WO2010073435A1 - 食用油又は工業用油の劣化防止方法と装置 - Google Patents

食用油又は工業用油の劣化防止方法と装置 Download PDF

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WO2010073435A1
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electromagnetic wave
edible oil
khz
treatment
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深町進平
小倉哲也
小嶋良種
舘祥光
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エスケーエイ株式会社
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    • C11ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11BPRODUCING, e.g. BY PRESSING RAW MATERIALS OR BY EXTRACTION FROM WASTE MATERIALS, REFINING OR PRESERVING FATS, FATTY SUBSTANCES, e.g. LANOLIN, FATTY OILS OR WAXES; ESSENTIAL OILS; PERFUMES
    • C11B3/00Refining fats or fatty oils
    • C11B3/005Refining fats or fatty oils by wave energy or electric current, e.g. electrodialysis
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A47FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47JKITCHEN EQUIPMENT; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; APPARATUS FOR MAKING BEVERAGES
    • A47J37/00Baking; Roasting; Grilling; Frying
    • A47J37/12Deep fat fryers, e.g. for frying fish or chips
    • A47J37/1271Accessories
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2400/00Products obtained by processes covered by groups C10G9/00 - C10G69/14
    • C10G2400/14White oil, eating oil

Definitions

  • the present invention relates to a method and apparatus for preventing deterioration of edible oil or industrial oil.
  • Edible oils are often used for cooking foods.
  • edible oil is susceptible to oxidative degradation, and various measures for preventing oxidative degradation have been taken.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-69476 discloses an edible oil oxidation preventing apparatus that can safely and effectively prevent oxidization of edible oil without exposing persons engaged in frying work to danger such as electric shock. Applying a direct current voltage of the cathode to the semiconductor part of the supply part that supplies a substance (obtained by adding a transition element or its oxide to a silicon oxide-containing compound) that supplies the edible oil with ions having a reducing element, A method for preventing edible oil from being oxidized by supplying ions having a reducing element to the edible oil is disclosed.
  • Japanese Patent Laid-Open No. 9-100489 discloses that an electron emission electrode encapsulated with electrically insulating glass or resin is inserted into edible oil in an oil tank for storage or storage, or into high-temperature oil of a frying processing fryer.
  • a method for preventing oxidation of edible oil by applying a high-voltage AC electrostatic potential generated from a high-voltage AC electrostatic potential generator of a high-voltage transformer to this electrode is disclosed.
  • a minus high potential generating device and a minus high potential generating terminal are connected by a minus high potential output line, and an oil face plate made of a conductive metal is used for the minus high potential generating terminal.
  • An insulator member is attached to the face plate, a negative high potential generating terminal is immersed in the filter or concentration tank connected to the fryer, and the area of the oil face plate of the negative high potential generating terminal is set according to the amount of oil in the fryer
  • JP-A-2005-279583 discloses a method for purifying edible oil, in which used edible oil is filtered using a filter medium containing pulverized granite porphyry containing amphibole.
  • Japanese Patent Laid-Open No. 2001-192694 discloses a new oil tank, a reduction tank, a filtration tank, and a negative electrostatic generator as a group.
  • the new oil tank stores new oil for replenishment, and the reduction tank is oxidized by use.
  • a method is disclosed in which old oil deteriorated by filtration is filtered and stored, and the acid value is reduced by irradiating it with a negative electrostatic force from a negative electrostatic generator at a high pressure of 8000 volts.
  • JP 2002-69476 A JP-A-9-1000048 JP 2008-289835 A JP 2005-279583 A JP 2001-192694 A
  • the present applicant has developed a technique that makes it easy to handle a fluid by applying modulated electromagnetic wave treatment to various fluids, and the technique is used in various fields.
  • the contents are disclosed in the patent publication of Japanese Patent No. 3247842 and the like.
  • the present applicants appropriately use the electromagnetic wave generator as a reduction type and an oxidation type as a modulated electromagnetic wave treatment device, so that it is appropriate for the difference in the properties of substances contained in the water to be treated. It has been found that deposits can be prevented from forming on the wall surface constituting the flow path through which the water to be treated flows, and patents such as Japanese Patent Nos. 4257747 and 4305855 have been obtained.
  • An object of the present invention is to establish a technique for preventing oxidative degradation of edible oil that exceeds conventional techniques by using an electromagnetic wave processing technique developed by the present applicants.
  • the above-described problems of the present invention are solved by the following solution means.
  • the invention according to claim 1 is based on an alternating current having a single frequency, an alternating current having a plurality of single frequencies having different frequencies, or an alternating current whose frequency changes in time within a frequency band of 4 kHz to 10 kHz. This is a method for preventing deterioration of edible oil by treating edible oil or industrial oil with electromagnetic waves.
  • a coil portion immersed in the oil and fat in the edible oil tank, an alternating current having a single frequency within the frequency band of 4 kHz to 10 kHz, and a plurality of single currents having different frequencies.
  • An apparatus for preventing deterioration of edible oil or industrial oil comprising an electromagnetic wave generator for supplying an alternating current having a frequency or an alternating current whose frequency changes with time.
  • a single frequency is applied within the frequency band of 4 kHz to 10 kHz of the present invention.
  • the treatment is performed using electromagnetic waves based on an alternating current, an alternating current having a plurality of single frequencies having different frequencies, or an alternating current whose frequency changes with time, it has an effect of improving the deterioration of edible oil or industrial oil.
  • Edible oil mainly consists of oleic-acid glycerol ester (triglyceride), and is represented by Formula (I).
  • RCOO- is an unsaturated fatty acid residue.
  • oil heated to a temperature above the boiling point of water comes into contact with the tempura garment that contains plenty of water, so the water immediately evaporates, most of which vaporizes and escapes into the air. It dissolves in the oil and hydrolyzes the oil (formula (1)).
  • diacylglyceride (II) and monoacylglyceride (IV), which is a hydrolysis product of diacylglyceride (II), are good surfactants, they are the causative substances of bubbles seen during the production of tempura. Moreover, it is thought that it contributes greatly also to a viscosity rise.
  • the AV value is the number of mg of KOH necessary for neutralizing free fatty acid (III) contained in 1 g of sample oil, and the value increases as hydrolysis proceeds.
  • the increase in AV value is suppressed by the electromagnetic wave treatment of the present invention, the water in the oil is removed before the reaction, and the decrease in the AV value is caused by the reduction (removal) of the water contained in the system. , (1), (2) and (3), the reverse reaction of hydrolysis, that is, re-esterification is occurring.
  • Hydroperoxide (VI) is relatively stable, but the peroxyl group (—OOH) is thermally unstable, so that it is converted into aldehyde, ketone, etc. by the subsequent reaction. Hydroperoxide (VI) oxidizes iodide iodide ion (I ⁇ ) according to the formula (5) to produce iodine I 2 .
  • RHC CHC (OOH) HCH 2 ⁇ + 2KI + H 2 O ⁇
  • RHC CHC (OH) HCH 2 ⁇ + I 2 + 2KOH (5)
  • the POV value is a value (mmol / mL) obtained by quantifying iodine I 2 produced in the reaction formula (5).
  • reaction formula (1) is a reversible reaction, if the water on the left side (reactant side) decreases, the reaction proceeds in the opposite direction of the arrow. That is, it is considered that both oleic acid and diacylglycerol are reduced.
  • Promoting the dispersion of water and oil can be estimated from the fact that water is easily removed from oil during tempura production by applying the electromagnetic field of the present invention during tempura production.
  • the generation of peroxide or oxide from edible oil is suppressed by subjecting the edible oil to electromagnetic wave treatment at a frequency estimated to give a negative zeta potential to the edible oil.
  • the present invention also provides an electromagnetic wave based on an alternating current having a single frequency, an alternating current having a plurality of single frequencies having different frequencies, or an alternating current whose frequency changes with time in a frequency band of 4 kHz to 10 kHz.
  • the edible oil is processed by the above, but when a certain range of frequencies (for example, around 100 Hz to 10,000 Hz shown in FIG. 8) is given without specifying the frequency of the AC electromagnetic wave irradiated to the edible oil, It is presumed that there is no improvement compared to the case of untreated because binding and repulsion between substances having negative zeta potential occur.
  • Tempura is manufactured by wrapping tempura with edible oil (160-180 ° C) heated to a temperature considerably higher than the boiling point of water.
  • the main component of the garment is water, which contains 80% or more of water.
  • the water contained in the clothes is heated to become water vapor, but since the outside is covered with an oil layer, most of the water vapor proceeds toward the cold tempura rather than piercing the oil layer and boiling, The tempura is heated and cooked by condensing by touching the cold part.
  • 1 g of water vapor condenses, it has enough thermal energy (latent heat of evaporation) to heat 1 g of water at 540 ° C. Therefore, assuming that the tempura raw material is 25 ° C., 1 g of water vapor produces 7 g or more of tempura. I can do it.
  • the amount of water contained in the clothes is slightly (a certain amount) more than about one-seventh of the tempura raw material. If the water content is higher than that, it will not be possible to make a garment, and if it is less, the tempura will not be heated sufficiently and the garment will be burnt easily. While the tempura is being cooked, some water vapor breaks through the oil layer and escapes, and is observed as water vapor bubbles generated constantly. When 1 g of water is heated to 180 ° C., it becomes about 1.5 L of water vapor. When the tempura raw material is heated to 100 ° C., the generated water vapor can no longer be used for cooking, and therefore, it comes out to the outside (oil layer) and the generation of water vapor bubbles becomes intense. On the other hand, when the amount of water in the garment decreases, heat transfer becomes worse and the generation of water vapor bubbles decreases. Tempura cooking professionals observe the changes in water vapor bubbles during tempura production to see how tempura is done.
  • Tempura garment generates water vapor when it comes into contact with oil heated to 180 ° C.
  • the fact that water is difficult to evaporate is well known, but as seen in the embodiment of the present invention, by applying an alternating magnetic field using the electromagnetic wave processing device of the present invention, the tempura garment is shaken, It is thought to help water evaporation.
  • foaming of the same degree as usual was produced at a temperature lower by 10 ° C. or more than usual (see Example 5). .
  • the tempura raw material is heated by the condensation of water vapor even if the foaming of water vapor of the same degree occurs at a temperature lower by 10 ° C. or more than usual by the electromagnetic wave treatment of the present invention. It should be cooked exactly the same as when making tempura. However, it is thought that there is a difference in that the temperature of the garment is kept about 10 ° C lower than the normal time, but since the amount of moisture in the garment has decreased, that is, since the foaming has started to decrease, As the temperature of the garment rises rapidly, the garment will be slightly burnt, so it will not affect the taste of the tempura product.
  • tempura can be produced at a temperature lower by 10 ° C. or more than usual by the electromagnetic wave treatment of the present invention and that the taste is not impaired.
  • Addition of oxygen in the air to the unsaturated bond contained in the edible oil molecule is one deterioration factor. First, it becomes a peroxide (measured as POV) and then a carbonyl compound (measured as CV). It is presumed that this will cause a burning odor.
  • the reaction rate doubles when the temperature rises by 10 ° C.
  • the rate of peroxide generation is expected to drop to half or less at a temperature lower by 10 ° C. or more.
  • the bubble is also playing the important role in the meaning which prevents an oxidation reaction.
  • the molecular degradation of one edible oil is presumed to occur as free fatty acid (measured as AV) and diacylglyceride by reaction (hydrolysis reaction) with water dissolved in the oil from clothing.
  • hydrolysis reaction hydrolysis reaction
  • the hydrolysis rate is expressed by the product of the rate constant and the solubility of water, when tempura can be produced at a temperature 10 ° C. lower than usual, the reaction rate constant and solubility are expected to be halved. It can be seen that the rate of hydrolysis is approximately one-fourth, the degradation of the edible oil molecules is suppressed, and the effect of the present invention is very large.
