発明の属する技術分野
この発明は、油脂、特に、業務用、食品加工用油脂を劣化防止処理するためのセラミック球状体及び前記セラミック球状体を使用した油脂劣化防止装置に関し、より詳細には、流動する被処理油脂中に置かれた遠赤外線放射性セラミック球状体を被処理油脂と衝突させることにより、油脂の酸化、分解などの劣化を防止させる、セラミック球状体及び前記セラミック球状体を使用した油脂劣化防止装置に関する。
従来の技術
油脂は、酸化されると過酸化物になったり、分解や重合のような化学変化を受け、比較的短期間で悪臭や刺激臭を発生したり、不快な味を生じる。特に、揚げ物を行う際に用いられる不飽和脂肪酸を主体とする植物油は、不飽和脂肪酸の二重結合に隣接して、ラジカルが生成し、それが空気中の酸素と反応して過酸化物となるので、酸化を受けやすい。過酸化物は分解したり、重合するが、そのときに、またラジカルを発生させるので、さらに酸化が起こり、連鎖的に酸化が進み、重合して粘度が増加し、泡立ちやすくなる。また、熱による酸化だけでなく、揚げ種の水分により、油脂が加水分解を受け脂肪酸が分離してくる。劣化の主な原因は、熱と酸素によるもので高温になるほど酸化の進行は促進される。その他に、光線、鉄、銅などの微量金属によっても、フリーラジカルが生成し、生成したフリーラジカルにより、連鎖的に酸化が進む。
このような、油の劣化は、特に大量に植物油を用いる食品加工の工場にあっては、大きな問題であり、食用油の使用限界を、酸化度の数値を目安として、酸化度の限界を２．５〜３．０として、交換後廃油として処分されてきた。油脂の酸化を遅延させることは、油脂の使用量を削減し、したがって、コストを削減するばかりでなく、食品の臭いや味を新鮮に保ち、食品そのものの栄養を損なわないという効果があるだけでなく、重合した油脂による作業場の汚れを減少させる効果がある。さらに、油脂の劣化の進行が遅延されると廃油量も減少し、したがって、廃油の処理に伴う公害を低減することができる。
そこで、油脂の酸化を防止するために酸化防止剤を用いることも行なわれているが、一般に油脂に添加可能な酸化防止剤の量には限度がある上、酸化防止剤の使用は油脂の保存期間中の酸化を遅らせるだけであって、一旦、連続加熱による使用を開始すると、酸化現象は進み、その酸化現象を停止させたり、遅延させたりする有効な方法はなかった。
また、油脂の酸化防止剤として、セラミックを用いることが、提案されてきた（例えば、特開平５−３３０９５１号公報、特開平７−２８９１７４号公報、特開平９−１４２９５０号公報など参照）。特開平５−３３０９５１号公報には、天然ゼオライトとカキ殻などのカルシウムを多量に含んだ粉体とを焼成した食用油の酸化防止用セラミックが記載されており、特開平９−１４２９５０号公報には焼成後のセラミック組成における酸化ナトリウム、酸化カリウムなどの一価のアルカリ金属酸化物の合計を２．５質量％以上とした油脂の酸化防止用多孔質セラミックが記載されている。
また、特開平７−２８９１７４号公報には、黒色ガラス質の石英安山岩の鉱石を１〜５０ミクロンの微粒子に粉砕し、これを粘土に混入して練り合せ型に入れて成型乾燥して、素焼きで前焼きを行い、前記微粒子を水に溶いている溶液に該素焼きしたものを浸漬することによりその表面に微粒子を付着させて乾燥し、陶器窯にいれて摂氏１２００度から１３００度の温度で焼成して成る陶磁器製遠赤外線放射器製品を食用油脂及び工業油脂の酸化防止に用いること、該製品においては安山岩鉱石の微粒子が一体に熔融して冷却硬化し、固形化して鉱石の破片が出ない陶磁器になること及び、油の酸化が遅延される理由として、遠赤外線の作用により水と油が混じらず分離したままであることが記載されている。
これらの油脂の酸化防止に使用されるセラミックは、遠赤外線の発生体及び／又は酸化物などの吸着体として使用されるものであるが、いずれの場合も多孔質セラミックである。多孔質セラミックは、吸着作用を利点とし、不純物を除去する効果はあっても、不純物がセラミック表面に付着することによって、短時間で吸着は飽和状態になる。したがって、吸着体としての効果も短時間しか続かず、また、たとえ、セラミックが遠赤外線を放射したとしても、不純物がセラミック表面に付着することによって、短時間で遠赤外線の放射は遮られることになる。したがって、吸着作用、遠赤外線の作用のいずれにしても、長時間、有効に作用しない。
その上、これらの従来の油脂の酸化防止に使用される多孔質セラミックは焼結温度が低いため、脆弱であり、連続的に加わる被処理油の圧力により割れ又は欠けが生じやすく、割れ又は欠けた多孔質セラミックが処理後の油に混入する恐れがあるという欠点を有している。
油脂の酸化は、フリーラジカルの生成により促進されるので、酸化を抑えるためには、酸素を遮断することに加えて、フリーラジカルを生成させないこと、そして、フリーラジカルが生成したら、それを安定な非ラジカルに変えて安定化させることが必要となる。そこで、セラミック自体が電子を放出し、イオン化してフリーラジカルを非ラジカルに変えるものであればより一層効果的に被処理油脂の酸化を防止することができるものと考えられる。これらの多孔質セラミックは電子を放出して被処理油脂のイオン化を促進するものではない。
また、麦飯石などの薬石を用いる油脂酸化防止方法が特開昭５８−１６２２４８号公報に記載されている。これは天ぷら油の酸化防止方法であり、ホウロウ、耐熱塗料、ガラス等で表面加工を施した金属製又は金網製の容器に麦飯石などの薬石を入れて油鍋に満たした油脂の中に沈めたものである。この酸化防止方法については、金属製の容器が酸化を増進するので、金属面が油脂と接触しないような容器に薬石を入れるというものであって、薬石が容器に入っていることから、薬石を取り出しやすい、また、容器に薬石が入っているという構造から薬石のかけらが、油脂に混じらないという効果も記載されている。
上記従来の天ぷら油の油脂酸化防止方法では、薬石自体は、天然の鉱物であって、セラミックのように焼結したものでないため、強度が弱く、長時間の使用に耐えられず、また、薬石を入れた容器の上面は開放したままであるため、油鍋に満たした油脂の中に沈めて使用したとき、時間の経過に従って揚げかすが薬石の上面を覆うため、薬石の酸化防止効果が早期に減退するという問題がある。
発明の概要
そこで、本発明の目的は流動する被処理油脂内に置くことにより、セラミック球状体同士の衝突あるいは被処理油脂と衝突した際の振動により電子を放出し、被処理油脂をイオン化、活性化することができると共に、遠赤外線の発生体でもあるセラミック球状体を提供することにより、油脂の酸化防止または酸化遅延作用、活性効果、還元作用等の現象を促進させ、処理後の油脂の酸化防止または酸化遅延、過酸化物価の減少、炭化物の減少などの効果を与えると共に、配管内の炭化物の発生を防止でき、しかも割れ、欠けが生じ難い、設置後のメンテナンスが簡易な油脂処理用セラミック球状体、及び、前記セラミック球状体を使用した油脂の劣化防止装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成する為に、本発明の油脂処理用のセラミック球状体は、酸化ケイ素３５〜５５質量％、酸化アルミニウム２５〜４５質量％、酸化第二鉄２〜８質量％、酸化チタン１〜５質量％及び酸化マグネシウム１〜５質量％からなる粒径２００〜３００メッシュの金属酸化物微細粉末と、１７００〜１８００℃の温度で焼成した後、粒径２００〜３００メッシュの紛体に破砕した麦飯石の微細粉末３〜８質量％と、粒径２００〜３００メッシュの鉄（Ｆｅ）、マンガン（Ｍｎ）、チタニウム（Ｔｉ）、カルシウム（Ｃａ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、ケイ素（Ｓｉ）、カリウム（Ｋ）、ナトリウム（Ｎａ）のいずれか５種類以上を含有する、粘土鉱物または粘土鉱物の混合物５〜１５質量％とを混合し、得られた混合物に水を加えて、混練し、成型乾燥後、１５００℃以上の温度で球状体に焼成または焼結して形成する。
また、本発明の油脂劣化防止装置は、前記セラミック球状体と、加熱状態の油脂とを常に衝突させる環境（強制循環または対流）を作り出せる構造を有するものである。
発明の詳細な説明
本発明の油脂処理用のセラミック球状体は、酸化ケイ素３５〜５５質量％、酸化アルミニウム２５〜４５質量％、酸化第二鉄２〜８質量％、酸化チタン１〜５質量％及び酸化マグネシウム１〜５質量％からなる粒径２００〜３００メッシュの金属酸化物微細粉末と、１７００〜１８００℃の温度で焼成した後、粒径２００〜３００メッシュの粉体に破砕した麦飯石の微細粉末３〜８質量％と、粒径２００〜３００メッシュの鉄（Ｆｅ）、マンガン（Ｍｎ）、チタニウム（Ｔｉ）、カルシウム（Ｃａ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、ケイ素（Ｓｉ）、カリウム（Ｋ）、ナトリウム（Ｎａ）のいずれか５種類以上を含有する、粘土鉱物または粘土鉱物の混合物５〜１５質量％を混合し、得られた混合物に少量の水を加えて、混練し、成型乾燥後、１５００℃以上の温度で球状体に焼成または焼結して形成する。高温で、かつ長時間かけて、好ましくは４５時間以上、焼成または焼結することにより、硬く締まったセラミック球状体を得ることができる。
