дымопроницаемая оболочка для пищевых продуктов на основе полиамида и водорастворимых полимеров

Формула изобретения

1. Дымопроницаемая, влагостойкая, рукавная, двухосно-ориентированная оболочка для пищевых продуктов, выполненная из термопластичной смеси, отличающаяся тем, что смесь представляет собой, по меньшей мере, один алифатический (со)полиамид и, по меньшей мере, один водорастворимый синтетический органический полимер, и проницаемость оболочки для водяного пара составляет от 40 до 200 г/м ²·сут.

2. Оболочка для пищевых продуктов по п.1, отличающаяся тем, что алифатический (со)полиамид является поли- -капролактамом, поли(гексаметиленадипамидом), сополиамидом -капролактама и -лауринлактама (=ПА 6/12), полиамидом 6/66, сложным полиэфирамидом, простым полиэфирамидом, сложным полиэфиром эфирамида, полиамидуретаном.

3. Оболочка для пищевых продуктов по п.1 или 2, отличающаяся тем, что доля алифатических (со)полиамидов составляет от 40 до 94 вес.%, предпочтительно от 55 до 90 вес.%, особенно предпочтительно от 60 до 85 вес.%, в расчете на общий вес смеси.

4. Оболочка для пищевых продуктов по п.1, отличающаяся тем, что водорастворимый, синтетический, органический полимер является частично или полностью омыленным поливиниловым спиртом, сополимером со звеньями винилового спирта, полиалкиленгликолем, сополимером с алкиленгликолевыми звеньями, поливинилпирролидоном, сополимером со звеньями винилпирролидона и звеньями по меньшей мере одного , -ненасыщенного олефинового мономера, гомополимером или сополимером со звеньями N-винилалкиламида или (со)полимером , -ненасыщенных карбоновых кислот или амидов , -ненасыщенных карбоновых кислот.

5. Оболочка для пищевых продуктов по п.1, отличающаяся тем, что доля по меньшей мере одного водорастворимого, синтетического, органического полимера составляет от 3 до 50 вес.%, предпочтительно от 10 до 40 вес.%, особенно предпочтительно от 15 до 30 вес.%, в расчете на общий вес термопластичной смеси.

6. Оболочка для пищевых продуктов по п.1, отличающаяся тем, что термопластичная смесь содержит по меньшей мере одну добавку, которая влияет на внешний вид, осязательные характеристики, способность к накоплению влаги или характеристики при снятии.

7. Оболочка для пищевых продуктов по п.6, отличающаяся тем, что по меньшей мере одна добавка является полисахаридом, неорганическим наполнителем или красящим пигментом.

8. Оболочка для пищевых продуктов по п.7, отличающаяся тем, что неорганический наполнитель состоит из кварцевой муки, двуокиси титана, карбоната кальция, талька, слюды или другого алюмосиликата, из стекловолокна, прочих минеральных волокон или стеклянных микросфер.

9. Оболочка для пищевых продуктов по п.6, отличающаяся тем, что доля по меньшей мере одной добавки составляет до 25 вес.%, предпочтительно от 1 до 20 вес.%, особенно предпочтительно от 2 до 8 вес.%, в расчете на общий вес смеси.

10. Оболочка для пищевых продуктов по п.7, отличающаяся тем, что полисахарид является крахмалом, целлюлозой, экзополисахаридом или производным полисахарида.

11. Оболочка для пищевых продуктов по п.1, отличающаяся тем, что термопластичная смесь содержит пластифицирующую добавку, предпочтительно глицерин, моно- и дигликоль, триметилолпропан, моно-, ди- или тризамещенный сложный эфир глицерина и карбоновых кислот, формамид, ацетамид, N,N-диметилформамид или N,N-диметилацетамид.

12. Оболочка для пищевых продуктов по п.1, отличающаяся тем, что она является рукавной и бесшовной.

13. Оболочка для пищевых продуктов по п.12, отличающаяся тем, что имеет форму венка.

