JPH06126133A - 肉焼き炉の排気の接触低減における火炎防止及び汚染物質吸着用フィルター装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 付着コーティングの施された多孔質の金属性
火炎防止用スクリーンが、炙焼炎や煙中の無機分子を付
着する方法及び装置を提供する。 【構成】 炙焼煙の揮発性有機汚染物質の接触酸化処理
を可能にすべく脂肪性食品炙焼器の炙焼領域上方に配置
された酸化触媒ユニットを有する触媒アセンブリにおい
て、低圧力降下の多孔質金属性火炎防止用フィルタース
クリーンは、炙焼領域と触媒ユニットとの間に配置され
ていて、炙焼領域全体に十分に覆い被さっていて、スク
リーン上には表面積の大きな無機酸化物吸着剤とその吸
着剤用の無機バインダからなる付着コーティングが施さ
れていて、コーティングが炙焼排気中の塩、燐及び触媒
毒化合物を付着させる一方で、スクリーンが炙焼炎を分
散させる。コーティング及び炙焼器の火炎防止における
望ましい方法を記述している。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、脂肪の燃焼による火炎
を伴う食品の調理、さらに詳しくは肉類の焼炙に際して
発生するエーロゾル担持炎などの煙霧を酸化的に低減さ
せるための触媒アセンブリに関する。 【０００２】 【従来の技術】密閉式の調理用オーブンに関して一般的
に提案されている触媒コンバータや酸化ユニットに関す
る技術は数多くあり、例えば米国特許第3428435号、353
6457号及び3962561号などにおけるように、「熱分解
式」の自浄装置がある。 【０００３】排気オーブンにおいては、オーブン中に配
置される触媒コンバータを用いることに加えて、調理す
べき食品と排気通路中の酸化用多孔性触媒コンバータ層
との間に、調理によって生成されファンの圧力の下に排
気へと循環される油煙霧や油滴成分を捕捉する高温の多
孔性金属又はセラミック層を用いることが提案されてい
る。このような層は、例えば米国特許第4113439号に記
載されているようにして前記成分の分解を行うもののよ
うであり、その一方で油煙霧を次の触媒ユニットへと均
一に分散させる。 【０００４】しかしそのような又はそれに類似したコン
バータは、いわゆる「ファーストフード」レストラン等
用のコンベヤー操作式の炙焼器に伴う異なるタイプの装
置において、環境的に汚染されていない流出物を処理時
に排出及び排気するという問題を十分に解決してはいな
い。そのような装置においては、獣肉及び鳥肉が連続的
に供給され、一連の生産ライン上にて炭焼又は油で揚げ
られる。例えば、それはハンバーガーやチキンなどの食
品であり、また例えば米国特許第3646878号等において
明示されているタイプの装置において行われる。そのよ
うなコンベヤー装置は、調理流出物について必要とされ
る掃気や排気に関して、かなり厳しい環境的な排気規制
要求を受けており、その一方で調理流出物中の成分によ
る急激な触媒コンバータの被毒も防止する必要がある。
例えば脂肪質のハンバーガー等の炙焼による排気には、
一酸化炭素、有機蒸気、エーロゾル及び油状脂肪、タン
パク質及び／又は炭水化物が、周辺地域に対する汚染物
質として含まれていて、それは環境を汚染し、健康を害
し、火災を引き起こす原因を構成している。 【０００５】現況では、厨房内全体へと大量の空気をフ
ァンで吹き込み、フードや煙突を通して外部へ排気し
て、煙を薄めることによって、これらの問題は幾分か解
決されてきているが、空気の加熱及び冷却用の高価な装
置が必要である。さらにその作用は、フードや煙突中で
エーロゾルの濃縮や蓄積を抑制するものではなく、単に
同量の空気汚染物質を、がまんできない悪臭をも含めて
屋内から屋外へ移動させているだけである。 【０００６】排気用の煙突もまた提案されていて、小さ
な蜂の巣状のセラミックと補足的に加熱（６００℃）可
能な貴金属触媒が提供され、調理により発生する蒸気を
燃やして水蒸気及び二酸化炭素を生ずるようになってい
る。これについては、例えば米国特許第4516486号に記
載されている。この種の触媒構造については、本出願人
による米国特許第4102819号及び同第4900712号において
も記述されている。従来技術の特徴は、実際のところ、
調理の煙を密閉された広い調理領域から小さな触媒にむ
