JP2008174674A - 使用済食用油脂の再生処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小規模小売店でも導入し易い小型で低価格でありながら脱臭・脱色・脱酸効果に優れた使用済食用油脂の再生処理装置を提供することを目的とする。
【解決手段】使用済食用油脂を溜める為の上部タンク１と、再生処理フィルタ４と、再生処理フィルタ４を収納する容器を含む再生器２と、使用済食用油脂を昇温する為の加熱装置５と、再生処理フィルタ４通過時の使用済食用油脂温度を制御する為の温度制御装置と、再生処理済食用油脂を溜める為の下部タンク３からなり、昇温した食用油脂をその重力によって再生処理フィルタ４を通過させることにより小型で低価格でありながら脱臭・脱色・脱酸効果に優れた使用済食用油脂の再生処理装置を提供することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、酸価や色度や過酸化物価などの品質値が食用油脂の品質基準を超えている使用済食用油脂を精製処理し、食用可能な品質レベルまで再生処理するための再生処理装置に関する。

従来の食用油脂を再生する技術は、ポンプ・モーター・コンプレッサー等の圧送手段を用いて使用済食用油脂を循環させながら複数の濾過手段を順次通過させて固形異物を除去し使用済食用油脂を再生する方法（例えば、特許文献１参照）と、圧送手段を用いず、食用油脂の重力によって複数の濾過手段を順次通過させて固形異物を除去し使用済食用油脂を再生する方法（例えば、特許文献２参照）がある。
特開２００１−８９７８９号公報 特開２００５−２３７４９６号公報

しかしながら、前記従来の構成のうち圧送手段を用いる方法では、処理能力は高いが装置自体が大型になり価格も高価となる。その為、小規模小売店等に於いては導入が困難であった。また、図５に示す圧送手段を用いない方法では、脱臭・脱色・脱酸効果が小さいという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、小規模小売店でも導入し易い小型で低価格でありながら脱臭・脱色・脱酸効果に優れた使用済食用油脂の再生処理装置を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の使用済食用油脂の再生処理装置は、使用済食用油脂中の遊離脂肪酸を選択的に吸着するか油脂にほとんど溶けない化合物に変換できる処理剤Ａ（但し、処理剤Ａは、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、水酸化マグネシウム及び水酸化カルシウムからなる群から選ばれる少なくとも１種類の化合物を、１００〜８００ｍ^２/ｇの比表面積を有する平均粒子径５０〜４００μｍ酸化ケイ素（ＳｉＯ2）に１〜４０ｗｔ％担持してなるもの）５０〜１００ｗｔ％と、少なくとも使用済食用油脂中の着色物質を選択的に吸着できる処理剤Ｂ（但し、処理剤Ｂは、３００〜１５００ｍ^２/ｇの比表面積を有する平均粒子径５０〜４００μｍの活性炭）０〜５０ｗｔ％との混合物を、濾紙または濾布製の袋に充填した再生処理フィルタと、使用済食用油脂を溜める為の上部タンクと、前記再生処理フィルタを収納する容器を含む再生器と、使用済食用油脂を昇温する為の加熱装置と、再生処理フィルタ通過時の使用済食用油脂温度を制御する為の温度制御装置と、再生処理済食用油脂を溜める為の下部タンクからなり、前記再生器に前記加熱装置を備えることで、前記再生フィルタ通過時の使用済食用油脂の温度制御を行うことを特徴としたものである。

さらに本発明の使用済食用油脂の再生処理装置は、再生処理フィルタ通過時の使用済食用油脂温度が９０℃から１８０℃、好ましくは１２０℃から１５０℃の間に制御されていることを特徴としたものである。

さらに本発明の使用済食用油脂の再生処理装置は、上部タンク、あるいは再生器、もしくはその両方が保温・断熱構造になっていることを特徴としたものである。

さらに本発明の使用済食用油脂の再生処理装置は、下部タンクが放熱構造になっていることを特徴としたものである。

さらに本発明の使用済食用油脂の再生処理装置は、下部タンクに再生処理済食用油脂を冷却する為の冷却装置を有することを特徴としたものである。

本発明の使用済食用油脂の再生処理装置によれば、使用済食用油脂に含まれる様々な不純物を同時かつ効率的に除去する小型で低価格の再生処理装置を提供できる。また、酸価、光透過率ともに、再生処理により新油の特性に近い再生処理済油脂を提供できる。さらに、従来処理と比べて、脱酸効果、脱色効果ともに向上した再生処理済油脂を提供できる。