本発明においては、上記金属酸化物の混合物、麦飯石及び上記粘土鉱物または粘土鉱物の混合物を上記特定の比率で用いることにより、黒体とほぼ同等な遠赤外線を放出し、また、電子を豊富に放出し得るセラミック球状体を得ることができる。
本発明においては、セラミック球状体を原料の金属酸化物、麦飯石、粘土鉱物の比率で規定しているが、焼成により、結合水等の消失しやすいものが消失するなどの理由により、原料の組成と製造したセラミック球状体の組成とは必ずしも一致しない。
前記セラミック球状体の直径は６〜１５ｍｍであり、好適には、８〜１５ｍｍである。
本発明の油脂劣化防止装置の１実施形態である、油脂劣化防止装置（循環型）は、被処理油脂の導入口１５と処理油脂の供給口７を備え、前記導入口１５と供給口７間を連通する流路が形成された油脂劣化防止装置本体の内部にカートリッジを配置すると共に、前記流路内に前記のセラミック球状体を充填したことを特徴とする。
なお、前記流路に充填されるセラミック球体は流路の容積に対して７０〜９５％の充填量とすれば好適である。
本発明の他の油脂劣化防止装置（ケージ型）は、多数の長孔が穿設されたステンレス鋼版を上下に用いて薄い箱型のケージを形成し、該ケージ中に前記のセラミック球状体であって、前記長孔の幅より大きい直径を有する多数のセラミック球状体を充填したことを特徴とする。
本明細書において、「油脂の劣化」とは、油脂の酸化のみならず、分解、重合などの油脂の使用中、特に揚げ物をするときに生じるあらゆる油脂の劣化をいう。また、「油脂の劣化防止」とは、油脂の劣化を完全に防止することを意味するのでなく、油脂の劣化を遅延または軽減することを意味する。
「セラミック球状体」
本発明のセラミック球状体は、酸化ケイ素３５〜５５質量％、酸化アルミニウム２５〜４５質量％、酸化第二鉄２〜８質量％、酸化チタン１〜５質量％及び酸化マグネシウム１〜５質量％からなる粒径２００〜３００メッシュの金属酸化物微細粉末と、麦飯石を１７００〜１８００℃の温度で焼成した後、粒径２００〜３００メッシュ程度の紛体に破砕して得た麦飯石を微細粉末としたものと共に、さらに前記麦飯石粉末とは別に、粒径２００〜３００メッシュの鉄（Ｆｅ）、マンガン（Ｍｎ）、チタニウム（Ｔｉ）、カルシウム（Ｃａ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、ケイ素（Ｓｉ）、カリウム（Ｋ）、ナトリウム（Ｎａ）のいずれか５種類以上を含有する、粘土鉱物または粘土鉱物の混合物とを、麦飯石を３〜８質量％、前記粘土鉱物または粘土鉱物の混合物５〜１５質量％の割合で、全体で１００質量％となるように混合して均一に分散させ、得られた混合物に少量の水を加えて、混練し、成型乾燥後、さらに、これを１５００℃以上の温度で、長時間、特に４５時間以上、焼結させて得た粒径６〜１５ｍｍの球体である。
このようにして製造することにより、被処理油脂の活性化、イオン化をより一層促進し得るセラミック球状体を得ることが出来る。
ここで、麦飯石とは、古来より中国において皮膚病や傷口の治療薬として知られている、超多孔質の遠赤外線放射性天然鉱物（石英斑岩、正式鉱物名、花崗斑岩）であって、その一般的な組成は、ＳｉＯ２ ６９．７６％、ＴｉＯ２ ０．３０％、Ａｌ２Ｏ３ １４．０１％、ＦｅＯ １．４０％、Ｆｅ２Ｏ３ １．２９％、ＭｎＯ ０．０２％、ＭｇＯ ３．５５％、ＣａＯ ２．００％、Ｎａ２Ｏ ３．１６％、Ｋ２Ｏ ３．１９％、ＰＯ５ ０．２６％、Ｈ２Ｏ １．０６％とされている。しかしながら、天然の石英斑岩であるため、産地により、その組成は異なるものである。
前記セラミック球状体は、被処理油脂中に投入され、被処理油脂と接触させるが、より具体的には、例えばフライヤーに連結され、内部を油脂が通過した後にフライヤーに戻るように構成した容器内に前記セラミック球状体を充填し、流動する油脂と衝突し得るように配置する。他の態様としては、ケージ内に前記セラミック球状体を充填し、フライヤーの、特にヒーターの上部に置くことにより、油脂の熱対流を利用して、セラミック球状体が流動する油脂と衝突し得るように配置することもできる。単に被処理油脂の中に入れて用いる従来の油脂処理用のセラミック球状体とは異なり、このように、配置することによって、被処理油脂とセラミック球状体の衝突が効果的に生じ、本発明のセラミック球状体は、被処理油脂の活性化、イオン化をより一層促進でき、より大きな効果が発揮される。
より好適には、本発明においては後記の油脂の劣化防止装置本体内に形成された被処理油脂の流路内に前記セラミック球状体を充填し、被処理油脂とセラミック球状体を衝突させる。
前記セラミック球状体の充填量は、被処理油脂を導入する容器もしくは油脂の劣化防止装置の本体内に形成された被処理油脂の流路の容積、またはケージの容積に対して５５〜９５％が好適である。このように、容器もしくは流路またはケージの容積に対して余裕をもってセラミック球状体を充填することにより、流路もしくは容器またはケージ内に被処理油脂を導入した際に、セラミック球状体が油脂圧または熱対流により流路内またはケージ内を浮遊し、被処理油脂に万遍なく遠赤外線が照射されると共に、セラミック球状体相互または流路もしくはケージ内壁に衝突した際などに生ずるセラミック球状体の振動によりセラミック球状体が電子を放出し、この電子の放出により後に詳述する被処理油脂の活性化、イオン化などの効果が発揮される。
「油脂の劣化防止装置」
本発明の油脂の劣化防止装置（循環型）１の一例を図１、図２および図３に示す。油脂の劣化防止装置１は被処理油脂を導入する導入口１５と、処理後の油脂を排出する供給口７間を連通する流路の形成された油脂の劣化防止装置本体内の前記流路内に、前記セラミック球状体を配置したものである。
被処理油脂は劣化防止装置本体１内に形成された円筒ケース８内部の流路１８を流動し、円筒状ケース８の内部の流路１８を通過した油脂は被処理油脂の供給口７へ流通する。
前記油脂の劣化防止装置本体１の円筒状ケース８の側壁下端に設けた導入口１５に円筒状の導入管１６を前記円筒状ケース８の側壁外面に突出させ、図示せざる油脂の配管（上流側）をソケットなどの継ぎ手を介して前記導入管１６に連結する。
前記円筒状ケース８の側壁上端に設けた供給口７に、円筒状の処理油脂の供給管６を前記円筒状ケース８の側壁外面に突出させ、図示せざる油脂の配管（下流側）をソケットなどの継ぎ手を介して前記供給管６に連結する。
前記円筒状ケース８の上端開口は蓋体２で被蓋されている。前記蓋体２は、円盤状板体で構成され、その中心周りで１２０度の角度間隔を開けて３ヵ所突出部を有し、その先端に凹部を有する。
前記円筒状ケース８は、内壁８２と外壁８１で構成され、内壁８２の上端には、フランジ４が固着されており、前記フランジ４はその中心周りで１２０度の角度間隔を開けて３ヵ所突出部を有し、その先端に凹部を有し、凹部内に止めネジ３がその先端を水平軸線回りに枢動可能に取り付けられており、被蓋時には、止めネジ３を回動させて前記蓋体２の凹部に係合させ、止めネジ３の上部を鉛直軸線周りに回転させて固定する。
前記フランジ４の上端部には、円周状に凹溝を形成してゴムなどのパッキング（Ｏ−リング）５を埋設し、前記円筒状ケース８と蓋体２の間からの油脂の漏出を防止する。
前記円筒状ケース８の下端側は、閉鎖底部１４で閉じられており、内壁８２と外壁８１の間には保温材１２が設けられている。前記内壁８２の下端側で、導入口１６の直上付近には、その円周面にカートリッジストッパー１７が固着されている。カートリッジストッパー１７は、リング状であっても突起であってもよい。
前記蓋体２の円筒状ケース８側には、円筒状のカートリッジ係合部材１９が固着されており、このカートリッジ係合部材１９の側壁は穿孔されている。
前記劣化防止装置の流路１８内には、着脱可能で、かつ、被処理油脂が通過可能なカートリッジ９が載置され、前記カートリッジ９内に、前記セラミック球状体を充填する。このカートリッジ９は、円筒状をなしており、上端部は開口され、かつ、穿孔された底部を有している。上記カートリッジの上方部分には、カートリッジハンドリングバー１０が設けられている。このカートリッジ９は、前記カートリッジストッパー１７上に載置され、被蓋時には前記カートリッジ係合部材１９がカートリッジ９の上端部に嵌合し、カートリッジ９はカートリッジストッパー１７とカートリッジ係合部材１９により固定される。被処理油脂は、本発明の油脂劣化防止装置の導入口１６から円筒状ケース８に入り、カートリッジ９の底部１４の孔を経て、その内部を通過し、カートリッジの開口部を経て、蓋体２のカートリッジ係合部材１９に入り、前記カートリッジ係合部材の孔から、円筒状ケース８に出て、処理油脂の供給口７から劣化防止装置を出る。
前記カートリッジ９は、横ズレ防止のためにその上端部外側に、スペーサーまたは突起を備えることもできる。
また、上記劣化防止装置においては、蓋体２とケース８との固定を３ヶ所で行っているが、適宜、たとえば、５ヶ所で固定することもできる。
本発明の油脂劣化防止装置は、例えば、図４に示すように、循環ラインパイプの間につなぐことにより、用いることができる。
本発明の他の油脂劣化防止装置としては、セラミック球状体を用いたケージ型油脂劣化防止装置２０がある。このケージ型油脂劣化防止装置は１５〜３０リットル程度の小型のフライヤーに適している劣化防止装置である。
