(57)【要約】  食用油の使用寿命を延ばすことのできる装置及び方法が開示されている。当該装置は，酸敗した食用油の改質装置であって，処理装置本体と，移送ポンプとを含み，処理装置本体は多数の剪断撹拌部材の積層体で形成された剪断撹拌流路を含み，剪断撹拌部材は，外側環状体と内側環状体を含み，これらは中心軸方向表側に概略台形の３個の，外周に沿って等間隔で配置された突出部を形成すると共に，隣接する突出部の間においてそれぞれ中心軸方向裏側に概略台形の突出部を形成するように屈曲しており，内側環状体の表側各突出部の天面は，外側環状体の隣接する２個の表側突出部の天面の片方に近接して臨み，隣接する剪断撹拌部材は表側同士又は裏側同士で，それぞれの突出部の天面において当接しており，剪断撹拌部材が，内側環状体の内側に密接挿嵌されたシャフトと共に，ケーシングに固定されているものである。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸敗により劣化した食用油を処理して改質するための装置であって，
（ａ）処理される食用油の流入口及び流出口を備えた処理装置本体と，
（ｂ）処理すべき食用油の入った容器から食用油を吸引し該処理装置本体の該流入口に圧送するための配管及び移送ポンプと，
（ｃ）該処理装置本体の該流出口に連結された配管と，
を含んでなり，
該処理装置本体は，両端に開口を有する全体として円筒状のケーシングと，該ケーシング内に密接挿嵌された多数の剪断撹拌部材の積層体とにより形成された剪断撹拌流路を含み，
該剪断撹拌部材の各々は該ケーシングの内側に密接挿嵌された外側環状体と，該外側環状体の内側に密接挿嵌された内側環状体を含んでなり，
該外側環状体及び該内側環状体は，それぞれ，中心軸方向表側に概略台形の３個の，外周に沿って等間隔で配置された突出部を形成すると共に，隣接する該突出部の間においてそれぞれ中心軸方向裏側に概略台形の突出部を形成するように屈曲しており，
該外側環状体の表側突出部の天面と該内側環状体の表側突出部の天面，及び該外側環状体の裏側突出部の天面と該内側環状体の裏側突出部の天面は，それぞれ同一平面上に位置しており，
該内側環状体の表側各突出部の天面は，該外側環状体の隣接する２個の表側突出部の天面の片方に近接して臨んでおり，
該積層体中で隣接する剪断撹拌部材は，表側同士又は裏側同士で，それぞれの突出部の天面において当接しており，
該剪断撹拌部材が，該内側環状体の内側に密接挿嵌されたシャフトと共に，該ケーシングに固定されているものである，装置。
【請求項２】
請求項１の装置であって，処理すべき食用油を入れる第１の容器，及び該第１の容器内の食用油の液面位置を検出するセンサーを備え，該センサーにより検出される食用油の液面位置が所定の範囲にある場合にのみ該ポンプが作動可能であるように構成されているものである，請求項１の装置。
【請求項３】
該処理装置本体から流出する油を入れる第２の容器を更に含むものである，請求項２の装置。
【請求項４】
酸敗により劣化した食用油を改質するための方法であって，劣化した食用油に新鮮な食用油を継油した混合油を調製し，該混合油を請求項１〜３の何れかの装置に供給し，該移送ポンプを作動させて該混合油を該処理装置本体に圧送し，該処理装置本体から流出する改質された食用油を回収することを含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，食用油の改質装置に関し，より詳しくは調理での使用により劣化した食用油の改質装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
飲食店，食品製造・加工工場等の調理現場において植物油を主体とした食用油が天麩羅，フライ等の揚げ物に大量に使用されている。揚げ物などの調理では食用油は，反復使用されるが，それに伴い酸化による劣化（酸敗）が進み，酸価の上昇と共に次第に悪臭を帯びて，食品の風味を損なうようになる。このため酸敗が進んだ食用油は使用に適さない。他方，揚げ物などの調理では，使用された食用油は，調理した食品に付着・吸収されて部分的に失われるため，使用により油の量が減少する。量の減少した食用油に，補充のための新鮮な食用油を補充（継油）して使用することが一般に行われている。継油を行うことにより，劣化した油が新鮮な油で希釈されて酸価が幾分低下するが，希釈割合以上に低下することはない。このため，単に継油をしても，全体としては，食用油の酸価の上昇を抑制して使用寿命を延ばすことにはつながらない。【０００３】
