KR100404349B1 - 잘게 썬 어육제품 및 연육(어묵)을 위한 생선류의 제조방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 절단용 칼날(60)을 통해 생선을 추진하기 위해 물이나 공기와 같은 압력유체를 활용하는 방법 및 장치에 관한 것으로서, 상기 절단용 칼날의 긴 세편이 생선을 절단하여 그것의 노출된 내장이 브러시(110) 또는 그와 유사한 것에 의해 제거된다. 상기한 생선은 적절한 크기 및 모양의 도관(32)에서 고속으로 연속적으로 가공된다.

Description

잘게 썬 어육제품 및 연육(어묵)을 위한 생선류의 제조 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR PREPARATION OF FISH FOR MINCED MUSCLE PRODUCTS AND SURIMI}

대형 크기의 생선류의 내장을 적출하기 위한 자동화 장치가 상당 기간동안 사용되어 왔다. 이러한 장치의 일례로서는 Burch 및 제씨에게 허여된 미국특허 제5,554,069호(발명의 명칭: "Apparatus and Method for Subdividing a Fish into Loin-Containing Portion and Viscera-Containing Portion")에 개시되어 있다. 여기에 개시된 장치는 참치류와 같은 커다란 크기의 생선이 그것의 배 부분을 위로 향한 채로 운반되는 컨베이어를 구비한다. 상기 장치에 따르면, "V"자 형상으로 배열된 두 개의 회전 칼날들이 소정의 각도의 한 쌍의 교차절단으로 생선의 배 부분을 베어내서 생선의 허리부위로부터 그의 배 부위를 실질적으로 제거하게 된다. 이러한 장치는 작은 크기의 생선류나 또는 다양한 크기로 이루어진 일괄(batch)처리용 생선류를 처리함에 있어서는 그리 적절하지 않다.

명태(pollack 또는 pollock)류와 같은 작은 생선들은 포획되는 바다물고기의 전체 포획량에서 상당비율을 차지하고 있지만, 전통적으로 쓸모 없는 생선으로 간주되어 왔기에 포획시 종종 바다에 도로 던져 넣어진다. 한편으로는, 최근 물고기 개체수의 감소로 인해 명태와 같은 작은 생선들조차도 더 유용하게 되었다. 그러나, 명태 및 기타 다른 작은 크기의 생선을 효과적인 비용으로 처리하기에 만족할 만한 장치나 방법은 아직까지 활용되지 못하고 있는 실정이다. Hogstedt 및 제씨에게 허여된 미국특허 제3,804,964호(명칭:"Method and Apparatus for Treating Fish")는 물고기의 내장부위나 또는 다른 필요 없는 부위들로부터 생선 단백질을 분리하기 위하여, 약 15분 내지 120분 사이에서, 최적상태로는, 대략 60분동안 대형 물통에 미리 절단된 물고기 조각들을 담그고 교반하는 공정과정을 포함하는 작은 크기의 생선을 처리하는 방법을 개시하고 있다. 그러나, 그러한 공정은 고품질의 잘게 분쇄된 어육제품의 제조에는 상업적으로 적절하지 않고, 따라서 명태나 기타 다른 소형의 생선을 처리하기 위한 실행 가능한 가공방법이 되지는 못한다.

1998년 1월 1일부터 북태평양 수산업 관리 협의회(North Pacific Fisheries Management Council: 이하 "NPFMC"라 칭함)는 포획된 명태가 바다에 다시 투기되지 않고 활용 및 보전될 것을 요구하였다. 이것은 크기가 작은 생선의 포획이 종종 불가피하고, 심지어 어떤 상황에서는 이것들이 끌어올린 무게의 약 25%를 초과하는 명태어로에 있어서 문제를 야기한다. 또한 전반적인 세계의 어업에 있어서, 소형 물고기 및 넙치(가자미)류와 같은 납작한 물고기들은 낮은 생산성, 높은 인건비 그리고 높은 시설비 때문에 종종 소비되지 않고 방기되는데, 여기서 "소형 물고기"라 함은 길이가 15cm 내지 40cm (6 내지 16인치)이고 무게가 80그램 내지 500그램(0.18파운드 내지 1.10파운드) 정도인 생선류를 의미한다.

그러한 소형의 명태 및 기타 생선류를 활용하고 유지하는 다섯 가지의 방법이 현재 존재한다. 이러한 다섯 가지의 선택적인 방법에 관하여 이하에서 그의 경제적인 관련사항들과 함께 설명한다.

1) 어분기(fishmeal) - 어분 제조공정에 물고기 전체를 집어넣는 것은, 바람직하지 않게도, 쓰레기를 처리함에 있어서 어느 정도 기능을 잃도록 만들지도 모르고 처리설비를 위한 원료물질의 취급을 더 복잡하게 만들 것이다. 만일 어분 처리능력이 소형 물고기 덕분에 최대화 된다하더라도, 상기 처리설비는 상대적으로 더 가치 있는 주요 수산제품의 생산에 제한을 가할 뿐만 아니라 제한된 어로기간 동안에 있어서의 잠재적인 수입손실을 초래할 것이 틀림없다. 만일 상기한 물고기들이 어선으로부터 직접 구입된 것이라면, 구입된 생선 중 어분기로 보내지는 것의 비용은 파운드 당 약 2.5센트 이상일 것이다. 이것은 1톤의 어분을 생산하기 위해 약 7톤의 생선이 소요되고 또한 1톤의 완성된 어분에 대하여 $100 정도의 제조 및 취급비용이 소요될 것이다. 상기한 개념에 입각해 계산한다면, 톤당 약 $485 정도의 어분제조비용이 요구될 것이다. 결론적으로, 전체 생선으로부터 어육 제품을 회수하는 것은 어분제조비용에 비해 훨씬 더 높은 가치를 갖게 된다.

