DE2600716A1

DE2600716A1 - Kollagen-huelle sowie verfahren und extrusionsvorrichtung fuer ihre herstellung

Info

Publication number: DE2600716A1
Application number: DE19762600716
Authority: DE
Inventors: Francis Ziolko
Original assignee: Devro Inc
Current assignee: Devro Inc
Priority date: 1975-01-16
Filing date: 1976-01-09
Publication date: 1976-07-22
Also published as: DK6276A; FR2297780B1; US4060361A; BR7600236A; AR208015A1; IE42239B1; NL7600349A; JPS5195158A; CA1081032A; NO143296B; CH613844A5; IL48846A0; FR2297780A1; JPS5918017B2; ATA24776A; NL185702C; NO760049L; SE7600330L; ES444307A1; AT355409B

Description

MÜL,LBR-BORE · GROENING · DEUFEL · SCHÖN · HERTEL PATENTANWÄLTE

DB. WOI-FQANQ MOLLER HANS W. OROSNINQt DIPU-INQ, DR. PAUU DEUFCL, DIPl—CHBM. DR. ALFRED SCHÖN, DIPU-CHSM. WERNER HERTSL, DIPU-PHYS.

J/D 10-70

DEVRO, INC,

Somerville,New Jersey, U.S.A.

Kollagen^Hülle sowie Verfahren und Extrusionsvorrichtung für ihre Herstellung ,

Die Erfindung betrifft schlauchförmige Kollagen*-Erzeugnisse wie Wurst'-Hüllen, insbesondere verbesserte schlauchförmige Kollagen-^Erzeugnisse sowie Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung derartiger schlauchartiger Kollagen-Erzeugnisse.

Die erfindungsgemäßen Erzeugnisse sind nach geeigneter Endbehandlung besonders geeignet, als eßbare Hülle für Wurst aus frischem Schweinefleisch, die vor Verzehr gekocht werden muß, ebenso wie für Wiener*- oder Frankfurter-Würstchen verwendet zu v/erden. Letztere Wurstsorten werden im allgemeinen

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ΚϋΝΟΠΕΙΓβΟ · SIEBERTSTR. 4 · POB 860720 · KABEL: MUEBOPAT · TEL. (080) 4710 79 · TELEX 5-22659

ORIGINAL INSPECTED

durch den Wursthersteller geräuchert und gekocht und im allgemeinen vor Verzehr nur erwärmt. Wenn Wurst mit einer eßbaren Hülle versehen ist, braucht sie nicht vor dem Verzehr entfernt zu werden.

Natürliche Hüllen-oder Därme, die aus den Innereien von Schafen, Schweinen und Rindern hergestellt werden, haben gewisse Nachteile, z.B. Ungleichmäßigkeit und Porosität der Hüllenwand, Schwankungen in Hüllenabmessungen und -Eßbarkeit sowie starke Schwankungen im Marktpreis und in der Lieferbarkeit. Bis auf einige aus Schweineinnereien gefertigte Hüllen sind sie zäh und schwierig zu zerkauen. Natürliche Hüllen sind auch schwierig zu reinigen und für menschlichen Verzehr vorzubereiten. Außerdem führen die unterschiedlichen Abmessungen der Dicke der Wand und des Durchmessers der natürlichen Hüllen zu Schwierigkeiten beim Füllen der Hüllen mit modernen schnellarbeitenden Wurstfüllmaschinen. Im Hinblick auf diese Schwierigkeiten sind bereits zahlreiche Versuche unternommen worden, um besser eßbare Hüllen aus proteinhaltigen Materialien wie Kollagen herzustellen.

Es gibt bereits im Handel schlauchförmige Kollagen-Erzeugnisse wie Wursthüllen. Die Verwendung derartiger Kollagen-Hüllen zur Herstellung von Würsten od. dgl. auf äußerst schnell arbeitenden automatischen Maschinen war jedoch bisher nur beschränkt möglich. So zerreißen zarte KoIlagen-Hüllen außerordentlich oft bei maschineller Verarbeitung, während Hüllen ausreichender Festigkeit für eine maschinelle Verarbeitung zäh sind und im allgemeinen nicht als eßbar angenommen werden.

Die US-PS 3,122,788, ausgegeben am 3.März 1964 (Patentinhaber :Emanuel Roy Lieberman) schildert ausführlich den bekannten Stand der Technik zur Herstellung von schlauchförmigen Kollagen-Erzeugnissen zur Verwendung als Wurst-

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hüllen. Diese US^PS betrifft insbesondere eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung von Kollagen^Schläuchen durch kontinuierliches Extrudieren, wie sie noch heute kommerziell im Gebrauch sind. Sie beschreibt auch eine Extruder-Einheit und ein Verfahren zur Herstellung derartiger Kollagen-Hüllen.

Bekanntlich hat Kollagen besondere rheologische Eigenschaften. Wenn z.B, saures gequelltes Kollagen-^Gel (manchmal auch "Extrusionsmasse" oder "Dispersion" in früheren Patentschriften genannt) durch eine Extrusionsvorrichtung geschickt wird, neigen die gequellten Kollagen-Fibrillen und/oder -Fasern dazu, sich miteinander zu verfilzen bzw, zu verflechten und sich in der Fließrichtung des Extruder auszurichten. Es ist ferner festgestellt worden, daß beim überführen von Kollagen in eine Schlauchform eine bestimmte Ausrichtung auftritt, die bewirkt, daß die Hülle in Richtung dieser Ausrichtung aufreißt.

Einer der größten Nachteile von extrudierten Kollagen^-Hüllen besteht also darin, daß sich, die KoIlagenv-FibriIlen und/oder -Fasern in Kollagen^Fließrichtung ausrichten, wenn derartige Fibrillen und/oder Fasern zufällig auf ein Hindernis in ihrer Bewegungsbahn während der Extrusion treffen. Zum Beispiel kann sich diese Eigenart in einem im wesentlichen längsgerichteten Saum oder Unregelmäßigkeit in der Hüllenwand äußern.

Ein anderes Phänomen, das bei der Behandlung von .ge-rquelitem Kollagen-Material auftritt, und zwar unabhängig ob aus Fasern oder Fibrillen bestehend, ist, daß , wenn eine fluide Kollagen-Mas,se bestimmten Fließbedingungen unterliegt, sie so beeinträchtigt wird, daß sie die Randbedingungen "speichert", unter denen sie fließen mußte.

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,So ist gefunden worden, daß _f wenn zwei, derartige fluide !lassen in Berührung miteinander gebracht werden, der durch ihre Berührungsflächen gebildete Rand·^- bzw« Übergangsbereich sich in der fluiden Masse fortsetzt und sogar noch in der z,B, schlauchartigen Form auftritt,, in die eine derartige Masse anschließend extrudiert oder anderweitig geformt worden ist. Man war bisher der Auffassung,, daß die Ausbildung derartiger Übergangsbereiche in aus Kollagen-Massen extrudierten Erzeugnissen Schwachstellen hervorruft, die das so geformte Erzeugnis schwächen«

Wenn z.B. eine fluide Masse aus gequelltem Kollagen^ Fibrillen in einem Ringraum , z.B, durch Extrusion, aus einem Einlaß am Umfang strömt, so daß die fließende Masse aufgeteilt wird, und anschließend die Teilströme wieder zusammenfließen, so ist der Bereich, wo die Teilströme sich treffen und wiedervereinigen, im Material als weiter vorhandener Übergangsbereich gespeichert, der bei der endgültigen Anwendung eine Schwachstelle darstellt.

In der erwähnten US--PS wurde versucht, diese Probleme und Schwierigkeiten , wenn gequelltes Kollagen einer Extrusion ausgesetzt wird, durch eine Extrusionsvorrichtung und ein Verfahren zu überwinden, die die gequellte " " Kollagen-Masse mit Kräften beaufschlagt,, um eine unregelmäßige Ausrichtung des Kollagens zu bewirken, damit die erwähnten Probleme beim Extrudieren von gequelltem Kollagen beseitigt werden. So wird in der vorbekannten Extrusionsvorrxchtung eine Drehscheibe verwendet, um die erwähnte "Speicherung" zu löschen.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte schlauchartige Kollagen-Hülle· mit einem eine erhöhte Festigkeit zeigenden Aufbau sowie ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung

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einer derartigen Hülle anzugeben; insbesondere verbesserte eßbare Kollagen^Hülle. ,für Wurst od.dgl, mit einer besonderen Anordnung der Kollagen-Fibrillen und/oder -Fasern, um die verbesserte Festigkeit zu erreichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Hülle mit einem besonderen netzartigen Aufbau erzeugt wird, der zwei Lagen von Fäden aus Kollagen hat, die gegensinnig gewenddt sind und sich überlappen, um eine schlauchartige Hülle zu bilden, die die erhöhte Festigkeit aufweist,

Diese erfindungsgemäße schlauchartige Kollagen-Hülle wird hergestellt,' indem zwei Sätze einer Anzahl von Fäden durch Extrusion erzeugt werden, wodurch die Fibrillen und/oder Fasern in die Bewegungsrichtung ausgerichtet werden, indem die Sätze von Fäden zu einer einzigen fluiden Masse vereinigt werden und diese gegenläufigen Flächen ausgesetzt wird, wonach der fluide Strom in eine Schlauchform gebracht wird,, wo die ursprünglichen Gruppen von Fäden erkennbar sind.

