KR100389177B1 - 마이크로파 회전 건조기 - Google Patents

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미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤
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Abstract

회전 드럼(11) 내에 식품 가공 잔류물을 투입하고 교반하면서 회전 드럼(11) 내에 고온 공기 공급 장치(30)로부터 고온 공기를 공급하고 마이크로파 공급장치(50)로부터 마이크로파를 공급한다. 회전 드럼(11)내의 식품 가공 잔류물은 고온 공기에 의해 전방 표면측으로부터 가열됨과 동시에 마이크로파 유도 가열에 의해 내부로부터 가열되므로, 전체의 잔류물 가공 식품을 균일하게 가열하고 단시간 내에 균일하게 건조시켜 건조물을 제조하고, 또한 잔류물 처리 식품을 과열이 없이 건조시킬 수 있으므로, 건조물이 탄화되지 않고 최적의 수분 함유율 까지 건조시킬 수 있어, 건조 식품 재료 및 가축용 사료로서 이용 가능한 건조물을 얻을 수 있다.

Description

마이크로파 회전 건조기{MICROWAVE ROTARY DRYING MACHINE}
근년에, 식품 가공 잔류물의 재생이 환경 보호 측면에서 중요한 과제가 되고 있다. 종래의 소각 및 매립 처리 대신에, 식품 가공 잔류물을 재 사용하는 것이 가능한 바이오 처리 및 건조 처리가 주목을 받고 있다.
식품 가공 잔류물을 계약자에게 인도하는 비용이 급등하여 왔으며, 회사 경영자는 ISO14001을 많이 인식하여 취득을 희망하고 있다. 따라서, 식품 가공 공장, 즉석 식품 및 패밀리 레스토랑 산업, 급식 센터, 병원 및 복지 시설 등을 대상으로 하는 산업용의 젖은 음식 쓰레기 처리장치의 시장 규모가 해마다 확대되고 있다.
산업용의 젖은 음식 쓰레기 처리장치는, 미생물을 사용하여 젖은 음식 쓰레기를 분해하는 생물학적 방법 및 젖은 음식 쓰레기를 고온으로 처리하여 탄화시키는 탄화 처리법(carbonization method)에 의해 젖은 음식 쓰레기를 퇴비로 변환하는 형식의 것이 현재 주류를 이루고 있다.
식품 가공 공장과 급식 또는 부식 제조 공장에서는 다량의 식품 가공 잔류물(두유 앙금, 빵가루, 야채, 쌀, 육류, 튀김류, 파스타 등)이 발생한다. 슈퍼마켓 및 편의점에서는, 보존 기간이 지난 식품을 운반 차량에 의해 가게로부터 회수 구역으로 회수한 다음 폐기한다. 그러한 유통 기한이 지난 식품은 식품 가공 잔류물(젖은 음식 쓰레기)을 발생시키며, 그러한 식품 가공 공장 및 가게에서는 엄격한 품질 관리를 하여 식품 가공 잔류물(젖은 음식 쓰레기)을 냉동 상태로 보관한다. 그러한 것들은 식품 가공 잔류물이라 칭하기는 하지만, 그것의 품질은 양호하고 오염되거나 부패되지 않은 상태에 있다.
식품 가공 공장 등에서 발생하는 양호한 품질의 식품 가공 잔류물은 퇴비로 변환되는 경우 부가 가치가 낮을 것이다(퇴비로서의 가격이 낮음). 식품 가공 잔류물을 퇴비보다는 건조 식품 또는 사료로 변환하면 부가 가치가 높다. 즉, 식품 가공 잔류물을 건조하는 것에 의해 형성되는 건조 제품을 건조 식품 또는 배합 사료의 원료로서 사용할 수 있으면, 자원을 효과적으로 활용할 수 있다. 또한, 건조 제품은 고가의 상품(건조 식품의 원료 및 배합 사료의 원료)으로서 재생할 수 있다. 또한, 수입 의존도가 높은 가축용 사료의 자급율의 증가에도 기여할 수 있다.
식품 가공 잔류물을 가축용 사료로 변환하기 위해서는, 식품 가공 잔류물을 탄화될 때까지 과도하게 건조시키지 않고 최적의 수분 함량까지 균일하게 건조시키는 것이 필요하다. 또한, 위생상의 고려(살균 효과, 관련 설비의 용이한 세정 등)가 필요하다.
전술한 상황을 감안하여, 본 발명의 목적은 건조 식품의 원료 또는 가축용 사료로서 사용하기 위해 식품 가공 잔류물을 최적의 수분 함유율까지 건조시킬 수 있는 마이크로파 회전 건조기를 제공하는 것이다.
발명의 요약
전술한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 마이크로파 건조기는, 회전 드럼을 갖는 회전 드럼 장치와, 고온 공기를 발생시키고 이 고온 공기를 회전 드럼 내에 송풍하기 위한 고온 공기 공급기와, 마이크로파를 회전 드럼 안에 공급하기 위한 마이크로파 공급기로 구성되어 있다.
