本發(fā)明應用于肉類腸衣行業(yè)中,并且特別是應用在抽褶腸衣的封閉的領域中,其意在使抽褶腸衣的封閉能夠以更簡單的方式完成而不浪費太多的腸衣材料,本發(fā)明能夠確保經(jīng)得住在肉糜在灌裝過程中的強有力的沖擊,其不侵入腸衣管的內(nèi)部介質(zhì)并且能夠賦予成品令人滿意的特性,該特性為能夠允許每個批次的最先充填的香腸連同所生產(chǎn)的其余香腸的回收,并且同時,特別是在可食性膠原腸衣市場中,其在可食性方面與由天然原料制成的腸衣是一致的。本發(fā)明還應當是封閉部,該封閉部的制造是易于自動化完成的,甚至能夠在使腸衣抽褶的相同機器上在線執(zhí)行。這就是為什么該材料還需要低熔融溫度以防止腸衣的損壞以及需要用于快速熔接的高粘結(jié)力以獲得高應用效率的原因。
背景技術(shù):
食物腸衣的一個末端的預先封閉是在進一步的灌裝過程中成功充填所需的必要步驟。多種多樣的端部封閉方案被應用于食物腸衣行業(yè)的項目中以完成對幾乎所有的在實踐中可直接灌裝的食物腸衣的制造。該完成階段包括寬泛的處理操作的語境,通常稱為“改造”,其中,處于展平的形式的腸衣由其原來的盤繞狀態(tài)松開,并且然后被抽褶或者替代性地被分段、被涂覆、以繩索懸吊環(huán)系住、以彈性收緊網(wǎng)包住、或者縫合接縫從而產(chǎn)生縱向包邊或最終密封等,以便最后在一個末端處封閉。
為清晰起見做出如下定義:
腸衣是由天然的或人造的膜形成的平滑且柔韌的中空管,其具有起始端和最末端。
一截腸衣(length)為腸衣的一部分,即,一段(stretch)腸衣。
一串腸衣(string)為一截、一部分或一段扭轉(zhuǎn)的腸衣。
末端(terminal)對應于腸衣的最末端。
股部分(strand)是棒(stick)或形成圓形中空管的抽褶的并且緊實的腸衣。
孔是諸如股部分或棒的中空管的內(nèi)腔。
根據(jù)腸衣的類型和目的應用不同的改造操作,但是這些改造操作中的大部分是通過密封腸衣的端部來完成的,該端部為香腸的最先形成的部分并且其將會遭受通過灌裝機的填充角(filling horn)以某一速度進入的肉糜的最早的沖擊。因此,該密封必須能經(jīng)受住由進入質(zhì)量(entering mass)傳遞的動能而不會打開或破損。
大多數(shù)的封閉方案都意在通過腸衣材料本身形成密封,而不向其中引入其他外來元件。那些密封工藝看起來仿佛是容易的工作;但是用于實現(xiàn)該工藝的機械事實上是相當復雜的。上,從工程和構(gòu)造的角度來看,對于人手來說很簡單的操作當打算被轉(zhuǎn)移至機器時會變成艱巨的任務。
通過腸衣材料本身構(gòu)成的端部封閉部通常使用來自一股抽褶腸衣的末端的一截消褶的腸衣,其通過某種方式被夾緊,然后繞其自身的軸線將其機械地扭轉(zhuǎn)從而形成一串腸衣,該一串腸衣被系成結(jié)(手動的或自動地)和/或替代性地壓縮成一團纏結(jié)的腸衣并且隨即通過正中央的推桿向后定位至腸衣棒的孔內(nèi)。參照該現(xiàn)有技術(shù),其中,涉及將位于抽褶腸衣的最末端處的結(jié)作為最末端封閉部以及實現(xiàn)末端封閉的方法,值得一提的是,通過參考文獻No.EP-0294180-A1,其中對用于實現(xiàn)簡單的結(jié)的機器的描述反映了該工具的復雜性并且讓人們了解到這一開發(fā)的成本以及用于將改造成的抽褶的股部分轉(zhuǎn)變?yōu)榇蚪Y(jié)狀態(tài)的操作成本的增加,由于在脫機狀態(tài)下的操作同樣需要大量的這種類型的機械、額外的人力、大量的工作區(qū)域、專業(yè)人員、機械的維護,因此顯然,該操作會遭受偶然的機器損壞的風險,從而導致操作停止以及效率降低。打結(jié)的積極的一面在于具有如下的優(yōu)點:與其他方法所產(chǎn)生的情況不同,其具有的令人滿意的方面在于其能夠作為最先充填的香腸的一部分而被接受。
另一類的封閉操作包括應用相對于天然腸衣材料而言的某些外來元件,這些元件通過收緊腸衣的末端部分來執(zhí)行緊固作用,其中,已經(jīng)通過壓縮和/或扭轉(zhuǎn)所述末端部使該腸衣預先皺縮。這些元件中的某些元件例如可以是由天然纖維或塑料纖維制成的纖維繩、塑料束帶以及金屬或塑料夾子。
眾所周知,在灌裝過程中,金屬夾子被應用于對已包好的香腸的一個或兩個端部的封閉(參見文獻No.GB-719317-A)。該系統(tǒng)基于由環(huán)狀開口的線材施加的收緊力,其中,該環(huán)狀開口的線材被強力地以螺旋的方式封口以用于夾緊,以此絞緊一段腸衣。該線材的韌性防止了其自行打開,從而使該封閉部一直被強力地緊固。另一方面,金屬夾子、鉚釘或線材的使用僅延伸至那些無意進行抽褶的腸衣,而不涉及那些將要應用在灌肉的特殊形式中的腸衣。這種類型的封閉元件的主題是具有比可食性膠原的膜結(jié)構(gòu)更強的膜結(jié)構(gòu)并且其在被線環(huán)夾緊時不會受損的那些食物腸衣,例如由增強纖維素、非可食性膠原和/或塑料等制成的那些腸衣,其通常具有比打算用于諸如維也納香腸、德國小香腸等的由可食性膠原制成的腸衣的口徑(calibre)更大。在文獻No.GB-1062010-A中能夠發(fā)現(xiàn)一個示例,其中的封閉部通過如下方式實現(xiàn):形成多個縱向延伸的褶,壓縮起褶的部分,在所述起褶的部分形成孔(孔眼),以及插入并且形成鉚接裝置并且將腸衣掛鉤鄰近所述孔定位,除其他以外,文獻No.GB-1180067-A和DE-10305580-A1也涉及金屬夾子。
考慮到通常實施的用于由纖維素、膠原或塑料中的任一者制成的抽褶腸衣的那些改造過程的質(zhì)量控制的通用控制協(xié)議,其中,除其他以外,成箱的已完成的抽褶腸衣的股部分或棒受到全面的控制,如果每個棒攜帶有包含在其中的金屬夾子或線材,則其將面臨嚴重的弊端。由于包含在這種金屬封閉部中的水分以及由此導致的腸衣棒的腐敗,因此該金屬封閉部還會使壞箱子的內(nèi)部裂化。