酸敗が進んで使用できなくなった食用油は廃棄物として処分される。頻繁に揚げ物に使用すると食用油の酸敗は急速に進むため，新鮮な食用油との交換も頻繁（例えば毎日，又は1日に何度も）に行わなければならず，そのため新鮮な油を常に調達するコストが生じる。また，日々生ずる大量の廃油は，これを下水に流す等といった任意の方法で捨てることはできないため，通常は専門の回収業者に引き取らせることになるが，これにも場合により相応のコストが発生する。こうして，新鮮な食用油を調達し廃油を処分することにかかるコストは，揚げ物の付加価値において無視できない割合を占めている。【０００４】
このような状況から，食用油の使用寿命を延ばすことのできる手段への需要が潜在的に存在する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記背景において，本発明の目的は食用油の使用寿命を延ばすことのできる装置及び方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は，使用され劣化した食用油に新鮮な食用油に継油するにあたり，油を特定の撹拌装置に通すことで，予想外にも継油から期待される以上に油の酸価を低下できることを見出し，本発明を完成させた。即ち，本発明は以下を提供するものである。【０００７】
１．酸敗により劣化した食用油を処理して改質するための装置であって，
（ａ）処理される食用油の流入口及び流出口を備えた処理装置本体と，
（ｂ）処理すべき食用油の入った容器から食用油を吸引し該処理装置本体の該流入口に圧送するための配管及び移送ポンプと，
（ｃ）該処理装置本体の該流出口に連結された配管と，
を含んでなり，
該処理装置本体は，両端に開口を有する全体として円筒状のケーシングと，該ケーシング内に密接挿嵌された多数の剪断撹拌部材の積層体とにより形成された剪断撹拌流路を含み，
該剪断撹拌部材の各々は該ケーシングの内側に密接挿嵌された外側環状体と，該外側環状体の内側に密接挿嵌された内側環状体を含んでなり，
該外側環状体及び該内側環状体は，それぞれ，中心軸方向表側に概略台形の３個の，外周に沿って等間隔で配置された突出部を形成すると共に，隣接する該突出部の間においてそれぞれ中心軸方向裏側に概略台形の突出部を形成するように屈曲しており，
該外側環状体の表側突出部の天面と該内側環状体の表側突出部の天面，及び該外側環状体の裏側突出部の天面と該内側環状体の裏側突出部の天面は，それぞれ同一平面上に位置しており，
該内側環状体の表側各突出部の天面は，該外側環状体の隣接する２個の表側突出部の天面の片方に近接して臨んでおり，
該積層体中で隣接する剪断撹拌部材は，表側同士又は裏側同士で，それぞれの突出部の天面において当接しており，
該剪断撹拌部材が，該内側環状体の内側に密接挿嵌されたシャフトと共に，該ケーシングに固定されているものである，装置。
２．上記１の装置であって，処理すべき食用油を入れる第１の容器，及び該第１の容器内の食用油の液面位置を検出するセンサーを備え，該センサーにより検出される食用油の液面位置が所定の範囲にある場合にのみ該ポンプが作動可能であるように構成されているものである，上記１の装置。
３．該処理装置本体から流出する油を入れる第２の容器を更に含むものである，上記２の装置。
４．酸敗により劣化した食用油を改質するための方法であって，劣化した食用油に新鮮な食用油を継油した混合油を調製し，該混合油を上記１〜３の何れかの装置に供給し，該移送ポンプを作動させて該混合油を該処理装置本体に圧送し，該処理装置本体から流出する改質された食用油を回収することを含む方法。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば，調理での使用により劣化した食用油の酸価を，単に継油による稀釈から期待できるレベルを超えて低下させることができるため，調理における食用油の使用寿命を延ばすことが可能となり，食用油の交換頻度を減らし，その結果，食用油の浪費を抑制して廃油の発生量を大きく減らすことも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は，本発明の一実施例の装置における処理装置本体の概要断面図である。