보다 구체적으로는, 본 발명의 마이크로파 회전 건조기는, 내주면의 원주 방향을 따라 다수의 위치에 제공된 축방향에 평행한 승강 드럼(lifter drum)을 구비한 회전 드럼과, 회전 드럼을 지지하면서 원주방향을 따라 회전 드럼을 회전시키는 드럼 지지/구동 장치를 포함하는 회전 드럼 장치와;
회전 드럼의 일 단부면과 연통하는 덕트 입구부(duct inlet portion)와 회전 드럼의 타 단부면과 연통하는 덕트 출구부(duct outlet portion)를 구비한 덕트와,덕트에 개재되어 연료의 연소에 의해 발생되는 연소 가스를 덕트 안으로 송풍하는 고온 공기 발생기와, 덕트 내부에 개재되어 덕트 내부의 공기를 덕트 입구부로부터 덕트 출구부를 향해 송풍하는 순환 송풍기를 포함하는 고온 공기 공급기(hot air feeder)와;
마이크로파를 발생시키는 마이크로파 발진기(microwave oscillator)와, 회전 드럼의 단부면으로부터 회전 드럼 안에 삽입되고 발생되는 마이크로파를 안내하여 회전 드럼 안으로 방사하기에 적합한 도파관(wave guide)을 포함하는 마이크로파 공급기로 구성되어 있다.
전술한 구성에 의해, 본 발명은 식품 가공 잔류물을 회전 드럼 내에서 교반하면서 고온 공기 및 마이크로파로 가열하여, 최적의 수분 함유율 까지 단시간 내에 균일하게 건조시킬 수 있다. 그 결과, 건조 식품의 원료 또는 가축용 사료로 효과적으로 사용 가능한 건조 제품을 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 마이크로파 회전 건조기는, 회전축이 수평 상태로 배치되고 축방향으로 평행한 다수의 승강 블레이드가 내주면의 원주 방향을 따라 다수의 위치에 배치되어 있는 회전 드럼과, 회전 드럼을 지지하면서 원주 방향을 따라 회전 드럼을 회전시키기 위한 드럼 지지/구동 장치를 포함하는 회전 드럼 장치와;
회전 드럼의 일 단부면과 연통하는 덕트 입구부와 회전 드럼의 타 단부면과 연통하는 덕트 출구부를 구비한 덕트와, 덕트에 개재되어 연료의 연소에 의해 발생되는 연소 가스를 덕트 안으로 송풍하는 고온 공기 발생기와, 덕트에 개재되어 덕트 내부의 공기를 덕트 입구부로부터 덕트 출구부를 향해 송풍하는 순환 송풍기를포함하는 고온 공기 공급기와;
마이크로파를 발생시키는 마이크로파 발진기와, 회전 드럼의 단부면으로부터 회전 드럼 안으로 삽입되고 발생된 마이크로파를 안내하기에 적합하며 마이크로파를 회전 드럼의 하부 공간을 향해 비스듬하게 방사하도록 비스듬하게 배치된 도파관을 포함하는 마이크로파 공급기로 구성된다.
전술한 구성에 의해, 본 발명은 식품 가공 잔류물을 회전 드럼에서 교반하면서 고온 공기 및 마이크로파로 가열하여 최적의 수분 함유율 까지 단시간 내에 균일하게 건조시킬 수 있다. 그 결과, 건조 식품의 원료 또는 가축용 사료로서 효율적으로 사용 가능한 건조 제품을 제조할 수 있다.
또한, 회전 드럼은 수평방향으로 배치되므로 구성이 단순하다. 또한, 도파관을 비스듬하게 배치하여 마이크로파를 회전 드럼의 하부 공간을 향하여 비스듬하게 방사할 수 있어, 흡수 효율이 향상된다.
또한, 본 발명의 마이크로파 회전 건조기는, 회전축이 수평면에 대해 경사진 상태로 배치되고, 축방향에 평행한 승강 블레이드가 내주면의 원주 방향을 따라 다수의 위치에 배치며, 또 내주면의 경사진 하측부에 위치한 내주면 부분에 나선형 블레이드(spiral blade)가 배치되어 있는 회전 드럼과, 이 회전 드럼을 지지하면서 원주방향을 따라 회전 드럼을 회전시키는 드럼 지지/구동 장치를 포함하는 회전 드럼 장치와;
회전 드럼의 일 단부면과 연통하는 덕트 입구부와 회전 드럼의 타 단부면과 연통하는 덕트 출구부를 구비한 덕트와, 덕트에 개재되어 연료의 연소에 의해 발생되는 연소 가스를 덕트 안으로 송풍하는 고온 공기 발생기와, 덕트 내부에 개재되어 덕트 내부의 공기를 덕트 입구부로부터 덕트 출구부를 향해 송풍하는 순환 송풍기를 포함하는 고온 공기 공급기와;
마이크로파를 발생하는 마이크로파 발진기와, 회전 드럼의 단부면으로부터 회전 드럼 안에 삽입되고, 발생되는 마이크로파를 안내하기에 적합하며, 또 마이크로파를 회전 드럼의 하부 공간을 향해 비스듬하게 방사하도록 하방으로 비스듬하게 개방되어 있는 선단 개구를 구비하는 도파관(wave guide)을 포함하는 마이크로파 공급기로 구성되어 있다.
상기 구성에 의해, 본 발명은 식품 가공 잔류물을 회전 드럼내에서 교반하면서 고온 공기 및 마이크로 파로 가열하여 최적의 수분 함유율 까지 단시간내에 균일하게 건조시킬 수 있다. 그 결과, 건조 식품의 원료 또는 가축용 사료로서 효과적으로 사용 가능한 건조 제품을 제조할 수 있다.
또한, 도파관의 선단 개구는 하방으로 비스듬하게 개방되어 있다. 따라서, 마이크로파가 회전 드럼의 하부 공간을 향하여 비스듬하게 방사되므로, 흡수 효율이 향상된다.
