способ получения гидратцеллюлозных оболочек

Формула изобретения

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГИДРАТЦЕЛЛЮЛОЗНЫХ ОБОЛОЧЕК, включающий формование из вискозы в осадительную ванну, довосстановление свежесформованных изделий, промывку, десульфурацию, промывку, обработку глицерином и намотку, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности производства при обеспечении заданной массовой доли глицерина и влаги, гидратцеллюлозную оболочку после последней промывки сушат до содержания в ней влаги, соответствующей заданному количеству глицерина в готовой оболочке по установленной графической зависимости, а обработку глицерином осуществляют путем выдерживания в нем мокрой целлюлозной оболочки с диаметром на 5 - 10% большим, чем заданный диаметр готовой оболочки, при температуре 20 - 155^oС с последующим удалением избытка глицерина.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что выдерживанию в глицерине подвергают оболочку с влажностью 60 - 100%.

3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что выдерживанию в глицерине подвергают оболочку в виде ленты.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к производству химических волокон, в частности 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 обработкой водным раствором с массовой долей глицерина в диапазоне от 10 до 22%. Сушку горячим воздухом гибкой трубки производят в раздутом состоянии пропусканием через канал, в области входной части имеющий температуру 90^оС и на выходе 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. Сушка оболочки производится 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. Кроме того, перед сушкой оболочку пластифицируют раствором глицерина с плотностью от 1,01 до 1,02 г/см³ при температуре от 50 до 60^оС (см. тот же регламент, с 50, 51). Массовая доля глицерина в готовой продукции составляет 20 2%.

К недостаткам известных способов получения гидратцеллюлозных оболочек следует отнести:

1) длительность процесса сушки, что приводит к большой длине сушильного канала и ограничению скорости формования гидратцеллюлозной оболочки;

2) сушка оболочки в раздутом состоянии, так как из-за усадки в поперечном направлении при сушке не обеспечиваются требуемые при переработке оболочки диаметр и физико-механические показатели;

3) отходы нераздутой оболочки при сушке из-за проколов ее при формовании для удаления газов и жидкости, скапливающихся внутри оболочки;

4) большой расход тепла из-за потерь при конвективной сушке;

5) осуществление пластификации оболочки водным раствором глицерина в двух барках перед сушкой.

Целью изобретения является повышение экономичности производства при обеспечении заданной массовой доли глицерина и влаги за счет сокращения количества операций путем совмещения сушки с пластификацией, уменьшения отходов путем высушивания всей оболочки без раздува даже с технологическими проколами и сокращения производственных площадей путем ликвидации двух барок для пластификации и уменьшения длины сушилки в 10-15 раз, а также снижение расхода тепла благодаря замене конвективной сушки. Изобретение позволяет также расширить ассортимент выпускаемой продукции с различной массовой долей глицерина, что обеспечивает новые свойства оболочки: легкую снимаемость, устойчивость к плесени и др.

Поставленная цель достигается тем, что по способу получения гидратцеллюлозных оболочек, включающему формование из вискозы в осадительную ванну, довосстановление свежесформованных изделий, промывку, десульфурацию, промывку, обработку глицерином и намотку, согласно изобретению, гидратцеллюлозную оболочку после последней промывки сушат до содержания влаги в оболочке, соответствующей заданному количеству глицерина в готовой оболочке по установленной графической зависимости. Далее осуществляют обработку глицерином путем выдерживания мокрой целлюлозной оболочки с диаметром на 5-10% большем, чем заданный диаметр готовой оболочки, в глицерине при температуре от 20 до 155^оС с последующим удалением избытка глицерина.

В частности, при получении гидратцеллюлозных оболочек для сосисок в глицерине выдерживают при температуре 20-155^оС гидратцеллюлозную оболочку с влажностью 60-100%.

Кроме того, выдерживать в глицерине при вышеуказанных температурах удобнее и экономичнее мокрую целлюлозную оболочку в виде ленты.

В процессе предварительного обезвоживания гидратцеллюлозной оболочки с исходной массовой долей влаги 300% перед обработкой глицерином удаляется избыточная влага, которая связана капиллярными силами с гидратцеллюлозой.

Абсолютная величина предварительного обезвоживания будет изменяться в зависимости от ассортимента выпускаемой продукции и соответственно требований к ней по заданной массовой доле глицерина в готовой продукции. Например, гидратцеллюлозная оболочка для сосисок в готовой продукции должна иметь 20 2% глицерина. Для конкретно выбранных параметров сушки (удаления избыточной влаги, например, путем нагретых валов, температуры) необходимо построить калибровочную кривую зависимости массовой доли глицерина в готовой оболочке от массовой доли влаги в оболочке перед сушкой (см. чертеж). По калибровочной кривой определяют, что предварительное обезвоживание должно обеспечить снижение массовой доли влаги в оболочке перед обработкой глицерином в диапазоне от 60 до 100% и обеспечит после обработки глицерином при массовой доле влаги, равной 60 - 18% глицерина в готовой продукции, а при повышении массовой доли влаги до 100 - 22% глицерина.

Если появится потребность в гидратцеллюлозной оболочке с массовой долей глицерина в готовой оболочке 25%, то предварительное обезвоживание должно обеспечить снижение массовой доли влаги в оболочке перед обработкой глицерином до 115% . Калибровочная кривая оболочек для колбас будет учитывать толщину оболочки и иметь аналогичный характер, но иное количественное соотношение влаги и глицерина. Предварительно обезвоженную гидратцеллюлозную оболочку обрабатывают концентрированным глицерином. На этой стадии процесса происходит окончательная сушка и пластификация оболочки глицерином.