【図２】図２は，実施例における剪断撹拌部材の表側平面図及び側面図である。
【図３】図３は，実施例における剪断撹拌部材の裏側平面図及び側面図である。
【図４】図４は，実施例における剪断撹拌部材の斜視図である。
【図５】図５は，実施例における剪断撹拌部材の積層体の一部を示す側面図である。
【図６】図６は，本発明の装置を用いた食用油改質のシステムの一例の概要図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の装置において，１つの処理装置本体内で積層体を構成する剪断撹拌部材の個数に特に制限はないが，１０個以上とするのが一般に好ましく，１５個以上とするのがより好ましい。個数に上限はないものの，余りに多数の剪断撹拌部材を積層するのは無駄であることから，３０個以下とするのが一般には好ましい。また，一度に処理対象となる油量が多い場合には，処理装置本体の複数が並列に設置されている装置とすることで，処理能力を増加させることもできる。各剪断撹拌部材の寸法についても特段の限定はないが，装置全体の効率を考慮すると比較的小さなサイズのものが好ましく，例えば，外側環状体の外径は２〜５ｃｍ程度，厚みは７ｍｍ〜２．５ｃｍ程度の範囲とすることができる。
【００１１】
処理装置本体の剪断撹拌部材，ケーシングその他の部材の素材に特に限定はないが，ステンレススチール等の金属を用いるのが便利であり耐久性の点でも有利である。高い改質能力を達成するには，移送ポンプとして，処理装置本体と組み合わせて作動させたとき油を０．５Ｍｐａ程度以上の圧力で処理装置本体に圧入できる能力のものを用いるのが好ましい。処理装置本体と移送ポンプの組合せ以外は，目的に応じて任意の構成とすることができ，例えば，処理対象の油や処理後の油を一時的に容れるためのタンクなどの容器は，本発明の装置の一部として含まれていてもよいが，調理現場に流用できる容器が既にある場合には，必須ではない。また，油液面の管理に液面センサーを用いる場合，市販のものを適宜採用することができ，そのようなセンサーを用いた液面の自動的制御の方法及び種々のシステム構成自体も，当業者に周知であるから，それらを適宜利用できる。
【実施例１】
【００１２】
以下，一実施例を参照して本発明を更に具体的に説明するが，本発明が実施例に限定されることは意図しない。【００１３】
〔装置の構成〕
本発明の一実施例における処理装置本体の側方断面図を図１に示す。図１において，処理装置本体１は，全体として円筒状のケーシング２（全長約３０ｃｍ）の内部に，多数の剪断撹拌部材４からなる積層体を備えている。積層された剪断撹拌部材４は，中心に六角シャフト５が通されており，上流側末端の蓋板８と共に，両端のナットで固定されて一体化している。ケーシング２は，外筒６及びその上流側を塞ぐ蓋板８を含み，蓋板８には油の流入口としての開口１０が２個所に設けられている。処理装置本体１の下流側末端は，蓋板が省かれており，外筒６の口全体が油の流出口となっているが，上流側末端と同様に蓋板を設けておいてもよい。【００１４】
図２(a)は，剪断撹拌部材４の表側平面図であり，図２(b)はその側面図（向かって左方が表側）である。図２(a)において，外側の円環は外側環状体１２を，内側の環は内側環状体１４を示す。本実施例では，外側環状体１２の外径は２．８ｃｍ，厚みは１．１ｃｍであり，内側環状体１４の外径は２．１ｃｍ，厚みは１．１ｃｍである。内側環状体１４の中心には六角形の貫通穴１６が形成されている。【００１５】