14. Способ получения оболочки для пищевых продуктов по одному или нескольким пп.1-13, отличающийся тем, что смесь, которая содержит по меньшей мере один алифатический (со)полиамид и по меньшей мере один водорастворимый синтетический полимер, термопластифицируют и экструдируют через кольцевую форсунку в первичный рукав, и первичный рукав охлаждают, затем нагревают до температуры, требуемой для вытягивания, и затем двуосно вытягивают с получением оболочки для пищевых продуктов.

15. Способ по п.14, отличающийся тем, что после вытягивания оболочку термофиксируют.

16. Способ по п.14, отличающийся тем, что затем рукавную оболочку изгибают в форме венка, так что она принимает кольцевую или спиральную форму.

17. Применение оболочки для пищевых продуктов по одному или нескольким пп.1-13 в качестве синтетической колбасной оболочки, предпочтительно в качестве оболочки, пригодной для копчения вареных колбасных изделий.

Описание изобретения к патенту

ОПИСАНИЕ

Настоящее изобретение относится к дымопроницаемой, влагостойкой, рукавной, двухосно-ориентированной оболочке для пищевых продуктов. Наряду с этим оно относится к способу получения оболочки и ее применению в качестве синтетической колбасной оболочки для копченых сортов колбасных изделий.

Для получения копченых колбасных изделий до настоящего времени применялись преимущественно оболочки на основе восстановленной целлюлозы или коллагена. Однако получение таких оболочек технически дорогостояще. Так, целлюлозные оболочки, как правило, получают по вискозному способу. В этом способе целлюлозу сначала с помощью раствора едкого натра и сероуглерода (CS₂) превращают в ксантогенат целлюлозы. Образующийся при этом так называемый вискозный раствор должен сначала несколько дней созревать перед тем, как будет направлен в машину для вязки кишок. Эти машины состоят в основном из фильеры, осадительных ванн, ванн для промывки и отделочных ванн, а также станции сушки. В осадительных ваннах ксантогенат целлюлозы восстанавливают до целлюлозы. Коллагеновые оболочки, называемые также белковыми колбасными оболочками, состоят из отвержденного белка соединительной ткани. При их получении соединительную ткань из звериных шкур сначала механически измельчают и растворяют химически. Образующуюся при этом однородную массу затем обрабатывают далее в процессе сушки или мокрого формования. В процессе мокрого формования коллагеновая масса после выдавливания через кольцевую фильеру отверждается путем коагуляции в осадительной ванне (G. Effönberger, Wursthüllen - Kunstdarm, Holzrnann-Buchverlag, Bad Wörishofen, 2. Aufl. [1991] S, 21-27).

Целлюлозные и коллагеновые оболочки хорошо проницаемы не только для дыма, но и для водяного пара. Проницаемость составляет обычно более 500 г/м²·сут. Однако из-за высокой проницаемости оболочки для водяного пара колбаса, если она некоторое время находится на хранении, высыхает, что нежелательно.

Другой недостаток коллагеновых целлюлозных оболочек состоит в высоких издержках производства из-за указанных влажных химических способов.

Для некопченых колбасных изделий сегодня в большом объеме применяются недорогие оболочки из термопластичных синтетических материалов. Обычными синтетическими материалами являются полиамиды, полиэфир и сополимеры винилхлорида. Оболочки могут быть одно- или многослойными. В многослойных оболочках часто имеются еще слои из полиолефина. Основное преимущество таких оболочек состоит в относительно простом с технической точки зрения и экономически выгодном получении. Оболочки из термопластичных полимеров имеют проницаемость для водяного пара (ПВП) от примерно 3 до 20 г/м²·сут. При этом они заметно менее проницаемы, чем оболочки из восстановленной целлюлозы или коллагена. Поэтому колбасные изделия в подобной оболочке при хранении заметно меньше теряют в весе. Оболочки, полученные из термопластичных полимеров, например из полиамида, до сих пор считались вообще дымонепроницаемыми и тем самым непригодными для копчения.

Однако известны также некоторые пригодные для копчения синтетические оболочки. Так, в заявке EP-A 139888 раскрыт способ копчения продуктов питания в оболочке из алифатического полиамида. Полиамид поглощает по меньшей мере 3 вес.%, предпочтительно по меньшей мере 5 вес.% воды. Копчение поэтому происходит в присутствии воды или водяного пара, что требует кондиционируемой коптильной камеры.