一些作者提出了將塑料夾子作為緊固元件,其能夠克服這一明顯的缺點(例如參見文獻No.WO-9505320-A1)。在這一特定情況下,塑料夾子由通過膜鉸鏈連接的兩個元件構(gòu)造,其能夠被插入成一者鎖定在另一者的與鉸鏈相反的末端的內(nèi)部,從而牢固的夾緊處于中間的抽褶腸衣的被扭轉(zhuǎn)的一個最末端部分。這樣的夾子或緊固元件的一部分 具有帶有沿一個方向傾斜的三角形齒的臂狀聯(lián)接部段,而另一部分具有當臂插入時騎在這些齒的斜面上的柔韌的爪的溝槽,在這個意義上,其以與束帶類似的方式執(zhí)行。爪熔接這些齒的背側(cè)以使臂的移動停止,以這種方式使得一但封閉該夾子仍然被鎖定。然而該元件的尺寸、硬度和不規(guī)則的形狀在通過灌肉壓力從孔內(nèi)向外排出時會是相沖突的,因為其可能摩擦腸衣的內(nèi)部褶皺并且使其破損,并且同樣的,其可能會沿非正中心的方向被拋出而絆住灌裝角的制動環(huán),從而使腸衣破損,使肉糜溢出,并且導致在運轉(zhuǎn)中的批次的腐敗。
這種類型的緊固元件在熔融狀態(tài)下粘附至腸衣表面的能力可以因此成為在該封閉部的一些實施方式中正常運作的另一個重要優(yōu)點,以防止收緊元件在所包圍的表面上的偶然的滑動,這種偶然的滑動會導致在灌裝期間腸衣受到肉糜的推壓時該封閉部被打開。
無論如何,在香腸中存在的不尋常的元件不能被顧客和衛(wèi)生部門很好地看到,因為該物體存在被吞噬或者將不理想的或有害的化學分子或物質(zhì)——例如塑化劑——轉(zhuǎn)移至香腸中的風險。因此同樣有趣的是,由塑料制成的緊固元件同時還是能溶于水的,以便于例如在香腸進入市場之前消失。
不幸地,不存在具備以下條件的可用的人造材料,所述條件是既是塑料同時又能夠滿足可食性、能溶于水或當該塑料處于熔融狀態(tài)時能夠粘附到水合表面上。膠原腸的膠原基質(zhì)在抽褶操作中處于水合狀態(tài),并且其水分含量的范圍能夠從12%一直變化至30%,一旦其水分穩(wěn)定化,即使平均范圍在17%與24%之間,由于水分含量低于17%時膠原膜趨向于更脆并且用其來打結(jié)時容易破損,因此另一方面,水分含量高于24%能夠使膜結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定化。
已經(jīng)討論了人造熱塑性材料的缺點。如果我們尋找天然的熱塑性聚合物,就能夠發(fā)現(xiàn)許多來自天然聚合物——主要為蛋白質(zhì)和多糖或它們的混合物——的聚合物質(zhì)的樹脂的組合物能夠通過熱塑過程模制。然而,我們發(fā)現(xiàn)將這些材料應用于我們的腸衣封閉部中存在若干困難或不可行性;其中,熱塑性材料是基于蛋白質(zhì)的,因此它們也需要高熔融溫度和高壓力以被加工(熱塑性塑料擠出機)或者其不能夠粘附到水合表面上(有時是由于其高含水量)。在將膠原蛋白或例如植物源(大豆,面筋等)的其他蛋白質(zhì)應用于以其他塑化劑代替水(例 如甘油)的組合物中的情況下,盡管結(jié)果會具有出色的機械性能,但是獲得的卻是組合物的熱固性行為(參看US-8153176),因此其不能用作熱熔塑料。在例如文獻No.US-6846502-B1中能夠找到基于多糖、塑化劑和增強劑的主張食品級熱熔材料的某些其他示例(可食性熱熔組合物);以及在文獻No.JP-57158276中也公開了一種由可食性的乙烯乙酸乙烯酯、增粘樹脂和石蠟制成的熱熔膠組合物。所有那些在粘合至水合表面方面都是無效的。
可用的樹脂組合物中的其它示例是那些用于制造打算用于藥劑封裝殼的膠囊。這些膠囊含有干的或液體的藥物成分,一旦被吞噬,會溶解在消化道然后釋放活性劑。
制造那些膠囊的蛋白質(zhì)的成分主要是基于變性膠原或如明膠的其水解衍生物。
明膠是從膠原的酸性或堿性水解獲得的蛋白質(zhì)產(chǎn)品,其失去了其原有的天然的三重螺旋結(jié)構(gòu),從而導致多肽主鏈——也稱為氨基酸的α鏈——的較短鏈段的隨機分布,并且其平均分子重量小于500千道爾頓。因此,明膠不構(gòu)成真正溶液;而是形成了膠體溶液或溶膠。在冷卻時,該溶膠轉(zhuǎn)化成凝膠,并且在加溫時,其恢復為溶膠。在凝膠過程中,明膠分子形成固體三維結(jié)構(gòu)。水分保持在所述分子之間,在某一溫度以下的那些分子通過各種物理鍵——主要是創(chuàng)建三維聚合網(wǎng)絡的氫鍵——相互連接。然而,該水能夠流通并且例如能夠蒸發(fā)。無限可逆性凝膠化過程是明膠的迄今最重要的技術(shù)性能。膠凝力的分析度量被稱為布盧姆值。高布盧姆明膠的特征在于在最終產(chǎn)品中具有高熔點和膠凝點以及較短的膠凝時間。商業(yè)明膠類型的布盧姆值在50-300布盧姆的范圍內(nèi)。50至100克的范圍被指定為低布盧姆,100至200克的范圍為中等布盧姆,以及200至300克的范圍為高布盧姆。
明膠的分子量分布通過所使用的水解方法的類型和強度來確定。在堿性條件下的高布盧姆明膠(稱為B型)的情況下,分子質(zhì)量分數(shù)的主要部分是在100000g/mol的區(qū)域中,對應于所述的α鏈,而酸性條件下的明膠具有寬的多的分布。在100000g/mol的區(qū)域中的分子級分對凝膠強度有較高的影響,而粘度主要是那些在200000g/mol至400000g/mol以上的分子量范圍內(nèi)的分子分數(shù)的功勞。
以舉例的方式,值得一提的是在專利文獻號US-4576284-A(-284A)和US-4591475-A(-475A)中所公開的組合物,其中所述組合物基于低級明膠。在284A中公開了一種基于具有5%至30%的含水量(其充當塑化劑)的150布盧姆的B型明膠的膠狀材料。需提及的是,如果需要較軟的產(chǎn)品,那么可以在該過程中將一些諸如甘油、山梨糖醇、丙二醇等可食性塑化劑摻入到組合物中,其中該可食性塑化劑摻入的量以重量為標準占聚合物重量的范圍為0.5%至40%。
