JP5205566B2 - 揚げカス沈殿促進法及び二層式フライヤー - Google Patents

Description

本発明は、電気フライヤーに関し、詳しくは、揚げ物等を調理する際に使用される油槽の上部に油、下部に水を配した二層式の電気フライヤーにおいて、調理の際に生ずる揚げカスが自然沈殿する際に障害となる調理時に生成される中間層を冷却補給水にて壊し、揚げカスの自然沈殿を促進させるとともに、冷却補給水を水層内に注入する際に生ずる水層上部にある油層が追随して動くことを防ぐことで、調理層となる油層にのみ熱伝動させて熱効率を向上させ、ヒーターより下方の下層となる油層部分の低温化を図り、油層と水層の接触面においては、水層との接触面積を増やし冷却効率を向上させ、油層と水層の境界面でおきる水蒸気爆発をなくす二層式フライヤーの技術に関する。なお、本書面において「油槽」の語句は液体を収容する容体としての意味であり、「油層」は該「油槽」内部の油の層を意味するもので、これらを使い分けて用いる。

揚げ物等に使用されるフライヤーは、調理時に油中に揚げカスや調理素材から発生するドリップ等の不純物が無く、油の温度が一定であれば、油切れの良い美味しい揚げ物を作ることができる。油槽の上部に油、下部に水を配した二層式フライヤーおいては水温の管理も重要で、油槽の上部は高温で使用されるので、水温の管理を怠ると水蒸気爆発を起こす危険性もある。

現在使用されている業務用の電気フライヤーは大きく分けて二種類あり、油槽の中に油のみを入れて加熱する通常のフライヤーと、油槽の上部に油、下部に水を配した二層式のフライヤーがある。ともに熱源は電気ヒーターやＩＨ等を使用し、調理温度を管理して異なる調理素材に対応している。

そして、二層式フライヤーは、水と油の比重差により、上部に油層、下部に水層を形成して成り、二層式の利点は、調理素材に含まれる水分やドリップ等を、調理の際に高温油層に滞留させず、比重差により下部の水層に吸収されるので、高温油層内での水蒸気爆発が起こりにくく、オイルミストの発生も少なくなり、作業環境も通常のフライヤーに比べ改善されている。

また、調理中においても、調理素材から発生される揚げカス等の不純物が比重差により自然沈殿されるため、温度差による油層内での対流を起こしにくいという利点がある。また、高温の油層内に不純物の滞留が極めて少ないため、油の寿命は通常のフライヤーに比べ２倍以上に延び、油の消費量も少なくなり、コストの削減に貢献する。又高温油層内に不純物が少ないので、油の特性を生かした調理ができ、油切れの良い美味しい揚げ物ができる。

二層式フライヤーの欠点の一つに、調理中に調理素材から発生する水溶性の油脂分等が、油層と水層の境界面に滞留し中間層を形成するという問題がある。この中間層が厚くなると、揚げカス等の不純物が自然沈殿では水層まで到達できにくくなり、係る中間層の上に溜まり、その量が増えると、油の寿命に影響する。又この中間層が増えるに従い、水層からの冷却効果が減少し、油層下部の温度が上昇することになる。このような場合には水層上部の温度もそれに伴い上昇することとなり、水蒸気爆発の危険性も増大してしまう。

つぎに、従来の二層式フライヤーの種類については、油槽内の上部に油層、下部に水層を配しただけのフライヤーと、水層の水を循環させたものの２種類がある。前記のフライヤーは、水蒸気爆発を防ぐために油槽の中間部に空洞を設けて空冷冷却をしている。水を循環させたフライヤーにおいては油層と水層を回転させ、油の浄化を図るとしている技術もある。二方法とも、調理中に生成される中間層削減するための対策はしていないのが現状であり、そもそも、係る中間層の生成を抑えること、又は消滅させること等に着目した技術は提案されていない。