Пригодная для копчения пленка для упаковки продуктов питания описана также в заявке EP-A 217069. Она включает по меньшей мере один слой, который состоит из смеси полиамида, сополимера этилена с виниловым спиртом (EVOH) и полиолефина, причем компоненты слоя находятся в определенном весовом отношении. Проницаемость слоя для водяного пара составляет менее 40 г/м ²·сут при температуре 40°C и относительной влажности воздуха 90%. Это означает однако всего лишь малое повышение по сравнению с указанным диапазоном величин для термопластичных оболочек. Следовательно, в обычных условиях не следует ожидать удовлетворительной проницаемости для дыма.

Тем самым по-прежнему существует задача получения синтетической оболочки, которая имеет очень хорошую проницаемость для дыма, без того, чтобы при копчении соблюдались особые условия (определенная влажность воздуха, определенная температура и т.д.). В частности, как при горячем дыме (примерно от 70 до 80°C; в частности, для варено-копченых колбасных изделий), так и при холодном дыме (примерно от 20 до 35°C, в частности, для колбасы из вареных мясо- и субпродуктов, и сырокопченой колбасы) должна быть возможной интенсивная передача цвета и вкуса на колбасный фарш. Специалисту известно, что диффузия газов через синтетические материалы сильно зависит от температуры. Тем самым применение холодного копчения априори требует более высокой проницаемости синтетического материала, чем горячее копчение.

Оболочка должна изготавливаться просто и без больших затрат путем термоотверждения. Она должна быть дымопроницаемой и устойчивой также к горячей воде и водяному пару, чтобы ее можно было применять также при получении вареных колбасных изделий. Чтобы находящиеся в оболочке продукты питания после копчения высыхали как можно меньше, проницаемость оболочки для водяного пара (определенная согласно DIN 53 122) должны составлять по меньшей мере 40 г/м² ·сут, однако не более 200 г/м²·сут при односторонней загрузке оболочки воздухом, имеющим температуру 23°C и относительную влажность 85%.

Поставленная задача решается оболочкой из смеси, которая содержит алифатический полиамид и/или алифатический сополиамид, по меньшей мере один термопластифицируемый, водорастворимый органический полимер, а также при необходимости добавки дополнительных органических или неорганических веществ. "Водорастворимыми" в контексте настоящего изобретения обозначаются полимеры, растворимость которых в воде, нагретой до 80°C, составляет по меньшей мере 20 г/л.

Водорастворимые синтетические полимеры, в частности поливиниловый спирт (ПВС), уже давно применяются для получения определенных полупроницаемых мембран. Получение мембран осуществляется в основном из растворов. Пленка, получаемая в процессе осаждения, должна затем подвергаться сшивке, чтобы повысить водорастворимость.

О термопластичной деформации водорастворимых полимеров до сих пор известно мало. Из-за их более высокой полярности и связанными с этим внутримолекулярными взаимодействиями их температура плавления заметно выше температуры разложения. Изделия из водорастворимых полимеров должны, кроме того, подвергаться дополнительной обработки сшивкой, чтобы сделать их при последующем применении влагостойкими.

Неожиданно было установлено, что смеси алифатического (со)полиамида и водорастворимого полимера являются:

- водостойкими без дополнительной сшивки, т.е. практически никакая доля водорастворимого полимера не растворяется в холодной или горячей воде,

- экструдируемыми без разложения и формуемыми в рукавную пленку,

- перерабатываемыми путем вытягивания рукава с получением оболочки для продуктов питания с благоприятными механическими свойствами, и

- имеют проницаемости для водяного пара и дыма в требуемом выше диапазоне.

Смеси полиамида и водорастворимых полимеров, в принципе, уже известны. Однако соответствующие печатные издания не относятся к области применения настоящего изобретения и описывают, кроме того, другие свойства.