除塑化劑之外,文獻(-475A)中還公開了加入潤滑劑、著色劑和用于明膠擴展的其他聚合物質(zhì)(稱為增量劑),如其他蛋白質(zhì)或多糖樹膠。還包括一些交聯(lián)劑。文獻US-4655840涉及用于注塑成型的組合物,其通常是親水性的,雖然優(yōu)選地由不同等級的明膠制成,但是其能夠通過加入其它天然的親水性聚合物——主要由植物提取——而被改良。
不幸的是,基于例如含水凝膠體系的明膠的樹脂缺乏對如膠原蛋白的水合表面的足夠的粘附力,以及在熔融狀態(tài)下還缺乏足夠的粘結(jié)力,從而不能在像本發(fā)明中所描述的那種快速和有效的操作中正確地實施。沒有就這種樹脂材料的機械性能做出的描述,也沒有就其在固體狀態(tài)以及熔融狀態(tài)中作為粘合劑的性能做出的描述。
同樣用于膠囊的多糖組合物是基于作為主要來源的纖維素和淀粉的熱塑性衍生物,但是也來源于其它天然多糖和它們的合成衍生物。這兩種聚合物通常都是親水性的。在US-4738817和MX-2010013731-A中分別舉例描述了期望用于膠囊的注射成型的、完全基于諸如HPMC或HPC的多糖的熱塑性組合物。
在另一方面,所述的用于寵物玩具的制造的蛋白質(zhì)熱塑性塑料由于其過度的剛性,因此其彈性模量遠遠偏離本發(fā)明的需求,如在文獻No.US-6379725中所述的情況,其中,來源于植物和動物的蛋白質(zhì)連同塑化劑和添加劑的混合物被擠出從而得到膠質(zhì)體,該膠質(zhì)體一但被冷卻則具有介于900MPa與4000MPa之間的模量以及介于20MPa與40MPa之間的拉伸強度。同樣必須強調(diào)的是這種組合物不溶于水。那些能夠用于制造動物消費品的基于膠原和水的另一蛋白質(zhì)熱塑性組合物在國際申請No.WO-2007104322-A1中進行了闡述,然而在這種情況下,該聚合物是部分變性的膠原,其具有在60℃下至少25%溶于水的 溶解度,并且其擠出產(chǎn)品具有200%的伸長率和大約20MPa的拉伸強度。
所有描述過的天然聚合物的組合物的最嚴重的缺點在于很難找到能夠?qū)崿F(xiàn)兼有所需的物理性能、或者機械、熱、粘合劑、甚至是流變性能的單獨一種樹脂以便在封閉應用時以及往后作為封閉部的有效收緊元件時都能被正確地執(zhí)行,并且同時具有可食性以及水溶性。通?;谔烊痪酆衔锏臉渲@得了提高的熔融溫度,其在濕表面——諸如含水量多于15%的膠原膜——上罕有或者沒有粘附能力,(即可食用且抽褶膠原腸衣的情況)也沒有用于實現(xiàn)其本身的快速熔接的足夠的粘結(jié)力。
通過參照粘性特性,在此提及國際申請?zhí)朩O-2009045824-A2。關(guān)于該文獻的一些混合物包括明膠和甘油或果糖,其在固體狀態(tài)下被浸濕時達到一定程度的粘性。這已被建議例如用于外科加強材料的產(chǎn)品中以與外科縫合器接合起來發(fā)揮作用,其中指出了所使用的例如明膠的多肽物質(zhì)的干重相對于例如甘油的多羥基材料的比例在30:70至70:30的范圍內(nèi)。當該材料在固體狀態(tài)下被潤濕時變?yōu)槔缭贓CM(外膠原基質(zhì)材料)上的粘合劑。然而,這種特性沒有能夠應用在本發(fā)明的封閉部中的實際作用,因為無論膠原腸衣本身具有什么樣的含水量
(至少在本發(fā)明的所關(guān)注的水合范圍內(nèi)),都不對當前封閉元件有潤濕作用,從而使本發(fā)明材料在固態(tài)下不發(fā)粘。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的第一方面涉及滿足上文所展示的所有需求的封閉部,這將從關(guān)于其主要特征以及下文所示示例的如下描述中變得明顯。這樣的封閉部是通過使用基于熱塑性及可食性材料的非侵入性收緊元件來實現(xiàn)的,該元件緊固和/或粘附到通過快門式裝置預先皺縮并且/或者隨后被扭轉(zhuǎn)的很短的一部分腸衣上,其中,所述元件優(yōu)選地具有與腸衣材料本身相同的特性并且甚至可以食用以及能夠在溫水中溶解,以便在被吞噬時甚至是在處理或烹飪該香腸之后消失的情況下被認為是安全的。
就該元件的形狀和尺寸而言,其應當優(yōu)選為很小以便在其一旦形 成封閉部的一部分時被包含,以及通過施加溫和的力而在抽褶腸衣的棒的孔的內(nèi)側(cè)配合于正中央的位置中;該元件還應當具有徑向橫截面的對稱面以便有利于其在遭受肉的沖擊時在孔外的排氣而沒有擦碰棒的內(nèi)部褶皺的風險,并且還避免了撞擊灌裝機器的制動環(huán)。
在這種能夠被轉(zhuǎn)化成自動化系統(tǒng)的盡可能簡單的步驟的順序中,這樣的元件也會具有某些有效地促進其在一段被扭轉(zhuǎn)過的腸衣上的應用。在這些特征之中有一些適當?shù)奈锢硇阅芎蜋C械性能,例如低熔融溫度、在液體狀態(tài)下的升高的粘結(jié)力以及快速的熔接性能。
本發(fā)明的封閉部的緊固元件的性能能夠由兩個互補形式的動作來產(chǎn)生:
a)通過僅收緊已皺縮的腸衣的部段,其要求關(guān)于柔性和韌性的特殊的物理性能(高模量),其中,該系統(tǒng)基于由封閉的并且被熔接以夾緊的環(huán)狀元件施加的收緊力,從而強力地絞緊一段腸衣并且由此避免由于壓力導致的環(huán)的滑脫。
b)通過粘附至該部段的表面,從而避免環(huán)元件的可能的滑脫。
因此,這種類型的緊固元件在熔融狀態(tài)下粘附至腸衣表面的能力對于在該封閉部的一些實施方式中正確地發(fā)揮作用而言是另一個重要的優(yōu)點,因為緊固元件在其所包圍的表面上的偶然的滑動將會導致在灌裝時腸衣受到肉糜的推壓時該封閉部被打開。然而,必須強調(diào)的是粘合能力和緊固能力在本發(fā)明的封閉部中起到互補的效果,盡管其各自的重要性根據(jù)腸衣的種類和其口徑而變化??赡軙霈F(xiàn)的情況為,小口徑能夠通過本發(fā)明的環(huán)狀元件的收緊而保持牢固的封閉,該環(huán)狀元件在水合表面上的粘合水平較弱但是其模量足夠高,以便將強收緊壓力施加至被扭轉(zhuǎn)的腸衣的被包圍的股部分上從而避免進一步的滑動。