또한, 본 발명의 마이크로파 회전 건조기는 응축기를 갖는 탈취 장치(deodorization device)를 구비하며, 응축기는 고온 공기 공급기의 덕트 내부로부터 일부의 가스를 흡입하고 또한 마이크로파 발진기를 냉각시키기 위한 냉각수로 흡입 가스를 냉각시켜, 가스에 함유된 증기를 응축시키며 응축물을 배수(drain water)로서 외부에 배출하고 또 증기가 제거된 공기를 외부에 배출한다.
또한, 필요에 따라 탈취 장치는 응축기로부터 배출된 가스를 통과시킨 다음 여과된 가스를 외부에 배출하는 탈취 필터를 구비한다.
이러한 구성에 의해, 본 발명은 악취를 발생시키지 않고 식품 가공 잔류물을 처리할 수 있다.
본 발명의 마이크로파 회전 건조기에는, 마이크로파의 누출을 방지하는 격자 패널(grid panel)이 덕트 입구부 및 덕트 출구부에 제공된다. 따라서, 마이크로파가 외부에 누출되지 않고 안전성이 높다.
그 밖에도, 본 발명은 인간이 먹는 통상의 건조 식품의 제조에 적용 가능하다는 것은 말할 나위도 없다.
본 발명은 양질의 식품 가공 잔류물을 건조 식품의 원료 또는 가축용 사료로 사용하기 위해 최적의 수분 함유율로 건조시키는 것이 가능한 마이크로파 회전 건조기에 관한 것이다. 본 발명은, 식품 가공 잔류물을 회전 드럼 안에 투입하고 교반하면서 고온 공기 및 마이크로파로 가열하는 것에 의해 식품 가공 잔류물을 최적의 수분 함유율 까지 건조시키도록 의도된다.
또한, 본 발명은 각종 식품을 건조시켜 건조 식품(사람이 먹는 건조 식품)을 제조하는 경우에도 적용 가능하다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 마이크로파 회전 건조기를 도시하는 정면 단면도,
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 선을 따라 절단한 단면도,
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 마이크로파 회전 건조기를 도시하는 정면 단면도.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 마이크로파 회전 건조기를 첨부 도면에 기초하여 상세히 설명한다.
<제 1 실시예>
본 발명의 제 1 실시예에 따른 마이크로파 회전 건조기(1)는 정면 단면도인 도 1과 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 선을 따라 절단한 단면도인 도 2를 참조하여 설명한다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 마이크로파 회전 건조기(1)는 회전 드럼 장치(10)와, 고온 공기 공급기(30)와, 마이크로파 공급기(50)를 주요 부재로 하여 구성되어 있다. 마이크로파 회전 건조기(1)에서, 회전 드럼 장치(10)의 회전 드럼(11) 내에 투입된 식품 가공 잔류물은 고온 공기 공급기(30)에 의한 고온 공기와 마이크로파 공급기(50)에 의한 마이크로파에 의해 가열되어, 최적의 수분 함유율까지 건조된다. 마이크로파 회전 건조기(1)의 구성 요소의 구성을 이하 순차적으로 설명한다.
회전 드럼 장치(10)의 회전 드럼(11)은 그것의 회전축이 수평면에 대해 경사진 상태로 회전 가능하게 배치되어 있다. 보다 상세히 설명하면, "타이어"라 칭하는 링 부재(12a, 12b, 12c)가 회전 드럼(11)의 외주면에 부착되어 있다. 바닥면에는, 회전 지지 롤러(13a) 및 회전 지지 롤러(13b)가 높은 위치에 설치되어 있다. 회전 지지 롤러(13a)는 링 부재(12a)와 접촉하는 한편, 회전 지지 부재(13b)는 링 부재(12b)에 접촉하여, 회전 드럼(11)을 경사진 상태에서 회전 가능하게 지지한다.
구동 모터(14)의 출력 축은 회전 지지 롤러(13a)에 연결되어 있다. 따라서, 구동 모터(14)가 정회전하거나 역회전할 때, 회전 지지 롤러(13a)를 거쳐 회전 드럼(11)에 회전력이 전달되고, 그에 따라 회전 드럼(11)은 원주방향을 따라 정회전 또는 역회전한다.
링 부재(12a, 12b)와, 회전 지지 롤러(13a, 13b)와, 구동 모터(14)는 드럼 지지/구동 장치를 구성한다.
회전 드럼(11)의 내주면상에는 승강 블레이드(15) 및 나선형 블레이드(16)가 설치되어 있다. 승강 블레이드(15)는 회전 드럼(11)의 회전축에 평행한 방향으로 뻗어 있고, 회전 드럼(11)의 내주면의 원주방향을 따라 다수의 위치에 구비되어 있다. 나선형 블레이드(16)는 회전 드럼(11)의 내주면의 경사진 하부 구역에 위치한 내주면 부분(즉, 도 1의 우측 내주면 부분)에 나선상으로 제공되어 있다.
고정 챔버(17)가 회전 드럼(11)의 좌측 단부면에 연통하고, 고정 챔버(18)가 회전 드럼(11)의 우측 단부면에 연통해 있다. 고정 챔버(17)와 회전 드럼(11)의 사이에 회전 베어링(19)이 개재되어 있으며, 고정 챔버(18)와 회전 드럼(11)의 사이에 밀봉재(20)가 개재되어 있다. 마이크로파가 외부에 누출되는 것을 방지하기 위해, 회전 베어링(19)의 구역과 밀봉재(20)의 구역에는 전자기파 밀봉 부재(electromagnetic wave sealing member)가 배치되어 있다.