けて送り込むことにある。それに対する必要性は、実際
的に制御不能な飛散を伴って散発的に生ずる非一様な煙
の発散、及び例えば炙焼における不規則な油脂炎から生
じている。逆に、前記特許第4113439号に指摘の様に、
触媒ユ ニットが有効に作用するためには、揮発性の
（好ましくはエーロゾルを含まない汚染物質の）一様な
流れが、実質的に完全な接触酸化効果を達成するために
必要とされている。一般的に、これは前述のように、換
気扇及び／又は熱分配器又は特殊な加熱器までをも備え
た密閉された複雑な調理用装置を伴う、高価なシステム
を要求している。コスト高であるにもかかわらず、さら
にこのようなシステムは、レストランのフードの下方に
一般に使われているような、既存の頭部の空いた炙焼器
や油揚器についての使用には容易に適用できない。その
うえ、食品の品質に反対に影響を及ぼす即ち逆効果な、
望ましくない熱分布の変化を導く。 【０００７】油煙霧を捕捉し次の触媒ユニットへと油煙
霧を分散させるために最初に高温低圧力の多孔質金属又
はセラミックスクリーンを用いるという前述の概念は、
本発明が広く関係する炭炙焼器や同様のコンベヤーライ
ン炙焼器に実際に有用なものであるが、一方でそれは、
次に配置されている触媒を、微細に分割された固体無機
物、特に塩（例えば塩化ナトリウムと塩化カリウム）及
び燐脂質の分解により生じ煙中に浮遊して堆積される燐
酸化物による被毒作用から、少なくとも触媒上の重要な
部分においては、自発的に保護する事はできない。 【０００８】本発明の改良が本質的に関係しているの
は、この問題及び特にコンベヤーラインや同様の炭炙焼
器タイプの装置などに特に関わっている、関連する問題
の解決である。最初に分散させるスクリーンが単なる金
属又はセラミックではなく、適当にコーティングされて
炙焼領域全体に実質的に覆い被さる大きさになっている
（例えば炙焼領域の大きさの約３／４〜１ １／４）場
合に、それは、その油煙霧及び火炎の捕捉、防止及び分
散機能を全く妨害せずに、同時にそのような有害な無機
物を顕著に吸着及び捕捉するのに大いに有効であり、従
って触媒毒作用を大いに減少させ触媒寿命を増加させる
ことが可能になることが見出された。 【０００９】 【発明が解決しようとする課題】よって本発明の目的
は、適当なコーティング剤でコーティングされ炙焼領域
と煙の酸化触媒との間に配置され、炙焼領域上に広く横
たわる大きさの多孔質の金属性火炎防止用スクリーン又
はフィルターに適用される、新規な付着コーティングを
通して、炙焼炎や煙中の無機粒子を吸着させるための新
規且つ改良された方法及び装置を提供することにある。 【００１０】さらなる目的は、表面積の大きな無機酸化
物吸着剤及びその吸着剤用の無機バインダから構成され
た強い付着性コーティングを担持した多孔質の金属性火
炎防止用スクリーンで形成される、新規な低圧力降下の
薄いフィルターを提供することである。 【００１１】他のさらなる目的は、以下に説明されると
ころであり、また添付の特許請求の範囲に特に詳細に記
述されている。 【００１２】 【課題を解決するための手段】その観点の１つから本発
明は概略的に、炙焼煙の揮発性有機汚染物質の接触酸化
処理を可能にすべく、脂肪性食品炙焼器の炙焼領域上方
に配置された酸化触媒ユニットを有する触媒アセンブリ
において、炙焼領域と触媒ユニットとの間に配設され炙
焼領域全体に実質的に覆い被さる低圧力降下の多孔質金
属性火炎防止用フィルタースクリーンであって、該スク
リーンが付着コーティングを備え、該コーティングが表
面積の大きな無機酸化物吸着剤とその吸着剤用の無機バ
インダからなり、そのコーティングが炙焼排気中の塩、
燐及びその他の触媒毒化合物を付着させ、その一方でそ
のスクリーンが炙焼炎を分散させる事を包含する。 【００１３】コーティングの施された火炎防止用フィル
ターのデザインとコーティングの望ましい最適な態様が
以下に述べられる。 【００１４】本発明の大部分は、火炎防止と調理による
油及び煙の分散のために、多孔質フィルター上に施され
た適当な化学コーティングの吸着作用による、相乗的な
触媒毒防止に関する認識及び発見に存し、その化学的吸
着作用の効果は容易には図示できないことから、図面は
添付されていない。言語説明による本発明の表現が適当
であると考えた。 【００１５】詳述すれば、本発明は、無機バインダによ
