油炸技术的改良的制作方法

文档序号:11629088阅读:557来源:国知局
本发明涉及与处理食用油和脂肪的方法相关的技术的改良。虽然不是专用,但其尤其适合用于较大型油炸设备(超过30升容量)中。解释在本专利说明书中,对油的提及应解释为是对动物、植物、坚果或合成油和脂肪(其一般在室温下是固体)的提及。本文中对油炸机的提及应该视为包括任何油炸设备、箱、平底锅、罐、商业、家庭或工业油炸机。
背景技术
::深度油炸已经成为全世界家庭、餐馆和工业机构中最普遍的烹饪方法之一。因为涉及到高温(通常160到200℃),所以其相对较快,烹饪食物一直到中间,在食物上产生独特的外皮,并且可能最重要的是,产生浓郁且复杂的香味和食物质地,这些都十分吸引消费者。然而,油炸无论是在油中还是在脂肪中进行,都具有许多众所周知的缺点。食用油是昂贵的:每升高端橄榄油比石油或柴油更贵,并且即使低端食用油的价格也与石油或柴油相当。食用油必须时常更换,因为在烹饪过程期间油降解,如下文中更充分地解释。食用油(和其分解产物)也会被其中所烹饪的食物吸收,因此油炸机的操作人员需要通过添加额外的食用油或脂肪来定期保持油或脂肪加满。因此,与在水中煮沸或在空气中焙烤相比,在油中烹饪的价格相对较高。在厨房、餐馆和制造食品的工业场所中食用油的频繁改变也是一项劳动密集型和费力的任务,成本高并且增加设备的停机时间。不幸的是,不可能仅仅通过滤出时常累积在其中的食物残渣粒子就可延长食用油和脂肪的使用寿命。在使用期间,食用油和脂肪不是保持不变,而是开始化学分解。食用油和脂肪通常被称为三酸甘油酯,但实际上为三酰甘油:即丙三醇(1,2,3丙三醇,其通常被称为甘油)与三个脂肪酸的三酯。脂肪酸不需要是相同类型,并且时常不是相同类型。如通过气体液相色谱法测定,脂肪酸常见的链长是12到24个碳原子,其中尤其偏好16和18个。此类三酸甘油酯的分解是复杂的,取决于许多因素,并经受许多反馈效应,但涉及三个非常了解的基本机制:氧化、聚合和水解。氧化当空气与油炸用油接触时发生氧化(参见例如josephson和lindsey1987,《食品科学杂志(journaloffoodsciences)》,52,328以及fischer和muller1991,《马铃薯研究(potatoresearch)》,34,159)。来自空气的氧与双键处的两个不饱和碳经由自由基起始反应进行反应。氧化反应被高烹饪温度(通常190℃和更高)、金属(尤其包括铜和铁)的存在和大表面积的油呈现于空气以及暴露于促进自由基形成的uv光所推动。最初产生氢过氧化物,但这些物质不稳定,并且在油炸温度下,其迅速分解(例如经由分裂、脱水和形成自由基),产生大量的二级氧化产物,包括聚合物、酸、醇、酯、醛、甲基酮、内酯、烃链、芳香族化合物和其它烃(参见belitz和grosch1999,《食品化学(foodchemistry)》,第2版,springer-verlag,berlin,第211页)。这些二级氧化产物中的一些产物是挥发性的,并产生令人愉快的浓郁香味,但一些也引起腐臭和令人不快的味道。例如仅仅0.08ppm戊烷就足够可靠地产生腐臭(warner等人(1974)《食品科学杂志》,39,761)。例如核心醛等非挥发性化合物保留在油中并被食物吸收。聚合当食用油分解时,所得到的产物形成挥发性的低沸点化合物与非挥发性的较高沸点化合物。非挥发性的较高沸点化合物保留在油炸用油内并容易在超过190℃的油炸温度下或在油炸机内的分离热点中聚合。接着此类聚合产物可以一起键结形成更大簇,其可以在油表面上累积成不溶层,因此阻止水蒸气从油中烹饪的食物蒸发,从油表面逸出,从而产生危险的起泡,此可能引起火灾和厨房工作人员的人身伤害。不可渗透的聚合物层的存在又促进更多的水解,此可变成一个跑道反馈驱动过程。聚合还会使油的粘度增加,降低油进行热传递的能力,而促进更多的聚合。粘度的增加也增加进行烹饪所需的能量,因此增加能量花费。水解水解是由水(弱亲核试剂)与三酰甘油分子中的酯键反应所引起,最初产生二酸甘油酯和游离脂肪酸,接着进一步分解,产生包括内酯在内的各种化合物,或仅仅煮掉,取决于链长、饱和度和其它因素。游离脂肪酸的存在时常引起特征性的腐臭或酸味。另外,食用油中游离脂肪酸的产生出于一些原因而成问题。首先,游离脂肪酸是烟霾的主要成分之一,并且是火灾和健康危害源。油的发烟点是在指定测试条件下看到开始冒烟的温度。油的闪点是使挥发性产物以足够允许燃烧的浓度和量产生的温度。油的燃点是挥发性产物的产生速率高到足够支持从油表面出现的气体连续燃烧的温度。食用油中高含量的游离脂肪酸引起发烟点、闪点和燃点降低,因此成为一个重大的火灾危害源。例如,weiss(《食品油和其使用(foodoilsandtheiruses)》,wesport,theavipublishingco.1983)发现0.04%的游离脂肪酸组成引起218℃的发烟点、327℃的闪点和366℃的燃点,而对于相同的油,游离脂肪酸含量增加到刚好1%引起发烟点降到160℃,闪点降到307℃,以及燃点降到360℃。除火灾危害源之外,食用油中游离脂肪酸(和其分解产物)的浓度增加也对此类油中烹饪的食物的烹制具有有害的影响。