连续监测oring 工业食品油炸机中煎炸油的降解

油炸是最古老和最受欢迎的烹饪方法之一。 煎炸油价格昂贵，加热会消耗大量能源，因此煎炸经济学要求在炸锅中多次重复使用油。 重复使用煎炸油已被证明是危险的，因为化学降解也会降低油的煎炸性能（Liu, M. et al., 2016）。 使用过的煎炸油的评估和适当管理是卫生机构、食品制造商和消费者非常关注的主题。 确保安全和健康的油炸产品同时控制成本是食品公司实现可持续业务的途径。

为什么煎炸油会变质？

油炸过程中最常见的化学反应是水解、聚合和氧化、热变。 这些反应会产生大量有害化合物，如聚合物和酮，显着改变了煎炸油的质量。 产生的热氧化化合物值得关注，因为氧化应激与各种退化过程和疾病有关，例如诱变、细胞转化和癌症、动脉粥样硬化、心脏病和慢性炎症疾病（Liu, M. et al., 2016）。

在大多数情况下，煎炸油的降解是根据目测来评估的。 例如，厨师/工厂工程师根据他们的经验，根据泡沫过多、气味、冒烟、颜色变化和品尝食品来决定何时丢弃油。 然而，这些方法由于其主观性而并不可靠，并且这些参数仅在油已经变得不安全而不能再使用时才会显现。

工业炸锅如何监控和管理煎炸油？

在工业油炸中，质量人员可能会在油炸操作过程中监控多个化学参数，以努力保持最佳质量。 事实上，监控oring 煎炸油对于避免对零食成品产生不良影响至关重要，这种影响不仅会影响口味，还会影响消费者的健康。

制造工厂通常有一个过滤系统，旨在延长油的使用寿命，同时大幅降低成本。 然而，确定指示油逐渐降解的参数仍然很重要，因为油炸油和脂肪的物理和化学特性在广泛使用后往往会发生显着变化。

油炸锅使用什么质量指标来优化油炸？

这些食品加工厂的工程师面临一个问题——在制定和实施确保油炸食品质量的程序时，煎炸油使用的最佳化学指标是什么？ 有许多不同的索引被使用，例如：

• 游离脂肪酸（酸值）
• 总极性材料 (TPM)
• 聚合甘油三酯
• 肥皂
• 罗维本色
• 茴香胺值
• 过氧化物值
• 油品稳定性指数 (OSI)

用烟点、颜色、味道、气味、泡沫持久性和粘度等物理指标来评价煎炸油的质量。

来源：“用于评估煎炸油降解的电容式传感器探头”- https://doi.org/10.1016/j.inpa.2015.07.002

餐饮和工业油炸行业的主要跨国公司已投入大量资金在油炸锅中油的化学参数与被油炸食品的质量之间建立直接联系。 这意味着操作员不仅必须监控降解油的不同参数，还必须将这些参数与食品的感官质量联系起来。

设备制造商与他们的客户合作建立废弃油品的端点。 多年来已经引入了许多不同的测试系统，但很少有用于食品服务和工业油炸锅的测试系统，因为很少有潜在用户会承诺确定食品质量终点。 为此，需要进行油炸研究，该研究既昂贵又耗时，并且通常需要外部专业知识来进行感官研究并正确分析数据。

碘值 (IV) 用于评估油的适用性。 加尔巴等人。 据报道，由于脂质的氧化反应以及不饱和脂肪酸与氧气之间形成氢过氧化物，具有高 IV 的油表现出较差的性能。 此外，游离脂肪酸 (FFA)、聚合甘油三酯、茴香胺值 (AV) 和聚合和氧化物质 (POM) 被广泛用作煎炸油质量的指标，但它们本身并不是决定性的。

特别是，一些研究人员已将重复油炸过程中粘度的增加确定为油炸食品吸油量增加的因素（Guillaumin，1988 年；Moreira 等人，1997 年）。 此外，在重复煎炸过程中煎炸介质的粘度和密度的变化预计会影响从食物表面去除浮泡，从而影响从油到煎炸食物的对流热传递。

