KR100315878B1 - 냉동기를 이용한 제습 건조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 농수산물을 습기없이 건조하는 제습 건조장치에 관한 것으로, 압축기와, 냉매를 액화시키는 응축기와, 액화된 냉매를 급격히 팽창시키는 팽창밸브를 거친 냉매의 기화열로 열을 빼앗아 공기를 차갑게 하는 증발기의 냉동 싸이클을 갖추고 있는 냉동기를 건조실 내부에 설치한 다음 상기 냉동기에 의하여 냉각된 공기를 순환시켜 건조실에 저장된 식품을 건조하는 것에 있어서, 상기 건조실 외부에 설치되며, 상기 건조실 내부를 진공분위기상태로 만들기 위하여 건조실 내부의 공기를 외부로 방출시키는 진공기와, 상기 진공기에 의하여 진공분위기화된 상기 건조실을 질소가스분위기 상태로 만들기 위하여 질소가스를 공급하는 질소공급기를 포함하여 건조장치를 구성하여 식품의 품질을 변질시키지 않고 건조할 수 있는 특징을 나타내는 발명이다.

Description

냉동기를 이용한 제습 건조장치{Dryer using refrigcrator}

본 발명은 농수산물을 질소가스 분위기에서 습기없이 건조하는 제습 건조장치에 관한 것이다.

일반적으로 농산물(대추, 마 따위)이나 수산물(포를 뜬 어류의 육질 따위)의 식품을 건조하기 위해서는 식품의 변질을 막기위해 저온에서 건조하는 방법을 사용하고 있다.

종래 냉동식 건조기는 건조실 내부에 설치된 냉동기로 공기가 순환될 때 증발기에 의하여 공기중의 수분은 응축되어 제거되고 건조한 차가운 공기가 순환되게 하는 구조로서 식품을 건조하고 있으며, 또한 냉동기의 냉매를 액화시키는 응축기는 건조실 외부에 설치하여 상기 응축기의 열이 건조실 내부를 순환하는 차가운 공기에 영향을 미치지 않도록 구성되어 있다.

그러나 종래와 같이 냉기를 이용하여 건조실 내부를 순환하는 공기를 저온으로 냉각시켜 순환시키기 때문에 식품의 건조시간이 길어지게 되며, 이와 같이 식품의 건조시간이 길어지게 될 경우에는 식품의 출하시기가 늦어지는 문제점이 있으며, 또한 냉동기의 가동시간이 길어져 건조기의 운전비가 많이 소요되어 식품의 건조비용의 증가로 인하여 냉동건조식품이 비싸지는 것이 문제점으로 지적되어 왔다.

농수산물 식품의 경우는 산소의 농도가 높을 경우에는 색상이 변하거나 산화되어 변질되는 원인이 있기 때문에 이를 방지할 목적으로 대기중에서 산소의 농도는 줄이고 탄산가스(CO₂)의 농도를 높이는 이른바 C.A.(Controlled Atmosphere) 저장법이 사용되고 있는 바, 상기의 C.A. 저장법은 식품을 저온에서 장기간 저장하는 방법으로는 적합한 이점을 제공할 수 있지만 식품을 건조하는 방법으로는 부적합하다. 왜냐하면 C.A.저장법은 연속적으로 제습작용을 못하기 때문이다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술에서 나타나는 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 건조실 내부의 공기를 질소가스의 분위기로 유지시키면서 내부온도를 상온으로 높인 상태에서 공기를 순환시키는 수단으로 식품의 숙성을 정지시키면서 빠르게 건조되게 하는 제습 건조장치를 제공함에 목적을 두고 발명한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 수단은,

냉매를 압축하는 압축기와, 냉매를 액화시키는 응축기와, 액화된 냉매를 급격히 팽창시키는 팽창밸브에서 저온·저압의 안개상태로 공급되는 냉매의 기화열로 열을 빼앗아 공기를 차갑게 하는 증발기의 냉동 싸이클을 갖추고 있는 냉동기를 건조실 내부에 설치한 다음 상기 냉동기에 의하여 냉각된 공기를 순환시켜 건조실에 저장된 식품을 건조하는 건조장치에 있어서,

상기 건조실 외부에 설치되며, 상기 건조실 내부를 진공분위기상태로 만들기 위하여 건조실 내부의 공기를 외부로 방출시키는 진공기와, 상기 진공기에 의하여 진공분위기화된 상기 건조실을 질소가스분위기 상태로 만들기 위하여 질소가스를 공급하는 질소공급기를 포함하여 건조장치를 구성한 것을 특징으로 하는 것이며,