Die erfindungsgemäß vorgesehene Extrusionsvorrichtung hat zwei gegenläufige Extruder, die jeweils eine Anzahl von Öffnungen "Speicher"^Düsen aufweisen, die zwei Hauptquellen von Gel in eine Anzahl von Fäden unterteilt, wobei die Fäden aus der Extrusionsvorrichtung ausgestoßen werden, um eine schlauchartige Hülle zu bilden, die einen netzartigen Aufbau von Fäden aufweist, die in Lagen angeordnet sind, wobei die Fäden der Lagen gegensinnig gewendelt sind,

Im Rahmen der hier gegebenen Erläuterung werden folgende Begriffsbestimmungen verwandt: "Faden" bezeichnet die Form des Kollagen~Gels, nachdem es durch eine schmale öffnung gedrückt worden ist, wobei es in seinem Aussehen einem

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Faden oder einem Stück Spaghetti ähnelt,indem es relativ- lang im Vergleich zu seinem Durchmesser ist, der relativ klein ist. Die Fibrillen und/oder Fasern des Kollagens auf der Außenfläche des Fadens sind hauptsächlich in Längsrichtung infolge der Kräfte ausgerichtet, denen das Kollagen-Gel während seines Durchtritts durch die Öffnung ausgesetzt war. Die Kollagen-Fibrillen und/oder -Fasern im Inneren der Fäden können irgendeine Ausrichtung haben und sind wahrscheinlich weitgehend unregelmäßig ausgerichtet,

"Lage " bedeutet hier einen Satz oder eine Anzahl von Fäden aus Kollagen-Gel, wobei die Fäden im allgemeinen in derselben Richtung untereinander und im wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet sind.

"Ausgehärtete Lagen" bezeichnet hier die Lagen, wie sie in der fertigen Hülle vorliegen. In den ausgehärteten Lagen der fertigen Hülle ist das Kollagen, wie noch genauer erläutert werden wird, in eine Hülle geformt, deren Dicke beträchtlich kleiner als der Durchmesser der ursprünglichen Fäden ist. Die Lagen und insbesondere die Fäden, aus denen die Lagen während der Herstellung gebildet werden, sind durch die Scherwirkung von zwei gegenläufigen Extrudern, durch die Breite des Ringspaltes zwischen den Extrudern und durch das Aushärten und Trocknen der fertigen Hülle abgeflacht, so daß die Fäden in der fertigen Hülle nicht mehr spaghettiartig aussehen, sondern einen etwas unregelmäßigen Querschnitt haben. Zu diesem Zeitpunkt liegen die Fäden nicht mehr einzeln vor, da sie teilweise an ihren Rändern mit benachbarten Fäden verschmolzen sind, wobei ein etwas abgeflachter Faden vielleicht leicht einen benachbarten Faden überlappt. Trotzdem bleibt wegen der Längsausrichtung der Mehrzahl der Fibrillen und/oder

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Fasern an der Außenfläche der Fäden, die die Lagen bilden, der Umriß der Fäden in der fertigen Hülle erkennbar, zumindest im feuchten Zustand der Hülle. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird₎das Erzeugnis einer weiteren Behandlung unterworfen. Diese weitere Behandlung führt zu einer Neutralisierung des sauren gequellten Gels, seiner weitgehenden Entwässerung und einem Aushärten der schlauchartigen Form in eine Hülle, die dann getrocknet wird.

Die vorliegende Erfindung steht in unmittelbarem Gegensatz zum aus der genannten US-PS bekannt gewordenen Stand der Technik.

Erfindungsgemäß wird überhaupt nicht versucht, eine unregelmäßige Ausrichtung der Kollagen-Fibrillen und/oder

r'asern zu erreichen.· Erfindungsgemäß wird nämlich die Eigenschaft von gequelltem Kollagen, sich auszurichten und eine "Speicher-Wirkung" zu zeigen, ausgenutzt, um eine schlauchartige Kollagen-Hülle zu bilden, die fester als die Hüllen , hergestellt nach der Lehre gemäß der erwähnten US-PS,und trotzdem zart und eßbar ist. Die Erfindung nutzt also gerade die bisher als unerwünscht angesehene Eigenschaft von · gequelltem · Kollagen aus, um eine festere schlauchartige Kollagen-Hülle zu schaffen, die erfolgreich auf äußerst schnell arbeitenden automatischen Wurstherstellungsmaschinen verwendet werden kann.

Erfindungsgemäß wird das gequellte Kollagen einer mechanischen Kraft ausgesetzt, damit die Fibrillen und/oder Fasern in Fließrichtung des Kollagens ausgerichtet werden. Das gequellte " . Kollagen wird danach in eine schlauchartige Form gebracht, wobei die Ausrichtung der Fibrillen und/oder Fasern dazu dient, den Schlauch gegen ein Bersten oder Reißen zu festigen, ohne daß die Eßbarkeit beeinträchtigt wird.

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Erfindungsgemäß wird das geguellte Kollagen,im folgenden im allgemeinen "Gel" genannt, als ein inneres und ein äußeres Gel vorgesehen. Um die mit der Erfindung erreichbaren Vorteile zu erzielen, können die Gele identische oder verschiedene Zusammensetzung haben. Das innere und das äußere Gel werden dann einer mechanischen Kraft wie durch Extrusion ausgesetzt, so daß }edes Gel in einer Anzahl von einzelnen Fäden aus Gel geformt wird. Insbesondere werden die Fäden gebildet, indem die beiden Gele durch gegenläufige Extruder geschickt werden» die eine Anzahl von Öffnungen entsprechend der Anzahl der herzustellenden Fäden aufweisen» Typischerweise wird jedes Gel in eine Vielzahl von z,B_t 32 Fäden umgesetzt, obwohl mehr oder weniger Fäden verwendet werden können, wie noch genauer beschrieben werden wird.

Wenn das innere und das äußere Gel in die angegebene Viel" zahl von kleinen Fäden umgeformt wird, werden die Fibrillen und/oder Fasern im gequellten Kollagen in der Extrusionsrichtung ausgerichtet. Nachdem das äußere und das innere Gel in die Anzahl von Fäden geformt worden ist, werden die beiden Gele vereinigt, um eine einzige fluide Masse mit im wesentlichen Kreisringguerschnitt zu bilden, wobei die Fäden aus dem äußeren Gel vorwiegend nahe der Außenfläche des Kreisrings und die Fäden aus dem inneren Gel vorwiegend nahe der Innenfläche des Kreisrings liegen. Die kreisringförmige fluide Masse des Gels wird dann zwischen zwei gegenläufigen zylindrischen Flächen hindurchgeschickt, um einen Schlauch zu bilden, und dann durch eine kreisringförmige formstabilisierende öffnung, die dem schlauch— artigen Erzeugnis die endgültige Form gibt.

Während dieses Durchtritts zwischen den gegenläufigen Flächen bleiben die Fäden aus dem äußeren Gel nahe der Außenfläche des entstehenden Schläuche, während die Fäden aus dem inneren Gel nahe der Innenfläche bleiben, so daß

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ein Schlauch gebildet wird, der eine äußere Lage , die vorwiegend aus dem äußeren Gel besteht, und eine innere Lage hat, die vorwiegend aus dem inneren Gel besteht. Es ist festgestellt worden» daß trotz der Vereinigung aller dieser Fäden in diesem Raum das "Speicher"-Verhalten der Fibrillen und/oder Fasern verhindert, daß derartige Fäden zerstört werden. Tatsächlich kommt es beim Aus~ tritt aus den beiden gegenläufigen Flächen und dem formstabilisierenden Ringspalt dazu, daß die Fäden aus dem inneren Gel in einer Richtung gewendelt werden, während die Fäden aus dem äußeren Gel in der entgegengesetzten Richtung gewendelt werden. Daher besteht der fertige Schlauch aus zwei Lagen, die jeweils Fäden in entgegen·^ gesetzten Richtungen enthalten und eine netzartige Struktur bilden.

