Brevet FR2531683A1 — publié le 19840217

La présente invention se rapporte généralement à des pellicules d'emballage plastiques adaptées à un emballage permettant la cuisson sous emballage des aliments quf L contient et à l'utilisation de ces pellicules Plus particulièrement, la présente invention se rapporte à des emballages alimentaires permettant la cuisson sous emballage des alimantsqu'iscontaennent ayant des caractéristiques de surface de contact avec les aliments qui favorisent l'adhérence de l'enveloppe à un produit alimentaire contenu pendant la cuisson à l'intérieur de l'emballage. Beaucoup d'aliments pendant le stade préparatoire à la préparation sont bourrés dans une enveloppe et ensuite placés dans un milieu chauffé, comme un bain d'eau chaude, pour une cuisson sous emballage afin de produire un produit alimentaire précuit et enveloppé Le terme "cuisson sous emballage" désigne conventionnellement la cuisson d'un produit alimentaire pendant qu'il est contenu dans un emballage Il est souhaitable qu'un emballage de cuisson sous emballage s'adapte étroitement au produit alimentaire contenu pour éviter la "cuisson hors de l'emballage"t, c'est-à-dire l'écoulement de fluides hors du produit alimentaire pendant la cuisson En restreignant l'écoulement des fluides hors d'un produit alimentaire contenu dans un emballage pour cuisson sous emballage, le rendement du produit alimentaire précuit est augmenté, puisque la rétention de fluide tend à augmenter le rendement de produit. Est d'un intérêt général en ce qui concerne l'emballage pour cuisson sous emballage l'enseignement du brevet américain NI 4 104 404 délivré le 1 er Juillet 1978 à Bieler et al pour "Cross-linked Amid/Olefin Polymeric Tubular Film Coextruded Laminates"' 7 ayant pour objet une pellicule à couch E multiples pour cuisson sous emballage par coextrusion et réticulation par irradiation Offre également un intérêt l'enseignement du brevet canadien NI i 078 247 délivré le 27 Août 1980 à Thompson pour "Heat Shrinkable Laminateil, ayant pour objet une pellicule multiple pour cuisson sous emballage ayant une couche rétrécissant à la chaleur entre une couche barrière et une couche qui devient hermétique à la chaleur Offre un intérêt l'enseignement du brevet américain N 3 607 312 délivré le 21 Septembre 1971 à Ready pour "Method of Preparing and Preserving Ready to Eat Foods", ayant pour objet un procédé de précuisson et de refroidissement pour un produit alimentaire précuit emballé dans une pellicule multiple de polyéthylène/nylon Offre un intérêt l'ensei- gnement du brevet canadien N I 100 353 délivré le 5 Mai 1981 à Bieler pour "Package and Process for Preparing Scrambleg Eggs", ayant pour objet la cuisson sous emballage d'oeufs dans un emballage à pellicule multiple ayant une couche centrale de nylon entre des couches extérieures de polyéthylène réticulé. Offre un intérêt général en ce qui concerne le traitement par irradiation de matériaux polymériques l'enseignement du brevet américain N 3 330 748 délivré le 11 Juillet 1967 à Lawton pour "Method and Apparatus for Irradiating Organic Polymers With Electrons", ayant pour objet le passage répété d'une pellicule de polyéthylène à travers un champ de radiation élevé de telle sorte que la dose de radiation accumulée résultant de tous les passages produit le dosage désiré partout dans le film qui est produit en continu Offre également un intérêt général l'enseignement du brevet américain N 3 144 399 délivré le 11 Août 1964 à Rainer et al pour "Polyethylene Product", ayant pour objet la réticulation par irradiation du polyéthylène. Offre un intérêt général concernant le traitement d'une surface adhérente de matériaux polymériques l'enseignement représentatif du brevet américain N 4 120 716 délivré le 17 Octobre 1978 à Bonet pour "I Method of Applying Printed Labels to Flexible Envelopes Using Corona Discharge Treatment", ayant pour objet une amélioration des caractéristiques d'adhérence de la surface du polyéthylène par traitement corona pour oxyder la surface du polyéthylène afin de favoriser le mouillage par les encres d'imprimerie et les adhésifs Offre un. intérêt général concernant le traitement de surface à la flamme d'une pellicule polymérique l'enseignement repré- sentatif du brevet américain NO 2 767 103 délivré le 16 Octobre 1956 à Loukomsky pour "Method and Apparatus for Treatment of Polyethylene"l Offre un intérêt général concernant le traitement de surface par ultraviolet de pellicule polymérique est l'enseignement représentatif du brevet américain NO 3 227 605 délivré le 4 Janvier 1966 à Wolinski pour "Method of