JP2008528174A - 型枠フライヤー用のフライヤー環境制御 - Google Patents
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Abstract
Description
好適な実施例において、出口側コンベヤ140の速度は、上部コンベヤ120の速度と等しくても僅かに速くてもよい。上部コンベヤ120の速度は、油152の速度より僅かに速い。また、油152の速度は、入口側コンベヤ130の速度より僅かに速い。各連続するコンベヤを先行するコンベヤより僅かに速い搬送速度で作動させることにより、製品に対する積極的制御が、特に入口において維持できる。各連続する媒体は、製品を先行する媒体に沿って、及び先行する媒体から効果的に抜き去る。
背景技術において既に述べたように、散布する蒸気は、フライヤーの上方の密封された領域に案内され、調理油を望ましくなく酸化や劣化させる酸素と交換される。ここで使用されるように、散布する蒸気及び蒸気は、交換可能であり、いかなる不活性ガスも含むことができる。ここで使用される不活性ガスは、製品やフライする媒体とは反応しないガスである。散布する蒸気のような不活性ガスを使用することは、フライする製品がフライヤー内の空気と交換されるための十分な蒸気を放出しない場合において、特に有用である。散布する蒸気の使用に加えて、油の酸化や劣化による損失は、フライヤー自体に変更を加えることによっても減少可能である。例えば、型を形成しフライした製品を製造する際に、周知の方法による二つの型枠を有する型フライヤー(各製品の一片のために、二つの型枠の表面、すなわち上部及び下部)は、米国特許出願第10/347993号明細書に開示されるような一つの型枠を有する型フライヤー(各製品の一片のために、一つの型枠の表面)に置き換え可能である。型枠の表面の数が減少することにより、型枠コンベヤとともにフライヤー内に引き込まれる酸素の量が減少することになる。このような型フライヤーにおいても、一定時間経過後に新鮮な油と交換する必要があるフライする油は、減少される。一つの型枠を有する型フライヤーに関して、本発明の装置及び最適化の方法がここに開示される。本発明の装置及び最適化の方法は、周知の方法による型フライヤー、従来からの深型のフライヤー及び表面が浮遊するフライヤーといったその他のフライヤーにも有効であるが、これらに限定されるものではない。
好適な実施例において、CFD(Computation Fluid Dynamics)モデルが、最適な配置を決定し、蒸気シールド、バッフル、及び非凝縮型の不活性ガスのノズルを配置するために使用される。効率性という観点からは、非凝縮型の不活性ガスを、分離した前面端部の入口に案内するだけでは十分ではない。配置もまた重要であり、発明者は、不適切な配置により、前面端部の入口が低濃度の酸素の環境及び低濃度の凝縮性ガスや蒸気の環境を創造するという目的を果たすことができないことの要因となることを発見した。ここで使用されるように、低濃度の酸素の環境とは、好適には酸素が5重量%以下であり、更に好適には1重量%以下であり、最も好適には0.5重量%以下である。ここで使用されるように、低濃度の凝縮性のガス環境とは、ガスが、工程の状況下において、好適には露点より上の約1°F(約−17℃)以上であり、より好適には露点より上の約10°F(約−12℃)以上であり、最も好適には露点より上の約20°F(約−6.7℃)以上である。ある場合において、非凝縮型の不活性ガスノズルの不適切な配置により、更に油の劣化が悪化しうる。
a)油の上方の雰囲気を制御するためのフライヤーフードを有し、かつ連続的に密封されたフライヤーを、
b)環境中の臨界点における酸素及び蒸気の凝縮を測定する工程と、可能であれば、予め定めた環境の目標(特定の酸素レベル下、或いは、特定の油の劣化の状況下)との将来における比較のために測定することと、
c)前面端部の環境のCFDモデルを創造する工程と、同環境は、温度、最初のガスの凝縮、体積、物理的境界、流れ、圧力、移動境界等のような望ましい環境特性を含むことと、
d)工程システムの動的なシミュレーションを行う工程と、ガスの凝縮、温度、圧力、及び流れのような、結果として得られる環境特性を特定することと、