Es ist auch festgestellt worden, daß diese Lagen selbst nach der anschließenden Behandlung getrennt bleiben und voneinander auch getrennt werden können«

Mit anderen Worten, das innere und das äußere Gel aus gequelltem - Kollagen werden jeweils in eine größere Anzahl von z.B. 32 Fäden durch Extrudieren des gequellten Kollagens durch zwei gegenläufige Gruppen von Öffnungen hindurch aufgeteilt. Wenn die so erzeugten beiden Lagen durch die Extrusionsvorrichtung gedrückt werden, werden sie in konzentrische" Wendeln entgegengesetzter Richtung um die Längsachse in der Hülle geformt. Wenn die Hülle ausgehärtet wird , werden diese Fäden weiter "gespeichert", so daß der Umriß der ausgehärteten Fäden in den ausgehärteten Lagen des fertigen Erzeugnisses erkennbar ist. Da die Fäden aus dem inneren und dem äußeren Gel in gegensinnige konzentrische Wendel- bzw. Schraubenlinien geformt sind, erscheinen sie netzartig in der Hüllenwand. Die so erzeugte netzartige Struktur gestattet, daß die beiden Lagen sich

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gegenseitig verstärken, so daß das fertige Erzeugnis sehr fest ist.

Erfindungsgemäß bewirken also, obwohl die beiden Sätze von Fäden aus Gelen zusammengebracht worden sind, um offensichtlich eine einzige fluide Masse von Gel zu bilden, während sie zwischen den gegenläufigen Flächen sind, die immer vorhandenen Eigenschaften der Ausrichtung und des "Speicherns", daß die Gele aus den gegenläufigen Flächen in zwei Lagen ausgestoßen werden, die noch dieselbe Anzahl von Fäden haben, in die sie ursprünglich geformt wurden. Ferner bleibt die Ausrichtung der Fibrillen und/oder Fasern, bedingt durch die Extrusion durch die schmalen Öffnungen hindurch, trotz der zusätzlichen mechanischen Arbeit und der anschließenden Behandlung des Kollagen-Gels erhalten.

Kurz gesagt, das Kollagen-Gel wird einer mechanischen Kraft ausgesetzt, die eine bestimmte Ausrichtung verursacht, die wegen des "Speicher"-Verhaltens des Kollagen-Gels im fertigen Erzeugnis andauert.

Die Fibrillen und/oder Fasern werden also in Längsrichtung des spaghettiartigen Fadens infolge Extrusion durch die kleinen Öffnungen ausgerichtet. Anschließend werden die Lagen von Fäden in entgegengesetzten Richtungen als Ergebnis ' des Durchtritts zwischen den gegenläufigen Extrudern gewendelt. Diese gegensinnige Wendelung ist auch im fertigen Erzeugnis vorhanden. Wie jedoch bereits erwähnt wurde, werden die Fäden etwas abgeflacht infolge des Durchtritts zwischen den gegenläufigen konzentrischen Flächen und infolge der anschließenden Behandlung. Es ist auch möglich, daß infolge einer streifenden Wirkung der konzentrischen gegenläufigen Flächen eine gewisse Änderung der Ausrichtung der Fibrillen und/oder Fasern auftritt.

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Nach, dem Ausstoßen liegt also eine Lage von Fäden vor, die in einer. Richtung gewendelt sind , und eine zweite Lage von Fäden, die in der entgegengesetzten Richtung gewendelt sind_t Der Wendelwinkel kajnn gesteuert werden, um jeden beliebigen Winkel im Netzwerk der Hülle zu erzeugen.

Die Erfindung gibt also zunächst eine eßbare Kollagen*-· Hülle für Wurst und dergleichen mit mindestens zwei Lagen aus ausgehärteten Fäden von Kollagen an, wobei die Fäden der einen Lage in einer Richtung gewendelt und die Fäden der anderen Lage in der entgegengesetzten Richtung gewendelt sind und wobei die Kollagen-Fibrillen und/oder Fasern in den Fäden mindestens an der Oberfläche im wesentlichen in Fadenrichtung ausgerichtet sind,

. _e Erfindung gibt ferner ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen eßbaren KollagenscHülle für Wurst oder dergleichen an_f wobei mindestens zwei Kollagen-Gel-Quellen mit Fibrillen und/oder Fasern darin vorgesehen werden, jede Quelle in einer Anzahl von Fäden unterteilt wird, indem die Fäden einer mechanischen Kraft ausgesetzt werden, um mindestens an der Außenfläche die Fibrillen und/oder Fasern in der Bewegungsrichtung der Fäden auszurichten, und die Fäden in zwei Lagen in eine schlauchartige Form gebracht werden,wobei die Fäden der einen Lage in einer Richtung und die Fäden der anderen Lage in der entgegengesetzten Richtung gewendelt sind.

Schließlich schafft die Erfindung eine Vorrichtung zur Herstellung einer derartigen Kollagen-Hülle ₍ wobei die Vorrichtung einen inneren und einen äußeren Extruder aufweist, die jeweils eine Anzahl von Öffnungen zum Aufteilen und/oder Extrudieren von zwei Hauptquellen von Gel in eine Anzahl von Fäden haben, wobei die Fibrillen und/oder Fasern

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mindestens an der Oberfläche in der Bewegungsrichtung ausgerichtet sind. Ferner ist eine Einrichtung vorhanden, um die beiden Sätze von Fäden in eine Schlauchform mit zwei Lagen zu bringen. Zwischen dem inneren und dem äußeren Extruder, die gegensinnig umlaufen, ist ein Kanal vorge^- sehen, um die Fäden aus Kollagen in einer Lage in eine Richtung und die Fäden aus Kollagen in der anderen Lage in die entgegengesetzte Richtung zu wendeln, Schließlich dient eine Einrichtung dazu, dem schlauchförmigen Erzeugnis die endgültige Form zu geben.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung beispielhaft erläutert , Es zeigen:

Fig. 1 schematisch ein Fließdiagramm, das grund~

satzlieh das erfindungsgemäße Verfahren zum Extrudieren von Gelen darstellt;

Fig. 2 eine schematische perspektivische Ansicht

eines Teils des fertigen Enderzeugnisses gemäß der Erfindung;

Fig. 2A eine schematische Endansicht des Erzeugnisses

von Fig, 2;

Fig. 3 eine Endansicht des vorderen Teils der

Extrusionsvorrichtung;

Fig. 4 eine Endansicht des Austrittsendes der

Extrusionsvorrichtung;

Fig. 5A einen vertikalen Schnitt 5A-5A von Fig. 3

des vorderen Abschnitts der Extrusionsvorrichtung;

Fig. 5B einen vertikalen Schnitt 5B-5B von Fig. 4 des

Austrittsabschnitts der Extrusionsvorrichtung, wobei Fig. 5B die Fig, 5A fortsetzt;

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Fig. 6 einen vertikalen Schnitt 6-6 von

Fig. 5A, woraus der Drehantrieb für den inneren Extruder ersichtlich ist;

Fig. 7 ähnlich Fig. 6 einen Schnitt 7-7 von

Fig. 5A, woraus der Drehantrieb für den äußeren Extruder ersichtlich ist;

Fig. 8 einen vertikalen Schnitt des Austrittsabschnitts der Extrusionsvorrichtung von Fig. 5B in etwas größerem Maßstab;

Fig. 9 einen vertikalen Schnitt 9-9 von Fig. 8 ;

Fig. 10 einen vertikalen Schnitt im wesentlichen '^:

10-10 von Fig. 8;

Fig. 11 einen,vertikalen Schnitt im wesentlichen 11 -

von Fig. 5B;

Fig. 12 einen vertikalen Schnitt 12-12 von Fig. 5B;

Fig. 13 in vergrößertem Maßstab den Bereich, wo

das innere und das äußere Gel sich für eine Drehung und für eine Extrusion treffen;

Fig. 14 eine abgewandelte Ausführung des Formstabilisier^

ringraums der Extrusionsvorrichtung; und

.Fig. 15 eine weitere Abwandlung des Formstabilisierring'-

raums^ der jnit^:der Extrusionsvorrichtung ver<wendet werden kann»

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Die Grundzüge der Erfindung werden anhand von Fig. 1,2 und 2A erläutert.