このような現状の下、他にも二層式フライヤーに関し、種々の技術が提案されている。例えば、「貯留槽の上部側に油層が備えられ下部側に水層が備えられるフライヤーにおいて、前記水層を、水に前記油層を構成する油の劣化を抑制する成分を溶存させて成る機能水で構成したことを特徴とするフライヤー」がある（特許文献１参照）。係る技術によれば、油の劣化を防止することができる。しかし、給水口と排水口の配置が低いため、水層上部の高温領域まで冷却水の循環効率が悪いという欠点がある。また、機能水の電気分解のためにアルカリ性電解水製造装置等を用いるのでコスト面での課題が残されている。

また、「調理用の油とこの油を浄化するための水とを上下２層にして貯留する貯槽と、この貯槽内で下方に貯留される水層と、この水層の上面に直接に油の下面を接する油水の境界の上方に貯留される油層と、この油層中に配設されたヒーターと、を有し、上記貯槽内の水層または上記ヒーター下部の油層を渦状に水平回転させることを特徴とするフライヤー」がある（特許文献２参照）。係る技術は、水層又はヒーター以下の油層を積極的に渦状に回転させ、ヒーターと油との熱交換効率を高めるなどの効果を図った技術と考えられる。しかし、油層が回転してしまうとその弊害は大きく、特に前記中間層の生成を促進させてしまうという問題が残るものである。

さらに、「貯槽の上層に油層、下層に水層の２層を形成貯留し、油層中間部にヒーターを設けヒーターの加熱によってヒーター上部には高温部の油層を生じ、該ヒーター下部には低温部の油層を生成し、前記高温部の油層で食材を揚げるフライヤーにおいて、上水等の水圧を利用することでポンプや濾過装置を持たない構造を特徴とし、水層下部に沈殿するする揚げカスを効率的に油槽外部へ回収する機能を持つ水と油の二層構造を持つフライヤー」がある（特許文献３参照）。係る技術は、底面に堆積した揚げカスを上水等の水圧によるノズルからの噴出する水によって貯槽下部のカス溜り槽に導いて沈殿させ排出するなど、簡易な構造により清掃する必要がなくなり、故障頻度の少ない単純な構造と機構を備えた安価なフライヤーを提供するものである。しかし、係る技術においても、前記中間層の生成を抑えること、又は消滅させることに着目した技術ではない。

特開２００５−１０２７８３号公報 特開２００７−２７５１４５号公報 特開２０１０−１７２６７７号公報

本発明は、従来技術にて注目されていない、調理中に生成される中間層に着目し、該中間層を冷却補給水にて破壊し、冷却補給水を注入することにより生ずる油層の動きを注入位置を特定することで封じつつ、揚げカス等が自然沈殿をしやすい環境を作り、油層下部の冷却効率を上げることで水蒸気爆発等からの安全性を確保する。

本発明は、前記目的を達成するため、調理用油と水が入っている油槽内に、比重差によって上部に油層、下部に水層を配し、調理用油を昇温する熱源に電気を使用した二層式フライヤーにおいて、油槽の排出水量と冷却用の補給水の注入量を同量とし、油槽内の水層部分の特定位置から冷却用の補給水を注入して水層部分に特定の流れを作ることで、油層と水層の境界面に発生する油分と水分の分散系溶液の生成を抑制し、又は両親媒性物質がミセルを形成することによる液滴の分散系溶液の安定化を防止し、更にはこの分散系溶液で構成される中間層の厚みを０．３ｍｍ以下残すように破壊することで、揚げカス等の沈殿を促進させる手段を採用した。

また、本発明は、前記揚げカス沈殿促進方法を実施するために適した二層式フライヤーであって、油槽の形状は上部から見て略四角形状に形成され、該寸法は、一辺が２５０ｍｍから１４００ｍｍ、他辺は３００ｍｍから１４００ｍｍ、高さは２５０ｍｍから６００ｍｍの範囲にあり、水層に注入する冷却補給水のパイプの口径は内径で４．５ｍｍから３０ｍｍであり、パイプの水平方向の取り付け位置は、油槽の垂直部分の水層部に面した壁面と、パイプの内径の部分が面一に接した位置とし、垂直方向の取り付け位置は、油槽と水層の境界面より下に向かってパイプの中心位置が境界面より５ｍｍから５０ｍｍ低い位置の範囲内とし、冷却用の補給水の流量は、２リットル／分から２５リットル／分の範囲内とし、水層に生じさせる回転渦による流れを油層に影響を与えないことを特徴とする二層式フライヤー。