図において，外側環状体１２のうち，淡灰色で示した３つの領域はそれぞれ表側突出部の天面１２ａ，濃灰色で示した３つの領域は，２つの表側突出部の間の表側底部表面１２ｂであり，中間にある無色の領域は，両者を繋ぐ表側斜面１２ｃである。また，内側環状体１４のうち，淡灰色で示した３つの領域はそれぞれ表側突出部の天面１４ａ，濃灰色で示した３つの領域は，２つの表側突出部の間の表側底部表面１４ｂであり，中間にある無色の領域は，両者を繋ぐ表側斜面１４ｃである。図に見られるように，内側環状体１４の表側突出部の天面１４ａは，外側環状体１２の直近の２つの表側突出部の天面１２ａの間において，片方の側に近接して配置されている。このため，内側環状体１４は，突出部の角度位置が外側環状体１２の突出部の角度位置と一致せずまた外側環状体の隣接する２つの突出部の丁度中間の位置にもなく，片方に近接しているため，剪断撹拌部材４は中心軸を含む対称面を持たず（非対称），外側環状体１２に対し内側環状体１４が中心軸周りに捻じれた位置関係にある。このような形態にしておくことで，油が剪断撹拌部材４を通り抜ける際，流路の非対称性により，激しい乱流と大きな剪断力を生じさせることができる。【００１６】
図２(b)において，淡灰色で示した領域は，外側環状体１２の図面手前側表面である。外側環状体１２の表側底部表面１２ｂの裏側には，裏側突出部の天面１８ａが位置し，内側環状体１４の表側底部表面１４ｂの裏側には，裏側突出部の天面２０ａが位置している。図に見られる通り，外側環状体１２及び内側環状体１４は，表側及び裏側においてそれぞれの突出部の天面が同一平面に位置するように組み合わされている。【００１７】
図３(a)は，剪断撹拌部材４の裏側平面図であり，図３(b)はその側面図（向かって左方が裏側）である。図３(a)において，外側の円環は外側環状体１２を，内側の円環は内側環状体１４を示す。図において，外側環状体１２のうち，淡灰色で示した３つの領域はそれぞれ裏側突出部の天面１８ａ，濃灰色で示した３つの領域は２つの裏側突出部の間の裏側底部表面１８ｂであり，中間にある無色の領域は，両者を繋ぐ裏側斜面１８ｃである。また，内側環状体１４のうち，淡灰色で示した３つの領域はそれぞれ裏側突出部の天面２０ａ，濃灰色で示した３つの領域は２つの裏側突出部の間の裏側底部表面２０ｂであり，中間にある無色の領域は，両者を繋ぐ裏側斜面２０ｃである。図に見られるように，内側環状体１４の裏側突出部の天面２０ａは，大半が外側環状体１２の直近の２つの裏側突出部の天面１８ａの間にあるが一部が片方の裏側突出部の天面１８ａと境界を接するように配置されている。【００１８】
図３(b)において，淡灰色で示した領域は，外側環状体１２の図面手前側表面である。外側環状体１２の裏側底部表面１８ｂの裏側には，表側突出部の天面１２ａが位置し，内側環状体１４の裏側底部表面２０ｂの裏側には，表側突出部の天面１４ａが位置している。【００１９】
図４は，剪断撹拌部材４の斜視図である。剪断撹拌部材４は，それらの多数からなる積層体を含み，本実施例では１１段に積層された剪断撹拌部材４からなる積層体が２セットが，それらの間の接続用の環状流路を挟んで直列で連結されている。各積層体において，剪断撹拌部材４は，表側同士及び裏側同士でそれぞれの突出部の天面において当接するように積層されており，２セットの積層体が，貫通穴１６に密接挿嵌合された六角シャフト５に上流側の蓋板８と共にナットで固定されて一体化され，外筒６内に挿嵌されこれにボルトで固定されることで，処理装置本体１として組み立てられている。【００２０】
剪断撹拌部材４の積層体の一部を図５に側面図で示す。図において，淡灰色で示した領域は，外側環状体１２の図面手前側外周表面である。ケーシング２内に挿嵌された剪断撹拌部材４の積層体は，各外側環状体１２の外周面において外筒６の内壁面に密接しており，且つ内側環状体１４の貫通穴１６は六角シャフト５により塞がれている。その結果として，処理装置本体内における流入口から流出口までの食用油の流路は，各剪断撹拌部材４の外側環状体１２と内側環状体１４との間の横方向に繋がった空間部分と，表側同士又は裏側同士で隣接した剪断撹拌部材４との間に形成される縦方向に繋がった空間部分とを，順次経由する形で構成されている。【００２１】