  • the electromagnetic wave treatment of the present invention during the production of tempura has an effect of preventing the adhesion of carbide to the portion of the cooking device wall where the edible oil comes into contact or the effect of removing the carbide (see Example 7).
  • edible oil is castor oil, tung oil, salad oil, soybean oil, coconut oil, coconut oil, rapeseed oil, corn oil, olive oil and other vegetable oils, lard, beef tallow, bone oil, fish oil, butter, whale oil, liver oil, Says animal oil such as camellia oil.
  • the electromagnetic wave treatment of the present invention can be applied to prevent deterioration of industrial oils such as lubricating oils and cutting oils in addition to edible oils.
  • industrial oils such as lubricating oils and cutting oils in addition to edible oils.
  • a part of the lubricating oil or cutting oil may oxidize and become tar and adhere to a pipe or the like, and may be peeled off.
  • the electromagnetic wave of the present invention is applied even when cutting oil is used, the tar-like material attached to the pipe or the like is easily peeled off, and the tar-like material does not adhere to the machine.
  • the deterioration of the edible oil or industrial oil does not proceed as compared with the case where the electromagnetic wave treatment of the present invention is not performed, so the life of the edible oil or industrial oil is reduced to other purification methods. It becomes longer compared.
  • the electromagnetic wave treatment of the present invention is energy saving as compared with the conventional edible oil purification treatment using a high voltage, and the work of preventing deterioration of edible oil or industrial oil can be performed relatively easily.
  • FIG. 1 (a) The top view (FIG. 1 (a)) of the coil part of the electromagnetic wave processing apparatus sealed in the fluororesin case of Example 1 and AA arrow sectional drawing (FIG. 1 (b)) of FIG. 1 (a). is there. It is a sectional side view (Drawing 2 (a)) and a top view (Drawing 2 (b)) which show signs that the fluororesin case of Drawing 1 is immersed in cooking oil of a deep oil tank, and electromagnetic waves processing is carried out. It is a sectional side view (Drawing 3 (a)) and a top view (Drawing 3 (b)) of an apparatus in case the electromagnetic wave processing apparatus of Example 1 is provided for cooking oil in a large-sized oil tank.
  • FIG. 10 is a perspective view (FIG. 10A) and a longitudinal sectional view (FIG. 10B) of an oscillation unit including a coil unit according to a second embodiment.
  • FIG. 12A A perspective view when the electric wire cable of the present invention is bundled in a ring shape (FIG. 12A) and a perspective view of a coil portion obtained by covering the entire ring-shaped cable with a fluorine resin (FIG. 12B) ).
  • FIG. 12B It is a graph which shows the change of AV value and POV value by the electromagnetic wave process of Example 2.
  • FIG. 14 (a) External view of stainless steel bellows tube incorporating the coil portion of Example 3
  • FIG. 14 (b) sectional view of an oil tank in which the bellows tube incorporating the coil portion is immersed in cooking oil.
  • FIG. 15 (a) which shows the coil part which arranged the spiral part of the electric wire cable of Example 4 in series on a flat plate, and the oil tank top view which shows the state which has arrange
  • 6 is a simplified side view of an apparatus used in an experiment of Example 5.
  • FIG. 10 is a perspective view of an apparatus used in an experiment of Example 5.
  • FIG. 6 is a relationship diagram between electromagnetic wave intensity and frequency by an electromagnetic wave generator used in the experiments of Examples 5 to 7. It is a graph which shows the density
  • FIG. 23A and 23B A photograph of a part of the fryer when the electromagnetic wave treatment of the present invention used in Example 7 was performed (FIGS. 23A and 23B) and a photograph of a part of the fryer when the electromagnetic wave treatment of the present invention was not performed (FIG. 23C).
  • white squeeze oil (manufactured by Meikatsu Yushi Kogyo Co., Ltd.), which is a kind of soybean oil, is used as an edible oil, and an alternating current having a single frequency within a range of 4 kHz to 10 kHz.
  • An electromagnetic wave generator that passes an alternating current having a plurality of single frequencies having different frequencies or an alternating current having a frequency that changes with time will be described.
  • FIG. 1 shows the inside of a case 4 made of fluororesin with two coil portions 2 and 2 formed by winding one electric wire cable 5 used in an embodiment of the present invention in a disk shape adjacent to each other on a plane. Shows the sealed configuration.
  • FIG. 1A is a plan view showing the internal structure of a case 4 made of a fluororesin before the two disk-shaped coil portions 2 and 2 are housed and sealed, and FIG. It is an AA arrow directional cross-sectional view of a).
  • the groove 4e for taking out the electric cable 5 of the case 4 communicates with the outside air.
  • the outer circumferences of the cylindrical portions 4c and 4c provided at the center of the two circular recesses 4b are sequentially
  • the electric wire cable 5 is wound in a disk shape to form the disk-shaped coil portions 2 and 2.
  • the method of winding this electric wire cable 5 is as follows.
  • the central portion of the electric cable 5 is put in a groove 4d that connects the central portions of the two circular recesses 4b and 4b, and is extended to both the circular recesses 4b and 4b along the groove 4d.
  • 4c and 4c are wound around the outer periphery of the cylindrical portions 4c and 4c through the cutout portions to form the disk-shaped coil portions 2 and 2, and finally the case via the groove 4e connecting the outer tangents of the disk-shaped coil portions 2 and 2.
  • Both ends of the electric wire cable 5 are taken out of the case 4 through a pipe 4f (FIG. 2A) provided in FIG.
  • a fluororesin case 4 is formed in which a fluororesin plate (not shown) is put on the two disc coil portions 2 and 2 so that the two disc coil portions 2 and 2 are housed and sealed.
  • the electromagnetic wave generator shown in FIG. 4 is connected to both ends of one electric wire cable 5 wound around the two disk-like coil portions 2 and 2 in the fluororesin case 4 shown in FIGS.
  • an alternating current having a plurality of single frequencies or a time-varying frequency is passed through the coil portions 2 and 2 through the electric wire cable 5, the electromagnetic wave is shown by a one-dot chain line in FIG.
  • a magnetic flux (s2) is formed on the edible oil, and the entire edible oil in the oil tank 6 is effectively subjected to electromagnetic wave treatment.
  • FIG. 3 shows an example of an apparatus in which the electromagnetic wave treatment technology of the present invention is applied to an oil tank 6 containing a large edible oil used in a food processing factory
  • FIG. 3 (a) is a side sectional view
  • 3 (b) is a plan view.
  • a large amount of edible oil is used by providing the circulation channel 8 outside the oil tank 6 and installing the coil portion 2 in the circulation channel 8.
  • electromagnetic wave treatment can always be performed.
  • the circulation channel 8 is provided with a heater 9 for heating the cooking oil to about 170 to 180 ° C.
  • ceramic powder for example, ceramic particles having a diameter of about 5 mm (“Ion Techno” manufactured by Furuya Institute of Technology) is placed in a case 4 made of fluorine resin containing the coil portion 2 shown in FIGS. If the pulverized product of the balls “) is arranged, the effect of preventing deterioration of the edible oil can be enhanced for unknown reasons.
  • the edible oil is irradiated with electromagnetic waves by supplying an alternating current having a single frequency, an alternating current having a plurality of single frequencies having different frequencies, or an alternating current whose frequency changes with time.
  • the frequency oscillated from the triangular wave or sawtooth wave oscillation circuit is subdivided by a voltage-frequency conversion circuit to obtain a voltage corresponding to each frequency.
  • the output from the voltage-frequency conversion circuit sets the electromagnetic wave intensity by the waveform shaping amplifier circuit, further amplifies the power to obtain an appropriate amount of power, and outputs it to the coil section 2 shown in FIGS.
  • the electromagnetic wave generator shown in FIG. 4 has an alternating current having a single frequency (for example, a main frequency having a peak value in a frequency band having a peak at 5,000, 6,000, 7,000 or 8,000 Hz). 6 or 18 to generate an electromagnetic wave having an output waveform of the type shown in FIGS. 6 and 18, which is shown in FIG.
  • the electromagnetic wave generator generates an electromagnetic wave having an output waveform of the type shown in FIG. 6, 7 or 18 by flowing an alternating current having a single frequency or an alternating current having a plurality of single frequencies having different frequencies. It is.
  • the electromagnetic wave generators shown in FIGS. 4 and 5 can have a zeta potential of (+) or ( ⁇ ) depending on the frequency of oscillation.
  • the electromagnetic wave intensity shown in FIG. 6 is obtained.
  • the example shown in FIG. 6 is an image diagram of the electromagnetic wave intensity with respect to the frequency, and shows a main frequency having a peak value in a frequency band of about 4,000 to 9,000 Hz with an electromagnetic wave intensity of 6 ⁇ 10 ⁇ 3 Gauss.
  • a plurality of single frequencies having different frequencies are set to 5,000, 6,000, 7 using an electromagnetic wave generator as shown in FIG. It is also possible to oscillate frequencies having peaks in the .000 and 8,000 Hz bands at a time.
  • the electromagnetic wave intensity means the intensity of the electromagnetic wave in the space, and the unit is [V / m] or [A / m]. Although the measurement method is selectively used according to the purpose of use, [A / m] is used in this embodiment (V is voltage, A is current, and m is length).
  • the strength of the electromagnetic wave is appropriately selected according to the amount of edible oil to be subjected to electromagnetic wave treatment.
  • the magnitude of the magnetic field at the place where the electromagnetic wave intensity sensor (not shown) is placed, which is proportional to the current flowing through the coil unit 2, is used as the intensity or intensity of the electromagnetic wave in this case.
  • the electromagnetic wave intensity changes in proportion to the value of current flowing through the coil 2.
  • P K ⁇ i 2 ⁇ t
  • P Electromagnetic radiation energy [W] to edible cooking oil
  • i Current flowing in the coil 2 [A]
  • t Irradiation time [seconds]
  • K Constant [H / m 3 ]
  • FIG. 8 shows the peak values of the electromagnetic wave intensity measured at each frequency and the water to be treated (variable in the frequency band of 10 Hz to 10 kHz using the electromagnetic wave generator having the circuit shown in FIG. 4 or FIG. 5).
  • change_quantity of the zeta potential of the potassium chloride aqueous solution containing a titanium oxide microparticle is shown.
  • the modulated electromagnetic field processing apparatus using the electromagnetic field generator shown in FIG. 5 is a frequency divider 31a, 31b for converting a signal from the OSC into a signal of an arbitrary frequency and a distributor 32a, 32b that divides the signal into two systems. , And electrically coupled to the R system generator 33a or the S system generator 33b, and then output to a coil section (not shown) by the power amplifiers 34a and 34b, respectively.
  • there are two systems with the same configuration as the signal flow for example, a system independent from the synchronous type by sending a signal from one distributor 32a to the waveform generators 33a and 33b (upper and lower stages in FIG. 5).
  • This apparatus intermittently sends a modulated electromagnetic field signal in which a sine wave is placed on a square wave in a coil part.
  • the electromagnetic wave treatment is preferably performed in a frequency band of about 4 kHz to 10 kHz, the amount of change in the zeta potential of the water to be treated changes greatly, and no electromagnetic wave treatment is performed (when not treated) or Compared with the amount of change in the zeta potential of the water to be treated that shows the peak value of the electromagnetic wave intensity in other frequency bands, the zeta potential shows a negative value.
  • the electromagnetic wave treatment of the edible oil of this embodiment is performed in the frequency band of about 4 kHz to 10 kHz, the oil and fat component contained in the edible oil is placed in a reducing atmosphere to generate a component that degrades the edible oil. It is thought that it is suppressing.
  • the zeta potential measurement procedure shown in FIG. 8 is as shown in the following (1) to (4).
  • Zeta potential measuring device electrophoretic light scattering photometer ELS-800 manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.