本発明に係る揚げカス沈殿促進法及び二層式フライヤーによれば、水層の冷却用の補給水の注入口を特定することで、調理中に調理素材により生じる油層と水層の境界面に生成される中間層を壊し、これによって調理中に調理素材から生じるドリップや水溶性の油脂分等を高温の油槽内に留めることが無いので、調理用油の疲弊を最小限に抑えることができ、調理用油の寿命は通常のフライヤーに比べ２倍以上になるので調理用油の交換時間が長くなり経済的に優れた効果を発揮する。

また、本発明に係る揚げカス沈殿促進法及び二層式フライヤーによれば、調理時間の経過に伴い発生する中間層の生成を制御する事により、調理開始当初の状態を維持する事が容易になり、揚げカスの沈殿は促進され 調理用油の損傷も少なく二層式の特徴である美味しい揚げ物を継続して提供が出来る。またさらに、調理素材から生じるドリップ等も油層に留まる事がないので、水蒸気爆発は減少する。そしてまた、水蒸気爆発に伴い発生するオイルミストも減少するので、職場環境は飛躍的に向上する。

また、本発明に係る揚げカス沈殿促進法及び二層式フライヤーによれば、水層に注入される冷却用の補給水による影響で油層が追随して動くことが無いので、電気ヒーターと調理層との接触面での調理用油の移動が無く、電気ヒーターより上層の調理層のみに効率よく熱伝導させることができ、電気ヒーターより下層に位置する油層が攪拌等により加熱されないため、熱効率は従来の二層式フライヤーと比較しても向上している。

また、本発明に係る揚げカス沈殿促進法及び二層式フライヤーによれば、油層は安定した状態で水層のみに流れを生じさせるため、油層に接する低温水層への接触面積が増えることとなるので、従来型の二層式フライヤーと比較しても冷却効率は飛躍的に向上しており、境界面での水層の温度上昇は８０℃以下に抑えることができる。従って、油層と水層の境界面でおきる水蒸気爆発も回避でき、安全性も向上するという優れた効果を発揮する。

本発明に係る注水量比較表である。 本発明に係る二層式フライヤーの全体構成を示す説明図である。 本発明に係る液層状態を示す説明図である。

本発明に係る揚げカス沈殿促進法及び二層式フライヤー１０は、中間層５０の存在に着目した点を最大の特徴とする。以下、図面を参考に説明する。

図１は本発明に係る注水量比較表であり、油槽２０の一辺Ｙが４７０ｍｍ、他辺Ｘが５７０ｍｍ、高さが３７０ｍｍの場合の注水量と油粒の混入状態を例示している。注入口Ａは最適位置を示し、注入口Ｂは限界位置を示している。注水口Ａでは５リットル／ｍｉｎ油粒の混入が始まり、注水口Ｂでは６リットル／ｍｉｎ油粒の混入が始まった。注入量が増えると油粒の混入が増える事から、注入口Ａの方が少ない流量で沈殿させる事ができる。揚げカスの沈殿比較においても、注入口Ａで４リットル／ｍｉｎから沈殿は促進されるが、注入口Ｂでは５．５リットル／ｍｉｎ沈殿が促進され、同一流量では油粒の混入もあった。注入口Ａでは４リットル／ｍｉｎ〜４．５リットル／ｍｉｎで油粒の混入もなく、沈殿が促進されている。注入口Ｂにおいては沈殿を促進させるには油粒の混入は避けられないことがわかった。

本発明の要部は、油層３０と水層４０の境界面に発生する油分と水分の分散系溶液の生成を冷却水の注入によって抑制し、又は水層４０に冷却水の注入によって流れを与えることで両親媒性物質がミセルを形成することによる液滴の分散系溶液の安定化を防止し、更にはこの分散系溶液で構成される中間層５０を壁面において部分的に壊すことで、表面（界面）張力により水平方向に広がろうとする中間層５０を引きのばして、その厚みが０．３ｍｍ以下残るように調整し、揚げカス等の沈殿を促進させる揚げカス沈殿促進方法である。

