KR100400089B1 - 포핑 캔디 제조용 반응기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 중성 탄산가스로 처리하여 가스 기포를 함유함으로써 입안에서 터짐효과를 갖는 딱딱한 캔디의 제조에 사용되는 새로운 방법에 관한 것이다.

Description

포핑 캔디 제조용 반응기{A REACTOR FOR MANUFACTURING POPPING CANDY}

기술적으로, 포핑 캔디 제조방법은 대부분(much or less) 서로 유사한 방법들에 의해서 얻어진다. 이하에서, 이러한 몇가지 방법들에 대하여 설명한다.

영국 특허 1 540 515호에서는, 서로 연결된 2개의 가압탱크들을 갖는 시스템이 사용된다. 이러한 방식에서는, 과 기압(super atmospheric pressure)하에 있는 제 1가압탱크로 부터 가스가 고온의 설탕 농축물에 가해지고, 그 후 이 혼합물은 파이프와 밸브시스템을 통하여 제 2탱크로 이동된다. 제 2탱크로 부터 제 1탱크로 이동되어지는 동안, 상기 혼합물은 가압하에서 상기 탱크내에서 냉각되고, 압력을 감소시킴으로서 고체 혼합물을 파쇄(crumble)하는 것이다. 그러나, 이러한 방식의 문제점은 2개의 가압된 반응기들을 사용하기 때문에, 상기 시스템의 비용이 증가되고, 처리시간이 지연되는 것이다.

영국특허 제 1 521 150및 1 521 179호에서도 이와 유사한 방식들이 사용된다. 영국특허출원 제 2 200 830호에 기재된 방법에서는, 새로운 가스 부가 방법이 포핑 캔디의 제조에 사용되고 있다. 이 방법에서, 가스는 가압탱크내의 고온의 캔디 농축물로 공급되며, 이는 가스 커튼(gas curtain)의 형상으로 탱크의 하단에 근접한 위치에서 공급되는 것이다.

영국특허 출원 제 2 048 643호에서는, 500 리터(litre) 탄산가스의 용량을 갖는 반응기가 사용되어 설탕 농축물내에서 가스 기포의 분배를 균질하게(homogenously) 제공하고, 가스는 반응기의 하단부로 부터 공급되며, 가스 기포의 배분은 수직 혼합시스템에 의해서 제공된다.

그러나, 이러한 공지의 방식에서 500 리터의 체적을 갖는 반응기를 사용하여 이미 고가의 포핑 캔디를 생산하는 것은 보다 고가의 제조공정을 초래하는 것이다. 그리고, 이러한 방식의 또 다른 문제점은 500 리터의 고온의 설탕 덩어리를 냉각시키는 데 너무 많은 시간이 소요된다는 점이다. 그리고, 냉각된 설탕 덩어리를 하역(unloading)하는 데에도 시간및 노동손실을 초래하는 것이다.

또 다른 문제점으로는 이러한 제조공정도중에 설비가동중지(breakdown) 혹은 실수등이 발생하면, 큰 손실이 발생할 수 있다는 점이다.

본 발명은 중성탄산가스(neutral carbon dioxide gas)로 재료들을 처리하고, 그 내부에 가스 기포들을 함유하여 입안에서 작은 터짐효과(popping effect)를 생성하도록 된 딱딱한 캔디(a hard candy)를 제조하는 새로운 포핑 캔디 제조용 반응기에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 방법에서 사용되는 반응기를 도시한 단면도;

도 2는 내부 샤프트를 갖는 반응기의 측단면도;

도 3은 반응기의 측단면도;

도 4는 내부 샤프트를 갖는 반응기의 상부로 부터 절취한 측면도;

도 5는 내부 샤프트를 갖는 반응기의 전체 구성도이다.

본 발명은 캔디의 제조장치에 관한 것이며, 이는 고온의 캔디 덩어리에 고압하에서 중성 탄산가스를 균일하게 혼합시키고, 상기 덩어리를 기포가 갖춰진 상태로 응고시키며(solidifying), 제조공정동안 상기 캔디내에 포집된 가스 기포들이 입안에서 작은 터짐(popping) 작용을 하는 것이다.

고가의 복잡한 유니트를 사용하는 대신에, 본 발명의 장치에서는 캔디 덩어리가 가스와 균질하게 혼합되어지고, 배출되기전에 냉각작용이 수행되어질 수 있는 반응기를 갖고 있다.

이하, 본 발명을 도면에 따라서 보다 상세히 설명한다.

