JP7326992B2

JP7326992B2 - 油劣化抑制フィルタ

Info

Publication number: JP7326992B2
Application number: JP2019153073A
Authority: JP
Inventors: 祐也渡辺; 賢一磯
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2018-08-24
Filing date: 2019-08-23
Publication date: 2023-08-16
Anticipated expiration: 2039-08-23
Also published as: JP2020032413A

Description

本発明は、油の劣化を抑制するフィルタに関し、特に食用油の劣化を抑制するフィルタに適用して有効な技術に関するものである。

食用油（以下、単に「油」ともいう。）は種々の食べ物に使用されているが、天ぷらやフライなどの調理に伴う加熱や、放置などにより劣化し、食べ物の味や臭い、外観を悪化させる。また場合によっては、食用油の劣化により、食中毒の原因になる虞もある。従って、劣化の度合いを例えば酸価や過酸化物価などの指標を用いることにより適切に判断し、然るべきタイミングで新品の食用油と交換する必要がある。

然しながら、天ぷらやフライなどを調理している惣菜店やスーパーの惣菜コーナーなどでは、交換周期が短くなるほど食用油の劣化は防げるものの、調理後の惣菜品の価格上昇を招いてしまうという問題がある。また、所定の基準以上に劣化してしまった食用油は廃棄されることとなるが、地球環境保全の観点から、廃棄された油が環境に及ぼす影響が懸念されている。従って、食用油の劣化を少しでも遅らせ、これによる油の交換周期を少しでも長くしたり、油の廃棄回数を少なくすることが望まれている。

このような食用油の劣化を抑制する技術として、例えば特許文献１に記載されているようなフィルタを用いた食用油の再生方法が提案されている。図８は、特許文献１に記載されたフィルタ１１１を用いた濾過装置１０１を示したものである。フライヤー１０２中に蓄えられている使用済の食用油は、第１送液管１０４を通って油槽１０８に送られ、濾過部１１０を通過して濾過される。

濾過部１１０は再生フィルタ１１１、金属メッシュ１２０を備えている。濾過部１１０を通過したのち油槽１０８下部に溜まった油は、第２送液管１０５を通って循環ポンプ１０３に送られる。循環ポンプ１０３を出た油は弁１０９を通過した後、一方は第３送液管１０６を通って油槽１０８へ、もう一方は第４送液管１０７を通ってフライヤー１０２へと送られる。何れの経路をとるにしても、油はフィルタ１１１を含んだ濾過部１１０にて濾過処理され、使用済の油が再生されると説明されている。

図９（ａ）は図８に示す濾過装置１０１に使用されるフィルタ１１１の平面図、同図（ｂ）は図９（a）の断面図である。フィルタ１１１は２枚の繊維シート１１３、１１３の周辺部をシールして袋状とした樹脂繊維シート１１４と、複合酸化物粒子が充填された粒子充填部１１２とより構成されている。

ところが、かかるフィルタ１１１を使用する場合、複合酸化物粒子が袋状の樹脂繊維シート１１４から外部に流出しないように、繊維シート１１３、１１３の気孔（繊維間のすきま）の大きさは、袋内に収容されている複合酸化物粒子の粒径よりも小さくしておく必要がある。この気孔の大きさを小さくすればするほど、袋内の複合酸化物粒子の外部への流出は抑えられるが、金属メッシュ１２０を通過してしまった油かす等が付着した場合に目詰まりを起こしたり、気孔が小さいために油の通過速度が低下してしまい、濾過速度が低下してしまうことが考えられる。

なお、特許文献２には、フィルタ作用を有するシート間に食用油の劣化抑止剤を挟んだ食用油浄化用フィルタが開示されている。しかしながら、劣化抑制剤をフィルタ内に担持するため、フィルタの気孔が添加剤粒径より小さい。すると、油かす等が通過する際に、目詰まりを起こしたり、また、気孔が小さいために油の通過速度が低下したり、濾過速度が低下する可能性がある。

