KR100239334B1 - 액체공급용 적하장치 및 냉동실로의 액체조성물 공급방법 - Google Patents

액체공급용 적하장치 및 냉동실로의 액체조성물 공급방법 Download PDF

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Abstract

액체 조성물(20)을 냉동실(12)로 공급하기 위한 적하장치(10)는, 트레이(28)로부터 액체 조성물(20)을 규칙적으로 배출하기 위해, 그리고 액체 조성물들(20)을 균일한 크기의 액체 방울들(39)로서 냉동실(12)로 공급하기 위해 설계된 다수의 공급부재들(40)을 갖는 트레이(28)를 포함한다. 상기 공급 부재들(40)은 트레이(28)에 대하여 아래로 향한 복수의 돌기(44)를 포함한다. 상기 트레이(28)는 복수의 오리피스(42)가 있는 바닥벽(30)을 가지고 있으며, 여기서 각각의 오리피스들(42)은 각각 대응되는 돌기(44)에 연결되어 있다. 상기 돌기(44)는, 트레이(28)내에서 대응되는 오리피스(42)에 연결되는 유입구 및 액체방울(38)들이 형성되어 방출되는 유출구(52)를 갖는다. 유입구(48)의 크기는 유출구(52)의 그것보다 크다. 유입구(48)로부터 유출구(52)로 뻗어 있는 좁아지는 테이퍼 형상의 유로(54)는, 균일한 액체 방울들(38)의 형성과 규칙적인 배출을 쉽게 하기 위하여 액체 조성물의 축적을 촉진한다. 또한 균일한 크기의 냉동제품 구슬(18)들을 형성하기 위해 액체 조성물(20)을 냉동실(12)로 공급하기 위하여 본 발명의 방법이 제공된다. 본 발명의 방법은 신규한 적하장치(10)를 활용한다.

Description

액체 공급용 적하장치 및 냉동실로의 액체조성물 공급방법
근년에 들어 아이스크림과 냉동 야쿠르트 제품의 판매가 급증하고 있다. 본 출원인은 구슬 형태의 독특하고 신규한 아이스크림과 냉동 야쿠르트 제품을 개발하여 이러한 제품의 시장을 일부 점유하고 있다. DIPPIN' DOTS 및 ICE CREAM OF THE FUTURE 등의 다양한 상표로 시판되는 이러한 제품은 전문점이나 시장, 그리고 테마공원내에서 매우 인기있는 제품이 되었다.
이러한 신규한 아이스크림과 냉동 야쿠르트 제품은, 향내나는 식용의 액체 조성물을 공급 트레이로 보낸 후 이것을 냉동실로 적하시킴으로써 제도된다. 액체 조성물의 방울은, 냉동실내로 들어가자마자 급속하게 냉각되어 향내나는 아이스크림 또는 야쿠르트 제품의 고형 구슬을 형성한다. 상기 냉동된 구슬은 냉동실로부터 수거되어 배급을 위해 포장된다.
상기 신규한 아이스크림과 야쿠르트 제품의 제조에 있어서 일관되게 균일한 구슬을 형성하기 위해서는 균일한 크기의 액체 방울이 배급될 것이 요구된다. 그리고, 냉동될 경우 미세구슬 및/또는 먼지가루 등을 형성하는, 공급 트레이로부터 방출되는 액체입자 또는 작은 알갱이를 제거하는 것이 바람직하다. 상기 냉동먼지가루는 외관상 바람직하지 않을 뿐만 아니라, 사용 가능한 제품의 수집에도 부작용을 초래한다. 그리하여, 냉동먼지가루의 형성은 냉동 구슬 아이스크림과 야쿠르트 제품의 제조공정에 비효율을 야기한다. 따라서, 제품 제조시 냉동먼지가루와 미세구슬의 형성을 배제하기 위한 방법을 고안해 낼 필요성이 대두되었다. 실험을 통해서, 바람직한 결과를 얻는데 있어서, 공급 트레이와 연결된 공급부재들의 형상이 직접적으로 영향을 미친다는 것을 알 수 있었다.
본 발명은 일반적으로 냉동제품의 제조에 관한 것으로서, 특히, 액체 공급용 적하장치(dropper assembly) 및 자유-유동성(free-flowing) 식용유제품의 제조시 액체조성물을 상기 장치를 이용하여 냉동실로 공급하는 방법에 관한 것이다.
본 명세서에 편입되어 명세서의 일부를 형성하는 첨부 도면은 본 발명의 여러 실시태양을 도시하며, 또한 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리를 설명한다. 도면에 있어서: 제1도는, 냉동실 위에 위치한 한쌍의 적하장치의 사시도로서, 균일한 크기의 최종 냉동구슬 제품을 보여주고 있다.
제2도는, 본 발명의 적하장치의 평면도이다.