Treating Polyethylene with Ozone to Render it Adherent to Coatings and Lamina and Résultant Articles" Offre un intérêt général concernant le traitement de surface par le plasma de pellicule polymérique l'enseignement du brevet américain NO 3 870 610 délivré le 11 Mars 1975 à Baird et al pour "Cold Plasma Treatment of Materials". La présente invention a pour objet un procédé de cuisson sous emballage amélioré dans lequel un emballage pour cuisson sous emballage adhère à un produit alimentaire contenu pendant la cuisson sous emballage pour restreindre la cuisson hors de l'emballage de fluides provenant du produit alimentaire, accroissant ainsi le rendement du produit alimentaire. En conséquence, on fournit un procédé pour augmenter le rendement d'un produit alimentaire emballé pour cuisson sous emballage qui comprend les étapes de fournir d'abord un emballage pour cuisson sous emballage adhérent comprenant un récipient plastique flexible sensiblement compatible avec un produit alimentaire choisi et ayant une surface interne d'oléfine polymérique ayant été soumise à un traitement d'adhésion de surface en présence d'oxygène, puis la conformation dudit emballage autour d'un produit alimentaire choisi et-la cuisson du produit emballé, au- dessus duquel ladite surface d'emballage intérieur adhère audit produit alimentaire pour empêcher sensiblement la cuisson hors de l'emballage de fluides provenant de ce produit De préférence, l'emballage est un récipient tubulaire ayant une surface interne de polyéthylène soufflé à chaud qui a été réticulé par irradiation en présence d'oxygène. Des détails supplémentaires sont donnés ci-dessous avec référence au dessin dans lequel une illustration schématique décrit un procédé préféré pour fabriquer une pelli- cule préféré à partir de'laquelle des emballages selon l'invention peuvent être produits. Il y a quelques traits essentiels de l'invention qui augmentent le rendement de produit d'un produit alimentaire emballé précuit en fournissant un emballage pour cuisson sous emballage ayant une surface interne ou surface de contact avec les aliments qui adhère au produit alimentaire contenu pendant la cuisson sous emballage, empêchant ainsi la cuisson hors de l'emballage de fluides provenant du produit alimentaire contenu L'emballage pour cuisson sous emballage peut être fabriqué à partir d'une pellicule d'emballage soit à plusieurs épaisseurs, soit à une seule épaisseur pourvu que la surface interne de l'emballage soit une oléfine polymérique acceptable pour le contact alimentaire et traitée selon l'invention. Le polyéthylène, le polypropylène et l'EVA sont des exemples représentatifs d'oléfines polymériques acceptables pour le contact alimentaire On notera que le terme "polymère" et des termes semblables sont utilisés ici dans le sens conventionnel de manière à inclure les homopolymères, les copolymères, les terpolymères, et les composés analogues; et le terme "oléfine polymérique" est destiné à inclure des polymères ayant comme constituant majeur une oléfine polymérique La surface interne de l'emballage est soumise à un traitement d'adhésion de surface qui, croit-on, oxyde les surfaces semblables à la paraffine du polyéthylène et du polypropylène par exemple, ce qui rend les caractéristiques de surface plus compatibles avec les caractéristiques de surface de produits à base de viande par exemple Divers traitements oxydants sont cités ci-dessus ce qui inclut l'oxydation de surfaces polymériques par décharge corona, par flamme, par plasma, et par traitement ultraviolet, et, en général, par traitements qui exposent la surface polymérique à une radiation énergétique en présence d'oxygène, qui sont tous considérés comme faisant partie du domaine de la présente invention Une irradiation, comme une irradiation par faisceau d'électrons, est communément utilisée pour réticuler des polymères thermoplastiques et, si elle est d'intensité suffisamment basse, peut être limitée au traitement de surface si cette limitation est désirée en vue du traitement complet désiré de la pellicule On a découvert que si la réticulation d'une pellicule d'emballage plastique est menée de telle façon que la surface destinée à former la surface de contact avec la nourriture dans l'emballage fini est maintenue en présence d'oxygène pendant la réticulation, la surface sera rendue telle qu'elle pourra adhérer auxproduits alimentaires contenus pendant la cuisson sous emballage Ainsi, le traitement d'adhésion de surface peut avantageusement être accompli en même temps que la réticulation de la pellicule dans son ensemble. A tout le moins, cependant, le