e)将来の比較のための基礎として、CFDシミュレーションを介して、特に油の表面における酸素の凝縮を減少させる際のシステムの効果、及び、製品進入領域における凝縮したガスや露点を減少させる際の効果を測定、或いは特定する工程と、
f)望ましい環境の目標の更なる最適化の機会の範囲を特定する工程と、
g)蒸気シールドを追加して分離した前面端部を形成することによりフライヤーのモデルを変更する工程と、これにより製品の浸る地点の周囲の領域を封じ込めることと、前述の目標を達成するために必要があると考えられる、最低限の数の非凝縮型の不活性ガスのマニフォールド、及びノズル(或いは、その他の非凝縮型ガスを分配する方法)を追加することと、
h)CFDシミュレーションを介して、入口域の環境に影響を付与可能な変更をして、設計した実験、パラメーター研究を実施する工程と、
i)シミュレーションを介して、非凝縮型不活性ガスの使用を最低限にしながら、入口域の環境における酸素及び蒸気を減少させる際の変更したフライヤーシステムの効果を測定する工程と、
j)仮に故障箇所がある場合において、酸素の凝縮及び蒸気の凝縮の少なくともいずれか一方が望ましくないレベルであるか、不活性ガスの使用が最小限でない場合のフライヤーシステムにおける故障箇所を特定する工程と、
k)ガス供給(不活性ガス及び蒸気のうち少なくともいずれか一方)の流動速度を変更し、ガス供給(不活性ガス及び蒸気のうち少なくともいずれか一方)の配向を変更し、蒸気シールドの配置及び設計のうち少なくともいずれか一方を変更し、フライヤー環境からの蒸気の除去を最適化するために、スタックのダンパー及びファンのうち少なくともいずれか一方を変更し、或いは、不活性ガスマニフォールドの数を変更することにより故障箇所におけるフライヤーモデルを変更する工程と、
l)最小限の不活性ガスの使用レベルにより好適な酸素及び蒸気の凝縮に達するまで、工程i)乃至k)、即ち有効性の計測、故障箇所の特定、及びフライヤーモデルの変更の工程を繰り返す工程により構成される。
図19乃至24は、上記に列挙された最適化方法の実施例により計測された窒素、酸素、及び蒸気レベルを示す色濃度図及び粒子のトレース図のうち少なくともいずれか一方である。図19乃至24の各図において、濃度のレベルは、色によって示され、赤(色スペクトルのうち、上部にある)は、比較的高濃度であることを示し、紫(色スペクトルのうち、底部にある)は、0%を示す。窒素濃度に関して、図示の幅は100%乃至0%であり、すなわち赤から紫である。蒸気の濃度に関して、図示の幅は、100%乃至0%であり、すなわち赤から紫である。酸素濃度に関して、図示の幅は、5%乃至0%であり、すなわち赤から紫である。
図22は、ケース9(蒸気シールド配置)に対するケース8(蒸気シールドなし)の比較であり、フライヤー前面端部における窒素、酸素、及び蒸気の凝縮の勾配を示す。ケース9の結果は、方法のステップd)に従って、フライヤーの全断面領域にわたる蒸気シールドを追加することにより、発明者がフライヤーハウジングを変更した後、得られた。通常、蒸気シールドはフライヤーの長さ方向を横断する。好適な実施例において、蒸気シールドは、ステンレス鋼の薄いシートから形成されるが、その他の食品用製品で耐熱性、不透過性、及び耐腐食性を備えた材料により代用可能である。ある実施例において、蒸気シールドにおける開口は、型枠コンベヤに蒸気シールドを通過させ、コンベヤ及び蒸気シールド間には双方が接触しないよう小さな空隙が維持される。方法のステップi)を実施する際、発明者は、フライヤーの蒸気でシールドされた前面端部における窒素、酸素、及び蒸気の凝縮レベルを測定した。その結果は、図22におけるケース9にて示される。ケース8,9において、270立方メートル/hrの窒素及び800kg/hrの蒸気がフライヤーフードに供給された。二つのケースの間の唯一の相違点は、蒸気シールドの存在(ケース9)やその欠落(ケース8)である。
Claims (23)
- フライする油を含む油鍋と、
油鍋の真上において体積を包み込むフライヤーフードと、
同フライヤーフード上においてダンパーやファンを備える少なくとも一つの蒸気スタックと、
油鍋においてフライされる製品を受け入れるための上流端部と、
操作中に製品がフライする油に進入する製品進入地点と、
該上流端部に隣接するフライヤーの中間部と、