고온 공기 공급기(30)의 덕트(31)는 고정 챔버(17)와 연통하는 덕트 출구부(31a)를 구비하고, 또 고정 챔버(18)와 연통하는 덕트 입구부(31b)를 구비하고 있다. 다시 말하면, 덕트 출구부(31a)는 고정 챔버(17)를 거쳐 회전 드럼(11)의 좌측 단부면과 연통하고 있고, 덕트 입구부(31b)는 고정 챔버(18)를 거쳐 회전 드럼(11)의 우측 단부면과 연통하고 있다. 따라서, 덕트(31)→고정 챔버(17)→회전 드럼(11)→고정 챔버(18)→덕트(31)를 따라 순환 공기 공급 경로가 형성된다.
고온 공기 발생기(32)가 덕트(31)에 개재된다. 고온 공기 발생기(32)의 버너(32a)에는 연료 가스(G) 및 공기가 공급되어 연료 가스(G)를 연소시킨다. 연소시에 발생하는 고온 연소 가스가 덕트(31) 안으로 송풍된다. 순환 송풍기(33)가 덕트(31)에 개재되어 덕트(31) 내부의 공기를 덕트 입구부(31b)로부터 덕트 출구부(31a) 쪽으로 송풍한다. 그 결과, 고온 연소 가스가 전술한 순환 공기 공급 경로를 따라 흘러 회전 드럼(11) 안으로 유입된다.
마이크로파 공급기(50)의 마이크로파 발진기(51)는 마이크로파를 발생한다. 도파관(52)은 마이크로파 발진기(51)에 의해 발생되는 마이크로파를 회전 드럼(11) 안으로 안내하는 관상 부재이다. 도파관(52)은 고정 챔버(17)를 관통하여 회전 드럼(11)의 좌측 단부면으로부터 회전 드럼(11) 내로 삽입된다. 이러한 도파관(52)은 수평면에 대해 경사진 상태로 배치되고, 도파관(52)의 축방향은 회전 드럼(11)의 회전 축방향과 일치한다.
도파관(52)의 선단 개구면(front end opening face)은 하방으로 비스듬하게 개방되어 있다. 따라서, 도파관(52)에 의해 안내되는 마이크로파는 회전 드럼(11) 내측의 하부 공간을 향하여 방사된다. 다시 말해서, 선단 개구면으로부터 방사되는 마이크로파는 도파관(52)의 축방향을 따라 이동하지 않고, 선단 개구면이 향하는 방향[회전 드럼(11) 내측의 하부 공간을 향하는 방향]을 따라 이동한다. 그 결과, 마이크로파는 회전 드럼(11)의 하부 공간 내에 처리될 재료로서 투입되는 식품 가공 잔류물에 효율적으로 입사한다. 즉, 마이크로파는 식품 가공 잔류물의 표면에 비스듬하게 입사하므로, 식품 가공 잔류물의 표면에 마이크로파가 효율적으로 흡수된다. 도파관(52)의 선단 개구면이 도파관(52)의 축방향과 형성하는 각도는10°내지 80°로 설정된다.
도파관(52)의 선단 개구면에 테프론 캡(Teflon cap)(53)이 부착된다. 이 테프론 캡(53)은 마이크로파를 완전히 투과시킬 수 있는 테프론으로 형성되므로, 마이크로파의 전파 또는 방사를 방해하지 않는다. 테프론 캡(53)이 제공되므로, 도파관(52) 안으로 증기나 오물 등이 침입하는 것을 방지할 수 있다.
도파관(52)에는 아이솔레이터(isolator)(54) 및 파워 모니터(power monitor)(55)가 구비되어 있다. 아이솔레이터(54)는, 방사된 마이크로파가 회전 드럼(11)의 내측에 반사되어 도파관(52)을 통해 복귀하는 마이크로파 반사력을 흡수한다. 따라서, 마이크로파 반사력이 마이크로파 발진기(51)에 더 이상 복귀하지 않는다. 이것에 의해, 마이크로 반사력의 복귀로 인한 마이크로파 발진기(51)의 손상이 방지된다. 파워 모니터(55)는 마이크로파 발진기(51)에 의해 방출되는 마이크로파 입사력의 값과, 도파관(52)을 통해 복귀하는 마이크로파 반사력의 값을 측정하고 표시한다.
식품 가공 잔류물의 투입구로서의 역할을 하는 투입용 해치(60)가 회전 드럼(11)의 원주면상에 개폐 가능한 방식으로 부착된다. 한편, 건조 제품의 인출구로서의 역할을 하는 슬라이드 해치(61)는 회전 드럼(11)의 우측 단부면에 부착되고 고정 챔버(18)에 대해 활주이동 가능하다. 슬라이드 해치(61)는 회전 드럼(11)의 우측 단부면에 밀착하고, 클램프(62)로 회전 드럼(11)의 우측 단부면과 슬라이드 해치(61)를 고정시킴으로써 인출구가 폐쇄 상태로 된다. 클램프(62)를 해제하고 슬라이드 해치(61)가 활주 이동하여 회전 드럼(11)의 우측 단부면으로부터 분리됨으로써 인출구가 개방 상태로 된다.