  • Sample, solute colloidal particles of titanium oxide (particle size 100 to 200 ⁇ m)
  • Solvent 10 mmol aqueous KCl solution Adjustment solution: pH 5.5 Temperature: 25 ° C
  • Modulated electromagnetic wave generator Using the electromagnetic wave generator shown in FIG. 4 or FIG. 5, the coil current is 1.0 ampere, for example, the peak value of the electromagnetic wave intensity shown in FIG. Generate electromagnetic waves or the like showing the relationship.
  • the coil part is moved from the electromagnetic wave generator 10 or the like. No. 2 was treated with a current of 1.0 ampere for 1 minute. Thereafter, the sample containing the particles in the beaker 24 was sent out from the outflow pipe 25 provided in the lower portion into the zeta potential measuring device 26 to measure the zeta potential.
  • the main frequency of the current passed through the coil was 0.5, 20, 40, 60, 80, ... and 120 kHz.
  • the sample containing the particles in the beaker 24 was sent out from the outflow pipe 25 provided in the lower part into the zeta potential measuring device 26 to measure the zeta potential.
  • FIG. 8 shows the relationship between the peak value of the electromagnetic wave intensity at each frequency obtained by the above method and the amount of change in zeta potential of the water to be treated.
  • the amount of change in zeta potential in FIG. It is the amount of change with respect to the zeta potential at the time of the treatment, and is an average value of 10 measurements.
  • the waveform whose frequency continuously changes with time is not limited to a square wave or a sawtooth wave, but may be another waveform such as a sine wave or a pulse wave.
  • the inventor presumes that the zeta potential of the edible oil becomes negative due to this electromagnetic wave treatment and the oxidative deterioration of the edible oil is prevented, but in all the following examples, the edible oil or lubricating oil is
  • the electromagnetic wave treatment was performed by irradiating the frequency based on the above alternating current.
  • Tables 1 and 2 show that 20 milliamperes of AC current flows from the electromagnetic wave generator of FIG. 4 to the coil part 2 using a fluorine resin case in which the coil part 2 shown in FIG. 1 is sealed in a tank containing 10 ml of white squeezed oil.
  • the edible oil is irradiated with a plurality of single frequencies of 4 kHz to 10 kHz or electromagnetic waves that change in frequency over time for 1 hour / 1 day, and the result of the colorimetric test of the resulting edible oil is shown.
  • AV acid value
  • POV peroxide value
  • the acid value (AV) in Table 1 and the peroxide value (POV) in Table 2 are zero for the new oil.
  • the waste oils shown in Tables 1 and 2 are oils heated at 170 to 180 ° C. for 1 hour.
  • the acid value (AV) can be visually judged as follows using a test paper for judging the degree of deterioration of heated oil and fat (sales source: J-Oil Mills, Inc.). 0 (blue); 0.5 (green-blue); 1.0 (blue-green); 2.0 (green); 3.0 (yellow-green); 4.0 (yellow)
  • the peroxide value (POV) can be visually determined as follows using a POV test paper (manufactured by Shibata Kagaku Co., Ltd.). 0 (pink); 10 (dark pink); 30-50 (pink close to purple)
  • FIG. 10 (a) and a vertical cross-sectional view of FIG. 10 (b) are stored in a tank containing 10 ml of “Soybean oil-rich salad oil” (trade name) manufactured by Ajinomoto Co., Inc.
  • a 20 milliampere alternating current is caused to flow from the electromagnetic wave generator shown in FIG. 4 to the coil part 2 by immersing the coil part 2 shown in FIG. 4, and the electromagnetic wave based on an alternating current whose frequency changes with time within a frequency band of 4 kHz to 10 kHz is 170.
  • the cooking oil heated to 0 ° C. was treated for 2 weeks.
  • FIG. 13 (a) and FIG. 13 (b) The results of the colorimetric test of the resulting edible oil using AV and POV test paper are shown numerically in FIG. 13 (a) and FIG. 13 (b), respectively.
  • the AV value can be maintained at about 1.0 to 1.5
  • the POV value can be maintained at about 5 to 15. From these values, the exchange time of edible oil used in the case of producing tempura for commercial use could be extended about three times.
  • the electromagnetic wave treatment makes the water and oil potentials equal, and the dispersion of water and oil is promoted, so that the tempura production oil can be used during tempura production. It is estimated that water will be removed.
  • edge portions 11b and 11b are attached to both ends of the cylinder 11a, and the outer periphery of the cylinder 11a and two edge portions.
  • one long fluororesin-coated electric wire cable 5 is wound into a spiral shape a dozen times and bundled into a ring shape as a whole to form a coil portion 2. Except for both ends of the cable 5, the ring-shaped coil portion 2 obtained by covering the entire ring-shaped object with a fluorine resin 17 as shown in the perspective view of FIG. Then, a method of connecting the both ends of the electric wire cable 5 to the electromagnetic wave generator 10 and irradiating the cooking oil with electromagnetic waves (sometimes referred to as “oil watcher treatment”) can be used.
  • FIG. 14A shows an external view of a stainless steel bellows tube 12 having a coil portion (not shown) used in an embodiment of the electromagnetic wave processing apparatus of the present invention.
  • the bellows tube 12 provided with a coil portion therein is manufactured as follows.
  • a flexible cable (not shown) having a diameter smaller than the inner diameter of the bellows tube 12 is wound around an outer periphery of a flexible cable (covered wire) 5 so as to form a double coil, and the tip is closed.
  • the bellows tube 12 having the coil portion inside is obtained. Since the ends of the double electric cable 5 are outside, each end is connected to the terminals of both poles of the electromagnetic wave generator 10.
  • the bellows tube 12 incorporating the coil portion is immersed in an edible oil 7 in an oil tank (flyer) 6 shown in a sectional view.
  • the stainless steel bellows tube 12 can be disposed from the side wall surface to the vicinity of the bottom wall surface along the tank inner wall. Further, the distal end of the bellows tube 12 is closed, and the opening on the base side of the bellows tube 12 is disposed considerably above the liquid level of the oil tank 6, so that the electric cable 5 is not likely to be damaged by high-temperature oil. Further, since the bellows tube 12 is made of stainless steel, there is no possibility of being damaged even if it is immersed in high temperature oil for a long time. With the above configuration, electromagnetic waves are irradiated into the oil layer in the oil tank 6 from a coil portion (not shown) in the bellows tube 12.
  • the electromagnetic wave processing apparatus having the configuration shown in FIG. 14 has durability without being damaged because the electric cable 5 in the hot edible oil 7 of the oil tank 6 is protected by the stainless bellows tube 12. good.
  • the edible oil 7 is irradiated with electromagnetic waves from the coil part 2 provided on the flat plate 14 arranged outside the side wall of the oil tank 6 without immersing the coil part 2 in the edible oil 7 in the oil tank 6. It is a configuration.
  • a single wire cable 5 is wound in a plurality of times in a parallel manner and the spiral portions 5a are arranged in series on a flat plate 14 such as a printed circuit board. Fix with polyimide resin.
  • the flat plate 14 is disposed so as to face the opposite side wall surfaces of the oil tank, and the electrode cable 5 of the electromagnetic wave generator 10 is provided at each end of the electric cable 5.
  • a configuration may be adopted in which the electromagnetic wave processing apparatus is connected. In this case, as shown in the plan view of the oil tank in FIG.
  • the edible oil 7 in the oil tank 6 is irradiated with electromagnetic waves from the coil part 2 made of each spiral part 5a of the electric wire cable 5 outside the oil tank side wall.
  • the electromagnetic wave processing apparatus having the configuration shown in FIG. 15 has good durability and can be used for a long time because the hot edible oil 7 in the oil tank 6 and the coil portion 2 do not directly contact each other.
  • an alternating current of 20 milliamperes is passed through the coil unit 2 from the electromagnetic wave generator of FIG. 4 when white squeezed oil is used as the edible oil 7.
  • the result of the colorimetric test of the edible oil obtained by irradiating the edible oil with a plurality of single frequencies or electromagnetic waves whose frequencies change with time so that the potential becomes negative is 1 hour / 1 day. It was the same.
  • bellows tube type coil portion shown in FIG. 14 and the flat plate type coil portion 2 shown in FIG. 15 may be combined.
  • the oil obtained by emulsifying water was put into an oil container 18 made of glass of FIG. 16 and having a height of about 5 cm, and the oil was put in a copper block 20 wound with a coil 19 made of copper wire of FIG.
  • a copper block 20 containing an oil container 18 is placed on an iron plate 21 placed on a gas range (not shown), an aromal-chromel thermocouple 22 is set in the oil container 18, and the thermocouple hole 20a of the copper block 20 is placed in the thermocouple hole 20a.
  • a mercury thermometer (not shown) was attached, the electromagnetic wave processing device (electromagnetic wave generator 10) was turned on (or turned off), and heated in a gas range.
  • the electromotive force of the thermocouple 22 due to the temperature rise of the edible oil in the oil container 18 was recorded with a recorder and converted into temperature.
  • Table 3 shows the results when the watcher treatment ") was performed at 180 ° C and 170 ° C.
  • the deep-fried bird that is finished in a dark blue color at 180 ° C has a solid texture
  • the electromagnetic wave treatment of the present invention (“oil watcher treatment”) at 170 ° C, which is 10 ° C lower. If you do it, there is a crispy texture of the fried chicken that has the same scarlet finish.
  • the electromagnetic wave treatment (“oil watcher treatment”) of the present invention was performed at 180 ° C., the cooking temperature was too high, and the fried chicken became black carbide.
  • Table 4 shows the results of measuring the change in the polar compound (TPM) value with testo265 (manufactured by Edenki) when white squeezed oil manufactured by J Oil Mills Co., Ltd. was subjected to the electromagnetic wave treatment of this example.
  • Table 5 shows.
  • the graphs in Table 4 and FIG. 19 show that the white squeezed from a 20 liter can into the tank during the production of 400 liters of tempura without white electromagnetic wave treatment (“oil watch process”) according to the present invention. Changes in polar compounds in white squeezed oil were examined while adding oil.
  • the concentration of polar compound (TPM) increases as the number of working days increases even when new oil is added.
  • the graphs of Table 5 and FIG. 20 show a period of time for the first three days in the oil tank during the production of 400 liters of white squeezed tempura when the electromagnetic wave treatment of the present invention (“oil watcher treatment”) is not performed.
  • Changes in polar compounds in white squeezed oil when white squeezed oil was added appropriately from a 20 liter can, followed by electromagnetic wave treatment ("oil watcher treatment") of the present invention Changes in polar compounds in white squeezed oil were examined while adding white squeezed oil as appropriate from a 20 liter can into an oil tank during tempura production.
  • Table 4 and FIG. 19 suggest that if no fresh edible oil is added, the TPM value will increase significantly.
  • the addition of oxygen in the air to the unsaturated bond contained in the edible oil molecule is one deterioration factor.
  • it becomes a peroxide (measured as POV), and then a carbonyl compound (CV).
  • Tempura can be produced at a temperature 10 ° C. lower than usual by the oil watcher process, and cooking oil as shown in FIG. It is presumed that the oxidation of the tempura can be suppressed, and the deliciousness of the tempura is not impaired.
  • the edible oils used in the experiments of Examples 6 and 7 were “soybean oil-rich salad oil” (trade name) manufactured by Ajinomoto Co., Inc. as edible oil.
  • As the diacylglyceride “Econa” (trade name) manufactured by Kao Corporation was used.
  • sample bottle 28 was in contact with the wall of the beaker, it was noticed that the transpiration effect was increased, and a confirmation experiment was conducted.
  • Four sample bottles 28 containing edible oil emulsified with 100 mg of water were prepared and placed in a beaker 30 containing silicon oil heated to 120 ° C. for 30 minutes as shown in FIG.