제3도는, 액체 조성물의 균일한 크기의 방울들을 이송하는, 아래쪽으로 배치된 돌기를 갖는 적하장치의 측면도이다.
제4도는, 종래의 공급 트레이의 측면도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부된 도면을 참고하여 설명하기로 한다.
본 발명의 하나의 목적은 맛이 향상되고 일반 소비자들이 선호할 만한 고급화된 냉동 유제품을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 일반소비자에게 더욱 신선함과 즐거움을 주도록 상대적으로 낮은 온도에서 제공되는, 자유-유동성 식용 유제품을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 급속냉동을 통해 커다란 얼음 결정의 형성이 방지되어, 뛰어난 맛을 지니고 보다 부드러운, 자유-유동성 식용 유제품을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 자유-유동성 식용 유제품의 제조과정동안에, 미세구슬 및/또는 먼지가루의 형성을 배제하는, 액체 조성물을 냉동실로 공급하기 위한 적하장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 간단하면서도, 능률적으로 액체의 공급을 조절하는 적하장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 공급되는 액체방울들의 크기를 보다 적절하게 제어함으로써 균일한 크기의 냉동 구슬제품을 산출하는, 액체 조성물을 냉동실로 공급하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 액체 조성물을 균일한 크기의 방울의 형태로 냉동실에 제공함으로써 수율을 향상시키는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 낮은 가격하에서 높은 효율로 자유-유동성 식용유제품의 제조를 수행하는 것이다.
본 발명의 추가적인 목적, 장점 및 기타 신규한 특징들은 이하에 기재될 것이고, 당업자라면 이하의 설명들로부터 혹은 본 발명을 실제로 실시함에 의해 그러한 점들을 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 본 발명의 목적 및 장점들은 특히 첨부된 특허청구범위에 기재된 장치 및 그들의 조합에 의해 실현가능할 것이다.
앞서 언급한 본 발명의 제반 목적들을 달성하기 위하여, 신규한 적하장치 및 액체조성물을 냉동실로 공급하는 방법이 제공된다. 본 적하장치 및 그에 관련된 방법은, 냉동제품의 균일한 크기의 구슬형태로 제조되도록 액체 조성물을 냉동실로 공급하는 것과 특히 관련이 있다.
처음에 냉동을 위해 액체 조성물이 준비된다. 바람직하기로는, 상기 조성물은 유지제인 것이 좋으며 맛을 내기 위한 다른 부가물 및 설탕을 포함해도 무관하다. 준비된 상기 식용 조성물을 천천히 냉동실로 적하시킨다. 이는 적하장치를 사용하여 이루어진다.
상기 적하장치는 공급원으로부터 액체 조성물을 공급받는 트레이를 포함한다. 상기 액체 조성물은 바람직하기로는 공급 컨테이너로부터 펌프작용에 의하여 트레이로 이송된다. 이러한 목적을 위하여 채용된 펌프는 콜-파머 기구 회사(Cole-Parmer instrument company)가 MASTERFLEX라는 상표명으로 제조한 것이다.
본 발명의 핵심요지는, 상기 트레이로부터의 액체조성물의 방출을 규칙적으로 제어하고, 상기 액체조성물을 균일한 크기의 방울로 공급하게끔 하기 위한 공급부재 복수개가 상기 트레이에 연결되어 있는 점이다. 상기 방울들이 냉동실을 통해 낙하될 때, 급속하게, 거의 순간적으로 냉동되게 된다. 냉동실로 균일한 크기의 방울이 공급됨으로써 균일한 크기의 구슬 냉동제품이 형성된다.
바람직하기로는, 냉동실은 -260℉ 아래의 온도로 유지된다. 이는, 예를 들면, 액체 질소와 같은 냉매를 활용하는 것에 의하여 달성될 수 있다. 보다 상세하게는, 상기 방울들은 실제로 그들이 냉동실의 바닥에서 액체 냉매에 접할 때까지 증기화된 냉매를 통하여 냉동실의 아래쪽으로 낙하한다. 이 과정으로 인해 액체 질소로부터 얻을 수 있는 최대한의 냉동이 가능하다. 이와 같은 급속냉동으로 인해, 훨씬 부드럽고, 크림 같으며, 뛰어난 맛을 지닌 제품이 만들어 진다. 물론 이러한 장점이 제품에 대한 소비자의 선호도를 증대시킬 수 있음은 물론이다.
본 발명의 바람직한 실시예는 상기 트레이와 연결된 돌기를 포함하는 공급부재들을 포함한다. 각각의 돌기들은 상기 트레이에 형성된 오리피스(orifice)에 연결된 제1단부 및 균일한 크기의 방울이 형성되어 방출되는 제2단부를 포함한다. 액체 조성물의 이송을 최대한 원활하게 하기 위하여, 상기 돌기들은 상기 트레이에 대하여 아래쪽으로 배치된다. 본 발명의 특히 바람직한 실시예는 상기 트레이의 바닥벽으로부터 아래쪽으로 뻗어있는 돌기들을 갖는다.