図５は本発明のセラミック球状体を用いたケージ型油脂劣化防止装置の実施の形態を示す図で、図５（ａ）は平面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のｂ−ｂ線における断面図、図５（ｃ）は正面図である。本実施の形態のセラミック球状体を用いたケージ型油脂劣化防止装置２０は、同図に示すように、多数の長孔２２が穿設されたステンレス鋼板を用いて薄い矩形状箱形のケージ２１を形成し、その中に油脂に対する酸化防止作用を有するセラミック球状体１３を充填したものである。この薄い箱型のケージ２１は、上下のカバーがスライド式に開閉可能であるように構成されており、ケージ内にセラミック球状体を充填した後、固定手段、たとえば、割りピンまたはストップピン２３で上下のケージを固定する。ストップピンにはリンクを介してチェーンを取り付けて、メンテナンス時に、フライヤーから、油脂劣化防止装置を取り出すのに用いる。上のカバーの長孔より、下のカバーの長孔を少々大きくすると、上の長孔から入った揚げかすがケースから出やすくなる。
なお、長孔２２の幅は、セラミック球状体１３が脱出できない大きさであり、且つ油脂が充分通過することができることが必要であり、例えばセラミック球状体１３の最小直径が８ｍｍ程度であれば長孔２２の幅は５〜６ｍｍ程度とすることが好ましい。また長孔２２の配置は、その長手方向が装置の長手方向と平行で、且つ千鳥形配置とすることが好ましい。
このように構成された本実施の形態を、図６に示す。図６（ａ）は平面図であり、図６（ｂ）は断面図である。小型フライヤーの場合、ケージ型の油脂劣化防止装置は、一般的にはヒーターの上、または網を敷いてある場合にはその上に置いて使用する。大きなフライヤーの場合には油脂劣化防止装置を横に並べて用いるが、上下に重ねて使用しない。図６において、ヒーター２６により加熱すると、フライヤー２４の中の油脂２５は加熱され、対流を生じてフライヤー２４の中を循環する。この油脂２５の対流はケージ２１の下面の長孔２２から該ケージ２１の中に入り、セラミック球状体１３の間を通り、上面の長孔２２から放出される。その際、セラミック球状体１３は遠赤外線を放出して油脂分子を刺激し、油脂分子集合体の中に振動を生じさせる。この構成を採ることにより、フライヤーで揚げ物をしたとき、揚げかすはケージの下面の長孔から上面の長孔を通過する油の対流によりセラミック球状体の上には堆積しない。従って、セラミック球状体の酸化防止作用は長時間持続する。
上記油脂の劣化防止装置は、例示であって、当業者により請求項記載の範囲内で多くの変形をなし得ることは明らかである。
１．本発明のセラミック球状体の作用
本発明者は本発明のセラミック球状体の作用を次のようなものと考えるが、本発明はこの作用機構に拘束されるものではない。
本発明の油脂の劣化防止装置に油脂、特に植物油脂を通過させると、植物油脂と接触した前記セラミック球状体から放射される遠赤外線により、油脂分子が刺激され分子集合体の中に振動を生じさせる。複合構造の油脂、例えば、重合体状の油脂は、この遠赤外線のエネルギーを吸収して小さな分子に変わる。
また、前記セラミック球状体と油脂との衝突による振動により、原子が励起され、電子が発生し、発生した電子により油脂分子の一部がイオン化作用を起こしてＯＨ−イオンおよびＯ２ −（スーパーオキサイドアニオン）が生じる。この生じたイオンと油脂の分子が反応することによって、フリーラジカルは非ラジカルとなり安定化する。
その安定化機構は模式的に図７のように考えられる。
このように、イオン化、活性化された処理後の油脂は、油脂の劣化防止装置本体の上部に設けられた供給口より下流側配管を介して、フライヤーなどに供給され使用に供される。この配管内を流動する過程で油脂の劣化防止装置により処理された油脂は配管、フライヤーなどにおける酸化物の発生を防止するだけではなく、配管、フライヤーなどに既に堆積していた酸化物や炭化物をも除去するという効果を発揮する。
２．セラミック球状体の製造例
酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化第二鉄、酸化チタン及び酸化マグネシウムからなる金属酸化物の２００〜３００メッシュの微粉末合計８３質量％と、麦飯石を１７００〜１８００℃の温度で焼成後、粒径２００〜３００メッシュに粉砕した麦飯石の微細紛末５質量％と、粒径２００〜３００メッシュの鉄（Ｆｅ）、マンガン（Ｍｎ）、チタニウム（Ｔｉ）、カルシウム（Ｃａ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、ケイ素（Ｓｉ）、カリウム（Ｋ）及びナトリウム（Ｎａ）のいずれか５種類以上を含有する、粘土鉱物の混合物１２質量％とを混合し、得られた混合物に水を加えて、混練し、成型乾燥後、１５５０℃以上の温度で約４８時間焼成することにより、下記の組成のセラミック球状体を得た。
この組成は蛍光Ｘ線分析装置による定性分析によるものであるので、精度には誤差があるものと考えられる。また、参考のために、それを酸化物の形で換算したものも示す。
蛍光Ｘ線分析装置による定性分析
（検出元素及びＸ線強度による分析結果）
上記結果の酸化物としての換算
得られたセラミック球状体は実質的に非多孔質で（気孔率は約２〜３％と考えられる）あった。
得られたセラミック球状体の表面温度２５℃における遠赤外線放射曲線（実線）及び黒体の遠赤外線放射曲線（破線）を図８に示す。フーリエ変換型分光光度計で、黒体と本発明のセラミック球状体を２５℃に保ち、両者の波長４．０〜１０００μｍの放射スペクトルを測定した。Ｗ×ｓｔｒ−１は放射強度、すなわち、点放射源からある方向の微小立体角内に出る放射束をその立体角で割った値を示し、Ｗ×ｓｔｒ−１×ｃｍ−２は、放射揮度、すなわち、放射源の微小面からある方向への放射強度をその方向への正射影面積で割った値を示す。
セラミック球状体の圧縮強度を、１軸圧縮試験装置（荷重容量：５ｔｏｎｆ）で直径１．６ｃｍの５試料を用いて測定した。最高圧縮強度は、６６７．７７Ｋｇｆ、最低圧縮強度は５５３．９７Ｋｇｆ、平均圧縮強度は、６１７．２１Ｋｇｆの硬く締まったセラミックが得られた。
安全性試験
本発明のセラミック球状体の安全性を調べるために侵出試験を行なった。浸出液としてサラダ油（大豆、菜種混合油）を用い、基準油脂分析試験法（ＪＩＳＫ ０１０１ 工業用水試験方法）により、２００℃の前記油２００ミリリットルに５０ｇのセラミック球状体（既定量の１０倍）を１０時間浸漬し、３０分ごとに穏やかに攪拌することによる浸出試験を行なったところ、鉛、カドミウム、クロム、砒素、水銀、アルミニウム、珪素、マンガンの何れの金属も検出されず、本発明のセラミック球状体は人体に安全であることが分かった。
以下の性能試験においては、一例として上記セラミック球状体を用いて試験を行なったが、この例示は説明のためのものであって、本発明のセラミック球状体はこの例示により限定されるものではない。
３．本発明の油脂劣化防止装置の性能試験
Ａ．本発明の油脂劣化防止装置（循環型）
前記のセラミック球状体３０００ｇを本発明のステンレス製の油脂劣化防止装置（循環型）に充填し、この装置を食品製造工場（厚揚げ製造ライン）の油の配管に連結して、菜種油２２０リットルを用い、１８０℃で経時的に油の過酸化物価、酸化、粘度、色の値を測定した。この測定結果を表３に示す。
以上の結果から、本発明の油脂劣化防止装置（循環型）を使用して、５５．５時間処理した後の油の酸価、２５℃における粘度（ｃＳＴ）、色（ガードナー法）の値は、該装置を使用しない場合の油脂の１６．５時間後の値に匹敵し、過酸化物価（ｍｅｑ／Ｋｇ）は、本発明の劣化防止装置（循環型）で処理した場合、５５．５時間後であっても新油と変わらないのに対し、使用しない場合の油の過酸化物価は顕著に増加した。このことから、本発明の油脂劣化防止装置により油の使用時間が約３倍に延長されたことが分かる。
この過酸化物価、酸価、粘度、色の値の減少により、本発明のセラミック球状体で処理した油は活性化されていることが明らかである。また、特に本発明のセラミック球状体を長期間使用した場合の油の過酸化物価の抑制効果は顕著である。
また、本発明の油脂の劣化防止装置（循環型）を用いることにより、単に使用中の油の酸化を抑制することができただけでなく、使用前にはフライヤーに堆積していた約２０ｍｍほどの厚さの酸化物が、使用後２日間で約３〜５ｍｍの厚さに減少し、本発明のセラミック球状体が、堆積した酸化物の除去にも効果があることが分かった。
さらに、本発明の油脂の劣化防止装置は、フライヤーとフィルターを連結している配管、フィルターの内部壁などの設備にこびりついていた炭化物も除去し得ることが分かった。すなわち、本発明の油脂の劣化防止装置を設置した直後は、配管の内壁に油脂の炭化物が３分の１程度閉塞されている状態であったが、約１ヶ月使用後炭化物はほとんど除去され、設備の一部であるフィルターの内部壁にこびりついていた炭化物が剥がれ落ちて一部本体の表面が現われていた。
以上の結果から、本発明の油脂劣化防止装置（循環型）を使用した場合、配管内の炭化物の除去、酸化物の発生防止に極めて有効であることが確認された。
Ｂ．手揚げフライヤーによる本発明の油脂劣化防止装置（循環型）及び油脂劣化防止装置（ケージ型）の性能試験