以下に、本発明の使用済食用油脂の再生処理装置の実施の形態を図面とともに詳細に説明する。

本発明で使用する処理剤Ａは、少なくとも使用済食用油脂中の遊離脂肪酸を選択的に吸着するか油脂にほとんど溶けない化合物に変換できるものであって、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、水酸化マグネシウム及び水酸化カルシウムからなる群から選ばれる少なくとも１種類の化合物を、１００〜８００ｍ²／ｇの比表面積を有する平均粒子径５０〜４００μｍの酸化ケイ素（ＳｉＯ₂）に１〜４０ｗｔ％担持してなるもので配合率は５０〜１００ｗｔ％である。

食用油脂の脱酸剤としては、一般に遊離脂肪酸を吸着するか遊離脂肪酸と反応して遊離脂肪酸を分離除去しやすい石鹸に変換する機能を有する塩基性物質が提案されており、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、水酸化マグネシウム及び水酸化カルシウムが好適に使用される。

しかし、これらの塩基性化合物を直接油脂と接触する場合、比表面積が低く本質的な吸着・反応能が小さいだけでなく、遊離脂肪酸との反応によって生成した金属石鹸が処理後の油に溶解・移行して、油の風味を損なう恐れがあるため、酸化ケイ素に担持することにより、これらの課題を解決することが可能である。即ち、比表面積が高い多孔質の吸着剤である酸化ケイ素の表面にこれらの塩基性化合物を担持すると、吸着・反応能を充分に発揮でき、しかも、遊離脂肪酸との反応によって生成した金属石鹸が処理後の油に溶解・移行して、油の風味を損なう恐れがなくなる。

酸化ケイ素は多孔質の吸着剤として利用されているが、その中でも比表面積が１００〜８００ｍ²／ｇであれば好適に使用できる。比表面積が１００ｍ²／ｇ未満であると、接触面積が小さく、脱酸、脱色の両性能が充分に発揮されず好ましくない。一方、８００ｍ²／ｇを超えると酸化ケイ素が担体としての形状を保つことが困難となり、構造が破壊されやすくなるため好ましくない。また、平均細孔径が小さくなり、油脂劣化生成物である着色物質や遊離脂肪酸の吸着、または反応に利用できる有効表面積が実質的に減るため、逆に脱酸、脱色の両性能が低下することになる。

酸化ケイ素の平均粒子径は５０〜４００μｍであるが、５０μｍ未満であると、フィルタに加工し本装置に用いる場合に、圧力損失が過大となり好ましくない。一方。４００μｍを超えると、圧力損失は低くなるが、油脂との接触面積が低くなり、脱酸、脱色の両性能が充分に発揮されず好ましくない。

上記、塩基性化合物の担持量は１〜４０ｗｔ％であるが、使用済食用油脂中の酸価の度合いによって適宜、調整することが可能である。塩基性化合物の担持量が１ｗｔ％未満であると、脱酸性能が不十分となり、適切でない。一方、４０ｗｔ％を超えると、それ以上の量を担持しても、脱酸性能は向上せず、過剰の担持になるため適切でない。

処理剤Ａの配合率は５０〜１００ｗｔ％であるが、５０ｗｔ％未満であると、脱酸性能が不十分となり好ましくない。

次に処理剤Ｂは、３００〜１５００ｍ²／ｇの比表面積を有する平均粒子径５０〜４００μｍの活性炭である。

処理剤Ｂの原料としては、食品に使用できるヤシ殻活性炭が好ましい。処理剤Ｂの比表面積は３００〜１５００ｍ²／ｇであるが、３００ｍ²／ｇ未満であると、接触面積が小さく、脱酸、脱色の両性能が充分に発揮されず好ましくない。一方、１５００ｍ²／ｇを超えると活性炭が担体としての形状を保つことが困難となり、構造が破壊されやすくなるため好ましくない。また、活性炭の平均細孔径が小さくなり、油脂劣化生成物である着色物質や遊離脂肪酸の吸着、または反応に利用できる有効表面積が実質的に減るため、逆に脱酸、脱色の両性能が低下することになる。

処理剤Ｂの平均粒子径は５０〜４００μｍであるが、５０μｍ未満であると、フィルタに加工し本装置に用いる場合に、圧力損失が過大となり好ましくない。一方。４００μｍを超えると、圧力損失は低くなるが、油脂との接触面積が小さくなり、脱色性能が充分に発揮されず好ましくない。