본 발명의 적하장치의 각각의 돌기는 제1단부로부터 제2단부까지 완전히 관통하는 유로를 갖는다. 더구나, 바람직하기로는, 각각의 돌기는 제1단부로부터 제2단부로 점차로 좁아지는 테이퍼 형상의 골을 갖는다. 따라서, 각 돌기의 유로에 있어서, 제1단부의 유입구는 제2단부의 유출구보다 크기가 크게 된다. 이러한 형상으로 인해 액체 조성물은 상기 트레이로부터 규칙적으로 방출된다.
유입구와 유출구의 크기비는 2 : 1 내지 20 : 1의 범위가 바람직하다. 특히 바람직하기로는, 유입구/유출구의 크기비는 12 : 1이다.
제품의 냉동 구슬들이 형성된 후, 그것들은 냉동실로부터 회수된다. 이는 오거(auger)를 사용함으로써 가능하게 된다. 상기 오거는 수평면에 대하여 대략 45°의 각도로 위치한다. 또한 상기 오거는 1.5 내지 3.5인치의 직경을 갖는 플라이트(flight)를 포함할 수 있다. 상기 오거가 분당 10 내지 100회 회전하는 경우, 냉매를 최소한으로 소비하면서 각각의 냉동 구슬들을 냉동실로부터 회수할 수 있다.
냉동실로부터 회수된 상기 야쿠르트 또는 아이스크림 제품의 냉동 구슬들은 컨테이너내에 놓여진다. 이 컨테이너는 냉동중에 상기 구슬들내에 혹은 구슬들상에 잔류된 냉매 전부가 완전히 증발할 수 있도록 하기 위해 충분한 시간, 예를 들면, 1 내지 10분동안 개방된 상태로 유지된다. 그 다음, 상기 컨테이너는 저장을 위해서 밀봉된다. 그 다음, 상기 컨테이너는 냉동장치내에 놓여진다. 만약, 제품을 대략 30시간보다 장시간 동안 저장하려면, 냉동장치내의 온도는 적어도 -20℉보다 가능한한 낮은 온도, 바람직하게는 -30℉~-40℉에서 유지되어야 한다. 이러한 조건은 해동/냉동 사이클 동안에 큰 결정이 형성되지 않도록 하고 또한 각각의 구슬들이 자유-유동성 상태로 유지되도록 하기 위한 요건이다.
제품이 판매되기 전에, 상기 구슬들을 -20℉ 또는 그 이상의 온도로 유지시키는 것이 필요하다. 만약 그렇지 않으면, 너무 차가워 먹을 수가 없다. 더욱 바람직하게는, 상기 구슬들은 판매되기 전에 대략 30시간보다 길지 않은 시간동안 -15℉의 온도로 유지된다. 만약, -15℉ 또는 더 높은 온도로 보다 장시간 유지되면, 구슬들은 끈적끈적하게 되거나 서로 들러붙게 된다. 그래서 독특한 자유-유동성을 잃고, 그리고 그와 함께, 소비자의 제품선호도 역시 저감되게 된다. 따라서, 30시간 이상동안 -15℉로 저장하는 것은 피해야 한다. 한편, 임의의 조성물의 경우에는 한계시간이 10 내지 12시간 정도로 단축될 수 있다.
본 발명의 또 다른 목적들은, 당업자에게 본 발명의 바람직한 실시예 또는 최적예로부터 명확히 이해될 것이다. 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범주에서 다양한 구체화 및 변형이 가능함도 물론이다. 따라서, 본 발명의 도면 및 기재 내용은 한정적이 아니라 예시적으로 이해되어야 한다.
균일한 크기의 구슬 형태인 자유-유동성 식용 유제품을 생산하기 위해 이용되는 부재가 도 1에 나타나 있다. 도시된 장치들은 냉동구슬 제품들을 생산하기 위해 채용된 일실시예에 불과하다. 장치들은 이하에서 설명되듯이, 도 1에서 도시된 본 발명의 적하장치(10)와 함께 제품의 수율을 증대시키고 제조과정의 효율을 향상시킨다.
상기 제조장치는 강도 및 내부식성의 부여를 위해 스테인레스강으로 구성된 2개의 안쪽벽과 바깥쪽 벽을 갖는 냉동실(12)을 포함한다. 냉동실의 내부와 주변대기간에 상기 벽들을 통한 열전달을 저감시켜 냉동실(12)의 효율을 증가시키기 위해서 상기 벽들사이에 두꺼운 단열재층이 형성된다.