  • sample 1 shown in FIG. 22 (a) and sample 2 shown in FIG. 22 (b) are put in a brass tube 29 wound with a coil (not shown) as shown in FIG.
  • a watcher process was performed, and Sample 2 was suspended from the top as not to perform an oil watcher process.
  • the sample 3 shown in FIG. 22 (c) and the sample 4 shown in FIG. 22 (d) are in the state where the brass tube 29 is not used, so the sample 3 is suspended and only the sample 4 is placed on the bottom of the beaker 30. .
  • Table 7 The results obtained are summarized in Table 7.
  • Table 7 shows that when the sample bottle 28 is in contact with the bottom wall of the beaker 30, the transpiration effect of water is increased compared to when the sample bottle 28 is suspended. It was confirmed that the amount of water evaporation increased by 10% to 30% due to the effect of the oil watcher process when lowered. Thus, it is suggested that the electromagnetic wave treatment of the present invention helps the boiling of moisture in the edible oil.
  • FIG. 23C As shown in a photograph of a part of the fryer used for about one year in FIG. 23C, dirt presumed to be made of carbide is fixed to the wall surface of the heating member.
  • Fig. 23 (b) and Fig. 23 (a) show photographs of the same parts of the fryer used for the production of tempura at 170 ° C for 1 month and 2 months, respectively, with oil watch processing. Show. In this way, when the oil watcher process is performed at the time of tempura production, the fryer will become dirty after one month, and the deposit on the fryer wall can be removed by simple cleaning after two months so that the metal surface appears. became.
  • “Sunoco Motor Oil OW-2” (trademark of Nippon San Oil Co., Ltd.) used as a paraffinic motor oil is obtained by repeatedly treating the oil containing the removal target obtained from crude oil before refining with clay. Manufactured. The object to be removed contained in the oil contains a lot of acidic substances including sulfur and nitrogen, and the refining process work to make the motor oil “Sunocomotor oil OW-2” is a heavy burden.
  • a 300 ml beaker 150 ml of oil containing the object to be removed is put, and 1 wt% or 5 wt% of clay with a density of 0.9 is added and heated at 110 to 120 ° C. for 20 minutes with stirring.
  • the heated resin-containing oil containing the object to be removed is subjected to an oil watch treatment for 20 minutes with an arbitrary charge on a fluororesin-coated electric wire cable wound around the wall of a beaker, and then white clay is put into the oil and stirred.
  • the white clay used was model SA1 manufactured by Nippon Active White Clay.
  • the TPM value in the white squeezed oil untreated with the oil watcher was 24.0.
  • the untreated white squeezed oil is heated to 100 ° C., oxidization (+) type output 5 watt OW treatment is performed for 10 minutes, OW treatment is stopped, 2 wt% of white clay is added, and stirring is performed for 15 minutes. And take a sample.
  • the OW process is performed by setting the process of (3) to an output of 15 watts.
  • the OW process is performed with the output of (4) set to an output of 15 watts.
  • the OW process is performed by setting the process of (5) to an output of 15 watts.
  • oxidative deterioration can be prevented while using edible oil or industrial lubricant, and it is highly likely that it will contribute significantly to resource saving.
  • the electromagnetic wave processing technology of the invention may be applicable.

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Abstract

【課題】電磁波処理技術を食用油又は工業用油に適用して、食用油又は工業用油の劣化防止方法と装置を確立することである。 【解決手段】タンク6内の食用油7に浸漬した円筒11aの外周と2つの縁取部11b,11bの間にできるリング状の溝に弗素樹脂被覆電線ケーブル5を巻き付けてコイル部2を有する発振ユニット16とし、これに電磁波発生器10に中継ユニット13を介して接続する。コイル部2に4kHz~10kHzの周波数帯域内で、単一周波数を持つ交流電流、互いに周波数の異なる複数の単一周波数を持つ交流電流又は時間的に周波数が変化する交流電流により電磁波を食用油に与えて食用油の劣化を防止する。

Description

食用油又は工業用油の劣化防止方法と装置
 本発明は、食用油又は工業用油の劣化防止方法と装置に関する。
 食用油は食品の加熱調理用に従来からよく使用されている。しかし、食用油は酸化劣化し易く、酸化劣化の防止対策が種々講じられている。 
 例えば、特開2002-69476号公報には、揚げ作業に従事する者を感電等の危険にさらすことなく、安全かつ効果的に食用油の酸化を防止することができる食用油酸化防止装置として、食用油に還元要素を持ったイオンを供給する物質(酸化珪素含有化合物に遷移元素またはその酸化物を添加して得られる)を供給する供給部の半導体部に陰極の直流電圧を印加して、食用油に還元要素を持ったイオンを供給することで食用油の酸化を防止する方法が開示されている。
 また、特開平9-100489号公報には、電気絶縁ガラス又は樹脂で包接した電子放射電極を貯蔵保管する油タンク内の食用油中に又は揚げもの加工フライヤーの高温油中に挿入するなどして、この電極に高圧トランスの高圧交流静電位発生装置から発生する高圧交流静電位を印加し、食用油の酸化防止を行う方法が開示されている。
 さらに、特開2008-289835号公報には、マイナス高電位発生装置とマイナス高電位発生端子をマイナス高電位出力線で接続し、マイナス高電位発生端子に導電性金属からなる油面板を用い、油面板に絶縁体部材を取り付け、フライヤーに接続する濾過器又は集中タンクの内部にマイナス高電位発生端子を浸漬設置し、マイナス高電位発生端子の油面板の面積を、フライヤーの油量に応じて設定することにより、食用油の酸化抑制効果及び熱劣化抑制効果の優れたフライヤーの食用油酸化抑制装置とすることができると記載されている。
 また、特開2005-279583号公報には、使用済み食用油を、角閃石を含有する花こう斑岩の粉砕物を含む濾過材用いて濾過する食用油の浄化方法が開示されている。
 さらに特開2001-192694号公報には、新油槽と還元槽と濾過槽及びマイナス静電子発生装置を一グループとし、新油槽には補充用の新油を蓄え、還元槽には使用により酸化して劣化した古油を濾過して蓄え、これにマイナス静電子発生装置から8000ボルトの高圧でマイナス静電子を照射して酸価を還元する方法が開示されている。
特開2002-69476号公報 特開平9-100489号公報 特開2008-289835号公報 特開2005-279583号公報 特開2001-192694号公報
 上記特許文献記載の発明は、特許文献3記載の発明を除いて熱エネルギーや高電位の電気エネルギーが必要である。更に油は絶縁性であるために広範囲な還元電位が得られず、接触還元反応が主体であるため、油の酸化劣化を抑えるのが精一杯であり廃油の交換リサイクルが若干延長される程度である。
 本出願人は各種流体に変調電磁波処理を施すことにより、その後の流体の扱いが容易になる技術を開発し、その技術は各種分野に使用されている。その内容は特許第3247942号の特許公報などに開示されている。
 前記特許権が得られた発明の出願後、本出願人らは変調電磁波処理装置として、電磁波発生器を還元型と酸化型として使い分けることで、被処理水中に含まれる物質の性質の違いに適切に対応でき、被処理水が流れる流路を構成する壁面への付着物形成を防止できることを見出し、特許第4257747号、特許第4305855号などの特許を取得している。
 こうして、上記したように変調電磁波処理を各種被処理水に対して施すことで、主に被処理水が流れる流路内壁に付着物を堆積させないで、長期間流路が閉塞しない状態に保つことができるようになったが、本出願人らの開発した変調電磁波処理技術を食用油の酸化劣化防止に適用したことがなかった。