兼具独特疏水性和亲水性区域的脂肪酸和一些其分解产物充当有效的表面活性剂。食用油中表面活性剂的浓度对此类油中烹饪的食物的特性的影响是众所周知的(参见例如blumenthalmm《对深度油炸食品技术的化学和物理学新观点(anewlookatthechemistryandphysicsofdeepfatfrying:foodtechnology)》,1991,45:2,68-71,94)。当例如薯片在新鲜未使用过的食用油中烹饪时,其颜色浅并且不具有与油炸马铃薯相关的浓郁复杂的芳香。在此“闯入”相期间,油仅仅具有低含量的表面活性剂(例如游离脂肪酸),此意指油具有相对较高的表面张力,防止油与食物亲密接触。来自油的热量未有效地跨越油/湿的食物屏障转移,并且食物部分被煮沸而非油炸,因为从食物出现的蒸汽推动大量的油离开其表面。随着此油进一步使用,游离脂肪酸和其它表面活性剂的量增加,改善了食品品质。在所谓的最佳相期间,在油中烹饪的薯片呈金棕色,并且具有显著的外皮但相对低含量的油被烹饪到中心的食物吸收。例如,当在所谓的最佳相期间烹饪时,新鲜的炸薯条通常将由约10重量%油组成。然而,当油进行进一步水解和氧化时,游离脂肪酸和其它表面活性剂的增加显著降低了表面张力并且确保油可以迅速地桥连另外油不可混溶的食物屏障。此引起例如薯片的表面具有特征性的深色点样外观。过度与油接触迅速地使食物表面干燥,因此吸收了食物中的水分并且抑制热量在食物中心内更深地渗透,因此通常烹饪得不够。所得到的油腻薯片以重量计含油量通常超过约20%并且具有深色点样外部和烹饪不足的中心,这是在不常换食用油的低档市场快餐店吃饭的人所熟悉的。过量的食用油被在油中烹饪的食物吸收也极大地增加了食物的热值,因此给与许多消费者额外的其不需要的热量,并且引起肥胖症和许多与其相关的健康问题,尤其包括ii型糖尿病。此外,过量的食用油被食物吸收对健康来说具有其它严重的后果。氢化植物油和脂肪主要因稳定性增加、抗氧化、存放期更长和大大增加的抗腐臭性而广泛用于烹饪中。然而,此类油在丙三醇主链上含有增加量的反式脂肪酸侧链,反式脂肪酸侧链是危害健康的物质。在摄取后,初始食用油的大部分消化在胃中经由专门胰腺酶(脂肪酶)和胆液分泌物实现。接着所得脂肪酸和丙三醇被称为肠上皮细胞的肠内层细胞吸收,其中其再酯化成三酸甘油酯并作为乳糜微滴输送到肝脏。当乳糜微滴到达肝脏时,脂肪酸被重新包装成三酰甘油和磷脂酰胆碱,因此,包装成脂蛋白。膳食中高含量的反式脂肪酸引起人类中低密度脂蛋白(ldl)胆固醇的血清含量升高以及高密度脂蛋白(hdl)胆固醇的含量降低。升高的血清ldl和降低的血清hdl含量引起冠状动脉疾病,中风的风险增加以及血压升高,因为其降低内皮健康,内皮是心血管健康所需的身体动脉的内层细胞。在人类中的研究进一步表明反式脂肪增加体内的发炎,发炎是心血管疾病、糖尿病和其它疾病的有效风险因子。在灵长类动物中的研究已经证明反式脂肪引起重量增加,尤其是增加腹部脂肪,此具有最大代谢后果,并引起胰岛素抗性(ii型糖尿病的已知前驱疾病)。出于所有这些原因,饮食中吸收的反式脂肪酸的量应保持在低水平下。一种实现此的方法是减少油炸食物所吸收的氢化食用油的量。已经提出多种方式来延长食用油的使用寿命。其中一些涉及从油炸机去除食用油的步骤,接着使其经受一种或多种处理方法以去除污染物,最后将所处理的油返回到油炸机的步骤。其它方法至少提供烹饪过程完全中止,处理,并接着重新开始使用油。油去除和处理方法us-a4112129(duensing等人,johnsmanville)公开了一种经包含以重量计(i)47到59份硅藻土、(ii)28到36份合成硅酸钙水合物和(iii)12到24份合成硅酸镁水合物的组合物过滤食用油的方法。us4681768a(mulflurwjospeph等人)公开了一种用由合成硅酸钙制成的过滤器连续处理食用油的方法。所述方法涉及从油炸机去除油,使其通过过滤器并接着使其回到油炸机。gb2006729(johnsmanville)公开了一种过滤用过的食用油以去除游离脂肪酸的方法,其使用合成硅酸钙,但未公开适合于不适用的油炸机的现场解决方案。us5870945公开了一种与油炸机配合的滤筒,其包括用于容纳过滤材料的筛网外壳,过滤材料用于在食用油返回到油炸机前在油炸机外处理食用油。us4112129a公开了一种通过去除游离脂肪酸来延长食用油使用寿命的方法,其涉及用合成硅酸钙水合物和合成硅酸镁水合物的组合物处理油。us4112129a阐述此方法可以用于常规的食用油处理系统,但未公开适合于不具有处理系统的不适用的油炸机的现场解决方案。ep0226413a公开了一种配备有可去除式过滤袋的过滤容器,但其在烹饪操作期间无法使用。us6210732公开了一种延长食用油使用寿命的方法,其通过使用精细研磨的柠檬酸和硅酸钙粉末的掺合物,所述掺合物添加到热油中,静置一定时间,接着通过处理来去除。us6210732发明在烹饪过程期间无法使用。wo91/11914a公开了又一种针对用过的食用油的处理方法,其使用非晶形二氧化硅和氧化铝组合物,将所述组合物添加到热油中并接着滤出或放在油可渗透但处理组合物不可渗透的容器中。