본 방식에 따르면, 설탕, 글루코즈(glucose), 락토즈(lactose)및 물등으로 이루어진 설탕 시럽(sugar syrup)이 조리 유니트(cooking unit)에서 끓게 되어 그 덩어리의 온도가 155℃에 도달하게 되며, 따라서 상기 설탕 덩어리내의 물의 량이 1-1.5%로 감소된다. 높은 수분레벨은 연질점성의 매트릭스(soft sticky matrix)를 초래하며, 이는 기포상태의 가스가 캔디내에 포집되지 않고 방출되도록 한다.

이러한 끓은 고농축의 시럽이 장입구(4)로 부터 그 외면이 이중벽으로 되어 있는 압력 반응용기로 주입된다. 상기 덩어리를 주입한 바로 직후, 고압의 탄산가스(carbon dioxide gas)가 공급되고 혼합작동이 개시된다. 혼합작동은 교반기구에 의해서 이루어지며, 이는 반응기의 내부에서 그 길이방향 축을 중심으로 회전가능하도록 수평으로 배치된 샤프트 조립체에 대해 간헐적으로 배치되고, 일정 경사각도를 이루는 평판형태의 블레이드(1)들을 포함한다.상기 샤프트 조립체는 상기 반응기의 길이방향 축을 따라 연장하는 샤프트(12)(13)들을 포함하며, 샤프트(12)는 샤프트(13)내에 동심으로(concentrically) 배치되어 있다.또한, 혼합작동은 상기 블레이드에 대하여 동일 두께및 폭을 갖고 상기 블레이드들을 연결하는 평판형태의 반응기 벽 스트리퍼(stripper)(2)에 의해서 이루어진다.상기 평판형태의 반응기 벽 스트리퍼(stripper)(2)의 단부들은 반응기의 만곡된 내측면에 일치하거나 또는 평행으로 연장하도록 그 형상이 이루어지며, 반응기의 내측면에 평행으로 수 밀리미터(millimetres) 이격된 상태로 배치되는 것이다.

혼합작동은 교반기구를 사전에 설정된 시간동안 120rpm으로서 반응기내의 캔디 덩어리와 중성가스와 함께 회전시킴으로서 이루어진다. 비록 상기 교반속도가 상기 덩어리의 체적과 량에 비례하는 것이지만, 보다 높은 교반속도는 캔디의 화학적 구조를 파괴할 것이고, 그 결과 생산물은 무용하게 되는 것이다. 이러한 보다 높은 교반속도로는, 원하는 특성을 가진 캔디를 얻을 수 없을 것이며, 이는 열의 상승을 초래하는 마찰의 증가를 초래할 것이다. 결국, 캔디는 상당히 조기에 결정화(crystallise)를 개시할 것이다.

보다 낮은 교반속도도 결정화를 초래할 것이다. 교반작동은 수평으로 놓여진 반응기를, 반응기의 외측 중앙에 엄지 손가락이 놓여지는 때에, 손의 손가락 방향으로 반응기를 회전시킴으로서 실행된다. 교반방향은 일정각도로 위치된 블레이드(1) 플레이트의 방향이 될 것이다(도 3참조).

블레이드(1)가 회전하면, 고점성을 갖는 연질의 캔디와 이에 혼합된 중성 가스는 난류상태(turbulence)를 생성할 것이다. 이는 반응기내에서 캔디와 가스의 이동을 증진시키고, 블레이드의 위치, 각도및 회전에 의해서 형성된 나사선상에 대체품(replacement)을 제공하는 것이다. 그 결과, 균질의 혼합물이 제공된다. 그리고,상기 블레이드(1)의 이동은 캔디내에 포집된 가스 기포들을 분쇄하며, 그 이유는 회전하는 블레이드가 캔디내로의 가스 포집을 초래하고, 기포의 분쇄를 이루기 때문이다. 그 결과, 다양한 크기와 양을 갖는 기포들이 얻어진다.

본 발명에서 사용되어지는 반응기는, 캔디가 고압하에서 탄산가스에 홉합되어지고 냉각되어지며, 이중벽을 갖고 70리터의 체적을 갖는 스테인레스 스틸로 제작되어진다.