Die erfindungsgemäße Extrusionsvorrichtung hat eine innere Extruder-Einheit mit einem inneren Dorn und eine äußere Extruder-Einheit mit einem äußeren Dorn« Ein noch zu beschreibendes Getriebe dreht die innere Extruder—Einheit in der einen Richtung ( in der Zeichnung im Uhrzeigersinn) und die äußere Extruder-Einheit in der entgegengesetzten Richtung (in der Zeichnung im Gegen-Uhrzeigersinn).

Ein inneres Gel A wird dem. . Innenraum der Extrusionsvorrichtung über einen Einlaß ; am vorderen Ende der Extrusionsvorrichtung zugeführt und durchläuft einen Ringkanal, dessen eine Wand die innere Extruder-Einheit und dessen andere Wand ein noch zu beschreibendes ortsfestes Rohr ist. Ein äußeres Gel B wird der Extrusionsvorrichtung über einen Einlaß zugeführt, und zwar der äußeren Extruder-Einheit, Das innere Gel A wird durch zwei Sätze einer Anzahl von Öffnungen im wesentlichen radial nach außen und das äußere Gel B durch eine Anzahl von Öffnungen im wesentlichen radial nach innen geleitet. Auf diese Weise werden das innere und"das äußere Gel in eine Anzahl von Fäden geformt, die später zu Lagen vereinigt werden, und die KoI lagen-^-Fibri Ilen und/oder -^Fasern werden infolgedessen in Fließrichtung ausgerichtet.

Gemäß Fig. 1 nähern sich die beiden Gele am Auslaß der Extrusionsvorrichtung und bewegen sich ein kurzes Stück im Zwischenraum zwischen der äußeren und der inneren Extruder-KEinheit, die in entgegengesetzten Richtungen umlaufen, und dann zwischen einem inneren und einem äußeren Form-^Stabilisierer, der einen stabilisierenden Schlauch formt. Die Fäden des inneren und des äußeren Gels werden so durch die innere und die äußere Extruder-Einheit, die gegensinnig

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umlaufen, im wesentlichen gewendelt. Wie aus Fig. 1 und 2A ersichtlich ist, wird das aus dem Zwischenraum zwischen dem äußeren und dem inneren Form^Stabilisierer abgegebene Erzeugnis mit einer netzartigen Struktur von Lagen erzeugt, die aus Fäden mit gegensinnigen Wendeln bestehen.

Diese Wendelung bleibt selbst dann erhalten, nachdem das schlauchförmige Kollagen-Erzeugnis einer weiteren Behandlung unterzogen worden ist, die zu einer Neutralisierung des sauer·*- gequellten, Gels, einem Entzug eines großen Teils seines Wassergehalts und einer Aushärtung des Schlauchs in eine Hülle führt, die dann getrocknet wird, wie aus Fig, 2 ersichtlich ist.

Fig. 2 zeigt das Enderzeugnis, nämlich, daß das erhaltene rohr- bzw« schlauchförmige Erzeugnis seine gewendelte Netzstruktur beibehält. Wie aus Fig.2A erkennbar ist, besteht das fertige Erzeugnis aus einem Netzwerk von zwei konzentrischen Lagen 3 und 5 mit gegensinnig gewendelten, ausgehärteten Fäden. Eine Wellenlinie 7 in Fig. 2A , an der sich die beiden Lagen treffen, zeigt, daß ein relativ enger amorpher Grenzbereich vorhanden sein kann, wo die Ausrichtung der Fibrillen und/oder der Fasern ungeordnet sein kann. Auf jeden Fall ist aber ersichtlich, daß die äußere Lage vorwiegend aus Fäden des äußeren Gels besteht, die in der einen Richtung gewendelt sind, während die innere Lage vorwiegend aus Fäden des inneren Gels besteht, die in der anderen Richtung gewendelt sind,

Gemäß Fig. 2 beträgt der Wendelsteigungswinkel in bezug auf die Längsrichtung der Hülle vorzugsweise 35-50°,obwc dieser Winkel auf Wunsch stark variiert werden kann.

Verschiedene Winkel können für eine maximale Hüllenfestigkeit erwünscht sein, und zwar je nach den speziellen Maschinen,

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mit denen die Hüllen schließlich bei der Wurstfertigung behandelt werden, da verschiedene Maschinen verschiedene mechanische Spannungen in der Hülle erzeugen.

Grundsätzlich besteht jedoch, wie Fig. 2 und 2A zeigen, das fertige Erzeugnis aus zwei ausgehärteten Lagen 3 und 5, deren jede aus einer Anzahl von Fäden 9 gebildet ist, wobei die Fäden der einen Lage gegensinnig zu den Fäden der anderen Lage gewendelt sind,

Nachdem das schlauchförmige Erzeugnis die Extrusionsvorrichtung gemäß der Erfindung verlassen hat, wird es einer weiteren Behandlung wie in der US-PS 3,535,125 beschrieben unterzogen.

Die so hergestellte fertige Hülle enthält zwei Lagen aus Fäden von Kollagen, die jetzt ausgehärtet sind. Die Einwirkung der gegensinnig umlaufenden Extruder'-Einheiten, der Einfluß der Breite des Ringkanals, die kleiner als der Durchmesser der einzelnen Fäden ist, die die Lagen bilden, sowie das Aushärten und Trocknen zum Erzeugen der fertigen Hülle bewirken, daß die Fäden in den ausgehärteten Lagen nicht mehr ihr ursprüngliches spaghetti-artiges Aussehen zeigen. Stattdessen haben die Fäden einen mehr unregelmäßigen Querschnitt und sehen abgeflachter aus, wobei sie teilweise In deA Randbereichen'in den benachbarten Faden übergehen -, wobei ein Faden den nächsten überlappt. Dennoch bleibt infolge der Längsausrichtung der meisten Fibrillen und/oder Fasern auf der Außenfläche des Fadens das Profil der Fäden, insbesondere im feuchten Zustand der Hülle,, in den ausgehärteten Lagen der Hülle erkennbar. Jede Lage der Hülle erscheint gestreift, wobei die Streifen bzw. Bänder etwas unregelmäßig, jedoch im wesentlichen parallel und die ursprünglichen Fäden andeutend verlaufen, aus denen sie gefertigt wurden. Die Außenfläche der fertigen Hülle ist verhältnismäßig glatt und enthält keine Riffelung oder Streifen wie gemäß der GB^PS 1,166,398. Da die Ausrichtung, die in

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den ausgehärteten Fäden sichtbar ist, die die eine Lage bilden, gegensinnig zu der der anderen konzentrischen Lage ist, zeigt das schlauchartige Gebilde ein netzartiges Aussehen. Diese Struktur ist nicht genau ein Netz, jedoch gibt es keine Löcher in den Hüllenwänden. Die fertige Hülle ist ein Laminat (die beiden Lagen der Hülle können tatsächlich bei vorsichtiger Handhabung auseinandergezogen werden) und sieht wie ein Netz aus. Innerhalb jeder Lage haben die die Lage bildenden ausgehärteten Fäden ein streifenförmiges Aussehen, bei dem, wenn die Hülle naß ist, abwechselnd hellere und dunklere Bereiche auftreten, so daß die ursprünglichen Fäden und ihre Ränder sowie das netzartige Aussehen der fertigen Hülle erkennbar sind.

Es ist also ersichtlich, daß die Fäden und Lagen in Fig. 1, 2 und 2A etwas idealisiert dargestellt sind, da in der Praxis die Fäden etwas abgeflacht sind und an ihren Rändern ineinander übergehen.

Einzelheiten

Es werden nun die Figuren 5A, 5B und 8 erläutert.

Diese Figuren zeigen ein ortsfestes Gehäuse oder Gestell 6, auf dem die übrigen Bauteile der Extruder-Vorrichtung befestigt sind. So ist am Gehäuse 6 in irgendeiner zweckmäßigen Weise ein ortsfester Hohlkörper 8 gesichert. Der Hohlkörper 8 dient zum Einleiten von Ammoniak-Gas, das bei der Herstellung der Hülle verwendet wird, nachdem der Kollagen-Schlauch von der erfindungsgemäßen Extrusionsvorrichtung abgegeben worden ist.

Der Hohlkörper 8 trägt an einem Ende ein Gewinde 10 zum Aufschrauben einer Mutter 12. Die Mutter 12 hält einen inneren

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Form-Stabilisierer 16 ortsfest am Gehäuse 6 (Fig. 5B).