 本発明の課題は、本出願人らの開発した電磁波処理技術を用いて、従来技術を越える食用油の酸化劣化防止技術を確立することである。
 本発明の上記課題は、次の解決手段により解決される。 
 請求項1記載の発明は、4kHz~10kHzの周波数帯域内で、単一周波数を持つ交流電流、互いに周波数の異なる複数の単一周波数を持つ交流電流又は時間的に周波数が変化する交流電流に基づく電磁波により食用油又は工業用油を処理をする食用油の劣化防止方法である。
 請求項2記載の発明は、食用油タンク内の油脂に浸漬するコイル部と、該コイル部に4kHz~10kHzの周波数帯域内で、単一周波数を持つ交流電流、互いに周波数の異なる複数の単一周波数を持つ交流電流又は時間的に周波数が変化する交流電流を流す電磁波発生器とを備えた食用油又は工業用油の劣化防止装置である。
(作用)
 食用油又は工業用油に対して本発明の電磁波処理をしない(以下、単に「未処理」ということがある)場合に比べて、本発明の4kHz~10kHzの周波数帯域内で、単一周波数を持つ交流電流、互いに周波数の異なる複数の単一周波数を持つ交流電流又は時間的に周波数が変化する交流電流に基づく電磁波により処理をする場合には食用油又は工業用油の劣化改善効果を有する。
 本発明の電磁波処理を天ぷら製造時の食用油に適用した際、以下の効果があることが分かった。 
1)食用油の使用量が削減する。 
2)天ぷら(揚げ物)が美味しくなる。 
3)食用油の使用温度を5~10℃低下させる。 
4)食用油のAV価が1.0~1.5に維持できる。 
5)食用油の粘度上昇を抑制する。 
6)食用油の油臭さと油煙を減少させる。 
7)水と油の分散を促進させる。 
8)天ぷらの衣への食用油の吸い込みを抑制する。 
9)油槽への炭化物等の付着を抑制する。 
10)食用油の変色を抑制する。 
11)食用油の泡立ちを抑制する。 
12)食用油のTPM価の減少ないしは上昇を抑制する。
 上述の効果の中で4)~6)および10)~12)は化学的効果であると考えられ、残りの1)、3)および7)~9)は物理的効果であると考えられる。ここで2)に関しては、他の項目の内いずれか一つでも効果が示されれば、当然の帰結として味が良くなるものとみなされるので、上記化学的効果と物理的効果に付随する二次的効果である。
1.化学効果について
 食用油は主としてオレイン酸グリセリンエステル(トリグリセリド)からなり
(I)式で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
 なお、RCOO-は不飽和脂肪酸残基である。また天ぷら製造に際して、水の沸点以上の温度に加熱された油は、水をたっぷり含んだ天ぷらの衣に接触するため直ちに水が蒸気化し、大部分は気化して空中に逃げ出すが、一部は油中に溶け込み油を加水分解する((1)式)。
 なお、ここでは、便宜上1位のエステルが加水分解したとしているが、2及び2’位の加水分解も生じる。また、(2)式および(3)式の加水分解も同時に進行する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
 生成したジアシルグリセリド(II)およびジアシルグリセリド(II)の加水分解生成物であるモノアシルグリセリド(IV)は良好な界面活性剤であるため、天ぷら製造時に見られる泡の原因物質である。また、粘度上昇にも大きく寄与するものと考えられる。
 なお、AV値は1gの試料油中に含まれる遊離脂肪酸(III)を中和するのに必要なKOHのmg数であり、加水分解が進むほど値が増加する。
 従って、本発明の電磁波処理により、AV値の上昇抑制があるとすれば、油中の水を反応以前に除去する事、また、AV値の低下は系に含まれる水の減少(除去)によって、(1)、(2)式および(3)式の加水分解の逆反応、すなわち再エステル化が起こっている事を示唆している。
 また、食用油(I)中のRCOO-は不飽和脂肪酸基であり、二重結合(-C=C-)を持っている。これは比較的容易に酸素O2と反応し、ハイドロパーオキサイド(VI)を生成する(式(4))。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
 ハイドロパーオキサイド(VI)は比較的安定であるが、パーオキシル基(-OOH)は熱的に不安定なため、後続反応によってアルデヒド、ケトンなどに変化する。ハイドロパーオキサイド(VI)は沃化物の沃素イオン(I- )を(5)式に従って、酸化して沃素I2を生じる。
    RHC=CHC(OOH)HCH2-+2KI+HO → 
      RHC=CHC(OH)HCH2-+I2+2KOH   (5)
 POV値は反応式(5)で生成した沃素I2を定量して求めた値(mmol/mL)である。
2.物理効果について
 前述の分類で、 
1)食用油の使用量が削減する。 
3)食用油の使用温度を5~10℃低下させる。 
8)天ぷらの衣への食用油の吸い込みを抑制する。 
9)油槽への炭化物等の付着を抑制する。 
の諸項を物理効果としたが、そこに共通した一つのイメージとして、界面活性物質の存在が浮かび上がる。
 加熱した食用油が天ぷら原料、なかでも衣に接触すると、それに含まれている水により、化合物(I)の加水分解が起り(反応式(1))、オレイン酸とジアシルグリセリンを生成するが、両者とも優れた界面活性剤である。言葉通り、油と水の間には殆んど親和性がないが、界面活性剤が存在すると両者の親和性が増し、水を主成分とした衣の中にも油が浸み込み易くなる。その結果、油の使用量が増加することになる。炭化物の表面は疎水性であり、水の多い衣には付着し難いが、界面活性剤があれば親水性を増し、衣に付着し易くなる。従って、上記物理効果 
1)食用油の使用量が削減する。 
8)天ぷらの衣への食用油の吸い込みを抑制する。 
9)油槽への炭化物等の付着を抑制する。 
はオレイン酸とジアシルグリセリドの減少を示唆している。反応式(1)は可逆反応なので、左辺(反応物側)の水が減少すれば、反応は矢印の逆方向に進む事になる。即ち、オレイン酸とジアシルグリセリンの両方が減少することが考えられる。
 上記「4)食用油のAV価が1.0~1.5に維持できる。」については、以下の実施例に記載した通りの実験結果が得られているが、これは天ぷら製造中に本発明の電磁場を加えることで、天ぷら製造時に油から水が除去される事を示唆している。
 また、上記「7)水と油の分散を促進させる。」についても、天ぷら製造中に本発明の電磁場を加えることで、天ぷら製造時に油から水が除去され易くなる事から推定できる。
 食用油に対して本発明の電磁波処理をしない(「未処理」)場合に比べて周波数(4kHz~10kHz)範囲で本発明で規定する電磁波処理をする場合には前記1)~9)の効果、即ち食用油の劣化改善効果を有することが判明した。
 これは後述するように図8に示す酸化チタンのコロイド粒子を含む水を用いて測定した水にマイナスのゼータ電位を与える周波数(4kHz~10kHz)で電磁波処理をする場合に対応しており、上記周波数(4kHz~10kHz)で本発明で規定する電磁波処理をすることで天ぷら製造時の食用油に対してもマイナスのゼータ電位を与えているものと推定される。
 これは、図8に示す酸化チタンのコロイド粒子を含む水を用いて測定した水にプラスのゼータ電位を与える周波数(1kHz以下又は10kHzを超える周波数)により本発明で規定する電磁波処理をする場合には前記1)~9)の効果、即ち食用油の劣化改善効果が無かったこととも整合性がある。
 本発明によれば、食用油にマイナスのゼータ電位を与えるものと推定される周波数で食用油を電磁波処理をすることで、食用油からの過酸化物又は酸化物の生成などを抑制しているものと推定される。また、本発明は、4kHz~10kHzの周波数帯域内で、単一の周波数を持つ交流電流、互いに周波数の異なる複数の単一周波数を持つ交流電流又は時間的に周波数が変化する交流電流に基づく電磁波により食用油を処理をするが、食用油に照射する交流電磁波の周波数を特定せずに、ある範囲の周波数(例えば、図8に示す100Hz~10,000Hz付近)を与えた場合には、プラスとマイナスのゼータ電位となっている物質相互間の結合と反発が生じるために未処理の場合に比べて改善されないものと推定される。
 本発明の以下の述べる実施例では天ぷら製造時に食用油に前記特定の周波数が変化する交流電流に基づく電磁波を印加させた例を示し、その際の電磁波の印加効果を調べた。
 天ぷらは水の沸点より相当高温に加熱した食用油(160~180℃)によって、天ぷら材を衣で包んで投入して製造される。衣の主成分は水であり、80%以上の水を含む。また、衣に含まれた水は加熱されて水蒸気になるが、外部を油層で覆われているので、大部分の水蒸気は油層を押し破って沸騰するよりも、冷たい天ぷら材に向かって進み、冷部に触れて凝縮することにより天ぷら材を加熱、クックする。この際、1gの水蒸気が凝縮すると1gの水を540℃加熱するに足る熱エネルギー(蒸発潜熱)を持つので、天ぷら原料が25℃であると仮定すると、1gの水蒸気によって7g以上の天ぷらを製造することが出来る。
 従って、衣に含まれる水は天ぷら原料の約7分の1よりも、少し(一定量)多い目が最適と考えられる。もし水の含有量がそれより多い場合にはカラリとした衣ができず、少ない場合には天ぷらが十分に加熱され難く、衣が焦げやすくなる。天ぷらがクックされている間、一部の水蒸気が油層を突き破って逃散し、定常的に発生する水蒸気の泡として観察される。なお、1gの水が180℃に加熱されると、約1.5Lの水蒸気になる。天ぷら原料が100℃まで加熱されると発生した水蒸気は最早クッキングに使用され得ないため、外部(油層)に出て、水蒸気泡の発生が激しくなる。一方、衣の水が少なくなると、熱伝達が悪くなり、水蒸気泡の発生が少なくなる。天ぷら調理のプロは、天ぷら製造時のこの水蒸気泡の変化を観察して天ぷらの出来具合を見ている。
 天ぷらの衣は180℃に加熱された油に接触すると水蒸気を発生する。水が蒸発し難い事実はよく知られているが、本発明の実施例で見られたように、本発明の電磁波処理装置を用いて交番磁場を印加する事により、天ぷらの衣が揺すられ、水の蒸発を助けるものと考えられる。泡立ちの具合によって天ぷらの進行を判断するのため、本発明の電磁波処理を行った場合、通常より10℃以上低い温度で、通常と同じ程度の泡立ちを生じることが分かった(実施例5参照)。
 ここで、注意すべきは、本発明の電磁波処理により、通常より10℃以上低い温度で同じ程度の水蒸気の泡立ちを生じても、天ぷら原料は水蒸気が凝縮する事で加熱されるため、、通常の天ぷら製造時と全く同じように料理されるはずである。ただ、通常時に比べて、衣の温度は約10℃低く保たれる点に違いがあると考えられるが、衣内の水分量が少なくなってから、即ち、泡立ちが少なくなり始めた時から衣の温度が急上昇し、衣に僅かな焦げ目を付ける事になるので、殆どできあがった天ぷら製品の味に影響を与えない。
 このように、本発明の電磁波処理により通常より10℃以上低い温度で天ぷらを製造でき、しかも美味しさを損なわないことが、油劣化の観点から大変重要である。空気中の酸素が食用油分子中に含まれる不飽和結合に付加する事が一つの劣化要因で、まず最初、過酸化物(POVとして測定されるもの)になり、次いでカルボニル化合物(CVとして測定されるもの)に変わって、油焼け臭の原因になるものと推定されている。
 一般に、化学反応では温度が10℃上がると反応速度が倍増するが、結果として、過酸化物生成の速度も、10℃以上低い温度では半分以下に落ちることが期待される。なお、天ぷら製造中に泡を出すことにより空気が油に溶け込むことを防ぐので、酸化反応を防ぐ意味で泡も重要な役割を果たしていると考えられる。
 さらに一つの食用油の分子の劣化は、衣から油に溶け出した水との反応(加水分解反応)で、遊離脂肪酸(AVとして測定されるもの)とジアシルグリセリドになって起こると推定されるが、加水分解速度は速度常数と水の溶解度の積で表されるため、通常より10℃低い温度で天ぷら製造が可能になると、反応速度常数と溶解度はともに半減することが期待されるので、加水分解の速さはほぼ4分の1になり、食用油の分子の劣化が抑制されることになり、本発明の効果が非常に大きいことが分かる。
 また、天ぷら製造時に本発明の電磁波処理により水の蒸発効果があることが分かった。水の蒸発効果があるため、天ぷら製造時の食用油層表面の温度を上げることができ、そのため前記本発明の電磁波処理により通常より10℃以上低い温度で、美味しさを損なわない天ぷらを製造できることに影響を及ぼしているものと考えられる。
 さらに、天ぷら製造時に本発明の電磁波処理により、調理装置の壁面における食用油が接触する部分への炭化物の付着防止効果、又は炭化物の剥離効果があることが判明した(実施例7参照)。