我們已驚奇地發(fā)現(xiàn),能夠滿足上述所有要求的封閉元件可以是環(huán)狀收緊元件,其作為熱塑性材料執(zhí)行并且基本上由干明膠和無水甘油制成,只要水占的組合物的總重量分數(shù)不超過15%。這種熱塑性材料可以在低溫下熔接并且具有介于粘彈性和塑性行為之間的機械性能,該機械性能使得其能夠施加足夠的收緊作用,以忍耐香腸填充過程并且在同時它具有可食性和水溶性。
Yannas和Tobolsky在整個濃度范圍內(nèi)對包含稀釋劑甘油的明膠在無水和略微水合的狀態(tài)下的粘彈行為和玻璃化轉(zhuǎn)變進行了研究(Yannas IV,Tobolsky AV.Stress relaxation of anhydrous gelatin rubbers.J Appl Polymer Sci 1968;12(1):1-8),然而沒有關(guān)于這種組合物在熔融狀態(tài)下的粘合性能的系統(tǒng)性研究的數(shù)據(jù)的報道。
令人驚奇的是,干明膠和無水甘油的混合物產(chǎn)生的充當熱熔材料的熱塑性固體的特征在于具有非常低的Tg(玻璃化轉(zhuǎn)變溫度)和相對低的Tm(熔融溫度),該特征對于本發(fā)明的封閉部所需的工作條件而言是非常受歡迎的,并且其中,由固相到液相的轉(zhuǎn)換劃分了粘附狀態(tài)和非粘附狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)變的界限,并且其中,所述液相具有高粘結(jié)力和粘度,并且其中由于低Tm,其向固相的轉(zhuǎn)變快速地執(zhí)行,這允許所述材料的熔接足夠快地發(fā)生。然而,固體樹脂在環(huán)境溫度下沒有粘著力。
該特定的熱塑性組合物是由在90℃和120℃之間的加熱條件下直接溶解于無水甘油中的商業(yè)干明膠構(gòu)成的,并且能夠作為具有所需的熱性能、機械性能和粘合性能的熱塑性且可食性的材料來執(zhí)行,條件是各成分的比例w/w優(yōu)選處于2:1和1:3之間并且總含水量不超過組合物總重量的15%。這種材料也是水溶性的,但如果需要的話,可通過令其與交聯(lián)劑進行反應來使其不溶解。
至于以楊氏模量概括的所需和所期望的機械性能能夠通過組合物中的明膠和甘油的比例來調(diào)整;以這樣的方式,能夠在熔融溫度(Tm)和粘結(jié)力的很窄的變化范圍內(nèi)獲得從較不柔韌或較不堅硬到更柔韌或更堅硬的大范圍的塑性行為,從封閉過程的效率的角度來看,這樣是非常有利的。
機械性能:其高度依賴于聚合物的分子量和聚合物/甘油的比例。
該環(huán)狀元件的機械性能是非常重要的,因為在其封閉操作中,為了允許以不損壞的方式進行封閉,其不僅必須具有足夠的柔韌性,而且還必須有適當?shù)膹椥?楊氏模量),以能夠承受在灌裝過程中由來自腸衣內(nèi)部的空氣或肉的壓力而促使的膨脹,并且牢固地維持所包圍的腸衣段的收緊。如果環(huán)像彈性橡膠一樣屈服于該膨脹應力,則肉面就能夠自行打開路徑穿過該封閉部并且溢出。模量越高,則材料的彈性 越小,相反,模量越低則越有彈性。
固態(tài)樹脂具有類似塑料的行為,其性能在聚合物的分子量、布盧姆值和該聚合物在樹脂組合物中的比例的影響下發(fā)生變化。分子量和布盧姆值(>150布盧姆)越高,則粘度以及因此粘結(jié)力就會最大。
我們已發(fā)現(xiàn),為了具有正確的性能并且防止所有提及的那些缺點,則環(huán)材料必須合宜地具有至少0.5MPa并且優(yōu)選不大于50MPa的模量。在這個意義上,與具有高布盧姆、合宜地高于150布盧姆、優(yōu)選高于200布盧姆的明膠相組合能夠獲得最佳的結(jié)果,因為該等級的聚合物在室溫條件的溫度下賦予熱塑性組合物以最佳的粘結(jié)力。
熔點:
一旦熱密封封閉被轉(zhuǎn)移至機器,則該環(huán)的材料的熔點以及該材料能夠與其本身產(chǎn)生熔接的速度對于該封閉的有效執(zhí)行而言都是至關(guān)重要的;還期望具有低熔點以在與熔融材料接觸時不會影響腸衣的完整性。參與這一過程的溫度越低,使用系統(tǒng)更安全也更容易。
Yannas和Tobolsky將略水合明膠的熔融溫度設定在175℃±10℃。眾所周知的是,在例如明膠和甘油的二元組合物中的固體成分溶解在其它成分中,該組合物的固化點通過如下方式被降低,即,通過增大具有較低固化溫度的成分的濃度,這樣將會降低混合物的固化溫度。
該樹脂組合物的熔融溫度隨聚合物的比例(明膠/甘油比)而變化,并且該聚合物比例增大使該熔融溫度更高。然而,應當在塑料特性之間達到折中,熔融溫度、樹脂在該熔融狀態(tài)下的粘接性、以及提高的粘結(jié)力對應地與該材料的熔接的快速凝結(jié)時間相關(guān)聯(lián)。隨著該比例的增大,材料在熔融狀態(tài)下的粘性也增大,但是組合物的總水含量越低,該材料粘附到膠原薄膜的濕潤表面的能力明顯地增加。
我們發(fā)現(xiàn),用于實施環(huán)封閉部的過程的最佳的溫度范圍為40℃至90℃,因為這樣的溫度不影響膠原腸衣的完整性。我們發(fā)現(xiàn),當聚合物/多元醇的比例為大約1:1時、并且在越接近1:2或甚至更高時允許熔接部的快速形成,因為在該比例范圍內(nèi),機械性能獲得了很大的變化而熔化溫度沒有大幅升高,同時熔體的粘結(jié)力高,從而允許在兩個表面之間的接觸瞬間快速地形成熔接部,要溫度稍有下降,該熔接部就能產(chǎn)生。關(guān)于這一點,我們還發(fā)現(xiàn),明膠必須優(yōu)選地具有升高的 聚合度意味著必須有升高的布盧姆,尤其高于150布盧姆,并且更優(yōu)選從大約200布盧姆至大約300布盧姆。
粘結(jié)力:
熔接部的凝結(jié)越快,則封閉步驟更快,且封閉系統(tǒng)更有效。