Der innere Stabilisierer 16 ist unmittelbar zu einem äußeren Form-Stabilisierer 18 benachbart, d.h. einen stabilisierenden Ringraum bildend. Wie noch gezeigt werden wird, durchströmt das Gel nach der Extrusion zwischen dem inneren Extruder 55 und dem äußeren Extruder 57 den Raum zwischen dem inneren und dem äußeren Stabilisierer, wenn das Kollagen-Erzeugnis von der Extrusionsvorrichtung abgegeben wird, um dadurch die Abmessungen des Erzeugnisses festzulegen, wie es ausgestoßen wird.Der äußere Stabilisierer ist an einem Gehäuseflansch 17 durch irgendein Befestigungsmittel wie Schrauben 20 gesichert. Der Zwischenraum zwischen dem inneren und dem äußeren Stabilisierer kann entsprechend den gewünschten Maßen und/oder den Eigenschaften des fertigen Erzeugnisses variiert werden.

Am entgegengesetzten oder vorderen Ende der Extrusionsvorrichtung befindet sich ein Einlaß 22, durch den das innere Gel A der Extrusionsvorrichtung zugeführt wird (Fig. 5A) .

Ein innerer Dorn 2 ist in einem Lager 24 für den inneren Dorn gesichert. Der innere Dorn 2 ist konzentrisch und beabstandet zum Hohlkörper 8, um einen Kanal 11 für das innere Gel A zu bilden. Der innere Dorn 2 und der innere Extruder 55 bilden zusammen die innere Extruder-Einheit.

Zusätzlich zum inneren Dorn 2 ist ein äußerer Dorn 4 vorgesehen, der an einem Lager 26 für den äußeren Dorn gesichert ist. Der äußere Dorn 4 ist konzentrisch zum inneren Dorn 2 gelagert. Der äußere Dorn 4 bildet zusammen mit dem äußeren Extruder 57 die äußere Extruder-Einheit.

Der äußere Extruder 57 ist vom inneren Extruder 55 getrennt,

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um einen Kanal für den Durchfluß der Gele zu bilden, nachdem das innere Gel und das äußere Gel zusammengeführt worden sind. Die Breite des Kanals zwischen dem inneren und dem äußeren Extruder kann"entsprechend den gewünschten Eigenschaften des fertigen Erzeugnisses variieren, betrug jedoch zum Beispiel bei der praktischen Erprobung O_fO48 cm (0,019 .") , Das äußere Gel wird dem äußeren Extruder über einen Einlaß .27 zugeführt,

Erfindungsgemäß ist eine Einrichtung vorhanden, um die innere und die äußere Extruder^Einheit gegensinnig zu drehen. Diese Einrichtung ist am deutlichsten in Fig. 5A , 6 und 7 abgebildet. Sie ist dort als eine Antriebswelle 28' gezeigt. Die Antriebswelle 28 wird durch irgendeinen herkömmlichen Motor (nicht gezeigt) ihrerseits angetrieben. Die Antriebswelle 28 ist durch einen Keil 30 mit einem relativ breiten Antriebs-Zahnrad 32 verkeilt,

Bei der inneren Extruder-Einheit kämmt das Antriebs-Zahnrad mit einem Zwischen^Zahnrad 34, das seinerseits in ein Zahnrad 36 eingreift, das am inneren Dorn 2 durch einen Keil 38 befestigt ist, um die innere Extruder-Einheit im Uhrzeigersinn zu drehen(Vgl. Fig. 1 und 6), Andererseits kämmt das Antriebs-Zahnrad 32 unmittelbar mit einem Zahnrad 4O,das am äußeren Dorn 4 durch einen Keil 42 befestigt ist, um die äußere Extruder^Einheit im Gegen-Uhr zeiger sinn zu drehen, Die Be~ wegungsrichtung der inneren und der äußeren Extruder-Einheit ist unwesentlich, solange nur beide Extruder-Einheiten gegensinnig umlaufen.

Vorzugsweise, jedoch nicht notwendigerweise, laufen der innere und der äußere Extruder mit derselben Drehzahl um. Der Wendelwinkel der Kollagen-Ströme in jeder Lage der Hülle kann durch Änderung des Drehzahlverhältnisses der gegensinnig umlaufenden Extruder und der Hüllenextrusionsgeschwindigkeit variiert werden.

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·* 20 --

Erfindungsgemäß haben der innere und der äußere Extruder 55 bzw, 57 eine Anzahl von öffnungen, um sowohl das innere als auch das äußere Gel in mehrere Fäden zu extrudieren. Durch die Extrusion des KoIlagen-Gels durch die Öffnungen hindurch werden die Fibrillen und/oder Fasern in Extrusionsrichtung mindestens in der Außenfläche der Fäden ausge-r richtet, die die Lagen bilden, wobei diese Ausrichtung auch bei einer nachfolgenden Behandlung erhalten bleibt. Die Ausrichtung dieser Fäden und ihrer ausgerichteten Fibrillen und/oder Fasern besteht im fertigen Erzeugnis fort, ist also gewissermaßen "gespeichert", Die Öffnungen könnten daher als "Speicher"^Düsen bezeichnet werden.

Der spezielle Aufbau ist in Fig« 9 und 10 sowie 13 gezeigt«

Gemäß Fig, 9 tritt das äußere Gel durch den Einlaß 27 hindurch in einen ersten Verteilerkanal 44 ein, durch eine Anzahl von öffnungen 46 in einen zweiten Verteilerkanal und durch eine weitere Anzahl von Öffnungen 50 in einen dritten Verteilerkanal 52, Das äußere Gel durchfließt dann in Pfeilrichtung eine Anzahl von Öffnungen 54 für das äußere Gel im äußeren Extruder 57.

Es sind zweiunddreißig derartige Öffnungen vorhanden,obwohl auch mehr oder weniger öffnungen vorgesehen sein können, wobei die Anzahl der Öffnungen nicht kritisch ist. So sind zufriedenstellende Kollagen-Hüllen mit sechzehn und mit vierundzwanzig Öffnungen im Extruder hergestellt worden. Auch eine noch kleinere oder größere Anzahl von Öffnungen dürfte ausreichen. Obwohl in der Zeichnung jeder Extruder mit derselben Anzahl von Öffnungen abgebildet ist, ist auch dies nicht zwingend. Das äußere Gel wird beim Durchfließen durch die äußeren öffnungen 54 in eine Anzahl von Fäden geformt, so daß die Fibrillen und/oder Fasern in Extrusionsrichtung ausgerichtet werden. Die Fibrillen und/oder Fasern

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"speichern" diese Ausrichtung trotz der Umformung der Fäden in Lagen und deren anschließende Behandlung.

Das innere Gel wird durch eine Anzahl von öffnungen extrudiert, wie aus Fig. 9 und 10 ersichtlich ist. Im Fall des inneren Gels hat der innere Extruder 55 zwei Sätze von öffnungen Wie abgebildet beträgt die Anzahl der öffnungen zweiunddreißig wie beim äußeren Extruder, jedoch könnte die Anzahl auch größer oder kleiner sein, da sie nicht kritisch ist.

Je größer die Anzahl der Öffnungen ist, umso größer ist die Anzahl der Fäden in den Strömen in jeder Lage, d.h. umso feiner das netzartige Aussehen des fertigen Erzeugnisses.

Wegen des relativ kleinen Durchmessers des inneren Extruders hat es sich als zweckmäßig herausgestellt, zwei Sätze von sechzehn öffnungen anstatt eines Satzes von zweiunddreißig öffnungen zu verwenden. Wie auch aus Fig. 13 ersichtlich ist, sind diese Sätze von Öffnungen gegeneinander versetzt, anstatt zu fluchten.

Fig. 13, die die versetzten Öffnungen 56 abbildet, zeigt auch die Verwendung eines Verteilerkanals 65 für die Aufnahme des Gels unmittelbar vor dessen Einströmen in den Zwischenraum zwischen dem inneren und dem äußeren Extruder.

Der Durchmesser der Öffnungen im inneren und im äußeren Extruder ist relativ klein, er betrug in der praktischen Erprobung z.B. 0.157 cm (0,062").

Diese Abmessung ist bedeutend größer als die Breite des Kanals zwischen dem äußeren und dem inneren Extruder. Dies führt - wie bereits angedeutet - zu einer gewissen Änderung der Form der Fäden, indem sie ihr genaues fadenartiges Aussehen verlieren, das sie bei der Extrusion hatten, und sie

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nehmen eine etwas abgeflachte Form an. Daher ist das
schlauchförmige Erzeugnis am Auslaß der Extrusionsvorrichtung (Fig. 1) etwas schematisch bzw. idealisiert abgebildet.

