9. Штучна пластикова ковбасна оболонка

Передумовою для виготовлення пластикової ковбасної оболонки був розвиток підходящого екструзійного методу і створення здатних до екструзії полімерних матеріалів.

Існує три домінуючих типи пластикової оболонки, а саме, ковбасні оболонки з:

· поліаміду;

· сополімеру полівініліденхлорида;

· складного поліефіру.

Штучна ковбасна оболонка з поліаміду була представлена ринку в 1958…1959 роках. За цим в 1962 році послідували забарвлені варіанти оболонки. Пластикова ковбасна оболонка з складного поліефіру була запропонована в 1957 році. Ковбасні оболонки із сополімеру полівініліденхлорида і плівка для формування оболонки з такого ж полімерного матеріалу були розроблені та запропоновані вже наприкінці 30-тих років у США.

У Німеччині плоска плівка для формування ковбасної оболонки із сополімеру полівініліденхлорида стала використовуватися з 1961 року. Безшовні пластикові оболонки із сополімеру ПВДХ стали пропонуватися тільки з 1965 року.

Ковбасні оболонки з поліаміду в останні роки стали інтенсивно розвиватися. З 1979 року з'являються усадочні і еластично-розтяжні у двох осях ковбасні оболонки з поліаміду. У подальшому вдалося при використанні спеціальних сортів поліаміду поліпшити властивості цих ковбасних оболонок. Набирає все більшого розвитку і виробництво багатошарових оболонок шляхом одночасної екструзії відразу декількох синтетичних матеріалів. На прикладі продукції АМІФЛЕКС можна побачити новітні технології створеня таких багатошарових оболонок (рис. 66).

1234

Рис. 66. Схема будови п’ятишарової оболонки АМІФЛЕКС.

1 – внутрішній поліамідний шар – стикається з ковбасною емульсією, забезпечує необхідну адгезію емульсії до оболонки; 2 – адгезивний шар -необхідний для склеювання поліамідного та поліолефінових шарів; 3 – поліолефіновий шар - володіє підвищеними бар'єрними властивостями по відношенню до води і пару; ці властивості поліолефінів вище, ніж у поліаміду; запобігає втраті вологи з ковбасної емульсії; убезпечує від вологи і зовнішній поліамідний шар; 4 – зовнішній "сухий" поліамідний шар - надійний бар'єр для газів; відповідає за механічну міцність оболонки.

Може використовуватися для виробництва варених ковбас; реструктурованих шинок в оболонці; паштетів; ліверних, кров'яних ковбас та аналогічних їм; холодців, зельців, фаршів як напівфабрикатів.

Виготовлення пластикової оболонки. Штучні ковбасні оболонки зі складних поліефірів, з поліамідів, з сополімерів ПВДХ, з поліпропілену і поліетилену часто називаються пластиковими (або синтетичними) ковбасними оболонками.

Вихідні матеріали для пластикових ковбасних оболонок виготовляють у хімічній та нафтопереробній промисловості. Випускаються полімери у вигляді порошку або гранул. Ці синтетичні матеріали мають загальну ознаку – здатність при нагріванні ставати пластичними і плавитися. Ця властивість і використовується при виготовленні пластикових оболонок, причому грануляти розплавляють у відповідних установках, формують в рукави, після чого охолоджують. Установкою для переробки синтетичних матеріалів у штучні оболонки є екструдер.

Гранулят після внесення відповідних добавок надходить у завантажувальну воронку екструдера. Звідти гранулят надходить у розташований нижче циліндр, в якому один або декілька обертових шнеків переміщують прийнятий в циліндр гранулят в кінцеву частину циліндра. При цьому він ущільнюється і розплавляється, що забезпечується нагрівом циліндра. Залежно від ширини кільцевого зазору безшовний рукав штучної оболонки виходить з екструдера певної товщини. Після виходу з кільцевого мундштука рукав штучної оболонки розширюється ще повітрям до його остаточного діаметру і його остаточної товщини.

У тому випадку, коли рукав розплавленого грануляту роздувається повітрям до відповідного діаметру безпосередньо у головки екструдера, а потім охолоджується, виходить так звана неорієнтована оболонка. Якщо ж рукав розплавленого грануляту з екструдера потрапляє спочатку у ванну з водою, де охолоджується, а тільки потім роздувається до відповідного діаметру і товщини, то виходить орієнтована оболонка.

Технічно роздути рукав оболонки після охолодження складніше, але при цьому оболонка набуває властивість термічної усадки, значно підвищується її механічна міцність, на порядок вище стають бар'єрні показники щодо парів води і газів. Після розтягування і розширення пластикової оболонки в термопружних областях цей стан фіксується охолодженням. Після охолодження рукава він плоско укладається за допомогою пари притискних валів, при цьому одночасно затримується введене в рукав повітря.

Якщо орієнтована термозбіжна оболонка в процесі подальшого практичного використання піддається тепловій обробці і при цьому знову стає термопластичною, то відбувається усадка оболонки. Здатність відновлення (повернення до вихідного стану), що також називається релаксацією, може бути дуже значною і досягати значень до 50%, якщо передував відповідний розтяг.

