DE1504390C3

DE1504390C3 - Vorrichtung zum Strangpressen röhrenförmiger Kollagenerzeugnisse

Info

Publication number: DE1504390C3
Application number: DE1504390A
Authority: DE
Inventors: Emanuel Roy Somerville N.J. Liebermann (V.St.A.)
Original assignee: Johnson and Johnson
Current assignee: Johnson and Johnson
Priority date: 1961-01-16
Filing date: 1962-01-09
Publication date: 1978-11-02
Also published as: US3122788A; NL273581A; GB988875A; CH443863A; ES273773A1; DE1504390B2; DE1504390A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Strangpressen röhrenförmiger Kollagenerzeugnisse, z. B. Wursthüllen, gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der deutschen Patentschrift 6 72 035 ist eine Vorrichtung zur Herstellung künstlicher Wursthüllen durch Pressen von aus tierischem Ausgangsstoff gewonnenen Massen durch Ringdüsen bekannt, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Düsenteile eine kegelige Form aufweisen und die zu extrudierende Masse bei gleichzeitiger Drehung der Düsenteile in entgegengesetztem Sinne zunächst zentrifugal und im Augenblick des Austretens an der Ringöffnung mit einer zentripetal, d. h. nach dem Mittelpunkt gerichteten Kraft, ausgepreßt wird.

Die USA.-Patentschrift 28 96 254 betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung dünner, eßbarer, künstlicher Wursthüllen unter Verwendung von Massen aus gequollenem tierischem Fasermaterial mit einem Feststoffgehalt von 8% und mehr bei Auspreßdrücken von etwa 80 Atmosphären. Die Vorrichtung besteht aus einem zylindrischen Behälter, dem die pastöse Masse w> durch ein Rohr zugeführt wird. Aus dem Behälter gelangt die unter Preßdruck stehende Masse durch Kanäle in eine Ringkammer, von der aus die Masse einem Ringdüsenraum zugeführt wird, der aus einem gegeneinander rotierenden Zylinder mit Hülse gebildet b5 wird. Das Extrudieren erfolgt konzentrisch zur Hüllenachse aus der Ringdüse.

Die bekannten Vorrichtungen besitzen erhebliche Nachteile, da sie nur ein Arbeiten mit plastisch knetbaren oder pastösen Fasermassen mit verhältnismäßig hohen Feststoffanteilen zulassen, dementsprechend die Anwendung höherer Auspreßdrücke erforderlich machen und schließlich bezüglich der Homogenisierung der Massen, die zur Herstellung feiner und widerstandsfähiger Hüllen erforderlich ist, sehr zu wünschen übriglassen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, die es ermöglicht, die vorgenannten Nachteile auszuschalten, die Extrudierungsdrücke in wesentlichem Maße zu senken und gleichzeitig die Homogenisierung der auszupressenden Masse bis zu einem solchen Grade zu gewährleisten, der die Herstellung dünner, genießbarer und doch sehr widerstandsfähiger Hüllen gestattet.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß die innere Hohlwelle vor dem Ringspalt eine glatte Scheibe trägt und daß ein an der äußeren Hohlwelle angeordneter hohler Scheibenteil mit Teilen die Scheibe in bestimmtem Abstand umschließt und Durchgänge bildet, die länger als tief sind. Die innere Hohlwelle wird vorteilhafterweise mit ihrer Scheibe in entgegengesetzter Richtung zur äußeren Hohlwelle mit ihrem die Scheibe umschließenden Scheibenteil angetrieben. Der unterhalb der Scheibe liegende Durchgang ist zweckmäßigerweise breiter als der darüberliegende Durchgang, und beide Durchgänge stehen über die Scheibenumfangskante miteinander in Verbindung.

Die Vorrichtung arbeitet in der Weise, daß man beim Strangpressen röhrenförmiger Kollagenerzeugnisse, z. B. Wursthüllen, durch parallel und konzentrisch zur Röhrenachse ausgerichtetes Auspressen einer Masse von gequollenen Kollagenfäserchen durch eine Ringdüse, wobei die Masse vor dem Auspressen durch quer zur Strangpreßrichtung verlaufende Scherkräfte homogenisiert wird, so vorgeht, daß eine flüssige Masse von Kollagenfäserchen mit einem Feststoffgehalt zwischen 2,5 bis 6%, zweckmäßig 3,5 bis 5%, dadurch homogenisiert wird, daß sie vor dem Auspreßvorgang senkrecht zur Auspreßrichtung zunächst zentrifugal und unmittelbar danach zentripetal umgelenkt wird. Da die Scherkraft bei entgegengesetzter Drehung der Teile des Extruders und gleichzeitigem Vorschub gerade entgegengesetzt wirkt, wird eine bis ins Kleinste gehende Homogenisierung der Masse erzeilt

Das mit Hilfe der Vorrichtung gemäß der Erfindung hergestellte Erzeugnis ist nach entsprechenden Vorbehandlungen insbesondere zur Verwendung als genießbare Hülle für frische Schweinefleischwürstchen geeignet, die vom Verbraucher gekocht werden, und auch für Wiener- oder Frankfurter-Würstchen. Die letzteren Würstchen werden bei ihrem Herstellungsprozeß geräuchert und vom Verpacker gekocht und im allgemeinen vor dem Verbrauch wieder erwärmt Wenn man solche Würstchen mit genießbaren Hüllen versieht, ist es nicht erforderlich, die Hüllen vor dem Essen zu entfernen, da die sehr dünnwandigen Röhren die beim Füllen und Kochen auftretenden Drücke überstehen und doch leicht verdaulich sind.

Um die Erfindung klarer und übersichtlicher zu beschreiben, werden bestimmte Ausdrücke vorher definiert:

Mit dem Ausdruck »Kollagenfäserchen« ist die strukturelle Einheit von Kollagengeweben gemeint die aus vielen Tausend oder sogar Millionen Tropokollageneinheiten aufgebaut ist Das Kollagenfäserchen, wie es in der Kuhhaut gefunden wird, mißt in vollständig

dehydratisiertem Zustand etwa 50 bis 1000 A im Durchmesser und besitzt eine im Vergleich zum Durchmesser sehr große Länge. Es wurden Kuhhautkollagenfäserchen mit einer Länge von 20 000 000 A (2 mm) beobachtet. Die Kollagenfäserchen in der Ochsenhaut sind zu Bündeln geordnet und bilden Kollagenfasern, die mehrere Tausend A im Durchmesser aufweisen und eine sehr große Länge besitzen.

Es wurden Kuhhautkollagen-»Fasern« (im Unterschied zu »Fäserchen«) beobachtet, die etwa 10 000 bis 20 000 Ä Durchmesser in dehydratisiertem Zustand haben und man nimmt an, daß größere Kollagenfasern, die mehr als 1 mm (10 000 000 A) im Durchmesser in dehydratisiertem Zustand messen, existieren. Jede Kollagenfaser enthält Hunderte oder sogar Tausende von Fäserchen, die alle durch eine Umhüllung zusammengehalten werden. Die Kollagenfasern andererseits sind zu Bündeln von Kollagenfasern angeordnet, die groß genug sind, um mit dem bloßen Auge erkannt zu werden, und die das bekannte Fasernetzwerk bilden, das man in allen Arten von Häuten erkennt.

Der Ausdruck »gequollenes Kollagenfäserchen« in der nachfolgenden Beschreibung bezeichnet den Zu^r>i stand, wie er bei Kollagenfäserchen angenommen wird, nachdem man Stücke von Kuhhaut od. ä. immer weiter hinsichtlich ihrer Größe verringert, und die darin enthaltenen Fäserchen auf mehr als das Hundertfache ihres ursprünglichen Volumens in einer entsprechenden Menge einer schwachsauren Lösung zum Quellen bringt Der Quellungsdruck der Fäserchen zersprengt die relativ unelastische Faserumhüllung, die die Fäserchen umgibt, und zerstört so die Identität der Faser. Die gequollenen Kollagenfäserchen werden dann von den Resten der Faserumhüllung durch Filtration getrennt Es muß jedoch betont werden, daß das Verhältnis von Quellflüssigkeit zu Kollagen hoch sein muß, um das Zersprengen der Faserstruktur infolge Quellung zu erreichen.