상기 반응기는 상기 축에 수평으로 일정각도로 위치되며, 반응기의 중앙에서 서로들 내에서 수평으로 배치된 상기 이중 샤프트(12)(13)상의 블레이드에 부착되는 반응기 벽 스트리퍼(2)로 이루어진 교반 시스템을 갖고, 과기압에 견디는 것이다. 상기 반응기는 조정가능한 높이를 갖는 이동식 플랫폼(mobile platform)상에서 조립된다. 상기 플랫폼이 이동식이기 때문에, 반응기는 제조과정동안 필요한 어느 장소에도 이동되어질 수 있다.

고온의 캔디 덩어리가 그 장입구(4)로 부터 반응기 내로 주입되고, 그후 조미료(flavouring)등이 첨가되며, 상기 장입구는 닫친다. 45 기압을 갖는 탄산가스가 상기 공간으로 가스 주입구(5)를 통하여 반응기의 상부측에서 공간내로 주입된다. 이 단계에서, 상기 혼합체는 수평 교반샤프트(13)상에 놓여진 혼합 블레이드(1)를 갖는 120rpm으로 회전하는 수평 교반기에 의해서 교반되어진다.

상기 혼합기내의 혼합 블레이드(1)는 상기 샤프트(13)의 일측에 놓여지고, 상기 축의 중심에 대하여 30°의 각도를 갖는다. 고온의 설탕덩어리는 일단으로 부터 타단으로 수평으로 상기 블레이드(1)의 각 싸이클에서 이동할 수 있고, 블레이드(1)와 반응기 벽 스트리퍼(2)에 의해서 상기 고온의 설탕 덩어리에 혼합되는 탄산가스는 전체 반응기에 균일하게 분배되며, 그에 따라서 균질의 가스분배가 얻어지는 것이다. 혼합시간과 상기 혼합봉 상부의 블레이드(1)의 위치는 신중하게 결정되어 고온의 설탕 덩어리내의 탄산가스 기포들의 크기를 정하여야 한다. 상기 블레이드는 각각의 회전에서 고온의 설탕덩어리내로 탄산가스 기포들이 혼합될 수 있도록 하여야 하며, 필요한 크기에 도달하도록 하여야 한다. 이러한 경우, 그 목적이 거품형(effervescent type)의 포핑 캔디를 얻어고자 하는 것이면, 혼합시간을 증가시킴으로써 탄산가스 기포들이 보다 작은 크기로 감소되어질 수 있다. 그리고, 보다 강하고 작은 터짐 효과를 얻고자 하는 목적이라면, 혼합시간은 감소되고, 그에 따라서 보다 큰 기포들이 고온의 캔디 덩어리내에 형성되어질 수 있다. 상기 혼합공정은 생산품에 따라서 3 내지 8분 정도가 바람직하게 소요된다.

교반공정이 완료된 후, 반응기의 내압은 45 대기압으로 부터 30 대기압으로 감압되어 원하는 직경의 기포들을 형성한다. 그리고 상기 덩어리에 포집된 큰 기포들이 고온의 캔디 덩어리의 상부표면을 향하여 이동을 개시한다. 원하는 크기의 다른 기포들은 필요한 농도(degree of consistency)를 얻은 고온의 설탕 덩어리내에 잔류하여(hanged) 남게된다.

상기 반응기는 냉각유체 유니트에 연결되고, 상기 반응기의 이중벽내에서 외측으로 부터 내측으로 향하여 순환되고, 그리고 중앙으로 부터 각각의 측방으로 향하는 냉각수에 의한 급속 냉각공정이 개시된다.

고 농도의 고온의 캔디 시럽은, 이중벽 반응기의 외벽에 구비된 냉각유체 유입밸브(6)(8)(10)를 통하여 유입되고 이중벽내에서 순환하며 배출밸브(7)(9)(11)를 통하여 배출되고 그리고 2개의 샤프트(12)(13)내에서 순환 이동하는 15℃의 물로써 냉각되어진다.그러므로, 냉각작용은 반응기의 중심으로 부터 측방을 향하여 탄산가스를 함유하여 혼합된 캔디의 온도가 15℃에 도달하기 까지 지속된다.

이중벽으로 인하여, 고온의 캔디 덩어리의 냉각작용이 중심으로 부터 측방으로 향하여 이루어지며, 그렇지만 고온의 캔디덩어리의 두께는 효과적이고 급속한 냉각작용을 방지하게 된다. 따라서, 상기 샤프트(12)(13)내에서 순환하는 냉각유체는 열교환을 제공한다. 따라서, 본 발명의 방법으로, 냉각기간은 축소되고, 제조능력은 증대된다.