粘度与其他化学指标非常相关，例如 FFA、POM、TPC、Lovibond 色值，正如各种研究所证明的那样，其中一些如下所示。

粘度和 TPC

图1 - 显示 TPC 和粘度测量（以及电容测量）随加热时间增加的趋势。 来源：“用于评估煎炸油降解的电容式传感器探头”- https://doi.org/10.1016/j.inpa.2015.07.002

粘度以及与颜色 Lovibond 值、游离脂肪酸 (FFA)、聚合和氧化材料 (POM) 的相关性

图2 - (a) 红色 Lovibond 值 (b) FFA (c) POM (d) 粘度（带宽）随加热时间增加的测量值。 资料来源：“一种新型传感器的开发和评估，用于煎炸油质量的原位评估”—— https://doi.org/10.1016/0956-7135(90)90008-Z

图3 - 粘度（带宽）和颜色 Lovibond 趋势。 资料来源：“一种新型传感器的开发和评估，用于煎炸油质量的原位评估”—— https://doi.org/10.1016/0956-7135(90)90008-Z

图4 - 粘度（带宽）和 FFA 趋势。 资料来源：“一种新型传感器的开发和评估，用于煎炸油质量的原位评估”—— https://doi.org/10.1016/0956-7135(90)90008-Z

显示粘度如何随加热时间变化的研究

研究人员进行了回归分析（https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2011.02.021) 以检查粘度对油炸批次数的依赖性。 分析表明，对于高油炸负荷，粘度与油炸批次数相关，遵循二阶多项式方程。

油类（棕榈油和橄榄油）的线性回归分析表明，油炸和加热过程中的油粘度是新鲜油粘度和油炸和加热过程中产生的不同高分子化合物类别浓度的函数。 如果在煎炸和加热过程中生成相同的化合物类别，则该公式也适用于其他油类型。

图5 - 根据研究，粘度随加热时间的演变遵循二阶多项式函数。 来源：“反复油炸对棕榈油和橄榄油的粘度、密度和动态界面张力的影响”—— https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2011.02.021

粘度和甘油三酯含量

研究和实验数据（Olivares-Carrillo 等人，2014 年）表明，在油炸过程中发生的主要化学反应是一些甘油三酯的破裂和含有 C18:2 和 C18:3 脂肪酸链的甘油三酯的加成聚合，后一种反应负责观察到的突然粘度增加。

粘度提供了一个很好的指标，可以跟踪由油炸过程引起的甘油三酯含量的损失。 研究人员已经建立了甘油三酯含量与大豆油（比）粘度之间的定量关系。

数字 6 – 大豆油甘油三酯含量和零剪切粘度随蒸煮时间的演变和建立。 来源：“粘度作为热降解引起的油成分变化的量度，应用流变学”- http://dx.doi.org/10.3933/APPLRHEOL-24-53667

数字 7 – 比粘度与甘油三酯的重量百分比之间的相关性。 来源：“粘度作为热降解引起的油成分变化的量度，应用流变学”- http://dx.doi.org/10.3933/APPLRHEOL-24-53667

比粘度 nsp = (n – n0)/n0，其中参考粘度 n0 是对应于“零烹饪时间”的原始油样。 已建立的相关权重 %（甘油三酯）= 96.28 – 2.75 nsp

迄今为止，已经开发并引入了多种方法来测量煎炸油的不同化学和物理参数。 例如，食品工业中用于控制油质量的化学传感系统、傅里叶变换红外 (FTIR) 以区分合格油和不合格油、色谱测量介电常数、烟点和粘度以及图像分析以确定煎炸油中的 TPC 率. 但是，这些方法主要基于 采样 并且复杂、耗时且昂贵。 因此，需要开发一种简单的传感系统来帮助评估煎炸油的质量。

有一些仪器通过基于油介电常数的变化测试总极性材料 (TPM) 来测量煎炸油的质量。 FFA 和 TPC 测试套件基于油的颜色反应。 但是，这些设备存在一些限制，例如复杂的校准要求、适用于不同类型的油以及不同的温度依赖性。