Der Ausdruck »flüssige Masse von gequollenen Kollagenfäserchen« wird hier für eine solche Masse nach der Filtration angewendet, die zum Extrudieren fertig ist In diesem Zustand sind die abgetrennten Faserumhüllungen entfernt Eine flüssige Masse gequollener Kollagenfäserchen soll von etwa 2,5 bis 6% "λ kollagenhaltiges Gewebe, bezogen auf das Trockenge- ^ wicht enthalten.

Typische, aus den mit Hilfe der Vorrichtung gemäß der Erfindung extrudierten Röhren hergestellte Hüllen zeigen die nachfolgend genannten Eigenschaften, wenn sie auf einem Reißfestigkeitsprüfgerät geprüft werden. Jede Hüllenprobe wird mit Frischdampf vor der Prüfung auf 99° C erhitzt.

Die Längenänderung infolge Schrumpfung einer Probe von 7,62 cm der mit Frischdampf auf 99° C erhitzten Hülle liegt zwischen etwa 25,4 bis 50,8 mm.

Die Zugspannung beträgt gerechnet in kg/cm², zwischen 0,16 bis etwa 1,6.

Die Heißreißfestigkeit beträgt zwischen etwa 3 bis etwa 30 kg/cm².

Die Schrumpfspannung liegt zwischen etwa 25 bis etwa 15,6 kg/cm².

Der Prozentsatz Wiederholung (Länge der Hülle an der Brechstelle), geteilt durch die ursprüngliche Länge der zu prüfenden Probe mal Hundert beträgt zwischen etwa81bisl50.

Die Berstfestigkeit beträgt mindestens 4536 bis etwa 12 500 g pro 6,45 cm². Die »Berstfestigkeit« ist der Luftdruck in Gramm auf 6,45 cm², der erforderlich ist, eine trockene extrudierte Kollagenhülle mit einer Wanddicke von 0,024 mm zum Bersten zu bringen. Die Werte der »Berstfestigkeit«, wie sie in der Beschreibung angegeben sind, wurden auf einem Perkins Mullen Prüfgerät (Modell C) bestimmt. Eine Flüssigkeit unter gleichmäßig zunehmenden Drücken dehnt sich gegen ein dehnbares Gummidiaphragma aus und gleichzeitig in ein Bourdon Druckmeßgerät. Das zu prüfende Material wird fest auf eine Metallplatte geklemmt,

ίο durch welche sich das Diaphragma frei durch eine kreisförmige Öffnung gegen eine Oberfläche von 6,45 cm² ausdehnen kann. Wenn die Probe unter Druck zerstört wird, nimmt das Diaphragma die genaue Kontur des Materials an.

Die Masse von gequollenen Kollagenfeststoffen, die die Extruderöffnung verläßt, besteht im wesentlichen aus einer Flüssigkeit, die unmittelbar darauf einer Koagulationsbehandlung unterzogen werden muß, um die ihr verliehene Form beizubehalten und mit Hilfe der ihr durch die Extrudierungskraft verliehenen kinetischen Energie sich weiter zu bewegen. Der ursprünglich aus einer wäßrigen Flüssigkeit bestehende röhrenförmige, die spätere Hülle bildende Körper besitzt zunächst eine Wanddicke an der Extruderöffnung von etwa 0,35 mm, die bis auf eine endgültige Wanddicke von etwa 0,025 mm verringert wird, wobei der Innendurchmesser des Körpers, der ihm an der Extruderöffnung verliehen wurde, beibehalten wird.

Eine Erscheinung, die flüssigen Massen gequollenen Kollagenmaterials anhaftet, welches entweder faserig oder fäserchenartig ist, führt zu einem bedeutenden und schwierigen Problem bei der Erzeugung von Gegenständen, die durch Extrudierung hergestellt wurden. Wenn eine solche flüssige Kollagenmasse Fließbedingungen unterzogen wird, wird sie in einer solchen Weise beeinflußt, daß man ihr die Grenzbedingungen ansieht, unter welchen sie geflossen ist Wenn zwei solcher vorbehandelten flüssigen Massen in Berührung miteinander gebracht werden, bleibt der durch ihre Berührungsflächen gekennzeichnete Grenzbereich in der flüssigen Masse bestehen und sogar in den Gegenständen, die aus einer solchen Masse extrudiert oder irgendwie anders geformt werden. Die Bildung und das Bestehenbleiben solcher Grenzbereiche in den aus Kollagenmassen extrudierten Gegenständen rufen schwache Stellen hervor, wodurch das Endprodukt nicht widerstandsfähig ist

So wird, wenn man eine flüssige Masse von gequollenen Kollagenfäserchen in einen ringförmingen Hohlraum aus einer kreisförmigen Eintrittsöffnung einfließen läßt, die flüssige Masse geteilt und die geteilten Ströme fließen irgenwo auf ihrem ringförmigen Weg zusammen. Die Stelle, an der sich die geteilten Ströme treffen und verschmelzen, bleibt im Material erhalten als ein Grenzbereich und bildet sich zu einer schwachen Stelle aus. Dieser schwache Grenzbereich bleibt während der nachfolgenden Behandlung des Materials bestehen, wenn die flüssige Masse nicht oder nicht so sorgfältig an dem Grenzbereich gemischt ist, daß eine solche Stelle verwischt wird.

Die vorliegende Erfindung überwindet und vermeidet dieses Grenzbereichproblem durch Ausübung kontinuierlicher und intensiver rotierender Scherkräfte auf die Masse des aus der Düse des Extruders extrudierten

() 5 Materials. Durch diese Hilfsmittel wird das Fortbestehen des Grenzbereichs ausgeschaltet und es kann keine Grenzwirkung während des Extrudierungsprozesses eintreten. Das flüssige Material wird niemals in Ströme

oder getrennte Flüssigkeitsteile mit Grenzen aufgeteilt, die bei der Extrudierung aneinander liegen, sondern fließt immer in vollständig kreisförmigen Wegen, die beide radial nach außen und innen während der Bewegung durch den Extruder verlaufen.

Als Rohmaterial werden frische, gefrorene oder gesalzene, enthaarte Häute, zweckmäßig Ochsenhäute, die nicht mit Kalk oder anderen alkalischen Mitteln oder mit Enzymen behandelt wurden, verwendet. Die frischen Stierhäute werden mit kaltem Wasser bei 13° C oder weniger in einer rotierenden Trommel 10 bis 24 Stunden gewaschen. Nach dem Waschen werden die Häute mit einer Schabemaschine von Fleisch befreit und die Haare und die Epidermis mit einem horizontalen Bandmesser abgeschnitten. Diese Vorreinigung wird mit einer Standard-Gerbeinrichtung durchgeführt.

Zurückbleibendes Haar und schlecht gereinigte Abschnitte werden mit der Hand ausgeschnitten und Chargen aus fünf Häuten zusammengestellt. Diese Hautchargen werden dann in Stücke von 3,23 bis 25,80 cm² geschnitten und zu Brei vermählen, indem man sie dreimal durch einen Fleischwolf unter jeweils feinerer Vermahlung hindurchführt. Der erste und zweite Durchgang werden durch 18- und 8-mm-Löcher vorgenommen. Die letzte Vermahlung wird durch Löcher von 1,5 mm im Durchmesser vorgenommen. Es ist wichtig, während des Vermahlungsprozesses den Brei unter 20° C zu halten. Dieses kann durch Zusatz von zerstoßenem Eis zu den Hautstücken bewirkt werden, wenn diese dem Fleischwolf zugeführt werden.