如本文所用的術(shù)語“粘結(jié)力”是指通過流體材料提供的與自身相分離所面臨的阻力,并且在無定形聚合物的聚合物分散體的情況下,其直接取決于聚合物分子的分子大小以及取決于在該聚合物基質(zhì)中的這些分子之間的臨時的鍵——主要是氫鍵。
鎖定環(huán)的水溶性:
在本發(fā)明的封閉部的鎖定環(huán)的基體樹脂中的另一重要因素是其水溶性,因為在帶有本發(fā)明的封閉部的可食性膠原腸衣中的香腸制品會在包裝之前經(jīng)歷烹飪過程。在正常處理周期中溫度升至70℃以上,并且可能適當?shù)兀谠撗h(huán)期間環(huán)消失或者保留在其中——例如,如果環(huán)被用作某種標志物。因此,在表1中也反映了在正常的加工條件下的每個組合物的樹脂材料的溶解度:
壓環(huán)可溶于熱水并能夠歷時35分鐘而完全溶解在81.5℃的水中。如果需要該環(huán)保持更長時間的話,可以通過如在國際申請No.WO-207104322-A1中使用的部分變性的膠原取代明膠,或者也可以使用能夠通過產(chǎn)生共價鍵而使聚合物不溶解的某種交聯(lián)劑,如本領域中公知的。這種交聯(lián)劑優(yōu)選為那些像醛一樣的非常精確的數(shù)量的食品級交聯(lián)劑。
參數(shù)測量:
塑料的拉伸性能:
拉伸試驗是根據(jù)ISO 527-2:2012/5A/50而在配備有編碼為MO 0217-2的接觸式引伸計(至少為根據(jù)ISO 9513的1型)和自緊鉗的編碼為ZWICK MO02/17的萬能拉伸機(至少為根據(jù)ISO 7500-1和ISO 9513的1型)中以50mm/min的測試速度進行的。我們使用了50mm的握距。通過沖制獲得了5A型樣本。在測試之前,樣本在23±2℃和50±10%RH的條件下適應了16小時,實驗室中的條件為23±2℃和 50±10%RH。
熔融指數(shù):
用于測量熔融的熱塑性塑料的粘度;此參數(shù)被選擇用于根據(jù)溫度來評價熱塑性組合物的粘結(jié)力的變化。該測試利用如在UNE EN ISO 1133-1:2012中示出的編碼為MO 02/16的流量計來執(zhí)行。我們使用的噴嘴的長度為0.025±8.000mm,其直徑為2.095±0.005mm。活塞的行進距離為30mm。預熔時間為5分鐘。試驗條件為:a)溫度120、100和80;b)對樣本1:2加載1.2、5.0和21.6。未使用切割時間。
通過差示掃描量熱法(DSC)的測定熱轉(zhuǎn)變:
該測定根據(jù)ISO 11357:1997在Perkin-Elmer公司生產(chǎn)的編碼為Pyris Diamond MO 01/21的熱量計上通過使用5至10mg的代表性樣品而在鋁坩堝中并在氮氣流下執(zhí)行。針對標準模式使用了銦和鋅。結(jié)果取兩次測定的平均值。確定的值被用于第二次掃描。測試參數(shù)為:a)初始溫度=-60;b)最終溫度=150℃;c)加熱速度=20/min;d)冷卻速率=20/min。
粘合性:
該粘合性在多片展平的腸衣上進行測試,該腸衣在氣候室中以85%RH進行平衡,直至腸衣取得12%、21%和35%的水分含量為止。將各種樹脂在鋼板內(nèi)熔融并且將其鑄塑在延伸腸衣片上,該腸衣片將其上的預制的處于熔融狀態(tài)的膜擴展為每個大約寬3cm并且長10cm。這些樹脂被允許冷卻5分鐘,然后用測力計在90℃的條件下測量剝離強度。
在室溫下的粘性通過粘合劑對人的手指的粘著性來判斷。
殘余水分:
在該組合物的制備中的表觀含水量是在烘箱中以大氣壓、105℃的條件對明膠粉末干燥24小時之后測試確定的。所得到的數(shù)據(jù)為計算在由商業(yè)明膠和甘油形成的二元組合物中的殘留水含量的提供基礎。然而,當涉及到在所述殘留量在組合物中的變化(減少)時,在烘箱中以10-3mm汞柱的真空壓力、25至105℃的溫度執(zhí)行干燥處理。該計算是通過采取接受測試樣本的重量來執(zhí)行的。
附圖說明
為了對所做出的說明進行補充并且為了有利于更好地理解根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實用的示例實施方式的本發(fā)明的特征的目的,附上作為所述說明的不可分割的部分的一組附圖,下面的附圖以闡述性的和非限制性的特性示出:
圖1示出了通過注射成型模制的帶有縱向V形開口的多個中空的蝸桿狀桿。
圖2示出了帶有具有到達軸向孔的V形截面的縱向槽的蝸桿狀件如何被模制而成,從而使從該蝸桿狀件橫向切下的任一部段均具有以“c”的形式的環(huán)狀開口。圖2示出了收緊元件,該收緊元件為由可食性且能溶于水的熱塑性組合物制成的固體環(huán)狀元件,其具有平滑彎曲的V形入口間隙,該入口間隙通向中央的中空部分(hollow),而圖2b示出了另一實施方式,其中,環(huán)狀元件是由成比例的明膠/甘油構(gòu)成,成比例的明膠/甘油允許該環(huán)將強力的收緊效果施加到腸衣的扭轉(zhuǎn)部分上,而相同的組合物材料具有充足的彈性行為以便允許環(huán)被打開而不會在維持該一串扭轉(zhuǎn)的腸衣的配合的短暫的時間內(nèi)破損。
圖3示出了三個示圖,其中:圖3a示出了抽褶腸衣股部分的被一個位于桿的端部處的鉗子捕捉的端部,該桿的軸線與該股部分的軸線重合。該桿回縮并且將股部分拉動成使腸衣的未抽褶的一截不超過5cm。在快門件與打褶部分的連接部(大約腸衣的10mm處)與握緊鉗子的點之間的一點處,快門件(電動可變光圈)迅速地閉合其葉片并且使未抽褶的腸衣皺縮,如圖3b所示。此外,在關(guān)閉快門件的同時,鉗子桿在其軸線上旋轉(zhuǎn)并且使剩余的腸衣部段扭轉(zhuǎn),從而產(chǎn)生沿該股抽褶腸衣的軸線方向的大約3cm長的串(串),如圖3c所示。
圖4示出了通過移動式夾鉗閉合以產(chǎn)生環(huán)狀形式的熱塑性材料的開口環(huán)。
圖5示出了圖3a的詳細示圖。
圖6-9示出了本發(fā)明的工藝的按順序的立體圖。