特開２００６－０８８０３９号公報特開２０１８－００２９７７号公報

本発明は、上述した事情を背景にしてなされたものであり、収容された劣化抑制剤が外部に流出するのを防止できるとともに、油の濾過性が良好な食用油用のフィルタを提供することを目的とする。

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）；油の劣化を抑制する劣化抑制剤と、該劣化抑制剤を間に挟み込んだ一対のシートからなるフィルタ本体とを有し、上記フィルタ本体には、上記劣化抑制剤を閉じ込めるための閉止部と、油を通過させるための油通過穴と、が設けられていることを特徴とするフィルタ。
（２）；上記油通過穴の大きさは、上記フィルタ本体の気孔の大きさよりも大きい上記（１）記載のフィルタ。
（３）；上記フィルタ本体は抄紙シートからなり、上記油通過穴の大きさは、上記抄紙シートの気孔の大きさよりも大きい上記（２）記載のフィルタ。
（４）；上記フィルタ本体は不織布シートからなり、上記油通過穴の大きさは、上記不織布シートの気孔の大きさよりも大きい上記（２）記載のフィルタ。
（５）；上記油通過穴の大きさは、上記劣化抑制剤の粒径よりも大きい上記（１）～（４）の何れかに記載のフィルタ。
（６）；上記閉止部は、上記劣化抑制剤の周囲を閉鎖する閉止縁部と、該閉止縁部に囲まれ上記劣化抑制剤を収容する袋部とを有し、上記油通過穴は該閉止縁部に形成されている上記（１）～（５）の何れかに記載のフィルタ。
（７）；物理的濾過のための第２フィルタを、上記フィルタ本体の一対のシートの少なくとも何れか一方に重ね合わせた上記（１）～（６）の何れかに記載のフィルタ。

本発明によれば、収容された劣化抑制剤が外部に流出するのを防止できるとともに、油の濾過性が良好な油用のフィルタを得ることが出来る。

本発明の食用油用のフィルタが適用される食用油の濾過装置を説明する図である。本発明に係るフィルタの第１実施形態の分解斜視図、及び斜視図である。（ａ）は第１実施形態の平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ－Ａ断面図である。本発明に係るフィルタの第２実施形態の平面図である。本発明に係るフィルタの第３実施形態の平面図である。本発明に係るフィルタの第４実施形態の平面図である。本発明に係るフィルタの第５実施形態の断面図である。従来の食用油の濾過装置の一例を説明する図である。図８の濾過装置に用いられるフィルタの平面図、及び断面図である。本発明に係るフィルタの第１実施例の平面図である。本発明に係るフィルタの第２実施例の平面図である。本発明に係るフィルタの第３実施例の平面図である。本発明に係るフィルタの第４実施例の平面図である。本発明に係るフィルタの第５実施例の平面図である。本発明に係るフィルタの第６実施例の平面図である。本発明に係るフィルタの第７実施例の平面図である。本発明に係るフィルタの第８実施例の平面図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、本発明に係るフィルタが適用される食用油の濾過装置を示したものである。濾過装置１は、食用油を貯蔵するフライヤー２と、フライヤー２に貯蔵された食用油を濾過装置１内で循環させるためのポンプ３と、ポンプ３から送り出された食用油を濾過するフィルタ１１とを有している。フライヤー２とポンプ３との間は第１油路４で、ポンプ３とフィルタ１１との間は第２油路５で、フィルタ１１とフライヤー２との間は第３油路でそれぞれ接続され、本発明に係るフィルタ１１は第２油路５と第３油路６との間に設けられている。

図２は、フィルタ１１の分解斜視図、及び斜視図、図３（ａ）はフィルタ１１の平面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ－Ａ断面図である。なお、図３のフィルタは、図２のフィルタの外周の輪郭を円形に加工した状態を示したものである。フィルタ１１は、劣化抑制剤１２と、この劣化抑制剤１２を間に挟み込むための一対のシート１３、１３からなるフィルタ本体１４と、を有する。
劣化抑制剤１２は、食用油と接触することにより食用油の劣化を抑制する働きをするものであり、例えば酒石酸水素カリウムや酸化カルシウムが使用される。