本発明の油脂劣化防止装置（循環型、ケージ型）の性能を試験するために、それらを用いた油脂と、対照として、それらを用いない油脂（以下、通常の油という）で、揚げ物をした後に次の項目について比較した。
（１）試験内容 ａ．酸価、色、粘度、揚がり具合、油の交換期間
ｂ．揚げ種の投入後の油温降下及び回復状態
ｃ．フライヤーの汚れ具合、清掃の手間など
ｄ．揚がった色合い、色むら、香り、油の切れ具
合、火の通り方、食感、味など（１５人のパ
ネラーによる、ブラインド方式）
いずれの場合も４０リットルの手揚げフライヤーを用い、フライヤーの清掃は油の交換時に行い、油として大豆しらしめ油を用いた。
ケージ型の油脂劣化防止装置には７００ｇのセラミック球状体を充填した。循環型の油脂劣化防止装置には１８００ｇのセラミック球状体を用いた。
油の可能使用期間、稼働時間、揚げ種の種類及び数を表４に示す。
揚げ種のフライヤー投入後の温度の変化を表５及び６に示す。表５は、油脂劣化防止装置（循環型）と通常の油との比較であって、６回の平均データである。この結果を図９に棒グラフで示す。Ｘ軸は、揚げ種の投入開始からの時間を分で表し、Ｙ軸は、油の温度をセ氏温度で表してある。表６は、油脂劣化防止装置（循環型、ケージ型）の比較である（１回のデータ）。
表７に、Ａ．酸価、Ｂ．色（ロボビンド法、１ｃｍセルＹ）、Ｃ．色（ロボビンド法、１ｃｍセルＲ）、Ｄ．粘度（２５℃、ｃＳｔ）を示す。表において、−は試験を行わなかったことを示している。
表８にフライヤーの汚れの状況と清掃の状況を示す。
表９に１５人のパネラーによるフライドチキンの試食による揚げ製品の評価を示す。フライドチキンは、２日目の循環型油脂劣化防止装置及び通常の油を用いて揚げた物であって、各項目について５点を最高としてブラインド方式で評価をした、平均値である。
結果
以上の試験により、次のようなことが分かった。
表４に記載されているように、通常の油では、３日間で油の汚れがひどく製品に付着し始め、油染みが発生したため、試験を終了したが、本発明の油脂劣化防止装置（循環型）及び（ケージ型）を用いた油では、それぞれ、９日間及び７日間まで日数が延び、揚げ製品にの品質に問題なく使用できた。
油脂劣化防止装置（循環型）を用いたフライヤーの温度を指定より１０℃下げて、通常の油と比較したが、揚げ製品の品質に問題はなく、かえって、指定温度では揚げ過ぎの傾向があった。ケージ型の油脂劣化防止装置でも循環型と同様な傾向があった。これは、表５及び６から分かるように、油脂劣化防止装置により油脂が活性化され、温度効率が上がっているためと考えられる。表５及び６によれば、揚げ種のフライヤーへの投入開始温度に対し、８分後の温度差は、本発明のセラミック球状体を用いた場合は、−３〜５℃で、平均値では温度差はないのに対し、通常の油を用いた場合には、温度差は−１０〜２０℃で、平均値からは約−１０℃の差がある。このように、本発明のセラミック球状体を用いることにより、熱伝導率を向上させるため、温度回復が早くなるものと考えられる。
また、循環型の装置を用いたフライヤー内の油と通常の油を用いたフライヤーとの比較に際し、通常の油を用いたフライヤーの油量が増えたので、２日目に３リットルを廃棄して、循環型装置を用いたフライヤーと同じ高さにしたが、そのときに製品を試食してみたところ、通常の油を用いた場合は、肉汁が抜けたようなパサパサした食感であった。
循環型の油脂劣化防止装置の場合、フィルターを併用したが、５０ミクロン及び１０ミクロンのステンレススティール製の網を交互に使用したところ、浮遊しているごみがすべて除去され、製品に付着することはなかった。また、油も透明であり、９日目までヒーター部が見えていた。
３日目に通常の油を廃棄するときに、循環型の装置を用いたフライヤーの油も抜いて保管し、フライヤーの掃除を実施したところ、通常の油を用いたフライヤーは、黒い揚げかすがフライヤーの底と網に付着していたが、循環型の装置を通した油を用いたフライヤーには油面から下には全く汚れが付着していなかった。さらに、揚げ物を開始したときに比較すると、センサー棒の地肌の面積が増えていたことからヒーター部付近に黒く炭化して硬く付着し、こすっても落ちなかった炭化物が剥離し始めていることが確認できた。
ケージ型の油脂劣化防止装置を用いた、フライヤーについても試験が終了したときに掃除を実施したところ、底には７日分の揚げかすが溜まっていたが、茶色のままで黒く炭化しておらず、フライヤーにこびりついていないため、水をかけただけで簡単に全て除去することができ、油面から下の掃除が容易であった。
以上本発明の油脂処理用セラミック球状体及び油脂の劣化防止装置について、主として食用油の処理について説明したが、本発明による被処理油脂は、食用油脂に限定されず、他の鉱物油、たとえば重油、灯油、軽油、ガソリンなどにも用い得るものと考えられる。
本発明の効果
以上説明した本発明の構成により、本発明の油脂処理用セラミック球状体は、以下の効果を有する。
本発明のセラミック球状体及び油脂の劣化防止装置を被処理油脂と接触させることにより被処理油脂をイオン化、活性化することが出来、その結果、油脂の劣化を抑制し、その使用期間が従来の約３倍以上に伸びた。また、循環型の油脂劣化装置にあっては、油を強制循環させるため、揚げかすが炭化することなく外部に除去されるため、フライヤーの清掃に費やす時間と労力が減少し、生産性の向上と作業環境の向上に貢献できる。
また、本発明のセラミック球状体及び油脂の劣化防止装置で処理することにより、処理油脂は、油脂の分子集団（クラスター）が微細であり、使用中の油脂の粘度が高くならないので、食品からの油切れがよく、例えば、厚揚げ用として使用した場合にはカラッと揚がる製品に処理することができた。
また、本発明の油脂劣化防止装置（循環型、ケージ型）を用いることにより、油脂の熱伝導率が向上するため、通常温度に対し、低温での生産が可能となり、燃費を低くすることができ、通常温度帯を基準とした場合には、揚げ時間を短縮し、生産効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の油脂劣化防止装置（循環型）の斜視図を示す。
図２は、本発明の油脂の劣化防止装置（循環型）のＡ−Ａ線で切断した縦断面図を示す。
図３は、本発明の油脂の劣化防止装置（循環型）内のカートリッジのＡ−Ａ線で切断した縦断面図を示す。
図４は、本発明の油脂の劣化防止装置（循環型）の設置レイアウトの例を示す図を示す。
図５（ａ）は、本発明の油脂劣化防止装置（ケージ型）の平面図を示す。
図５（ｂ）は、本発明の油脂の劣化防止装置（ケージ型）のＢ−Ｂ線で切断した横断面図を示す。
図５（ｃ）は、本発明の油脂の劣化防止装置（ケージ型）正面図を示す。
図６（ａ）は、本発明の油脂の劣化防止装置（ケージ型）の使用例の平面図を示す。
図６（ｂ）は、本発明の油脂の劣化防止装置（ケージ型）の使用例の断面図を示す。
図７は、本発明の油脂の酸化防止剤で処理した油脂と未処理の油脂の酸化の進行状態を比較した模式図を示す。
図８は、本発明のセラミック球状体の遠赤外線放射率曲線（実線）と黒体の遠赤外線放射曲線（破線）を示す。
図９は、本発明の循環型の油脂劣化防止装置を用いた場合と用いない場合の揚げ種投入後の油温降下と回復状態を比較するグラフである。
上記図面における符号は次のものを示す。
１…油脂劣化防止装置（循環型）、２…蓋体、４…フランジ、
５…Ｏ−リング、６…供給管、７…供給口、８…ケース、
８１…ケース外壁、８２…ケース内壁、９…カートリッジ、
１０…カートリッジハンドリングバー、１１…カートリッジ底部、
１２…保温材、１３…セラミック球状体、１４…ケース底部、
１５…導入口、１６…導入管、１７…カートリッジストッパー、
１８…流路、１９…カートリッジ係合部材、
２０…油脂劣化防止装置（ケージ型）、２１…ケージ、
２２…長孔、２３…割りピンまたはストップピン、
２４…フライヤー、２６…ヒーターTechnical field to which the invention belongs
The present invention relates to fats and oils, in particular, ceramic spheres for preventing and processing fats and oils for business use and food processing, and an apparatus for preventing fat and oil deterioration using the ceramic spheres. The present invention relates to a ceramic spherical body and a device for preventing fat and oil deterioration using the ceramic spherical body, by preventing the deterioration of oxidation and decomposition of the fat and oil by colliding the far-infrared radiating ceramic spherical body placed on the substrate with the fat and oil to be treated.