В заявке WO 94/16020 описаны биоразлагаемые смеси двух полимеров, каждый из которых уже сам по себе должен быть биоразлагаемым. В качестве первого полимера названы, помимо прочего, также полиамид (ПА), в качестве второго компонента, в том числе ПВС, полилактид и другие алифатические сложные полиэфиры. При необходимости дополнительно должен примешиваться полисахарид. В примерах преимущественно раскрываются смеси EVOH и ПВС. Если пленки из этих смесей обрабатывают горячей водой, дело доходит до экстрагирования ПВС из матрицы. Тем самым указанные смеси непригодны для изготовления пленок для упаковки влажных продуктов питания.

В заявке WO 94/03544 раскрываются смеси водорастворимого полимера и нерастворимой в воде полимерной матрицы для получения изделий медицинского назначения. Водорастворимый полимер является полиэтиленгликолем, полиэтилоксазолином, поливиниловым спиртом, полиакриламидом, поливинилпирролидоном или полиакриловой кислотой. Полимерная матрица, с другой стороны, является сополимером этилена с винилацетатом (ЭВА), полиолефином, поливинилхлоридом (ПВХ), полистиролом, сополимером стирола с бутадиеном, поликарбонатом, полиакрилатом, полиамидом или его сополимером, полиуретаном, сложным полиэфиром или его сополимером. Поверхность изделия является гидрофильной и совместимой с белками, что, в частности, уменьшает поглощение белков крови.

В заявке JP-A 62-132952 раскрываются термопластичные смеси, содержащие от 20 до 80 вес.% полиамида и от 80 до 20 вес.% ПВС, а также полученные из них изделия, например пленки и трубы, которые отличаются пониженным электрическим поверхностным сопротивлением и тем самым улучшенными антистатическими свойствами.

Объектом заявки US-A 4611019 является смесь термопластичного гомополимера поливинилового спирта со степенью омыления более 95%, пластификатора и малой доли (от 0,5 до 4,5 вес.%, в расчете на ПВС) полиамида или сложного полиэфира. В отличие от чистого ПВС, достоинством смеси является лучший барьер для кислорода, в частности, при высоких значениях влажности (т.е. при относительной влажности более 75%). Этот установленный факт совершенно противоречит задаче согласно изобретению, где желательна проницаемость (дымовых) газов.

Резюмируя, можно сказать, что хотя термопластичные смеси полиамидов и водорастворимых полимеров уже известны, однако до сих пор не существует никаких указаний на высокую проницаемость таких смесей для водяных паров и дыма или на их пригодность для получения оболочек для пищевых продуктов.

Предметом настоящего изобретения является тем самым дымопроницаемая, влагостойкая, рукавная, двухосно-ориентированная оболочка для пищевых продуктов, выполненная из термопластичной смеси, отличающаяся тем, что смесь содержит по меньшей мере один алифатический (со)полиамид и по меньшей мере один водорастворимый синтетический органический полимер, и проницаемость оболочки для водяного пара составляет от 40 до 200 г/м²·сут. При необходимости смесь дополнительно содержит одно или несколько других органических и/или неорганических веществ, которые модифицируют свойства оболочки. В предпочтительном варианте изобретения оболочка является бесшовной.

Термин "(со)полиамид" в контексте настоящего изобретения используется для краткого обозначения "полиамид или сополиамид". "(Мет)акриловая кислота" означает "акриловая кислота и/или метакриловая кислота". Это же справедливо для " (мет)акриламида" и аналогичных обозначений.

Из алифатических (со)полиамидов предпочтительны поли- -капролактам, обозначаемый также как ПА-6, полиамид из гексаметилендиамина и адипиновой кислоты (= полигексаметиленадипамид или ПА-66), сополиамид из -капролактама и -лауринлактама (=ПА 6/12), а также полиамид 6/66. К сополиамидам относятся также гетерофункциональные полиамиды, в частности простые полиэфирамиды, сложные полиэфирамиды, сложные полиэфиры эфирамидов и полиамидуретаны. Из этих полимеров предпочтительны полимеры с блочным распределением различных функциональностей, т.е. блок-сополимеры. Особенно предпочтительными блок-сополимерами являются блок-сополимеры простого эфира и амида.

Доля алифатического (со)полиамида составляет, как правило, от 40 до 94 вес.%, предпочтительно от 55 до 90 вес.%, особенно предпочтительно от 60 до 85 вес.%, каждый раз в расчете на полный вес смеси.

