Gew.-%, beträgt. Der Schlauch wird dann nach Bedarf in Längsbahnen passender Breite geschnitten.Cross orientation of the hose can be achieved. Otherwise, the tube is inflated to the original caliber before the drying process is completed in order to maintain the degree of transverse orientation once achieved. Subsequently it is moistened again until its water content is about 8 to 20% by weight, preferably 15 to 18% by weight. The hose is then cut into lengthways of suitable width as required.
Die mechanischen Eigenschaften der so erhaltenen Nahrungsmittelhülle stimmen weitgehend überein mit denen der bekannten Kollagenhüllen. So zeigt die erfindungsgemäße Flachfolie eine Naßreißfestigkeit in Längsrichtung von etwa 4 bis 12 N/mm2, bevorzugt 5 bis 8 N/mm2, und in Querrichtung von 4 bis 7 N/mm2, eine Trockenreißfestigkeit in Längsrichtung von 15 bis 50 N/mm2, bevorzugt 20 bis 45 N/mm2, in Querrichtung von 17 bis 28 N/mm2. Die Reißdehnung inThe mechanical properties of the food casing obtained in this way largely correspond to those of the known collagen casings. The flat film according to the invention thus has a wet tensile strength in the longitudinal direction of approximately 4 to 12 N / mm 2 , preferably 5 to 8 N / mm 2 , and in the transverse direction of 4 to 7 N / mm 2 , a dry tensile strength in the longitudinal direction of 15 to 50 N / mm 2 , preferably 20 to 45 N / mm 2 , in the transverse direction from 17 to 28 N / mm 2 . The elongation at break in
Längsrichtung beträgt trocken etwa 12 bis 30 %, naß etwa 10 bis 20 %. Die Reißdehnung in Querrichtung beträgt im trockenen Zustand 20 bis 25 %, im nassen Zustand 23 bis 28 %.Longitudinal dry is about 12 to 30%, wet about 10 to 20%. The elongation at break in the transverse direction is 20 to 25% in the dry state and 23 to 28% in the wet state.
Die erfindungsgemäße Flachfolie hat allgemein eine Dicke von 20 bis 60 μm. bevorzugt 30 bis 50 μm. Sie ist ist damit gut kaubar und eignet sich als eßbare Verpackungshülle, beispielsweise für Kochschinken. Die Herstellung von eßbaren Nahrungsmittelhüllen ist im übrigen auch in der nicht vorveröffentlichten Anmeldung DE 101 29 539 beschrieben.The flat film according to the invention generally has a thickness of 20 to 60 μm. preferably 30 to 50 μm. It is therefore easy to chew and is suitable as an edible packaging cover, for example for cooked ham. The production of edible food casings is also described in the unpublished application DE 101 29 539.
Die nachfolgenden Beispiele verdeutlichen die Erfindung. Prozente sind darin Gewichtsprozente, soweit nicht anders angegeben oder aus dem Zusammenhang ersichtlich.The following examples illustrate the invention. Percentages are percentages by weight unless otherwise stated or can be seen from the context.
Beispiel 1 : (Eßbare Flachfolie mit gefällter Cellulose und Weizenkleie)Example 1: (Edible flat film with precipitated cellulose and wheat bran)
3,9 kg gemahlene und auf eine Korngröße von weniger als 63 μm gesiebte Weizenkleie mit einem Trockengehalt (TG) von 92 % wurden in 67,9 kg einer 60 %igen NMMO-Lösung eingerührt. Dieser Suspension wurden 0,33 kg Zein (TG: 90 %) und 2,87 kg gemahlener Holzzellstoff (Sulfitzellstoff, Elementar-Chlor- Frei gebleicht, sogenannter ECF-Zellstoff; Partikelgröße weniger als 3 mm) zugefügt. Durch Zugabe von NaOH wurde dann ein pH-Wert von 11 eingestellt. Als Stabilisator wurden zusätzlich 12 g Propylgallat zugesetzt.