Conventional technology
Fats and oils become peroxides when oxidized, undergo chemical changes such as decomposition and polymerization, and generate odors and pungent odors in a relatively short period of time, and produce unpleasant tastes. In particular, vegetable oils mainly composed of unsaturated fatty acids used when frying are produced adjacent to the double bonds of unsaturated fatty acids, radicals are generated, which react with oxygen in the air to form peroxides. Susceptible to oxidation. The peroxide decomposes or polymerizes, but at that time, it also generates radicals, so that further oxidation occurs, chain oxidation progresses, polymerization increases the viscosity and foams easily. In addition to the oxidation by heat, the fats and oils are hydrolyzed by the moisture of the fried seeds to separate fatty acids. The main causes of deterioration are heat and oxygen, and the higher the temperature, the more the oxidation progresses. In addition, free radicals are also generated by light, trace metals such as iron and copper, and the generated free radicals cause oxidation to proceed in a chain.
Such deterioration of the oil is a serious problem, especially in a food processing factory using a large amount of vegetable oil, and the use limit of the edible oil is determined by using the value of the oxidation degree as a guideline. It has been disposed of as waste oil after replacement. Delaying the oxidation of fats and oils not only reduces the amount of fats and oils used, and thus reduces costs, but also keeps food odors and tastes fresh and does not impair the nutrition of the food itself. In addition, there is an effect of reducing contamination of a work place due to polymerized fats and oils. Further, if the progress of the deterioration of the fats and oils is delayed, the amount of the waste oil also decreases, so that the pollution caused by the processing of the waste oil can be reduced.
Therefore, antioxidants have been used to prevent oxidation of fats and oils. However, in general, there is a limit to the amount of antioxidants that can be added to fats and oils, and the use of antioxidants depends on the preservation of fats and oils. It only delays the oxidation during the period, and once the use by continuous heating is started, the oxidation phenomenon progresses, and there is no effective way to stop or delay the oxidation phenomenon.
In addition, the use of ceramics as an antioxidant for fats and oils has been proposed (see, for example, JP-A-5-330951, JP-A-7-289174, JP-A-9-142950, etc.). Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-330951 describes a ceramic for preventing the oxidation of edible oil obtained by firing natural zeolite and a powder containing a large amount of calcium such as oyster shells. Discloses a porous ceramic for preventing oxidation of fats and oils in which the sum of monovalent alkali metal oxides such as sodium oxide and potassium oxide in the ceramic composition after firing is 2.5% by mass or more.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-289174 discloses that black ore of quartz andesite is crushed into fine particles of 1 to 50 microns, mixed with clay, put into a kneading mold, molded and dried, and unbaked. Pre-baking is performed, and the unbaked one is immersed in a solution in which the fine particles are dissolved in water so that the fine particles are adhered to the surface of the unbaked fine particles, dried, and put in a pottery kiln at a temperature of 1200 to 1300 degrees Celsius. The use of fired ceramic far-infrared radiator products for preventing the oxidation of edible oils and fats and industrial oils and fats. In these products, fine particles of andesite ore are melted together, cooled and hardened, and solidified to produce ore fragments. It is described that water and oil do not mix and remain separated by the action of far-infrared rays as a result of becoming uncertain ceramic and delaying the oxidation of oil.
Ceramics used to prevent oxidation of these fats and oils are used as generators of far-infrared rays and / or adsorbents such as oxides. In any case, they are porous ceramics. Porous ceramics have an advantage of an adsorbing action and have an effect of removing impurities, but the adsorption is saturated in a short time due to the impurities adhering to the ceramic surface. Therefore, the effect as an adsorbent lasts only for a short time, and even if the ceramic emits far-infrared rays, the radiation of far-infrared rays is interrupted in a short time due to impurities adhering to the ceramic surface. Become. Therefore, it does not work effectively for a long time in any of the adsorption action and the far infrared ray action.
In addition, these conventional porous ceramics used to prevent oxidation of fats and oils are fragile due to their low sintering temperature, and are susceptible to cracking or chipping due to the continuously applied pressure of the oil to be treated. There is a disadvantage that the porous ceramic may be mixed into the processed oil.
Since the oxidation of fats and oils is promoted by the generation of free radicals, in order to suppress oxidation, in addition to blocking oxygen, do not generate free radicals. It is necessary to stabilize instead of non-radicals. Therefore, it is considered that if the ceramic itself emits electrons and ionizes to convert free radicals into non-radicals, it is possible to more effectively prevent oxidation of the fats and oils to be treated. These porous ceramics do not emit electrons to promote ionization of the fat or oil to be treated.
Also, a method for preventing oxidation of fats and oils using a medicinal stone such as barley stone is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-162248. This is a method of preventing the oxidation of tempura oil.Put a medicinal stone such as barley stone in a metal or wire mesh container that has been surface-treated with enamel, heat-resistant paint, glass, etc., and submerge it in oil and fat filled in an oil pan. It is a thing. Regarding this antioxidant method, since metal containers enhance oxidation, metal stones are put into a container that does not come into contact with oils and fats. It is described that the medicinal stone is not easily mixed with oils and fats because of the structure in which the medicinal stone is contained in the container.
In the above conventional method for preventing the oxidation of fats and oils in tempura oil, the gemstone itself is a natural mineral and is not sintered like ceramic, so its strength is weak and cannot be used for a long time. Since the top of the container with the garlic remains open, when immersed in oil or fat filled in an oil pan, the fried scum covers the top of the gypsum as time goes by, so the antioxidant effect of the gypsum quickly becomes There is a problem of decline.
Summary of the Invention
Therefore, an object of the present invention is to place electrons in a flowing oil to be treated, thereby emitting electrons due to the collision between the ceramic spheres or the vibration when colliding with the oil to be processed, thereby ionizing and activating the oil to be treated. In addition to providing a ceramic spherical body that is also a generator of far-infrared rays, it promotes phenomena such as prevention of oxidation or delay of oxidation of fats and oils, activation effect, reduction action, etc., and prevention or oxidation of fats and oils after treatment. In addition to providing effects such as delay, reduction of peroxide value, and reduction of carbides, the generation of carbides in the piping can be prevented, and cracks and chipping are unlikely to occur. It is another object of the present invention to provide a device for preventing deterioration of fats and oils using the ceramic spherical body.
In order to achieve the above object, the ceramic spherical body for treating fats and oils of the present invention comprises 35 to 55% by mass of silicon oxide, 25 to 45% by mass of aluminum oxide, 2 to 8% by mass of ferric oxide, and 1 to 8% by mass of titanium oxide. Fine metal oxide powder having a particle size of 200 to 300 mesh composed of 5% by mass and 1 to 5% by mass of magnesium oxide, and barley rice baked at a temperature of 1700 to 1800 ° C and crushed into a powder having a particle size of 200 to 300 mesh 3-8 mass% of fine powder of stone, iron (Fe), manganese (Mn), titanium (Ti), calcium (Ca), magnesium (Mg), aluminum (Al), silicon ( Si), potassium (K), and 5 to 15% by mass of a clay mineral or a mixture of clay minerals containing 5 or more of any of sodium (Na). Water was added to the objects, and kneaded, after molding dried to form by firing or sintering the spherical bodies at 1500 ° C. or higher.
Further, the oil / fat deterioration preventing device of the present invention has a structure capable of creating an environment (forced circulation or convection) in which the ceramic spherical body and the oil / fat in a heated state always collide.
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The ceramic spherical body for treating fats and oils of the present invention comprises 35 to 55% by mass of silicon oxide, 25 to 45% by mass of aluminum oxide, 2 to 8% by mass of ferric oxide, 1 to 5% by mass of titanium oxide and 1 to 5% by mass of magnesium oxide. 5% by mass of a metal oxide fine powder having a particle size of 200 to 300 mesh and a fine powder of maltstone 3 to 8 which is fired at a temperature of 1700 to 1800 ° C and then crushed into a powder having a particle size of 200 to 300 mesh. Mass%, iron (Fe), manganese (Mn), titanium (Ti), calcium (Ca), magnesium (Mg), aluminum (Al), silicon (Si), potassium (K) having a particle size of 200 to 300 mesh , A mixture of 5 to 15% by mass of a clay mineral or a mixture of clay minerals containing any five or more of sodium (Na), and adding a small amount of water to the obtained mixture. And, after molding dried to form by firing or sintering the spherical bodies at 1500 ° C. or higher. By firing or sintering at a high temperature for a long time, preferably for 45 hours or more, a hard and tight ceramic sphere can be obtained.