Fig. 9 und 10 zeigen durch Pfeile die Fließbewegung des
inneren Gels A an, das sich radial nach außen zum inneren
Extruder bewegt, während das äußere Gel B sich radial nach innen bewegt. Das äußere und das innere Gel vereinigen
sich im Raum zwischen dem inneren und äußeren Extruder
und bewegen sich zusammen bis zu ihrem Ausstoß (vgl.Fig.5B und 8) . Obwohl die beiden Gele sich zusammen bewegen,
bleiben sie im wesentlichen getrennt in die sogenannten
Lagen, da vorher das innere und das äußere Gel in getrennte Fäden extrudiert worden sind.

Das Erzeugnis wird nach Durchtritt zwischen den ortsfesten Stabilisierern, nämlich dem inneren Stabilisierer 16
und dem äußeren Stabilisierer 18 ausgestoßen. Der innere
und der äußere Stabilisierer sind ähnlich Formwerkzeugen
und verleihen dem fertigen Erzeugnis Maßhaltigkeit« Wie
angedeutet, kann der Zwischenraum zwischen dem inneren und dem äußeren Stabilisierer stark von den gewünschten Werten der Dicke und/oder Parameten,des fertigen Erzeugnisses abhängen. Anschließend wird das Extrudat einer weiteren Behandlung unterzogen, wie sie an sich bekannt und vorzugsweise in der US-PS 3,535,125 beschrieben ist, die zur Ausbildung der
ausgehärteten Lagen von Fäden führt, die im Enderzeugnis
vorhanden sind.

Fig. 14 und 15 zeigen, wie der Durchmesser des fertigen
Erzeugnisses variiert werden kann, indem die Bewegungsbahn der Gele bei ihrem Durchlauf zwischen dem inneren und dem

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äußeren Stabilisierer geändert wird. Zum Beispiel Fig. zeigt den Kanal zwischen dem inneren und dem äußeren Formstabilisier er im wesentlichen nach außen verlaufend, um den Durchmesser des fertigen Erzeugnisses zu erhöhen. Fig. 15 zeigt den Kanal zwischen dem inneren und dem äußeren Formstabilisierer im wesentlichen nach innen verlaufend, um den Durchmesser des fertigen Erzeugnisses zu verringern. Es ist ersichtlich, daß wegen der für den inneren und den äußeren Formstabilisierer verwendeten ,.oben beschriebenen Befestigungseinrichtung der Durchmesser der erzeugten Hülle relativ einfach geändert werden kann.

Fig. 11 zeigt ein weiteres Merkmal der Erfindung. Dort ist ein Einlaß 60 abgebildet, der zu einem Kühlkanal 62 führt, der in einen Auslaß 64 endet, von dem ein Kühlmittel austritt. Die Zeichnung zeigt ferner verschiedene Schlitze und Kühl-,Schmier- und/oder Druckminder-Kanäle, die sich als zweckmäßig, jedoch nicht kritisch herausgestellt haben, weshalb sie nicht genauer beschrieben sind.

Das folgende Ausführungsbeispiel läßt die Vorteile der Erfindung gegenüber dem bekannten Stand der Technik nach der US-PS 3,122,788 erkennen.

Zunächst seien folgende, hier verwendete Begriff sbestiitimungen gegeben:

Reißfestigkeit: Dies ist die Spannung bzw. Kraft in Pfund (0,4536 kg), um die Hülle zu zerreißen, wenn ein 0,6 bis 0,9 nc.. ( 2 bis 3 foot) langes Stück Hülle bis zum Reißpunkt gedehnt wird, und zwar bei in der Hand gehaltenem Festigkeitsmesser mit Maximum-Anzeige.

Luft-Berst-Druck:Dies ist der Luftdruck, um eine 0,6 bis 0,9 m (2 bis 4 foot) lange Hülle , die mit Druckluft aufgepumpt

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wird, bis sie birst, zu zerreißen.

Der Druck zum Bersten der Hülle wird mit einem Druckmesser mit Maximum<-Anzeige gemessen.

Wasser-Berst-Druck; Dies ist der Wasserdruck, um ein 0,6 bis 0,9 m (2 bis 3 foot) langes Stück Hülle,gefüllt mit Wasser bei Umgebungstemperatur , zu bersten, und zwar mit einem Druckmesser mit Maximum^Anzeige gemessen.

Beispiel - I

Entkalkte Häute, wie sie bei der kommerziellen Herstellung von Kollagen-t-Hüllen verwendet werden, .wurden auf eine Teilchengröße von 0,6 cm (0,25") zermahlen bzw. zerrieben. Ca. 170 kg gemahlene Haut wurde weiter in einer Wasser^ aufschwemmung durch ein schnellaufendes Messer bzw,. Rührwerk zerkleinert. Die zerkleinerte Aufschlemmung (ca, 500 1) wurde mit einem gleichen Volumen von ca, 19%iger Cellulose-Aufschlemmung in 0,46%iger Salzsäure gemischt. Das Gemisch wurde durch ein zweistufiges Homogenisier-Ventil, das bei einem Druck von 105 kp/cm (1.500 psi) in jeder Stufe betrieben wurde, homogenisiert. Die so gebildete Extrusionsmasse wurde über Nacht aufbewahrt und wieder durch einen zweistufigen Homogenisierer homogenisiert, der bei 140 kp/cm² (2,000 psi) in jeder Stufe betrieben wurde. Nach einer weiteren Aufbewahrung von16 bis 24 h wurde die Extrusions^ masse durch ein 0,225 mm ^ und anschließend 0,150 mm Drahtsiebfilter gefiltert und durch einen einstufigen Homogenisierer bei einem Gesamtdruck von 175 kp/cm² (2,500 psi) gepumpt»

r-25-

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Das so hergestellte Gel wurde einem für sich bekannten Extruder gemäß der US-PS 3,122,788 zugeführt. Dieser Extruder wurde mit einer Schneckendrehzahl von 175 U/min betrieben, und eine schlauchförmige Hülle mit abgeflachter Breite von 43 bis 44 mm wurde mit einer Geschwindigkeit von ca. 7,5 m/min (25 Fuß/min) extrudiert. Die so extrudierte Hülle wurde in aufgeblasener Form auf einem endlosen Förderband erhalten, und gewaschen, erweicht, getrocknet und gekräuselt, wie es in der US-PS 3,535,125 von Fagan beschrieben ist. Ca. 0,8 g/min Ammoniak wurde innerhalb der Hülle und ca. 1,6 g/min in der äußeren Kammer verwendet, um die frisch extrudierte Hülle auszuhärten. Der Weichmacher bestand aus 5,5% Glyzerin, 1,1% Natriumkarboxymethylcellulose und 450 ppm Dextrose in Wasser. Ein dünner Film aus Mineralöl wurde auf der Oberfläche nach dem Trocknen und vor dem Kräuseln aufgetragen.

Dasselbe Gel, das dem bekannten Extruder zugeführt worden war, wurde in den erfindungsgemäßen Extruder eingespeist , und die so erzeugte Hülle wurde in derselben Weise bearbeitet. Der Gel-Strom wurde gleichmäßig auf die beiden Einlasse für das innere und das äußere Gel verteilt, und die schlauchförmige Hülle wurde mit einer abgeflachten Breite von 42,5 bis 43,5 mm bei einer Geschwindigkeit von 7,5 m (25 Fuß)/min extrudiert. Die gegensinnig umlaufenden Extruder wurden jeweils bei einer Drehzahl von 105 U/min betrieben. Der Ammoniak-Durchsatz betrug 1,2 g/min sowohl innerhalb und außerhalb der Hülle. Diese Hülle wurde in demselben Weichmacher-Bad erweicht und mit einem Ölfilm wie bei der bekannten Hülle beschichtet.

Die mit der erfindungsgemäßen Extrusionsvorrichtung hergestellte Hülle hatte eine leicht erkennbare netzartige Struktur, gebildet durch die während der Extrusion gebildeten, sich kreuzenden gewendelten Fäden der inneren und äußeren Lage . Vor dem Aushärten mit Ammoniak war diese Struktur leicht mit bloßem Auge erkennbar. Nach dem Trocknen konnte

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die Hülle durch Füllen mit Wasser und Betrachten der Hüllenoberfläche geprüft werden. Unter diesen Bedingungen war die netzartige Struktur wiederum mit bloßem Auge erkennbar. Bei diesem Beispiel betrug der Neigungswinkel der gewendelten Fäden in jeder Lage ca. 45° relativ zur Achse der Hülle oder ca, 90° zueinander.