 なお、本発明では食用油とは、ひまし油、桐油、サラダ油、大豆油、椿油、ヤシ油、菜種油、コーン油、オリーブオイル等の植物油、ラード、牛脂、骨油、魚油、バター、鯨油、肝油、鮫油などの動物油を言う。
 また、食用油の他に潤滑油又は切削油などの工業用油の劣化防止にも本発明の電磁波処理は適用できる。潤滑油又は切削油を用いて機械の運転中に、潤滑油又は切削油の一部が酸化してタール状となってパイプなどに付着して剥離出来なることがあるが、このような潤滑油又は切削油を使用中にも本発明の電磁波を印加すると容易にパイプなどに付着したタール状物が剥離し、またタール状物が機械に付着しなくなる。
 請求項1、2記載の発明によれば、食用油又は工業用油の劣化が本発明の電磁波処理を施さない場合に比べて進まないので食用油又は工業用油の寿命が他の浄化方法に比較して長くなる。また、本発明の電磁波処理は高電圧を用いる従来の食用油浄化処理に比較して、省エネルギーであり、食用油又は工業用油の劣化防止作業も比較的容易に行うことができる。
実施例1の弗素樹脂ケース内に密封した電磁波処理装置のコイル部の平面図(図1(a))と図1(a)のA-A線矢視断面図(図1(b))である。 図1の弗素樹脂ケースを深い油タンクの食用油中に浸漬して電磁波処理をしている様子を示す側断面図(図2(a))と平面図(図2(b))である。 実施例1の電磁波処理装置を大型の油タンク内の食用油に提供する場合の装置の側断面図(図3(a))と平面図(図3(b))である。 本発明の電磁波発生器の回路図である。 本発明の電磁波発生器の回路図である。 図4の電磁波発生器による電磁波強度と周波数との関係図である。 図5の電磁波発生器による電磁波強度と周波数との関係図である。 図4または図5の電磁波発生器を用いる塩化カリウム水溶液中の酸化チタン微粒子の基準値(未電磁波処理水中の酸化チタン微粒子のゼータ電位=ゼロ)との差異と周波数との関係を示す図である。 ゼータ電位測定方法の説明図である。 実施例2のコイル部を備えた発振ユニットの斜視図(図10(a))と縦断面図(図10(b))である。 図10のコイル部を用いる電磁波処理装置の構成図である。 本発明の電線ケーブルをリング状に束ねた場合の斜視図(図12(a))と該リング状のケーブルを全体を弗素樹脂により被覆して得られるコイル部の斜視図(図12(b))である。 実施例2の電磁波処理によりAV値とPOV値の変化を示すグラフである。 実施例3のコイル部を内蔵するステンレス製の蛇腹管の外観図(図14(a))と、コイル部を内蔵した蛇腹管を食用油に浸漬した油タンクの断面図(図14(b))である。 実施例4の電線ケーブルの渦巻き部分を平板上に直列配置したコイル部を示す側面図(図15(a))と油タンク側壁の外側にコイル部を配置した状態を示す油タンク平面図(図15(b))である。 実施例5の実験に使用した装置の簡略側面図である。 実施例5の実験に使用した装置の斜視図である。 実施例5~7の実験に使用した電磁波発生器による電磁波強度と周波数との関係図である。 実施例5で比較のために用いた本発明の電磁波処理をしない場合の食用油中の極性化合物の濃度変化を示すグラフである。 実施例5で用いた本発明の電磁波処理をした場合の食用油中の極性化合物の濃度変化を示すグラフである。 実施例6で用いた本発明の電磁波処理をするための装置の斜視図である。 実施例6で用いた本発明の電磁波処理をした場合としない場合の食用油中の水の蒸蒸散効果を調べるための装置を説明する図である。 実施例7で用いた本発明の電磁波処理をした場合のフライヤーの一部の写真(図23(a)、図23(b))と本発明の電磁波処理をしない場合のフライヤーの一部の写真(図23(c))である。
 本発明の実施の形態について図面とともに説明する。 
 本実施例は食用油として大豆油の一種である白絞(しらしめ)油(明糖油脂工業(株)製)を用いて、4kHz~10kHzの範囲内で、単一の周波数を持つ交流電流、互いに周波数の異なる複数の単一周波数持つ交流電流又は時間的に変化する周波数からなる交流電流を流す電磁波発生器を用いて食用油を電磁波処理する方法について説明する。
 図1には本発明の一実施例で使用する1本の電線ケーブル5を円盤状に巻き付けて構成した2つのコイル部2,2を平面上に隣接配置して弗素樹脂製のケース4の内部に密封した構成を示す。図1(a)は2つの円盤状コイル部2,2を内部に収納して密封する前の弗素樹脂製のケース4の内部構造を示す平面図であり、図1(b)は図1(a)のA-A線矢視断面図である。ケース4の電線ケーブル5を取り出す溝4eは外気に通じている。
 弗素樹脂製のケース4の2つの円形凹部4b,4bに2つの円盤状コイル部2,2を配置するために、2つの円形凹部4bの中心部に設けた円筒部4c,4cの外周から順次電線ケーブル5を円盤状に巻き付けて、円盤状コイル部2,2を形成する。この電線ケーブル5を巻き付ける方法は次の通りである。
 まず、2つの円形凹部4b,4bの中心部を結ぶ溝4dに電線ケーブル5の中央部を入れておき、これを溝4dに沿って両方の円形凹部4b,4bにまで伸ばして、各円筒部4c,4cの切欠部を通して円筒部4c,4cの外周に巻き付けて円盤状コイル部2,2を形成し、最後に円盤状コイル部2,2の外周の接線を結ぶ溝4eを経由してケース4に設けたパイプ4f(図2(a))を介してケース4の外部に電線ケーブル5の両端を取り出す。そして図示しない弗素樹脂製のプレートを2つの円盤状コイル部2,2の上に被せて2つの円盤状コイル部2,2を内部に収納して密封した弗素樹脂製のケース4とする。
 図2(a)と図2(b)は図1に示す2つの円盤状コイル部2,2を内部に収納して密封した弗素樹脂製のケース4を食用油タンク6の食用油7内に浸漬させた場合の食用油タンク側断面図と平面図をそれぞれ示す。
 この図1と図2に示す弗素樹脂製のケース4内の2つの円盤状コイル部2,2に巻き付けられた1本の電線ケーブル5の両端をケース4の外部から図4に示す電磁波発生器に接続し、該電線ケーブル5を介して複数の単一の周波数又は時間的に変化する周波数を持つ交流電流をコイル部2,2に流すと電磁波は図2(a)の一点鎖線に示すように磁束(s2)が形成され、油タンク6内の食用油全体が効果的に電磁波処理される。
 図2(a)の円盤状に巻き付けて2つのコイル部2,2を平面上に隣接配置した構成は比較的深い油タンク6内の食用油に対してまんべんなく磁束(s2)が形成されるようにしたものである。
 また、図3には、食品加工工場などで使用する大型の食用油を収納した油タンク6に本発明の電磁波処理技術を適用した装置例を示し、図3(a)は側断面図、図3(b)は平面図である。この場合は多量の食用油が使用されるので、油タンク6の外部に循環流路8を設け、該循環流路8にコイル部2を設置することで大量の食用油を使用中であっても、常時電磁波処理を行うことができる。さらに図3(b)の油タンク6内の食用油の表面をステンレス製の簀の子で覆い、簀の子上に電線ケーブル5をコイルリングとして配置することが望ましい。また循環流路8にコイル部2を設置すると同時に油タンク6内で食用油が滞留している箇所があると、そこに図示していないが弗素樹脂製のケース内に収納したコイル部を浸漬させてもよく、なお、循環流路8には食用油を約170から180℃に加熱するためのヒータ9を設けている。
 また図1~図3のコイル部2を収納した弗素樹脂製のケース4内にコイル部2の他にセラミック粉(例えば約5mm径のセラミック粒子((有)古谷技術研究所製の「イオンテクノボール」)の粉砕物)を配置しておくと、理由は不明であるが食用油の劣化防止効果を高めることができる。
 図4に示す電磁波発生器から、単一の周波数を持つ交流電流、互いに周波数の異なる複数の単一周波数を持つ交流電流又は時間的に周波数が変化する交流電流を流して食用油に電磁波を照射する。図4に示す電磁波発生器において、三角波又はのこぎり波の発振回路から発振する周波数を電圧-周波数変換回路により前記周波数を細分化し、各周波数に対応した電圧を得る。該電圧-周波数変換回路からの出力を波形整形増幅回路で電磁波強度を設定し、さらに電力を増幅させて適切な大きさの電力を得て図1~図3に示すコイル部2に出力する。
 ここで図4に示す電磁波発生器は単一の周波数を持つ交流電流(例えば、5,000、6,000、7,000又はび8,000Hzにピークを持つ周波数帯にピーク値を有する主要周波数のいずれか一つの主要周波数を持つ交流電流)又は時間的に周波数が変化する交流電流を流して図6、図18に示すタイプの出力波形を有する電磁波を発生させるものであり、図5に示す電磁波発生器は単一の周波数を持つ交流電流又は互いに周波数の異なる複数の単一周波数を持つ交流電流を流して図6、図7又は図18に示すタイプの出力波形を有する電磁波を発生させるものである。 
 また図4と図5に示す電磁波発生器は共に発振する周波数に応じてゼータ電位が(+)にも、(-)にもなり得る。
 すなわち、図4に示す電磁波発生器から発生する電流を、例えば400msサイクル(任意可変可能)で順次周波数を変えてコイル部2に流すと、例えば図6に示す電磁波強度が得られる。図6に示す例は、周波数に対する電磁波強度のイメージ図であり、6×10-3ガウスの電磁波強度で約4,000~9,000Hzの周波数帯にピーク値を有する主要周波数を示す場合である。
 また図5電磁波発生器を用いて、例えば図7に示すように食用油にマイナスのゼータ電位を与えるように、互いに周波数の異なる複数の単一の周波数としては5,000、6,000、7,000及び8,000Hz帯域にピークを持つ周波数を一度に発振する構成とすることもできる。
 なお、電磁波強度とは空間における電磁波の強さを意味し、単位は[V/m]又は[A/m]である。測定方法は使用目的により使い分けるが、本実施例では[A/m]を用いる(Vは電圧、Aは電流、mは長さ)。また電磁波の強さは電磁波処理する食用油の量に応じて適宜選択する。コイル部2に流す電流に比例し、図示しない電磁波強度センサーを置いた所での磁界の大きさをこの場合の電磁波の強さ又は強度としている。
 また、前記電磁波強度はコイル2に流す電流値に比例してその大きさが変化する。 
  P=K×i2×t
  P:被処理食用油への電磁波照射エネルギー[W]
  i:コイル2に流れる電流[A]
  t:照射時間[秒]
  K:定数[H/m3
 なお、図8は、図4又は図5に示す回路を有する電磁波発生器を用いて10Hz~10kHzの周波数帯域で周波数を種々変えて、測定した各周波数の電磁波強度のピーク値と被処理水(酸化チタン微粒子を含む塩化カリウム水溶液)のゼータ電位の変化量の関係を示す。
 なお、図5に示す電磁場発生器を用いる変調電磁場処理装置は、OSCからの信号を任意の周波数の信号に変換するための分周器31a、31bと2系統へ信号を分ける分配器32a、32bを通し、R系統ゼネレータ33a又はS系統ゼネレータ33bに電気的に掛け合わせた後、それぞれ電力増幅器34a、34bによりコイル部(図示せず)に出力する。この時、信号の流れとして同一構成で2系統を持ち、例えば一つの分配器32aからの信号を波形ゼネレータ33a、33bに送ることによる同期型とそれぞれ独立した系統(図5の上段と下段)で信号をそれぞれ波形ゼネレータ33a、33bに送る非同期型を選択可能である。この装置は、コイル部に方形波にサイン波を乗せた変調電磁場信号を間欠的に流すものである。 
 図8に示すように電磁波処理を好ましくは約4kHz~10kHz付近の周波数帯域で行った場合の被処理水のゼータ電位の変化量が大きく変化し、電磁波処理を行わない場合(未処理時)又は他の周波数帯域に電磁波強度のピーク値を示す被処理水のゼータ電位の変化量に比べて大きく低下してゼータ電位がマイナスの値を示している。
 本実施例の食用油の電磁波処理は、上記約4kHz~10kHz付近の周波数帯域で行うので、食用油中に含まれる油脂成分が還元性雰囲気に置かれて、食用油を劣化させる成分の生成を抑制しているものと考えられる。
 なお、図8に示すゼータ電位の測定手順は以下の(1)~(4)に示す通りである。 
(1)ゼータ電位測定装置:大塚電子(株)製の電気泳動光散乱光度計ELS-800
(2)試料、溶質:酸化チタンのコロイド粒子(粒径100~200μm)
    溶媒:10mモルのKCl水溶液
    調整液:pH5.5
    温度:25℃
(3)変調電磁波発生器
 図4又は図5に示す電磁波発生器を用いてコイル電流を1.0アンペアで、例えば図8に示す電磁波強度のピーク値と被処理水のゼータ電位の変化量の関係を示す電磁波等を発生させる。