In the present invention, by using the mixture of the metal oxide, the maltstone and the clay mineral or the mixture of the clay minerals in the above-described specific ratio, far-infrared rays substantially equivalent to a black body are emitted, and electrons are abundant. To obtain a ceramic spherical body that can be released.
In the present invention, the ceramic spheroid is defined by the ratio of the raw material metal oxide, barley stone, and clay mineral. The composition does not always match the composition of the manufactured ceramic sphere.
The diameter of the ceramic sphere is 6 to 15 mm, preferably 8 to 15 mm.
An oil / fat deterioration preventing device (circulation type), which is one embodiment of the oil / fat deterioration preventing device of the present invention, includes an inlet 15 for the oil to be treated and a supply port 7 for the treated oil, and a space between the inlet 15 and the supply port 7. A cartridge is disposed inside the main body of the device for preventing deterioration of fats and oils, in which a flow path communicating with the ceramic is formed, and the flow path is filled with the ceramic spherical body.
It is preferable that the amount of the ceramic spheres filled in the flow path is 70 to 95% of the volume of the flow path.
Another device for preventing fat and oil deterioration (cage type) of the present invention is to form a thin box-shaped cage by using a stainless steel plate having a number of long holes formed vertically, and to form the ceramic spherical body in the cage. Wherein a plurality of ceramic spheres having a diameter larger than the width of the long hole are filled.
In the present specification, “deterioration of fats and oils” means not only oxidation of fats and oils but also degradation of any fats and oils that occur during use of fats and oils such as decomposition and polymerization, particularly when frying. The term “prevention of deterioration of fats and oils” does not mean that deterioration of fats and oils is completely prevented, but means that the deterioration of fats and oils is delayed or reduced.
"Ceramic spherical body"
The ceramic spherical body of the present invention comprises 35 to 55% by mass of silicon oxide, 25 to 45% by mass of aluminum oxide, 2 to 8% by mass of ferric oxide, 1 to 5% by mass of titanium oxide, and 1 to 5% by mass of magnesium oxide. A fine metal oxide powder having a particle size of 200 to 300 mesh and a barley stone obtained by calcining barley stone at a temperature of 1700 to 1800 ° C and then crushing it into a powder having a particle size of about 200 to 300 mesh. Along with the above, further apart from the barley powder, iron (Fe), manganese (Mn), titanium (Ti), calcium (Ca), magnesium (Mg), aluminum (Al) having a particle size of 200 to 300 mesh, A clay mineral or a mixture of clay minerals containing at least five kinds of silicon (Si), potassium (K), and sodium (Na), and 3 to 8 masses of barley stone A mixture of the clay mineral or a mixture of the clay minerals in a proportion of 5 to 15% by mass to be 100% by mass in total and uniformly dispersed, and a small amount of water is added to the obtained mixture and kneaded; After molding and drying, it is a sphere having a particle size of 6 to 15 mm obtained by sintering it at a temperature of 1500 ° C. or more for a long time, especially for 45 hours or more.
By producing in this manner, it is possible to obtain a ceramic spherical body that can further promote the activation and ionization of the fat and oil to be treated.
Here, barite is a super-porous far-infrared radioactive natural mineral (quartz porphyry, official mineral name, granite porphyry) that has been known as a remedy for skin diseases and wounds in China since ancient times. Thus, its general composition is SiO269.76%, TiO20.30%, Al2O314.01%, FeO 1.40%, Fe2O31.29%, MnO 0.02%, MgO 3.55%, CaO 2.00%, Na2O 3.16%, K2O $ 3.19%, PO50.26%, H2O 1.06%. However, since it is a natural quartz porphyry, its composition differs depending on the place of production.
The ceramic spherical body is put into the fat to be treated and brought into contact with the fat and oil to be treated, and more specifically, for example, connected to a fryer and configured to return to the fryer after the fat and oil pass through the inside. Is filled with the ceramic spheres and arranged so as to be able to collide with flowing oils and fats. In another embodiment, the ceramic spheres are filled with the ceramic spheres in a cage and placed on the top of a fryer, especially a heater, so that the ceramic spheres can collide with the flowing oils and fats by utilizing the thermal convection of the oils and fats. Can also be placed. Unlike the conventional ceramic globules for fats and oils used simply by being put in the grease to be treated, by arranging in this way, collision between the greases to be treated and the ceramic globules effectively occurs, and The ceramic spherical body can further promote the activation and ionization of the fats and oils to be treated, and exhibit a greater effect.
More preferably, in the present invention, the ceramic spherical body is filled in a flow path of the oil to be processed formed in the main body of the apparatus for preventing deterioration of oil and fat described below, and the oil to be processed collide with the ceramic spherical body.
The filling amount of the ceramic spherical body is 55 to 95% with respect to the volume of the flow path of the fat or oil to be treated formed in the main body of the container for introducing the fat or oil to be treated or the apparatus for preventing deterioration of the fat or oil, or the capacity of the cage. It is suitable. In this way, by filling the ceramic spherical body with a margin with respect to the volume of the container or the flow path or the cage, when the oil to be treated is introduced into the flow path or the container or the cage, the ceramic spherical body may have an oil pressure or Floating in the flow path or cage due to thermal convection, far infrared rays are evenly radiated to the oil to be treated, and the vibration of the ceramic spheres generated when they collide with each other or the flow path or the inner wall of the cage As a result, the ceramic spherical body emits electrons, and the emission of the electrons exerts effects such as activation and ionization of the fat or oil to be treated, which will be described in detail later.
"A device for preventing deterioration of fats and oils"
An example of the oil / fat deterioration prevention device (circulation type) 1 of the present invention is shown in FIGS. The oil / fat deterioration preventing device 1 has a flow path formed in the main body of the oil / fat deterioration preventing device main body, in which a flow path communicating between the introduction port 15 for introducing the oil to be treated and the supply port 7 for discharging the treated oil / fat is formed. And the ceramic spheres are arranged on the substrate.
The fat or oil to be processed flows through the flow path 18 inside the cylindrical case 8 formed in the deterioration prevention device main body 1, and the fat or oil that has passed through the flow path 18 inside the cylindrical case 8 flows to the supply port 7 for the fat or oil to be processed. I do.
A cylindrical inlet pipe 16 is projected from an inlet 15 provided at the lower end of the side wall of the cylindrical case 8 of the oil / fat deterioration prevention device main body 1 to the outer surface of the side wall of the cylindrical case 8, and an oil / fat pipe (not shown) Side) is connected to the introduction pipe 16 via a joint such as a socket.
At a supply port 7 provided at an upper end of a side wall of the cylindrical case 8, a supply pipe 6 for processing oil and fat is projected from an outer surface of a side wall of the cylindrical case 8, and a piping (downstream side) of oil and fat (not shown) is connected to a socket. And the like, and is connected to the supply pipe 6 through a joint.
The upper end opening of the cylindrical case 8 is covered with the lid 2. The lid 2 is formed of a disk-shaped plate, has three protruding portions at an angle of 120 degrees around the center thereof, and has a concave portion at the tip.
The cylindrical case 8 is composed of an inner wall 82 and an outer wall 81, and a flange 4 is fixed to an upper end of the inner wall 82. The flange 4 projects at three places around the center thereof at an interval of 120 degrees. A set screw 3 is mounted in the recess so as to be pivotable about the horizontal axis at the tip. When the cover is covered, the set screw 3 is turned to rotate the set screw. The screw is engaged with the concave portion of the body 2 and the upper portion of the set screw 3 is rotated around the vertical axis to be fixed.
At the upper end of the flange 4, a concave groove is formed in a circumferential shape and a packing (O-ring) 5 made of rubber or the like is buried to prevent leakage of oil and fat from between the cylindrical case 8 and the lid 2. To prevent.
The lower end of the cylindrical case 8 is closed by a closed bottom 14, and a heat insulating material 12 is provided between an inner wall 82 and an outer wall 81. At the lower end of the inner wall 82 and immediately above the inlet 16, a cartridge stopper 17 is fixed to the circumferential surface thereof. The cartridge stopper 17 may be ring-shaped or a protrusion.
A cylindrical cartridge engaging member 19 is fixed to the lid 2 at the cylindrical case 8 side, and a side wall of the cartridge engaging member 19 is perforated.
A cartridge 9 which is detachable and through which the fat or oil to be processed can pass is placed in the flow path 18 of the deterioration preventing device, and the ceramic spherical body is filled in the cartridge 9. The cartridge 9 has a cylindrical shape, and has an open upper end and a perforated bottom. A cartridge handling bar 10 is provided in an upper portion of the cartridge. The cartridge 9 is mounted on the cartridge stopper 17, and when the lid is covered, the cartridge engaging member 19 is fitted to the upper end of the cartridge 9, and the cartridge 9 is fixed by the cartridge stopper 17 and the cartridge engaging member 19. You. The oil to be treated enters the cylindrical case 8 from the inlet 16 of the oil and fat deterioration preventing device of the present invention, passes through the hole of the bottom portion 14 of the cartridge 9, passes through the inside thereof, passes through the opening of the cartridge 9, and passes through the lid 2. And enters the cylindrical case 8 through the hole of the cartridge engaging member, and exits the deterioration preventing device through the supply port 7 of the treated oil and fat.