Der vermahlene Brei wird dann mit Leitungswasser bei 16°C verdünnt, wodurch ein glatter Brei mit 7,4% Feststoffen entsteht. Dieser Brei (125 Teile) wird dann mit 125 Teilen einer 2,4%igen wäßrigen Milchsäurelösung unter Verwendung eines Mischers behandelt, so daß sich eine homogene Masse von gequollenen Kollagenfäserchen bildet. Es ist wichtig während dieser sauren Quellstufe, daß auch die Temperatur etwa unterhalb 25° C gehalten wird. Die so erhaltene Mischung enthält 3,7% Hautfeststoffe und 1,2% Milchsäure. Nachdem der Brei mit Säure gemischt ist, wird die Masse von gequollenen Kollagenfäserchen weiter in einem geeigneten Homogenisator dispergiert. In der schließlich erhaltenen flüssigen Masse von gequollenen Kollagenfäserchen sind die einzelnen Fäserchen von den Faserbündeln und Fasern befreit und von den Faserumhüllungen getrennt. Sie nehmen alle Flüssigkeit auf und quellen, so daß ihr ursprünglicher Durchmesser von der Größenordnung von 300 bis 1000 Ä nach'der Quellung nach etwa einem Tag bis zu einem maximalen Durchmesser der Größenordnung von 15 000 Ä ansteigt.

Die flüssige Masse der gequollenen Kollagenfäserchen, die man nach dem vorgenannten Verfahren erhalten hat, wird dann durch ein 0,175 mm Filtersieb filtriert, um nicht gequollenes Kollagen und nicht kollagenhaltiges Material zu entfernen, worauf die Masse fertig zum Extrudieren ist.

Gemäß der Erfindung wird die gewünschte Verteilung der Kollagenfäserchen in der Hüllenwandung durch die Verwendung eines verbesserten Extrudermechanismus bewirkt, der Durchgänge zwischen planaren Elementen enthält, die sich relativ um eine zentrale Achse in der allgemeinen Richtung der Extrudierung, zweckmäßig vertikal, erstrecken. Das innere planare Element ist zweckmäßig scheibenartig, besitzt einen im wesentlichen größeren Durchmesser als seine axiale Tiefe ist und hat eine planare obere Fläche, die im

ίο

allgemeinen senkrecht zur Richtung der Extrudierung angeordnet ist. Die obere Fläche des inneren Elements oder der Scheibe ist angrenzend im Abstand zu einer damit zusammenwirkenden planaren Fläche des äußeren Elements angeordnet, das einen oberen flachen dünnen Extruderdurchgang dazwischen bildet, der in Verbindung mit einer ringförmigen Austrittskammer in der Mitte der Scheibe steht, die sich parallel zur allgemeinen Richtung der Extrudierung erstreckt.

Eine flüssige Masse von gequollenen Kollagenfäserchen wird unter Druck in der allgemeinen Richtung der Extrudierung zugeführt und gegen die untere Fläche des inneren Extruderelements oder der Scheibe in den Zwischenraum zwischen dem inneren und dem äußeren Element gerichtet. Der Zuführungsdruck lenkt die flüssige Masse radial nach auswärts durch den verhältnismäßig tiefen unteren Durchgang nach der Peripherie der Scheibe, an der die Masse um den Urrifangsrand der Scheibe in den oberen planaren Extruderdurchgang geht, der zweckmäßig flacher ist als der erste oder der untere Durchgang.

In diesem oberen Extruderdurchgang erzeugt die fortgesetzte rotierende Bewegung des Extruderteils bzw. der Teile eine kreisförmige Spannung in der flüssigen Masse der gequollenen Kollagenfäserchen, die viskos-elastische Eigenschaften entfaltet. Unter einem viskos-elastischen Material versteht man ein Material mit elastischen und viskosen Eigenschaften, d. h., obgleich das Material viskos ist, besitzt es eine gewisse Elastizität. Wenn man ein viskos-elastisches Material Rotationskräften unterwirft, wird eine kreisförmige Spannung darin erzeugt, welche das Material radial gegen das Zentrum der Rotation zusammenzieht, eher als nach außen, wie es normalerweise bei anderen Arten von Flüssigkeiten, wie z. B. Wasser, der Fall ist. Diese Erscheinung wird der »Weissenberg-Effekt« genannt. Die so hervorgerufene kreisförmige Spannung in der viskos-elastischen Masse von gequollenen Kollagenfäserchen drängt die Kollagenmasse radial von der Peripherie der Scheibe entlang dem oberen Extruderdurchgang nach innen nach der zentralen ringförmigen Austrittskammer, wobei die Masse in Form einer Röhre in ein Dehydratisierungs- oder Koagulationsbad extrudiertwird.

Auf diese Weise nutzt die neuartige Extrudervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung die viskos-elastische Eigenschaft der flüssigen Masse aus gequollenen Fäserchen aus, um im wesentlichen die Extrudierungsdrücke zu verringern. Des weiteren werden dadurch, daß die Kollagenmasse einer sanften Scherwirkung durch die Extruderelemente in einer Richtung quer zur allgemeinen Richtung der Extrudierung unterworfen wird, irgendwelche Kollagenzusammenballungen oder Verflechtungen aufgelöst, wodurch eine glatte Verteilung der einzelnen Kollagenfäserchen in der flüssigen, die Austrittskammer erreichenden Fäserchenmasse bewirkt wird.

Die gewünschte Verteilung der gequollenen Kollagenfäserchen wird dadurch erreicht, daß man im wesentlichen alle Fäserchen in den engen Extrudierdurchgängen in Querrichtung und in sanfter Weise wirkenden Rotationskräften unterwirft, die zwischen den im Abstand angeordneten Flächen quer zu den radialen Extrudierungskräften wirken, so daß sie eine wahllose Anordnung der Fäserchen innerhalb solcher parallelen Ebenen bewirken. Gleichzeitig wird die flüssige Fäserchenmasse vor einer Trennung infolge der Vermahlung, der Turbulenz und vor Spaltungen

bewahrt, wenn sie durch die glatten planaren Durchgänge im Extruder hindurchläuft.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird auf die Zeichnungen Bezug genommen.

Fig. 1 ist eine vertikale Querschnittsansicht einer Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;

F i g. 2 ist eine vertikale Querschnittsansicht, ähnlich F i g. 1, einer zweiten Ausführungsform der Vorrichtung gemäß vorliegender Erfindung;

F i g. 3 ist eine vertikale Querschnittsansicht, ähnlich F i g. 1, einer dritten Ausführungsform der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung;

F i g. 4 ist eine vertikale Querschnittsansicht, ähnlich F i g. 1, einer vierten Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig.5 ist eine stark vergrößerte schematische Draufsicht auf die Wandung eines extrudierten röhrenförmigen Körpers und zeigt die wahllose Verteilung der Kollagenfäserchen;

F i g. 6 ist eine Querschnittsansicht der Wandung gemäß F i g. 5 an der Linie 6-6 gemäß F i g. 5.

Unter Bezugnahme auf die Einzelheiten der zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung, wie sie in den Zeichnungen dargestellt sind, zeigt F i g. 4 in schematischer Darstellung die Konstruktion einer erfindungsgemäßen Vorrichtung auf relativ einfache Weise. In dieser Ausführungsform wird die Homogenisierung und Verteilung der Kollagenfäserchen mit Hilfe einer einfachen rotierenden Scheibe durchgeführt.

Der Extruder gemäß Fig.4 besitzt eine Zuleitung 100, durch die die flüssige Masse von gequollenen Kollagenfäserchen unter geeignetem hydraulischem Druck in das Innere des Extruders eingeführt wird. Die Extruderkonstruktion enthält ein zylindrisches Gehäuse 102, das eine zentrale Bohrung für einen zylindrischen vertikalen Durchgang 105 besitzt.

Axial angeordnet im Gehäuse 102 ist ein hohler Dorn 108. Das untere Ende des Domes geht durch einen unteren Teil 109 hindurch und ist auf einem Arm befestigt, der durch ein Gerüst (nicht dargestellt) getragen wird, das den Extruder in vertikaler Lage unterstützt.