圖10示出了最終獲得的腸衣的棒。
具體實施方式
封閉部的優(yōu)選實施方式。
在優(yōu)選且最簡單的實施方式中,本發(fā)明的封閉部由很短的一截已被扭轉(zhuǎn)的腸衣構(gòu)成并且由收緊元件夾緊。收緊元件為由可食用且能溶于水熱塑性組合物制成的固體環(huán)狀元件,其具有平滑彎曲的V形入口間隙,該入口間隙通向中央的中空部分(見圖2a),其中,腸衣的預先被束緊和/或扭轉(zhuǎn)的部分將通過用楔形件對其進行推動而定位。
該環(huán)能夠通過塑料成型領域中的任一已知方法來制造,并且其能夠與通過股部分或桿中的薄弱的縫相互連接的多個重復的元件(環(huán))相熔接(如圖1所示)——如訂書機的訂書釘一樣——以促進環(huán)單元的進給過程的機械加工性,并且以這種方式,所有的環(huán)均在單獨使用前敞開。
熱塑性組合物
當前的熱塑性組合物包括干明膠、無水甘油和水。含水量不對應于在將商業(yè)明膠(其初始含水量通常在10%與13%之間變化)干燥之后保留的殘余水量,并且其實際上是不可用的而只是為了避免明膠的交聯(lián)。組合物的含水量將少于15%,優(yōu)選為1%至10%,并且最優(yōu)選為在2%與3%之間。
根據(jù)上文所暴露的全部內(nèi)容,最合適的明膠是高于150布盧姆、優(yōu)選在200與300布盧姆之間的食品級明膠中的一者;由于該等級的明膠的分子量分布對應較大的分子,因此為所得的樹脂提供更高的粘結(jié)力。具有相關(guān)特征的商業(yè)明膠的一個示例為來自德國Gelita AG(f.e.Gelita Hardgel、G.RXL、G.Advanced、G.PA等)的A型或B型中的一者,其中,該商業(yè)明膠的特征包括:8-30目、200-300布盧姆、粘度25-55、以及含水量8.5-12.0%;另一者為在相同特征范圍內(nèi)且水含量為10.5%的Juncá Gelatine(Mikel Juncá Gelatines,班約萊斯,赫羅納),其用于下文的示例中。組合物中的水含量的降低將通過在烘箱中進一步干燥來實現(xiàn)。
連接的環(huán)的桿的制備
該組合物可以通過眾所周知的方法在如Rheomex 302的單螺桿擠出機或諸如Krupp Werner&Pfleiderer ZSK25的同向雙螺桿擠出機內(nèi)均化,在同向雙螺桿擠出機的內(nèi)部的壓力增大并且當混合物行進經(jīng)過內(nèi)部時作用的該混合物上的剪切力增大,同時溫度大幅升高至凝膠狀組合物的熔融溫度以上。如本領域的技術(shù)人員所周知的,該過程適用于通過受控的擠出機套筒的冷卻來調(diào)節(jié)溫度的升高。內(nèi)部溫度能夠在80與120℃之間變化。在塑化過程中,擠出機內(nèi)部的壓力相對于下一步的注射成型中的壓力而言通常較低。在質(zhì)量塑化過程中的壓力通常在20bar與75bar之間,這取決于組合物中的聚合物/多元醇的比例。塑化后的樹脂能夠直接地或優(yōu)選地在下一步驟中通過傳統(tǒng)工藝進入模具的一個或多個型腔中被注射成型。一旦塑化步驟已經(jīng)完成,則該物質(zhì)將通過配有規(guī)則的圓孔的口模而擠出成為無端的股部分,這些股部分各自具有2mm至4mm的直徑。然后,將股部分冷卻并且在傳統(tǒng)造粒機中造粒。顆粒被傳遞至下一個注射成型的操作中,其中,在擠出機內(nèi)部的壓力一直增大至70bar至120bar,并且最后,從這里獲得帶有呈桿狀或蝸桿狀的連接的環(huán)的固體本體,在冷卻完成后,該固體本體可以在模具被打開時從模具中吐出。
毋庸置疑,該注射成型操作不僅能夠用于制造蝸桿狀的連續(xù)的環(huán),還能夠用于制造單個環(huán),然而,該選擇應當取決于封閉機器為了達到其最佳性能而被如何的設計。
為了改變(降低)模制的固體本體的殘余水分含量,該過程將在烘箱中以10-3mm汞柱的真空壓力、25至105℃的溫度的條件發(fā)生。水合水平的計算通過采取樣本在干燥過程前后的重量來執(zhí)行,并且假設初始含水量來源于對原材料的官方的規(guī)格說明。
根據(jù)抽褶腸衣的股部分的孔的直徑,該蝸桿狀件可以具有幾厘米的長度并且其外部直徑為6至8毫米。蝸桿狀件的縱向孔(軸向孔)的直徑在1至4mm的范圍內(nèi),這也取決于待被包圍的扭轉(zhuǎn)的腸衣的繩的厚度。蝸桿狀件被模制成帶有截面呈V形的縱向槽,該縱向槽到達軸向孔,從而使從蝸桿狀件橫向切下的任一段具有以“c”的形式的環(huán)形開口,如圖2所示。開口(1)(間隙)為通過其將扭轉(zhuǎn)的繩索的皺縮的段配合至緊固件的環(huán)的中空部分中的路徑。
環(huán)
本發(fā)明的一種收緊元件或環(huán)能夠由模制的蝸桿狀預成型品(圖1)切割而成,而非被單個地制造,通過橫截式的切割該蝸桿狀預成型品將能夠獲得多個環(huán)。通過以均勻的順序排列的縮口部促使上述蝸桿狀預成型品具有分段的外觀,從而賦予其環(huán)狀的外形。
由基于明膠的可食性樹脂的熱塑性組合物構(gòu)成的環(huán)一旦被放置成包圍皺縮的腸衣段則能夠顯示如下基本特征:
a)在熔融狀態(tài)下充分地粘附至接觸表面(甚至處于濕潤狀態(tài)),以確保該元件在腸衣材料商的緊固并且從而防止該元件遠離材料滑動,
b)具有足夠的彈性模量(即使沒有太多的韌性)以便將足夠的徑向收緊張力施加至其所緊固的腸衣的扭轉(zhuǎn)的/束緊的部分,以及
c)安全且具有可食性和水溶性。
在優(yōu)選實施方式中,該環(huán)形元件由成比例的明膠/甘油構(gòu)成,成比例的明膠/甘油給與組合物的模量高于10MPa并且更優(yōu)選地高于20MPa,該模量被充分地提高以允許該環(huán)將強力的收緊作用施加至腸衣的扭轉(zhuǎn)部分,同時相同的組合物材料具有充足的彈性行為以允許環(huán)被打開而不會在維持一串腸衣的配合的短暫的時間內(nèi)破損(見圖2b)。
