拉褶肠衣制造技术

拉褶纤维食品肠衣定义为由管状纤维肠衣（１２）形成的拉褶棒（３０）。拉褶棒（３０）的平均外径至少为去褶肠衣平均充气直径的１２０％。此外，拉褶棒（３０）的平均内径至少为肠衣充气直径的７０％，其褶距定义为拉褶棒（３０）去褶后在肠衣上测定的相邻主褶的顶点之间的距离。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】拉褶肠衣
本专利技术涉及管状食品肠衣，更具体地，涉及经过改进的拉褶(shirred)食品肠衣。专利技术背景许多年来，包括塑料肠衣和纤维素肠衣在内的人造肠衣一直用作制造和存放食品的容器。在商业应用中，一般通过手工或自动装置将食品肠衣装入食品灌装机，以将食品如香肠、肉、蔬菜或其他食品装入肠衣。为了增加肠衣一次使用的长度，多年来人们通过起皱或其他压缩技术将肠衣压缩至紧缩的、较短的长度，称作拉褶棒或拉褶绳。肠衣可通过天然材料或人造材料制造。人造肠衣通常分为四类：无皮纤维素肠衣(小口径，纯再生纤维素)、胶原肠衣(可食、不可食、动物来源)、塑料肠衣(典型的有尼龙和聚乙烯)和纤维肠衣(fibrous casing)(麻制纸上涂纤维胶)。这些肠衣可以以卷筒、切片或拉褶(压缩)形式使用。目前对无皮纤维素肠衣进行拉褶的技术总体上是Arnold在美国专利3454982中所介绍的技术。Arnold介绍了拉褶方法和系统，该系统包括多个拉褶辊(亦称轮或齿轮)，它们与肠衣接触，在该肠衣中插入一根心轴并充气，然后令肠衣通过拉褶辊。拉褶辊具有沿一定角度倾斜的齿，当辊旋转时，连续轮上的齿与肠衣接触，在非平行于拉褶心轴的方向施加矢量力(vector force)，从而在肠衣上形成螺旋褶。典型的无皮肠衣在18-23重量％的含湿量下拉褶，在灌装食品前无须再浸泡。通常可食因而比无皮纤维素肠衣更加可口的胶原肠衣，不太适应自动灌装工艺。因此，人们很少想在肠衣的拉褶和压缩方面进行革新。对胶原肠衣进行拉褶的典型方法见述于美国专利3209398和4550472。逐渐流行的聚合物塑料肠衣在灌装食品前可直接使用而无须浸泡，也有可能需要在拉褶之后但在灌装食品之前浸泡。现有若干拉褶技术用于对塑料肠衣进行拉褶，其中最著名的是美国专利3988804、3454982和4377885所介绍的-->技术。纤维肠衣通常这样制造：在麻制纸上涂敷一层纤维胶，然后让纤维胶重新变成纤维素，将其作为两类肠衣之一进行销售。很大比例的纤维肠衣通常在拉褶之前预湿到16-18％。拉褶之后，必须在灌装食品之前将肠衣浸泡至含湿量达到约35-45重量％，以使纤维素纤维充分润湿，这对于赋予麻制纸以弹性特别重要。虽然无皮肠衣和纤维肠衣都是纤维素组成的，但纤维肠衣非常厚，其厚度通常为100微米左右，约为无皮肠衣厚度的4倍。如此厚的厚度和如此高的硬挺度(stiffness)要求对纤维肠衣进行充分增湿，以便为其发挥正常功能提供弹性。对于这种类型的纤维肠衣，拉褶技术通常受到限制，因为肠衣在拉褶棒内过度压缩会阻碍其可浸湿性。过度压缩减少了褶内空间，因而妨碍了足够量的水从浸泡槽转移到拉褶棒的内部空间以供纤维素吸收。纤维肠衣在拉褶后需要额外浸泡的典型拉褶技术见述于美国专利4377885。第二类纤维肠衣在拉褶前进行预湿，灌装食品之前无须再浸泡。由于灌装食品之前不需要再浸泡，所以将拉褶棒从拉褶机上取下之前对其进行较大程度的压缩，是增加可装入灌装机的肠衣长度的典型方法，因为不再要求它具有可浸湿性，因而不要求拉褶后形成的褶之间存在空隙。