フィルタ本体１４は、抄紙シートや不織布シート又は樹脂繊維シートの一対のシート１３、１３から、もしくはこれら各種シートを適宜組合わせた一対のシート１３、１３からなり、この一対のシート１３、１３にて劣化抑制剤１２を間に挟みこんでいる。そして、抄紙シートや不織布シート又は樹脂繊維シートを構成する繊維間の隙間（気孔）の大きさは、これらシート１３、１３から劣化抑制剤１２が外部に流出しないように、劣化抑制剤１２の粒径よりも小さくされている。

また、食用油の濾過装置１によって食用油を濾過中に、劣化抑制剤１２がフィルタ本体１４から外部に流出するのを防止するために、劣化抑制剤１２の周囲はフィルタ本体１４に設けられた閉止部１５によって閉鎖されている（図３（ｂ）の断面図参照）。図２の分解斜視図は、フィルタ１１が劣化抑制剤１２を閉止部１５で閉止する前の状態を示したものである。劣化抑制剤１２の周囲を閉止部１５によって閉鎖する方法としては、例えば、片面ヒートシール性不織布に劣化抑制剤１２を挟み込み、熱を加えて熱融着加工を施す。また他の方法として、超音波溶着で閉止部を形成してもよい。また抄紙シートの場合、紙の繊維をかみ合わせ圧着して閉止部を形成してもよい。

フィルタ本体１４にはさらに、円形の油通過穴１６が設けられている。この油通過穴１６は、好ましくは上述した閉止部を形成した後、穿孔機により打ち抜かれることで形成される。但し、予め油通過穴が形成された一対のシートを用いて閉止部を形成してもよい。
図２のフィルタ１１の斜視図は、閉止・穿孔処理した後の状態を示したものである。この油通過穴１６の大きさは、上述したフィルタ本体１４の気孔の大きさよりも大きくされている。これにより、食用油は油通過穴１６の部分が劣化抑制剤１２の部分よりも通過し易くなっている。なお、油通過穴の大きさや気孔の大きさという場合の「大きさ」とは、平面視で見たときの面積の大きさのことを言う。

かかるフィルタ１１を、前述した図１に示す食用油の濾過装置１に使用する場合、フィルタ１１を通過する油は、油通過穴１６と劣化抑制剤１２を挟み込んでいる閉止部１５の双方を通過することになる。油通過穴１６を通過する油は厳密には必ずしも濾過されているとはいえない。しかし、フライヤー２に貯蔵されている油を循環させて何度かフィルタ１１を通過させれば、後述する実施形態のように油通過穴の形状を工夫することにより、油の同一部分が毎回油通過穴を通過する確率は格段に小さくなり、食用油は大部分が劣化抑制剤１２にて濾過された状態となる。

このフィルタ１１を食用油が通過する際に、劣化抑制剤１２は閉止部１５によって閉じ込められているため、フィルタ本体１４から外部に流出することを防止される。
また、食用油が通過できる油通過穴１６が形成されていることにより、フィルタ１１での濾過性が良好となる。また、フィルタ本体１４の気孔の大きさは、劣化抑制剤１２の大きさとの関係で制約があるが、例えば油通過穴１６の大きさを劣化抑制剤１２の粒径よりも大きくすることで、フィルタ１１の濾過性をより向上させることが出来る。

＜第２実施形態＞
次に、図４を参照して第２実施形態について説明する。なお以下の説明においては、第１実施形態と同様な構成については、同一又は類似の符号を付して詳細な説明は省略する。図４は図３（ａ）と同様な、フィルタ２１の平面図である。
第１実施形態と異なるのは、油通過穴２６の形状が三角形となっていることである。かかる形状となっていることで、油通過穴２６の数が同一であっても、油通過穴２６を通過する油の量を制限し、劣化抑制剤１２（図２参照）で濾過される油の量を多くすることが出来る。本実施形態のごとく、油通過穴の形状を工夫する（例えば、円形穴と三角形穴とを所定の比率で混合させるとか、さらには菱形穴のような別の形状とする等）ことにより、油通過穴を通過する油の量と劣化抑制剤を通過する油の量とを調整することが出来る。

