(57)【要約】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メッシュに粉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、マンガン、チタニウム、カルシウム、マグネシウム、アルミニウム、ケイ素、カリウム及びナトリウムのいずれか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℃以上の温度で焼成して成る油脂劣化防止用セラミック球状体及び前記球状体を使用した油脂の劣化防止装置に関する。
2002053513.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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メッシュに粉砕した麦飯石の微細紛末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）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℃以上の温度で焼成して成る油脂劣化防止用セラミック球状体。
【請求項２】
被処理油脂の導入口と、処理油脂の供給口を備え、前記導入口と供給口間を連通する被処理油脂の流路が形成された油脂劣化防止装置流路内に請求項１記載のセラミック球状体を充填したことを特徴とする油脂劣化防止装置。
【請求項３】
流路内に請求項１記載のセラミック球状体を充填した着脱自在で、かつ被処理油脂が通過可能なカートリッジを備えたことを特徴とする請求項２の油脂劣化防止装置。
【請求項４】
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、該ケージ中に請求項１記載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ケージ型油脂劣化防止装置。
【発明の詳細な説明】
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）
2002053513.tif 000003
上記結果の酸化物としての換算
2002053513.tif 000004
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。
2002053513.tif 000005
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。
2002053513.tif 000006
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）。
2002053513.tif 000007
2002053513.tif 000008
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。
2002053513.tif 000009
表８にフライヤーの汚れの状況と清掃の状況を示す。
2002053513.tif 000010
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。
2002053513.tif 000011
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
【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（ａ）】
2002053513.tif 000016
【図５（ｂ）】
2002053513.tif 000017
【図５（ｃ）】
2002053513.tif 000018
【図６（ａ）】
2002053513.tif 000019
【図６（ｂ）】
2002053513.tif 000020
【図７】
2002053513.tif 000021
【図８】
2002053513.tif 000022
【図９】
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【国際調査報告】
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