냉동실(12)은 다리(14)에 의해 지지되는 독립된 유니트로서 도시되어 있다. 다른 대안으로서, 냉동실(12)은 사용중에 그것을 지지하기 위해 특별하게 세워진 프레임 내에 배치될 수도 있다.
냉동실(12)은 냉매 공급원으로부터 이송라인을 통하여 냉매가 직접적으로 첨가됨으로써 차가워진다. 액체질소가 바람직하지만 그 외에 비교적 값이 싸고 음식물에 대해 비활성이고, 또한, 비교적 제품의 빠른 냉동을 제공하기에 충분히 차갑고, 이에 따라 본 발명에 따른 자유-유동성 식용 유제품의 제조에 특별히 적합한, 많은 다른 종류의 냉매들이 사용되어질 수 있다.
액체 냉매의 수위 뿐만 아니라, 냉동실(121)의 온도 역시 서모스탯(thermostat)과 같은 온도조절수단을 사용하여 특별한 영역 내에서 유지된다. 더욱 구체적으로, 예를 들면, 상기 서모스탯은, 냉동실(12)의 바닥위로부터 냉동실내로, 예를 들어, 4~18인치의 선택된 높이로 뻗어있는 열전대(thermocouple)에 접촉된다. 상기 열전대는, 예를 들면, 액체질소가 냉매로 사용될 경우에, 그 냉매의 온도를 감지한다. 상기 서모스탯은 열전대에서 냉동실(12)내의 온도를 -300℉ 내지 -320℉ 사이로 유지하도록 설정된다. 냉동실(12)의 바닥 위로 대략 4~18인치에서 열전대를 위치시키는 것은, 식용 조성물의 방울을 급속냉동하기 위해 필요한 냉매 저장소를 제공하기 위함이다. 제조된 냉동제품은 보다 풍부하고 부드러운 입맛을 느끼게 해 주며, 전체적으로 보다 훌륭한 향내를 풍긴다. 예를 들어, 열전대에서의 냉동실(12)내 온도가 설정온도범위(즉, -300~-320℉)보다 상승하게 되면, 이는 열전대 밑으로 액체 냉매의 수위가 내려갔음을 나타내는 것이다. 서모스탯이 작동된 결과, 밸브가 개방되어 액체질소를 그 공급원으로부터 냉동실(12)로 통하는 라인을 통해 이송한다. 냉동실(12)내의 액체질소의 수위가 열전대에 도달하여 열전대에 접촉하게 되면, 상기 조성물을 냉동하기 위해 요구되는 액체질소의 수위가 회복되어 상기 밸브가 폐쇄된다.
온도 또는 수위를 선택적으로 제어하는 시스템을 사용할 수도 있다. 예를 들면, 다수의 열전대들을 냉동실(12)내에서 다양한 높이로 위치시킨다. 바람직한 액체냉매의 수위에 해당되는 열전대를 선택하고 상기한 바와 같이 이용한다.
또 다른 대안으로서, 미네소타 밸리 엔지니어링사(Minnesota Valley Engineering, Inc.)에서 상표명 CRYO-MED(노델 LL-450)으로 시판되는 것과 같은 액체질소 수위제어기가 사용될 수 있다.
액체질소가 그 액체의 표면으로부터 증발하여 된 질소 가스를 배기하기 위하여 냉동실(12) 상부 근처의 벽에 배출구(16)가 설치된다. 이로써 냉동실(12)내의 압력 과잉이 예방되고, 적하장치가 과도한 시간동안 냉동될 가능성이 최소화된다. 이러한 배기는 댐퍼(damper)에 의해 조절되는 배출관을 관통하여 구멍을 냄으로써 수동으로 제어될 수 있다. 다른 대안으로서, 배기팬을 사용하여 진공하에서 상기 배기가스를 수집할 수 있다. 이러한 차가운 증기는 저장공간 또는 포장기계 등과 같은, 차가운 증기를 이용하는 여타의 공정으로 돌려진다.
-260℉~-320℉범위 내의 온도에서(액체질소에 대하여), 액체 조성물의 방울이 구슬들(18)을 형성하면서 급속하게 냉동된다. 상기 구슬들(18)은 부드럽고, 둥근 성상을 보유한다.
구슬들(18)은 형성된 다음, 냉동실(12)의 바닥으로 떨어진다. 오거(auger)는 윗쪽의 슈트(chute)로 구슬들(18)을 운반하기 위해 샤프트(22)내에서 작동된다. 상기한 오거는 수평면에 대하여 대략 45°의 각도를 이루도록 배치되는 것이 바람직하다. 상기한 오거는 바람직하게는, 직경이 대체로 1.5~3.5인치인 플라이트를 포함한다. 상기한 오거를 분당 10~100회 회전시킴으로써 냉동실(12)로부터 구슬들(18)을 완전하게 회수하는 것이 가능하다. 샤프트(22)의 벽과 플라이트의 사이에 충분한 공간이 존재하여 상기 액체질소를 상기 냉동실(12)로 흡입할 수 있도록 되어 있으므로, 액체 냉매가 냉동실(12)로부터 빠져나가지는 않는다. 그러나, 상기 공간은 구슬(18)을 통과시킬만큼 크지는 않다.