在另一優(yōu)選實施方式中,收緊元件是類似于上述收緊元件的固體環(huán)形元件,其在圍繞腸衣的預先束緊的部分放置之前是敞開的(見圖2a),然后閉合并且被熱密封以便保持在腸衣材料上的牢固的收緊。這些全部都是能夠?qū)崿F(xiàn)的,因為制造該環(huán)的熱塑性組合物能夠通過低溫加熱以及通過具有快速熔接固化的特性而與其自身相熔接。
該c形環(huán)的開口(1)是一條路徑,經(jīng)由該路徑能夠使環(huán)配合在腸衣的皺縮的和/或扭轉(zhuǎn)的段上,換言之,腸衣段經(jīng)由該位置朝向環(huán)的中央進入環(huán)。一旦該段腸衣配合在環(huán)的中央中空部分上,則開口(1)被機械地關(guān)閉。該關(guān)閉操作本身包括將c形的當前連接的末端進行熱密封,以及將位于腸衣的被包圍的一段上的環(huán)熔接。
由于熱塑性材料制成的開口環(huán)通過移動式夾鉗(圖4)閉合來創(chuàng)建環(huán)狀形式,該開口的兩個相對的部分通過與以適當溫度加熱的金屬楔形元件相接觸而預先被熔融,以便在至少一個接觸表面處熔化;然后將兩個表面靠近直到兩者接觸為止,此時,重要的是,除由迫使閉合 的夾鉗施加的壓力以外,起始接觸溫度的略微降低也促進了待凝固的材料的這種熔接的粘結(jié)力的快速增大,在完全固化之前,該粘結(jié)力已經(jīng)大到足以防止環(huán)張開(熔接設置)并且避免了一旦夾鉗釋放剛剛形成的環(huán)會發(fā)生夾緊的過早松動。
封閉操作的程序
該封閉操作是如下進行的循環(huán):
a)該抽褶腸衣股部分的一個端部被位于桿的端部處的鉗子(圖3a,未示出)捕捉,該桿的軸線與該股部分的軸線重合。該桿回縮并且將股部分拉動成使腸衣的未抽褶的一截不超過5cm。在快門件與打褶部分的連接部(大約腸衣的10mm處)與握緊鉗子的點之間的一點處,快門件(電動可變光圈)迅速地閉合其葉片并且使未抽褶的腸衣(圖3b)皺縮。
b)在關(guān)閉快門件的同時,鉗子桿在其軸線上旋轉(zhuǎn)并且使剩余的腸衣部段扭轉(zhuǎn),從而產(chǎn)生沿抽褶腸衣的股部分(圖3c)的軸線方向的大約3cm長的串(串)。
c)打開的c形鎖定環(huán)向上移動到新形成的一串腸衣的下方。該環(huán)在鉗型裝置的張開的口的內(nèi)側(cè)通過開口收緊型夾具被夾緊,該開口收緊型夾具的作用是環(huán)的閉合同時切割串。環(huán)向上移動以將一串腸衣配合在其軸向中空部分的內(nèi)部,其中,環(huán)的開口呈面向上的“V”的形式。夾子停止升高恰好發(fā)生在當環(huán)的軸線與串的軸線重合的時候。
d)在鎖定環(huán)升高的同時,推桿下降以推動在環(huán)的中空部分內(nèi)一串腸衣(圖7)。桿的端部由鋼制成,其端部上具有平坦的楔部和直的邊緣并且保持預熱至足以將樹脂環(huán)熔融的溫度。桿的軸線與環(huán)升高的方向和軸線都重合。在繩索配合至環(huán)的軸向孔中的同時,推桿至少通過一側(cè)、但優(yōu)選通過兩側(cè)接觸和熔融一層待接合的相對的表面,從而密封該環(huán);
e)在推桿再次移走的同時,攜帶該環(huán)的夾鉗(圖8)閉合,從而一方面導致接觸表面在扭轉(zhuǎn)的腸衣繩索上熔合在一起,同時,另一方面,將該腸衣的多余的端部切斷。夾子以預定的時間在環(huán)上施加中等和連續(xù)的力,該時間可以從2至5秒進行變化。在該熔接時間之后,夾鉗打開并且下降至其靜止位置,在該靜止位置處其被裝入下一個夾 緊環(huán)。
f)快門件迅速打開。環(huán)是閉合的并且該熔接同樣在嵌入其中的本體(gut)部段上以及在進一步的可選步驟中起作用。
g)該封閉部被推到腸衣的抽褶的棒的內(nèi)部(孔)。
本發(fā)明的其他變體
設想同樣在本發(fā)明中,在執(zhí)行完封閉操作之后腸衣可以外翻,或者將封閉部引入棒的內(nèi)腔中,使得該環(huán)形封閉部位于棒的內(nèi)孔中(如EP-2266410的圖13所示,環(huán)應當環(huán)繞標記為14的點)。在灌裝之后,本發(fā)明的封閉部能夠保留在香腸的外表面中或者在接觸香腸的表面中。在這種情況下,某些封閉部能夠在烹飪之后仍然存在,而作為可食用的封閉部這應該不會造成問題。
本發(fā)明的環(huán)可以具有如六邊形等的其他形式,而不一定是圓形。并且,該環(huán)不一定必須是可食性的(能夠應用于其他腸衣)也不一定是水溶性的。
示例:
示例I:不同的組合物樣本的制備。
針對該組合物的實施方式,使用了Juncá M.(赫羅納,西班牙)的240至260布盧姆的食品級明膠干粉,平均粒徑(0.3至0.8mm相當于20-50目,在此情況下特別地為35目),具有13%的表觀含水量。為獲得具有在2:1與1:2.5之間的增大的凝膠/甘氨酸比例的組合物,在每種情況下采取100份殘余水分含量為13%的商業(yè)明膠并且與適當份數(shù)的無水甘油相組合,得到具有不同的表觀含水量的組合物,如下表所示:
以獲得的組合物具有增加的比的凝膠/甘油之間2:1和1:2.5在每種情況下采取的100份商業(yè)明膠與13%的殘余水含量,結(jié)合的無水甘油中的適當部分,得到的組合物與各種內(nèi)容在表觀濕氣所示下表:
該多元醇是來自Sigma-Aldrich的食品級無水甘油。該組合物是通過在80至120℃之間變化的溫度下劇烈攪拌而將在明膠直接溶解在商業(yè)甘油中制成的。在表X中表達的所得比例是指無水的純產(chǎn)品的重量比。
表I:
示例II:熔融溫度的確定:
從在示例I中以不同組成比例制成的樣品中,通過差示掃描量熱法(DSC)的技術(shù)來確定熱轉(zhuǎn)變。平均結(jié)果列于下表:
表II:
Tg=玻璃化轉(zhuǎn)變溫度;Tm=熔融溫度。
示例III:流變系數(shù)的確定。
表III:
MVR意為熔融體積比。