り多孔質スクリーン又は展伸金属シート等のような火炎
防止及び拡散用スクリーンとして機能する多孔質金属又
は同様の担体上にコーティングを付着させることを含
み、強力な付着コーティングは表面積の大きな、望まし
くはアルミナ又はゼオライトのような無機酸化物成分を
含んでおり、これは高温の炙焼排気中の非常に微細に分
割され又は粒子状の塩及び燐化合物を、前述の特許に記
述されているようにそれらが炙焼領域から上方へと多孔
質火炎防止器及び分散器を通り接触酸化ユニットを介し
て外部と集められるなどして通過されるに際して、少量
でさえ吸着し保持することが可能である。以下に、本発
明のそのような新規なコーティングの施された火炎防止
器及び吸着スクリーンの望ましい調整方法を例示する。
それは、金属コーティング分野の当業者であれば、本発
明の範囲から逸脱することなしに他の方法を実施する事
も可能であることは明らかである。 【００１６】 【実施例】展伸金属の＃３０４ステンレス鋼スクリーン
（８メッシュ、サイズは４５．７ｃｍ×６１．０ｃｍ
（１８″×２４″））を酸化雰囲気中、約７００℃の高
温で約１時間加熱する。次に、目的とするところは異な
るが本出願人の米国特許第4900712 号に記載したのと同
様にして、５００ｇ／ｌのガンマアルミナ（２００ｍ²
／ｇ）と約７５ｇ／ｌのコロイド状に分散したセリアを
含む１０，０００ｍｌの実質的に電解質を含まないスラ
リー水溶液に１分間浸す。続いてスクリーンをスラリー
から取り出し、スクリーンの孔の中の過剰スラリーを加
圧空気の噴射によって取り除く。コーティングされたス
クリーンはさらに約３時間５５０℃で加熱し、それによ
ってコーティングを安定化し、スクリーンにしっかりと
付着させる。 【００１７】この過程を２度繰り返す。最終な活性／コ
ーティング量はスクリーンの原重量の５重量％に達す
る。 【００１８】アルミナ・コーティング材及びセリアバイ
ンダはフィルターコーティングの成分として望ましい
が、他の無機酸化物吸着剤、特にシリカゼオライトやジ
ルコニア又はチタニアと言った他のバインダも本発明の
目的に対して適当である。 【００１９】長時間高温でスクリーンに吸着剤を結合さ
せる過程において、その表面積はかなり減少する。例え
ば表面積約２００ｍ² ／ｇを有するアルミナの場合、ス
ラリー液に懸濁した際に、高温結合過程の完了時にはそ
の表面積は５〜１０分の１に縮減される。しかし意外に
も、アルミナはそれでもなお塩や燐化合物を吸着させる
能力を保持することが見出されている。 【００２０】さて、本発明のコーティングの施された火
炎防止用スクリーンと吸着剤の使用についてみると、炙
焼領域と流出物通路中の接触酸化ユニットとの間に使用
されると、触媒毒に対する緩和作用が非常に顕著である
ことが観察され、また前述の米国特許第4113439号に記
載されているように、一般的な貴金属触媒の有効寿命
が、コーティングされていないスクリーンの３〜１０倍
に延長されるのが観察される。使用開始から５００〜１
０００時間経過後にコーティングを分析すると、付着し
た塩(NaCl)と燐酸化物が存在することがコーティング上
にはっきりと識別される。 【００２１】実際には、使用されたフィルターは、例え
ばアルカリ溶液による燐含有酸化物の除去を含む洗浄に
より再生利用が可能になり、従ってこの不可逆的な触媒
毒が後段へと破過するのを最小限に抑える。或いは無機
物で飽和された「使用済」フィルターを、水で洗浄して
塩を除去してから、上記例示の手順に従って１度又は２
度にわたって再コーティングすることにより、下側にあ
る吸着した燐化合物含有残留層を除去することなしに再
生できる。本発明のコーティングの施されたフィルター
を周期的に、特に繰り返しそれを使用した後に取り替え
る事は、貴金属含有触媒を取り替えることと比較して、
明らかに極めて安価である。 【００２２】当業者には、さらなる改良を案出するであ
ろうが、それらは添付の特許請求の範囲で定義した様な
本発明の思想及び範囲の中に含まれるものと考えられ
る。 【００２３】 【発明の効果】本発明は上述のように構成され、スクリ
ーンが炙焼煙を分散させ触媒により酸化させて、スクリ
ーン上のコーティングは排気中の塩、燐及び触媒毒化合
物を付着するため、煙など環境汚染物質の外部への排出
を減少することができる。また、触媒が作用する前にス