なお、意図的に中間層５０を０．３ｍｍ以下残す理由は主として二つあり、一つは、水の上に油という二液層では、水の表面張力が著しく低下してしまうため、水と油が乳化しやすい環境となってしまうからである。即ち、てんぷらを揚げるための具材などが油槽２０内に次々に投入され、油層３０や水層４０に激しい動きが与えられたときでも、水の表面張力の低下を防止して、安定した多層液状態を維持できるようにするためである。そして、もう一つの理由は、油の粘性液層と水の粘性液層との間に、中間の粘性をもつ液層を挟むことにより、水層４０と中間層５０の境界面と、中間層５０と油層３０の境界面との、流体摩擦による摩擦係数の相違から、水層４０の回転流体のねじれを中間層５０ですべらせ、油層３０に、水層４０が回転することの流れの影響を及ぼさないようにするためである。なお、０．３ｍｍを超える厚みの中間層５０が形成されると、揚げカスの沈殿性が極めて低下することを実験により確認している。

係る方法を実施するため、本発明に係る二層式フライヤー１０の油槽２０の形状は上部から見て略四角形を形成しており、その寸法は、一辺Ｙの寸法が２５０ｍｍから１４００ｍｍ、他辺Ｘは３００ｍｍから１４００ｍｍ、高さは２５０ｍｍから６００ｍｍの範囲で、冷却補給水のパイプの口径は内径で４．５ｍｍから３０ｍｍ。パイプの取り付け位置は油槽２０の垂直部分の水層部に面した壁面と、パイプの内径の部分が面一に接した位置。油槽２０と水層４０の境界面より下に向かってパイプの中心位置が５ｍｍから５０ｍｍ、冷却補給水の流量は、２リットル／分から２５リットル／分の範囲内に構成した。

図２は本発明に係る二層式フライヤーの全体構成を示す説明図であり、図３は本発明に係る液層状態を示す説明図である。

調理中に生成される中間層５０を破壊する手段は、油層３０下部の温度上昇を防ぐために注水口Ａ８０及び注水口Ｂ９０から注入する冷却用の補給水を利用し、中間層５０を冷却補給水の水の分子とを結びつかせ、水層に吸収させる。

冷却補給水の圧力が強いと中間層５０の上にある油層３０下部の油が水でコーテイングされた粒子状になり、水層４０に取り込まれ、排水口６０を経由し下水に排出され、環境汚染の原因の一つとなる。

冷却補給水の注入圧力を最小にし、中間層５０だけをより効率的に破壊する必要がある。中間層５０は、油層３０の下部にあり、その下は水層４０になっている。流体は壁面に沿って移動する性質があるので、冷却補給水の注入口は壁面と同位置にすれば、最小のエネルギーで中間層５０を効率的に破壊することができる。冷却補給水は中間層５０の下の水層４０より注入され、中間層５０からの注入位置は油槽２０の大きさにより異なる。

本発明は、上部に油層３０、下部に水層４０を配し、熱源に電気ヒーター７０を使用した二層式フライヤー１０で、その形状は上部から見て略四角形を形成している。油槽２０の形状は、一辺Ｙの寸法が２５０ｍｍから１４００ｍｍ、他辺Ｘは３００ｍｍから１４００ｍｍ、高さは２５０ｍｍから６００ｍｍの範囲にあり、冷却補給水のパイプの口径は内径で４．５ｍｍから３０ｍｍ。パイプの取り付け位置は油槽２０の垂直部分の水層部に面した壁面と、パイプの内径の部分が面一に接した位置。油槽２０と水層４０の境界面より下に向かってパイプの中心位置が５ｍｍから５０ｍｍ、冷却補給水の流量は、２リットル／分から２５リットル／分の範囲内に構成されている。