虽然在某些选定的应用中也可采用美国专利3988804，但美国专利4377885提供的肠衣仍然是最典型的，可用于对预浸纤维肠衣进行拉褶。因此，存在各种拉褶技术。大体上，是用压缩空气对压扁的肠衣充气，将肠衣从卷轴通过进料辊送入拉褶机。当肠衣运动通过进料辊时，肠衣在心轴周围膨胀起来，与包括螺杆、带或齿在内的机械结构接合，这些结构是拉褶辊的一部分，这些拉褶辊安装在称作拉褶头的固定装置内，将肠衣拉入褶里。有多个拉褶头。更新形式的拉褶头包括多个拉褶辊，每个拉褶辊上有许多齿。拉褶头一般通过拉褶辊上拉褶齿的转动，达到在肠衣上形成连续的螺旋褶。某些拉褶头还同时使拉褶头绕心轴旋转，以帮助形成这种螺旋，如美国专利4377885所述。多年来，拉褶技术已经有了许多改进。虽然在促进拉褶棒内肠衣的压缩方面比较有效，但所得拉褶纤维棒的直径通常为充气的肠衣直径的95％-112％。拉褶棒内可供充填肠衣的容积取决于拉褶棒外径、拉褶棒内径和拉褶棒长度，如美国专利4590749和5358765所示。这些文献表明，对于特定的肠衣，可利用拉褶棒尺寸估算压缩到拉褶棒的肠衣的密度。-->对于填装肉之前要求浸泡的纤维肠衣，不同类型的肠衣要求在拉褶棒内不同的密度(充填效率)，以允许水渗入拉褶棒，从而达到充分浸泡。拉褶棒的长度和内径通常根据所用灌装设备的类型进行数值设定，从而留下拉褶棒外径作为唯一的自由变量，通过该变量的设定增加充填肠衣时可用的容积。各种拉褶技术都可用来以一定方式拉肠衣，形成各种拉褶棒外径。将指定类型的肠衣制成具有指定拉褶棒长度和指定拉褶棒内径的拉褶棒时，拉褶棒外径越大，可用来压缩肠衣的容积越大，从而为指定长度的肠衣留下更多的自由空间(更容易浸湿)，或者反过来允许更多的肠衣被压进拉褶棒(可浸湿性相同，或者增加非浸湿制品的长度)。当前技术的一个显著限制是，当今用传统方法拉褶的肠衣不允许在拉褶棒内压缩长的肠衣而对于所需的拉褶棒长度和所需的拉褶棒内径，仍要得到充分浸湿。充填到拉褶棒中的肠衣的密度过大，常常会妨碍肠衣在浸泡过程中得到充分润湿。当拉褶心轴的尺寸相对于肠衣直径增大，以提供较大的拉褶棒内径，从而允许灌肠机通过使用较大直径的灌肠管来提高制造能力时，拉褶棒内的褶几何上变得更短，更难拉，褶内的可用表面积更少，不便于拉褶辊上的齿抓住肠衣。当前技术采用比肠衣充气后的直径大的心轴直径，要求拉褶辊旋转时，其齿速度相对于拉褶机肠衣进料辊内肠衣的速度而言极高，以便抓住并拉开较短的褶。所施加的力与速度的平方成比例，拉褶齿与进料辊之间的速度差异如此之大，极大地提高了充分抓住肠衣所需要的力。拉褶齿与进料辊上的肠衣之间的速度差通常称作“过拉褶率(overshirr)”。拉褶辊拉动肠衣所要求的高的过拉褶率导致形成大量较短的褶，包括形成大量不统一的褶或“有害”褶，这些褶因不规则折叠而在肠衣上产生应力，并通过阻断水通过毛细作用渗入拉褶棒的通道而阻碍水的吸收，还妨碍在不受损的情况下将长的肠衣有效压缩进拉褶棒，因为每道褶皱或折叠都增加了相应的有害褶。当肠衣吸水时纤维素结构溶胀，纤维肠衣厚度常常比其初始厚度增加50％-100％，进一步限制了水进入拉褶棒内部的通道，从而使水的吸收进一步受到阻碍。一旦水的通道因肠衣溶胀而闭合起来，肠衣就停止吸收水，使肠衣的最终含湿量限制在完全浸湿所需的程度以下，完全浸湿要求肠衣达到充分的可润湿性。