Das Gehäuse 102 ist durch einen flachen zylindrischen Deckel 104 bedeckt, der auf der oberen glatten Fläche 103 des Gehäuses 102 mit Hilfe von eingelassenen Bolzen 101 befestigt ist. Der Deckel 104 hat eine zentrale öffnung 106 zur Aufnahme des Ringspalts des Extruders, aus der der extrudierte röhrenförmige Körper Cherausragt, der in vertikaler Richtung aus dem Ringspalt austritt.

Der Ringspalt 110 wird durch die öffnung 106 im Deckel 104 und den Dorn 108 gebildet.

Zu diesem Zweck besitzt der Dorn 108 einen oberen Teil 112, der sich durch die öffnung 106 im Deckel 104 erstreckt. Der Dorn 108 endigt mit der oberen Fläche des Deckels 104 und ist im Abstand von der Peripherie der öffnung 106 so angeordnet, daß er den vertikalen Ringspalt 110 bildet.

Eine Scheibe 114 ist so montiert, daß sie sich um die Achse des Extruders drehen kann und als Flansch auf einer Hohlwelle 116 ausgebildet ist, die sich nach unten von der unteren Fläche der Scheibe durch die zentrale öffnung im Gehäuse 102 unterhalb des unteren Endes desselben erstreckt Das nach unten gerichtete Ende der Hohlwelle 116 ist mit einem außen montierten Zahnrad 120 versehen, welches durch ein Getriebe oder einen nicht dargestellten Antriebsmechanismus angetrieben werden kann. Das Zahnrad 120 ist als Teil einer Hülse 122 ausgebildet, die das untere Ende der Hohlwelle 116 umgibt und ist auf diesem mit Hilfe einer Schraube 123 befestigt.

Die Scheibe 114 hat einen verhältnismäßig großen Durchmesser und besitzt eine geringe Dicke. Ihre obere Fläche 130 und ihre untere Fläche 132 sind eben ausgebildet und erstrecken sich im wesentlichen über den gesamten Durchmesser der Scheibe.

Gemäß der Erfindung sind Mittel vorgesehen, um die flüssige Masse von gequollenen Kollagenfäserchen zu zwingen, glatt unter Druck in eine Mischkammer aus der Nähe des inneren Teiles der unteren Fläche 132 der Scheibe 114 in einem radial auswärts gerichteten Weg über die Grundfläche der Scheibe zu fließen, wodurch die Masse einer rotierenden Schwerkraft, wie vorbeschrieben, unterworfen wird. Dieser untere Durchgang 134 verringert sich in seiner Tiefe nach außen gegen den Umfang der Scheibe hin, so daß die Scherwirkung zwischen der Unterseite der rotierenden Scheibe und der gegenüberliegenden planaren Fläche des Gehäuses 102 an Intensität zunimmt, wenn das Material an der Unterseite der Scheibe vorbeigeht. Zu diesem Zweck ist im oberen Teil des Gehäuses 102 der Durchgang 134 ausgebildet, der den größten Teil der Unterseite 132 der Scheibe 114 einnimmt. Die untere Fläche 136 des Durchgangs ist nach unten und innen hin geneigt, so daß unter der Scheibe 114 ein Raum mit einem im wesentlichen dreieckigen Querschnitt gebildet wird, deren tiefere Zone zur Mitte des Extruders hin liegt.

Wie links in der F i g. 4 zu sehen ist, sind Hilfsmittel zum Zuführen der flüssigen Masse in die Mitte des Durchgangs 134 von der Zuleitung 100 vorgesehen. Zu diesem Zweck steht eine Bohrung 138 in Verbindung mit dem verschraubten Ende der Zuleitung 100, führt nach innen und dann nach oben, um das Material in der Nähe des tieferen Teiles des Durchgangs 134 zuzuführen. Während nur eine solche Zuführung dargestellt ist, so kann eine Anzahl solcher vorgesehen sein, um das Material an verschiedenen Stellen um den inneren unteren Teil des Durchgangs 134 herum zuzuführen.

Zweckmäßig ist die untere Fläche 136 in der Nähe des Umfanges der Scheibe 114 abgeflacht und bildet eine horizontale kreisförmige Fläche 140.

Die flüssige Masse wird dadurch gezwungen, vertikal nach oben zu gehen, wenn sie den Umfang der rotierenden Scheibe erreicht hat, und dann radial nach innen über die Oberseite der rotierenden Scheibe zu fließen, bis sie den Ringspalt HO erreicht. Zu diesem Zweck ist ein vertikaler Durchgang 144 zwischen der Umfangskante der rotierenden Scheibe 114 und der damit zusammenarbeitenden Randfläche 146 im Gehäuse 102 vorgesehen. Ein verhältnismäßig schmaler, flacher, horizontaler Durchgang 148 ist zwischen der glatten Oberseite 130 der Scheibe 114 und der unteren glatten horizontalen Fläche 150 des Deckels 104 für den nach innen gerichteten radialen viskos-elastischen Lauf des flüssigen Materials vorgesehen. Der Durchgang 148 steht in der Mitte mit dem vertikalen Ringspalt 110 in Verbindung.

Gemäß der Erfindung sind, wie es in Verbindung mit F i g. 1 nachfolgend näher beschrieben ist, Hilfsmittel vorgesehen, um den extrudierten röhrenförmigen Körper C einer Koagulationsbehandlung zu unterwerfen, sobald dieser aus dem Ringspalt heraustritt. Zu · diesem Zweck sind sowohl die Innenwandung und die Außenwandung des austretenden röhrenförmigen Körpers in einer aufsteigenden Säule von Koagulationsflüs-

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sigkeit eingetaucht, sobald der röhrenförmige Körper aus dem Ringspalt austritt. Zur Versorgung der inneren Flüssigkeitssäule wird die zentrale Öffnung des hohlen Domes 108 benutzt.

Die mit Hilfe des Extruders gemäß F i g. 4 hergestellte röhrenförmige Hülle ist im allgemeinen gleichmäßig und homogen. Bei mikroskopischer Prüfung sieht man, daß die Kollagenfäserchen, die die Hüllenwand bilden, wahllos angeordnet sind, aber parallel zu den gebogenen Ebenen liegen, die die Oberfläche der röhrenförmigen Hüllenwandung bilden. Die Fig.5 und 6 stellen vergrößerte schematische Ansichten des Kollagenfäserchengefüges dar, wie es in einer frisch extrudierten Hüllenwandung vor der Trocknung zu existieren scheint.

Diese Anordnung wird durch die rotierenden Scheibenflächen im Zusammenwirken mit den gegenüberliegenden ebenen Flächen, die die oberen und unteren Mischdurchgänge begrenzen, bewirkt. Wie oben ausgeführt, wird im wesentlichen die gesamte Kollagenmasse in diesen Durchgängen, insbesondere in dem oberen, durch die eine oder andere der planaren Flächen der Scheibe und/oder der gegenüberliegenden Flächen des Gehäuses beeinflußt. Normalerweise neigen die Kollagenfäserchen dazu, in der Extrudierrichtung ausgerichtet zu werden. Durch die Flächen 130 und 150 werden auf die oben und unten befindlichen Anteile der Kollagenmasse, die sich radial nach innen durch den oberen Durchgang 148 bewegt, entgegengesetzte, querverlaufende Scherkräfte ausgeübt, und die Kollagenfäserchen darin einer Kombination von Kräften unterworfen. Diese rotierenden Scherkräfte sind jedoch im allgemeinen in den Ebenen parallel zu der linearen Extrudierungskraft. Deshalb werden die Kollagenfäserchen parallel zu den planaren Flächen des Durchgangs angeordnet. Diese scheinbar wahllose, aber parallele Anordnung wird beibehalten, wenn die Fäserchen durch den kurzen vertikalen Ringspalt 110 gehen und in Form einer röhrenförmigen Kollagenhülle extrudiert werden, deren Kollagenfäserchen wahllos angeordnet sind, aber parallel zur Fläche der röhrenförmigen Gehäusewandung liegen. Diese Fäserchen in den Zonen in der Nähe der vertikalen zylindrischen Wände des Ringspalts 110 können sich in Längsrichtung ausrichten, wodurch zusätzlich die Längsreißfestigkeit des Endprodukts verstärkt wird.