탈취 장치(70)의 배기관(71)이 덕트(31)에 연결되어 덕트(31)의 내부로부터 가스(증기 및 향기를 포함함)의 일부를 회수한다. 배기 파이프(71)에 응축기(72)가 끼워져 있다. 응축기(72)에는, 마이크로파 발진기(51) 및 아이솔레이터(54)를 냉각시키는 냉각수가 유입된다. 응축기(72) 내에서, 덕트(31)의 내부로부터 회수된 가스에 함유된 증기가 응축되어 배수(W)를 형성한다. 향기가 배수(W)중에 용해되므로 향기를 제거할 수 있다.
필요에 따라, 활성탄으로 채워진 탈취 필터(73)를 첨가하여 공기중의 향기를 추가로 제거할 수도 있다. 탈취 필터(73)를 통과한 가스는 응축기(72)에 의해 증기가 제거되므로, 활성탄의 수명이 연장된다.
마이크로파의 누출을 방지하기 위해, 덕트 입구부(31b)와 덕트 출구부(31a)에 격자 패널(80, 81)이 배치되어 있다. 이것에 의해 안전성이 높아진다.
전술한 바와 같이 구성된 마이크로파 회전 건조기(1)의 동작은 식품 가공 잔류물을 처리하는 과정에 따라 설명할 것이다.
구동 모터(14)를 구동하여 회전 드럼(11)을 회전시킨다. 투입용 해치(60)가 상부 원주면에 접근하면 회전 드럼(11)의 회전이 정지한다. 이 상태에서, 투입용 해치(60)를 개방하고 식품 가공 공장 등에서 발생된 양질의 식품 가공 잔류물을 회전 드럼(11)내에 일괄적으로 투입한다. 그 다음, 투입용 해치(60)를 폐쇄한다. 이 때, 슬라이드 해치(61)도 폐쇄된다. 투입된 식품 가공 잔류물의 수분 함유율은 80 wt% 내지 60 wt%이다.
구동 모터(14)를 다시 구동시켜 회전 드럼(11)을 정회전시킨다. 동시에, 고온 공기 공급기(30)를 작동시켜 고온 공기를 회전 드럼(11) 내에 순환식으로 공급한다. 회전 드럼(11)의 회전에 따라, 회전 드럼(11)의 하부에 축적된 식품 가공 잔류물은 승강 블레이드(15)에 의해 원주방향을 따라 상부로 퍼 올려진다. 식품 가공 잔류물이 원주방향의 상부에 접근함에 따라 하방으로 낙하한다. 따라서, 식품 가공 잔류물은 회전 드럼(11)내에서 교반하면서 고온 공기에 효율적으로 접촉하여 가열된다.
이와 같이 식품 가공 잔류물이 고온 공기로 가열되므로, 그 안에 함유된 수분이 증발하여 식품 가공 잔류물이 건조된다. 고온 공기에 의한 가열은 식품 가공 잔류물의 표면으로부터 그의 내부로의 열전달에 의해 수행된다. 따라서, 식품 가공 잔류물이 표면에서부터 순차적으로 건조된다. 식품 가공 잔류물의 탄화를 방지하기 위해서, 고온 공기의 온도는 약 120 내지 150℃로 제한된다.
고온 공기로 가열하기 시작한 후에 소정의 시간이 경과하면 고온 공기 공급기(30)에 의한 가열을 계속하면서 마이크로파 공급기(50)를 작동하여 마이크로파를 회전 드럼(11) 내에 방사한다. 따라서, 식품 가공 잔류물은 마이크로파(마이크로파 유도 가열)에 의해 가열된다.
도파관(52)의 선단 개구면은 비스듬하게 하방으로 개방되어 있다. 따라서, 회전 드럼(11)의 하부 공간, 즉 식품 가공 잔류물이 존재하는 부분을 향하여 마이크로파가 방사된다. 또한, 금속제 승강 블레이드(15)가 원주방향으로 회전하므로, 승강 블레이드(15)가 이동함에 따라 회전 드럼(11)내의 전계 강도(field strength)가 변화된다. 다시 말하면, 마이크로파는 회전 드럼(11)내에서 지속파(standing wave)로 되지 않고, 전파 분포 강도가 변화한다. 이것은 마이크로파(전파)가 회전 드럼(11)에서 교란되는 것을 의미한다. 그 결과, 방사된 마이크로파는 식품 가공 잔류물에 효율적이고도 확실하게 흡수된다. 따라서, 회전 드럼(11)내의 식품 가공 잔류물은 마이크로파 가열에 의해 균일하고 만족스럽게 건조될 수 있다.
이러한 마이크로파 가열은 이른바 내부 가열이며, 식품 가공 잔류물(유전체)의 내부에 침투하는 마이크로파가 유전 손실에 의해 열로 변환되어 식품 가공 잔류물을 그것의 내부로부터 가열하는 방식이다. 이러한 유형의 가열에 의해, 급속한 가열이 가능하고 내부의 수분을 외부로 압출하는 작용이 생긴다. 한편, 고온 공기에 의한 가열은 소위 외부 가열이며, 식품 가공 잔류물을 그것의 표면측으로부터 가열하는 방식이다. 이로부터 주목되는 사실은, 식품 가공 잔류물이 상기 2가지 방법, 즉 고온 공기에 의한 외부 가열과 마이크로파에 의한 내부 가열에 의해 가열되므로, 식품 가공 잔류물의 내부 및 외부는 균일하게 가열되고 또 건조의 불균일이 없이 단시간내에 건조된다.