Для обработки глицерином гидратцеллюлозной оболочки используют дистиллированный глицерин с содержанием основного вещества более 95%. Глицериновая ванна, используемая для обработки при температуре ниже 100^оС, нуждается в регенерации путем выпаривания накапливающейся влаги. При температуре выдерживания в глицерине выше 100^оС происходит саморегенерация глицериновой ванны. Температурные пределы процесса обработки глицерином приняты на основании проведенных экспериментов. Принципиально, по литературным источникам, верхний предел температуры, допускаемый при использовании в качестве высококипящего органического теплоносителя глицерина, составляет 250^оС. При повышении температуры увеличивается его испарение, теплопотери, повышаются требования по технике безопасности и сложность технологического обслуживания и т. д. По предлагаемому способу верхний предел температуры глицерина ограничен 155^оС. Нижний предел температуры обусловлен соображениями экономичности способа, так как дегидратация оболочки происходит даже при температуре около 5^оС, т.е. вблизи температуры замерзания воды. Но в этом случае потребуется искусственное охлаждение глицерина, а также возрастет продолжительность сушки, что неэкономично. Продолжительность обработки оболочки для сосисок с толщиной стенок от 27 до 32 мкм в среде глицерина составляет от 1 до 35 с. Оболочка, выходящая из глицериновой ванны, уносит на поверхности слой глицерина - "шубу". Этот избыток механически унесенного глицерина необходимо удалить любым известным способом для получения оболочки с заданным количеством пластификатора. После снятия "шубы" должно остаться не более 2% ее.

Установлено, что при выдерживании оболочки в глицерине в сплющенном виде ее усадка в поперечном направлении составляет не более 10% по полупериметру, в то время как при конвективной сушке воздухом эта усадка равна 27%.

Для обеспечения заданного диаметра оболочки в готовой продукции, контролируемого полупериметром, можно использовать известные приемы калибровки оболочки перед сушкой [3].

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

П р и м е р 1 (сравнительный). Берут вискозу с параметрами: -целлюлоза 8,4%, NaOH 6,3%, вязкость 250 с. Далее формуют через кольцевую щель шириной 300 мкм фильеры Д_ф=25 мм в осадительную ванну, содержащую 135 г/л Н₂SO₄ и 260 г/л Na₂SO₄.

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

П р и м е р 2. Свежесформованную оболочку для сосисок обрабатывают довосстановительной ванной, промывают водой, десульфируют, промывают, как в примере 1. Далее по калибровочной кривой (см. чертеж) определяют степень предварительного обезвоживания. Поскольку для таких оболочек массовая доля глицерина в готовой продукции равна 202%, для обеспечения массовой доли глицерина 22% предварительное обезвоживание нагретыми валами осуществляют до массовой доли влаги 100% . Далее калибруют, пропуская оболочку через кольцевую камеру, в которой оболочка вакуумом растягивается до внутреннего диаметра кольцевой камеры и острых кромок кольцевой калибрующей камеры. Для обеспечения заданного по ТУ диаметра оболочки для сосисок, контролируемого полупериметром и равного, в частности, 33 мм, калибруют оболочку до полупериметра на 8% большего, чем заданный, т.е. до 36 мм. Откалиброванную до полупериметра 36 мм сплющенную в виде ленты оболочку погружают и выдерживают в дистиллированном глицерине (ГОСТ 68 24-76 с изменением 1,2) при температуре 20^оС в течение 30 с. Избыток глицерина, "шубу", удаляют отжимными валами. КПД сушки 0,95, отходы при намотке на 1000 м оболочки 1,56%.

Получают оболочку со свойствами, представленными в таблице.

П р и м е р 3. Свежесформованную оболочку для сосисок обрабатывают довосстановительной ванной, промывают водой, десульфируют, промывают, как в примере 1. Согласно калибровочной кривой (см. чертеж) предварительное обезвоживание нагретыми валами при массовой доле влаги 60% обеспечивает 18% глицерина в готовой оболочке. Калибруют и выдерживают в глицерине сплющенную оболочку того же полупериметра, при тех же условиях, что в примере 2. Избыток глицерина удаляют отжимными валами. КПД сушки 0,95, отходы при намотке на 1000 м оболочки 1,63%.

Свойства полученной оболочки представлены в таблице.

П р и м е р 4. Свежесформованную оболочку обрабатывают довосстановительной ванной, промывают водой, десульфируют, промывают, как в примере 1. Для обеспечения в готовой продукции массовой доли глицерина 25% согласно калибрующей кривой оболочку предварительно обезвоживают нагретыми валами до массовой доли влаги 115%. Калибруют и выдерживают в глицерине сплющенную оболочку того же полупериметра, при тех же условиях, что в примере 2. Избыток глицерина удаляют отжимными валами. КПД сушки 0,95, отходы при намотке на 1000 м оболочки - не определялись.

Свойства оболочки представлены в таблице.

П р и м е р ы 5-10.

Свежесформованную сосисочную оболочку обрабатывают довосстановительной ванной, промывают водой, десульфируют, промывают, как в примере 1. Предварительно обезвоживают, калибруют, как в примере 3, выдерживают в глицерине в сплющенном виде при температуре 155^оС в течение 1 с (пример N 5).

Аналогично осуществляют примеры N 6-10, но при следующих параметрах:

при 40^оС в течение 20 с (пример 6);

при 60^оС в течение 15 с (пример 7);

при 80^оС в течение 10 с (пример 8);

при 105^оС в течение 5 с (пример 9);

при 125^оС в течение 3 с (пример 10).

Избыток глицерина удаляют отжимными валами. КПД сушки 0,95, отходы при намотке на 1000 м оболочки составили соответственно 1,72; 1,81; 1,49; 1,62; 1,58 и 1,64%.

Свойства полученных оболочек представлены в таблице.