所公开的发明在烹饪操作期间无法使用。us4330564a公开了一种用包括多孔载体、水和食物相容性酸的组合物处理用过的食用油的方法,其中得到的残余物通过处理来去除。所公开的发明在烹饪操作期间无法使用。us3947602a公开了一种用食物相容性酸和适合的吸附剂(例如活性碳)处理食用油的方法。所公开的发明在烹饪操作期间无法使用。us5391385a公开了用60%-80%非晶形二氧化硅与20%到40%氧化铝的混合物处理食用油,混合物放在可渗透的容器中,接着容器放在油中,容器可渗透油,但不可渗透混合物,从而使得吸附剂不释放到油中,并且无需处理。所有以上处理方法均需要在再次使用前从油炸机去除油和处理油,和/或无法在不包括串联处理设备和泵的标准油炸设备的正常油炸操作期间进行。食用油的现场处理已知其它用于处理进行烹饪的容器中的食用油的方法。us4764384a公开了一种用包含合成非晶形二氧化硅、合成非晶形硅酸镁和硅藻土的过滤介质处理用过的食用油的方法。us5354570a公开了一种在具有多孔流纹岩粉末的食用油中油炸食物的方法,所述粉末在进行烹饪过程的同时选择性地降低某些表面活性剂的浓度。jp07-148073a公开了一种使用精细粉碎的沸石处理食用油的方法,沸石插入到可渗透袋中,可渗透袋本身放在食物也存在或不存在的油炸机中。以上方法需要添加粉末到油中,此并不理想,因为其可能污染和改变其中烹饪的任何食物的质地和味道;或需要另一容器添加到油中,此在使用油炸机期间因空间和其它约束条件而常常成问题。wo2008/015481和wo2009/019512发明wo2008/015481和wo2009/019512(“bbm专利”)(bbmtechnologylimited)公开了水泥类液压固化过滤器的使用,所述过滤器由普通波特兰水泥(ordinaryportlandcement,opc)、白水泥熟料和其混合物制成,呈独立的团块、粒块、球粒、颗粒或珠粒形式,基本上不会使钙或镁沥出至食用油中。bbm专利公开了此类处理元件在如下食用油中的使用:(a)实际上在食物正在油炸操作期间进行油炸的油炸箱中现场使用;以及(b)当食用油在存储容器中时,第一次使用前。wo2009/019512另外公开了薄膜或纸片包装的使用,其在液压固化后经干燥以去除游离水后包裹过滤器以阻挡水或水蒸气进入。工业油炸油炸是食品行业中一种普遍的处理食品的方式。在许多国家,大规模地制造薯条、其它油炸马铃薯产品和预先油炸的马铃薯产品(尤其是薯片)。预先油炸的马铃薯产品是在制造期间预先油炸,包装,接着在食用前,通常在快餐馆、酒馆中或由最终使用者精加工的产品。精加工可通过精加工油炸或快速油炸进行,但近来年,由于对与油中烹饪相关的健康风险的关注,烘箱、空气和微波油炸已经变得更普遍。不仅仅是马铃薯产品以工业规模油炸。玉米产品也被加工成各种小吃产品,其中之一是墨西哥玉米片(tortillachip),其占小吃行业提供的容量的大百分比。食品行业生产的油炸产品通常是以大规模制造,包装后进行输送,并且通常在远离其制造场所处食用。食品行业中使用的油炸设备常常尺寸很大,容纳数十、数百或甚至数千升的食用油。举例来说,用于制备预先油炸的马铃薯薯片(炸薯条)或薯条的设备可具有含1000升油并且可能多达5000或甚至10,000升油的油炸箱。现代炸薯条线通常具有每小时15到30吨的高容量,一小时馈入30到60吨的马铃薯。此类设备价格昂贵,成本常常达几万或甚至几十万英镑。出于经济的原因,此类设备的操作人员也不情愿让设备停止操作任何时长。已经发现如果仅仅放在此类大规模油炸机的油炸箱中,那么bbm专利中描述的过滤器不是非常有效;在大型工业油炸机中使用此类过滤器,当其仅仅放在油炸箱中时,未发现食用油的使用寿命实质延长。不希望受任何具体的理论所束缚,认为这是因为油由于在此类大型油炸箱中对流而循环有限,远离过滤器的油不能够与过滤器物质亲密接触,因此保留了污染物以及与烹饪过程期间食用油的降解相关的氧化、水解和聚合分解产物。此外,在极大型油炸设备中,由于空间约束而不可能让操作人员将大量的过滤器放于油炸机中,或者这样做是繁琐的并且是不可接受的。此对于更现代的连续加工油炸机来说尤其如此,所述油炸机尤其借助于更浅的油炸箱而使用比陈旧型号少得多的油,其不容易容纳过滤器团块或其它形式的过滤器物质(球粒、珠粒等)。因此,仍然需要一种以适合用于较大规模的工业油炸设备的方式利用处理元件(由那些一般水泥类材料并根据传授内容(都如bbm专利中公开)制成)的实用方式。技术实现要素:本发明可用于在较大型工业油炸机中处理食用油。在一方面,提供了一种在油炸操作期间或在油炸操作之间处理食用油的方法,其包含暂时从油炸箱去除食用油到安置有许多处理元件(由那些一般水泥类材料并根据传授内容(都如bbm专利中公开)制成)的另一箱中,在此类箱中循环和处理油并接着将其再引回到油炸箱中。