Б/ Производство целлюлозной оболочки

· Сырье

Целлюлоза или целлофан, используемые в оболочке извлекаются из клеток растений. Целлюлоза – это очень распространенная молекула в растениях, она создает структуру или скелет растения.

Целлюлоза – это полисахарид, который составляет большую часть ткани растения, и соответственно, наиболее ее ресурс огромен. Это биополимер, состоящий из мономеров глюкозы, особенно β-глюкозы (бэта-глюкозы), соединенной линейной цепной структурой, которая колеблется от 300 до более чем тысячи частей глюкозы, что приводит к изменению молекулярного веса. Существуют мостики между цепями, которые усиливают структуру целлюлозы, придавая прочность микронитям целлюлозы.

Все растительные нити имеет более или менее постоянное содержание целлюлозы и других веществ, таких как гемицеллюлоза, пектины, зола и т. д.

На молекулярном уровне, молекулы целлюлозы – это длинные цепи глюкозы, соединенные β-связями(1, 4) глюкозид.

Структура целлюлозы.

Процесс вискозирования состоит из серии химических реакций, которые делают возможным растворение целлюлозных волокон. В этом процессе необходимо фильтрование и устранение других молекулярных компонентов, упомянутых выше.

· Процесс вискозирования

Он проводится с использованием «процесса производства вискозы», который имеет несколько стадий:

· Замачивание

Цель процесса вискозирования – растворение целлюлозы. На первом шаге очищенные целлюлозные листы помещаются в пресс для замачивания с раствором гидроксида натрия, концентрация которого строго контролируется. Раствор подается с необходимой скоростью и необходимой температуры, для того чтобы предотвратить образование побочных продуктов.

После замачивания, разбухшие целлюлозные волокна прессуются, и формируется ацил-целлюлоза (или натрий-целлюлоза). Листы сжимаются, для того чтобы предотвратить впитывание избытка гидроксида натрия, который затем может взаимодействовать с сульфидом углерода.

Реакция такова:

Схема производства целлюлозы.

Стики разного диаметра и цвета.

· Измельчение

Листы ацил-целлюлозы проходят через измельчитель, который превращает их в крошку, что позволяет боле равномерно распределить соду и довести ее до температуры, пригодной для созревания.

· Созревание

Созревание используется для того, чтобы контролировать и уменьшать уровень полимеризации в целлюлозе. Обычно он проводится в помещении с контролируемой температурой и влажностью. Эта часть процесса укорачивает цепи и облегчает химическое разложение.

· Ксантация

Это критическая часть процесса вискозирования. Во время этого процесса одновременно проходит много реакций. Созревшая ацил-целлюлоза реагирует с сульфидом углерода с образованием оранжевого ксантата целлюлозы. Реакция может быть обобщена таким уравнением:

· Растворение

Целлюлозный ксантат помещается в большой перемешивающий бак, который содержит разбавленный каустический раствор. В результате образуется жидкий раствор и посредством медленного процесса созревания получается липкий гель, известный как «вискоза».

· Фильтрование

Вискоза фильтруется несколько раз для того, чтобы убрать нежелательные примеси и побочные продукты, которые могли образоваться после реакции. Этот процесс очень важен, так как любые примеси могут создать проблемы в последующих процессах или при использовании.

· Окончательное созревание

Основная цель этого процесса – перегруппировка ксантановых групп в вискозе и удаление растворенного воздуха. В конце этого процесса получают готовую к экструзии вискозу.

· Экструзия

Раствор вискозы экструдируется через кольцеподобную форму в ванну с серной кислотой для регенерации, в результате получают регенерированый трубчатый гель.

Кислота гидролизирует ксантогенат и регенерирует целлюлозу по следующей схеме.

Изменяя условия старения и созревания вискозы, мы можем варьировать уровень ее полимеризации и, в результате, физико-химические свойства оболочки (эластичность, прочность и т. д.).