Die in F i g. 1 dargestellte Ausführungsform des Extruders 10 ist in ihren Einzelheiten dargestellt. Im Vergleich zu der ziemlich einfachen und schematischen Ansicht der Vorrichtung gemäß F i g. 4 mit einer rotierenden Scheibe zwischen fest angeordneten planaren Flächen besitzt der Extruder gemäß F i g. 1 auf jeder Seite einer rotierenden Scheibe planare Flächen, die selbst in einer entgegengesetzten Richtung zu derjenigen der Scheibe rotieren und dabei die rotierenden planaren Kräfte verstärken, die der zu extrudierenden flüssigen Fäserchenmasse verliehen werden. Der Extruder 10 ist zweckmäßig zur vertikalen Extrudierung der wäßrigen Masse von Kollagenfäserchen in Form eines röhrenförmigen Körpers in eine zirkulierende Koagulationsflüssigkeit montiert, die in axialer Richtung in Berührung mit der inneren und äußeren Wandung des röhrenförmigen Körpers strömt. Durch die Koagulationsbehandlung und die nachfolgenden Behandlungen wird der röhrenförmige Körpers schließlich hinsichtlich seiner Wandungsdicke von einer Röhre mit einer Wandungsdicke von etwa 0,36 mm in eine sehr dünne trockene Röhre mit einer Wandungsdicke von 0,025 mm überführt.

Der Extruder 10 enthält allgemein ein zylindrisches feststehendes Gehäuse 12, auf dem ein Deckel 14 und ein Boden 16 mit Hilfe von Bolzen befestigt sind. Die Teile 14 und 16 schließen die Enden des Gehäuses 12 ab und das Gehäuse 12, das den Extruder 10 in vertikaler Lage trägt, wird durch ein Gerüst (nicht dargestellt) gehalten.

Der zentrale Hauptträger für die beweglichen Teile

ίο des Extruders wird durch einen hohlen Dorn 18 gebildet, der koaxial im Gehäuse 12 mit einem Zwischenraum angeordnet ist. Der Dorn besitzt einen oberen verjüngten Abschnitt 19, der sich durch eine zentrale Öffnung 15 im Deckel 14 erstreckt und mit der Außenfläche 20 des Deckels abschließt. Die äußere zylindrische Fläche des Abschnitts 19 besitzt einen

Abstand von der Peripherie der Öffnung 15, um den Ringspalt 21 zu bilden.

Das untere Ende des Domes 18 verläuft durch eine zentrale Öffnung im Boden 16 und ist mit einem Endflansch 22 versehen, der an der darüberliegenden Fläche des Bodens 16 anliegt und an diesen mit Bolzen, von denen nur einer dargestellt, ist, befestigt ist Um die Anordnung des Extruders 10 in seiner Betriebsstellung, wie dargestellt, zu erleichtern, ist der Dorn 18 an seinem unteren Ende abgesetzt und einem eingeschraubten Hohlstück 24 angepaßt.

Es sind im Abstand voneinander konzentrisch angeordnet ein innerer Scheibenteil 28 und ein äußerer hohler Scheibenteil 30 vorgesehen, die in entgegengesetztem Sinne rotieren, und zwar zweckmäßig um die Achse des Extruders. Der innere Scheibenteil 28 weist eine flache Scheibe 32 auf, die sich nach außen von einer inneren Hohlwelle 34 erstreckt, welche den Dorn 18 umgibt. Der hohle Scheibenteil 30 ist gabelartig ausgebildet, umgibt die Scheibe 28 und ist entsprechend zu einem oberen horizontalen Scheibenteil 36 geformt, der an einem unteren horizontalen Scheibenteil 40 am oberen Ende einer konzentrisch angeordneten, vertikalen äußeren Hohlwelle 42 befestigt ist

Der hohle Scheibenteil 30 hat eine allgemein ebene untere Fläche 44 an seinem Grundteil 46, die sich nach innen von dem Abschnitt 36 aus erstreckt. Die untere Fläche 44 verläuft parallel zu und im Abstand von der oberen Fläche 48 der Scheibe 32 angeordnet und bildet einen oberen, verhältnismäßig schmalen Durchgang 50, der glatt ist und keine Unterbrechungen aufweist. Zwischen der oberen Fläche 52 des äußeren Scheibenteiles 40 und der unteren Fläche 54 der inneren Scheibe 32 befindet sich ein unterer Durchgang 51, der etwas breiter als der Durchgang 50 ist. Sie stehen miteinander über die Umfangskante 58 der Scheibe 32 in Verbindung, die einen glatten kontinuierlichen Durchgang für die flüssige Masse nach dem Durchgang 50 zur Austrittsöffnung 17 hin bildet. Zur Verteilung der die Fäserchen enthaltenden Kollagenflüssigkeit in dieser Kammer und den Durchgängen ist die obere innere Fläche der äußeren Hohlwelle 42 mit einem ringförmigen Ansatz 41 versehen, der sich zur äußeren Wandung der inneren Hohlwelle 34 nach innen erstreckt und so das untere Ende einer ringförmigen Kammer 43 zwischen den Hohlwellen 42 und 34 begrenzt. Das obere Ende der Kammer 43 steht mit dem Durchgang 51 in Verbindung. Ein Dichtungsring 45 verschließt das untere Ende der Kammer 43, um eine Verunreinigung der darin befindlichen Kollagenmasse zu verhindern.

Die Hohlwellen 34 und 42 sind konzentrisch mit einem Zwischenraum voneinander koaxial in Gehäuse

12 angeordnet, wie es in F i g. 1 dargestellt ist, wobei die innere Hohlwelle 34 in der Nähe des Dornes 18 und die äußere Hohlwelle 42 in radialer Beziehung außerhalb davon angeordnet ist.

Zur Drehung der Hohlwellen 34 und 42 sind diese an ihren unteren Enden mit Kegelradantrieben 60 und 62 versehen. Der Kegelradantrieb 62 enthält eine Mutter 61, die auf die Außenfläche der Hohlwelle 42 mit dem Kegelrad 63 aufgeschraubt und mit der Mutter 61 durch Bolzen 65 verschraubt ist. Der Kegelradantrieb 60 to enthält ein Kegelrad 69, das auf die Außenfläche der Hohlwelle 34 aufgeschraubt ist, wobei das Kegelrad 69 auf die Kegelradnabe 67 mit Bolzen 71 aufgeschraubt ist. Die Zähne der Kegelräder 63 und 69 sind sich gegenüberliegend angeordnet und stehen durch ein gemeinsames Ritzel 64 in Verbindung. Die Drehung des Ritzels treibt die Hohlwellen 34 und 42 an und demzufolge die Scheibenteile 28 und 30 in entgegengesetzten Richtungen.

Das Ritzel 64 befindet sich auf dem einen Ende einer Welle 66, die in den im Abstand voneinander angeordneten Lagern 68 und 70 in einem Lagergehäuse r> 72 läuft, welches in der Wandung des Gehäuses 12 eingelassen ist. Eine Kappe 74 umgibt die Welle 66, schließt das Lagergehäuse 72 ab und ist leicht abnehmbar, um einen Zugang zum Lager, wenn dies erforderlich ist, zu gewähren. Die Welle 66 wird durch eine Kraftquelle, z. B. einen Motor mit Getriebe (nicht dargestellt) angetrieben, so daß eine gegenläufige Drehung der Teile 28 und 30 erreicht wird.