本发明进一步包含一种延迟游离脂肪酸形成和/或减少食用油中形成的脂肪酸的量的方法,其包含在油炸操作期间或油炸操作之间暂时从油炸箱去除食用油到安置有许多处理元件(由那些一般水泥类材料并根据传授内容(都如bbm专利中公开)制成)的另一箱中,在此类箱油并中循环和处理接着将其再引回到油炸箱中。本发明进一步包含一种延迟食用油中氧化产物(包括醛)的形成和/或减少氧化产物的量的方法,其包含在油炸操作期间或油炸操作之间暂时从油炸箱去除食用油到安置有许多处理元件(由那些一般水泥类材料并根据传授内容(都如bbm专利中公开)制成)的另一箱中,在此类箱中循环和处理油并接着将其再引回到油炸箱中。在本发明的另一方面,提供一种处理系统,其包含用于实现在油炸操作期间或油炸操作之间暂时从油炸箱去除食用油到安置有许多处理元件(由那些一般水泥类材料并根据传授内容(都如bbm专利中公开)制成)的另一箱中的构件;在此类箱中循环和处理油的构件;以及用于将油再引回到油炸箱中的其它构件。附图说明本发明实施的方式现将参考附图进一步描述,其中:图1为整体配置图。图2为展示其中油炸箱与处理箱成一体的系统的整体配置图。图3为展示从上观看的本发明的布局的图。图4-7为本发明的各种实施例的其它整体配置图。图8-9为本发明的另一实施例的示意图。图10为另一整体配置图。具体实施方式材料适合用于本发明的实施例中的处理材料为以全文引用的方式并入本文中的bbm专利说明书中所公开的那些水泥类材料。具体来说,适合的处理材料为基本上由包含以下的浆料制成的水泥类材料:(a)>50wt%(i)白opc熟料或(ii)白opc或(iii)白opc熟料与白opc的混合物;和(b)任选地,选自二氧化硅、二氧化钛、石灰、硫酸钙、水合氧化铝、天然长石、硅藻土、天然和合成沸石的na和ca形式、粘土、柱撑粘土、活化粘土/土、选自硅酸钙、硅酸镁、硅酸铝的硅酸盐矿物质、寿山石、闪石、绿坡缕石、花岗斑岩、高岭石、斑岩、流纹岩、滑石和硅灰石的其它成分,其中水泥类材料的孔隙率为30%-55%。此类浆料还宜含有微量的微硅粉/硅灰和适合的引气剂,如下文中所述。作为使用opc与熟料的混合物的替代物,本领域的普通技术人员易了解可使用单独opc或单独熟料制成本发明的处理介质,单独opc为优选,因为其与熟料相比,容易获得并且易于处置。在单独熟料替代opc与熟料的混合物的情况下,必须加入硫酸钙(硬石膏)以防止速凝。油炸机本发明可用于在深度油炸机中处理食用油,所述深度油炸机可为台面单篮型(通常具有3到10升的油容量)或双篮深度油炸机(通常具有7-16升的油容量)或与油容量为例如12-30升的中等负荷独立式深度油炸机联合。本发明还尤其适用于具有30到10,000升容量的较大型工业规模深度油炸机。在本发明的一个实施例中,提供处理罐(1),其能够容纳10到5000升、最优选30到200升的食用油(2)。处理罐(4)可与油炸箱(5)作为一个组合件(6)的一部分一体式安置,如图2中所描绘。或者,处理罐(1)还可与油炸箱(3)分开安置,如图1中所描绘。处理罐可由不锈钢、另一适合金属、高温塑料材料或陶瓷材料或由砖或在食物油炸过程期间所经历的温度(通常高达大约200℃)下稳定并且抵抗因与食用油进行化学反应而侵蚀的任何其它材料制成。入口通道(7)和出口通道(8)设置在油炸箱(3)与过滤罐(1)之间。所述通道可采取由不锈钢、另一适合金属、高温塑料或橡胶材料或陶瓷材料或由砖或在食物油炸过程期间所经历的温度(通常高达大约200℃)下稳定并且抵抗因与食用油进行化学反应而侵蚀的任何其它材料制成的成段管道形式。入口通道的两端(9,10)和出口通道的两端(11,12)优选安置在油水平的下方,以有助于抽取以及减少油暴露于空气。通道还可采取在油炸箱与处理罐之间的导管(13,14)的形式,如图2中所示。在本发明使用期间,食用油经由入口通道进入口(9)从油炸箱流入到入口通道(7)中,并经由入口通道出口(10)流出到处理罐(1)中。在罐中处理后,食用油经由出口通道进入口(12)、出口通道(8)返回到油炸箱,并经由出口通道出口(11)出来到油炸箱(3)中。优选地,在油炸箱(9)中的入口通道的末端经安置,在油炸箱中离返回出口通道(11)的末端尽可能远,以便促进油炸箱中所有油的处理。油从油炸箱流到处理罐是通过重力流和/或通过使用适合的泵构件(15)进行。油从处理罐流回到油炸箱也可通过重力流和/或通过使用适合的泵构件(16)进行。入口通道的出口(12)和出口通道进入口(13)经定位,以便提供进入处理罐的油(14)与根据bbm专利所实现的公开内容制成的处理材料(17)密切接触的机会。举例来说,在如图1所示的一个实施例中,入口通道在基本上竖直的处理部件(18)的一侧上,所述处理部件的一侧为入口通道出口(10)并且另一侧为出口通道进入口(12),使得通过入口通道出口(10)到出口通道进入口(12)的油有机会与竖直处理部件(18)中的处理材料(17)密切接触。为帮助有效处理油,多个此类处理部件(19)可用于入口通道出口(21)与出口通道进入口(22)之间的处理罐(20)中,如图3中所示。现将更详细地描述处理部件。处理部件包含含有根据bbm专利说明书中所公开的发明制成的处理材料的元件。