Водорастворимый, термопластифицируемый, синтетический, органический полимер предпочтительно представляет собой:

а) поливиниловый спирт (ПВС), который может быть получен частичным или полным омылением поливинилацетата (ПВА), или сополимер со звеньями винилового спирта (например, сополимер со звеньями винилового спирта и пропен-1-ола),

b) полиалкиленгликоль, в частности полиэтиленгликоль, полипропиленгликоль или соответствующий сополимер со звеньями алкиленгликоля, в частности звеньями этиленгликоля и/или пропиленгликоля, и звеньями других мономеров,

c) поливинилпирролидон или водорастворимый сополимер со звеньями винилпирролидона и звеньями по меньшей мере одного , -ненасыщенного олефинового мономера,

d) гомополимер или сополимер со звеньями N-винилалкиламидов, например поли(N-винилформамид), поли-(N-винилацетамид), или

e) (со)полимер со звеньями , -ненасыщенных карбоновых кислот или амидов , -ненасыщенных карбоновых кислот, в частности со звеньями (мет)акриловой кислоты и/или (мет)акриламида.

Из этих групп особенно предпочтительна группа а). Совершенно предпочтителен ПВС со средним молекулярным весом Mw от 10000 до 50000 и степенью омыления ацетатных групп в диапазоне от 75 до 98%.

Доля синтетического водорастворимого полимера составляет, как правило, от 3 до 50 вес.%, предпочтительно от 10 до 40 вес.%, особенно предпочтительно от 15 до 30 вес.%, в расчете на общий вес термопластичной смеси.

При необходимости термопластичная смесь содержит добавки, которые влияют на свойства оболочки. Тем самым можно подобрать по желанию или по потребности такие свойства, как внешний вид, осязательные свойства, способность запасать влагу или счищаемость. В качестве добавок рассматриваются, в частности, полисахариды, неорганические наполнители и красящие пигменты.

Предпочтительными органическими добавками являются полисахариды. К ним относится крахмал (естественный или деструктурированый, в последнем случае с пластифицирующими добавками, как глицерин), целлюлоза (в виде порошков или коротких волокон, причем короткие волокна могут быть естественного происхождения или полученными прядением вискозы), экзополисахариды (как каррагенан, камедь плодов рожкового дерева или гуаровая смола) и производные полисахаридов (как сшитый крахмал, сложный эфир крахмала, сложный эфир целлюлозы, простой эфир целлюлозы или простой эфир карбоксиалкилцеллюлозы).

Под неорганическими наполнителями имеются в виду, в частности, кварцевая мука, диоксид титана, карбонат кальция, тальк, слюда и другие алюмосиликаты, штапель из стекловолокна, прочие минеральные волокна или стеклянные микросферы. Красящие пигменты могут быть, в зависимости от желательного окрашивания, органической и/или неорганической природы.

Другими предпочтительными компонентами являются, например, пластифицирующие добавки, как глицерин, моно- и дигликоли, триметилолпропан, моно-, ди- и тризамещенный сложный эфир глицерина и карбоновых кислот (в частности, линейных (C₃-C ₁₂)-алкановых кислот), формамид, ацетамид, N,N-диметилформамид, N,N-диметилацетамид, кроме того, стабилизаторы и технологические добавки.

Доля имеющихся при необходимости прочих веществ составляет в общем от 0 до 25 вес.%, предпочтительно от 1 до 20 вес.%, особенно предпочтительно от 2 до 8 вес.%, в расчете на общий вес термопластичной смеси. При этом полисахариды должны содержаться в количестве максимально 5 вес.%, чтобы обеспечить проницаемость для водяного пара внутри указанных границ.

Объектом изобретения является также способ получения оболочки для продуктов согласно изобретению. Получение осуществляется, как правило, способами экструзии, которые сами по себе известны специалисту.

Проще всего смесь для экструдирования производят механическим смешением гранулированных компонентов с последующим совместным расплавлением в экструдере.

В некоторых случаях целесообразно, чтобы водорастворимый синтетический полимер сначала предварительно смешивали с одним или несколькими пластифицирующими добавками. Получение этой предварительной смеси может проводиться, например, нагреваемом резервуаре со скоростным настенным смесителем.

