Спосіб одержання гідратцелюлозних оболонок

Изобретение относится к производству химических волокон, в частности, производства оболочек рукавным методом, используемых для набивки мясными или другими продуктами. Известен способ получения гидратцеллюлозных трубчаты х изделий формованием вискозы, модифицированной аминосоединением в виде водной эмульсии, в осадительную ванну, кислотной обработкой свежесформованных изделий, промывкой и сушкой, а перед сушкой с обработкой водным раствором с массовой долей глицерина в диапазоне от 10 до 22%. Сушку горячим воздухом гибкой трубки производят в раздутом состоянии пропусканием через канал, которая в области своей входной части имеет температур у 90°С и в области выхода 120°С [1]. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является используемый в промышленности способ получения гидратцеллюлозной пленки для изготовления оболочки сосисок, включающий непрерывное формование оболочки из вискозы в осадительную ванну с полной отделкой, сушкой и намоткой оболочки на бобину [2]. Отделка гидратцеллюлозной оболочки включает промывку оболочки оборотной и умягченной водой,десульфурацию и пластификацию глицерина. Сушка оболочки производится в раздутом состоянии, для чего в конце сушильных тр уб при намотке в момент заправки бобин внутрь оболочки вдувается небольшое количество сжатого воздуха. Параметры сушки оболочки: температура пара в рубашке сушилки в диапазоне от 165 до 185°С при избыточном давлении 0,15 МПа; температура воздуха на входе в трубу в диапазоне от 80 до 110°С, на выходе - в диапазоне от 30 до 60°С. Скорость намотки оболочки в диапазоне от 8 до 15 м/мин., длина сушильного канала - 18м. Кроме того, перед сушкой оболочку пластифицируют раствором глицерина с плотностью в диапазоне от 1,01 до 1,02 г/см 3 при температуре от 50 до 60°С [2]. Массовая доля глицерина в готовой продукции составляет 20±2%. К числу недостатков известных способов получения гидратцеллюлозных оболочек следует отнести: 1) длительность процесса сушки, что приводит к большой длине сушильного канала и ограничению скорости формования гидратцеллюлозной оболочки; 2) проведение сушки оболочки в раздутом состоянии, т.к. из-за усадки в поперечном направлении при сушке не обеспечиваются требуемые при переработке оболочки диаметр и физико-механические показатели; 3) отходы нераздутой оболочки при сушке из-за проколов ее при формовании для удаления газов и жидкости, скапливающихся внутри оболочки; 4) большой расход тепла из-зa потерь при конвективной сушке; 5) осуществление пластификации оболочки водным раствором глицерина в двух барках перед сушкой. В основу изобретения поставлена задача усовершенствования способа получения гидратцеллюлозных оболочек путем предварительного обезвоживания оболочки перед обработкой глицерином до содержания влаги в количестве, соответствующем заданному количеству глицерина в готовой оболочке с последующим режимом обработки глицерином. Поставленная задача решается тем, что в способе получения гидратцеллюлозных оболочек, включающем формование из вискозы в осадительную ванну, довосстановление свежесформованных изделий, промывку, десульфурацию, промывку, обработку глицерином и намотку, согласно изобретению, гидратцеллюлозную оболочку после последней промывки сушат до содержания в ней влаги, соответствующей заданному количеству глицерина в готовой оболочке по установленной графической зависимости, а обработку глицерином осуществляют путем выдерживания в нем мокрой целлюлозной оболочки с диаметром на 5-10% большим, чем заданный диаметр готовой оболочки, при температуре от 20 до 155°С с последующим удалением избытка глицерина. Частным случаем решения задачи является то, что выдерживание в глицерине подвергают оболочку в виде ленты с влажностью 60-100%. Предварительное обезвоживание оболочки для удаления избыточной влаги и последующий температурный режим обработки глицерином позволяет совместить две операции технологического процесса - сушку с пластификацией, сократить продолжительность сушки, уменьшить длину сушилки в 10-15 раз, т.е. сократить производственные площади. Сушка оболочки перед обработкой глицерином до содержания в ней влаги, соответствующей заданному количеству глицерина в готовой оболочке обеспечивает возможность получения продукции с различной массовой долей глицерина, т.