製品を除去するための、フライヤー中間部に隣接する下流端部と、製品進入地点から僅かに下流に位置し、フライヤーフード内に配置される蒸気シールドとを備え、同蒸気シールドがフライヤーの中間部から上流端部を分離することを特徴とするフライヤー。 - 前記フライヤーは、非凝縮型不活性ガスを案内するための少なくとも一つの非凝縮型不活性ガスのマニフォールドを備えていることと、各マニフォールドは少なくとも一つのガスポートを有することと、同非凝縮型不活性ガスのポートは上流端部内に配置されていることとを特徴とする請求項1に記載のフライヤー。
- 前記少なくとも一つの非凝縮型不活性ガスのポートは、不活性ガスを上流かつ下方に指向させることを特徴とする請求項2に記載のフライヤー。
- 前記非凝縮型不活性ガスは、窒素から構成されていることを特徴とする請求項2に記載のフライヤー。
- 前記フライヤーは少なくとも一つのポートを有する非凝縮型不活性ガスのマニフォールドを更に備えていることと、同ポートは、ポートを通過する非凝縮型不活性ガスの流れが入口域内への望ましくないガスの侵入を減少させるように配向されていることとを特徴とする請求項2に記載のフライヤー。
- 前記非凝縮型不活性ガスのマニフォールドは、入口域開口の上方、或いは下方に配置されることと、ポ―トは、同ポートを通過する不活性ガスの流れが入口域内への望ましくないガスの進入を減少させるように配向されていることとを特徴とする請求項5に記載のフライヤー。
- 前記非凝縮型不活性ガスは、予め加熱されていることを特徴とする請求項2に記載のフライヤー。
- フライヤーにおけるフライヤー雰囲気制御を最適化する方法であって、同フライヤーは、
フライする油を含む油鍋と、
油鍋の真上において体積を包み込むフライヤーフードと、
同フライヤーフード上においてダンパーやファンを備える少なくとも一つの蒸気スタックと、
蒸気シールドを備える入口域を有する上流端部と、該上流端部は、油鍋においてフライされる製品を受け入れることと、同入口域は、操作中に製品がフライする油に進入する製品進入地点を含むことと、 該上流端部に隣接するフライヤーの中間部と、
製品を除去するための、フライヤー中間部に隣接する下流端部から構成され、該蒸気シールドは、製品進入地点から僅かに下流に位置し、フライヤーフード内に配置されることと、同蒸気シールドがフライヤーの中間部から上流端部を分離することとを特徴とし、該方法は、
a)不活性ガスを案内するために、上流端部かつフライヤーフード内において第1の非凝縮型不活性ガスのマニフォールドを配置する工程と、
b)不活性ガスの流動速度において、第1の不活性ガスマニフォールドを通して不活性ガスを案内する工程と、
c)散布する蒸気の流動速度において、フライヤーフード内におけるフライヤーの中間部内に散布する蒸気を案内する工程と、
d)散布する蒸気が製品進入地点に達することを防止する点における第1の不活性ガスマニフォールドの有効性を測定する工程と、
e)フライヤーにおける故障箇所を特定する工程と、故障箇所が存在する場合に、蒸気の凝縮が、予め定められた受け入れ可能な最大の蒸気の凝縮より大きいかどうかを特定することと、
f)散布する蒸気の流動速度を変更する工程と、不活性ガスの流動速度を変更する工程と、不活性ガスが送られる方向を変更する工程、及び不活性ガスマニフォールドを追加する工程のうち一つ、或いはそれ以上の工程を実施することにより故障箇所においてフライヤーを修正する工程、及び
g)製品進入口における蒸気の凝縮が、予め定められた受け入れ可能な最大限の蒸気の凝縮より少なくなるまで工程d)乃至f)を繰り返す工程とを特徴とするフライヤーにおけるフライヤー雰囲気制御を最適化する方法。 - 前記非凝縮型不活性ガスは、予め加熱されていることを特徴とする請求項8に記載の方法。
- フライヤーであって、
油鍋と、
同油鍋に含まれるフライする油と、
油鍋の真上における体積を包み込むフライヤーフードと、
油鍋においてフライされる製品を受け入れるための上流端部と、 製品が操作中にフライする油に進入する製品進入地点と、
上流端部に隣接するフライヤーの中間部と、
フライヤー中間部に隣接し、製品を除去するための下流端部と、フライヤーフード内に配置され、少なくとも部分的にフライする油に浸る型枠コンベヤと、同型枠コンベヤは、フライする油に進入後、製品と結合するように設計されることと、同型枠コンベヤは、浸る部分及び帰還部から更に構成されることと、