在图4中所示的本发明的一个实施例中,竖直处理部件(20)包含处理团块(21),所述处理团块彼此叠加,从而在入口通道出口(24)与出口通道进入口(25)之间形成大体上连续的屏障,如图5所示。在图5中所示的本发明的另一个实施例中,如图5所示,处理团块保持在滤筒(26)中,通过框架(27)保持在适当位置,以便形成大体上连续的处理团块屏障(28),此为处理罐(29)中待处理的食用油提供了与处理介质密切接触的机会。在每个此类屏障中可存在超过一个分开的处理滤筒。在图6中所示的本发明的又一个实施例中,处理材料呈疏松球粒、颗粒或珠粒(30)形式位于滤筒(31)中,滤筒的有孔侧壁允许罐中在入口通道出口(32)与出口通道进入口(33)之间循环的至少一些油与处理材料之间密切接触。滤筒壁可为多孔、穿孔或筛网样,以便实现循环油与处理材料之间必要的接触程度。滤筒可由例如钢等金属、另一适合金属或高温塑料或类似材料或陶瓷材料或由在食物油炸过程期间所经历的温度(通常高达大约℃)下稳定并且抵抗因与食用油进行化学反应而侵蚀的任何其它材料制成。滤筒可为刚性的,或者,可由可弯曲的筛网样材料制成。滤筒可装配有把手(34)或其它构件以允许准备好去除其,其实际上如同更大单元一样重要,处理介质和滤筒可能非常重。使用滤筒的一个优点是当其已达到其使用寿命终点时其促进处理材料的改变,无需从处理罐排干油或终止所进行的处理过程。此特别有利于大规模工业食品油炸设备的操作人员,其希望基本上连续和/或在尽可能少的中断下运行此类机器。呈球粒或珠粒形式的处理材料还可位于筛网包中,筛网包可为独立的或含于具有有孔侧壁的滤筒内,以便允许罐中在入口通道出口与出口通道进入口之间循环的至少一些油与处理材料之间密切接触。在本发明的一个实施例中,罐的侧壁装配有凹槽或导轨(35)以便收纳滤筒侧壁上的凸形部件(36)并互连,并且在处理操作期间保持其在适当位置,如图6中所示。在图7中所示的本发明的再一实施例中,处理材料基本上竖直堆叠在位于处理罐(38)中的塔状体(37)中。塔状体的截面可为矩形、圆形或任何其它适宜的形状。塔状体的侧壁可在高度上长于塔状体,或可更短。在此实施例中,塔在箱中不形成大体上连续的分区,但在此类塔状体中处理材料的相对较大的累积表面积允许待处理的食用油与处理材料之间足够密切接触以便进行有效处理。在此实施例中,过滤材料可呈独立团块、粒块、球粒、颗粒或珠粒的形式,其视需要可通过使用有孔滤筒(39)保持在适当位置,由类似于先前在本专利说明书中描述之材料的材料制成。塔状体可搁置在罐的下表面上,或可从框架(未显示)悬吊在罐中。无论选择哪个实施例,重要的是处理材料被待处理的食用油充分覆盖,以防止具有强吸湿性的处理材料从空气中吸收水蒸气,导致油中起泡。在图8中所示的本发明的再一实施例中,入口通道(40)以可去除方式连接至由bbm专利说明书中所描述的水泥类材料制成的许多水泥管道部件(41)。此类管道可呈区段制造并且一起附接或任选地制成一件。也由bbm专利中描述的水泥类材料制成的突起部件(42)可任选地设置在水泥管道部件的侧壁内部上,以便增加待处理的油与水泥类处理材料之间的表面接触面积。待处理的油(43)沿着位于入口通道(40)与出口通道(44)之间的水泥管道部件流动,从而允许食用油与水泥过滤材料之间密切接触。当构成其的水泥类材料耗尽时,可更换管道区段。存在一个与每个可去除式连接的管道部件配合的龙头(45),所述龙头位于可去除式连接的管道部件的上游,以便允许操作人员将食用油到可去除式连接的管道部件的供应完全关闭。接着使在可去除式连接的管道部件中的任何食用油排到出口通道(44)中,然后去除用过的可去除式连接的管道部件并用新的可去除式连接的管道部件更换。每个可去除式连接的管道部件任选地装配有可打开/可关闭的进气阀(46)以便促进泵47从可去除式连接的管道部件抽取。每个可去除式连接的管道部件还可任选地装配有由适合的不可渗透的材料(例如不锈钢)制成的紧贴全长套管(48),从而允许任何食用油渗透穿过可去除式连接的管道部件的侧壁,以经由所述套管中的通道(为简单起见,图8中未示)返回到出口管道(44)。或者,可允许油渗透穿过可去除式连接的管道部件,使得其在此类可去除式连接的管道部件的外表面(49)上,如图11中所示,并且此后可以排到收集装置(50)以经由出口通道(44)再循环回油炸箱中。然而,此类实施例并非优选,因为其使热油更大程度地暴露于空气,将促进氧化和水解分解反应,因此产生处理介质意图去除的更多分解产物。在图9中所示的上述实施例的变体中,入口通道的出口以可去除方式连接到单个或许多串联的直插式水泥管道部件(52),每个直插式水泥管道部件由如bbm专利中一般描述的水泥类材料制成。水泥管道部件可任选地在内部侧壁(53)上装配有也由bbm专利中描述的水泥类材料制成的突起部件,以便进一步增加待处理的油与水泥类材料之间的表面接触面积。待处理的油(54)沿着位于入口通道(53)的出口与出口通道(55)的进入口之间的水泥管道部件(52)的长度流动,从而允许食用油与水泥过滤材料之间的密切接触。当构成其的水泥类材料耗尽时,可更换管道区段。存在一个非常接近地与入口通道的出口配合的龙头(56)和一个位置非常接近出口通道(55)的进入口的龙头(57)。