상기한 슈트(24)에 도착하자마자, 상기한 구슬(18)들은 수집팬(26)으로 빠져나온다. 다음으로, 수집팬(26)은 구슬들(18)을 포장설비로 그리고 이어서 저장 컨테이너로 이송한다. 컨테이너들은, 상기 구슬들내에 혹은 구슬들상에 잔류된 냉매 전부가 증발할 수 있도록 하기 위하여, 1 내지 10분동안 개방된 상태로 유지된다. 다음에, 저장 컨테이너는 밀봉되어 냉동장치내에 놓여짐으로써 장래의 사용 및 소비를 위해 준비된다.
저장시에 구슬들(18)이 서로 들러붙는 것을 방지하여 자유-유동성을 유지하도록 하기 위해서, 상기 구슬들을 비교적 낮은 온도에서 유지시켜야 한다. 보다 상세하게는, 구슬들(18)이 대체로 30시간 이상동안 저장될 경우, 적어도 -20℉ 이하의 온도에서 냉동장치내에 저장시켜야 한다. 더욱 바람직하게는, 구슬들(18)은 -30℉내지 -40℉의 온도에서 저장되는 것이 좋다.
다른 대안으로서, 구슬들(18)이 30시간 이내에 소비된다면(임의의 조성물에 대해서는 10~12시간보다 짧은 시간동안), 구슬들은 -20℉ 또는 그 이상의 온도에서 냉동장치내에 저장된다. 더욱 바람직한 온도는 -10℉~-20℉이고, 최상의 결과를 얻기 위해서는 -15℉가 바람직하다. 온도가 더 높게 되면 구슬들이 서로 들러붙게 되어 독특한 자유-유동성을 잃게 되어, 소비자의 흥미를 떨어뜨리는 결과를 낳는다.
본 발명의 적하장치(10)는 냉동된 구슬형태의 최종제품을 능률적으로 형성시킨다. 적하장치(10)는 바람직하게 바닥벽(30)과 측벽(32a, 32b, 32c, 32d)을 갖는 트레이(28)을 포함한다. 상기한 측벽(32a, 32b, 32c, 32d)은 공급원(34)으로부터 액체 조성물(20)을 받기 위한 울타리를 형성한다. 통상적으로, 펌프는 액체 조성물을 이송튜브(36)를 통하여 트레이(28)내로 이송시킨다. 상기 액체 조성물(20)은 이하에 보다 자세히 설명되는 바와 같이, 냉동실(12)로 공급된다.
도 1은 냉동실(12) 위에 설치된 2개의 대체로 유사한 적하장치(10)들을 나타내고 있다. 이러한 적하장치(12)들은 직사각형 형태를 갖고 상기 냉동실(12)의 상부를 그 최소면적을 따라 완전히 교차하여 뻗어있는 것처럼 보인다. 냉동실(12)의 전체를 덮기 위하여 매우 큰 트레이(28)를 갖는 장치(10)를 구성하거나, 또는 그 대신에, 도 1에서 보듯이, 보다 작은 트레이들을 제조하여 차례로 설치하는 것 모두가 당업자에게는 용이하게 이해될 것이다.
알 수 있듯이, 균일한 크기의 구슬(18)들로 된 냉동제품을 생산하기 위해서, 균일한 크기의 액체 조성물(20)의 방울들(38)이 냉동실(12)로 공급될 것이 요구된다. 상기한 트레이(28)는 요구되는 성상의 방울들(38)을 형성하는 공급부재(40)들로 구성된다.
도 2의 바람직한 실시예에서 알 수 있듯이, 트레이(28)의 바닥벽(30)은 다수의 오리피스(42)로 형성되어 있다. 바람직하게, 상기한 오리피스(42)들은 가로, 세로줄의 배열로 배치된다. 그래서, 상기한 액체 조성물(20)은 제조과정 동안에 냉동실(12)쪽으로 상기한 오리피스(42)들을 통하여 흐르게 된다.
본 발명의 핵심요부에 있어서, 상기한 적하장치(10)에는 상기한 트레이(28)와 연결된 돌기들(44)이 형성되어 있다. 보다 상세하게는, 본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 트레이(28)의 바닥벽(30)에 형성된 각각의 오리피스(42)와 연결되는 분리된 돌기(44)들이 형성되어 있다. 상기한 돌기들(44)은 바람직하기로는 트레이(28)의 바닥벽(30)으로부터 냉동실(12)을 향해서 아래쪽으로 뻗어있다. 따라서, 각각의 돌기(44)는 그것의 제1단부(46)에서, 상기 연결된 오리피스(42)와 소통되는 유입구(46)를 갖고, 그것의 제2단부(50)에서 유출구(52)를 갖는다.
