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산업용 식품 튀김기의 튀김 기름 열화에 대한 지속적인 모니터링

개요: 튀김유 건강 및 성능에 대한 산화 (TOTOX), 지방산 (TBA) 및 극성 화합물 (TPC)의 영향을 모니터링하는 단일 센서. 튀김 과정 내내 테스트하거나 샘플링하고 모니터링하지 마십시오.

WeGO 소개

튀김은 가장 오래되고 가장 인기있는 요리 방법 중 하나입니다. 튀김 기름은 비싸고 가열하면 상당한 에너지를 소비하므로 튀김 경제학에서는 여러 배치를 위해 튀김기의 기름을 재사용해야합니다. 튀김 기름의 반복적 인 사용은 기름의 튀김 성능을 저하시키는 화학적 분해로 인해 위험한 것으로 입증되었습니다 (Liu, M. et al., 2016). 사용한 튀김 기름의 평가와 적절한 관리는 보건 기관, 식품 제조업체 및 소비자에게 큰 관심사입니다. 비용을 통제하면서 안전하고 건강한 튀김 제품을 보장하는 것이 식품 회사의 지속 가능한 사업으로가는 길입니다.

감자 튀김에 대한 일반적인 산업 식품 튀김 | 출처: https://foodtechnologies.rosenqvists.com/articles/fantastic-fring-of-french-fries-4-key-factors-to-succeed/
감자 튀김에 대한 일반적인 산업 식품 튀김 | 출처: https://foodtechnologies.rosenqvists.com/articles/fantastic-fring-of-french-fries-4-key-factors-to-succeed/

어플리케이션

튀김 기름은 왜 분해됩니까?

 

튀김 과정에서 발생하는 가장 빈번한 화학 반응은 가수 분해, 중합 및 산화, 열 변화입니다. 이러한 반응은 폴리머 및 케톤과 같은 상당한 수의 유해한 화합물을 생성하여 튀김 기름의 품질을 크게 변화시킵니다. 생성 된 열 산화 화합물은 산화 스트레스가 다양한 퇴행성 과정 및 질병, 예를 들어 돌연변이 유발, 세포 변형 및 암, 죽상 동맥 경화증, 심장 마비 및 만성 염증성 질환과 관련되어 있기 때문에 주목할 만합니다 (Liu, M. et al., 2016).

 

대부분의 경우 튀김 기름 열화는 육안 검사를 기반으로 평가됩니다. 예를 들어, 요리사 / 공장 엔지니어는 과도한 거품, 냄새, 흡연, 색 변화 및 식품 맛을 기준으로 오일을 폐기 할시기를 결정하기 위해 자신의 경험을 사용합니다. 그러나 이러한 방법은 주관적인 특성으로 인해 신뢰할 수 없으며 이러한 매개 변수는 오일이 이미 재사용하기에 안전하지 않은 경우에만 나타날 수 있습니다.

 

산업용 프라이어는 프라이팬 오일을 어떻게 모니터링하고 관리합니까?

 

산업용 튀김에서 품질 직원은 최적의 품질을 유지하기 위해 튀김 작업 중에 몇 가지 화학적 매개 변수를 모니터링 할 수 있습니다. 사실, 맛뿐만 아니라 소비자의 건강에도 영향을 미칠 수있는 완성 된 스낵 제품에 대한 불쾌한 영향을 피하기 위해서는 튀김 기름을 모니터링하는 것이 필수적입니다.

제조 공장에는 일반적으로 오일 수명을 연장하는 동시에 비용을 대폭 절감하도록 설계된 필터링 시스템이 있습니다. 그러나 기름과 기름 튀김의 물리적 및 화학적 특성이 광범위하게 사용 된 후에 크게 변하는 경향이 있기 때문에 기름의 점진적인 분해를 나타내는 매개 변수를 식별하는 것이 여전히 중요합니다.

 

튀김기를 최적화하기 위해 튀김기는 어떤 품질 지수를 사용합니까?

 

이러한 식품 가공 공장의 엔지니어는 튀김 식품의 품질을 보장하는 프로그램을 개발하고 구현할 때 튀김 기름에 사용할 수있는 최고의 화학 지수는 무엇입니까?라는 질문을 던집니다. 다음과 같이 사용되는 다양한 인덱스가 있습니다.