Экструзия вискозы проходит в ванне. Для того чтобы регенерация проходила равномерно на внутренней и внешней поверхностях оболочки, экструзионная головка имеет полый канал, через который также проходит кислота. Он помогает оболочке двигаться по ванне пока она еще не полностью регенерирована.

Готовая трубка омывается, для того чтобы убрать побочные продукты, кислоты и остаточные соли из ванны для регенерации. Оболочка проходит через несколько ванн для промывки. Наконец, поступает в глицериновую ванну, которая помогает пластифицировать оболочку и предотвратить появление хрупкой и ломкой текстуры.

В том случае если изготавливается оболочка с не переводимым цветом, вместо чистой вискозы, используется ее смесь с красителем и после регенерации оболочка приобретает требуемый цвет.

Оболочка с переводимым цветом изготавливается по разным схемам. Используемые красители водорастворимы и адсорбируются на поверхность оболочки в ванне. Поэтому оболочка проходит через ванну, которая содержит раствор красителя. Красители, используемые в производстве оболочки с непереводимым цветом, имеют больший ассортимент, а для оболочки с переводимым цветом используются только два красителя. Причина этого – что в первом случае пигмент не перемещается на фарш, и соответственно подлежат законодательству на вещества, допустимые к контакту с пищевыми продуктами. С другой стороны, пигменты переводимой краски переходят на колбасу и соответственно подлежат законодательству для пищевых продуктов, которое намного строже. Всемирно используемые пищевые красители это:

Аллюра красная (Е-110) и сансэт желто-оранжевый (Е-129)

Сансэт оранжево-красный

В некоторых случаях оболочка изготавливается с цветными полосами. Для производства этих полос используются разные экструзионные головки. В этом случае вместо длинного экструзионного кольца используется кольцо, в котором существует ряд точек, где вводится цветная целлюлоза (в зависимости от необходимого цвета).

Оболочка с разными полосами.

На последующих стадиях оболочка сушиться, и сматывается в бобины.

· Печать

Некоторые производители, которые продают свою продукцию с оболочкой, наносят свой логотип на бобины целлюлозы.

Используются две основные системы нанесения печати: флексография и гравюра (описанные выше в разделе об искусственных оболочках).

· Гофрация

Из финансовых соображений и для увеличения скорости наполнения, бобины гофрируются в соответствии с требованиями производителя (длина, тип конца, покрытие, внутренний диаметр и т. д.). Этот механический процесс состоит из формирования складок, приведения длины плоской оболочки к более короткому стику. Например, 110 футов (33,5 м) оболочки гофрируются в стик длиной 40 см.

Процесс гофрации подразумевает сжатие плоской оболочки в форму трубки и нанесение стандартного или легкосъемного покрытия.

Обычный вид стиков.

Легкосъемное покрытие рекомендовано в том случае, когда возникают проблемы при снятии. Это покрытие не рекомендуется в том случае, когда используется жидкий дым, поскольку он реагирует с покрытием и может привести к отслаиванию оболочки, к жировым и бульонным подтекам.

Закрытие концов оболочки также проводится во время гофрации.

Открытый конец. Закрытый конец.   Закрытый конец выполняет две функции: 1 Удерживает фарш, который был подан в начале шприцевания и стягивает оболочку с цевки 2 Закрытый конец предотвращает вытекание эмульсии, когда сосиски подвешены на палки   Существует много факторов, которые могут влиять на вид конца, так что его формирование – очень важная часть процесса производства целлюлозной оболочки.
Место перекрутки или патрон Frank-A-Matic. Закрытый конец должен проходить через это.

В отличие от Frank-A-Matic, требования Hitec и похожих машин к оболочке, отличаются. Закрытый конец стягивается с цевки c помощью цепей (которые позволяют увеличивать или уменьшать набивку в зависимости от взаимного размещения). В обоих случаях, закрытый конец должен быть выполнен очень точно.