用现有技术对纤维肠衣拉褶时，可拉到拉褶棒中的肠衣长度被限制在某个所需数值以下，降低压缩程度，从而改善可浸湿性，在褶周围留下更-->多的自由空间，以便水渗入拉褶棒。当对拉褶棒去褶(即通过使将褶棒以其完全长度展开但不将肠衣材料拉长的方法去除褶)时，可以看见褶脊上的螺旋图案。沿纵轴的主褶之间的距离称作褶距。此外，如上述的现有技术，采用拉褶心轴直径与未充气肠衣直径之比为60％-85％的传统拉褶心轴时，所产生的纤维肠衣中的褶长度或“褶距”只有肠衣压扁时长度的50％-80％。随着拉褶心轴直径的增加，由于拉褶棒在几何方面的原因，褶距通常缩短。商业的拉褶心轴直径为去褶后的肠衣直径的60％-85％，该直径在低压充气条件下测定，或者在未充气条件下通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制品，包含：定义拉褶棒的拉褶的纤维食品肠衣，该拉褶棒由具有充气直径的管状肠衣形成，当该肠衣处于去褶状态时，该拉褶棒基本上是管状的，在肠衣纵轴上具有螺旋褶脊；至少为肠衣充气直径的１２０％的拉褶棒外径，所述外径是拉褶棒外侧沿纵轴的的平均直径；至少为肠衣充气直径的７０％的拉褶棒内径，所述内径是拉褶棒内侧的平均直径；褶距，所述褶距定义为拉褶棒中的肠衣去褶时相邻主褶的顶点之间的距离。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2004-8-23 10/924,0861.一种制品，包含：定义拉褶棒的拉褶的纤维食品肠衣，该拉褶棒由具有充气直径的管状肠衣形成，当该肠衣处于去褶状态时，该拉褶棒基本上是管状的，在肠衣纵轴上具有螺旋褶脊；至少为肠衣充气直径的120％的拉褶棒外径，所述外径是拉褶棒外侧沿纵轴的的平均直径；至少为肠衣充气直径的70％的拉褶棒内径，所述内径是拉褶棒内侧的平均直径；褶距，所述褶距定义为拉褶棒中的肠衣去褶时相邻主褶的顶点之间的距离。2.如权利要求1所述的制品，其特征在于，拉褶棒外径至少为肠衣充气直径的125％。3.如权利要求1所述的制品，其特征在于，拉褶棒外径至少为肠衣充气直径的130％。4.如权利要求2所述的制品，其特征在于，拉褶棒内径至少为肠衣充气直径的75％。5.如权利要求1所述的制品，其特征在于，拉褶棒内径至少为肠衣充气直径的80％。6.如权利要求1所述的制品，其特征在于，所述制品还包含：至少约80％的褶距与干扁宽度比值，所述干扁宽度定义为去褶肠衣处于扁平状态时，沿垂直于纵轴的方向测定的去褶肠衣宽度。7.如权利要求1所述的制品，其特征在于，所述制品还包含：至少约67％的褶距与干扁宽度比值，所述干扁宽度定义为去褶肠衣处于扁平状态时，沿垂直于纵轴的方向测定的去褶肠衣宽度，且拉褶棒内径至少为肠衣充气直径的75％。8.如权利要求1所述的制品，其特征在于，所述制品还包含：至少约56％的褶距与干扁宽度比值，其中，干扁宽度定义为去褶肠衣处于扁平状态时，沿垂直于纵轴的方向测定的去褶肠衣宽度，且拉褶棒内径至少为肠衣充气直径的80％。9.如权利要求1所述的制品，其特征在于，褶距至少为理论褶距的120％，所述理论褶距定义为：PP＝2×DM((DI/DM)2-cos2θc)1/2-sinθc)×1.3其中，PP是褶距；DM是拉褶棒内径；DI是充气直径；θc是褶锥角。10.如权利要求9所述的制品，其特征在于，褶距大于理论褶距的200％。