The cartridge 9 may be provided with a spacer or a protrusion on the outer side of the upper end to prevent lateral displacement.
Further, in the above-described deterioration preventing device, the lid 2 and the case 8 are fixed at three places, but may be fixed at, for example, five places as appropriate.
The oil / fat deterioration prevention device of the present invention can be used, for example, by connecting it between circulation line pipes as shown in FIG.
As another fat and oil deterioration preventing device of the present invention, there is a cage type fat and oil deterioration preventing device 20 using a ceramic spherical body. This cage type oil / fat deterioration prevention device is a deterioration prevention device suitable for a small fryer of about 15 to 30 liters.
FIG. 5 is a view showing an embodiment of a cage-type oil / fat deterioration preventing device using a ceramic spherical body according to the present invention. FIG. 5 (a) is a plan view, and FIG. FIG. 5C is a cross-sectional view taken along line b, and FIG. As shown in the figure, a cage-type oil / fat deterioration preventing device 20 using a ceramic spherical body according to the present embodiment has a thin rectangular box-shaped cage 21 using a stainless steel plate having a number of long holes 22 formed therein. And filled with a ceramic spherical body 13 having an antioxidant effect on fats and oils. The thin box-shaped cage 21 is configured such that the upper and lower covers can be opened and closed in a sliding manner. After the ceramic spherical body is filled in the cage, fixing means such as a split pin or a stop pin 23 is used. Secure the upper and lower cages. A chain is attached to the stop pin via a link, and is used to take out the grease deterioration prevention device from the fryer during maintenance. If the long hole of the lower cover is made slightly larger than the long hole of the upper cover, the frying that has entered through the upper hole becomes easier to come out of the case.
The width of the long hole 22 must be large enough that the ceramic spherical body 13 cannot escape, and it is necessary that oil and fat can sufficiently pass through. For example, if the minimum diameter of the ceramic spherical body 13 is about 8 mm, it is long. The width of the hole 22 is preferably about 5 to 6 mm. Further, it is preferable that the long holes 22 are arranged in a staggered manner with the longitudinal direction being parallel to the longitudinal direction of the device.
FIG. 6 shows the present embodiment configured as described above. FIG. 6A is a plan view, and FIG. 6B is a cross-sectional view. In the case of a small fryer, the cage type grease deterioration prevention device is generally used on a heater or, if a net is laid, on it. In the case of a large fryer, the oil and fat deterioration prevention devices are used side by side, but they are not used one above the other. In FIG. 6, when heated by a heater 26, the oil 25 in the fryer 24 is heated, convection occurs, and circulates in the fryer 24. The convection of the oil 25 enters the cage 21 through the elongated hole 22 on the lower surface of the cage 21, passes between the ceramic spheres 13, and is discharged from the elongated hole 22 on the upper surface. At this time, the ceramic spherical body 13 emits far-infrared rays to stimulate the fat and oil molecules, and causes vibration in the fat and oil molecule aggregate. By adopting this configuration, when the fried food is fried by a fryer, the frying does not accumulate on the ceramic sphere due to the convection of the oil passing from the long hole in the lower surface of the cage to the long hole in the upper surface. Therefore, the antioxidant action of the ceramic sphere is maintained for a long time.
The above device for preventing deterioration of fats and oils is merely an example, and it is apparent that many modifications can be made by those skilled in the art within the scope of the claims.
1. Action of the ceramic sphere of the present invention
The inventor considers the operation of the ceramic spherical body of the present invention as follows, but the present invention is not limited to this operation mechanism.
When fats and oils, particularly vegetable fats and oils, are passed through the fat and oil deterioration prevention device of the present invention, the fat and oil molecules are stimulated by the far infrared rays radiated from the ceramic spheres that have come into contact with the vegetable fats and oils, causing vibrations in the molecular aggregate. Let it. Fats and oils having a complex structure, for example, polymer fats and oils absorb the far-infrared energy and are converted into small molecules.
Further, the vibration due to the collision between the ceramic spherical body and the oil and fats excites atoms and generates electrons, and the generated electrons cause a part of the fat and oil molecules to ionize and cause OH.−Ions and O2 −(Superoxide anion). The free radicals become non-radicals and are stabilized by the reaction between the generated ions and molecules of the fats and oils.
The stabilizing mechanism is schematically considered as shown in FIG.
In this way, the ionized and activated oils and fats after the treatment are supplied to a fryer or the like via a supply port provided at an upper portion of the oil and fats deterioration preventing device main body via a piping downstream and used. The oil and fat treated by the oil and fat deterioration prevention device in the process of flowing through the pipe not only prevents the generation of oxides in the pipe and fryer, but also removes oxides and carbides that have already been deposited on the pipe and fryer. It also has the effect of removing.
2. Example of manufacturing ceramic sphere
A total of 83% by mass of 200-300 mesh fine powder of a metal oxide composed of silicon oxide, aluminum oxide, ferric oxide, titanium oxide and magnesium oxide, and barley stone baked at a temperature of 1700-1800 ° C. 5% by mass of fine powder of barley stone crushed to 200 to 300 mesh and iron (Fe), manganese (Mn), titanium (Ti), calcium (Ca), magnesium (Mg) having a particle size of 200 to 300 mesh, A mixture of 12% by mass of a clay mineral mixture containing at least five kinds of aluminum (Al), silicon (Si), potassium (K) and sodium (Na) is mixed, and water is added to the obtained mixture. After kneading, molding and drying, the mixture was fired at a temperature of 1550 ° C. or more for about 48 hours to obtain a ceramic spherical body having the following composition.
Since this composition is based on qualitative analysis by a fluorescent X-ray analyzer, it is considered that there is an error in the accuracy. In addition, for reference, the value in the form of an oxide is also shown.
Qualitative analysis by X-ray fluorescence analyzer
(Analysis result by detection element and X-ray intensity)
Conversion of the above results as oxides
The resulting ceramic spheres were substantially non-porous (porosity considered to be about 2-3%).
FIG. 8 shows a far-infrared radiation curve (solid line) of the obtained ceramic spherical body at a surface temperature of 25 ° C. and a far-infrared radiation curve (dashed line) of a black body. Using a Fourier transform spectrophotometer, the black body and the ceramic spherical body of the present invention were kept at 25 ° C., and the emission spectra of both at a wavelength of 4.0 to 1000 μm were measured. W × str-1Indicates the radiation intensity, that is, the value obtained by dividing the radiant flux emitted from the point radiation source into a small solid angle in a certain direction by the solid angle, and W × str-1× cm-2Indicates the radiation conductivity, that is, a value obtained by dividing the radiation intensity in a certain direction from the micro surface of the radiation source by the orthographic area in that direction.
The compressive strength of the ceramic sphere was measured using a uniaxial compression test apparatus (load capacity: 5 tonf) using five samples having a diameter of 1.6 cm. A hard compact ceramic having a maximum compressive strength of 667.77 kgf, a minimum compressive strength of 553.97 kgf, and an average compressive strength of 617.21 kgf was obtained.
Safety test
A leaching test was performed to investigate the safety of the ceramic spheres of the present invention. Using salad oil (soybean and rapeseed mixed oil) as a leachate, 50 g of ceramic spheres (10 times the predetermined amount) were added to 200 ml of the oil at 200 ° C. according to the standard fat and oil analysis test method (JIS K 0101 industrial water test method). A leaching test was performed by immersing for 30 hours and gently stirring every 30 minutes. As a result, none of the metals of lead, cadmium, chromium, arsenic, mercury, aluminum, silicon and manganese was detected. The body turned out to be safe for the human body.
In the following performance tests, tests were performed using the above ceramic spheres as an example, but the exemplification is for explanation, and the ceramic sphere of the present invention is not limited to this exemplification. .
3. Performance test of the oil / fat deterioration prevention device of the present invention
A. Oil and fat deterioration prevention device of the present invention (circulation type)
3000 g of the ceramic spheres described above were charged into the stainless steel oil / fat deterioration prevention device (circulation type) of the present invention, and this device was connected to an oil pipe of a food production plant (Atsuage production line), and 220 liters of rapeseed oil was supplied. The oil was measured for peroxide value, oxidation, viscosity and color over time at 180 ° C. Table 3 shows the measurement results.
From the above results, the acid value, viscosity at 25 ° C. (cST), and color (Gardner method) of the oil after treatment for 55.5 hours using the oil / fat deterioration prevention device (circulation type) of the present invention are as follows: The peroxide value (meq / Kg) was 55.5 hours when treated with the deterioration prevention device (circulation type) of the present invention, which is comparable to the value of oil and fat after 16.5 hours when the device is not used. Even after this, the peroxide value of the oil when not used was remarkably increased, while it was the same as the new oil. From this, it can be seen that the use time of oil was extended about three times by the oil and fat deterioration preventing device of the present invention.
It is clear from this decrease in peroxide value, acid value, viscosity and color value that the oil treated with the ceramic spheres of the present invention has been activated. In particular, the effect of suppressing the peroxide value of the oil when the ceramic spherical body of the present invention is used for a long time is remarkable.