Обычно 100 частей водорастворимого полимера (как ПВС и/или PEG) приводят в порошкообразную форму и смешивают с 5-15 частями пластификатора (как глицерин или этиленгликоль) и при необходимости с водой, до 15 частей. При продолжающемся перемешивании смесь нагревают до температуры от 100 до 120°C и перемешивают далее, пока не будет достигнуто равномерное распределение пластификатора. После охлаждения должен получиться равномерно мелкозернистый, сыпучий порошок.

Этот порошок может непосредственно смешиваться с остальными компонентами и экструдироваться или также сначала перерабатываться в гранулят. Преимуществом гранулированной формы является лучшая смешиваемость с другими компонентами, в основном находящимися также в гранулированном виде, а также более легкая дозировка в экструдер. Для получения гранулята подходят стандартные двухшнековые смесители с форсункой, участком воздушного охлаждения и отрезным приспособлением.

После расплавления в экструдере смесь гомогенизируется и совместно пластифицируется. Затем расплав выдавливается через кольцевую фильеру. При этом образуется первичный рукав с относительно высокой толщиной стенок. Затем первичный рукав быстро охлаждают для стеклования аморфного состояния полимера. Затем его снова нагревают до температуры, требуемой для вытягивания, например до примерно 80°C. Затем рукав вытягивают в продольном и поперечном направлении, что предпочтительно проводится за одну операцию. Вытягивание в продольном направлении производится, как правило, с помощью 2 пар отжимных валков с увеличивающейся скоростью двигателя; вытягивание в поперечном направлении производится давлением газа, действующим изнутри на стенки рукава. Степень поверхностного вытягивания (то есть произведение степеней вытягивания в продольном и поперечном направлении) составляет обычно примерно от 6 до 18, предпочтительно от 8 до 11.

После вытягивания рукав предпочтительно еще термофиксируют. Тем самым можно точно обеспечить желательные усадочные свойства. Наконец рукав охлаждают, раскладывают и наматывают.

В частном варианте исполнения рукав затем сворачивают в кольцо. Для этого рукав надувают, нагревают с одной стороны (как правило, бесконтактно с помощью облучения) и затем сгибают в нагретом состоянии, так что он принимает кольцевую или спиральную форму. Способы и устройства для сворачивания в кольцо в целом известны специалисту и также описаны в патентной литературе.

Следующие примеры служат для объяснения изобретения, однако не ограничивают его. Проценты являются весовыми процентами, если не указано иное или не явствует из контекста.

Использовались следующие исходные материалы:

Алифатический полиамид (ПА):

ПА-1: полиамид 6/66 (весовое соотношение 35:15 весовых частей) с относительной вязкостью 4 (измерена в 96%-ной серной кислоте), ®Ultramid C4 производства BASF AG

ПА-2: полиамид 6/12 (весовое соотношение 80:20 весовых частей) с объемным индексом расплава 50 мл/10 мин (измерен при 275°C при нагрузке 5 кг), ®Grilon CR9 HV производства Ems-Chemie AG

Водорастворимый синтетический полимер (WP):

WP-1: поливиниловый спирт (ПВС) со средним молекулярным весом Mw 26000 и степенью омыления 88% (®Mowiol 26-88 производства Clariant Deutschland GmbH)

WP-2: полиэтиленгликоль (PEG) со средней степенью полимеризации 300 (®Genapol PEG 300 производства Hoechst AG)

Пластифицирующая добавка (ПД):

Глицерин 96%-ный, чистота согласно DAB (Deutsches Arzneimittelbuch - немецкий справочник по лекарственным средствам)

Прочие компоненты:

крахмал:	мелкозернистый кукурузный крахмал фирмы Cerestar
наполнитель, замес 1:	маточная смесь из карбоната кальция и полиамида 6, весовое соотношение 50:50 (HT-MAB-ПА9098 фирмы Treffert)
наполнитель, замес 2:	маточная смесь из кварцевой муки и полиамида 6, весовое отношение 10:90 (®Grilon XE 3690 производства Ems-Chemie AG)

В примерах применяются параметры, поясняемые ниже.

phr = "частей, добавленных на сто частей резины" (весовой процент, рассчитанный на имеющееся количество полимера).