Sowohl die bekannte als auch die erfindungsgemäße Hülle wurden dann wärmeausgehärtet, indem sie von Raumtemperatur auf 85 °C für 12 h erwärmt und dann bei 85 ⁰C für 6 h gehalten wurden. Nach Befeuchten auf eine Feuchte von ca. 20 bis 40% wurden die folgenden physikalischen Eigenschaften gemessen?

_s Bekannte .Hülle „ ,Netzartige .Hülle

Breite bzw. Weite des " 44_f7 um. 44,5 mn

abgeflachten Schlauchs

Dicke 0,0376 mn (1.48 mil) 0.0381 mn (1.5Omil)

Reißfestigkeit 13,7 kp (30,2 lbs) 20,0 kp (44.2 lbs)

Luft-rBerst-Druck 7,57 Jq>/<^(j6*7^:ps±) 8,88 kp/cai.09,6 psi)

Wasser-BerstrOruck 0,58 kp/cm (8.2 psi) 0,61 kp/an (8.7 psi)

Frankfurter-Würstchen wurden unter Verwendung einer Ty-Linker-Maschine (Linker Machines Inc.,Newark ,New Jersey, Modell 140 ACL) hergestellt ("Verbinde"-Maschine).

Fünf Stränge (von 10,5 m (35 Fuß Länge)) von jeder der gefüllten Hüllen wurden doppelt^verbunden,wobei die folgenden Reiß-rProzentsätze für die beiden Test-Hüllen auftragen:

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Test 1:	Bekannte Hülle	Netzartige Hülle
Prüfling	0,83%	2,5%
1	1,67%	O %
2	2,5 %	O %
. 3	0,83%	O %
4	0%	O %
5

Beim Doppelt-cVerhinden werden die einzelnen Bindeglieder durch Verknüpfen von Saiten zu einem Knoten gleichzeitig an beiden Enden des Verbindungsglieds gebildet. Dabei zeigte die erfindungsgemäße Hülle einen größeren Widerstand.

An einem anderen Tag wurde ein ähnlicher Test an weiteren Strängen aus diesem Experiment durchgeführt, wobei sich die folgenden Reiß-Prozentsätze ergaben:

Test 2:	Bekannte Hülle	: ,Netizartige'Hülie
Prüfling	1 ,6%	0%
1	0%	0,83%
2	0,83%	0%
3	1 ,67%	0%
4 .	2,5%	0%
5

Bei Anwendung der erfindungsgemäßen Extrusionsvorrichtung unter Beachtung im wesentlichen des vorerwähnten Beispiels jedoch bei leichter Änderung der Betriebsbedingungen und der Ausgangsmaterialien.wurde eine Anzahl von verschiedenen netzartigen Kollagen-Hüllen gemäß der Erfindung gefertigt. Diese zeigten ein sehr befriedigendes Verhalten bei Verwendung

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auf schnell arbeitenden Wurstherstellungsmaschineri, ζ,B, der halbautomatischen DB4A^üll^ und VerbindeTMaschlne der Firma Townsend und der vollautomatischen' Maschine DB2A der Firma Townsend_t Bekannte Hüllen ₍ die "aus im wesentlichen identischen Kollagen^Zusammensetzungen und unter im wesentlichen identischen Bedingungen mit Ausnahme der Verwendung der bekannten Extrusionsvorrichtungen herge~ stellt worden waren^ rissen außerordentlich, stark bei Ver*? wendung auf derartigen schnell arbeitenden Maschinen und waren daher für diese äußerst ungeeignet,

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Claims

Patentansprüche

Kollagen-Hülle mit glatter Oberfläche und Schlauchform, gekennzeichnet durch zwei ausgehärtete, miteinander vereinigte, konzentrische Lagen (3,5), die eine Anzahl von Kollagen-Fäden (9) besitzen, wobei die Fäden in der einen Lage entgegengesetzt gerichtet zu den Fäden in der anderen Lage verlaufen.
2. Hülle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kollagen-Fasern (9) Fibrillen und/oder Fasern haben, die mindestens an der Außenfläche der Fäden im wesentlichen in Fadenrichtung ausgerichtet sind.
3. Hülle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden (9) in der einen Lage (3) die entgegengesetzt gerichteten Fäden (9) der anderen Lage'. ~(5) so überlappen, daß eine netzartige Schlauchform gebildet ist.
4. Kollagen-Hülle mit einem kreisringförmigen Querschnitt, gekennzeichnet durch einen ersten und einen zweiten Satz von Kollagen-Fäden (9), wobei die Fäden des ersten Satzes (5) vorwiegend am Außenrand des Kreisrings und die Fäden des zweiten Satzes (3) vorwiegend am Innenrand des Kreisrings angeordnet sind, und wobei die beiden Sätze von Fäden gegensinnig gewendelt und sich gegenseitig überlappend vereinigt sind.
5. Hülle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden der beiden Sätze (3,5) in aneinanderliegenden Wendeln angeordnet sind, um einen im wesentlichen nicht" porösen Schlauch zu bilden.

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6. Verfahren zur Herstellung einer schlauchartigen Kollagen-^Hülle, dadurch gekennzeichnet,

a) daß Kollagen'rGel in mindestens zwei Sätze von Gel-Fasern ^geformt wird, deren jeder eine Anzahl derartiger Fasern aufweistj

b) daß die Fäden in einem der Sätze in einer Richtung gewendelt werden, um eine erste schlauchartige Lage zu bilden; -

c) daß die Fäden in dem anderen der Sätze in der entgegengesetzten Richtung gewendelt werden, um eine zweite schlauchartige Lage konzentrisch zur ersten Lage zu bilden.; und

d) daß die Lagen miteinander vereinigt ausgehärtet werden,
7. Verfahren zur Herstellung eßbarer schlauchartiger Hüllen, dadurch gekennzeichnet,

a) daß mindestens zwei Quellen von Kollagen^Gel vorgesehen werden;

b) daß die beiden Kollagen^Quellen in eine Anzahl von Fäden unterteilt werden; und

c) daß die Fäden in mindestens.zwei Lagen gewunden und ausgerichtet werden, wobei jede Lage aus einer Anzahl von Fäden besteht und wobei die Fäden in der einen Lage in einer Richtung und die Fäden in der anderen Lage in der entgegengesetzten Richtung gewendelt sind.
8. Verfahren zur Herstellung einer schlauchartigen Kollagen-Hülle, dadurch gekennzeichnet,

a) daß ein inneres Gel und ein äußeres Gel einer Extrusionsvorrichtung zugeführt werden;

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b) daß das innere Gel 'durch eine erste Gruppe von Öffnungen zur Bildung einer Anzahl von Fäden aus innerem Gel geführt wird;

c) daß das äußere Gel durch eine zweite Gruppe von Öffnungen,zur Bildung einer Anzahl von Fäden aus äußerem Gel geführt wird;

d) daß das äußere und das innere Gel miteinander vereinigt werden, um eine fluide Masse mit im wesentlichen Kreisring-Querschnitt zu bilden,wobei die Fäden aus dem äußeren Gel vorwiegend am Außenrand des Kreisrings und die Fäden aus dem inneren Gel vorwiegend am Innenrand des Kreisrings liegen; und

e) daß die kreisringförmige Masse zwischen zwei gegenläufige konzentrische Flächen geführt wird, um die Fäden aus dem äußeren Gel und die Fäden aus dem inneren Gel in entgegengesetzte Wendelrichtungen auszurichten.
9. Verfahren zur Herstellung einer schlauchartigen Kollagen-Hülle, dadurch gekennzeichnet,

a) daß ein erstes Gel und ein zweites Gel vorgesehen werden;

b) daß das erste Gel einer mechanischen Kraft ausgesetzt wird,um einen ersten Satz einer Anzahl von Fäden zu bilden;

c) daß das zweite Gel einer mechanischen Kraft ausgesetzt wird, um einen zweiten Satz einer Anzahl von Fäden zu bilden?