＜第３実施形態＞
次に、図５を参照して第３実施形態について説明する。図５は図３（ａ）と同様な、フィルタ３１の平面図である。本実施形態では、油通過穴３６がフィルタ本体３３の中央に1ヶ所のみ形成されている。かかる構成とすることにより、油通過穴３６を通過する油の量を最小限に絞り、劣化抑制剤１２（図２参照）で濾過される油の量を多くすることが出来る。

＜第４実施形態＞
次に、図６を参照して第４実施形態について説明する。図６は図３（ａ）と同様な、フィルタ４１の平面図である。本実施形態では、劣化抑制剤１２（図２参照）を閉じ込めるための閉止部４５は、閉止縁部４５ａと、この閉止縁部４５ａに囲まれ劣化抑制剤１２を収容する袋部４５ｂとを有している。

上述した各実施形態のように、閉止部４５はフィルタ本体４４全面に閉止処理を施すのではなく、閉止縁部４５ａのみが閉止されている（図中、閉止されている部分を便宜的にハッチング表示した）。閉止縁部４５ａは、フィルタ本体４４の周縁部に円周方向に延びた円形縁部４５ａ１と、フィルタ本体４４の中央部に十文字状に延びた直線縁部４５ａ２とを有する。これにより、袋部４５ｂは４つの領域４５ｂ１、４５ｂ２、４５ｂ３、４５ｂ４に４分割されている。
油通過穴４６は、円形縁部４５ａ１、直線縁部４５ａ２に所定の間隔をもって設けられている。かかる構成とすることで、フィルタ４１を通過する油の通過量を確保しつつ、袋部４５ｂに収容された劣化抑制剤１２（図２参照）による濾過も確実に実施することができる。

＜第５実施形態＞
次に、図７を参照して第５実施形態について説明する。図７は図３（ｂ）と同様な、フィルタ５１の断面図である。本実施形態では、第１実施形態にて説明したフィルタである第１フィルタ１１のフィルタ本体１４の一方のシート１３の上方に第２フィルタ６１が重ね合わされている。すなわち、この第５実施形態に係るフィルタ５１は、第１実施形態１のフィルタ１１を第１フィルタ（第１フィルタ層）１１Ａとして備え、更に、この第１フィルタ１１Ａのフィルタ本体１４の一方のシート１３に重ね合わされた第２フィルタ（第２フィルタ層）６１を備えている。この第２フィルタ６１は、抄紙又は不織布のシートからなり、油かす等が通過するのを排除する物理的濾過の機能を果たすようになっている。従って、第２フィルタ６１には、油通過穴は設けられていない。この第１フィルタ１１Ａと第２フィルタ６１とは、単に重ね合わされるだけでもよいが、接着等により一体とされていてもよい。

かかる構成とすることで、第２フィルタ６１が物理的濾過を実施し、第１フィルタ１１Ａが化学的濾過を実施するため、油の劣化抑制効果をより向上させることが出来る。なお、第２フィルタ６１は、第１フィルタ１１Ａの上方だけでなく、上下両方に重ね合わせるようにしてもよい。すなわち、第２フィルタ６１を２枚の第１フィルタ１１Ａの間に挟み込んだ構成としてもよい。このようにすると、図１に示す食用油の濾過装置１にフィルタ５１を取付けるときに、油の流れる方向に対する第１フィルタ１１Ａと第２フィルタ６１の相互の位置関係（第１フィルタ１１Ａによる化学的濾過の上流側で第２フィルタ６１による物理的濾過を行う）を考慮する必要がなくなる。また、第１フィルタ１１Ａは第１実施形態で説明した構造に限らず、第２～４実施形態で説明したフィルタを用いてもよい。