为了在改变前将管道部件排干油,最接近入口通道的阀门(56)转向关闭位置并且打开任选的进气阀(58)。接着通过使用泵构件(59)或适当时通过重力流,从出口通道(55)完全抽吸管道区段中的任何剩余油。一旦清空,就将龙头(57)转向闭合位置并接着去除可去除式连接的管道部件并用新的管道部件更换。可去除式连接的管道部件还可任选地装配有由适合的不可渗透的材料制成的紧贴套管(60),以便保留渗透穿过管道部件的侧壁的任何油,并允许其经由套管(未显示)中的通道返回到出口通道(55)和油炸箱上。处理罐也可任选地装配有其它过滤构件,未示。这些过滤构件可包括例如适合于去除食品残渣的常规微粒过滤器。其它已知的过滤设备也可与此处描述的设备和/或其一部分组合使用。在恒温控制下处理罐也可任选地装配有加热元件或煤气燃烧器,以便维持油在所需温度下。处理罐可进一步任选地装配有隔热构件以减少罐中发生的热损失。本发明实施的方式现将参考以下实例进一步描述。实例1过滤器用alborg白水泥熟料和alborg白opc制成。alborg白熟料是使用来源于现位于denmark的海洋沉积的极纯石灰石制成,并获自aalborgportlanda/s-denmark,aalborgportlanda/s,44,p.o.box165,9100aalborg,denmark。未研磨的熟料从hansoncement,kettonworksketton,stamford,lincolnshire获得。所用alborg熟料的典型组成为:sio225.0%al2o32.00%fe2o30.30%cao69.0此得到如下计算的bogue组成:c3s65.0%c2s21.0%c3a5.0%c4af1.0%caso40%用于此实验中的opc的同等典型数字为:so32.03%sio224.4%al2o31.97%fe2o30.34%cao68.6%mgo0.58%cl0.01%tio20.09%p2o50.30%k2o0.16%na2o0.19%因此得到计算的bogue组成(考虑到约3%的游离石灰含量,进行校正)c3s66.04%c2s20.1%c3a4.64%c4af1.04%caso43.45%重要地,熟料具有极低的游离铁含量,这是重要的,因为铁是一种强促氧化痕量金属(参见例如sonntag1979《贝利工业油和脂肪产品(bailey'sindustrialoilandfatproducts)》,newyork,johnwileyandsons,第1卷.第152页)。熟料经外部球磨机研磨到标称14.5μm的“备用”颗粒尺寸,其中粒径分布使得d50为13.33μm±4.7%,大致与使用的水泥尺寸相同。一旦研磨过,熟料就保持在干燥密封的塑料容器中以防结块,直到使用。熟料与水泥在即将混合时细筛,以在加入水前去除任何大的凝块。制备过滤器的混合物包含三份熟料对一份opc,以及相对微量的微硅粉(12重量%的浆料)和少量microair119(一种由巴斯夫(basf)制造的引气剂),根据使用者说明书加入。由于微硅粉具有强烈火山灰活性,所以其并入混合物中具有若干影响。其加速熟料相(尤其硅酸三钙)的水合反应。细的微硅粉粒子填充熟料颗粒之间的空间,从而产生更致密的浆料和整体更强的水泥。微硅粉的加热进一步降低硅酸三钙和矽酸二钙水合所产生的游离氢氧化钙的量并促进硅酸钙水合物凝胶的产生。此减少起泡。多年来,在世界上经历冰冻的一部分地方,夹带的空气有意地并入混凝土和水泥混合物中,以减少由重复的冰冻和解冻循环所引起的损伤。称为引气剂的化学添加剂用于产生分散空隙的稳定系统,空隙通常极小,在10μm与1mm之间。在一立方英寸处理浆料中通常存在超过1百万个此类气泡,或每立方厘米超过60,000个。水泥中夹带的空隙系统可通过根据astmc457(硬化混凝土中空隙系统的显微测定参数的标准测试方法)使用显微技术检查硬化水泥样品的切割和抛光部分来观看和确定。此类空隙提供了水泥或混凝土内空的空间,并且已知这些空隙充当毛细管孔中移动的冰冻水的储存场所,从而减轻了在冰冻期间产生的压力并防止对水泥或混凝土造成损伤。然而,意外地发现,将相对较小量的引气剂加入用于制备bbm专利中所述的过滤器的类型的混合物中产生非常多孔的过滤器,其极大地吸收比无此类引气剂的过滤器多得多的游离脂肪酸和醛。存在许多众所周知的引气剂类型。通常,这些是表面活性剂并且包括例如木材来源的酸式盐、木松香、松油、植物油酸式盐(例如椰子油的烷醇胺盐)、合成清洁剂(例如烷基-芳基磺酸盐和硫酸盐,例如十二烷基苯磺酸钠盐)。本文中所公开的发明中所用的表面活性剂必须无毒。本领域的技术人员易能够鉴别适合用于本文中所述的发明的许多此类无毒引气剂。根据以下混合物设计,使用工业混合器将熟料、opc、引气剂和微硅粉充分混合,并接着加入足够水以产生优良浆料:混合物设计假设在混合器中和模具中耗费约10%混合物,此4.05kg混合物通常将产生约15个处理块,各在干燥前具有240克的重量。接着将浆料放到wo/2013/121206的图1到4中描绘并且如所述专利申请案中进一步描述的类型的模具中。