次に前記処理剤ＡとＢとの混合物を濾紙又は濾布製の袋に充填する。このようにして再生処理フィルタ４を作成する。

次に本発明の使用済食用油脂の再生処理装置について説明する。
図１は本発明の実施例１における使用済食用油脂の再生処理装置の全体構成を示すものである。

上部タンク１の上部には固形夾雜物除去フィルタ９が設けられており、上部タンク１の上方から投入された使用済食用油脂は、まず前記固形夾雜物除去フィルタ９によって使用済食用油脂に含まれる揚げ粕などの固形夾雑物を除去される。固形夾雜物除去フィルタ９は金網フィルタである。金網フィルタの目開きは６０〜３００メッシュであり、好ましくは８０〜１５０メッシュである。６０メッシュ未満であると大きな固形夾雜物が濾過されず、再生処理フィルタ４の入り口で目詰まりが生じやすくなるため好ましくない。一方、３００メッシュを越えると使用済食用油脂中の微細な固形夾雑物により、金網フィルタに目詰まりが生じやすくなるため好ましくない。

固形夾雜物除去フィルタ９を通過した使用済食用油脂は上部タンク１内に溜まり、その重力により徐々に再生器２へ流入し、再生器２内の再生処理フィルタ４によって濾過・再生される。

再生処理フィルタ４通過時の使用済食用油脂温度は再生器２に設置された加熱装置５によって９０℃から１８０℃、好ましくは１２０℃から１５０℃の間に制御されている。

ここで再生処理に好適な処理温度について実験結果を交えて説明する。
まず、再生処理装置の光透過率及び酸価の試験方法について説明する。
（１）光透過率
本実施例１において、脱色性能を評価するパラメータとして、波長５３０ｎｍの光透過率を用いた。光透過率の測定は、島津製作所の吸光光度計ＵＶ−１６０を用いて行った。なお、光透過率とは、その波長の光の、油脂への透過強度を空気への透過強度で割った値の百分率であり、この値が小さい程、有色物質が多く、油脂の劣化が進んでいることを示す。
（２）酸価
本実施例１における酸価測定は、日本工業規格（ＪＩＳ Ｋ−３５０４）の油脂の酸価試験方法に準じて行った。なお、酸価は油脂中の遊離脂肪酸を水酸化カリウムを用いて中和滴定した値であり、この値が大きい程、水分による加水分解によって、油脂中の遊離脂肪酸が増加していることを示している。

次に、本実施例１における再生処理装置を用いた実験結果について説明する。

図３のグラフは本実施例１における油脂温度と光透過率の関係を示す。
再生処理フィルタ４通過時の使用済食用油脂の温度を９０℃、１２０℃、１５０℃、１８０℃に制御した時の再生処理フィルタ通過時間と光透過率の関係を表している。ここで再生処理フィルタ通過時間とは、使用済食用油脂が上部タンク１から再生器２へ流入してから該再生器２から流出するまでの時間であり、使用済食用油脂が再生処理フィルタ４内の処理剤と接触している時間と考えてよい。今回は再生処理フィルタ４内の処理剤の密度を一定とし、再生処理フィルタ４の厚みを変えて再生処理フィルタ通過時間に差を持たせた。実験結果より、使用済食用油脂の温度が高いほど光透過率の向上がみられ、時間当たりの再生処理効率が高いことがわかる。

図４のグラフは本実施例１における油脂温度と酸価値の関係を示す。
再生処理フィルタ４通過時の使用済食用油脂の温度を９０℃、１２０℃、１５０℃、１８０℃に制御した時の再生処理フィルタ通過時間と酸価値の関係を表している。実験結果より、使用済食用油脂の温度が低いほど酸価値の改善がみられ、時間当たりの再生処理効率が高いことがわかる。

以上の結果より、再生処理フィルタ４通過時の使用済食用油脂の温度は９０℃から１８０℃の間で再生処理効果が認められ、好ましくは１２０℃から１５０℃の間であれば光透過率、酸価値共に効率的な再生処理が見込める。

次に加熱装置５の熱源としてはニクロム線、カンタル線等の電熱線ヒーター、シーズヒーター、カートリッジヒーター、サイカンヒーター、バンドヒーター、セラミックヒーター、ベルトヒーター、シリコンラバーヒーター、カーボンヒーター等から選択できる。本実施例１においてはサイカンヒーターを使用した内容で説明を行う。また温度制御は温度センサーを再生器２の底面に設置したフィードバック制御によるＯＮ／ＯＦＦ動作とした。