유로(54)는 유입구(48)로부터 유출구(52)까지 각 돌기(44)의 전체길이에 걸쳐 뻗어있다. 상기 돌기들(44)은 바람직하게 그것의 제2단부(50)를 향해 더 좁아지도록 점점 가늘어진다. 따라서 유입구(48)는 유출구(52)보다 그 크기가 더 크다. 유로(54)가 좁아지게 되어 있음으로써 액체 조성물(20)이 규칙적으로 축적될 수 있고, 이에 따라 상기한 트레이(28)로부터 액체 조성물이 규칙적으로 방출될 수 있다. 또한, 이러한 구성형태는 순수한 중력이 물방울위의 계면장력을 극복할 때까지 순차적으로 액체방울(38)이 형성되도록 하여 냉동실(12)쪽으로 떨어지도록 한다.
유로(54)를 통한 액체 조성물(20)의 유량은 상기한 돌기(44)의 제2단부(50)에서 액체방울들(38)의 정돈된 형태에 좌우된다. 상기 유량은, 그 중에서도 특히, 유입구(48)와 유출구(52)의 크기의 함수이다. 유입구(48)와 유출구(52)의 크기비가 2 : 1 내지 20 : 1일때, 균일한 크기의 방울(38)들이 형성되어 상기 돌기(44)로부터 떨어진다. 본 발명의 특히 바람직한 일실시예에 의하면, 유입구의 직경은 0.375인치이고 유출구의 직경은 0.03125인치이다. 그러므로, 특히 바람직한 일실시예에 있어서, 크기비는 대체로 12 : 1이다.
상기 트레이(28)와 돌기들(44)은 플라스틱이나 스테인레스강처럼 음식물에 대해 내구성이 있는 것이 바람직하고, 처음 제조시에 형성된다. 다른 대안으로서, 상기한 돌기(44)는 오리피스(42)와 연결된 트레이(28)와 나중에 연결된다. 상기 돌기(44)들이 상기 트레이(28)와 일체화될 때, 플라스틱제의 피펫 팁(pipette tip)이 사용될 수 있다. 상기 플라스틱제의 피펫 팁들은 일리노이주 시카고 소재의 콜-파머(Cole-Parmer)기구회사 등으로부터 구입가능하다.
본 발명에 따른 적하장치(10)의 중요한 잇점은, 도 4에 확대하여 도시된 종래 기술과의 비교를 통해 보다 명확히 이해되어질 수 있다. 본 발명의 장치(10)에 사용된 구성요소와 유사한 것에 대해서는, 프라임(')을 첨기하여 나타내었는바, 종래기술의 장치는 바닥벽(30')에 형성된 오리피스(42')을 갖는 트레이(28')를 보유하고 있다. 방울들(38')은 형성된 후, 중력에 의해 오리피스(42')로부터 바로 떨어지게 된다. 액체 조성물(20')을 규칙적으로 축적할 수 없고, 따라서 트레이(28')의 오리피스(42')로부터 방울(38')이 떨어질 때에 흩뿌림(spattering)이 종종 발생한다. 게다가, 오리피스(38')로부터 떨어진 어떤 방울들(38')은 매우 불안정하여 더 작은 방울들로 깨져서 크기의 변화편차가 큰 방울들을 형성하고 또한 추가적인 흩뿌림을 야기한다. 매우 작은 방울들은 바람직한 크기의 방울들의 외관이 갖는 독특함과 흥미로움을 훼손시키므로서, 최종제품으로부터 그들을 제거하는 것이 요구된다.
또한, 방울들의 낙하 및/또는 분쇄 동안에 생기는 흩뿌림 현상으로 인해서, 냉동실로 떨어지는 미세한 입자들(P)을 형성하여, 먼지가루 및/또는 냉동된 미세방울들을 냉동실의 바닥에 축적시킨다. 이로 인해 상기 냉동실(12)의 청소가 요구되어 제조공정을 중단시켜야 할 필요가 생긴다. 더구나, 상기 냉동된 미세방울들은 작동 및 제조상의 효율을 명백히 감소시키는 손실로 간주된다.
본 발명의 적하장치의 사용과 그 장치를 사용한 냉동실(12)로의 액체 조성물의 공급방법은 많은 잇점을 갖는다. 종래기술에 비교하여, 본 발명의 돌기들(4)은 트레이(28)로부터의 액체 조성물(20)의 규칙적인 방출 및 액체 조성물(20)의 균일한 크기의 방울들(38)의 형성을 촉진함으로써, 냉동실(12)로 이송될 때에, 냉동제품의 균일한 크기의 방울들(18)들을 형성시킨다. 본 발명의 신규한 적하장치(10)를 사용하면 별도의 여과가 필요치 않게 되고, 또한 여과장치를 작동시키기 위한 동력 역시 필요치 않게 된다. 더욱이, 상기 돌기들(44)은 액체 조성물(20)의 미세입자의 흩뿌림을 방지함으로써 예전에는 냉동실(12)의 바닥에 축적되었던 먼지가루 및/또는 냉동된 미세방울들의 발생을 방지할 수 있다.
