СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГИДРАТЦЕЛЛЮЛОЗНЫХ ОБОЛОЧЕК ДЛЯ НАБИВКИ МЯСНЫМИ ПРОДУКТАМИ Российский патент 1995 года по МПК A22C13/00 C08J5/18 D01F2/06 

Изобретение относится к производству химических волокон и пленок, в частности к производству оболочек рукавным методом, используемых для набивки мясными продуктами.

Известен способ получения гидратцеллюлозных трубчатых изделий формованием вискозы, модифицированной аминосоединением в виде водной эмульсии, в осадительную ванну, кислотной обработкой свежесформованных изделий, промывкой и сушкой, а перед сушкой с обработкой водным раствором с массовой долей глицерина в диапазоне от 10 до 22%. Сушку горячим воздухом гибкой трубки производят в раздутом состоянии пропусканием через сушильный канал длиной 50 м со скоростью ≈20 м/мин, причем сушильный канал в области входной части имеет температуру ≈90^оС и в области выхода ≈120^оС [1].

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является используемый в промышленности способ получения гидратцеллюлозной пленки для изготовления оболочки сосисок, включающий непрерывное формование оболочки из вискозы в осадительную ванну с полной отделкой, сушкой и намоткой оболочки на бобину [2].

Отделка гидратцеллюлозной оболочки включает промывку оболочки оборотной и умягченной водой, десульфурацию и пластификацию глицерином перед сушкой. Пластификацию осуществляют раствором глицерина циркуляцией его в диапазоне от 15 до 20 л/мин при температуре в диапазоне от 50 до 60^оС. Концентрация раствора глицерина ≈14% соответствует плотности раствора 1,01-1,02 г/см³. Пластификация оболочки устраняет хрупкость и повышает эластичность оболочки при дальнейшей переработке. Сушку оболочки производят в раздутом состоянии, для чего в конце сушильных труб при намотке в момент заправки бобин внутрь оболочки вдувается небольшое количество сжатого воздуха. Параметры сушки оболочки: температура пара в рубашке сушилки от 165 до 185^оС при избыточном давлении 0,15 МПа; температура воздуха на входе в трубу от 80 до 110^оС, на выходе - от 30 до 60^оС. Скорость намотки оболочки от 8 до 15 м/мин, длина сушильного канала 18 м. Массовая доля глицерина в готовой продукции составляет 20± 2%.

К недостаткам данного способа получения гидратцеллюлозных оболочек следует отнести:
1) недостаточную для переработки в мясомолочной промышленности эластичность гидратцеллюлозных оболочек;
2) высокую анизотропию прочности в поперечном и продольном направлениях;
3) использование водного раствора глицерина, что требует оборудования (барки, баки, мерники, подогреватели, фильтры, насосы и др.) и приводит к потерям глицерина при разбрызгивании и утечках его при эксплуатации оборудования, что составляет 13% от общего расхода глицерина;
4) потери глицерина за счет испарения при сушке составляют 8% (установлено экспериментально);
5) замедляющее действие глицерина на испарение влаги и увеличение времени сушки;
6) расход тепла на испарение глицерина;
7) ограниченные скорости формования.

Недостаточная эластичность затрудняет гофрировку оболочки, а анизотропия прочности гидратцеллюлозных оболочек в продольном и поперечном направлениях приводит к разрыву оболочки при набивке фаршем. При набивке оболочка "работает" как труба, нагруженная внутренним давлением. В этом случае основную роль играет прочность в поперечном направлении. При термообработке сосисок и колбас, подвешенных в вертикальном положении, требования к изотропности оболочки особенно возрастают. В этом случае наиболее нагруженной является донная часть оболочки, которая имеет форму полусферы. Для сохранения донной части и товарного вида изделия деформации во всех направлениях должны быть одинаковыми, а, следовательно, должна быть одинаковой и прочность материала во всех направлениях.

Целью изобретения является улучшение качества гидратцеллюлозных оболочек путем повышения эластичности и изотропности при одновременном повышении экономичности производства за счет сокращения потерь глицерина и расхода тепла.

Поставленная цель достигается тем, что по способу получения гидратцеллюлозных оболочек, включающему формование из вискозы в осадительную ванну с промывкой, десульфурацией, сушкой в раздутом состоянии, намоткой и кондиционированием, согласно изобретению пластификацию осуществляют после сушки нанесением глицерина с концентрацией 80-100% на поверхность гидратцеллюлозной оболочки.