또한 상기 건조실 내부에 설치된 냉동기에 의하여 강제순환되는 공기의 흐름을 상부에서 하부로의 순환을 유도하기 위하여 상기 냉동기의 송풍기 전방에 위치하며 상기 건조실 내측 상부에 수평상으로 설치되는 순환간막이와, 상기 순환간막이상에 설치되어 상기 송풍기로부터 송풍되는 공기의 흐름방향과 같은 방향으로 공기를 재차 송풍시키는 보조 순환팬을 구성한 것을 특징으로 하는 것이다.

도 1은 본 발명을 설명하기 위한 전체 구성도.

도 2는 본 발명의 냉동기의 냉동싸이클 배치구성을 나타내는 단면도.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 건조실 2 : 냉동기

21 : 공기흡입구 22 : 필터

23 : 압축기 24 : 증발기

25 : 응축기 26 : 송풍기

3 : 보조 가열기 4 : 대차

5 : 보조 응축기 6 : 순환간막이

7 : 보조 순환팬 8 : 진공기

9 : 질소공급기

본 발명의 실시예를 첨부한 도면에 따라서 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명을 설명하기 위한 전체 구성도이며, 도 2는 본 발명의 냉동기의 냉동싸이클 배치구성을 나타내는 단면도를 도시한 것이다.

도면부호 1은 건조실을 나타내는 것으로, 상기 건조실(1)은 내부의 공기가 외부로 유출되지 않도록 기밀하게 제작되어 있으며, 또한 바닥과 벽 그리고 천정은 단열처리되어 내부온도가 외부로 방출되지 않도록 구성되어 있다. 그리고 출입과 식품의 운반이 용이하도록 출입문이 형성되어 있다.

상기 건조실(1) 내부에는 공기 중에 함유된 수분을 제거함과 동시 공기를 강제순환시키는 냉동기(2)가 설치되는데, 상기 냉동기(2)는 건조실(1) 내부의 공기를 원활하게 순환시킬 수 있도록 건조실 내부 일측에 설치되어 있다.

상기 냉동기(2)의 하단에 형성된 공기흡입구(21)에는 필터(22)가 설치되어 있으며, 그 내부에는 냉동싸이클이 설치되는데, 상기한 냉동싸이클의 배치구성은 하부에서부터 냉매가스를 압축하는 압축기(Compress : 23)와, 냉매가스를 기화시키는 작용으로 공기에서 열을 빼앗아 냉각시킴과 동시 공기 중에 함유된 수분을 제거하는 증발기(Evaporator : 24)와, 냉매가스를 액화시키면서 열을 방출시키는 응축기(Condenser : 25) 및 냉동기(2)의 상부에 설치되어 공기를 송풍시키는 송풍기(26)가 상부에 배치되는 순서로 배치되어 있으며, 상기한 냉동싸이클은 기존의 것과 마찬가지로 냉매는 압축기(23)에서 압축되어 고온, 고압의 가스상태로 응축기(25)에 보내진 다음 도시하지 않은 팽창밸브를 거쳐 증발기(24)로 보내진 후다시 압축기(23)로 순환하도록 구성되어 있다.

상기 증발기(24)는 경사지게 설치되어 있으며, 경사진 하향측에는 공기를 냉각시키는 과정에서 응축된 응축수를 받아주는 드레인 탱크(27)와 응축수를 외부로 배출시키는 드레인 관(28)이 설치되어 있다.

또한 상기 응축기(25)와 송풍기(26) 사이에는 전기히터로 구성되는 별도의 보조 가열기(3)를 설치하여 상기 응축기(25)를 통과할 때 가열된 공기를 재차 가열하도록 구성하는데, 이때 상기 보조 가열기(3)를 통과한 공기의 온도는 상온상태로서 대략 10∼40℃를 유지할 수 한다. 따라서 상기 냉동기(2)의 송풍기(26)는 상온상태의 공기를 송풍하여 수개의 대차(4) 각각에 적층되어 있는 식품을 상온에서 건조할 수 있도록 구성되어 있다.