(4)図9に示すようにコイル部2(コイルを20回巻き付けた塩化ビニル配管)の内部空間に前記粒子を含む試料を入れたビーカー24を挿入した後、電磁波発生器10などからコイル部2に1.0アンペアの電流を1分間流して処理をした。その後、ビーカー24内の粒子を含む試料を低部に設けた流出管25からゼータ電位測定装置26内に送り出してゼータ電位を測定した。 
 コイルに流す電流の主要周波数は、0.5,20,40,60,80,・・・及び120kHzで行った。また、電磁波発生器10などによる電磁波処理をしない場合にも、ビーカー24内の粒子を含む試料を低部に設けた流出管25からゼータ電位測定装置26内に送り出してゼータ電位を測定した。
 上記方法で得られた各周波数の電磁波強度のピーク値と被処理水のゼータ電位の変化量の関係を図8に示すが、図8のゼータ電位の変化量は電磁波処理を行わない場合(未処理時)のゼータ電位に対する変化量であり、10回の測定値の平均値である。 
 また、図4に示す電磁波発生器では連続的に周波数が時間的に変化する波形は方形波又はのこぎり波に限らず、サイン波、パルス波などの他の波形であってもよい。
 本発明者はこの電磁波処理により食用油のゼータ電位がマイナスになり食用油の酸化劣化が防止が行われていると推定しているが、以下の全ての実施例では、食用油又は潤滑油に上記した交流電流に基づく周波数を照射して電磁波処理を行った。
 表1、表2には10ミリリットルの白絞油を収納したタンクに図1に示すコイル部2を密封した弗素樹脂ケースを用いて図4の電磁波発生器からコイル部2に20ミリアンペアの交流電流を流し、4kHz~10kHzからなる複数の単一周波数又は時間の経過と共に周波数が変る電磁波を食用油に1時間/1日だけ照射させて、得られた食用油の比色試験の結果を示す。
 なお、比色試験には油脂の酸化の程度を表す酸価(AV)と過酸化物価(POV)を用いた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 上記表1の酸価(AV)と表2の過酸化物価(POV)は新油ではゼロである。また表1,2に示す廃油は170~180℃で1時間加熱した後の油である。 
 酸価(AV)はAVチェック加熱油脂劣化度判定用試験紙(販売元:(株)J-オイルミルズ)により次のように目視判定できる。 
 0(青);0.5(緑青);1.0(青緑);2.0(緑);3.0(黄緑);4.0(黄色)
 また 過酸化物価(POV)はPOV試験紙(柴田科学(株)製)を用いて次のように目視判定できる。 
 0(ピンク);10(濃いピンク);30-50(紫に近いピンク)
 表1に示す結果から、10ミリリットルの味の素株式会社製の「大豆油たっぷりサラダ油」(商標名))を収納したタンクに図10(a)の斜視図と図10(b)の縦断面図に示すコイル部2を浸漬して図4の電磁波発生器からコイル部2に20ミリアンペアの交流電流を流し、4kHz~10kHzの周波数帯域内で、時間的に周波数が変化する交流電流に基づく電磁波により170℃に加熱した食用油を2週間にわたり処理をした。得られた食用油のAVとPOVの試験紙による比色試験の結果を図13(a)と図13(b)にそれぞれ数値で表して示す。図13に示すようにAV値が約1.0~1.5とPOV値が約5~15に維持できることが分かった。これらの値から、営業用に天ぷら製造する場合などで使用する食用油の交換時期を約3倍伸ばすことができた。
 このように、本実施例の電磁波処理で食用油の劣化が2週間以上にわたり、ほとんど見られなかった。また、食用油のAV価が1.0~1.5に維持できることから、上記電磁波処理により水と油の電位が等しくなり、水と油の分散が促進されて天ぷら製造中に天ぷら製造油から水が除去されるものと推定される。
 ここで、図10と図12に示す本実施例のコイル部の説明をする。 
(a)図10(a)の斜視図と図10(b)の縦断面図に示すように、円筒11aの両端に縁取部11b,11bを取付て、該円筒11aの外周と2つの縁取部11b,11bの間にできるリング状の溝に弗素樹脂被覆電線ケーブル5を巻き付けて、図11に示すように電磁波発生器10に中継ユニット13を介して接続したコイル部2を有する発振ユニット16とし、該発振ユニット16を食用油槽内に浸漬した構成。
(b)図12(a)の斜視図に示すように、一本の長い弗素樹脂被覆電線ケーブル5を十数回渦巻き状に巻き付けて、全体としてリング状として束ねてコイル部2とし、該電線ケーブル5の両端を除き、このリング状物全体を図12(b)の斜視図に示すように弗素樹脂17により被覆して得られるリング状コイル部2を食用油中に適宜の形でセットして、該電線ケーブル5の両端を電磁波発生器10に接続して電磁波を食用油に照射する方法(「オイルウオッチャー処理」ということがある)を用いることができる。
 実施例1のコイル部2を密封した弗素樹脂ケース4は高温の食用油7中に長期間浸漬していると弗素樹脂が膨張して樹脂ケース4のコイル部2を密封した部分に油が侵入することがある。そこで本実施例では弗素樹脂ケース4に代えてステンレス製の管内にコイル部を配置する構成を用いた。
 図14(a)には本発明の電磁波処理装置の一実施例で使用するコイル部(図示せず)を内部に有するステンレス製の蛇腹管12の外観図を示す。内部にコイル部を設けた蛇腹管12は次のようにして作製する。 
 蛇腹管12の内径より小さな径を有する柔軟性のあるロッド(図示せず)の外周に中間部を折り曲げた電線ケーブル(被覆電線)5を2重コイルとなるように巻き付け、これを先端を閉じた蛇腹管12の基部側の開口部から蛇腹管12の内部に挿入し、ロッドを抜き取ると、コイル部を内部に有する蛇腹管12が得られる。2重の電線ケーブル5の端部が外部にあるので、それぞれの端部を電磁波発生器10の両極の端子に接続する。
 上記コイル部を内蔵した蛇腹管12を図14(b)に示すように断面図で示す油タンク(フライヤー)6内の食用油7に浸漬する。ステンレス製の蛇腹管12は油タンク6の形状がどうであっても、タンク内壁に沿って側壁面から底壁面の近傍に配置できる。また蛇腹管12の先端は閉じており、また蛇腹管12の基部側の開口部は油タンク6の液面よりかなり上方に配置するので電線ケーブル5が高温の油で損傷されるおそれがない。また蛇腹管12がステンレス製であるため長期間高温の油中に浸漬していても損傷されるおそれがない。 
 上記構成で蛇腹管12内の図示しないコイル部から油タンク6内の油層内に電磁波は照射される。
 このように図14に示す構成から成る電磁波処理装置は、油タンク6の高温の食用油7内にある電線ケーブル5はステンレス製の蛇腹管12で保護されているので損傷することなく耐久性が良い。
 本実施例は、油タンク6内の食用油7にコイル部2を浸漬することなく油タンク6の側壁の外側に配置した平板14に設けられたコイル部2から電磁波を食用油7に照射する構成である。
 図15(a)のコイル部2の側面図に示すように、一本の電線ケーブル5を並列状に複数回渦巻き状に巻いて渦巻き部分5aを直列配置してプリント基板などの平板14上にポリイミド樹脂で固定する。この平板14を図15(b)の油タンク6の平面図に示すように油タンクの対向する側壁面に向かい合うように配置して電線ケーブル5の各端部に電磁波発生器10の電極ケーブル5を接続して電磁波処理装置とする構成を採用しても良い。この場合は図15(b)の油タンク平面図に示すように油タンク6内の食用油7に油タンク側壁外側の電線ケーブル5の各渦巻き部分5aでできたコイル部2から電磁波は照射される。 
 図15に示す構成から成る電磁波処理装置は、油タンク6の高温の食用油7とコイル部2が直接接触することがないので耐久性が良く長期間使用できる。
 前記図14と図15に示す構成からなる電磁波処理装置を用いて、食用油7として白絞油を用いた場合の図4の電磁波発生器からコイル部2に20ミリアンペアの交流電流を流し、ゼータ電位がマイナスになるように複数の単一周波数又は時間の経過と共に周波数が変る電磁波を食用油に1時間/1日だけ照射させて、得られた食用油の比色試験の結果は実施例1と同様であった。
 また、前記図14に示す蛇腹管式のコイル部と図15に示す平板式のコイル部2を組み合わせた構成にしても良い。
「昇温下における含水油の温度測定 -磁場印加の影響―」
 以下のような実験を行い、昇温下における含水油の温度測定と本電磁波処理装置(電磁波発生器10)による磁場印加の影響を調べた。また、本実施例以下の実施例では図18に示す周波数と強度を有する電磁波を照射に使用した。
 図16のガラスからなる高さ約5cmの油容器18に水を乳化した油を入れ、図17の銅線からなるコイル19を巻いた銅ブロック20に収めた。ガスレンジ(図示せず)に載せた鉄板21上に油容器18を収めた銅ブロック20を置き、油容器18にアロメル・クロメル熱電対22をセットし、銅ブロック20の熱電対孔20aには図示しない水銀温度計を装着し、本電磁波処理装置(電磁波発生器10)をオンにして(またはオフのまま)、ガスレンジで加熱した。油容器18内の食用油の昇温による熱電対22の起電力をレコーダーで記録し、温度に換算した。
 実験室で用いる加熱装置の大部分は抵抗線への導電に頼っており、特に温度調節が容易な加熱装置は抵抗線を用いている。しかし図17に示す装置ではコイル19に微少電流を流して生じる誘導磁場の効果を調べるのが目的のため、電気抵抗による加熱は行わなかった。
 本発明の電磁波処理により、天ぷら製造時の食用油がスムーズな沸騰が10℃以上低い温度で始まる現象が生じることを以下の実験により確かめた。
 株式会社Jオイルミルズ製のなたね油「キャノーラ(商標名)」を用いて鳥の唐揚を行った場合の本発明の電磁波処理をしていない場合(未処理)、本発明の電磁波処理(「オイルウオッチャー処理」)を180℃と170℃でした場合の結果を表3に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 未処理の場合は180℃で狐色に仕上がる鳥の唐揚げは、ベタっとした食感があるのに対して、10℃低い170℃で本発明の電磁波処理(「オイルウオッチャー処理」)をした場合には、同じ狐色に仕上がる鳥の唐揚げカリっとした食感がある。一方、本発明の電磁波処理(「オイルウオッチャー処理」)を180℃でした場合には調理温度が高すぎるために唐揚げは黒色の炭化物となった。
 一般に、化学反応では温度が10℃上がると反応速度が倍増するが、結果として、食用油の過酸化物生成の速度も、10℃以上低い温度では半分以下に落ちることが期待される。なお、天ぷら製造中に泡を出すことにより空気が油に溶け込むことを防ぐので、酸化反応を防ぐ意味で泡も重要な役割を果たしていると考えられる。
 このように株式会社Jオイルミルズ製の白絞油に本実施例の電磁波処理を行った場合の極性化合物(TPM)値の変化をtesto265((有)イーデンキ製)で測定した結果を表4、表5に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
 表4と図19のグラフには本発明の電磁波処理(「オイルウオッチャー処理」)をしない場合の白絞油400リットルの天ぷら製造中のタンク内に対して20リットル入りの缶から適宜白絞油を追加しながら、白絞油中の極性化合物の変化を調べた。
 表4と図19のグラフから明らかなように新規油を追加しても稼働日数が増えると極性化合物(TPM)の濃度が高くなって行くの分かる。
 また、表5と図20のグラフには最初の3日間は本発明の電磁波処理(「オイルウオッチャー処理」)をしない場合の白絞油400リットルの天ぷら製造中の油タンク内に対して一時期20リットル入りの缶から適宜白絞油を追加した場合の白絞油中の極性化合物の変化と、続いて本発明の電磁波処理(「オイルウオッチャー処理」)をしながら白絞油400リットルの天ぷら製造中の油タンク内に20リットル入りの缶から適宜白絞油を追加しながら白絞油中の極性化合物の変化を調べた。表4と図19から明らかなように、本発明の電磁波処理(「オイルウオッチャー処理」)をしない場合には、新鮮な食用油を調理に用い、その食用油には頻繁に新規油を追加する必要がある。表4と図19からは、もし新鮮な食用油を追加しないならTPM値が大きく上がることが示唆されている。
 一方、表5と図20には最初の3日間はオイルウオッチャー処理をしない場合の前記白絞油400リットルの天ぷら製造中のタンク内に対して2缶分の新鮮な白絞油を加えてもTPM値が小さくならないけれど、引き続き、天ぷら製造中に本発明の電磁波処理(「オイルウオッチャー処理」)をすると5日間経過しても20リットル入りの缶から適宜白絞油を追加しなくても、TPM値が上がることが無かった。このデータ採取時にはその後、鳥の唐揚げ製造を行ったためTPM値が上昇する傾向を示した。なお、鳥の唐揚げは比較的劣化の進んだ食用油を用いるが、これは鳥の唐揚げ製造中に天かすが増え、その滓から酸化物などの極性化合物が多量に生成することが知られている。