이상 설명한, 바람직한 일실시예는 본 발명의 이해와 설명의 편의를 위한 것이다. 실시예에 개시된 형태 자체로 본 발명이 제한적으로 해석되어서는 아니된다. 상기 내용으로부터 용이하게 변형 또는 개변이 가능하다. 상기 실시예는 본 발명의 원리 및 그 응용을 안내하기 위하여 선택되어 제시된 것으로서, 당업자라면 본 기술의 사상의 범위내에서 다양한 변형과 실시예들을 이용할 수 있다. 첨부된 특허청구범위에 의하여 결정되는 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 한도내에서, 다양한 변형 및 개변이 가능하다.
본 발명에 따르면 향상된 맛과 크기를 가지고 소비자의 흥미를 끄는 고급화된 냉동 유제품을 제공할 수 있다. 또, 보통의 소비자에게, 더욱 새로움과 유쾌함을 주도록 비교적 낮은 온도에서 자유롭게 유동하는 식용 유제품을 제공하는 것이 가능하고, 또한, 액체 조성물을 원료로 미세 방울 및/또는 가루의 형태를 충분히 배제한 자유-유동성 식용 유제품 생산하기 위한 적하장치를 제공한다. 즉, 간단하게, 능률적으로 액체 급송을 제어하는 적하장치를 제공할 수 있다. 결론적으로, 낮은 가격하에서 효율적으로 자유-유동성 식용 유제품의 생산이 가능하다.

Claims (21)

  1. 냉동실(12)위에 위치하여 공급원(34)으로부터 액체 조성물(20)을 공급받으며, 상기 공급받은 액체 조성물(20)이 통과하는 복수개의 오리피스(42)를 보유한 바닥벽을 갖는 트레이(28)와, 상기 트레이(28)에 연결되고, 상기 트레이(28)로부터의 액체 조성물(20)의 규칙적인 방출을 제어하고, 상기 액체 조성물(20)을 중력에 의해 균일한 크기의 방울로서 상기 냉동실(12)로만 공급하며, 상기 트레이(12)의 바닥벽에 있는 복수개의 오리피스(42)와 유로가 통하도록 되어 있으며, 균일하게 테이퍼 형상으로 된, 복수개의 공급부재(40)를 포함하며, 균일한 크기를 갖는 액체 조성물(20)의 방울들이 중력에 의해 상기 냉동실(12)로 이송되도록 되어 있는, 액체 조성물(20)을 냉동실(12)로 공급하기 위한 적하장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기한 공급부재(40)는 상기 트레이(28)와 연결된 돌기(44)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 액체 조성물(20)을 냉동실(12)로 공급하기 위한 적하장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 돌기(44)는 상기 트레이(28)에 대하여 아래쪽으로 배치된 것을 특징으로 하는, 액체 조성물(20)을 냉동실(12)로 공급하기 위한 적하장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 오리피스(420는 대응하는 돌기(44)와 연결되어 있는 것을 특징으로 하는, 액체조성물(20)을 냉동실(12)로 공급하기 위한 적하장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 돌기(44)는 상기 대응되는 오리피스(42)와 연결된 제1단부(46) 및 상기 제1단부(46)로부터 일정한 간격을 두는 제2단부(50)를 갖는 것을 특징으로 하는, 액체 조성물(20)을 냉동실(12)로 공급하기 위한 적하장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 돌기(44)는 상기 제1단부(46)와 연결된 유입구(48) 및 상기 제2단부(50)와 연결된 유출구(52)를 갖는 것을 특징으로 하는, 액체 조성물(20)을 냉동실(12)로 공급하기 위한 적하장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 돌기(44)는, 상기 유입구(48)로부터 상기 유출구(52)로 관통되어 있는, 균일하게 테이퍼 형상으로 된 유로(54)를 갖는 것을 특징으로 하는, 액체 조성물(20)을 냉동실(12)로 공급하기 위한 적하장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 유입구(48)와 유출구(52)의 크기비는 2 : 1 내지 20 : 1인 것을 특징으로 하는, 액체 조성물(20)을 냉동실(12)로 공급하기 위한 적하장치.
  9. 제7항에 있어서, 상기 유입구(48)와 유출구(52)의 크기비는 12 : 1인 것을 특징으로 하는, 액체 조성물(20)을 냉동실(12)로 공급하기 위한 적하장치.