한편, 상기 건조실(1)의 외부에는 별도의 보조 응축기(5)를 설치한 다음 냉동기(2)의 실내에 설치된 압축기(23)와 응축기(25)를 연결하고 있는 냉매순환라인에서 바이패스된 바이패스 순환라인을 상기 보조 응축기(5)에 연결시키며, 또한 상기 보조 응축기(5)를 거친 냉매는 증발기(24)로 보낼 수 있도록 하는 수단으로 필용에 따라 상기 증발기(24)의 냉각 및 제습력을 증대시킬 수 있도록 구성한다.

상기 보조 응축기(5)에서 발생되는 열은 외부로 방출시키도록 구성한다.

상기 건조실(1)의 내측 상부에는 냉동기(2)의 송풍기(26)에서 송풍되는 공기가 건조실(1)의 상부에서 흐른 다음 하부로 순환되도록 공기의 순환작용을 유도하는 순환간막이(6)가 수평상으로 설치되어 있으며, 또한 상기 순환간막이(6)에는 공기의 순환작용을 증진시키는 보조 순환팬(7)이 설치되어 있다.

본 발명은 건조실(1) 내부의 공기를 빼내어 진공분위기로 만드는 진공기(8)와 진공분위기의 건조실(1) 내부에 질소가스를 충입시키는 질소공급기(9)를 건조실(1) 외부에 별도로 설치하는 것에 특징이 있다.

상기 진공기(8)는 진공 파이프라인(81)이 건조실(1) 내부와 연통하도록 연결되어 있으며, 상기 진공 파이프라인(81)에는 밸브(82)가 장설되어 있다.

또한 상기 진공기(8)에는 진공 파이프라인(81)으로 흡입한 공기를 외부로 방출시키는 방출 파이프(83)가 설치되어 있다.

상기 질소공급기(9)는 그 내부에 기체상태의 질소가스나 액체질소가 충진되어 있거나 또는 대기중에서 질소만을 분리시켜 저장한 다음 그 저장된 질소를 공급할 수 있는 장치가 내장되어 질소공급 파이프라인(91)을 통해 건조실(1) 내부로 질소가스를 공급하여 상기 건조실(1) 내부를 질소가스분위기로 형성시킬 수 있도록 구성되어 있으며, 상기 질소공급기(9)에서 공급된 질소가스에 의하여 질소가스분위기를 형성하고 있는 건조실(1) 내부의 기압은 대기압보다 1∼2배 정도의 높은 기압을 유지시킨다. 상기와 같이 건조실(1) 내부를 질소가스분위기화시킬 때의 기압을 대기압보다 조금 높게 유지시키는 이유는 건조실(1) 내부의 기압이 대기압보다 조금 높게 유지시키는 것이 건조실 내부의 공기를 질소가스분위기로 형성시키는데 유리하기 때문이다.

상기 질소공급 파이프라인(91)에는 밸브(92)를 장설하여 건조실(1) 내부로 공급된 질소가스가 역류하는 것을 방지할 수 있도록 한다.

이와 같은 구성원리로 된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

상기 건조실(1) 내부에 건조하고자 하는 식품을 대차(4)에 적층시킨 상태로 수납하고 출입문을 닫아 밀폐시킨 다음 상기 건조실(1) 외부에 별도로 설치한 진공기(8)를 가동시켜 건조실 내부의 공기를 빼내어 외부로 방출시켜 상기 건조실(1) 내부를 진공분위기가 되게 한다.

상기와 같이 건조실(1)을 진공분위기로 만든 다음 상기 질소공급기(9)의 질소공급 파이프라인(91)의 밸브(92)을 개방시켜 질소가스를 건조실(1) 내부로 공급하는데, 이때 질소가스를 충분히 공급하여 상기 건조실(1) 내부의 기압이 대기압보다 조금 높은 상태가 되게 하므로서 건조실(1) 내부는 질소가스분위기를 유지하게 되는 것이다.

상기와 같이 건조실(1) 내부가 질소가스분위기화된 상태에서 냉동기(2)를 가동시키게 되면 질소가스분위기의 공기는 공기유입구(21)의 필터(22)에 의하여 먼지 등의 이물질이 여과된 상태에서 증발기(24)를 통과하는 과정에서 냉각되어 응축기(25)로 이동하게 되는 한편, 상기 증발기(24)의 냉각작용에 의해 응축된 응축수는 드레인 탱크(27)로 떨어져 드레인 관(28)을 통해 외부로 배출되는 것이다.