以下に実施例を挙げて本発明をさらに説明するが、本発明はこれによってなんら制限されるものはない。
〔サンプル作製〕
（実施例１，比較例１）
図１０に示す形状のフィルタを以下の方法で作製した。
片面ヒートシール性の不織布として、旭化成（株）製の「プレシゼαシール（登録商標）」、劣化抑制剤として、酒石酸水素カリウムと酸化カルシウムを質量比１：１で混合したものを用意した。更に、不織布（「プレシゼαシール」）としては、一枚の厚みが０．１７ｍｍ、坪量が４５ｇ／ｍ^２、気孔率が５２ｖｏｌ％、気孔径が５５μｍの条件のものを用いた。気孔率及び気孔径は、水銀圧入法の原理を利用した水銀ポロシメータで測定した。

予め混合した劣化抑制剤を坪量３０ｇ／ｍ^２になるように散布し、不織布（プレシゼαシール）のヒートシール面同士で挟み込み、全面熱融着（全面熱溶着）させ、その後、Φ９０ｍｍに裁断することにより比較例１を得た。そして、これを穿孔機によりΦ８ｍｍを打ち抜くことで穴（油通過穴１６）の開いた実施例１のフィルタ７１を得た。すなわち、比較例１のフィルタは「油通過穴無し」とする構成であり、実施例１のフィルタ７１は、図１０に示すように、「油通過穴有り」とする構成である。そして、実施形１のフィルタ７１及び比較例１のフィルタは、基本的な構造が上述した第１実施形態のフィルタ１１とほぼ同様になっており、異なる点は油通過穴１６の有無である。そして、実施例１のフィルタ７１は、上述した第３実施形態のフィルタ３１（図５参照）の油通過穴３６と同様に中央に１ヶ所のみ油通過穴１６を備えている。

（実施例２～８）
実施例１に準じて穴径及び穴数を変え、平面視で見たときの油通過穴１６の総穴面積が異なる実施例２～８の各フィルタ７２～７８を得た（図１１～図１７及び表１参照）。すなわち、図１１のフィルタ７２が実施例２であり、図１２のフィルタ７３が実施例３であり、図１３のフィルタ７４が実施例４であり、図１４のフィルタ７５が実施例５であり、図１５のフィルタ７６が実施例６であり、図１６のフィルタ７７が実施例７であり、図１７のフィルタ７８が実施例８である。

（実施例９）
酸化劣化抑制効果を十分に得るために、実施例５のフィルタ７５（図１４参照）を２枚重ね、さらに比較例２のフィルタと同様のＰＥＴ製不織布フィルタを上層に重ねた。フィルタ７５を２枚重ねた積層体に更にＰＥＴ製不織布を重ねることで、劣化物による目詰まりをより効果的に防止することができる。

（比較例２）
油かす等が通過するのを排除する物理的な機能を果たす厚さ４ｍｍのＰＥＴ製不織布フィルタを用意した。このＰＥＴ製不織布は、坪量が３４０ｇ／ｍ^２である。

〔評価試験〕
図１の食用油の濾過装置１を用いた。図１に示すフィルタ１１の前後に圧力計を設置し、更に２個目の圧力計（２個の圧力計のうちの下流側の圧力計）の後に流量計を設置し、フライヤー２に食用油として日清オイリオグループ（株）製「日清キャノーラ油」を８Ｌ投入した。フィルタ１１の位置にΦ９０ｍｍのフィルタ・ホルダを設置し、ポンプで食用油を常時循環する設計とした。