In einem Rührwerksbehälter mit Einbauten zur Erhöhung der Scherwirkung wurde bei vermindertem Druck (der Druck betrug etwa 25 mbar) und steigender Temperatur Wasser abdestilliert bis eine NMMO-Konzentration von 87 % vorlag (das NMMO lag damit praktisch vollständig als NMMO-Monohydrat vor). Die so entstandene Spinnmasse wies einen Brechungsindex nD von 1 ,4885 und eine3.9 kg of ground and sieved to a grain size of less than 63 μm wheat bran with a dry matter (TG) of 92% were stirred into 67.9 kg of a 60% NMMO solution. 0.33 kg of zein (TG: 90%) and 2.87 kg of ground wood pulp (sulfite pulp, elemental chlorine-free bleached, so-called ECF pulp; particle size less than 3 mm) were added to this suspension. A pH of 11 was then set by adding NaOH. An additional 12 g of propyl gallate was added as a stabilizer. In an agitator vessel with internals to increase the shear effect, water was distilled off under reduced pressure (the pressure was about 25 mbar) and increasing temperature until an NMMO concentration of 87% was present (the NMMO was therefore almost completely in the form of NMMO monohydrate). The resulting spinning mass had a refractive index n D of 1, 4885 and one
Nullscherviskosität von 7.100 Pa s auf, jeweils bestimmt bei 85 °C.Zero shear viscosity of 7,100 Pa s, determined at 85 ° C.
Die Spinnmasse wurde dann bei einer Temperatur von 90 °C durch eine Ringspaltdüse mit einem Spaltdurchmesser von 30 cm und einer Spaltweite von 0,5 mm extrudiert. Der daraus resultierende Folienschlauch durchlief eine 10 cm lange Luftstrecke, in der er durch von innen wirkende Druckluft faltenfrei gehalten wurde, bevor er in ein Fällbad, bestehend aus einer gekühlten (etwa 15 °C), etwa 15 %igen wäßrigen NMMO-Lösung , eintrat. Die gleiche gekühlte Fällbadflüssigkeit wurde auch in das Innere des Folienschlauchs eingebracht, wobei der Spiegel des Innenfällbads in etwa auf gleicher Höhe mit dem desThe spinning mass was then extruded at a temperature of 90 ° C. through an annular gap die with a gap diameter of 30 cm and a gap width of 0.5 mm. The resulting film tube passed through a 10 cm air gap in which it was kept wrinkle-free by compressed air acting from the inside before entering a precipitation bath consisting of a cooled (about 15 ° C), about 15% aqueous NMMO solution , The same cooled precipitation bath liquid was also introduced into the interior of the film tube, the level of the interior precipitation bath being approximately at the same level as that of the
Außenfällbads lag. Das Innenfällbad wurde kontinuierlich erneuert.Outdoor fall pool lay. The indoor precipitation bath was continuously renewed.
Der Schlauch durchlief dann eine Fällbadstrecke von 1 ,5 m Länge, wobei er auf halber Distanz durch eine am Boden des Fällbades befindlichen Rolle umgelenkt wurde. Er war dann so weit querverstreckt, daß die Flachbreite nach Verlassen der Spinnkufe 51 cm betrug. Anschließend durchlief der Schlauch 4 Waschkufen mit insgesamt 8 oben und unten angeordneten Umlenkrollen, einer Badtiefe von jeweils 2,5 m und einer Luftstrecke von 0,5 m. Am Ende der letzten Kufe wurde Wasser eingeleitet, das im Gegenstrom durch die Waschkufen geführt wurde. Auf diese Weise wurde der NMMO-Gehalt am Ausgang der 1. Kufe bei 12 bis 16 % gehalten. Die Temperatur wurde dabei auf 60 bis 70 °C in der letzten Waschkufe erhöht. Zum Schluß wurde der Schlauch durch eine Weichmacherkufe geführt, die eine 10 %ige Glycerinlösung enthielt. Die Flachbreite des Schlauchs betrug beim Verlassen der Weichmacherkufe 47 cm. Der Schlauch wurde dann in einem Düsentrockner in nicht-aufgeblasenem Zustand waagerecht schwebend vorgetrocknet. Anschließend wurde er zwischen 2 Quetschwalzenpaaren in aufgeblasenem Zustand mit Heißluft getrocknet. Der Trockner wies mehrere Zonen auf, wobei die Temperatur von einer Zone zur nächsten abnahm. Die Zone
am Eingang hatte eine Temperatur von 120 °C, die am Ausgang von 80 °C. Am Ausgang des Trockners hatte der Schlauch eine Flachbreite von 55 bis 60 cm. Danach wurde der Schlauch wieder angefeuchtet bis sein Wassergehalt bei 8 bis 12 % lag (bezogen auf das Gewicht des Schlauches). Anschließend wurde der Schlauch in Längsrichtung aufgeschnitten und aufgewickelt.The hose then ran through a precipitation bath section of 1.5 m in length, where it was deflected halfway by a roller located at the bottom of the precipitation bath. It was then stretched so far that the flat width after leaving the spinning skid was 51 cm. The hose then went through 4 washing runners with a total of 8 deflection rollers arranged at the top and bottom, a bath depth of 2.5 m each and an air gap of 0.5 m. At the end of the last runner, water was introduced, which was passed through the wash runners in countercurrent. In this way the NMMO content at the exit of the first runner was kept at 12 to 16%. The temperature was raised to 60 to 70 ° C in the last washing runners. Finally, the tube was passed through a plasticizer runner containing a 10% glycerol solution. The flat width of the hose was 47 cm when leaving the plasticizer runner. The tube was then pre-dried in a jet dryer in an uninflated state, floating horizontally. Then it was dried between 2 pairs of squeeze rollers in the inflated state with hot air. The dryer had multiple zones with the temperature decreasing from one zone to the next. The zone at the entrance had a temperature of 120 ° C, at the exit of 80 ° C. At the exit of the dryer, the hose had a flat width of 55 to 60 cm. The hose was then moistened again until its water content was 8 to 12% (based on the weight of the hose). The tube was then cut open in the longitudinal direction and wound up.