상기 증발기(24)를 통과하는 질소가스분위기의 공기는 건조한 상태로 냉각되어 응축기(25)로 이동하게 되는데, 상기 응축기(25)는 증발기(24)와는 반대로 열을 발생시키고 있으므로 상기 증발기(24)에서 냉각된 공기는 상기 응축기(25)를 통과하는 과정에서 일차적으로 가열되는 상태가 되며, 이어서 상기 응축기(25)를 통과한 공기는 그 상방에 설치된 보조 가열기(3)를 통과하는 과정에서 재차 가열되어 상온상태 즉, 10∼40℃ 정도로 가열되는 것이다.

상기와 같이 상온상태로 가열된 질소가스분위기의 공기는 냉동기(2) 상부에 설치된 송풍기(26)에 의하여 건조실(1) 내부의 상부로 송풍되는데, 상기 건조실(1) 내부의 상부에 수평상으로 설치된 순환간막이(6)에 의하여 상기 송풍기(26)에서 송풍되는 공기가 사방으로 분산되지 않고 상기 순환간막이(6)와 천정 사이에 형성된 통로를 통해 순환된 후 반대측의 하부로 순환되는 것이며, 또한 상기 순환간막이(6)에 설치된 보조 순환팬(7)은 상기 송풍기(26)에서 송풍되는 공기를 같은 방향으로 재차 송풍시키는 작용을 하게 되므로 공기는 건조실(1)의 상부에서 하부로 순환한 다음 다시 냉동기(2)의 공기흡입구(21)로 유입되는 작용이 반복적으로 되풀이 되는 것이다.

상기와 같이 냉동기(2)의 공기흡입구(21)로 유입된 후 냉동싸이클을 거친 후 송풍기(26)에서 송풍되는 공기는 10∼40℃ 정도의 상온상태를 유치한 채 순환되므로 종래 냉각된 공기로 식품을 건조하는 것에 비하여 대차(4)에 적층된 식품을 빠르게 건조시킬 수 있으므로 식품의 건조시간을 단축시키는 특징을 나타내는 한편, 질소성분은 농수산물의 숙성을 정지시키는 특성과 함께 식품 표피의 색상을 변화시키지 않는 특성이 있는 질소가스분위기의 공기가 건조실(1) 내부를 순환하고 있는 상태이고 또 10∼40℃의 상온상태이므로 건조하고자 하는 식품의 품질을 변질시키지 않고 건조할 수 있는 특징을 나타낸다.

이상과 같은 본 발명에 의하면 건조실 내부를 진공분위기로 형성시킨 상태에서 질소가스를 충분히 공급하는 수단으로 건조실 내부를 질소가스분위기화된 공기가 대기압보다 조금 높은 상태로 유지시킨 공기를 순환시켜 식품을 건조하므로서 건조하고자 하는 식품의 숙성을 정지시킴과 동시 품질이 변질되지 않게 건조할 수 있는 효과를 기대할 수 있을 뿐 아니라 상기한 질소가스분위기화된 공기를 냉동기로 강제순환시킴에 있어 냉동기의 공기흡입구로 흡입된 공기가 증발기를 통과하는 과정에서 수분이 제거되면서 냉각된 후 응축기와 보조 가열기를 차례로 통과하는 과정에서 10∼40℃의 상온상태로 가열되게 한 다음 상온으로 가열된 공기가 건조실 내부를 순환하도록 하였으므로서 식품의 건조시간을 단축시켜 식품의 출하시기를 앞당길 수 있게 하는 효과를 기대할 수 있는 등 식품의 건조작업에 매우 실용성이 있는 제습 건조장치를 제공하는 발명이다.

Claims (2)

1. 냉매를 압축하는 압축기와, 냉매를 액화시키는 응축기와, 액화된 냉매를 급격히 팽창시키는 팽창밸브에서 저온·저압의 안개상태로 공급되는 냉매의 기화열로 열을 빼앗아 공기를 차갑게 하는 증발기의 냉동싸이클을 갖추고 있는 냉동기를 건조실 내부에 설치한 다음 상기 냉동기로서 냉각된 공기를 순환시켜 건조실에 저장된 식품을 건조하는 건조장치에 있어서,

   상기 건조실 외부에 설치되며, 상기 건조실 내부를 진공분위기상태로 만들기 위하여 건조실 내부의 공기를 외부로 방출시키는 진공기와, 상기 진공기에 의하여 진공분위기화 된 상기 건조실 내부를 질소가스분위기 상태로 만들기 위하여 질소가스를 공급하는 질소공급기를 포함하여 건조장치를 구성한 것을 특징으로 하는 냉동기를 이용한 제습 건조장치.
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