 オイルウオッチャー処理により、天ぷらの衣が揺すられ、水の蒸発を助けるものと考えられ、泡立ちの具合によって天ぷらの進行を判断することから、オイルウオッチャー処理を行った場合、通常より10℃以上低い温度で、通常と同じ程度の泡立ちを生じる。
 また、空気中の酸素が食用油分子中に含まれる不飽和結合に付加する事が一つの劣化要因で、まず最初、過酸化物(POVとして測定されるもの)になり、次いでカルボニル化合物(CVとして測定されるもの)に変わって、油焼け臭の原因になるものとされているので、オイルウオッチャー処理により通常より10℃以上低い温度で天ぷらを製造でき、図13に示すように食用油の酸化を抑えることができるものと推定され、しかも天ぷらの美味しさを損なうことがないという効果が得られた。
 「含水油からの水の蒸散に及ぼす磁場印加の影響」
 上記実施例5の「昇温下における含水油の温度測定」の実験において、本発明の電磁波処理(「オイルウオッチャー処理」)により水の沸騰が定常的になる事実を見出したことから、この現象は本電磁波処理による印加交番変動磁場が水の沸騰を助けていると考えられる。そこで、容量20mLのガラス製試薬瓶2本に9.9mLの食用油と0.1mLの水を入れ、ボルテックスと超音波により乳化させ、それぞれの重量を精秤した。 
 なお、本実施例6、実施例7の実験に用いた食用油は全て味の素株式会社製の「大豆油たっぷりサラダ油」(商標名)を食用油として使用した。またジアシルグリセリドとしては花王株式会社製の「エコナ」(商標名)を使用した。
 容量500mLのビーカーにシリコン油を入れ、ガスレンジの上に置いた鉄板上に載せて加熱し、120℃になるよう炎を調節した。一本の試料瓶は図示しないビーカー中のシリコン油の中に浸るように細い銅線で吊り下げた。残りの一本の試料瓶28は図21の弗素樹脂で被覆した銅線からなる電線ケーブル5を巻いた真鍮管29に収めて本発明の電磁波処理(「オイルウオッチャー処理」)をし、同様にしてビーカー内に吊り下げた。この状態で30分間加熱し、試料瓶28を引き上げた。
 室温になるまで放冷し、瓶28の外壁を丁寧に拭き取って、精秤した。表6に観測された減量(g)をまとめた。食用油は実質的に不揮発性なので、見られた減量は水の蒸散による。なお、食用油に水を加えないで同じ条件で加熱しても、減量を生じない事を確かめた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
 なお、表6中の「OW」は本発明のオイルウオッチャー処理を表す。 
 食用油に10%ジアシルグリセリド、10%オレイン酸、5%ジアシルグリセリド及び5%オレイン酸を混合したものについても、同様の実験を行った。減量結果は表6に示した。食用油は実質的に不揮発性なので、見られた減量は水の蒸散による。
 なお、食用油混合物に水を加えないで同じ条件で加熱しても、減量が生じない事を確認した。合計13回行った実験の全てにおいて、交番変動磁場の印加によって水の蒸発量が無印加に比べて130-300%になり、顕著に増加する事が明らかになった。
 ここで、試料瓶28がビーカーの壁に接触していると蒸散効果を増加させるらしい事に気付き、確認実験を行った。100mgの水を乳化した食用油を入れた4本の試料瓶28を用意し、120℃に30分間加熱したシリコン油を入れたビーカー30に図22に示すように配置した。図22において、図22(a)に示すサンプル1と図22(b)に示すサンプル2は図21に示すようなコイル(図示せず)巻きした真鍮管29の中に入れ、サンプル1はオイルウオッチャー処理を実行し、サンプル2はオイルウオッチャー処理を実行しないこととして、いずれも上部から吊下げた。図22(c)に示すサンプル3と図22(d)に示すサンプル4は真鍮管29を用いない状態ので試料瓶28で、サンプル3は吊下げ、サンプル4だけをビーカー30の底に置いた。得られた結果を表7にまとめた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
 表7から試料瓶28がビーカー30の底壁に接触している場合は試料瓶28を吊り下げている場合に比較して水の蒸散効果を増加させることが分かったが、試料瓶28を吊り下げた場合のオイルウオッチャー処理を実行した効果で水の蒸発量が1割~3割程度増加していることを確認できた。 
 このように本発明の電磁波処理により食用油内の水分の沸騰を助けていることが示唆される。
 天ぷら製造時にオイルウオッチャー処理により、調理装置(フライヤー)の壁面における食用油が接触する部分への炭化物の付着防止効果、又は炭化物の剥離効果があることが判明した。
 図23(c)に約1年間使用したフライヤーの一部の写真を示すように、加熱部材の壁面に炭化物からなると推定される汚れが固着している。しかし図23(b)と図23(a)に天ぷらの製造をオイルウオッチャー処理を行いながら170℃でそれぞれ1ヶ月間及び2ヶ月間、天ぷらの製造に使用したフライヤーの同一部材部分の写真を示す。 
 このように天ぷら製造時にオイルウオッチャー処理を行うと、1ヶ月後にはフライヤーの汚れが取れはじめ、2ヶ月後にはフライヤーの壁面の付着物が、簡単な清掃で剥離でき、金属表面が現れるようになった。
 パラフィン系のモータオイルとして使用される「スノコモータオイルOW-2」(日本サン石油(株)の商標)は、精製前の原油から得られる除去対象物を含むオイルを繰り返し白土処理をすることで製造される。上記オイルに含まれる除去対象物は硫黄や窒素を含む酸性物質を多く含み、「スノコモータオイルOW-2」なるモータオイルとするための精製処理作業が大きな負担になっている。
 この「スノコモータオイルOW-2」(日本サン石油(株)の商標)を製造するための原料である除去対象物を含むオイルに対する図4又は図5による電磁波発生器によるオイルウオッチャー処理効果の有無を検討するために、以下のような手順で実験を行った。
 300mlのビーカーに上記除去対象物を含むオイルを150ml入れて、密度0.9の白土を1wt%又は5wt%投入して攪拌しながら110~120℃で20分間加熱する。この加熱状態の除去対象物含有オイルに対してビーカーの壁面に11回巻いた弗素樹脂被覆電線ケーブルを任意の電荷で20分オイルウオッチャー処理をした後、オイル中に白土を投入し、攪拌する。 
 なお、白土は日本活性白土(株)製の型式SA1を使用した。
(a)4kHz~10kHzの周波数によるオイルウオッチャー処理(還元(-)処理)と(b)4kHz~10kHz以外の周波数によるオイルウオッチャー処理(酸化(+)処理)のいずれか一方の交流電流を流す場合は白土を投入する前にオイルに電荷を掛け、前記(a)の還元(-)処理と(b)の酸化(+)処理の両方の電荷をオイルに掛ける場合は1回目の(+)又は(-)のいずれか一方の電荷を掛けた後のオイルに白土を投入し、攪拌しながら2回目の(-)又は(+)の他方の電荷を掛ける。
 上記オイルウオッチャー処理の後、濾紙で分析必要量のオイルを採取してJIS-250にしたがって中和価試験をKOHを用いて行った。 
 中和価試験は次の通りである。なおオイルウオッチャー未処理の場合を「OW未処理」と記す。
(1)白土精製前のオイル100mlを中和するに必要なKOHの量は5.5gであった。
(2)1wt%白土処理後のオイル100mlを中和するに必要なKOHの量をOW未処理、前記(a)の還元(-)処理、前記(b)の酸化(+)処理及び前記(b)の酸化(+)処理の後で前記(a)の還元(-)処理をした場合のKOH必要量はそれぞれ3.6g、3.2g、3.7g、3.5gであった。
(3)5wt%白土処理後のオイル100mlを中和するに必要なKOHの量をOW未処理、前記(a)の還元(-)処理、前記(b)の酸化(+)処理及び前記(b)の酸化(+)処理の後で前記(a)の還元(-)処理をした場合のKOH必要量はそれぞれ1.1g、0.66g、1.38g、0.9gであった。
 KOH必要量はオイル中の酸性の除去対象物の残存量に比例するので、除去対象物残存率は次式で表わされる。
 100×[(1)-{(1)-(2)}/(1)]又は
 100×[(1)-{(1)-(3)}]/(1)]
 本実施例により表8に示す結果が得られた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
 表8に示すように潤滑油も還元(-)タイプのオイルウオッチャー処理を行うと酸性の除去対象物の残存量が約10%減少していることが分かる。
 実施例8の白土を用いて株式会社Jオイルミルズ製の白絞油にオイルウオッチャー処理(OW処理)を行う場合に白土がどのような影響があるかについて、白絞油中の極性化合物(TPM)値の変化をtesto265((有)イーデンキ製)で測定して検討した。
(1)オイルウオッチャー未処理の白絞油中のTPM値は24.0であった。 
(2)前記未処理の白絞油を100℃に加熱し、白土を2wt%投入して15分攪拌してサンプルを採取する。 
(3)前記未処理の白絞油を100℃に加熱し、還元(-)タイプの出力5ワットのOW処理を10分行い、OW処理を停止して白土を2wt%投入し、15分攪拌してサンプルを採取する。 
(4)前記未処理の白絞油を100℃に加熱し、酸化(+)タイプの出力5ワットのOW処理を10分行い、OW処理を停止して白土を2wt%投入し、15分攪拌してサンプルを採取する。 
(5)前記未処理の白絞油を100℃に加熱し、還元(-)タイプの出力5ワットのOW処理を10分行い、その後酸化(+)タイプのOW処理行いながら白土を2wt%投入し、15分攪拌してサンプルを採取する。
(6)前記(3)の処理を出力15ワットにしてOW処理を行う。 
(7)前記(4)の処理を出力15ワットにしてOW処理を行う。 
(8)前記(5)の処理を出力15ワットにしてOW処理を行う。 
(9)前記未処理の白絞油を100℃に加熱し、還元(-)タイプの出力15ワットのOW処理を継続しながら白土を2wt%を投入し、攪拌しながら30分後にサンプルを採取する。 
(10)前記未処理の白絞油を100℃に加熱し、酸化(+)タイプの出力15ワットのOW処理を継続しながら白土を2wt%を投入し、攪拌しながら30分後にサンプルを採取する。
 以上のテストの結果 
(1)、(4)、(5)、(7)、(8)、(10)のテストでTPM値が24.0であった。 
(2)のテストでTPM値が25.5であった。 
(3)、(6)、(9)のテストでTPM値が23.5であった。 
 このように、白絞油に対して還元(-)タイプのオイルウオッチャー処理と白土処理の両方の処理を行うと酸性成分の生成が抑制されることが分かった。
 本発明により、食用油又は工業用潤滑用を使用しながら、その酸化劣化を防止することができ、省資源に著しく寄与する可能性が高く、また食用油に限らず、鉱物油などにも本発明の電磁波処理技術が適用できる可能性がある。 
2 コイル部       3 ロッド
4 弗素樹脂ケース    5 電線ケーブル
6 油タンク       7 食用油
8 油循環流路      9 ヒータ
10 電磁波発生器    11a 円筒
11b 縁取部      12 蛇腹管
13 中継ユニット    14 平板
16 発振ユニット    17 弗素樹脂
18 油容器       19 コイル
20 銅ブロック     21 鉄板
22 熱電対       24 ビーカー
25 流出管       26 ゼータ電位測定装置
28 試料瓶       29 真鍮管
30 ビーカー      31a、31b 分周器
32a、32b 分配器  33a R系統ゼネレータ
33b S系統ゼネレータ 34a、34b 電力増幅器

Claims (2)

  1.  4kHz~10kHzの周波数帯域内で、単一周波数を持つ交流電流、互いに周波数の異なる複数の単一周波数を持つ交流電流又は時間的に周波数が変化する交流電流に基づく電磁波により食用油又は工業用油を処理をすることを特徴とする食用油の劣化防止方法。
  2.  食用油タンク内の油脂に浸漬するか又は食用油タンク近傍に設けたコイル部と、
     該コイル部に4kHz~10kHzの周波数帯域内で、単一周波数を持つ交流電流、互いに周波数の異なる複数の単一周波数を持つ交流電流又は時間的に周波数が変化する交流電流を流す電磁波発生器
    を備えたことを特徴とする食用油又は工業用油の劣化防止装置。
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