е. расширяется ассортимент продукции за счет появления новых свойств, необходимых потребителю: легкой снимаемости, с готового изделия, устойчивости к плесени пищевой оболочки и др. В процессе предварительного обезвоживания гидратцеллюлозной оболочки с исходной массовой долей влаги 300% перед обработкой глицерином удаляется избыточная влага, которая связана капиллярными силами с гидратцеллюлозой. Абсолютная величина предварительного обезвоживания будет изменяться в зависимости от ассортимента выпускаемой продукции и, соответственно, требований к ней по заданной массовой доле глицерина в готовой продукции. Например, гидратцеллюлозная оболочка для сосисок в готовой продукции должна иметь 20±2% глицерина. Для конкретно выбранных параметров сушки (удаления избыточной влаги, например, путем нагретых валов, температуры) необходимо построить калибровочную кривую зависимости массовой доли глицерина в готовой оболочке от массовой доли влаги в оболочке перед сушкой (фиг. 1). По калибровочной кривой определяют, что предварительное обезвоживание должно обеспечить снижение массовой доли влаги в оболочке перед обработкой глицерином в диапазоне от 60 до 100% и обеспечит после обработки глицерином при массовой доле влаги равной 60%-18% глицерина в готовой продукции, а при повышении массовой доли влаги до 100% - 22% глицерина. Если появится потребность в гидратцеллюлозной оболочке с массовой долей глицерина в готовой оболочке 25%, то предварительное обезвоживание должно обеспечить снижение массовой доли влаги в Оболочке перед обработкой глицерином до 115%. Калибровочная кривая оболочек для колбас будет учи тывать толщин у оболочки и иметь аналогичный характер, но иное количественное соотношение влаги и глицерина. Предварительно обезвоженную гидратцеллюлозную оболочку обрабатывают концентрированным глицерином. На этой стадии процесса происходит окончательная сушка и пластификация оболочки глицерином. Для обработки глицерином гидратцеллюлозной оболочки используют дистиллированный глицерин с содержанием основного вещества более 95%. Глицериновая ванна, используемая для. обработки при температуре ниже 100°С. нуждается в регенерации путем выпаривания накапливающейся влаги. При температуре выдерживания в глицерине выше 100°С происходит саморегенерация глицериновой ванны. Температурные пределы процесса обработки глицерином приняты на основании проведенных экспериментов. Принципиально, по литературным источникам, верхний предел температуры, допускаемый при использовании в качестве высококипящего органического теплоносителя глицерина, составляет 250°С. Учитывая, что при повышении температуры увеличиваются его испарение, теплопотери, повышаются требования по технике безопасности и сложность технологического обслуживания и т.д., в предлагаемом способе ограничились верхним пределом температуры глицерина, равным 155°С. Нижний предел температуры обусловлен соображениями экономичности способа, т.к. дегидратация оболочки проходит даже при температуре около 5°С, т.е. вблизи температуры замерзания воды. Но в этом случае потребуется искусственное охлаждение глицерина, а также возрастает продолжительность сушки, что неэкономично. Продолжительность обработки оболочки для сосисок с толщиной стенок в диапазоне от 27 до 32 мкм в среде глицерина составляет от 1 до 35 с. Оболочка, выходящая из глицериновой ванны, уносит на поверхности слой глицерина - "шубу". Этот избыток механически унесенного глицерина необходимо удалить любым известным способом для получения оболочки с заданным количеством пластификатора. После снятия "шубы" должно остаться не более 2% "шубы". Выдерживание в глицерине частично обезвоженной сплющенной оболочки, имеющей диаметр больше заданного диаметра готовой оболочки на 5-10% обеспечивает уменьшение потерь тепла за счет замены конвективной сушки. Установлено, что при выдерживании оболочки в глицерине в сплющенном виде ее усадка в поперечном направлении составила не более 10% по полупериметру, в то время как при конвективной сушке воздухом эта усадка составила 27%. Благодаря снижению усадки предлагаемый способ позволяет обеспечить высокие физико-механические