Для тих типів синтетичних матеріалів, які застосовуються для виготовлення пластикових оболонок, мають місце наступні короткі позначення:

· РЕТ – поліетилентерефталат;

· РВТ – полібутілентерефталат;

· РVDC – сополімер полівініліденхлорида;

· РА – поліамід;

· РР – поліпропілен;

· РЕ – поліетилен;

· PVAL – полівініловий спирт;

· EVA – сополімер етилену та вінілацетату.

Якщо потрібне виготовлення забарвленої пластикової оболонки, то підприємства, що виготовляють оболонки, використовують уже пофарбований гранулят, оскільки пігментація синтетичних матеріалів при виготовленні грануляту може бути виконана більш рівномірно і точно.

Для виготовлення багатошарової пластикової оболонки були розроблені методи, що дозволяють виконувати спільну екструзію (коекструзію). Для цього знадобилося застосування спеціальних виробничих установок. При спільній екструзії в двох або кількох роздільних екструдерах розплавляються відповідні синтетичні речовини, якщо повинна

виготовлятися пластикова оболонка, що складається з трьох і більше шарів. Екструдери з'єднані за допомогою загального багатозазорного кільцевого мундштука, з якого видавлюються рукави і об'єднуються відразу після їх виходу з мундштука. Щоб забезпечити належну адгезію шарів багатошарового рукава, об'єднання рукавів повинне проводитися ще в термопружній області. При використанні відповідних методів попередньої обробки адгезія шарів багатошарового рукава може бути збільшена ще більше. Підприємства, що виробляють пластикові оболонки, здійснюють спільну екструзію поліамідів різного хімічного складу і поліамідів з поліолефінів. У результаті спільної екструзії отримують оболонки, в яких різні властивості окремих типів синтетичних матеріалів можуть використовуватися спільно.

Для виготовлення пластикових оболонок кільцевої форми (рис. 68) можуть застосовуватися різні методи. З одного боку, кільцеподібна форма може формуватися безпосередньо під час екструзії при використанні відповідним чином сконструйованого кільцевого мундштука, з іншого боку, формування кілець може виконуватися після екструзії. У другому випадку використовують термоусадочні пластикові оболонки, які заповнюють повітрям і обмотують по спіралі навколо нагрітого циліндра, що обертається. У місцях контакту оболонки з циліндром відбувається усадка пластикової оболонки і в результаті стиснення введеного в рукав повітря. При цьому пластикова оболонка розтягується з тієї сторони, яка не має контакту з циліндром. Після формування кільцеподібної форми пластикові оболонки охолоджуються і подаються для подальшого їх доведення до готового до застосування стану. Еволюція поліамідних оболонок починалася з одношарової неорієнтованої оболонки. Характеристики цієї оболонки наступні: високі бар'єрні властивості для парів води і газів в порівнянні з віскозно-армованими, білковими та натуральними оболонками, відсутність термоусадочних властивостей, невисока механічна міцність на розрив і розтягнення.

Наступним етапом було створення так званої орієнтованої одношарової поліамідної оболонки, яка набуває властивість термічної усадки, її механічні властивості значно поліпшуються, бар'єрні властивості орієнтованої оболонки стали на порядок вище, ніж неорієнтованої. Потім з'явилися багатошарові оболонки.

Оскільки використовуються різні полімери з різними властивостями і функціями, то і оболонки з цих полімерів будуть відрізнятися один від одного. Тому має сенс згрупувати пластикові оболонки за хімічною природою та порівняти між собою.

Три основні групи пластикових ковбасних оболонок:

· Одношарова орієнтована оболонка з ПВДХ;

· Одношарова орієнтована оболонка з поліаміду;

· Багатошарова пластикова оболонка.

Властивості непроникних пластикових оболонок такі, що вони можуть бути використані лише для окремих видів ковбас. Ці оболонки не підходять для виготовлення напівкопчених, варено-копчених і сирокопчених ковбас.

Тому основні недоліки непроникних пластикових оболонок наведені на рис. 69.

Рис. 69. Недоліки непроникних пластикових оболонок.

Останній пункт є не зовсім недоліком. Це стає очевидним, якщо взяти до уваги такий факт, що у всьому світі все більше уваги приділяється безпеці продуктів харчування для здоров'я людини, зокрема боротьби з канцерогенними речовинами. Відомо, що в димі присутні речовини – канцерогени, причому в досить великій кількості. Отже, в такому контексті непроникність для газів вже не є недоліком.

Переваги пластикових непроникних ковбасних оболонок наведені на рис. 70.

Рис. 70. Переваги пластикових непроникних ковбасних оболонок.

У таблицях 57 та 58 наведені найбільш відомі фірми-виробники одношарових та багатошарових оболонок (вітчизняні та зарубіжні). Продаж оболонок здійснюють представництва фірм-виробників, їх дилери та багато численні фірми, які займаються поставками інгредієнтів та матеріалів для підприємств м’ясної промисловості.

Таблиця 57

Основні виробники одношарових поліамідних оболонок

Таблиця 58

Основні виробники багатошарових поліамідних оболонок