図６は，本発明の装置を用いたシステムの一例の概要図である。図において，３１は処理装置本体，３２は移送ポンプである。３４はフライヤーであり食用油Ｅ１が入っており，フライヤー３４には，継油のための食用油Ｅ２（新油）を入れておく容器３５から，弁３６を介してフライヤー３４へと継油供給管３７が配置されている。フライヤーから弁３８を介して設けられた配管は廃油の排出用であり，廃油容器４０に至っている。フライヤー３４からはまた，弁４２及び移送ポンプ４４を介して容器４５へと配管が設けられており，フライヤー３４から食用油を必要に応じて必要量移送できる。容器４５からは開閉スイッチ４７及び切替弁４８及びフィルター４９を介して容器５１に処理直前の油が供給されるようになっており，容器５１には，油液面の位置を検知するためのセンサー５３及び５４が備えられており，下側のセンサーより５４上に油液面があるときにのみ移送ポンプ３２が作動できるように，また油液面が上側のセンサー５３より上にあるときには，容器４５からの油の流入を自動的に遮断するように制御システムが構成されている。センサー５４の位置より上に油液面がある状態で，装置の自動運転のスイッチがオンに入れられると移送ポンプ３２が作動し，容器５１内の油が開口１０を通して処理装置本体３１内に圧送される。システムは，運転時に移送ポンプ３２により，処理装置本体３１への油の流入圧力として０．５Ｍｐａの値を少なくとも維持できるように設計されている。処理装置本体３１内に圧送された油は，積層された剪断撹拌部材４，外筒の内側及び六角シャフト５の様々な表面と表面との激しい衝突を繰り返しながら多数の剪断撹拌部材４を通り抜ける間に改質され，処理装置本体の反対側の開口から出て，配管を通って容器４５に回収される。容器５１から油が処理装置本体３１へと送られる間，容器４５から容器５１へと油が補充できるようにシステムは構成されており，所望により容器４９から，処理装置本体３１，容器４９，そして再び容器４９へと油を循環させて処理を重ねることもできる。容器４５に回収された処理後の改質油は，弁５５の操作によりフライヤー３４に戻すことができる。【００２２】
〔評価〕
実施例１に記載の装置を用いて劣化した食用油の改質を行った。大手コンビニベンダーより使用済みの廃油として４５Ｌを入手した。この廃油の酸価を市販の試験紙で測定したところ２．５〜３．０であった。これを実施例１の装置に供して，装置を３０分間運転させることにより循環処理し，処理後の油の酸価を測定したところ，２．０〜２．５であった。この処理後の油４５Ｌに，継油として新鮮な食用油（酸価０〜０．５）１８Ｌを加えて混合し，混合油を実施例１の装置に供し，装置を３０分間運転させて油を循環処理した。得られた改質油の酸価を測定したところ１．０であった。上記廃油の酸価は最低でも２．５であり，継油した新鮮な食用油の酸価が最低値０であったとしても，混合油における廃油と継油の比率は７２：２８であるから，単なる継油により予測される混合油の酸価は１．４以上である。これと比べ上記により得られた改質油の酸価１．０は顕著に低く，本発明の装置で処理することにより，劣化した食用油の酸価を低下できることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明は，劣化した食用油の酸価を改善し，それにより食用油の使用寿命を全体として延ばすと共に，廃棄される廃油の生成量を低減させることができる点で有用である。
【符号の説明】
【００２４】
１  処理装置本体
２  ケーシング
４  剪断撹拌部材
５  六角シャフト
６  外筒
８  蓋板
１０  開口
１２  外側環状体
１２ａ  表側突出部天面（外側環状体）
１２ｂ  表側底部表面（外側環状体）
１２ｃ  表側斜面（外側環状体）
１４  内側環状体
１４ａ  裏側突出部天面（内側環状体）
１４ｂ  裏側底部表面（内側環状体）
１４ｃ  裏側斜面（内側環状体）
１６  貫通穴
１８ａ  裏側突出部天面（外側環状体）
１８ｂ  裏側底部表面（外側環状体）
１８ｃ  裏側斜面（外側環状体）
２０ａ  裏側突出部天面（内側環状体）
２０ｂ  裏側底部表面（内側環状体）
２０ｃ  裏柄斜面（内側環状体）
３１  処理装置本体
３２  移送ポンプ
３４  フライヤー
３５  容器
３６  弁
３８  弁
４０  廃油容器
４２  弁
４４  移送ポンプ
４５  容器
４７  開閉スイッチ
４８  切替弁
４９  フィルター
５１  容器
５３  センサー
５４  センサー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2019138984.tif 000008
【国際調査報告】
2019138984.tif 000009
2019138984.tif 000010
2019138984.tif 000011
2019138984.tif 000012