  • 유리 지방산 (산가)
  • 총 극성 물질 (TPM)
  • 중합 된 트리글리 세라이드
  • 비누
  • Lovibond 색상
  • 아니시 딘 값
  • 과산화물 가치
  • 오일 안정성 지수 (OSI)

발연 점, 색, 맛, 냄새, 거품 지속성 및 점도와 같은 물리적 지표는 튀김 기름의 품질을 평가하는 데 사용됩니다.

출처 : "튀김 기름 저하를 평가하기위한 정전 용량 센서 프로브"– https://doi.org/10.1016/j.inpa.2015.07.002

레스토랑 및 산업용 튀김 산업의 주요 다국적 기업은 튀김기 오일의 화학적 매개 변수와 튀김 식품의 품질 사이에 직접적인 연결을 설정하기 위해 많은 돈을 투자했습니다. 이는 작업자가 분해되는 오일의 다양한 매개 변수를 모니터링 할뿐만 아니라 이러한 매개 변수를 식품의 감각적 품질과 관련시켜야한다는 것을 의미합니다.

장비 제조업체는 고객과 협력하여 오일 폐기 종점을 설정합니다. 수년에 걸쳐 다양한 테스트 시스템이 도입되었지만 식품 서비스 및 산업용 프라이어를 채택한 사람은 거의 없습니다. 잠재적 인 사용자가 식품 품질 평가 점을 결정하기 위해 노력할 것이기 때문입니다. 이를 위해서는 비용이 많이 들고 시간이 많이 걸리며 종종 감각 연구를 수행하고 데이터를 적절하게 분석하기 위해 외부 전문 지식이 필요한 튀김 연구가 필요합니다.

점도 데이터가 튀김 기름 품질의 신뢰할 수있는 지표 인 이유는 무엇입니까?

요오드가 (IV)는 오일의 적합성 평가에 사용됩니다. Garba et al. IV가 높은 오일은 지질의 산화 반응과 불포화 지방산과 산소 사이의 과산화수소 형성으로 인해 성능이 좋지 않은 것으로보고되었습니다. 또한, 유리 지방산 (FFA), 고분자 트리글리세리드, 아니시 딘가 (AV), 중합 및 산화 물질 (POM)이 튀김유 품질의 지표로 널리 사용되지만 그 자체로 결정적인 것은 아닙니다.

특히, 일부 연구자들은 튀김을 반복하는 동안 점도가 증가하는 것이 튀김 식품의 기름 흡수를 증가시키는 요인으로 확인되었습니다 (Guillaumin, 1988; Moreira et al., 1997). 또한, 튀김을 반복하는 동안 튀김 매체의 점도와 밀도의 변화는 음식 표면의 부력 거품 제거에 영향을 미치고 결과적으로 기름에서 튀김을 겪는 음식으로의 대류 열 전달에 영향을 줄 수 있습니다.

점도는 다양한 연구에서 입증 된 바와 같이 FFA, POM, TPC, Lovibond Color Value와 같은 다른 화학적 지표와 매우 잘 연관되며, 그중 일부는 아래에 나와 있습니다.

점도 및 TPC

그림 1 - 가열 시간이 증가함에 따라 TPC 및 점도 측정 (용량 성 측정)의 추세를 보여줍니다. 출처 : "튀김 기름 저하를 평가하기위한 정전 용량 센서 프로브"– https://doi.org/10.1016/j.inpa.2015.07.002

Color Lovibond 값, 유리 지방산 (FFA), 중합 및 산화 물질 (POM)과의 점도 및 상관 관계

그림 2 - (a) 적색 Lovibond 값 (b) FFA (c) POM (d) 가열 시간 증가에 따른 점도 (대역폭) 측정. 출처 :“튀김 기름 품질의 현장 평가를위한 새로운 센서 개발 및 평가”– https://doi.org/10.1016/0956-7135(90)90008-Z


그림 3 - 점도 (대역폭) 및 색상 Lovibond 트렌드. 출처 :“튀김 기름 품질의 현장 평가를위한 새로운 센서 개발 및 평가”– https://doi.org/10.1016/0956-7135(90)90008-Z


그림 4 - 점도 (대역폭) 및 FFA 추세. 출처 :“튀김 기름 품질의 현장 평가를위한 새로운 센서 개발 및 평가”– https://doi.org/10.1016/0956-7135(90)90008-Z

가열 시간에 따라 점도가 어떻게 변화하는지 보여주는 연구

연구원들은 회귀 분석을 수행했습니다 (https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2011.02.021) 튀김 배치 수에 대한 점도의 의존성을 조사하기 위해. 분석은 높은 튀김 부하에 대해 점도가 XNUMX 차 다항식에 따른 튀김 배치 번호와 관련이 있음을 보여주었습니다.