요약하면, 식품 가공 잔류물의 수분 함유율이 저하되면, 고온 공기 건조만이 건조 속도를 저하시키고 건조 시간은 연장시킨다. 따라서, 마이크로파 가열을 고온 공기 건조와 병행하여 식품 가공 잔류물을 그것의 내부로부터 가열하여 그 내부의 수분을 표면에 압출한다. 이러한 병행에 의해, 건조 속도가 빨라져 건조 시간이 단축된다. 그 밖에, 마이크로파는 수분 함유율이 높은 부분에 선택적으로 흡수되어 열을 발생하므로, 불균일한 건조가 최소화되고 균일한 건조를 촉진할 수 있다.
식품 가공 잔류물은 가열하고 건조하여 건조 제품으로 변화된다. 이러한 건조 제품은 온도 상승 및 마이크로파 조사에 의해 살균된다.
식품 가공 잔류물을 건조시키는 것에 의해 제조되는 건조 제품은 승강 블레이드(15)에 의해 교반되어 연마되고 미세하게 되며 과립상(顆粒狀)으로 된다. 회전 드럼(11)이 경사진 상태로 배치되므로, 건조 제품이 승강 블레이드(15)에 의해 퍼 올려지고 낙하할 때마다, 건조 제품은 회전 드럼(11)의 우측 단부(경사부의 하측 부분)쪽으로 점차 이동한다. 회전 드럼(11)의 우측으로 이동하여 우측 부분에 축적된 건조 제품은 나선형 블레이드(16)에 의해 회전 드럼의 좌측 단부(경사부의 상측 부분)쪽으로 압출된다.
식품 가공 잔류물을 건조시켜 얻는 건조 제품이 목표하는 수분 함유율(예컨대, 10 wt%)에 도달하면, 고온 공기 공급기(30) 및 마이크로파 공급기(50)에 의한 가열은 정지되고 회전 드럼(11)의 회전이 정지된다.
그 다음, 클램프(62)를 풀고 슬라이드 해치(61)를 활주시켜 회전 드럼(11)의 우측 단부면으로부터 분리시킨다. 이것에 의해, 회전 드럼(11)의 우측 단부면이 넓게 개방된다. 전체의 우측 단부면이 넓은 인출구로 되어, 건조 제품을 배출하고 원활하게 꺼낼 수 있다. 인출구는 이러한 방식으로 넓게 개방되므로, 마이크로파 건조기(1)는 다량의 식품 가공 잔류물을 일괄적으로 처리하는 것이 가능한 대형 건조기로서 제품화되는 것이 바람직하다.
건조 제품을 배출 및 인출할 때, 구동 모터(14)를 제어하여 회전 드럼(11)을역방향으로 회전시킬 수도 있다. 그렇게 하면, 건조 제품이 나선형 블레이드(16)에 의해 하방으로 적극적으로 압착되어 이동 및 배출이 가능하다. 따라서, 건조 제품의 인출을 단시간 내에 용이하게 종료할 수 있다.
목표 수분 함유율(예컨대, 10 wt%)에 도달하는 건조 제품의 체적은, 식품 가공 잔류물(수분 함유율이 80 내지 60 wt%)의 최초의 체적의 약 1/5로 감소된다. 따라서, 건조 제품의 운반 및 보관을 용이하게 행할 수 있다. 또한, 가열과 더불어 마이크로파 조사를 행하여 건조 제품중의 미생물의 번식을 억제하고 안전성을 높일 수 있다. 따라서, 건조 제품을 건조 식품 및 배합 사료의 원료로서 효율적으로 이용할 수 있다.
그 밖에도, 마이크로파 공급기(50)는 건조 도중에 작동되므로 전력 소모를 줄일 수 있다. 또한, 투입되는 식품 가공 잔류물의 양 또는 그것의 수분 함유율에 따라, 고온 공기 공급기(30)에 의해 발생되는 고온 공기의 온도, 마이크로파 가열의 개시 타이밍 또는 건조 시간을 최적으로 조절하는 것에 의해 에너지가 절감된다.
또한, 건조 처리가 종료되면 투입용 해치(60) 및 슬라이드 해치(61)를 개방하고 회전 드럼(11)의 내부를 청소할 수 있다. 따라서, 건조기를 위생적으로 사용할 수 있다.
<제 2 실시예>
다음으로, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 마이크로파 회전 건조기(101)를 도 3을 참조하여 설명한다. 제 2 실시예의 마이크로파 회전 건조기(10)에 의하면, 고온 공기 건조와 마이크로파 건조를 함께 이용하는 기본 개념은 도 1 및 도 2에 도시된 제 1 실시예의 마이크로파 회전 건조기(1)와 동일하지만, 구성 등이 일부 상이하다. 따라서, 제 1 실시예의 마이크로파 건조기(1)와는 상이한 부분을 주로 설명할 것이며, 동일한 기능을 하는 부분들은 동일한 도면 부호를 부여하고 중복되는 설명은 생략한다.
제 2 실시예의 마이크로파 회전 건조기(101)에서, 회전 드럼 장치(10)의 회전 드럼(11)은 그의 회전축이 수평인 상태로 회전 지지 롤러(13a, 13b)에 의해 회전 가능하게 지지된다. 회전 드럼(11)의 내주면상에는 승강 블레이드(15)만이 구비되고 나선형 블레이드는 구비되지 않는다.