Beispiel 2: (Eßbare Folie mit gefällter Cellulose, Weizenkleie und Cellulosefasern) Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei diesmal jedoch 1 ,7 kg oberflächlich vernetzte Cellulosefasern mit einer durchschnittlichen Länge von 150 μm und einer maximalen Länge von weniger als 1 mm sowie 2,3 kg gemahlene und auf eine Korngröße von weniger als 63 μm gesiebte Weizenkleie (TG: 92 %) in 67,9 kg einer 60 %igen NMMO-Lösung eingerührt wurden. Daraus wurde wie im Beispiel 1 beschrieben eine Spinnmasse hergestellt. Diese wurde zu einer Schlauchfolie verarbeitet, aus der nach dem Auftrennen in Längsrichtung eine Flachfolie hervorging.Example 2: (Edible film with precipitated cellulose, wheat bran and cellulose fibers) Example 1 was repeated, but this time 1.7 kg of surface-crosslinked cellulose fibers with an average length of 150 μm and a maximum length of less than 1 mm and 2.3 kg ground and sifted to a grain size of less than 63 μm wheat bran (TG: 92%) were stirred into 67.9 kg of a 60% NMMO solution. A spinning mass was produced from this as described in Example 1. This was processed into a tubular film, from which a flat film emerged in the longitudinal direction after the separation.
Beispiel 3: (Eßbare Flachfolie mit gefällter Cellulose und Weizenkleie)Example 3: (Edible flat film with precipitated cellulose and wheat bran)
3,9 kg gemahlener und auf eine Korngröße von weniger als 63 μm gesiebte Weizenkleie mit einem TG von 92 % wurden in 58,2 kg einer 70 %igen wäßrigen3.9 kg of ground and sieved to a grain size of less than 63 microns wheat bran with a TG of 92% were in 58.2 kg of a 70% aqueous
NMMO-Lösung eingerührt. Durch Zugabe von NaOH wurde ein pH-Wert von 11 eingestellt. Der dabei entstandenen Suspension wurden dann 0,33 kg Zein (TG: 90 %) und 5,4 kg gemahlener Holzzellstoff, der in Wasser aufgeschlagen und anschließend mit Hilfe einer Vakuumpresse auf einen TG von 50 % eingestellt worden war, zugefügt. Als Stabilisator wurden zusätzlich 12 g Propylgallat beigemischt. Die erhaltene Maische wurde einem kontinuierlich arbeitenden Kneter zudosiert. Bei einem verminderten Druck von etwa 25 mbar und einer Temperatur von bis zu 99 °C wurde dann Wasser abdestilliert. Der Maischezulauf war so eingestellt, daß die Lösung, die den Kneter verließ, einen Brechungsindex nD von 1 ,4884 und eine Nullscherviskosität von 7.100 Pa s bei 85 °C besaß. DieNMMO solution stirred in. A pH of 11 was set by adding NaOH. 0.33 kg of zein (TG: 90%) and 5.4 kg of ground wood pulp, which had been broken down in water and then adjusted to a TG of 50% with the aid of a vacuum press, were then added to the resulting suspension. An additional 12 g of propyl gallate were added as a stabilizer. The mash obtained was metered into a continuously operating kneader. Water was then distilled off at a reduced pressure of about 25 mbar and a temperature of up to 99 ° C. The mash feed was adjusted so that the solution leaving the kneader had a refractive index n D of 1.4884 and a zero shear viscosity of 7,100 Pa s at 85 ° C. The
Spinnmasse wurde dann wie im Beispiel 1 beschrieben zu einer Flachfolie verarbeitet.