11.如权利要求9所述的制品，其特征在于，褶距大于理论褶距的250％。12.如权利要求1所述的制品，其特征在于，肠衣在心轴上进行拉褶，心轴的平均直径至少为肠衣充气直径的75％。13.如权利要求1所述的制品，其特征在于，所述制品通过以下方法制备：通过一个或多个进料辊导入扁平状态的管状肠衣，进料辊运转将肠衣推向心轴，其中一个或多个进料辊向肠衣提供进料辊速度；将肠衣充气成绕心轴的管，所述心轴具有与充气肠衣的纵轴相对应的纵轴；用沿心轴圆周放置的拉褶头对肠衣进行拉褶，所述拉褶头包含多个拉褶辊，拉褶辊具有许多拉褶齿，每个拉褶齿具有定义为靠近心轴的拉褶齿部分的齿根，每个拉褶辊在垂直于心轴纵轴的拉褶辊轴线上以拉褶辊速度旋转，所述拉褶辊速度是拉褶齿靠近心轴时拉褶齿根的线速度，所述肠衣是以小于150％的过拉褶率进行拉褶的，过拉褶率按照进料辊速度与拉褶辊齿根速度的比值计算。14.如权利要求1所述的制品，按照权利要求13所述的方法制造，其特征在于，所述过拉褶率小于105％。15.如权利要求1所述的制品，按照权利要求14所述的方法制造，其特征在于，进料辊速度至少等于拉褶辊齿的速度。16.如权利要求1所述的制品，按照权利要求15所述的方法制造，其特征在于，褶距的计算方法是：拉褶辊上多个齿的每个齿之间的圆弧距离除以过拉褶率。17.一种制品，包含：定义拉褶棒的拉褶的纤维食品肠衣，该拉褶棒由具有充气直径的管状肠衣形成，当处于去褶状态时，该拉褶棒基本上是管状的，沿纵轴线上具有螺旋褶脊；至少为肠衣充气直径的115％的拉褶棒外径，所述外径是拉褶棒沿纵轴外侧的平均直径；至少为肠衣充气直径的80％的拉褶棒内径，所述拉褶棒内径是拉褶棒内侧的平均直径；褶距，所述褶距定义为拉褶棒去褶时相邻主褶之间的距离。18.如权利要求17所述的制品，其特征在于，拉褶棒内径至少为肠衣充气直径的85％。19.如权利要求17所述的制品，其特征在于，拉褶棒内径至少为肠衣充气直径的90％。20.如权利要求17所述的制品，其特征在于，所述制品还包含：至少约56％的褶距与干扁宽度比值，所述干扁宽度定义为去褶肠衣处于扁平状态时，沿垂直于纵轴的方向测定的去褶肠衣的宽度。21.如权利要求18所述的制品，其特征在于，所述制品还包含：至少约44％的褶距与干扁宽度比值，所述干扁宽度定义为去褶肠衣处于扁平状态时，沿垂直于纵轴的方向测定的去褶肠衣的宽度。22.如权利要求19所述的制品，其特征在于，所述制品还包含：至少约31％的褶距与干扁宽度比值，所述干扁宽度定义为去褶肠衣处于扁平状态时，沿垂直于纵轴的方向测定的去褶肠衣的宽度。23.如权利要求17所述的制品，其特征在于，褶距至少为理论褶距的120％，其中理论褶距定义为：PP＝2×DM((DI/DM)2-cos2θc)1/2-sinθc)×1.3其中，PP是褶距；DM是拉褶棒内径；DI是充气肠衣直径；θc是褶锥角。24.如权利要求23所述的制品，其特征在于，褶距至少是理论褶距的150％。25.对肠衣进行拉褶的方法，该方法包括：通过至少一个进料辊，以进料辊速度将未拉褶纤维肠衣输送到心轴上，所述心轴具有纵轴和心轴直径，进料辊速度是...

【专利技术属性】
技术研发人员：AD斯托尔，DB西梅利，KA瓦茨，
申请(专利权)人：提派克道具有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]