고정 챔버(17)와 회전 드럼(11)의 사이에 회전 베어링(19)이 개재되며, 고정 챔버(18)와 회전 드럼(11)의 사이에 회전 베어링(21)이 유사하게 개재되어 있다.
마이크로파 공급기(50)의 도파관(52)은 수평면에 대해 경사진 상태로 배치되고, 도파관(52)의 선단 개구면은 도파관의 축방향에 대해 직각으로 배치된다. 따라서, 마이크로파 발진기(51)로부터 안내되고 도파관(52)의 선단 개구면으로부터 방사되는 마이크로파는 도파관(52)의 축방향을 따라 이동한다. 그 결과, 마이크로파는 회전 드럼의 하부 공간을 향해 방사되고 회전 드럼(11) 안에 투입된 식품 가공 잔류물에 효율적으로 입사된다. 회전 드럼(11)이 수평방향으로 배치되는 한편, 도파관(52)은 비스듬하게 배치되므로, 마이크로파가 식품 가공 잔류물의 표면에 비스듬하게 입사되고 효율적으로 흡수된다.
회전 드럼(11)의 원주면에는, 투입구 및 인출구로서 기능하는 투입/인출 해치(63)가 개폐 가능한 방식으로 부착되어 있다. 투입/인출 해치(63)는 회전 드럼(11)의 축방향을 따라 연장된 기다란 부재이다. 전술한 제 1 실시예는 투입구로서 기능하는 투입용 해치(60)와 인출구로서 기능하는 슬라이드 해치(61)를 구비하지만, 본 실시예는 투입구 및 인출구로서의 기능을 겸비한 단일의 투입/인출 해치(63)를 구비한다.
식품 가공 잔류물을 회전 드럼(11) 안에 투입하기 위해서는, 투입/인출 해치(63)를 상측 원주면에 위치시킨 상태로 개방한다. 그 다음, 식품 가공 잔류물을 투입한다. 재
식품 가공 잔류물의 건조를 완료한 후에 건조 식품을 회전 드럼(11)으로부터 꺼내기 위해서는, 투입/인출 해치(63)를 하측 원주면에 위치시킨 상태로 개방한다. 그 다음, 건조 식품을 배출하고 꺼낸다. 투입/인출 해치(63)는 축방향으로 기다란 부재이므로, 건조 제품은 개방 전에 대부분 투입/인출 해치(63)에 얹혀 있다. 따라서, 투입/인출 해치(63)를 단순히 개방하면 건조 제품은 자체 중량에 의해 자연 낙하하여 건조 제품을 외부로 배출하고 꺼내기가 쉬워진다.
제 2 실시예는 회전 드럼(11)이 수평으로 배치되고 투입/회수 해치(63)가 투입구와 회수구의 기능을 겸비하는 구조이고, 나선형 블레이드를 사용하지 않고 건조 제품이 자연 낙하에 의해 인출되는 구성으로 되어 있다. 따라서, 건조 제품을 배출 및 인출하는 기구를 간소화할 수 있다. 특히, 마이크로파 회전 건조기(101)는 식품 가공 잔류물을 일괄 처리하는 것이 가능한 소형 건조기로서 상품화되는 것이 바람직하다.
그 밖에, 건조 처리를 종료하고 나면 투입/인출 해치(63)를 개방하고 회전 드럼(11)의 내부를 청소할 수 있다. 따라서, 건조기를 위생적으로 사용할 수 있다.
다른 부분의 구성 및 동작은 제 1 실시예와 동일하다.
전술한 2개의 실시예에서, 식품 가공 잔류물을 건조하는 것의 예를 설명하였지만, 각종 식품(식품 재료)을 건조시켜 인간이 먹는 건조 식품을 제조하는 경우에도 본 발명을 적용할 수 있음은 물론이다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 마이크로파 회전 건조기는 식품 가공 잔류물이나 각종 식품을 건조시켜 건조 식품의 소재나 가축용 사료 또는 건조 식품을 제조하는 산업 분야에 사용하기에 적합하다.

Claims (9)

  1. 삭제
  2. 마이크로파 회전 건조기에 있어서,
    내주면의 원주 방향을 따라 다수의 위치에 배치된 축방향의 평행한 승강 블레이드를 구비한 회전 드럼과, 상기 회전 드럼을 지지하면서 상기 회전 드럼을 원주방향을 따라 회전시키기 위한 드럼 지지/구동 장치를 포함하는 회전 드럼 장치와,
    상기 회전 드럼의 일 단부면과 연통하는 덕트 입구부와 상기 회전 드럼의 타 단부면과 연통하는 덕트 출구부를 구비한 덕트와, 상기 덕트에 개재되어 연료의 연소에 의해 발생되는 연소 가스를 덕트 내에 송풍하는 가스 발생기와, 상기 덕트에 개재되어 덕트 내부의 공기를 상기 덕트 입구부로부터 상기 덕트 출구부를 향하여 송풍하는 순환 송풍기를 포함하는 고온 공기 공급기와,
    마이크로파를 발생시키기 위한 마이크로파 발진기와, 상기 회전 드럼의 단부면으로부터 상기 회전 드럼 안에 삽입되고 발생된 마이크로파를 안내하여 마이크로파를 회전 드럼 안에 방사하는 도파관(wave guide)을 포함하는 마이크로파 공급기를 구비하는 것을 특징으로 하는
    마이크로파 회전 건조기.