기름 유형 (팜 및 올리브 오일)에 대한 선형 회귀 분석은 튀김 및 가열 중 기름 점도가 신선한 기름 점도 및 튀김 및 가열 과정에서 생성 된 다양한 고분자 화합물 등급의 농도의 함수임을 보여주었습니다. 이 방정식은 튀김과 가열 중에 동일한 화합물 등급이 생성되는 경우 다른 오일 유형에도 유효합니다.

그림 5 - 가열 시간에 따른 점도 변화는 연구에 따라 XNUMX 차 다항식 함수를 따랐습니다. 출처 :“반복 튀김이 팜 오일과 올리브 오일의 점도, 밀도 및 동적 계면 장력에 미치는 영향”– https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2011.02.021

점도 및 트리글리세리드 함량

연구 및 실험 데이터 (Olivares-Carrillo et al., 2014)에 따르면 튀김 동안 발생하는 주요 화학 반응은 일부 트리글리 세라이드의 파열과 C18 : 2 및 C18 : 3 지방산 사슬을 포함하는 트리글리 세라이드의 추가 중합입니다. 후자의 반응은 관찰 된 갑작스러운 점도 증가의 원인이됩니다.

점도는 튀김 과정에서 발생하는 중성 지방 함량의 손실을 추적 할 수있는 탁월한 지표를 제공합니다. 연구진은 중성 지방 함량과 대두유의 (특정) 점도 사이의 양적 관계를 확립했습니다.

그림 6 - 조리 시간에 따른 대두유의 중성 지방 함량 및 제로 전단 점도의 진화 및 확립. 출처 : "열화로 인한 오일 조성 변화의 척도로서의 점도, 적용된 유변학"– http://dx.doi.org/10.3933/APPLRHEOL-24-53667


 

그림 7 - 특정 점도와 중성 지방의 중량 % 간의 상관 관계. 출처 : "열화로 인한 오일 조성 변화의 척도로서의 점도, 적용된 유변학"– http://dx.doi.org/10.3933/APPLRHEOL-24-53667

특정 점도 nsp = (n – n0) / n0, 여기서 기준 점도 n0은 "조리 시간이 96.28 인"원래 오일 샘플에 해당하는 점도입니다. 확립 된 상관 중량 % (트리글리 세라이드) = 2.75 – XNUMX nsp

튀김 기름을 실시간으로 모니터링하기위한 간단한 인라인 감지 시스템의 필요성

지금까지 튀김 기름의 다양한 화학적 및 물리적 매개 변수를 측정하기 위해 다양한 방법이 개발되고 도입되었습니다. 예를 들어, 식품 산업에서 오일의 품질을 제어하기위한 화학 감각 시스템, 푸리에는 적외선 (FTIR)을 변환하여 좋은 오일과 허용되지 않는 오일을 구별하고, 크로마토 그래피를 사용하여 유전 상수, 연기 점 및 점도를 측정하고 이미지 분석을 통해 튀김 오일의 TPC 비율을 결정합니다. . 그러나 이러한 방법은 주로 샘플링 복잡하고 시간과 비용이 많이 듭니다. 따라서 튀김 기름의 품질을 평가하는 데 도움이되는 간단한 감지 시스템의 개발이 필요합니다.

기름의 유전율 변화에 따라 총 극성 물질 (TPM)을 테스트하여 튀김 기름의 품질을 측정하는 도구가 있습니다. FFA 및 TPC 테스트 키트는 오일의 색상 반응을 기반으로합니다. 그러나 이러한 장치에는 복잡한 교정 요구 사항, 다양한 유형의 오일에 대한 적합성 및 뚜렷한 온도 종속성과 같은 몇 가지 제한 사항이 있습니다.

 

센서는 '어려운'튀김 조건에서 신뢰할 수 있어야합니다.

튀김 기름 도포에는 가장 중요한 요소가 하나 있습니다. 바로 청결입니다. 튀김 기름은 역동적 인 환경입니다. 폴리머 (갈색 축적)가 프라이어의 가열 표면에서 형성되기 시작하고 프라이어의 여러 부분에 증착됩니다. 이러한 폴리머는 강력한 부식성 세제를 사용하고 문질러 제거합니다. 많은 센서 자체가 폴리머 침전물에 취약하기 때문에 기기의 감도가 낮아 성능에 악영향을 미칠 수 있습니다.