製品進入地点から僅かに下流にかつフライヤーフード内に配置される蒸気シールドと、これにより上流端部及びフライヤー中間部を分離し、該製品進入地点の周囲の体積を包み込む前面端部の入口域を形成することと、該蒸気シールドは、型枠コンベヤが通過可能な蒸気シールドの空隙により更に構成されることと、
非凝縮型不活性ガスを案内するための少なくとも一つの第1のポートを有する不活性ガスマニフォールドと、同不活性ガスマニフォールドは、前面端部の入口域内において、フライする油の上方かつ製品進入地点から僅かに上流に配置されることとを特徴とするフライヤー。 - 前記フライヤーは少なくとも第2のポートを有する第2の不活性ガスマニフォールドから更に備えていることと、同第2の不活性ガスマニフォールドは、型枠コンベヤに隣接し、かつ蒸気シールドの空隙からすぐ上流に配置されていることを特徴とする請求項10に記載のフライヤー。
- 前記フライヤーは、少なくとも第3の不活性ガスポートを有する第3の不活性ガスマニフォールドを更に備えていることと、同第3の不活性ガスマニフォールドは、型枠コンベヤの帰還部の僅かに下方かつ蒸気シールドの空隙からすぐ上流に配置されていることと、更に、第2の不活性ガスマニフォールドは、型枠コンベヤの帰還部の僅かに上方かつ蒸気シールドの空隙からすぐ上流に配置さていることととを特徴とする請求項11に記載のフライヤー。
- 前記フライヤーは、少なくとも一つのポートを有する第4の不活性ガスマニフォールドを更に備えていることと、蛇同第4の不活性ガスマニフォールドは、型枠コンベヤに隣接し、かつ蒸気シールドの空隙からすぐ上流に配置されていることと、更に、第4の不活性ガスポートは、蒸気シールドの空隙の周囲における蒸気シールドの表面とおおよそ平行である方向に配向されていることを特徴とする請求項12に記載のフライヤー。
- 前記第1の不活性ガスポートは、上流に指向し、かつフライする油及びフライヤーフードの上流端部に向かって下方に指向していることを特徴とする請求項10に記載のフライヤー。
- フライヤーにおけるフライヤーの雰囲気制御を最適化する方法であって、同フライヤーは、
油鍋と、
同油鍋に含まれるフライする油と、
油鍋の真上における体積を包み込むフライヤーフードと、
油鍋においてフライされる製品を受け入れるための上流端部と、
製品が操作中にフライする油に進入する製品進入地点と、
上流端部に隣接するフライヤーの中間部と、
フライヤー中間部に隣接し、製品を除去するための下流端部に位置し、フライヤーフード内に配置され、少なくとも部分的にフライする油に浸る型枠コンベヤと、同型枠コンベヤは、フライする油に進入後、製品と結合するように設計されることと、同型枠コンベヤは、浸る部分及び帰還部から更に構成されることと、
製品進入地点から僅かに下流にかつフライヤーフード内に配置される蒸気シールドと、これにより上流端部及びフライヤー中間部を分離し、該製品進入地点の周囲の体積を包み込む前面端部の入口域を形成することと、該蒸気シールドは、型枠コンベヤが通過可能な蒸気シールドの空隙により更に構成されることと、
それぞれが不活性ガスを案内するための複数のポートを有する複数の不活性ガスマニフォールドから構成され、同マニフォールドは、製品進入地点近傍及び入口域開口近傍のうち少なくともいずれか一方に配置されることと、
同方法は、
a)ポートのガスの流動速度において複数の第1の不活性ガスのポートを介して不活性ガスを案内する工程と、
b)散布する蒸気の流動速度においてフライヤーフード内におけるフライヤー中間部内に散布する蒸気を案内する工程と、
c)以下の(i)乃至(iv)の副工程、即ち、
(i)前面端部の入口域にわたっていくつかの地点において酸素、蒸気、及び不活性ガスの凝縮を測定する副工程と、
(ii)ポートのガスの流動速度及び散布する蒸気の流動速度を変更する副工程と、
(iii)前面端部の入口域のCFDモデルを創造するために十分な測定が行われるまで副工程(i)乃至(ii)を繰り返す副工程と、
(iv)副工程(i)乃至(iii)から得られるデータと、以下に限定されるものではないが、温度、体積、物理的寸法、及び圧力等を含む環境特性との相関関係を算定し、これらにより前面端部の入口域のCFDモデルを創造する副工程を実施することにより前面端部の入口域の合成CFDモデルを創造する工程と、