Измеряемые параметры, которыми были охарактеризованы оболочки:

a) _R = напряжение при разрыве [Н/мм ²]

b) _R = удлинение при разрыве [%]

c) ₅ = напряжение при удлинении 5% [Н/мм ²]

d) ₁₅ = напряжение при удлинении 15% [Н/мм²]

Параметры с (a) по (d) были определены согласно стандарту DIN 53 455 при скорости подачи 50 мм/мин и зажимной длине 50 мм. Были измерены фрагменты образцов с шириной 15 мм, которые ранее находились в течение 30 мин в холодной воде.

e) WTR = "скорость прохождения водяного пара" (проницаемость для водяного пара), измерена согласно DIN 53122 при односторонней загрузке образцов воздухом с относительной влажностью 85% и при 23°C, [г/м²·сут]

f) термоусадка = относительное уменьшение размеров отрезка пленки, после того, как она пролежала в течение 15 мин в теплой воде при 80°, [%]

g) потеря при экстракции = уменьшение веса образца, после того, как он пролежал 1 ч в теплой воде при 80°C и затем был высушен в вакууме, [вес.%].

Пример 1

Получение состава из водорастворимых полимеров и пластифицирующей добавки

В емкость с мешалкой, с обогревом паровой рубашкой и настенным смесителем при комнатной температуре поместили 100 phr WP-1. При перемешивании при примерно 1000 об/мин добавляли сначала 20 phr WP-2 и затем 10 phr глицерина, а также 3 phr воды. Содержимое сосуда нагревали от 100 до 110°C, перемешивали при этой температуре 15 мин и при дальнейшем перемешивании снова охлаждали до температуры от 30 до 40°C. Получившийся в результате порошок подавали с помощью дозирующего устройства в нагретый двухшнековый смеситель (диаметр цилиндра 25 мм, отношение L/D 36) с загрузочной/разгрузочной форсункой, так что получился массовый поток 8 кг/ч. Число оборотов шнека составляло 250 об/мин, нагревы устанавливались до температур, увеличивающихся по ходу от 120°C (точка загрузки) до 180°C (фильера). Выходящий абсолютно прозрачный профиль охлаждали на участке воздушного охлаждения и затем измельчали с помощью стренгового гранулятора до гранул. Полученный таким образом состав в дальнейшем будет сокращенно обозначаться WP-3.

Примеры со 2 по 6 и сравнительные примеры V1 и V2

Получение двухосно-ориентированных рукавных оболочек

Компоненты, указанные в таблице 1 для каждого примера, механически перемешивались при комнатной температуре. Затем каждую смесь пластифицировали в одношнековом экструдере при 220°C до гомогенного расплава и при 190°C выдавливали через круглую фильеру с образованием первичного рукава. Рукав быстро охлаждали, затем нагревали до минимальной температуры, требуемой для вытягивания (около 70°C), вытягивали по двум осям с помощью действующего изнутри сжатого воздуха и затем термофиксировали в другой зоне нагрева. Путем термофиксации вытягивание в поперечном направлении уменьшалось примерно на 10%. Готовые оболочки раскладывали на плоскости и сматывали в рулон.

Степень вытягивания готовых оболочек для пищевых продуктов, а также толщина их стенок также видны из таблицы 1. Диаметры оболочки не приведены; при необходимости они просто рассчитываются умножением указанного диаметра первичного рукава на полную степень вытягивая в поперечном направлении.