traitement de surface de la pellicule doit être suffisamment étendu pour fournir une adhérence de cuisson sous emballage pour une combinaison donnée de pellicule et de produit alimentaire. Il y a au moins deux manières selon lesquelles ce traitement d'irradiation de combinaison peut être mené. Il est habituel dans la fabrication de pellicule d'embal- lage polymérique de souffler à chaud une pellicule tubu- laire qui peut être utilisée avec avantage économique pour former une chaîne de sacs d'emballage, comme des sacs scellés sur le côté, ou une série de récipients à nourri- ture tubulaire sans raccords Cette pellicule tubulaire soufflée à chaud est ensuite réticulée en aplatissant le tube jusqu'à une configuration aplatie et par passage à travers un champ de radiation, comme une radiation de faisceau électronique, après quoi elle peut être soumise facultativement à des traitements de mise en oeuvre ultérieurs comme une orientation avec regonflage du tube pour communiquer des propriétés de rétrécissement à la pellicule Ainsi, on voit que-pendant la réticulation par irradiation d'une pellicule tubulaire dans la pratique conventionnelle, la surface intérieure du tube n'est pas exposée à l'oxygène du fait de l'aplatissement du tube qui deviendra finalement la surface intérieure des sacs d'emballage fabriqués à partir de cette pellicule tubulaire. Dans un mode de réalisation préféré de la présente invention, la pellicule tubulaire est convertie en une forme de feuille en coupant le tube une fois ou plus longitudinalement pour produire une feuille ou plus de pellicule plate Ces feuilles de pellicule d'emballage sont ensuite réticulées par irradiation; et puisque la pellicule tubulaire a été étendue ouverte en forme de feuille, les surfaces de la pellicule sont exposées à l'air, permettant ainsi l'oxydation des surfaces de la pellicule Dans un procédé également possible bien qu'il soit moins pas préféré, la pellicule tubulaire soufflée à chaud n'est pas aplatie pendant la réticulation par irradiation mais est plutôt maintenue dans la condition gonflée avec un courant d'air passant à travers elle pendant l'irradiation de telle sorte que la surface inté- rieure de la pellicule tubulaire est oxydée Ainsi, quand les récipients ou sacs sont faits à partir de cette pellicule tubulaire, leur surface intérieure, qui devient la surface de contact de l'aliment, a été soumise à un traitement d'adhésion de surface selon l'invention. Des pellicules coextrudées à couches multiples peuvent être traitées d'une manière semblable et sont ainsi considérées comme étant à l'intérieur du domaine de l'invention. Il y a une autre exigence de l'invention en ce que l'emballage fait à partir de la pellicule traitée en surface doit être compatible avec un produit alimentaire choisi Par exemple, des récipients tubulaires sont conventionnellement bourrés avec un produit alimentaire pouvant couler pour former un bloc de nourriture de diamètre uniforme à l'intérieur du récipient Ainsi, l'emballage en forme de récipient se conforme au produit alimentaire contenu à l'intérieur Dans le cas de produits alimentaires semi-rigides, comme la volaille entière, des sacs à rétrécissement sont utilisés de préférence de telle sorte que pendant le processus de cuisson sous emballage, par exemple dans un bain d'eau chaude, le sac rétrécissable est élevé à sa température de rétrécissement, se contrac- tant ainsi commodément autour du produit alimentaire contenu Ainsi, l'exigence de compatibilité de l'emballage se rapporte simplement à des configurations qui portent la surface interne de l'emballage pour cuisson sous emballage d'une manière sensiblement uniforme contre la surface du produit alimentaire contenu de telle sorte que les caractéristiques de la surface d'adhésion de l'intérieur du sac reçoivent la possibilité d'agir, empêchant ainsi la cuisson hors de l'emballage des fluides pendant-la cuisson sous emballage. Un mode de réalisation préféré de l'invention est un emballage pour cuisson sous emballage fait d'une pellicule de polyéthylène non orientée, réticulée par irradiation, à une seule couche, soufflée à chaud à partir de laquelle des récipients pour cuisson sous emballage économiques pour un produit à base de viande et pouvant couler peuvent être faits Dans le dessin, on a illustré schématiquement un procédé préféré pour réaliser de telles pellicules qui inclut un traitement de surface d'adhésion selon l'invention En 10, une résine polymère, comme du polyéthylène basse densité, est fournie à un extrudeur conventionnel 12 duquel il est extrudé à environ 3500 F( 176,70 