d)ガスの凝縮、温度、流動パターン、及び圧力を含む、フライヤー内部における動的及び静的状況の合成環境特性を予期するために、工程c)において創造された合成CFDモデルのシミュレーションを実施する工程と、
e)合成CFDモデルから合成環境特性を計算し、設計する工程と、
f)重要な領域における合成環境特性を測定する工程と、
g)合成CFDモデルにおける故障箇所を特定する工程と、仮に故障箇所が存在する場合において、蒸気の凝縮及び酸素のうち少なくともいずれか一方が好適なものより大きいかを特定することと、
h)以下に限定されるものではないが、CFDモデルにおける散布する蒸気の流動速度の変更、不活性ガスの流動速度の変更、不活性ガスの供給の方向の変更、付加的なマニフォールドの追加、入口域構造の変更、及び不活性ガスのポートの変更等の、環境に影響を付与する変更のいずれかを変更することにより故障箇所におけるCFDモデルを変更する工程と、
i)CFDモデルの製品進入地点における蒸気の凝縮が、望ましい最大の受け入れ可能な蒸気の凝縮より少なく、かつ、酸素の凝縮が、最大の受け入れ可能なレベル以下となるまで工程d)乃至h)を繰り返す工程から構成されることを特徴とするフライヤーにおけるフライヤーの雰囲気制御を最適化する方法。 - フライヤーであって、
フライする油を含むための油鍋と、
同油鍋の真上における体積を包み込むフライヤーフードと、
ダンパーやファンを備える、フライヤーフード上における少なくとも一つの蒸気スタックと、
蒸気シールドにより境界を形成される入口域を有する油鍋においてフライされる製品を受け入れるための上流端部と、
同入口域は、製品が操作中にフライする油に進入する製品進入地点を包囲することと、
上流端部に隣接するフライヤーの中間部と、
フライヤーの中間部に隣接し、製品を除去するための下流端部から構成されることを特徴とするフライヤー。 - 前記蒸気シールドは、製品進入地点から僅かに下流に位置し、フライヤーフード内に配置され、これによりフライヤーの中間部から上流端部を分離することを特徴とする請求項1に記載のフライヤー。
- 油の劣化及びフライヤーにおけるフライされる製品の損傷を減少させる方法であって、同方法は、
a)フライヤーを供給する工程と、同フライヤーは、
フライする油を含むための油鍋と、
同油鍋の真上における体積を包み込むフライヤーフードと、
ダンパーやファンを備える、フライヤーフード上における少なくとも一つの蒸気スタックと、
蒸気シールドを備える入口域を有する上流端部と、同上流端部は、油鍋におけるフライされる製品を受け入れるために設けられることと、同入口域は、少なくとも一つのノズルやポートを有する少なくとも一つのマニフォールドを更に包囲することと、
上流端部に隣接するフライヤーの中間部と、
フライヤーの中間部に隣接し、製品を除去するための下流端部から構成されることと、
前記蒸気シールドは、製品進入地点から僅かに下流に位置し、かつフライヤーフード内に配置され、これによりフライヤーの中間部から上流端部を分離することと、
b)マニフォールド及びノズルを配置する工程と、
c)入口域内に低濃度の凝縮型ガスの環境及び低濃度の酸素の環境を創造するために、工程b)におけるマニフォールド及びノズル内に非凝縮型不活性ガスのポートを案内する工程とから構成されることを特徴とする油の劣化及びフライヤーにおけるフライされる製品の損傷を減少させる方法。 - 前記非凝縮型不活性ガスは、予め加熱されていることを特徴とする請求項18に記載の方法。
- 前記低濃度の凝縮型ガスの環境は、露点温度及び入口域における温度から構成されることと、同露点温度は、入口域における温度より上の5°F(約−15℃)以上であることとを特徴とする請求項18に記載の方法。
- 前記低濃度の酸素の環境は、1重量%未満の酸素から構成されていることを特徴とする請求項18に記載の方法。
- 前記ノズルは、入口域開口を横断する遮蔽体を形成することを特徴とする請求項18に記載の方法。
- ステップc)における前記非凝縮型不活性ガスは、結露しなくなるまで加熱された蒸気から構成されることを特徴とする請求項18に記載の方法。
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