показатели готовой Оболочки без раздува ее в процессе сушки и дает возможность высушить всю сформованную оболочку без отходов, образующи хся по причине технологических проколов, что в 1,5-2 раза позволяет уменьшить отходы оболочки, пригодной для гофрирования. Для обеспечения заданного диаметра оболочки в готовой продукции, контролируемого полупериметром, можно использовать известные приемы калибровки оболочки перед сушкой [3]. Изобретение иллюстрируется следующими примерами: Пример 1. (сравнительный). Вискозу с параметрами: формуют через кольцевую щель шириной 300 мкм фильеры Дф =25 мм в осадительную ванну состава: Свежесформованную гидратцеллюлозную оболочку для сосисок обрабатывают до-восстановительной ванной, промывают водой, десульфируют раствором сульфита натрия, промывают водой, пластифицируют 14%ным раствором глицерина в течение 2 минут и сушат в раздутом состоянии воздухом при температуре 110°С на входе в сушильный канал .и 60°С на выходе при скорости движения оболочки 10 м/мин, в течение 1,2 мин, Пример 2 . Свежесформованную сосисочную оболочку обрабатывают довосстановительной ванной, промывают водой, десульфируют, промывают, как в примере 1. Далее по калибровочной кривой (фиг. 1) определяют степень предварительного обезвоживания. Поскольку для сосисочных оболочек массовая доля глицерина в готовой продукции 20±2%, то для обеспечения массовой доли глицерина - 22% предварительное обезвоживание нагретыми валами осуществляют до массовой доли влаги - 100%, Далее калибруют, пропуская оболочку через кольцевую камеру, в которой оболочка вакуумом растягивалась до внутреннего диаметра кольцевой камеры и острых кромок кольцевой калибрующей камеры. Для обеспечения заданного по ТУ диаметра сосисочной оболочки, контролируемого полупериметром и равного, в частности, 33 мм, калибруют оболочку до полупериметра на 8% большего, чем заданный, т.е. до 36 мм. Откалиброванную до полупериметра 36 мм, сплющенную в виде ленты оболочку погружают и выдерживают в дистиллированном глицерине (ГОСТ 68 24-76 с изменением 1,2) при температуре 20°С в течение 30 с. Избыток глицерина, "шубу", удаляют отжимными валами. КПД сушки - 0,95, отходы при намотке на 1000 м оболочки - 1,56%. Получают оболочку со свойствами, представленными в таблице. Пример 3. Свежесформованную сосисочную оболочку обрабатывают довосстановительной ванной, промывают водой, десульфируют, промывают, как в примере 1. Согласно калибровочной кривой (фиг. 1), предварительное обезвоживание нагретыми валами при массовой доле влаги 60% обеспечивает 18% глицерина в готовой оболочке. Калибруют и выдерживают в глицерине сплющенную оболочку того же полупериметра, при тех же условиях, что в примере 2. Избыток глицерина удаляют отжимными валами. КПД сушки - 0,95, отходы при намотке на 1000 м оболочки - 1,63%. Свойства полученной оболочки представлены в таблице. Пример 4. Свежесформованную оболочку обрабатывают довосстановительной ванной, промывают водой, десульфируют, промывают, как в примере 1. Для обеспечения в готовой продукции массовой доли глицерина - 25%, согласно калибрующей кривой, оболочку предварительно обезвоживают нагретыми валами до массовой доли влаги - 115%. Калибруют и выдерживают в глицерине сплющенную оболочку того же полупериметра, при тех же условиях, что в примере 2. Избыток глицерина удаляют отжимными валами. КПД сушки - 0,95, отходы при намотке на 1000м оболочки - не определялись. Свойства оболочки представлены в таблице. Примеры 5-10. Свежесформованную сосисочную оболочку обрабатывают довосстановительной ванной, промывают водой, десульфируют, промывают, как в примере 1. Предварительно обезвоживают. калибруют, как в примере 3. Выдерживают в глицерине в сплющенном виде при температуре 155°С в течение 1 с (пример 5); при температуре 40°С в течение 20 с (пример 6); при температуре 60°С в течение 15 с (пример 7); при температуре 80°С в течение 10 с (пример 8); при температуре 105°С в течение 5 с (пример 9); при температуре 125°С в течение 3 с (пример 10). Избыток глицерина удаляют отжимными валами. КПД сушки - 0,95, отходы при намотке на 1000 м оболочки составили, соответственно, - 1,72%; 1,81 %. 1,49%; 1,62%; 1,58; 1,64%. Свойства полученных оболочек представлены в таблице.