Die Hohlwellen 42 und 34 werden in radialer und axialer Anordnung im Abstand voneinander im Gehäuse 12 wie folgt gehalten:

Die äußere Wandung der Hohlwelle 42 besitzt in der Nähe des Scheibenteils 40 einen Ansatz 76, mit dessen Hilfe die Welle auf dem Innenring einer Lagers 80 zwischen der äußeren Wandung der Hohlwelle 42 und der inneren Wandung des Gehäuses 12 ruht. Der Innenring des Lagers 80 andererseits ist auf einen Unterlagsring 82 gestützt, der sich auf dem Innenring eines zweiten Lagers 84 befindet, dessen Außenring auf einer ringförmigen Kante 86 auf der Innenseite des Gehäuses 12 ruht Der Innenring des Lagers 84 ruht auf ^ der oberen Fläche der Mutter 61, welche die Anordnung p in axialer Lage hält Eine Stellschraube 78, die sich in der Wandung des Gehäuses 12 befindet, kann verstellt werden, um den Außenring des Lagers 80 zu unterstützen und die Lager 80 und 84 im Abstand voneinander zwischen dem Gehäuse 12 und der Hohlwelle 42 zu halten.

In der Nähe des inneren Ansatzes 41 der Hohlwelle 42 ist das obere Ende der Hohlwelle 34 radial nach außen versetzt und bildet so eine ringförmige Kante 88 an der äußeren Wandung derselben. Die Kante 88 ruht auf dem Innenring eines Lagers 90, das gestützt wird durch eine Hülse 92 auf einem weiteren Lager 94 zwischen den Hohlwellen 42 und 34. Der Außenring des Lagers 90 unterstützt die untere Fläche des Ansatzes 41. Eine Schraubenmuttter 96 auf der äußeren Wandung der Hohlwelle 34 stützt das Lager 94 und hält die gesamte Anordnung in axialer Lage zwischen den Hohlwellen 42 und 34. In der Wand der Hohlwelle 42 befindet sich eine Stellschraube 98 zur Stützung des Außenrings des Lagers 90 und hält dieses an den Hohlwellen 42 und 34, während ein Unterlagsring 160 dazu beiträgt, die Hohlwelle 42 und die Kegelradnabe 67 auf der Hohlwelle 34 in axialer Lage zu halten. Der Abstand zwischen den Scheibenteilen 28 und 30 unterhalb der Kammer 43 und der Abstand zwischen der Außenwand des Scheibenteiles 30 und der Innenwand des Gehäuses 12 werden zweckmäßig mit einem Schmiermittel, wie z. B. Glycerin, versehen. Ein Dichtungsring 161 isoliert die Austfittsöffnung 17 vom Innern des Gehäuses 12, um ein Durchsickern des Schmiermittels in die Austrittsöffnung 17 zu verhindern.

Die homogenisierte flüssige Masse der gequollenen Kollagenfäserchen, wie oben beschrieben hergestellt, wird unter Druck mittels Pumpen (nicht dargestellt) dem Extruder 10 durch eine Zuführungsleitung 162 zugeführt. Die Kollagenmasse wird von der Zuführungsleitung 162 durch eine Bohrung 164 im Boden 16 auf gleicher Höhe mit der Öffnung 166 im Dorn 18 in einen länglichen, sich axial erstreckenden ringförmigen Durchgang 168 gepumpt.

Zur Bildung des Durchgangs 168 ist eine Hülse 170 konzentrisch innerhalb des Dornes 18 angeordnet. Die Innenwandung des Dornes 18 in der Nähe der Hülse 170 ist bei 172 vertieft. Das untere Ende des ringförmigen Durchgangs 168 wird durch einen Dichtungsring 174 verschlossen, um den Durchgang 168 vom Innern der Hülse 170 abzuschließen.

Die in den Durchgang 168 eintretende Kollagenmasse geht darin nach oben. In der Nähe des oberen Endes ihres Durchgangs geht die Kollagenmasse durch eine Anzahl radial im Abstand voneinander nach außen verlaufenden Kanälen 176 im Dorn 18 in eine ringförmige Kammer 178. Die Kammer 178 wird durch die äußere zylindrische Fläche des Dornes 18, die innere zylindrische Fläche der Hohlwelle 34, die untere Fläche der Scheibe 32 und die obere Fläche der Kante 88 begrenzt. Die sich gegenüberliegenden Dichtungsringe 179 schließen die oberen und unteren Teile der Kammer 178 ab, um Verunreinigungen der Kollagenmasse durch das Extruderschmiermittel zu verhindern. Von der Kammer 178 wird die Kollagenmasse durch eine zweite Gruppe von im Abstand voneinander radial angeordneten Kanälen 180 in der Hohlwelle 34 geführt, welche eine begrenzte Verbindung mit der ringförmigen Kammer 43 herstellen.

Es wird ein inniges Mischen der Kollagenfäserchen bewirkt, wenn das Kollagen durch die Kanäle 180 geführt wird, da diese Kanäle 180 in der Hohlwelle 34 sich normalerweise während der Kollagenzuführung drehen.

Die flüssige Kollagenmasse in der Kammer 43 wird einer zweiten vorbereitenden Mischung unterworfen, da die Teile, die die Kammer 43 begrenzen, in entgegengesetzten Richtungen rotieren. Von der Kammer 43 geht die Kollagenmasse in den sich nach außen erstreckenden ebenen Durchgang 51. Im Durchgang 51 wird eine sorgfältige Homogenisierung durch die Wirkung der gegeneinander rotierenden ebenen Fläche 52 und 54 gewährleistet. Die Flächen 52 und 54 zerstören oder verteilen jegliche Kollagenfäserchen-Zusammenballungen in der flüssigen Masse. Diese Zusammenballungen von Kollagenfäserchen erscheinen manchmal in der gequollenen Kollagenmasse trotz Filterung bei der Herstellung des zu extrudierenden Materials. Die gequollenen Kollagenfäserchen besitzen im allgemeinen gummiartige Elastizität. Die Zusammenballungen von gequollenen Kollagenfäserchen sind imstande, sich den Filteröffnungen anzupassen, werden dünner, so daß sie durch das Filter passen und nehmen wieder sofort die Agglomeratform an, nachdem sie zusammengepreßt wurden und das Filter passiert haben.

An der Peripherie der Scheibe 32 nimmt die flüssige Masse im Durchgang 51 um die Scheibenumfangskante 58 herum ihren Weg in den Durchgang 50. In dem Durchgang 50 wird die Homogenisierung der flüssigen Fäserchenmasse aus Kollagen durch die gegeneinanderlaufenden Flächen 44 und 48, die den Durchgang 50 begrenzen, vervollständigt.

Wie bereits ausgeführt, ist der obere Durchgang 50 schmaler als der untere Durchgang 51. Auf diese Weise wird im Durchgang 50 im wesentlichen die gesamte Kollagenmasse durch die eine oder andere der Flächen 44 und 48, die den Durchgang 50 bilden, beeinflußt.

Die gequollene Kollagenmasse wird im Durchgang 50 radial einwärts zwischen den rotierenden Flächen 44 und 48 zur Austrittsöffnung 17 geführt und durch den Ringspalt 21 in der Form einer Röhre in eine im Kreislauf geführte Koagulationsflüssigkeit extrudiert.

Die Koagulationsflüssigkeit wird in einem geschlossenen System im Kreislauf geführt, welches ein zylindrisches Verteilerelement 182 umfaßt, das die öffnung 15 im Deckel 14 in der Nähe der Austrittsöffnung 17 umgibt. Auf dem Verteilerelement 182 befindet sich eine vertikale Säule 184, die mit dem Verteilerelement 182 in Berührung steht. Die Koagulationsflüssigkeit tritt durch die Leitung 186 und eine anschließende Bohrung 188 in der Wandung des Verteilerelements 182 in diesen ein und dann in die Säule 184, in der sie vertikal aufwärts an der Außenwand der extrudierten Röhre emporfließt.

Die Koagulationsflüssigkeit wird der Innenwand der extrudierten Röhre durch eine andere Leitung 190 zugeführt, die mit dem Inneren des Domes 18 in Verbindung steht. Der durch die Leitung 190 eintretende Teil der Koagulationsflüssigkeit fließt innerhalb des Domes nach oben und steht in Berührung mit der Innenwandung der extrudierten Röhre, aber mit einer beträchtlich geringeren Fließgeschwindigkeit im Gegensatz zu derjenigen Koagulationsflüssigkeit, die außen an der Röhre vorbeifließt, wodurch die Wandungen der Röhre vor Zerstörung und einer übermäßigen Flüssigkeitsreibung bewahrt bleiben. Der Anteil der Koagulationsflüssigkeit innerhalb der Röhre wird durch ein Überlaufrohr 192 zurückgeführt, das sich axial angeordnet innerhalb des Domes 18 befindet und sich nach oben bis zur Spitze der Säule 184 erstreckt. Die durch das Verteilerelement 182 in die Säule 184 eintretende Koagulationsflüssigkeit, die mit der Außenwand der extrudierten Hülle in Verbindung steht, wird oben an der Säule 184 in einen nicht dargestellten Behälter abgeführt.