Поскольку массовая доля влаги в готовой продукции составляет 20%, то наносимый глицерин должен иметь концентрацию, которая не нарушала бы эту величину, т.е. не должна быть ниже ≈80%. Но так как приготовление раствора требует оборудования, обслуживания и пр., то целесообразно использовать стандартный глицерин с концентрацией 95-100% (ГОСТ 6824-76). Равномерное распределение глицерина по предлагаемому способу происходит за тот же или более короткий промежуток времени, чем кондиционирование по влажности, поэтому условия кондиционирования, предусмотренные прототипом, подходят для нового способа.

Поскольку концентрированный глицерин наносят в ограниченном количестве на сухую оболочку, диаметр последней не изменяется. Принципиально изменение диаметра (увеличение или усадка) может происходить в результате изменения набухания оболочки. Способность оболочки к заметным изменениям диаметра имеет место при сушке оболочки. Однако сушка ее в раздутом состоянии препятствует усадке. Зафиксированная при сушке структура гидратцеллюлозы, а, следовательно, и диаметр оболочки после сушки не меняются при нанесении концентрированного глицерина. Это позволяет наносить глицерин на оболочку заданного диаметра, т.е. без избыточного раздува в процессе сушки.

Физико-механические и эластические свойства зависят, в частности, от количественного содержания глицерина в оболочке и равномерности его распределения в структуре гидратцеллюлозы.

В производстве оболочек различной толщины, например для колбасного и сосисочного ассортимента, процесс пластификации водным раствором существенно не отличается. Концентрированный глицерин требует большего времени для равномерного проникновения на всю толщину оболочки. Но увеличение толщины, например, для получения колбасной оболочки, требует продолжительности кондиционирования 72 ч. Этого времени достаточно для равномерного распределения глицерина по толщине оболочки. Глицерин может наноситься на сплющенную высушенную в раздутом состоянии оболочку при комнатной температуре любым известным способом, например раклей, реверсивным или прямым валиком, или на раздутую оболочку напылением концентрированного глицерина. Предлагаемый способ осуществляется пропусканием оболочки касательно к принудительно вращающимся валам, поверхность которых смачивается глицерином при частичном погружении валов в открытую емкость с глицерином. Скорость вращения валов регулируют в соответствии с требованиями количественного содержания глицерина в готовой оболочке. Для сосисочной и колбасной оболочек массовая доля глицерина составляет 20 ±2%, для обеспечения устойчивости к плесени пищевых гидратцеллюлозных оболочек - 40% и более.

Обработка оболочки пластификатором производится с целью улучшения ее эксплуатационных свойств путем повышения эластичности и снижения хрупкости, необходимых при проведении процесса гофрирования. Одним из критериев оценки эластичности является устойчивость к многократным деформациям изгиба. Определение числа двойных изгибов до разрушения оболочки производят по методике, изложенной в лабораторном практикуме по текстильному материаловедению [3].

Водный раствор глицерина, применяемый в производстве, нагревают до температуры в диапазоне от 50 до 70^оС. Для этого требуются подогреватели, расходуется энергия. Повышенная температура водного раствора глицерина, как и других отделочных растворов и промывных вод, используемого для пластификации оболочки, необходима для ускорения физико-химических процессов диффузии, которые ускоряются при повышении температуры.

Предлагаемый способ позволяет использовать глицерин при температуре окружающей среды (цеха) без дополнительного подогрева.

Наличие длительной операции кондиционирования (от 24 до 72 ч) обеспечивает равномерное распределение глицерина в оболочке при температуре 20-25^оС, в результате общий цикл получения оболочки не удлиняется.

Пластифицированную оболочку наматывают на бобину и направляют на кондиционирование для достижения равномерной заданной влажности. Кондиционирование производят в воздушной среде при температуре 22^оС и относительной влажности воздуха 65% в течение 24 или 72 ч в зависимости от ассортимента готовой продукции.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

П р и м е р 1 (сравнительный). Вискозу с параметрами: γ-целлюлоза 8,4%, NaOH 6,3% и вязкость 250 с формуют через кольцевую щель шириной 300 мкм фильеры Д_ф=25 мм в осадительную ванну состава, г/л: H₂SO₄ 135; Na₂SO₄ 260.

Свежесформованную гидратцеллюлозную сосисочную оболочку обрабатывают довосстановительной ванной, промывают водой, десульфируют раствором сульфита натрия, промывают водой, пластифицируют 14%-ным раствором глицерина плотностью 1,012 в течение 2 мин и сушат в раздутом состоянии воздухом при температуре 110^оС на входе в сушильный канал и 60^оС на выходе, при скорости движения оболочки 10 м/мин в течение 1,2 мин.