따라서 측정을 위해 배치 된 센서는 쉽게 청소할 수 있어야하며 이러한 환경에서 측정을 생성 할 수 있어야합니다. 센서가 청소주기를 지원하고 청소 단계의 끝점을 감지하는 데 도움이되는 경우 더욱 좋습니다.

지속적인 오일 추적을위한 인라인 점도계

다양한 연구에 따르면 점도는 튀김 공정에서 오일 품질의 신뢰할 수있는 지표입니다. POM, FFA, TPM, 트리글리세리드 함량 및 색상 값과 같은 다른 중요한 화학 지표와 합리적인 상관 관계를 보여줍니다.

오일의 점도를 측정하는 것은 오일 상태를 결정하는 빠른 방법이며 자산 준비 상태를 평가하는 데 중요한 매개 변수로 간주됩니다. 적외선 (IR) 분광기 및 기타 벌크 속성 센서를 보완 할 수있는 점도 센서는 즉각적인 온라인 점도 및 온도 데이터를 제공하고, 움직이는 부품이없고 작동 범위가 넓으며 다른 제품과 통합하기위한 범용 플러그 앤 플레이 연결을 제공합니다. 휴대용 제품.

SRV와 같은 인라인 점도계를 사용하면 현장의 엔지니어가 센서의 연속 점도 데이터를 모니터링하고 조치를 취할 수 있습니다. 이 데이터의 자동화 가능성 외에도 샘플링 및 기타 수동 개입이 포함 된 기존 방법에 비해 매우 효율적입니다.

그림 8 - (a) 휴대용 TPM 측정 장치 (왼쪽) (b) 테스트 막대를 사용하여 유리 지방산 측정 (오른쪽) – 둘 다 공장 현장에서 엔지니어 / 운영자의 정기적 인 수동 측정이 필요합니다.

 


균형 비틀림 공진기 – 점도계 기술의 판도를 바꾸는 요소

 

SRV-트라이 클램프

그림 9 – 레오 닉스 SRV 점도계 – 지속적인 오일 열화 추적 용

 

 

작동 원리-인라인 공정 점도 밀도 모니터링 제어 관리-레오 닉스 균형 공진기 센서 기술 백서

그림 10 - Sensoperating Principle, 더 읽기 : https://rheonics.com/whitepapers/

  • Rheonics SRV 점도 기술은 매우 안정적인 torsionally balancedmechanical 공진기 (미국 특허 9,267,872) 그 진동은 점도에 의해 감쇠됩니다.
  • 유체의 점성이 높을수록 공진기의 기계적 감쇠가 높아집니다. 감쇠를 측정하여 점도와 밀도의 곱을 추정합니다.
  • 공진기는 센서 본체에 장착 된 전자기 변환기를 통해 여기되고 감지됩니다.
  • 댐핑은 Rheonics의 특허를받은 입증되고 특허받은 게이트 위상 고정 루프 기술로 측정됩니다.
  • 이 두 가지 핵심 기술을 기반으로하는 SRV 점도 센서는 손바닥에 맞을만큼 작 으면서도 안정적이고 반복 가능하며 매우 정확한 오일 점도 측정을 제공합니다.

Rheonics SRV 센서는 기름 튀김 용기에 직접 삽입하도록 제작 된 소형 폼 팩터 센서입니다. 점도 측정의 매우 높은 정확도와 안정성을 통해 가장 작은 변화를 신속하게 감지하고 튀김유에 불필요한 물질 / 화합물이 축적됩니다.

Rheonics SRV 인라인 점도계는 실시간 튀김 오일 품질 모니터에 어떻게 사용됩니까?

인라인 점도계 측정을 지속적으로 수행하면 공장의 엔지니어가 다음을 수행 할 수 있습니다.

  • 자동화 된 모니터링을 위해, 원하는 오일 품질을 유지하기위한 새로운 오일 및 개질제 투여
  • 샘플링주기를 확인하려면 – 다양한 매개 변수에 대한 심층 측정을 수행하기 위해 실험실 샘플을 채취해야하는시기 결정
  • 이상 또는 예상치 못한 동작을 감지하고 수정 조치를 취합니다.
  • 트렌드가 어긋나면 기름이나 제품이 튀겨지는 것에 대한 조치
  • 튀김 제품의 모든 배치를 정확한 칩 팩까지 추적하고 추적하십시오!