Da die Dichte des extrudierten röhrenförmigen Körpers im wesentlichen geringer ist als diejenige der Koagulationsflüssigkeit (d. h. einer Lösung von 40% Ammoniumsulfat), neigt der röhrenförmige Körper dazu, in den Koagulationsbädern nach oben zu geben, wodurch die Zugkraft verringert wird, die erforderlich ist, um ihn in den folgenden Behandlungsstufen zu bewegen.

Im Durchgang 51 muß die Neigung der viskoselastischen Kollagenmasse, sich zentripetal unter Einwirkung der kreisförmigen Spannung zu bewegen, überwunden werden, da die Masse unter dem hydraulichen Zuführungsdruck radial auswärts geführt wird, während sie zwischen den Scheibenteilen 32 und 30 hindurchläuft. Diese viskos-elastische Erscheinung ist jedoch außerordentlich vorteilhaft, wenn die Masse den Durchgang 50 erreicht, der, wie dargestellt, langer und enger als der Durchgang 51 ist, so daß im wesentlichen die gesamte Kollagenmasse, die sich darin befindet, durch die Rotation der einen oder der anderen der Flächen 44 und 48 beeinflußt wird. Daher wird die Kollagenmasse beim Durchlaufen des Durchgangs 50 einer vollständigen Anwendung der Rotationskräfte unterworfen, und es wird ein größerer Betrag an kreisförmiger Spannung darin entwickelt. Auf diese Weise wird die Gegenstromwirkung der kreisförmigen Spannung, wie sie in der Kollagenmasse entwickelt wird, wenn diese sich radial auswärts bewegt, durch den Durchgang 51 mehr kompensiert als durch die gewollte zentripetale Flußbewegung derselben unter der größeren zirkulären Spannung, die im Durchgang 50 entwickelt wird.

Um dieses in der Praxis zu erläutern, ist es erforderlich, daß sich die Teile 32 und 30 mit einer Drehzahl von 100 bis 125 Umdrehungen pro Minute in entgegengesetzten Richtungen bewegen, während die gequollene Kollagenmasse mit einem hydraulischen Zuführungsdruck von 2,8 bis 3,5 Atmosphären zugeführt wird, um kontinierlich 7,62 m der Röhre pro Minute zu extrudieren, während bei feststehenden Teilen 32 und 30 ein Druck von 4,9 bis 6,3 Atmosphären erforderlich ist, um kontinuierlich 7,62 m der Hülle pro Minute zu extrudieren. Die niedrigen Extrudierdrücke sind das Ergebnis der Ausnutzung der viskos-elastischen Eigenschaften der piatischen Kollagenmasse, wodurch es ermöglicht wird, die Masse in kontinuierlicher Röhrenform zu extrudieren.

F i g. 2 stellt eine abgeänderte Form eines Extruders dar, bei welchem Mittel vorgesehen sind, um die flüssige Kollagenmasse in Röhrenform durch einen Ringspalt zu extrudieren, der gegeneinander rotierende Wandungen besitzt, im Gegensatz zur Ausführung nach Fig. 1. In dieser Ausführungsform besitzt der Extruder 210 ein äußeres Gehäuse 211, das aus einem zylindrischen Teil 212, einem ringförmigen Flanschteil 214 mit L-förmigem Querschnitt und einem kreisförmigen Boden 216 gebildet wird. Ein kreisförmiger Deckel 215 ist auf dem ringförmigen Flanschteil 214 befestigt und schließt den oberen Teil des Gehäuses 211 ab.

Der Extruder 210 enthält einen Kollagenfäserchenmasse-Verteiler 217, der koaxial im Gehäuse 211 angeordnet ist. Der Verteiler 217 enthält ein paar im Abstand voneinander konzentrisch angeordnete drehbare Teile 218 und 220, die um die Achse des Extruders montiert sind. Der innere Teil 218 besitzt eine flache Scheibe 222, die sich nach außen vom Ringflansch 219 aus erstreckt, der sich am oberen Ende einer Hohlwelle 224 befindet. Der äußere Teil 220 ist aus einem deckelartigen Teil 226 gebildet, der auf einem horizontal verlaufenden Ringflansch 228 befestigt ist, der sich am oberen Ende einer zweiten Hohlwelle 230 befindet

Die untere Fläche 232 des flachen Teiles 234 des Teiles 226 befindet sich in der Nähe im Abstand in bezug auf die obere Fläche 236 der Scheibe 222 angeordnet zur Begrenzung eines allgemein ebenen radialen Durchgangs 238. Die obere Fläche 240 des Ringflansches 228 ist teilweise geneigt und bildet mit der unteren Fläche 242 der Scheibe 222 einen ringförmigen Durchgang 244 mit kegelstumpfförmigem Querschnitt Der Durchgang 244 steht in Verbindung mit dem Durchgang 238 entlang der Umfangskante 246 der Scheibe 222 und bildet so einen glatten und kontinuierlichen Durchflußweg von der äußeren Wandung der Hohlwelle 224.

Der Teil 218 ist an seinem obersten Ende mit einem verhältnismäßig kurzen ringförmigen Rand 247 in der Mitte der Scheibe 222 versehen, der sich durch eine entsprechend angepaßte zentrale Aussparung 248 im flachen Teil 234 des Teils 226 erstreckt Der Rand 247

endigt mit der oberen Fläche 235 des Teils 234. Der Rand 247 kann aus einem Stück mit der Hohlwelle 224 bestehen, oder er kann aus einem getrennten Stück bestehen, das auf der Scheibe 222 oder der Hohlwelle 224 befestigt ist. Die Wandung der zentralen Aussparung 248 hat einen Abstand von der äußeren zylindrischen Fläche des Randes 247 und bildet so einen Ringspalt 250, der an seinem unteren Ende mit dem Durchgang 238 verbunden ist und eine querverlaufende ringförmige Fortsetzung desselben bildet.

Die Hohlwellen 224 und 230 sind konzentrisch axial im Abstand voneinander im Gehäuse 211 angeordnet, wie es F i g. 2 zeigt. Die Wellen gehen durch den Boden 216 und sind in der Nähe ihrer unteren Enden mit Kegelradanordnungen 252 und 254 versehen. Die Kegelradanordnung 252 enthält eine ringförmige Radnabe 256, die auf die äußere zylindrische Fläche der Hohlwelle 230 aufgeschraubt ist mit einem Kegelrad 258, das auf der Radnabe 256 mit den Bolzen 257 befestigt ist. Die Kegelradanordnung 254 andererseits enthält eine Radnabe 260, die sich auf der äußeren zylindrischen Fläche der Hohlwelle 224 im Abstand vom unteren Ende der Welle befindet. Ein Kegelrad 262 ist mit Hilfe von Bolzen 261 auf die Radnabe 260 befestigt. Die Zähne der Kegelräder 258 und 262 sind einander gegenüberliegend angeordnet und stehen miteinander über ein gemeinsames Ritzel 264 in Verbindung. Durch die Drehnung des Ritzels 264 werden die Hohlwellen 224 und 230 und folglich die Teile 218 und 220 in entgegengesetzten Richtungen angetrieben. Das Ritzel 264 ist in seiner Konstruktion und im Betrieb ähnlich dem Ritzel 64 der vorbeschriebenen Ausführungsform.