  3. 마이크로파 회전 건조기에 있어서,
    회전 축이 수평 상태로 배치되고 축방향으로 평행한 승강 블레이드가 내주면의 원주 방향을 따라 다수의 장소에 배치된 회전 드럼과, 상기 회전 드럼을 지지하면서 원주방향을 따라 회전 드럼을 안내하는 드럼 지지/구동 장치를 포함하는 회전 드럼 장치와,
    상기 회전 드럼의 일 단부면과 연통하는 덕트 입구부와 상기 회전 드럼의 타 단부면과 연통하는 덕트 출구부를 갖는 덕트와, 덕트에 개재되어 연료의 연소에 의해 발생되는 연소 가스를 덕트 내로 송풍하는 고온 공기 발생기와, 덕트에 개재되어 상기 덕트 입구부로부터 상기 덕트 출구부를 향하여 덕트 내에 공기를 송풍하는 순환 송풍기를 포함하는 고온 공기 공급기와,
    마이크로파를 발생시키는 마이크로파 발진기와, 상기 회전 드럼의 단부면으로부터 회전 드럼 내에 삽입되고 발생된 마이크로파를 안내하며 회전 드럼의 하부 공간을 향하여 마이크로파를 비스듬하게 방사하도록 비스듬하게 배치된 도파관을 포함하는 마이크로파 공급기를 구비하는 것을 특징으로 하는
    마이크로파 회전 건조기.
  4. 마이크로파 회전 건조기에 있어서,
    회전축이 수평면에 대하여 경사진 상태로 배치되고, 내주면의 원주 방향을 따라 다수의 위치에 축방향에 평행한 승강 블레이드가 배치되고, 또 내주면의 경사진 하부 구역에 위치한 내주면 부분에 나선형 블레이드가 배치되어 있는 회전 드럼과, 상기 회전 드럼을 지지하면서 원주방향으로 회전시키는 드럼 지지/구동 장치를 포함하는 회전 드럼 장치와,
    상기 회전 드럼의 일 단부면과 연통하는 덕트 입구부와 상기 회전 드럼의 타 단부면과 연통하는 덕트 출구부를 갖는 덕트와, 덕트에 개재되어 연료의 연소에 의해 발생되는 연소 가스를 덕트 내로 송풍하는 고온 공기 발생기와, 덕트에 개재되어 상기 덕트 입구부로부터 상기 덕트 출구부를 향하여 덕트 내에 공기를 송풍하는 순환 송풍기를 포함하는 고온 공기 공급기와,
    마이크로파를 발생시키는 마이크로파 발진기와, 상기 회전 드럼의 단부면으로부터 회전 드럼 내에 삽입되고 발생된 마이크로파를 안내하며 회전 드럼의 하부 공간을 향하여 마이크로파를 비스듬하게 방사하도록 선단 개구가 하향으로 비스듬하게 개방된 도파관을 포함하는 마이크로파 공급기를 구비하는 것을 특징으로 하는
    마이크로파 회전 건조기.
  5. 마이크로파 회전 건조기에 있어서,
    회전축이 수평면에 대해 경사진 상태로 배치되고, 축방향에 평행한 승강 블레이드가 내주면의 원주방향을 따라 다수의 위치에 구비되고 또 내주면의 경사진 하측 구역에 위치한 내주 표면부에 나선형 블레이드가 구비되어 있는 회전 드럼과, 상기 회전 드럼을 지지하면서 원주방향을 따라 회전 드럼을 회전시키는 드럼 회전/지지 장치를 포함하는 회전 드럼 장치와,
    상기 회전 드럼의 일 단부면과 연통하는 덕트 입구부와 상기 회전 드럼의 타 단부면과 연통하는 덕트 출구부를 구비한 덕트와, 상기 덕트에 개재되어 연료의 연소에 의해 발생되는 연소 가스를 덕트 내에 송풍하는 가스 발생기와, 상기 덕트에 개재되어 덕트 내부의 공기를 상기 덕트 입구부로부터 상기 덕트 출구부를 향하여 송풍하는 순환 송풍기를 포함하는 고온 공기 공급기와,
    마이크로파를 발생시키는 마이크로파 발진기와, 상기 회전 드럼의 단부면으로부터 상기 회전 드럼 안에 삽입되고 발생된 마이크로파를 안내하며, 마이크로파를 회전 드럼내의 하측 공간을 향해 비스듬하게 방사하도록 비스듬하게 배치된 도파관을 포함하는 마이크로파 공급기를 구비하는 것을 특징으로 하는
    마이크로파 회전 건조기.
  6. 제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 덕트의 내부로부터 일부의 가스를 회수하고, 회수된 가스를 상기 마이크로파 발진기를 냉각시키는 냉각수로 냉각하여 가스중에 함유된 증기를 응축시키고, 응축물을 배수로서 외부에 배출하고 또 증기가 제거된 가스를 외부에 배출하는 응축기를 구비한 탈취 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는
    마이크로파 회전 건조기.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 탈취 장치는 응축기로부터 배출된 가스를 통과시킨 다음 여과된 가스를 외부에 방출하는 탈취 필터를 구비한 것을 특징으로 하는
    마이크로파 회전 건조기.
  8. 제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 덕트 입구부와 상기 덕트 출구부에 마이크로파의 누출을 방지하기 위한 격자 패널이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는
    마이크로파 회전 건조기.
  9. 제 2 항 내지 제 5 항 또는 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도파관의 선단에 테프론 캡(Teflon cap)이 부착되어 있는 것을 특징으로 하는
    마이크로파 회전 건조기.
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