Beispiel 4: (Eßbare Flachfolie mit gefällter Cellulose, Zein und Kreide) Eine Suspension aus 34,0 kg 75 %igem wäßrigen NMMO mit einem pH-Wert von 11 , 0,33 kg Zein, 5,4 kg enzymatisch vorbehandeltem Zellstoff (TG: 50 %) und 12 Propylgallat als Stabilisator wurde einem kontinuierlich arbeitenden Kneter zudosiert. Wie im Bespiel 2 beschrieben, wurde dann im Kneter überschüssigesSpinning mass was then processed into a flat film as described in Example 1. Example 4: (Edible flat film with precipitated cellulose, zein and chalk) A suspension of 34.0 kg of 75% strength aqueous NMMO with a pH of 11.3.3 kg of zein and 5.4 kg of enzymatically pretreated pulp (TG: 50%) and 12 propyl gallate as a stabilizer was metered into a continuously working kneader. As described in Example 2, excess was then in the kneader
Wasser bei vermindertem Druck und steigender Temperatur aus der Suspension abgezogen und die Suspension so in eine Spinnlösung umgewandelt. In die den Kneter verlassende Lösung wurde eine Suspension von 17,5 kg NMMO- Monohydrat und 2,4 kg feingemahlene Kreide eindosiert, wobei die Kreide auf eine Partikelgröße (Ausschlußgröße) von weniger als 63 μm gesiebt war. Die beiden Teilströme wurden in einem dynamischen Mischer so weit wie möglich miteinander vermischt. Die erhaltene Spinnmasse hatte einen Brechungsindex nD von 1 ,4885 und eine Nullscherviskosität von 2.300 Pa s (bei 85 °C). Weiterverarbeitet wurde die Spinnmasse dann wie im Beispiel 1 beschrieben.Water is withdrawn from the suspension at reduced pressure and increasing temperature and the suspension is thus converted into a spinning solution. A suspension of 17.5 kg of NMMO monohydrate and 2.4 kg of finely ground chalk was metered into the solution leaving the kneader, the chalk being sieved to a particle size (cut-off size) of less than 63 μm. The two substreams were mixed as much as possible in a dynamic mixer. The spinning mass obtained had a refractive index n D of 1.4885 and a zero shear viscosity of 2,300 Pa s (at 85 ° C.). The spinning mass was then further processed as described in Example 1.
Beispiel 5: (Spinnmasse mit gemahlener Cellulose)Example 5: (spinning mass with ground cellulose)
3,9 kg eines auf eine Ausschlußgröße von weniger als 63 μm gesiebten vernetzten Polyvinylpyrrolidons mit einem TG von 92 % wurden in 67,9 kg einer 60 %igen wäßrigen NMMO-Lösung mit einem pH-Wert von 11 ,5 eingerührt. Der Suspension wurden dann 0,33 kg Zein (TG: 90 %) und 2,87 kg gemahlener3.9 kg of a crosslinked polyvinylpyrrolidone screened to an exclusion size of less than 63 μm with a TG of 92% were stirred into 67.9 kg of a 60% aqueous NMMO solution with a pH of 11.5. The suspension then became 0.33 kg zein (TG: 90%) and 2.87 kg ground
(Partikelgröße kleiner als 3 mm) Holzzellstoff (Sulfitzellstoff) hinzugefügt. Als Stabilisator wurden zusätzlich 12 g Propylgallat zugegeben.(Particle size less than 3 mm) added wood pulp (sulfite pulp). An additional 12 g of propyl gallate was added as a stabilizer.
In einem Behälter mit Rührwerk und Einbauten zur Erhöhung der Scherwirkung wurden bei einem verminderten Druck von 25 mbar und steigender TemperaturIn a container with an agitator and internals to increase the shear effect were at a reduced pressure of 25 mbar and increasing temperature
Wasser abdestilliert, bis eine NMMO-Konzentration von 76 % vorlag (das entspricht dem NMMO-Dihydrat). Diese Maische wurde dann kontinuierlich einem Dünnschichtverdampfer zugeführt, wo bei 30 mbar und 105 °C soviel Wasser abdestilliert wurde, daß die Spinnmasse am Ausgang des Dünnschicht- Verdampfers einen Brechungsindex nD von 1 ,4886 bei 85 °C aufwies. DieWater was distilled off until there was an NMMO concentration of 76% (this corresponds to the NMMO dihydrate). This mash was then fed continuously to a thin-film evaporator, where so much water was distilled off at 30 mbar and 105 ° C. that the spinning mass at the outlet of the thin-film evaporator had a refractive index n D of 1.4886 at 85 ° C. The
Spinnmasse wurde dann wie beschrieben zu einer eßbaren Flachfolie verarbeitet.
Spinning mass was then processed into an edible flat film as described.