Получают оболочку со следующими показателями при 30,1% потери глицерина в процессе производства: Массовая доля влаги, % 19 Массовая доля глицерина, % 20 Разрушающее напряжение, при растяжении, МПа: в продольном направлении 113 в поперечном направлении 83 Относительное удлинение, %: в продольном направлении 57 в поперечном направлении 93 Полупериметр, мм 33 Число двойных изгибов 3020 Коэффициент изотропности 0,63
П р и м е р 2. Свежесформованную оболочку обрабатывают восстановительной ванной, промывают водой, десульфируют, промывают, как в примере 1. Далее непластифицированную гидратцеллюлозную оболочку сушат в раздутом состоянии при температурном режиме, как в примере 1, однако при скорости 12 м/мин в течение 1 мин. Высушенную гидратцеллюлозную оболочку сплющивают и при температуре 25^оС пропускают касательно к металлическим валам при частичном погружении их в ванночку с дистиллированным глицерином (ГОСТ 6824-76 с изменениями 1,2). При скорости вращения валов 1 об/мин, длине дуги обхвата валов оболочкой 1,5 см и длине погруженной в глицерин дуги вала 3 см получают оболочку после кондиционирования в течение 24 ч со следующими показателями при 9,1% потери глицерина в процессе ее получения: Массовая доля влаги, % 10 Массовая доля глицерина, % 20,2 Разрушающее напряжение при растяжении, МПа: в продольном направлении 115,7 в поперечном направлении 86,0 Относительное удлинение, %: в продольном направлении 64 в поперечном направлении 102 Полупериметр, мм 33 Число двойных изгибов 3999 Коэффициент изотропности 0,78
П р и м е р 3. Свежесформованную оболочку обрабатывают восстановительной ванной, промывают водой, десульфируют, промывают, как в примере 1. Далее непластифицированную гидратцеллюлозную оболочку сушат в раздутом состоянии при температурном режиме, как в примере 2. Высушенную гидратцеллюлозную оболочку сплющивают и при температуре 25^оС пропускают касательно к металлическим валам при частичном погружении их в водно-глицериновую ванну с массовой долей глицерина 80%. При скорости вращения валов 1 об/мин, длине дуги обхвата валов 1 об/мин, длине дуги обхвата валов оболочкой 1,5 см и длине погруженной в глицерин дуги вала 5 см получают оболочку после кондиционирования в течение 24 ч со следующими показателями при 9,1% потери глицерина в процессе ее получения: Массовая доля влаги, % 19 Массовая доля глицерина, % 20,5 Разрушающее напряжение при растяжении, МПа: в продольном направлении 120 в поперечном направлении 90 Относительное удлинение, %: в продольном направлении 67 в поперечном направлении 110 Полупериметр, мм 33 Число двойных изгибов 4798 Коэффициент изотропности 0,87
П р и м е р 4 (контрольный). Свежесформованную оболочку обрабатывают восстановительной ванной, промывают водой, десульфируют, промывают, как в примере 1. Далее непластифицированную гидратцеллюлозную оболочку сушат в раздутом состоянии при температурном режиме, как в примере 2. Высушенную гидратцеллюлозную оболочку сплющивают и при температуре 25^оС пропускают касательно к металлическим валам при частичном погружении их в водно-глицериновую ванну с массовой долей глицерина 70%. При скорости вращения валов 1 об/мин длине дуги обхвата валов оболочкой 1,5 см и длине погруженной в глицерин дуги вала 6 см получают оболочку после кондиционирования в течение 24 ч со следующими показателями при 9,1% потери глицерина в процессе ее получения: Массовая доля влаги, % 22 Массовая доля глицерина, % 19,5 Разрушающее напряжение при растяжении, МПа: в продольном направлении 117,0 в поперечном направлении 87 Относительное удлинение, %: в продольном направлении 71 в поперечном направлении 110 Полупериметр, мм 33 Число двойных изгибов 3248 Коэффициент изотропности 0,75

Использование: изготовление полимерных оболочек для набивки мясными продуктами. Сущность изобретения: вискозу формуют в осадительную ванну через кольцевую фильеру. Полученную гидратцеллюлозную оболочку промывают, десульфурируют и сушат в раздутом состоянии. Затем проводят пластификацию изделия нанесением глицерина с концентрацией 80 - 100 мас.%. на его поверхность.

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГИДРАТЦЕЛЛЮЛОЗНЫХ ОБОЛОЧЕК ДЛЯ НАБИВКИ МЯСНЫМИ ПРОДУКТАМИ, включающий формование из вискозы в осадительную ванну с промывкой, десульфурацией, сушкой в раздутом состоянии, намоткой и кондиционированием, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества при одновременном повышении экономичности производства, пластификацию осуществляют после сушки нанесением на поверхность оболочки глицерина с концентрацией 80 - 100%.