In addition, by using the oil / fat deterioration prevention device (circulation type) of the present invention, not only was it possible to suppress oxidation of the oil during use, but also about 20 mm deposited on the fryer before use. The thickness of the oxide was reduced to about 3 to 5 mm in two days after use, and it was found that the ceramic spheres of the present invention were also effective in removing the deposited oxide.
Furthermore, it was found that the oil / fat deterioration prevention device of the present invention can also remove carbides stuck to equipment such as piping connecting the fryer and the filter and the inner wall of the filter. That is, immediately after installing the oil / fat deterioration prevention device of the present invention, the oil / fat carbides were closed about 1/3 on the inner wall of the pipe, but after about 1 month use, the carbides were almost completely removed. Carbide that had adhered to the inner wall of the filter, which was part of the equipment, was peeled off and the surface of the main body was partially exposed.
From the above results, it was confirmed that the use of the oil / fat deterioration prevention apparatus (circulation type) of the present invention was extremely effective in removing carbides in pipes and preventing generation of oxides.
B. Performance test of the device for preventing fat deterioration (circulation type) and the device for preventing fat deterioration (cage type) of the present invention using a fried flyer
In order to test the performance of the oil / fat deterioration preventive device (circulation type, cage type) of the present invention, fried food was used with an oil / fat using them and, as a control, with an oil / fat not using them (hereinafter, referred to as normal oil). Later, the following items were compared.
(1) Test content {a. Acid value, color, viscosity, degree of frying, oil exchange period
b. Oil temperature drop and recovery state after fried seeds
c. How fryer gets dirty, cleaning time, etc.
d. Deep fried shades, shading, fragrance, oil cuts
In case, the way of fire, texture, taste, etc.
Blind method by Neller)
In each case, a 40-liter fried fryer was used. Cleaning of the fryer was performed at the time of oil change, and soybean sizing oil was used as the oil.
The cage type fat / oil deterioration preventing device was filled with 700 g of a ceramic spherical body. 1800 g of ceramic spheres were used for the circulation type oil / fat deterioration prevention device.
Table 4 shows the possible use period of the oil, the operating time, and the type and number of the fried seeds.
Tables 5 and 6 show the change in temperature after the fryer was put into the fryer. Table 5 shows a comparison between the oil / fat deterioration preventing device (circulation type) and normal oil, and is an average of six times. The results are shown in a bar graph in FIG. The X axis represents the time from the start of the introduction of the fried seed in minutes, and the Y axis represents the oil temperature in degrees Celsius. Table 6 is a comparison of the oil / fat deterioration prevention devices (circulation type, cage type) (one data).
Table 7. Acid value, B.I. Color (Robobind method, 1 cm cell Y), C.I. Color (Robobind method, 1 cm cell R), D.I. The viscosity (25 ° C, cSt) is shown. In the table,-indicates that the test was not performed.
Table 8 shows the condition of fryer contamination and the condition of cleaning.
Table 9 shows the evaluation of the fried product by fried chicken tasting by 15 panelists. The fried chicken is a fried chicken on the second day using a circulation-type oil / fat deterioration prevention device and ordinary oil, and is an average value obtained by evaluating each item in a blind manner with five points being the highest.
result
The following was found from the above test.
As shown in Table 4, in the case of ordinary oil, the oil dirt began to adhere to the product severely in 3 days and oil stains occurred, and the test was terminated. ) And (cage type) oils were extended to 9 days and 7 days, respectively, and could be used without problems in the quality of fried products.
The temperature of the fryer using an oil / fat deterioration prevention device (circulation type) was lowered by 10 ° C from the specified value and compared with ordinary oil. However, there was no problem with the quality of the fried product. Was. The cage type oil / fat deterioration prevention device had the same tendency as the circulation type. It is considered that this is because, as can be seen from Tables 5 and 6, the fats and oils are activated by the fat and oil deterioration preventing device, and the temperature efficiency is increased. According to Tables 5 and 6, the temperature difference after 8 minutes with respect to the temperature at which the deep-fried seeds were put into the fryer was −3 to 5 ° C. when the ceramic spherical body of the present invention was used. While there is no temperature difference, when a normal oil is used, the temperature difference is -10 to 20C, and there is a difference of about -10C from the average value. As described above, it is considered that the use of the ceramic spherical body of the present invention improves the thermal conductivity, thereby speeding up the temperature recovery.
Also, when comparing the oil in the fryer using the circulation type device with the fryer using normal oil, the amount of oil in the fryer using normal oil increased. The height was the same as the flyer using the circulation type device, but when I tried the product at that time, when using normal oil, the texture was crisp as if the gravy came off .
In the case of a circulation type oil / fat deterioration prevention device, a filter was used in combination, but if stainless steel nets of 50 micron and 10 micron were used alternately, all floating dust was removed and it was not attached to the product. Did not. The oil was also transparent, and the heater was visible until the ninth day.
When discarding normal oil on the third day, the oil in the fryer using a circulation type device was also drained and stored, and the fryer was cleaned. But the fryer using the oil passed through the circulation type apparatus had no dirt attached below the oil level. Furthermore, when compared to the time when the frying was started, it was confirmed that the carbon area that was blackened near the heater and adhered hard, and the carbide that did not fall off even after rubbing started to be peeled off because the area of the background of the sensor rod increased. did it.
When the fryer was cleaned using a cage-type oil / fat deterioration prevention device when the test was completed, 7 days' worth of fried scum accumulated on the bottom, but it remained brown and did not carbonize black. Because it was not sticking to the fryer, it could be easily removed by just sprinkling water, and it was easy to clean down the oil surface.
The ceramic spheres for fat and oil treatment and the apparatus for preventing deterioration of fats and oils of the present invention have been described mainly for the treatment of edible oil. However, the fats and oils to be treated according to the present invention are not limited to edible fats and oils, and other mineral oils such as heavy oil It can be used for kerosene, light oil, gasoline and the like.
Effects of the present invention
According to the configuration of the present invention described above, the ceramic spherical body for fat and oil treatment of the present invention has the following effects.
By contacting the ceramic spherical body and the device for preventing deterioration of fats and oils of the present invention with the fats and oils to be treated, the fats and oils to be treated can be ionized and activated. It grew more than three times. In addition, in the circulation type oil / fat deterioration device, the oil is forcibly circulated, so that the frying cake is removed to the outside without carbonization, so that the time and labor spent for fryer cleaning is reduced, and productivity is improved. It can contribute to improving the working environment.
In addition, by treating with the ceramic spherical body and the oil / fat deterioration prevention device of the present invention, the treated oil / fat has a fine molecular group (cluster) of the oil / fat, and the viscosity of the oil / fat during use does not increase. Good oil drainage. For example, when used for thick frying, it could be processed into a product that fried quickly.
In addition, by using the oil / fat deterioration prevention device (circulation type, cage type) of the present invention, the thermal conductivity of the oil / fat is improved, so that it is possible to produce at a lower temperature than a normal temperature, and to reduce fuel consumption. In the case where the temperature range is a normal temperature range, the frying time can be shortened and the production efficiency can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows a perspective view of the oil / fat deterioration preventing device (circulation type) of the present invention.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the oil / fat deterioration prevention device (circulation type) of the present invention, taken along line AA.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view of the cartridge in the oil / fat deterioration prevention device (circulation type) of the present invention, taken along line AA.
FIG. 4 is a diagram showing an example of an installation layout of the oil / fat deterioration prevention device (circulation type) of the present invention.
FIG. 5 (a) is a plan view of the oil / fat deterioration preventing device (cage type) of the present invention.
FIG. 5B is a cross-sectional view of the oil / fat degradation prevention device (cage type) of the present invention, taken along line BB.
FIG. 5 (c) is a front view of the device for preventing deterioration of fats and oils (cage type) of the present invention.
FIG. 6A is a plan view showing an example of use of the oil / fat deterioration prevention device (cage type) of the present invention.
FIG. 6B is a cross-sectional view of a usage example of the oil / fat deterioration prevention device (cage type) of the present invention.
FIG. 7 is a schematic diagram comparing the progress of oxidation of fats and oils treated with the fat antioxidant of the present invention and untreated fats and oils.
FIG. 8 shows a far-infrared emissivity curve (solid line) of the ceramic spherical body of the present invention and a far-infrared radiation curve (dashed line) of a black body.
FIG. 9 is a graph comparing the oil temperature drop and the recovery state after the introduction of the fried seeds when the circulation type oil / fat deterioration preventing device of the present invention is used and when it is not used.
The reference numerals in the above drawings indicate the following.
1. Oil and fat deterioration prevention device (circulation type), 2. Lid, 4 ... Flange,
5 O-ring, 6 supply pipe, 7 supply port, 8 case,
81: Case outer wall, 82: Case inner wall, 9: Cartridge,
10: cartridge handling bar, 11: bottom of cartridge,
12 ... heat insulating material, 13 ... ceramic spherical body, 14 ... case bottom,
15: introduction port, 16: introduction pipe, 17: cartridge stopper,
18: flow path, 19: cartridge engaging member,
20: oil and fat deterioration prevention device (cage type), 21: cage,
22 ... long hole, 23 ... split pin or stop pin,
24 ... Flyer, 26 ... Heater