  10. 제7항에 있어서, 상기 유출구(52)의 크기는 0.03125인치인 것을 특징으로 하는, 액체 조성물(20)을 냉동실(12)로 공급하기 위한 적하장치.
  11. 상기 액체 조성물(20)을 균일한 크기의 액체방울(38)로서 방출하는, 균일하게 테이퍼 형상으로 된 공급부재(40)를 복수개 갖는 적하장치를 제공하는 단계와; 상기 냉동실(12)위에 상기 적하장치를 배치하는 단계와; 상기 액체 조성물(2)을 공급원(34)으로부터 상기 적하장치로 이송하여 상기 복수개의 공급부재(40)로 보내는 단계와; 상기 액체 조성물(4)을 중력에 의해 상기 적하장치로부터 상기 냉동실(12)로만 균일한 크기로 규칙적으로 방출하는 단계와, 균일한 크기의 냉동 구슬 제품으로 냉동시키기 위하여 상기 균일한 크기의 방울들을 상기 냉매와 접촉시키는 단계를 포함하는, 균일한 크기의 구슬(18) 냉동제품을 형성하기 위해 냉매를 포함하는 냉동실(12)로 액체 조성물(20)을 공급하는 방법.
  12. 제12항에 있어서, 상기 적하장치는 상기 트레이로부터 상기 액체 조성물(29)을 균일한 크기로 규칙적으로 공급하기 위한 복수개의 공급부재를 갖는 트레이(28)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 균일한 크기의 구슬(18) 냉동제품을 형성하기 위해 냉매를 포함하는 냉동실(12)로 액체 조성물(20)을 공급하는 방법.
  13. 제13항에 있어서, 상기 공급부재(40)는 상기 트레이(28)와 연결된 돌기(44)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 균일한 크기의 구슬(18) 냉동제품을 형성하기 위해 냉매를 포함하는 냉동실(12)로 액체 조성물(20)을 공급하는 방법.
  14. 제14항에 있어서, 상기 돌기(44)는 상기 트레이(28)에 대하여 아래쪽으로 배치된 것을 특징으로 하는, 균일한 크기의 구슬(18) 냉동제품을 형성하기 위해 냉매를 포함하는 냉동실(12)로 액체 조성물(20)을 공급하는 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 트레이(28)는 바닥벽(30)에서 형성되어 있으며, 대응하는 돌기(44)와 연결되는 복수개의 오리피스(42)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 균일한 크기의 구슬(18) 냉동제품을 형성하기 위해 냉매를 포함하는 냉동실(12)로 액체 조성물(20)을 공급하는 방법.
  16. 제16항에 있어서, 상기 돌기(44)는 상기 대응하는 오리피스(42)와 연결된 제1단부(46) 및 상기 제1단부(46)로부터 일정하 간격을 두는 제2단부(50)를 갖는 것을 특징으로 하는, 균일한 크기의 구슬(18) 냉동제품을 형성하기 위해 냉매를 포함하는 냉동실(12)로 액체 조성물(20)을 공급하는 방법.
  17. 제17항에 있어서, 상기한 돌기(44)가 상기 제1단부(46)와 연결된 유입구(48) 및 상기 제2단부(50)와 연결된 유출구(52)를 갖는 것을 특징으로 하는, 균일한 크기의 구슬(18) 냉동제품을 형성하기 위해 냉매를 포함하는 냉동실(12)로 액체 조성물(20)을 공급하는 방법.
  18. 제18항에 있어서, 상기 돌기(44)는 상기 유입구(48)로부터 상기 유출구(52)로 뻗어있는, 균일하게 테이퍼 형상으로 된 유로(54)를 갖는 것을 특징으로 하는, 균일한 크기의 구슬(18) 냉동제품을 형성하기 위해 냉매를 포함하는 냉동실(12)로 액체 조성물(20)을 공급하는 방법.
  19. 제19항에 있어서, 상기 유입구(48)와 유출구(52)의 크기비는 2 : 1 내지 20 : 1인 것을 특징으로 하는, 균일한 크기의 구슬(18) 냉동제품을 형성하기 위해 냉매를 포함하는 냉동실(12)로 액체 조성물(20)을 공급하는 방법.
  20. 제19항에 있어서, 상기 유입구(48)와 유출구(52)의 크기비는 12 : 1인 것을 특징으로 하는, 균일한 크기의 구슬(18) 냉동제품을 형성하기 위해 냉매를 포함하는 냉동실(12)로 액체 조성물(20)을 공급하는 방법.
  21. 제19항에 있어서, 상기 유출구(52)의 크기는 0.03125인치인 것을 특징으로 하는, 균일한 크기의 구슬(18) 냉동제품을 형성하기 위해 냉매를 포함하는 냉동실(12)로 액체 조성물(20)을 공급하는 방법.
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