清楚地看到由于明膠和甘油兩者的比例的變化而導致的流動性的急劇下降(從而粘度升高并且因此粘結(jié)力增大),從而降低適用的溫度。這給出了一種如下構(gòu)思:本發(fā)明的緊固件環(huán)狀封閉部在執(zhí)行的時候,即對于以相對低的環(huán)境溫度執(zhí)行時的最佳熔接性能以及熔接部的快速固定而言怎樣的組合最適當。
示例IV:彈性模量的確定
來自示例I的各種樣本的拉伸性能是基于用于該狗骨形樣本的ISO527-1的一般原則,通過明確說明了用于確定模制和擠出的塑料的拉伸性能的測試條件的ASTM方法D638-10(相當于ISO527-2)計算得出。使用狗骨狀樣品進行測試。結(jié)果列于表IV。
表IV:
在表中能夠觀察到在1至2的比例的轉(zhuǎn)變之間彈性模量急劇增加。示例V:確定粘合性
針對根據(jù)示例I的全部樣本制成的各種樣本測試了粘合性。除此之外,組合物的內(nèi)容物聚合物/稀釋劑(明膠/甘油)的量對應于2:1的比例,并且殘余水分含量為9%的組合物在烘箱中以60℃和Hg10-3mm汞柱的真空壓力的條件進行干燥,直到達到各不相同的6%、3%、1.5%和0.5%的含水量(分別對應于樣本A7至A10)為止。
表V:具有不同組合物和水含量的樹脂在膠原腸衣上的粘合性,該腸衣的濕度為12%、21%和35%(基于腸衣的總重量)。
同樣指出的是具有非常低的含水量的組合物一旦被熔融其固有的粘合性提高,特別地,樹脂中的聚合物的量更高。
不可剝離意味著當試圖從本體表面剝離的一片樹脂膜時,該樹脂膜一旦冷卻和固化則能夠拉裂及拖住來自本體的材料而不與其分離,其中樹脂膜通過熔融而鑄塑至該本體表面。
示例VI:通過注射成型制備由明膠和甘油制成的密封/緊固環(huán)的棒。
如附圖的圖1中所描述的,多個具有縱向V形開口的中空蝸桿狀桿通過注射成型模制而成。擠出的樹脂材料的起始組合物由200布盧姆的明膠(Juncá)、甘油(購自Sigma-Aldrich的食品級甘油)以及殘留量的水形成,并且在混合物中的各組分的最終比例分別對應于樣品A4和A8。用于每個組合物的這些元件的尺寸一方面具有20cm的長度、8mm的直徑,其中,中央中空部分直徑為2mm;另一方面具有12mm的直徑,其中,中央中空部分直徑為4mm。
該材料通過在塑料加工行業(yè)中廣泛使用的單螺桿擠出機塑化和擠出,工藝條件為87℃至104℃的范圍內(nèi)的溫度、大約50-100bar的壓力范圍。塑化后的材料通過帶有六個直徑各為2mm的孔的圓形截面的口模擠出。然后冷卻下來的無端股部分在傳統(tǒng)造粒機中造粒。顆粒被用于在傳統(tǒng)的注射成型機上制造蝸桿狀桿。物料在1000-1200bar的壓 力范圍內(nèi)被注射到不銹鋼模具中,然后從模具中取出模制件。棒被放置在支架上并且直到其含水量為2%至3%時被設定為是干燥的。最終獲得的棒是柔韌而牢固的。
通過用切割工具以橫剖的方式將該棒切斷而獲得了多個8mm的短段。每個段的橫截面均具有開口環(huán)的形狀或C形環(huán)。這種C形環(huán)的開口是將皺縮的和/或扭轉(zhuǎn)的腸衣段嵌入該環(huán)中所經(jīng)由的路徑。
示例VII:封閉部的實施方式;被封閉的腸衣的灌裝測試以及所得到的香腸連同其封閉部的烹飪的測試。
為了測試封閉部的性能,選擇了兩種尺寸的可食性膠原腸衣;即,口徑21,其中應用了名為A2、A4和A8的組合物制成的小環(huán)(直徑8mm);以及口徑28,其中應用了由相同組合物制成的直徑為12mmd環(huán)。
在打褶的棒被手動密封的每種情況中,如下:使一個棒前進以使大約兩英寸的腸衣消褶,然后使用手動快門件使展開的腸衣在相對于抽褶棒的開頭一英寸的范圍內(nèi)皺縮。腸衣的剩余部分一旦由快門葉片夾持,則被扭轉(zhuǎn)以針對管徑為21的腸衣形成直徑大約為兩毫米的串以及針對管徑為28的腸衣形成直徑大約為四毫米的串。
表VI:封閉部對灌裝過程的抵抗結(jié)果
通過按照所指示的來選擇尺寸,直接應用各個組合物制成的環(huán)形封閉部。通過使用用于鍍錫的梯形頭的加熱器加熱至85℃,使得每種組合物以及每種直徑的環(huán)的一半以如記憶(memory)中所描述的方式進行密封。該加熱器最先用于將腸衣串推入環(huán)的中心孔中;一旦配合后,加熱器的側(cè)面與環(huán)的接觸面相接觸,從而導致表面層的迅速熔化;然后接著移除加熱器,該過程與環(huán)的閉合同時發(fā)生。一旦使環(huán)的熔化的面相互接觸,則在2秒以內(nèi)移除閉合壓力就能夠形成具有足夠粘結(jié)力的熔接。在將該環(huán)上的壓力移除之后,環(huán)仍然為閉合的,從而形成收緊環(huán)。環(huán)的另一半不熔接而只是在將腸衣配合至其中心孔中之后被按壓。
通過使用充填機器的制動控制而在RobbyVemag2型機器上以80份/分鐘的速度用香腸的肉餡對該抽褶且密封的腸衣棒進行灌裝。
灌裝過程的結(jié)果在表VI中列出。如在所述結(jié)果中所反映的,由組合物A2制成且未密封的那些環(huán)相對能夠經(jīng)受住該灌裝過程,根據(jù)其直徑,使得較大環(huán)對開口具有更大的抵抗力,根據(jù)其所應用于的相應的管徑。在由組合物A2制成的小環(huán)的情況下,其較小的壁厚被添加至較低的彈性模量同樣有利于其中的一些在灌裝過程中打開,因此在這些情況下建議使用其熱密封。
隨后,香腸被掛在掛鉤上以便在90℃的條件下在一個簡單的循環(huán)內(nèi)烘焙四小時。在所有情況下,第一個香腸——即環(huán)的載體——維持其完好的整體進入烹飪周期的起點。在這個周期時間內(nèi),肉餡凝結(jié)并且香腸維持其形狀一直到該循環(huán)結(jié)束為止。在該時間內(nèi),每個第一個香腸的密封環(huán)均逐漸地溶解,以在循環(huán)結(jié)束之前消失。最終的結(jié)果是令人滿意的,不僅是出于優(yōu)良的封閉性能,而且還由于使用香腸來攜帶該封閉部比以相同方式使用其他部分更具有真實的可能性。