然而,在此实施例中使用的模具具有30个直径为0.5cm的孔洞,以便促进待处理的油与处理材料之间的密切接触。使浆料固化直到完全凝固。此后,过滤器单元在工业烘箱中在130℃下干燥6小时以去除过量水并接着用水不可渗透的包装材料个别密封。过滤器的尺寸大约为15cm×2cm×9cm,具有30个各具大约0.5cm直径的孔洞:(这些数字忽略过滤器的微锥形,以便于从模具取出)。硬化水泥浆的孔隙率例如由alford等人在其标题为《硬化水泥浆中孔隙率和孔径的评定(anassessmentofporosityandporesizesinhardenedcementpastes)》,《材料科学杂志(j.materialssci.)》,16,(1981)3105-3114的文章中论述。水泥物品的孔隙率可通过首先将物品在工业烘箱中在130℃下干燥72小时后称重(得到重量a)并接着在室温下将其浸没在水中,直到物品完全饱和水并接着称重完全饱和的物品(重量b)来估计。接着吸收的水的总重量是重量b减去重量a,当乘以水泥密度/水密度时,得到表示过滤器孔隙率的数字,呈重量a的百分比形式。根据上述方法测定,出于本实例的目的而制备的过滤器具有45%到50%之间的孔隙率。接着200个以此方式制备的过滤器安置到二十个位于罐中的容量大约为90升容量的滤筒中。整体配置展示在图10中,但为简单起见,仅仅展示一个此类滤筒(61),其与处理罐(62)配合。处理罐和油炸设备未按比例绘示于图10中。每个滤筒可容纳十个处理团块(63),其彼此叠加,最大面(9×15cm)含有30个面向前的孔洞。每个滤筒上的两个凸形脊线(64)与处理罐(62)的对应凹槽(65)配合。处理罐经由各为不锈钢管的入口通道(66)和出口通道(67)连接到大规模连续循环工业薯片油炸机,所述油炸机用于制造冰冻的袋装预先油炸马铃薯薯片。入口通道的出口(68)安置在数排处理元件的一侧上,并且出口通道的进入口(69)安置在数排处理元件的另一侧上,以便使待处理的食用油与处理介质能够密切接触。在使用期间此油炸机的油炸罐容纳大约1,650升食用油。油炸机的自动补油特性被禁用,以便保持油炸箱中油的量恒定。入口通道的进入口(70)穿过油炸箱(71)的侧壁在油炸机的一端插入,并且出口通道的出口(72)穿过油炸箱的侧壁在油炸机的另一端插入,使得油炸箱中入口与出口通道的进入口点之间的距离超过450cm。后面为不锈钢管道,在油炸罐和处理罐外部,具有玻璃矿绵(73)以减少热损失。泵构件(74)用于将油经由进口阀带入处理箱,并接着其它泵构件(75)用于在处理后将油抽回油炸箱中。在油炸期间,由于氧化、水解和其它分解途径,油会发酸。不同的油具有不同的氧化和水解速率。油炸机中任何给出的油中的游离脂肪酸水平由起始ffa水平、随后ffa产生速率以及蒸馏消除和食品吸收的量来决定。因此,如果获得ffa水平的有意义的数据,那么必需在整个实验中使用相同的油。本文所述的试验都用来自相同制造商的批料的含有e900(pdms消泡剂)的葵花油进行。接着将16,500升此类食用油加入油炸罐中并将其接通,并且恒温控制设为185℃。接着打开分别靠近入口通道的进入口和出口通道的出口装配的两个龙头(76,77),以允许食用油从油炸箱进入处理罐。接着将65升其它食用油加入油炸箱,以确保食用油维持在适用于油炸操作的水平下并且处理罐中的处理粒块的顶层完全被食用油覆盖。接着将落后的紧贴盖子放在处理罐顶上(图中未示),以便减少热损失并减少因与空气接触而进行的氧化/水解。将十吨洗过、剥皮并切好的马铃薯以八小时一班穿过油炸机。一天运行两班,并在每天两班生产结束时,在油冷却并使用油炸机自身的内部微粒过滤器过滤后取得50gm油样品。接着样品用氮气冲洗并避开任何光源保持在-20℃下,直到分析,以防油进一步分解。接着将这些油与历时四天(每天两班,每班十吨),但处理罐(77,78)的入口阀和出口阀处于关闭位置并且处理罐的泵和加热器断开下每天结束时从相同油炸机取得的油相比。测量各样品的游离脂肪酸(根据iupac(1979),《用于油、脂肪和衍生物的标准方法(standardmethodsforoils,fatsandderivatives)》,第6版,pergamonpress,oxford,reference2中提出的程序)并且平均结果于下文中列表:天数连接处理罐的ffa%*断开处理罐的ffa%00.040.0510.320.4520.360.5530.350.6740.430.79*注意,对连接到处理罐的油炸机中所用的油的结果进行调整以补偿以下事实:在其中运行的实验中,系统中食用油是1715升,相比之下,未连接到处理罐的油炸机中食用油是1650升的。假定额外的油线性稀释游离脂肪酸,从而实际上获得的结果除以校正因子1715/1650=1.04。可以看出处理罐的使用实质上降低了游离脂肪酸的积聚速率,否则游离脂肪酸的存在增加将降低油的发烟点和闪点并增加油中烹饪的食物的吸油量。也已展示高水平的游离脂肪酸催化三酸甘油酯的进一步水解并促进氧化反应,因此引起反馈驱动过程,产生更多的游离脂肪酸/油降解。