Таблица 1 Данные по получению оболочек из примеров
Пример	Алифатический полиамид (ПА)	Водорастворимый полимер (WP)	Ппластифици рующая добавка (ПД)	Другие компоненты	первичного рукава [мм]	Степень вытяжки в поперечном направлении	Степень вытяжки в продольном направлении	Толщина стенки готового рукава [мкм]
2	ПА-1 68 вес.%	WP-3 30 вес.%	-	наполнитель, замес 1 2 вес.%	14	3,0	2,75	25
3	ПА-1 81 вес.%	WP-2 15 вес.%	глицерин 2 вес.%	наполнитель, замес 1 2 вес.%	14	3,1	2,88	25
4	ПА-2 68 вес.%	WP-3 30 вес.%	-	наполнитель, замес 1 2 вес.%	16	3,1	2,88	25
5	ПА-1 69 вес.%	WP-3 25 вес.%	глицерин 2 вес.%	крахмал 4,0 вес.%	16	3,2	2,75	35
6	ПА-1 67,5 вес.%	WP-3 20 вес.%	глицерин 2,5 вес.%	крахмал наполнитель, замес 2 по 5 вес.%	14	3,2	2,75	50
V1	ПА-1 98 вес.%	-	-	наполнитель, замес 1 2 вес.%	14	3,0	2,75	25
V2	ПА-1 93,5 вес.%	-	глицерин 2 вес.%	крахмал 4,5 вес.%	16	3,1	2,75	35

Таблица 2 Контролируемые величины для примеров оболочек
Пример	R [н/мм2] длина/ширина	R [%] длина/ширина	5 [н/мм2] длина/ширина	15 [н/мм2] длина/ширина	Термоусадка [%] длина/ширина	Потеря на экстракцию [вес.%]	WTR [г/м2·сут]
2	45/52	95/70	4,5/4,0	13/12,5	18/17	2,9	110
3	82/75	100/80	8,5/6,2	17,5/16	20/18	1,8	72
4	48/42	90/65	5,2/4,8	14,5/13	18/16	2,8	93
5	71/40	130/40	5,9/5	12/15	10/8	4,3	86
6	56/65	160/100	6,3/6,1	13/16	6/5	4,4	81
V1	88/81	110/85	8,8/7,1	18/17,5	19/18	0,2	26
V2	83/54	120/45	7,5/6,8	14/14	9/8	1,7	24

Величины потерь на экстракцию подтверждают, что при воздействии горячей воды из оболочки выделилась только пластифицирующая добавка, а не водорастворимые синтетические полимеры.

Значения для пропускания водяного пара (WTR) являются мерой дымопроницаемости образца. В примерах со 2 по 6 они во много раз выше, чем в сравнительных примерах. Тем самым отчетливо видно превосходство оболочки согласно изобретению над оболочками согласно уровню техники.

Отрезки оболочки наполняли при постоянном давлении наполнения мелкозернистым фаршем отвариваемых колбасных изделий и на концах закрепляли металлическим клипом. Затем колбасы обрабатывали в течение 30 мин при 75°C паром, насыщенным дымом, в варочном шкафу с источником дыма, затем доводили до готовности в течение 60 мин водяным паром без дыма при 80°C. Колбасы охлаждали на воздухе до комнатной температуры и затем помещали на хранение в холодильник при примерно 6°C.

Таблица 3 Результаты теста по наполнению колбасы
Пример	Степень наполнения 1)	Характеристики при снятии 2)	Цвет дыма3)	Вкус дыма4)
2	1	2	7	8
3	2	2	5	6
4	1	2	6	7
5	2	1	8	8
6	2	1	8	9
V1	1	3	0	1
V2	3	1	2	3

Таблица 3 показывает, что колбасный фарш в оболочках согласно изобретению после копчения окрашивается заметно глубже и имеет более интенсивный вкус копченого, чем в сравнительных примерах или в оболочках согласно уровню техники.

Пояснения к параметрам испытания в таблице 3:

1) субъективная оценка отсутствия сморщивания и консистенции колбас (1 = безупречно, 3 = заметное сморщивание);

2) оценивалось, в какой степени оболочка после разрезания может скручиваться в любом направлении (1 = может скручиваться равномерно во всех направлениях; 5 = снятие возможно только в продольном направлении);

3) мера окрашивания в коричневый цвет поверхности фарша после снятия оболочки (10 = очень темный цвет, как у колбас в целлюлозной оболочке; 0 = нет разницы в цвете с внутренней частью фарша);

4) субъективная оценка по тесту дегустации рядом из 4 экспертов (10 = очень сильный вкус дыма, как у колбас в целлюлозной оболочке; 0 = отсутствие вкуса дыма, как у некопченых колбасных изделий, употребляемых горячими).