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d) daß der erste Satz einer Anzahl von Fäden in eine schlauchartige Form überführt wird, wobei die Fäden in einer ersten Richtung gewendelt sind;

e) daß der zweite Satz einer Anzahl von Fäden in eine schlauchartige Form überführt wird_f, wobei die Fäden in einer zweiten Richtung gewendelt sindj und

f) daß der erste und der zweite Satz einer Anzahl von Fäden in Überlappung gebracht werden, '.um einen Schlauch aus einer ersten und einer zweiten Lage zu bilden«
10« Verfahren zur Herstellung einer schlauchartigen Kollagen-Hülle aus einem Kollagen-Gel mit Fibrillen und/oder Fasern darin, dadurch gekennzeichnetj

a) daß zwei Hauptquellen von Gel vorgesehen werden;

b) daß die beiden Hauptquellen von Gel in mindestens zwei Sätze einer Anzahl von Fäden aufgeteilt werden, wobei die Fibrillen und/oder Fasern mindestens an der Außenfläche in Fadenrichtung ausgerichtet werden;

c) daß die beiden Sätze einer Anzahl von Fäden in eine erste und in eine zweite Lage geformt werden, wobei die Fäden der ersten Lage in einer Richtung und die Fäden der zweiten Lage in der entgegengesetzten Richtung gewendelt sind,
11, Verfahren zur Herstellung einer schlauchartigen Kollagen-Hülle aus einem Gel mit Fibrillen und/oder Fasern, dadurch gekennzeichnet,

a) daß mindestens zwei Gel-Quellen vorgesehen werden;

b) daß die erste Gel-K3uelle einer mechanischen Kraft ausgesetzt wird, um einen ersten Satz einer Anzahl von Fäden zu bilden und die Fibrillen und/oder

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Fasern mindestens an der Außenfläche dear Fasern in Bewegungsrichtung der Fasern auszurichten;

c) daß die zweite Gel-Quelle einer mechanischen Kraft ausgesetzt wird, um einen zweiten Satz einer Anzahl von Fäden zu bilden und die Fibrillen und/oder Fasern mindestens an der Außenfläche der Fasern in Bewegungsrichtung der Fasern auszurichten;

d) daß der erste und der zweite Satz von Fäden zusammen in eine Schlauchform gebracht werden, um mindestens zwei Lagen von KoIlagen-Fäden zu bilden;

d) daß die Außenfläche der Lagen einer mechanischen Kraft ausgesetzt wird, um die Fäden in den Lagen in eine vorgegebene Wendelrichtung zu wendeln; und

f) daß dem schlauchartigen Erzeugnis seine endgültige Form verliehen wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagen dieselbe Anzahl von Fäden aufweisen.
13. Verfahren nach Anspruch 11,, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden in den Lagen in entgegengesetzten Richtungen gewendelt sind.
14. Extrusionsvorrichtung zur Herstellung einer schlauchartigen Kollagen-Hülle, gekennzeichnet durch

a) ein ortsfestes Gehäuse (6);

b) ein im Gehäuse (6) ortsfest gelagertes Glied (8);

c) einen inneren hohlen Extruder (55), der im Gehäuse (6) gesichert ist und eine Anzahl von Öffnungen (56) auf v/eist;

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d) eine Einrichtung zur Sicherung des inneren Extruders am Gehäuse konzentrisch zum ortsfesten Glied (8);

e) einen äußeren Extruder (57) mit einer Anzahl von Öffnungen (54);

f) eine Einrichtung zur Sicherung des äußeren Extruders (57) im Gehäuse (6) konzentrisch zum inneren Extruder (55) ; und

g) eine Einrichtung zum Drehen des inneren Extruders (55) in einer Richtung und eine Einrichtung zum Drehen des äußeren Extruders (57) in der entgegengesetzten Richtung,
15. Extrusionsvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (56,54) im inneren Extruder (55) und im äußeren Extruder (57) im wesentlichen zueinander benachbart sind.
16, Extrusionsvorrichtung nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch einen Einlaß (22) zur Zufuhr eines inneren Gels in den Raum (11) zwischen dem inneren Extruder (55) und dem ortsfesten Glied (8).
17, Extrusionsvorrichtung nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch einen inneren und einen äußeren Formstabilisierer (16,18), die am Gehäuse (6) benachbart zu den Enden des inneren und des äußeren Extruders (55,57) befestigt sind.
18. Extrusionsvorrichtung zur Herstellung einer schlauchartigen Kollagen-Hülle, gekennzeichnet durch;

a) ein Gehäuse (6);

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b) einen inneren und einen äußeren Extruder (55,57)/ die am Gehäuse konzentrisch zueinander gesichert sind;

c) eine Anzahl von Öffnungen (56,54) im inneren und im äußeren Extruder (55,57);

• d) eine Einrichtung zum Leiten von Gel durch den inneren Extruder (55);

e) eine Einrichtung zum Leiten von Gel durch den äußeren Extruder (57);und

f) eine Formstabilisiereinrichtung benachbart zum inneren und zum äußeren Extruder (55,57)«
19. Vorrichtung Λ, : ·. zur Herstellung einer schlauch« artigen Kollagen-Hülle mit Fibrillen und/oder Fasern darin, gekennzeichnet durch

a) eine Einrichtung zur Erzeugung eines ersten Satzes von Fäden aus Kollagen, wobei die Fibrillen und/oder Fasern mindestens an der Außenfläche in der Bewegungsrichtung ausgerichtet sind;

b) eine Einrichtung zur Erzeugung eines zweiten Satzes von Fäden aus Kollagen,wobei die Fibrillen und/oder Fasern mindestens an der Außenfläche in der Bewegungsrichtung ausgerichtet sind;

c) eine Einrichtung zum überführen des ersten und zweiten Satzes von Fäden in zwei Lagen (3,5) von Fäden (9) aus Kollagen, wobei die Fäden (9) in der einen Lage in einer Richtung und die Fäden (9) der anderen Lage 'in der entgegengesetzten Richtung gewendelt sind; und

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d) eine Einrichtung, die dem schlauchförmigen Erzeugnis die endgültige Form gibt.
20. Extrusionsvorrichtung zur Herstellung einer schlauchartigen Kollagen-Hülle, gekennzeichnet durch

a) eine Einrichtung zum Extrudieren eines ersten Satzes von Fäden aus Kollagen;

b) eine Einrichtung zum Extrudieren eines zweiten Satzes von Fäden aus Kollagen;

c) eine Einrichtung zum Überführen des ersten und des zweiten Satzes von Fäden in eine schlauchartige Form mit zwei Lagen von Fäden; und

d) eine Einrichtung, die dem schlauchartigen Erzeugnis die endgültige Form gibt.
21. Extrusionsvorrichtung nach Anspruch 20, gekennzeichnet durch einen ersten Extruder (55) mit einem ersten rohrförmigen Glied, das eine Anzahl von öffnungen (56) hat. ·
22. Extrusionsvorrichtung nach Anspruch 21, gekennzeichnet durch einen zweiten Extruder (57) , der vom ersten Extruder (55) getrennt und konzentrisch zu ihm angeordnet ist sowie eine Anzahl von Öffnungen (54) hat.
23. Extrusionsvorrichtung nach Anspruch 22, gekennzeichnet durch eine Einrichtung, die den ersten und den zweiten Extruder (55,57) drehbar haltert.
24. Extrusionsvorrichtung nach Anspruch 23, gekennzeichnet durch eine Einrichtung, die den ersten und den zweiten Extruder (55,57) in entgegengesetzten Richtungen dreht,

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um die Fäden (9) aus Kollagen in den Lagen (3,5) in entgegengesetzten Richtungen auszurichten.
25. Extrusionsvorrxchtung zur Herstellung einer schlauchartigen Kollagen-Hülle, gekennzeichnet durch

a) einen drehbaren inneren Extruder (55) mit einem vorderen und einem hinteren Abschnitt, wobei der vordere Abschnitt eine Anzahl von radial nach außen gerichteten inneren Öffnungen (56) und der hintere Abschnitt eine innere Zylinderfläche begrenzt;

b) einen drehbaren äußeren Extruder (57) mit einem vorderen und einem hinteren Abschnitt, wobei der vordere Abschnitt eine Anzahl von radial nach innen gerichteten äußeren Öffnungen (54) und der hintere Abschnitt eine äußere Zylinderfläche konzentrisch zu und" außerhalb der inneren Zylinderfläche begrenzt, um so einen hohlen zylindrischen Kanal dazwischen auszubilden; und

c) eine Einrichtung zum Drehen des inneren und des äußeren .Extruders (55,57) in entgegengesetzten Richtungen, so daß die inneren und die äußeren Öffnungen (56,54) und die innere und die äußere Zylinderfläche gegensinnig umlaufen.

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