그림 11 - Rheonics 소프트웨어 인터페이스 개요

 

Rheonics 인라인 점도계 SRV는 식품 공정에 적합한 특성으로 프라이어 작업자의 삶을 더욱 쉽게 만듭니다.

  • 위생 및 위생 연결
  • 완전한 센서는 CIP (clean-in-place) 호환 가능
  • 측정은 매우 반복 가능하여 정확한 결과를 제공합니다.
  • 온보드 온도 보상 포함
  • 재 교정이 필요하지 않지만 빠른 현장 교정 검증 (FDA 준수) 지원
  • 다시 프로그래밍하지 않고도 여러 플랜트에서 동일한 상관 관계를 재사용하고 프로브를 교환 / 교체 할 수있는 센서 간 재현성을 갖습니다.
  • 유체 구조에 영향을주지 않는 서브 미크론 진동 진폭에서 작동되는 기본 기술로 유체 자체를 정확하게 측정 할 수 있습니다.
  • 공정 라인에 직접 쉽게 설치 가능, 우회, 흐름 중단 없음
  • 고온, 고압, 산성 및 알칼리성 세척을 지원하기 위해 밀폐 된 연결 (IP316K)이있는 69L 스테인리스 스틸로 제작 된 견고한 센서
  • 유지 보수가 필요없는 낮은 수명 운영 비용
  • 매우 높은 ROI (투자 수익률)

고객을 만족시키면서 튀김 작업의 안전을 보장하십시오!

마지막으로, 작업자의주의가 필요하지 않고 작업자가 튀김기를 통해 최대 처리량을 얻는 데 집중할 수 있도록 도와주는 진정한 인라인 온라인 튀김 오일 센서입니다.

참조

  1. Guillaumin, R., 1988. 음식에있는 지방 침투의 운동학. 에서 : Varela, G., Bender, AE, Morton, ID (Eds.), Frying of Food : 원리, 변경, 새로운 접근 방식. Ellis Horwood Ltd., Chichester, pp. 82–90.
  2. Moreira, RG, Sun, X., Chen, Y., 1997. 튀김에서 또띠아 칩의 기름 흡수에 영향을 미치는 요인. 식품 공학 저널 31 (4), 485–498.
  3. Matthaus B. 다른 고 안정성 오일과 비교하여 튀김에 팜 오일 사용. Eur J Lipid Sci Technol 2007; 109 (4) : 400–9.
  4. Garba ZN, Gimba CE, Emmanuel P. Jatropha Curcas Seed의 바이오 기반 변압기 오일 생산 및 특성화. J Phys Sci 2013; 24 (2) : 49–61.
  5. Kress-Rogers E, Gillatt PN, Rossell JB. 튀김 기름 품질의 현장 평가를위한 새로운 센서 개발 및 평가. 식품 통제 1990; 1 (3) : 163–78.
  6. Kalogianni, EP; Karapantsios, TD; Miller, R. 반복 튀김이 팜 및 올리브 오일의 점도, 밀도 및 동적 계면 장력에 미치는 영향. Journal of Food Engineering 2011, 105 (1), 169–179.
  7. Liu, M. et al. 튀김 기름 열화의 미세 유체 평가. Sci. Rep. 6, 27970; doi : 10.1038 / srep27970 (2016).
  8. Olivares-Carrillo P, de los Rias AP, Quesada-Medina J, Hernandez Cifre JG, Diaz Banos FG : 열 분해로 인한 오일 조성 변화의 척도로서의 점도, Appl. Rheol. 24 (2014) 53667.

응용 프로그램에 권장되는 제품

  • 넓은 점도 범위 – 전체 공정 모니터링
  • 뉴턴 유체와 비 뉴턴 유체, 단상 및 다상 유체 모두에서 반복 가능한 측정
  • 완전히 밀봉 된 모든 스테인리스 스틸 316L 습식 부품
  • 유체 온도 측정 내장
  • 기존 공정 라인에 간단한 설치를위한 소형 폼 팩터
  • 손쉬운 청소, 유지 보수 또는 재구성 불필요
  • 공정 밀도, 점도 및 온도 측정을위한 단일 기기
  • 뉴턴 유체와 비 뉴턴 유체, 단상 및 다상 유체 모두에서 반복 가능한 측정
  • 모든 금속 (316L 스테인리스 스틸) 구조
  • 유체 온도 측정 내장
  • 기존 파이프에 간단한 설치를위한 소형 폼 팩터
  • 손쉬운 청소, 유지 보수 또는 재구성 불필요
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