C) à travers une filière 14, puis envoyé à travers un anneau d'air 16 comme une bulle gonflée comme indiqué eh 18. La bulle naissante est ensuite aplatie par des rouleaux d'étranglement 20, 1 le tube aplati 22 étant envoyé à travers une machine à fendre conventionnelle 24 qui ouvre le tube en deux feuilles 26 a, b qui sont accumulées respectivement sur des rouleaux enrouleurs 28 a, b Ces feuilles accumulées sont appelées provision de rouleau de pellicule enroulée une seule fois On envoie ensuite la provision de rouleau de polyéthylène comme montré en 28 vers une chambre d'irradiation conventionnelle 30 et on la fait passer selon un modèle festonné comme indiqué en 32 à travers un champ d'irradiation émanant d'une source conventionnelle 34, comme un accélérateur de faisceau d'électrons Pendant cette étape d'irradiation, la pellicule de la provision de rouleau est réticulée et oxydée en surface sur ses deux surfaces, ce qui sera la condition finale de la pellicule en 36 pour accumulation sur le rouleau enrouleur 38. La pellicule réticulée et traitée en surface est ultérieu- rement envoyée hors du rouleau 38 pour une opération de fabrication de sacs conventionnelle (non indiquée) pour former par exemple des récipients soudés à l'arrière ou des sacs ayant une soudure à recouvrement ou une soudure à bavure Alternativement, un emballage à couches multiples peut être réalisé en utilisant ce film en recouvrant par extrusion des couches polymériques additionnelles sur un tube réformé de ladite provision de rouleau traité antérieurement à la fabrication du sac, ou en laminant des couches polymériques additionnelles sur ladite provision de rouleau traité Dans tous les cas, cependant, ladite pellicule traitée doit former l'intérieur de l'emballage terminé. Représentativement à l'usage, un récipient fabriqué selon l'invention est uniformément bourré avec un produit à base de viande pouvant couler et ensuite plongé dans un bain de cuisson d'eau presque bouillante pendant un temps convenable La surface intérieure du récipient uniformément bourré s'adapte étroitement au produit à base de viande contenu et, à cause du traitement de surface d'adhérence de l'invention, la surface intérieure du récipient s'attache au produit à base de viande pendant la cuisson sous emballage, retenant ainsi les fluides dans le produit à base de viande Après cette opération de précuisson, le produit à base de viande peut être vendu enfermé dans le récipient de cuisson sous emballage ou il peut être découpé en fines rondelles avec le récipient, ou le récipient peut être enlevé du bloc de viande précuite pour traitement ultérieur On a observé que quelques produits à base de viande, comme le jambon, s'enlèvent facilement du récipient après cuisson sous emballage, tandis que d'autres, comme la volaille, ne s'enlèvent pas facilement de telle sorte qu'en enlevant le récipient du bloc de viande cuite une certaine quantité du produit à base de viande peut être perdue à cause de petits morceaux restant dans le récipient enlevé. Puisque le rendement produit est fondé sur le poids à la fin, on croit que dans la plupart des cas cette perte par émiettement d'une partie du produit à base de viande sera plus que compensée par le poids plus élevé des fluides retenus. En guise d'exemple, dans une opération de mise en forme de jambon conventionnelle, des récipients de cuisson sous emballage traités par irradiation et traités par décharge corona furent évalués Le récipient du type A était un récipient de polyéthylène de 1,5 millième de pouce ( 38,1 p) irradié sous 8-10 MR Le récipient du type-B était un récipient de polyéthylène de 1,5 millième de pouce ( 38,1 v 3-) traité par décharge corona au maximum, c'est-à-dire traité sous décharge corona jusqu'à une presque décoloration de la pellicule Le récipient du type C était un récipient de polyéthylène de 1,5 millième de pouce ( 38,1 v) traité sous décharge corona au minimum, c'est-à-dire traité par décharge corona jusqu'au point o l'encre cesse presque d'adhérer Dans les types A, B et C, letraitement de la pellicule était tel que la surface au contact des aliments dans chaque cas était en présence d'air Le récipient du type D était un tube sans soudure à couches multiples ayant une couche extérieure de polypropylène et une couche intérieure de polyéthylène réticulé en forme de tube aplati, puis orienté, et ensuite post-irradié à 20 MR La surface intérieure du type D ne fut pas traitée en présence d'air à cause du fait que l'irradiation était conduite avec un film tubulaire en configuration aplatie Tous les récipients d'essai furent bourrés