传感器在“困难”的油炸条件下必须可靠

在煎炸油应用中，有一个至关重要的因素——清洁度。 煎炸油是一个动态环境。 聚合物（棕色堆积物）开始在炸锅的加热表面上形成并沉积在炸锅的各个部分。 这些聚合物可通过使用强腐蚀性清洁剂和擦洗去除。 许多传感器本身容易产生聚合物沉积物，从而降低仪器的灵敏度，从而对其性能产生不利影响。

因此，用于测量的传感器应该易于清洁，并且必须能够在此类环境中进行测量。 更好的是，如果传感器有助于清洁周期并帮助检测清洁阶段的终点。

各种研究表明，粘度是油炸过程中油质量的可靠指标。 它与其他重要的化学指标如 POM、FFA、TPM、甘油三酯含量和颜色值显示出合理的相关性。

测量石油的粘度是确定石油状况的一种快速方法，被认为是评估资产准备情况的重要参数。 粘度传感器可以补充红外 (IR) 光谱和其他体积特性传感器，提供即时在线粘度和温度数据，没有移动部件和宽广的工作范围，并提供通用的即插即用连接，以便与其他传感器集成。手持产品。

诸如 SRV 之类的在线粘度计可确保现场工程师可以监控来自传感器的连续粘度数据并对其采取行动。 除了这些数据的自动化可能性之外，与涉及采样和其他手动干预的传统方法相比，它也非常有效。

图8 - (a) 手持式 TPM 测量装置（左侧） (b) 使用测试棒测量游离脂肪酸（右侧）——两者都需要工厂工程师/操作员定期、定期手动测量

平衡扭转谐振器——粘度计技术的变革者

图9 - Rheonics SRV 粘度计 - 用于连续油降解跟踪

图10 - SensoOperating Principle, 了解更多： https://rheonics.com/whitepapers/

• Rheonics SRV 粘度技术利用超稳定的 torsionally balancedmechanical 谐振器 （美国专利 9,267,872），其振荡受
• 流体越粘稠，谐振器的机械阻尼就越高。 通过测量阻尼，可以估计粘度和密度的乘积。
• 谐振器由安装在传感器主体中的电磁换能器激发和感测。
• 阻尼通过以下方式测量 Rheonics 已获专利证明并获得专利的门控锁相环技术
• 基于这两项关键技术，SRV 粘度传感器可提供稳定、可重复和高精度的油粘度测量，同时又小到可以放在手掌中。

Rheonics SRV 传感器是一款小型传感器，可直接插入油炸容器中。 粘度测量的极高精确度和稳定性能够快速检测煎炸油中最小的变化和不需要的物质/化合物的积累。

连续测量的在线粘度计使工厂中的工程师能够实现以下目标：

• 用于自动监控oring，添加新鲜油和改性剂以保持所需的油质量
• 检查采样周期 - 确定何时应采集实验室样本以对各种参数进行深入测量
• 检测任何异常或意外行为并采取纠正措施
• 如果趋势偏离，则对正在煎炸的油或产品采取行动
• 跟踪并追踪每批油炸产品，直到准确的薯片包装！

图11 - 概述 Rheonics 软件界面

Rheonics 在线粘度计 SRV 因其非常适合食品加工的特性，使油炸机操作员的工作更加轻松。

• 卫生和卫生连接
• 完整的传感器与 CIP（就地清洁）兼容
• 测量具有极高的可重复性，可提供准确的结果
• 带板载温度补偿
• 无需重新校准，但支持快速现场校准验证（符合 FDA 标准）
• 具有传感器间的可重复性，允许在多个植物中重复使用相同的相关性，并在无需任何重新编程的情况下交换/更换探针
• 在不影响流体结构的亚微米振动幅度上运行的基础技术可让您准确测量流体本身
• 直接在生产线中轻松安装，无需旁通，不中断流量
• 坚固的传感器由 316L 不锈钢制成，具有密封连接 (IP69K)，支持高温、高压、酸性和碱性清洁
• 终身运营成本低，零维护
• 非常高的投资回报率（投资回报率）

确保您的油炸操作安全，同时取悦您的客户！

最后，真正的在线在线煎炸油传感器不需要操作员注意，并帮助操作员专注于通过炸锅获得最大吞吐量。

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