・濾過性試験（圧力損失試験）
フィルタ・ホルダに実施例１～９のフィルタ７１～７８を各実施例毎に設置して食用油通過前後の圧力の差を測定した。初期の濾過性は、温度１００℃における流量と圧力差の関係の傾きを指標として用いた（傾きが小さいほど、濾過性が良い）。時間経過後の濾過性は、温度１８０℃で９６時間常時循環加熱し、９６時間経過後の圧力損失を指標として用いた。いずれも比較例１の測定結果を１として相対値を表１に示した。
ここで、フライヤー２内の食用油を１００℃に加温し、ポンプ３の回転数を変えることにより流量を変化させ、その時の食用油通過前後の圧力差を２個の圧力計を用いて測定することにより、近似式を導き出し、傾きを算出し、傾きを初期の濾過性の指標とした。具体的には、流量（Ｌ／ｍｉｎ）をＸ軸とし、圧力差（ＭＰａ）をＹ軸とするＸＹ座標で描かれる近似直線（ｙ＝ａｘ）から傾きａを求める。

・酸化劣化抑制試験（実施例５，９、比較例１～２）
食用油１８０℃を常時加熱循環し、９６時間試験を継続した。劣化の度合いとして、ＪＩＳＫ２５０１に準拠し、電位差滴定法を用いた測定である酸価を指標とした。９６時間後の酸価を測定し、比較例２の結果を１として相対値を表１に示した。表１において、穴加工の構成に記載しているパーセント（％）は、フィルタ全体面積に対して穴加工を施した面積で計算される。そして、フィルタ全体面積と穴加工を施した面積の両方とも理想値である。

〔結果〕
表１に示す試験結果から、比較例１と比べて穴加工を施すことにより濾過性（初期と経時変化）が良好なフィルタを得ることができる。また、実施例１から４は、穴加工面積に関わらず濾過性が比較例１より向上する。更に実施例１，５から８は、穴径に関わらず濾過性が向上する。即ち、平面視で見たときの油通過穴の面積および径に特に制限はないことがわかる（実施例１～９，比較例１）。

次に劣化抑制剤の効果を確認した。実施例５及び９、比較例１は、酸化劣化抑制剤が含まれていないフィルタ（比較例２）と比べて酸化劣化抑制効果を有することがわかる。以上の結果から、穴を設けることによりフィルタの濾過性も良好になり、また酸化劣化抑制効果を有するフィルタが得られた。すなわち、収容された劣化抑制剤が外部に流出するのを防止できるとともに、油の濾過性が良好で、かつ食用油の酸化劣化を抑制することが可能なフィルタを得ることができた。
また、実施例５のフィルタ７５と実施例９のフィルタとを比較して、実施例９のフィルタの方が９６ｈｒ後の濾過性及び酸化劣化抑制が良好であることも分かった。即ち、酸化劣化抑制剤の量を増やすことにより、酸化劣化抑制効果がより得られ、また、ＰＥＴ不織布を重ねることで長期に渡って濾過性が向上する。

なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。例えば、油通過穴の形状や数は種々に変更可能であり、また使用するフィルタの数や複数のフィルタをどのように組合せるかは、用途に応じ種々に変更可能である。
また、本発明は、食用油の劣化を抑制するフィルタに限定されるものではなく、その他の油の劣化を抑制するフィルタにも適用することができる。

１１、２１、３１、４１、５１フィルタ
１１Ａ第１フィルタ
１２劣化抑制剤
１３、３３シート
１４、４４フィルタ本体
１５、４５閉止部
１６、２６、３６、４６油通過穴
４５ａ閉止縁部
４５ｂ袋部
６１第２フィルタ

Claims

油の劣化を抑制する劣化抑制剤と、該劣化抑制剤を間に挟み込んだ一対のシートからなるフィルタ本体とを有し、
前記フィルタ本体には、前記劣化抑制剤を閉じ込めるための閉止部と、油を通過させるための油通過穴と、が設けられており、
前記油通過穴の大きさは、前記フィルタ本体の気孔の大きさよりも大きいことを特徴とするフィルタ。
前記フィルタ本体は抄紙シートからなり、前記油通過穴の大きさは、前記抄紙シートの気孔の大きさよりも大きい請求項１記載のフィルタ。
前記フィルタ本体は不織布シートからなり、前記油通過穴の大きさは、前記不織布シートの気孔の大きさよりも大きい請求項１記載のフィルタ。