avec du jambon et ensuite mis dans un fumoir arrosé d'eau à une température quelque peu inférieure à 2120 F ( 1000 C) Lors d'un examen visuel, il n'y eut pas de différence d'adhésion avec soit les récipients traités par effet corona, soit les récipients de polyéthylène irradié (types A, B, C) qui n'avaient avantageusement aucune cuisson hors emballage Cependant, les jambons cuits dans des récipients du type D avaient une cuisson hors- emballage de 3,1 % et pas d'ahdésion, c'est-à-dire qu'il y avait lors de la cuisson une perte de poids de 3,1 % due aux fluides exsudés La seule perte mesurable qui eut lieu avec les récipients d'essai A, B et C était dans l'enlève- ment des récipients avec la plus grande partie de la perte deviande due à l'inclusion de viande dans les extrémités pliées des récipients Cette perte de surface réelle était minimale, étant aussi basse que 0,32 % dans des récipients du type A et jusqu'à 1,11-1,15 % dans des récipients des types B et C On a observé que cette augmentation pour les types B et C par rapport au type A était due à la perte de viande aux plis des extrémités des récipients et non à la cuisson hors-emballage. Dans un autre exemple, une évaluation fut faite des récipients de polyéthylène irradié contre des récipients semblables mais non irradiés Les récipients avaient 3 millièmes de pouce ( 76,2 t) d'épaisseur, le type irradié ayant reçu une dose de 8-10 KR pendant que la surface de contact de l'aliment était maintenue en présence d'air. Des cuisses de dindon malaxées furent bourrées en rouleaux de 4,75 pouces ( 120,65 mm) de diamètre et 36 pouces ( 919,4 mm) de longueur avec un poids moyen de 21 livres ( 9,513 kg) par rouleau Le produit enfermé fut cuit à l'eau jusqu'à une température interne de 1600 F ( 71,110 C) et ensuite refroidi à 361 F ( 2,220 C) Le produit emballé sous pellicule irradiée donnait lieu avantageusement à une adhésion film-produit, tandis que le produit emballé sous pellicule non irradiée n'avait pas d'adhésion et produisait une cuisson hors-emballage qui avait pour résultat une différence de perte de rendement de 10 %. R E V E N D I C A T I O N S 1. Procédé pour augmenter le rendement d'un produit alimentaire emballé en vue d'une cuisson sous emballage, caractérisé en ce qu'il comprendles opérations de (a) fournir un emballage de cuisson sous emballage adhérent comprenant un récipient plastique flexible étant sensiblement compatible avec un produit alimentaire choisi et ayant une surface interne d'oléfine polymérique qui a été soumise à un traitement de surface adhérente en présence d'oxygène; (b) donner forme audit emballage autour d'un produit alimentaire choisi; et (c) faire cuire le produit emballé, opération au cours de laquelle ladite surface intérieure adhère audit produit alimentaire pour empêcher sensiblement la cuisson hors-emballage des fluides de celui-ci. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface intérieure précitée est une oléfine polymérique oxydée. 3 Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le récipient précité est un récipient tubulaire. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le récipient précité est sans soudure. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le récipient précité est un sac rétrécissable à la chaleur. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que le sac précité provient directement d'une pellicule tubulaire sans soudure. 7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la surface d'oléfine polymérique précitée est réticulée par irradiation en présence d'oxygène. 8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'oléfine polymérique précitée est du polyéthylène. 9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la structure du récipient précité est une couche unique de polyéthylène soufflé à chaud. 10. Procédé pour augmenter le rendement d'un produit alimentaire emballé en vue d'une cuisson sous emballage, caractérisé en ce qu'il comprend les opérations de: (a) fournir un emballage de cuisson sous emballage adhérent comprenant un récipient plastique flexible étant sensiblement compatible avec un produit alimentaire choisi et ayant une structure à couche unique de polyéthylène soufflé à chaud, non orienté, ayant été réticulé par irradiation avec la surface de contact de l'aliment en présence d'oxygène; (b) donner forme audit emballage autour d'un produit alimentaire choisi; et (c) faire cuire le produit emballé, opération au cours de laquelle ladite surface intérieure adhère audit produit alimentaire pour empêcher sensiblement la cuisson hors-emballage des fluides de celui-ci.