さらには加熱効率及び保温効果を高めるために保温ケース６及び蓋７を設けてフライヤー等の調理機器から移された使用済食用油脂を保温・断熱し、加熱装置５による電力消費に対して省エネルギー化を図る構造とした。
次に再生器２内の再生処理フィルタ４によって濾過・再生された再生処理済食用油脂は、下部タンク３へ流入し貯蔵される。油脂の酸化の要因としては酸素、温度、水分（湿度）、金属イオン、光等が考えられる。そこで温度の影響を軽減するために前記下部タンク３内に流入した再生処理済食用油脂の温度を早急に下げることが望ましい。本実施例１では下部タンク３の外周部に冷却フィンを設けることにより表面積を増し、冷却効果を向上させる構造とした。

実施例２において使用する再生処理フィルタ４および使用済食用油脂の再生プロセスは実施例１と同一である為、説明は省略し構造上の相違点のみ説明する。

まず、第一の相違点は上部タンク１及び蓋７を中空二重構造とした点である。この中空二重構造によりフライヤー等の調理機器から移された使用済食用油脂を保温・断熱し、加熱装置５による電力消費に対して省エネルギー化を図る構造とした。実施例１と比較して再生処理フィルタ４の交換等に際し、装置の分解組立が容易になるという効果もある。

第二の相違点は下部タンク３の冷却構造の違いである。実施例１においては冷却フィンによる空冷構造であったが、本実施例２においては冷却水による水冷構造とした。下部タンク３の外周部に冷却水タンク１０を設け、冷却水タンク１０内の冷却水によって下部タンク３内の再生処理済食用油脂の温度を急速に下げ、再び酸化が進行することを抑制できる。冷却水を循環式にすればより効果的であることは言うまでもない。

本発明にかかる使用済食用油脂の再生処理装置は、使用済食用油脂に含まれる様々な不純物を同時かつ効率的に除去することができる小型で低価格の再生処理装置として有用である。

本発明の実施例１における使用済食用油脂の再生処理装置の全体構成図 本発明の実施例２における使用済食用油脂の再生処理装置の全体構成図 本発明の実施例１における油脂温度と光透過率の関係グラフ 本発明の実施例１における油脂温度と酸価値の関係グラフ 従来の使用済食用油濾過装置の図

符号の説明

１ 上部タンク
２ 再生器
３ 下部タンク
４ 再生処理フィルタ
５ 加熱装置
６ 保温ケース
７ 蓋
８ 冷却フィン
９ 固形侠雑物除去フィルタ
１０ 冷却水タンク
１１ 第１の容器
１２ 第２の容器
１３ 第１のろ過部
１４ 第２のろ過部
１５ 還元剤

Claims (5)

1. 使用済食用油脂中の遊離脂肪酸を選択的に吸着するか油脂にほとんど溶けない化合物に変換できる処理剤Ａ（但し、処理剤Ａは、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、水酸化マグネシウム及び水酸化カルシウムからなる群から選ばれる少なくとも１種類の化合物を、１００〜８００ｍ^２/ｇの比表面積を有する平均粒子径５０〜４００μｍ酸化ケイ素（ＳｉＯ2）に１〜４０ｗｔ％担持してなるもの）５０〜１００ｗｔ％と、少なくとも使用済食用油脂中の着色物質を選択的に吸着できる処理剤Ｂ（但し、処理剤Ｂは、３００〜１５００ｍ^２/ｇの比表面積を有する平均粒子径５０〜４００μｍの活性炭）０〜５０ｗｔ％との混合物を、濾紙または濾布製の袋に充填した再生処理フィルタと、使用済食用油脂を溜める為の上部タンクと、前記再生処理フィルタを収納する容器を含む再生器と、使用済食用油脂を昇温する為の加熱装置と、再生処理フィルタ通過時の使用済食用油脂温度を制御する為の温度制御装置と、再生処理済食用油脂を溜める為の下部タンクからなり、前記再生器に前記加熱装置を備えることで、前記再生フィルタ通過時の使用済食用油脂の温度制御を行うことを特徴とする使用済食用油脂の再生処理装置。
2. 再生処理フィルタ通過時の使用済食用油脂温度が９０℃から１８０℃、好ましくは１２０℃から１５０℃の間に制御されていることを特徴とする請求項１に記載の使用済食用油脂の再生処理装置。
3. 上部タンク、あるいは再生器、もしくはその両方が保温・断熱構造になっていることを特徴とする請求項１および請求項２に記載の使用済食用油脂の再生処理装置。
4. 下部タンクが放熱構造になっていることを特徴とする請求項１から請求項３に記載の使用済食用油脂の再生処理装置。
5. 下部タンクに再生処理済食用油脂を冷却する為の冷却装置を有することを特徴とする請求項１から請求項３に記載の使用済食用油脂の再生処理装置。

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