二層式フライヤー１０においては、冷却補給水を注入するだけでは油層３０の重量、水層４０の抵抗で上記の条件で揚げカス等を沈殿することができない。排水と注入を同時にすることにより上記条件は成立する。フライヤーとしての機能を満たすためには、同時に同量の冷却補給水の注入と排水を行う必要がある。

排水を行うことにより排水口の上部から排水口６０に向かい流れが生じ、その流れに向かい周囲にも流れが波及する。冷却補給水は水層４０の壁面に沿って注入するので、水層４０の抵抗は減り、容易に壁面に沿って流れる。その結果、油層３０は冷却補給水の流れに追随しなくなる。油層３０と水層４０との接触面積は一定なので、水層４０が動いた分だけ静止している状態より、水層４０は油層３０の熱量をより多く吸収し、低温油層３２の温度がより低下するので、水蒸気爆発の危険性は減少する。

中間層５０においても油槽２０の下部中央部分に設けられた、排水口６０の上部ある中間層５０と接している水層部に下方に向かうモーメントが発生するので、冷却補給水にて攪拌され比重の増した油脂分等は比重差により水層４０に吸収される。中間層５０を形成している分散系溶液等は冷却補給水により攪拌されたままの状態で中間層５０にとどまることはなくなり、調理中に調理素材によって生成された中間層５０は減少する。

調理素材により発生された揚げカス等の不純物も、油層内では比重差で、自然沈殿するが、油層下部に到達した時点で、油槽下部中央にある排水口６０より排水することにより生じた、排水口６０に向かって働くモーメントにより、水層４０内での沈殿が促進される。

しかし、中間層５０を壊滅させると、水層４０の上面が直接油層３０の底面に接することになり、排水口６０の上部の水層４０に排水口６０に向かうモーメントが働くので、冷却補給水により油層３０と水層４０の境界面の油を吸い込む恐れがある。中間層５０を全部破壊することをしないで、中間層５０の厚みを０．３ｍｍ以下残す。これにより境界面にある油を吸引することが無くなり、揚げカス等の不純物部だけが中間層５０を通り抜け排水口６０に向かう。油層３０と水層４０が直接に接していないため、冷却補給水の流れに影響され、油層３０の動きも制限することができる。

１０ 二層式フライヤー
２０ 油槽
３０ 油層
３１ 高温油層
３２ 低温油層
４０ 水層
５０ 中間層
６０ 排水口
７０ ヒーター
８０ 注水口Ａ
９０ 注水口Ｂ

Claims (2)

1. 調理用油と水が入っている油槽内に、比重差によって上部に油層、下部に水層を配し、調理用油を昇温する熱源に電気を使用した二層式フライヤーにおいて、油槽の排出水量と冷却用の補給水の注入量を同量とし、油槽内の水層部分に油槽の側壁と面一に冷却用の補給水を注入し、油槽の側壁に沿った流れを作り、水層の上部にある油層が動かない流速で冷却用の補給水を注入し、水層部分に特定の流れを作ることで、油層と水層の境界面に発生する油分と水分の分散系溶液の生成を抑制し、又は両親媒性物質がミセルを形成することによる液滴の分散系溶液の安定化を防止し、更にはこの分散系溶液で構成される中間層の厚みを０．３ｍｍ未満残すように破壊することで、揚げカス等の沈殿を促進させる揚げカス沈殿促進方法。
2. 調理用油と水が入っている油槽内に、比重差によって上部に油層、下部に水層を配し、調理用油を昇温する熱源に電気を使用した二層式フライヤーにおいて、油槽の排出水量と冷却用の補給水の注入量を同量とし、油槽内の水層部分に油槽の側壁と面一に冷却用の補給水を注入し、油槽の側壁に沿った流れを作り、水層の上部にある油層が動かない流速で冷却用の補給水を注入し、水層部分に特定の流れを作ることで、油層と水層の境界面に発生する油分と水分の分散系溶液の生成を抑制し、又は両親媒性物質がミセルを形成することによる液滴の分散系溶液の安定化を防止し、更にはこの分散系溶液で構成される中間層の厚みを０．３ｍｍ未満残すように破壊することで、揚げカス等の沈殿を促進させる二層式フライヤー

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