Das untere Ende der Hohlwelle 224 geht durch einen entsprechend angepaßten Durchgang im unteren Teil 231 der Hohlwelle 230 hindurch, und die Hohlwellen 224 und 230 werden in axialer und radialer Anordnung im Abstand voneinander im Gehäuse 211 wie folgt gehalten:

Zwischen der äußeren zylindrischen Wandung der Hohlwelle 230 und der inneren zylindrischen Wandung des Teiles 212 ist ein Paar im Abstand voneinander angeordnete Lager 266 und 268 enthalten. Das untere Lager 268 ruht auf dem Boden 216, und die Lager werden in ihrer Lage durch die äußere Wandung der Hohlwelle 230 mit Hilfe eines Stellrings 270 auf der äußeren der Hohlwelle 230 gehalten. Ein Abstandsring 272 und ein Dichtungsring 274 schließen das Innere der Lager 266 und 268 ab, um eine Schmierung der Lageranordnung zu gewährleisten, ohne daß die restlichen Teile des Extruders verunreinigt werden können.

Die untere Fläche des Ringflansches 219 ruht auf einem Lager 276, das zwischen den Hohlwellen 224 und 230 angeordnet ist. Das Lager 276 ruht auf einer Hülse 278, die von einem zweiten Lager 280 getragen wird, das auf dem unteren Teil 231 der Hohlwelle 230 aufsitzt und zwischen den Hohlwellen 224 und 230 angeordnet ist. Ein Halterung 281 auf der äußeren Wandung der Hohlwelle 224 trägt dazu bei, das Lager 280 zu unterstützen. Im Abstand angeordnete Dichtungsringe 282 und 284 schließlich das Innere der Lager 276 und 280 ab, um eine Schmierung der Lageranordnung zu ermöglichen.

Das untere Ende der inneren Hohlwelle 224 ist nicht abgeschlossen und im oberen Ende eines offenen Gehäuses 286 angeordnet. Die Hohlwelle 224 paßt dicht in das Gehäuse 286 und umschließt dessen oberes Ende.

Beim Betrieb wird eine homogenisierte Masse von gequollenen Kollagenfäserchen, wie vorgeschrieben, hergestellt. Die Masse wird unter Druck durch eine nicht dargestellte Zuführungsleitung in eine Bohrung 288 in der zylindrischen Wand des Gehäuses 286 und in eine geschlossene ringförmige Vertiefung 290 in der inneren zylindrischen Wandung des Gehäuses eingepreßt. Aus der Vertiefung 290 wird die Masse durch radiale Kanäle 292 im unteren Ende der Hohlwelle 224 in einen länglichen, sich axial erstreckenden, ringförmigen Durchgang 294 eingeführt.

Zur Bildung des Durchgangs 294 ist eine Hülle 295 konzentrisch innerhalb der Hohlwelle 224 angeordnet. Die Innenwandung der Hohlwelle ist in ihrem oberen Teil bei 293 vertieft und die Hülse darauf befestigt. Ein Verschlußring 291 verschließt das untere Ende des Durchgangs 294 und schließt den Durchgang gegen das Innere der Hülse 295 ab.

Die flüssige Masse im Durchgang 294 bewegt sich in Längsrichtung aufwärts durch die rotierende Hohlwelle

224. In der Nähe des oberen Endes ihres Durchgangs geht die Masse durch eine Anzahl radialer Bohrungen 2% im oberen Ende der Hohlwelle 224, die eine Verbindung zum Durchgang 244 bilden.

Wie bei der vorgenannten Ausführungsform bewegt sich die flüssige Masse von gequollenen Kollagenfäserchen radial nach auswärts im Durchgang 244 zwischen den sich entgegengesetzt drehenden Teilen 218 und 220. An der Peripherie der Scheibe 222 geht die Masse um die Umfangskante 246 herum in den schmalen ebenen Durchgang 238. Die Masse wird erneut der Wirkung der gegeneinander rotierenden Teile 218 und 220 ausgesetzt, wenn sie sich radial einwärts durch den Durchgang 238 auf den quer dazu verlaufenden Ringspalt 250 zu bewegt, die durch den Rand 247 und den flachen Teil 234 des Teiles 220 gebildet wird, welche sich in entgegengesetzten Richtungen bewegen. Die Masse wird aus dem Ringspalt 250 kontinuierlich in Röhrenform in ein Koagulationsbad extrudiert.

Die Fig.3 stellt eine abgeänderte Form der Erfindung dar. In dieser Ausführungsform wird die Hülle durch eine ringförmige Austrittskammer extrudiert, die durch entgegengesetzt rotierende Wandungsteile gebildet wird, die im wesentlichen länger sind als diejenigen gemäß F i g. 2.

In vieler Beziehung ist der Extruder 310 der abgeänderten Ausführungsform der Konstruktion und im Betrieb dem Extruder 210 gemäß Fig.2 ähnlich. In dieser Ausführungsform ist jedoch der flache Teil 234 mit einem sich axial erstreckenden Ring 312 an der Peripherie der zentralen Aussparung 248 versehen. Die Scheibe 222 gemäß Fig.2 ist durch die Scheibe 314 ersetzt, die in ihrer Konstruktion und im Betrieb der Scheibe 222 ähnlich ist, aber eine wesentlich größere Dicke besitzt, um leichter den Extrudierdrücken zu widerstehen. Die Scheibe 314 enthält einen länglichen, zentralen ringförmigen Rand 316, der mit dem Ring 312 zusammenarbeitet und so einen länglichen Ringspalt 318 dazwischen bildet. Der Ring 312 und der Rand 316 schließen in gleicher Höhe ab mit dem oberen Ende des Gehäuses 211. Der Ringspalt 318 ist im allgemeinen quer zum Durchgang 320 angeordnet, der zwischen dem flachen Teil 234 und der Scheibe 319 gebildet ist, steht aber mit diesen an ihrem unteren Ende in Verbindung. Der Durchgang 320 ist dem Durchgang 238 gemäß F i g. 2 ähnlich.

Die Masse von gequollenen Kollagenfäserchen, hergestellt wie bei den vorangehenden Ausführungsformen, wird unter Druck durch den Durchgang 294 den

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Durchgängen 244 und 320 zugeführt. Die Hohlwellen 224 und 230 werden in entgegengesetzten Richtungen angetrieben, um eine gleichmäßige Verteilung der Kollagenfäserchen wie in den vorgenannten Ausführungsformen zu bewirken.

Die röhrenförmige Hülle, wie sie gemäß irgendeiner Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hergestellt wird, kann nach dem Koagulieren noch gehärtet, getrocknet, gefaltet und verknüpft werden.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Strangpressen röhrenförmiger Kollagenerzeugnisse, z. B. Wursthüllen, mit einer Ringdüse zum Auspressen einer Masse von gequollenen Kollagenfäserchen und mit einer in einem feststehenden Gehäuse drehbar gelagerten äußeren Hohlwelle, an deren einem Ende ein Kegelrad aufgesetzt ist und mit einer konzentrisch zu dieser Hohlwelle angeordneten und an einem Ende ebenfalls mit einem Kegelrad versehenen, drehbaren inneren Hohlwelle, die mit der äußeren Hohlwelle vor der Ringdüse einen Ringspalt bestimmter Weite bildet, wobei durch unterschiedliche Drehbewegungen der Hohlwellen zwischen den beiden einander zugeordneten Flächen des Ringspaltes eine Relativbewegung entsteht, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Hohlwelle (34) vor dem Ringspalt (21) eine glatte Scheibe (32) trägt und daß ein an der äußeren Hohlwelle (42) angeordneter hohler Scheibenteil (30) mit Teilen (40, 36, 46) die Scheibe (32) in bestimmtem Abstand umschließt und Durchgänge (51,50) bildet, die länger als tief sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Hohlwelle (34) mit ihrer Scheibe (32) in entgegengesetzter Richtung zur äußeren Hohlwelle (42) mit ihrem die Scheibe (32) umschließenden Scheibenteil (30) angetrieben wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der unterhalb der Scheibe (32) liegende Durchgang (51) breiter als der darüberliegende Durchgang (50) ist und beide Durchgänge über die Scheibenumfangskante (58) miteinander in Verbindung stehen.