냉각기간의 종료시, 반응기내에서 과 기압을 갖는 탄산가스는 가스 배출밸브를 개방시킴으로써 갑자기 방출된다. 이러한 급작스런 압력변화의 결과, 설탕덩어리는 조각으로 분쇄되고, 나뉘어진다. 이러한 제품은 전방 뚜껑(3)을 개방시킴으로써 반응기로 부터 배출된다. 이들 조각들은 그 크기가 다양하다. 필요크기보다 작은 설탕덩어리들은 체질되고(sieved), 큰 것들은 잘게 부수기 위하여 파쇄유니트로 제공된다. 이러한 방법에 따르면, 탄산가스가 반응기내에 균일하게 배분되고, 따라서 제품크기들이 서로 유사하며, 그에 따라서 손실율이 매우 낮다. 체질 후에, 사용가능한 설탕조각들의 비율(percentage)은 74% 내지 82%사이에서 변화한다. 따라서, 폐기품의 비율은 18% 내지 23%이고, 폐기품으로 간주되는 설탕 덩어리 조각들의 크기는 0.01mm 혹은 그 이하이며, 이들은 낮은 터짐효과(popping effect)를 갖기 때문에, 이들은 최종생산품에 포함되지 않는다.

이러한 방식에 따르면, 교반시간이 3-8분을 초과하는 경우, 최종제품에서 허용할 수 없는 크기를 갖는 분체와 조각들의 증가가 방지되어진다.

본 발명은 재료들을 중성탄산가스(neutral carbon dioxide gas)로 처리하여 딱딱한 캔디(a hard candy)를 형성하고, 그 내부에 가스 기포들을 함유하여 입안에서 작은 터짐효과(popping effect)를 생성하는 것이다.

Claims (19)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제
11. 이중벽 구조의 압력용기;

    상기 압력용기의 길이방향 축을 중심으로 회전하기 위하여 상기 압력용기내에 장착된 샤프트 조립체;

    상기 샤프트 조립체는 그 내부에서 냉각유체의 순환을 위하여 제 2샤프트(13)내에 위치된 제 1샤프트(12)를 포함하고;

    상기 제 2샤프트(13)에 고정되고, 상기 길이방향 축에 경사를 이루면서 배치된 다수개의 교반 블레이드(1); 및

    상기 블레이드(1)들의 외측 단부들에 고정되고, 상기 블레이드(1)들의 폭에 일치하는 폭을 갖는 반응기 벽 스트라이퍼(2);를 포함하는 포핑 캔디 제조용 반응기.
12. 제 11항에 있어서, 상기 블레이드(1)들은 평판의 형상임을 특징으로 하는 반응기.
13. 제 11항에 있어서, 상기 블레이드(1)들은 오목형임을 특징으로 하는 반응기.
14. 제 11항에 있어서, 상기 블레이드(1)들은 상기 길이방향 축(axis)에 대하여 30°의 각도를 이루면서 상기 제 2축상에 배치됨을 특징으로 하는 반응기.
15. 제 11항에 있어서, 상기 압력용기는 상기 이중벽 구조의 외측벽내에 유입밸브(6)(8)(10)들및 배출 밸브(7)(9)(11)들을 포함하여 냉각유체가 상기 이중벽 구조의 외측벽과 내측벽사이의 공간내에서 순환하도록 하는 것임을 특징으로 하는 반응기.
16. 제 11항에 있어서, 상기 반응 용기는 내측벽및 외측벽들을 포함하고, 적어도 상기 내측벽은 상기 반응기의 양단부에서 만곡되며, 그리고 상기 반응기 벽 스트라이퍼(2)는 상기 양단부에서 내측벽에 일치하는 형상을 가진 양단부들을 구비하는 것임을 특징으로 하는 반응기.
17. 제 11항에 있어서, 이동식 플랫폼을 추가 포함하고, 상기 반응기는 상기 이동식 플랫폼상에 수평으로 놓여짐을 특징으로 하는 반응기.
18. 제 11항에 있어서, 상기 교반 블레이드(1)들은 상기 제 2샤프트(13)를 따라서 일렬로 제공되어짐을 특징으로 하는 반응기.
19. 제 11항에 있어서, 상기 제 1샤프트(12)는 냉각유체 유입구를 포함하고, 상기 제 2샤프트(13)는 냉각유체 유출구를 포함하여, 냉각유체는 상기 제 1및 제 2샤프트(12)(13)들 사이의 방사상 공간내에서 순환되어 짐을 특징으로 하는 반응기.