クリーンのコーティングが固体無機物を付着するため、
触媒毒作用が減少して、触媒寿命を延長させることが可
能になる。さらに、フィルターを水やアルカリ溶液で洗
浄してスクリーンに再コーティングを行い、再生利用す
ることにより、高価な触媒ごと取り替えるものと比較し
て安価な装置が実現できる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】炙焼煙の揮発性有機汚染物質の接触酸化を
   可能にすべく脂肪性食品炙焼器の炙焼領域上方に配置さ
   れた酸化触媒ユニットを有する触媒アセンブリにおい
   て、炙焼領域と触媒ユニットの間に配設された低圧力降
   下の多孔質金属性火炎防止用フィルタースクリーンであ
   って、表面積の大きな無機酸化物吸着剤及び該吸着剤用
   無機バインダからなり前記スクリーン上に含有される付
   着コーティングを含み、該コーティングが炙焼排気中の
   塩、燐その他の触媒毒化合物を付着させることを特徴と
   するフィルタースクリーン。 【請求項２】フィルタースクリーンが炙焼領域上方に実
   質的に完全に覆い被さる大きさになっていることを特徴
   とする請求項１によるフィルタースクリーン。 【請求項３】触媒ユニットがフィルタースクリーンの大
   きさに実質的に対応する大きさになっていることを特徴
   とする請求項２によるフィルタースクリーン。 【請求項４】前記吸着剤がアルミナ及びゼオライトから
   成る群より選択されていて、前記バインダがセリアであ
   ることを特徴とする請求項１によるフィルタースクリー
   ン。 【請求項５】前記フィルタースクリーンが厚さ０．８９
   mm、８メッシュのオープンメッシュのステンレス鋼のス
   クリーンであり、付着コーティングが０．０１４g/cm²
   〜０．０１７g/cm²の割合で存在することを特徴とする
   請求項１によるフィルタースクリーン。 【請求項６】脂肪性食品の炙焼において生成される排気
   の接触低減方法であって、炙焼炎及び排気を触媒へ到達
   する前に、炙焼領域の上に実質的に完全に覆い被さって
   いる低圧力降下の薄い火炎防止用多孔質フィルター上に
   衝突させることにより、炙焼による油性炎を防止すると
   同時に、炙焼排気を後続の触媒による揮発性有機煙汚染
   物質の接触酸化に対して調節する段階と、排気中の塩及
   び燐系触媒毒化合物を無機バインダに付着された表面積
   の大きな無機酸化物吸着剤のフィルターコーティング上
   に吸着させる段階からなることを特徴とする方法。 【請求項７】吸着剤がアルミナ及びゼオライトから成る
   群より選択されていて、前記バインダがセリアであるこ
   とを特徴とする請求項６による方法。 【請求項８】炙焼煙を減少させる触媒アセンブリにおい
   て使用する火炎防止用フィルターの製造方法であって、
   高温下においてステンレス鋼の多孔質スクリーンの表面
   酸化を行う段階と、アルミナ及びゼオライト吸着体から
   なる群より選択された吸着剤とコロイド状に分散したセ
   リアバインダを含み実質的に電解質を含まないスラリー
   水溶液にスクリーンを浸す段階と、スクリーン開孔から
   過剰のスラリーを除去する段階と、スラリーのコーティ
   ングされたスクリーンを加熱して、吸着剤コーティング
   が安定化しバインダによりスクリーンにしっかりと結合
   付着するようにする段階からなることを特徴とする方
   法。 【請求孔９】スクリーンの酸化処理が約７００℃の温度
   で約１時間実行され、スラリーが懸濁状の吸着剤を約５
   ００ｇ／ｌとコロイド状のセリアを約７５ｇ／ｌ含んで
   おり、湿った状態のスラリーのコーティングされたスク
   リーンが約５５０℃で数時間加熱される、請求項８によ
   る方法。 【請求項１０】塩及び燐化合物を吸着して飽和状態にあ
   る使用後の火炎防止用フィルターを再活性化するさらな
   る段階を含み、該段階が、前記塩を水で洗浄して取り除
   く段階と、フィルターを乾燥させる段階と、さらにその
   上に付着コーティングを施す段階とを含むことを特徴と
   する請求項８による方法。 【請求項１１】吸着された燐化合物がアルカリ洗浄によ
   って取り除かれ、吸着された塩が水による洗浄で取り除
   かれる、請求項１０による方法。