测试酸性的一种替代方法是使用cns3647方法,其得到每克油koh克数的结果,是酸浓度的优秀代表。总极性化合物此领域的一些作者和专家已经质疑游离脂肪酸浓度作为油品质的量度的可靠性(参见例如《油炸中有效的过程控制(effectiveprocesscontrolinfrying)》gbquaglia等人在第237页《油炸,提高品质(frying,improvingquality)》,j.b.rossell编辑,woodheadpublishinglimited)。因此,还测量总极性化合物的量,因为其(以及酸值)是油品质的极其常用的指标,并且广泛用于许多国际规定中:(参见例如fritch,c.w.1981.《油炸脂肪变质的测量(measurementsoffryingfatdeterioration)》.abriefreview.j.am.oilchemcoc.58:272-274和firestone,d.2007.《油炸脂肪和油的调节(regulationoffryingfatandoil)》,《深度油炸:化学、营养和实际应用(deepfrying:chemistry,nutrition,andpracticalapplications)》.第2版第373-385页.erickson,m.d.编辑aocspress,urbaba,usa.)。油中总极性化合物的含量可通过使用aocscd_20-91和iso8420中陈述的方法测定。通常,玻璃柱(例如长度为35cm并且直径为2.1cm)用于进行色谱分析。适合的洗脱剂为石油与乙醚87:13(v/v)的比率的混合物。待测试的油样品(2.5g)负载到填充柱,并且非极性化合物(%)计算为油样品中总极性化合物的质量分率,呈百分比形式。然而,aocscd_20-91和iso8420程序需要在实验室中由熟练技术员用适当设备进行,并不适合于现场测试。因此,使用testo270深度油炸用油测试仪(testoinc.germany),当其探针放入待测试的油中并根据制造商的说明书使用时其产生大体上瞬时的总极性化合物的读数,呈百分比形式。待测试的油在55℃下测试。使用testo270分析在先前ffa测试期间收集的油样品并且结果在下文中列表:天数连接处理罐的tpc%断开处理罐的tpc%05.55.518.39.9210.214.3312.817.1415.819.8可以看出处理罐的使用实质上降低了总极性化合物的存在。醛油的醛浓度也如下所述来确定。由于一些原因,醛是油品质的优秀指标。首先,已知醛即使是极低浓度,也会引起在用过的食用油中和在此类食用油中油炸的食品中观测到的许多臭味。其次,此类醛是二级氧化产物,由初级氧化产物分解产生,因此可视为此类初级氧化产物浓度的优秀代表。第三,许多醛被认为对人体健康有害(参见《警示:热加压的多不饱和物正破坏着健康(warning:thermally-stressedpolyunsaturatesaredamagingtohealth)》,martingrootveld,christopherj.l.silwood和andreww.d.《克拉克松食品化学(claxsonfoodchemistry)》67(1999)211-213)。在油炸期间,多不饱和脂肪酸氧化和形成经证实具有毒性的降解产物,例如4-羟基-2-(e)-壬烯醛:(参见例如seppanencm,csallanyas(2001)《通过高效液相色谱法同时测定植物油中亲脂性醛(simultaneousdeterminationoflipophilicaldehydesbyhigh-performanceliquidchromatographyinvegetableoil)》.《美国油脂化学家协会(jamoil)》)。相关的特定醛包括:(a)反式-2-烯醛(b)反式,反式-烷-2,4-二烯醛(c)4,5-环氧基-反式-2-烯醛(d)4-羟基-反式-2-烯醛(e)顺式,反式-烷-2,4-二烯醛,和(f)正烷醛。在四天油炸(一天两班,每班10吨剥皮、洗过和切好的马铃薯)后从油炸箱取得的食用油中此类醛的浓度的检测和测量根据如以引用的方式并入本文中的wo2008/015481a2第22到23页上陈述的方法测定,并且在以下两者之间,结果在下文中列表:(a)处理罐发挥作用的油炸机;和(b)处理罐未发挥作用的油炸机,样品在连续油炸4天的每一天结束时取得。在油冷却后,取得50gm样品,并使用油炸机自身的内部微粒过滤器过滤。接着样品用氮气冲洗并避开任何光源保持在-20℃下,直到分析,以防油进一步分解。结果在下文中列表:所有单位均为在葵花油上进行的1hmr实验中检测到的mmol/kg油。注意出于上述原因,1.04的相同调整因子再次应用于获自此组实验的结果。可以再次看出处理罐的使用实质上降低了这些毒性醛的存在。因此,这些实验证实尽管需要处理的食用油的量相当大,但油炸罐外处理设施的使用实现了用过的食用油的有用处理。如此处理的食用油能够在最终抛弃进行再循环前再使用四天。当前第1页12当前第1页12
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