2) 통상적인 필렛(어육토막: fillet) 제조기 - 일본 오사카 소재의 '토요 술산 키카이(Toyo Sulsan Kikai)' 주식회사 및 기타 유사업자들은 명태를 처리하기위하여 거의 독점적으로 사용되는 필렛 제조기(filleting machine)를 제조한다. 이러한 기계로써 처리된 소형 물고기에 대한 경제적인 제한사항은 생산성, 생산속도, 노동력, 설비비용, 설치공간 및 품질 등이다. 이러한 요인들 각각은 아래에 기술된다.

* 생산성 - 일반적으로, 상기 기계들은 6 내지 15 인치 범위의 소형 물고기를 처리하기 위해 고안된 것이 아니다. 소형 물고기는 가능하다 해도 기계 안에서 적절히 배열하지 않고 절단날은 소형 물고기로부터 살점을 너무 많이 제거한다. 이는 생선의 질량 퍼센트로서 근육 회복을 야기하는 데, 즉 기계가 처리할 수 있는 보다 큰 물고기 보다 현저히 생산성이 떨어진다.

* 생산속도 - 상기한 '토요'사의 필렛 제조기는 최대 분당 280개까지의 물고기를 처리할 수 있다. 이러한 제조장치에 의한 12시간 교대가동시의 매우 양호한 작업능률에 따르면 평균적으로 분당 210개의 물고기 처리능력을 제공할 것이다. 이러한 속도는 소형 물고기로써 작업할 경우 매우 숙련된 작업자에게도 달성되기 어렵다. 떨어진 생산성과 저하된 속도가 결부된다면 수산자원의 낭비는 물론이고 생산자에게는 경제적인 부담을 초래할 것이다.

* 노동력 - 각각의 필렛 제조기를 작동하기 위해서는 2 또는 3명의 조작자가 필요하다. 이것은 원래 의도되지 않았던 생선류를 비효율적으로 처리하고 있는 기계를 조작하기 위한 심각한 비용을 발생시킨다.

* 설비비용 - 하나의 필렛 제조기를 설치하는 비용은 대략 $250,000.00 내지 $500,000.00 정도이다. 이러한 특정한 기계장치를 유지하기 위한 부품들과 인력은또한 전체적인 성능과 생산력에 대단히 큰 영향을 미친다.

* 설비공간 - 통상적인 필렛 제조기 및 그 제조라인은 장치, 작업자, 원료공급 컨베이어 및 쓰레기 처리 등을 위한 귀중한 생산공간의 일부를 필요로 한다. 부가적으로, 이러한 장비들은 영구적이고, 처리시설이나 제조라인의 전면적인 정비점검 없이는 이동될 수도 없다. 물고기의 크기가 통상적인 장비로써 효율적으로 처리될 수 있는 범위 이하일 경우에는 이러한 공간비용 및 비유연성은 더욱 더 치명적인 결점의 요인이 된다.

* 품질 - 전술한 바와 같이 통상적인 '토요' 사 및 타사의 제품은 6 내지 16인치 범위의 생선을 취급하도록 설계되지는 않았다. 여기서 첫 번째 문제는 대가리의 절단에서 일어난다. 어떤 필렛 제조기에 있어서는 물고기의 아가미 부위 근처에서 절단되는 대가리의 위치를 최대화하기 위한 측정 및 추진장치가 제공된다. 이러한 시스템은 통상적으로 기계의 설계능력 이하에서 작동되며 조작자의 기능이나 관련된 서비스기술자들의 숙련도에 따라서 그 효과가 좌우된다. 상기한 '토요'사의 필렛 제조기는 대가리가 절단되기 전에 물고기를 대가리 처리기(head bar)로 추진하는 회전형 브러시를 구비한다. 상기 장치에 의해 처리되는 소형 생선들은 품질과 회수율을 최대화하도록 그것의 아가미 부위 근처에서 절단이 이루어지기보다는 질 좋은 등줄기 및 목덜미 부위가 대가리와 함께 절단되거나 때로는 주요부분의 약 반정도가 절단되기도 한다. 또 다른 문제는 상기한 필렛 제조기의 분리 및 필렛 공정을 통해서 추진된 생선들을 이송하는 "그립(grip)" 벨트에 있다. 소형 생선들은, 필렛(filleting)용 및 뼈발라내기(boning)용 칼날에 의한 정확한 절단을 최대한으로 달성하도록 충분히 적절하게 정렬되어 있지 않고 또한 견고히 유지되고 있지는 않다. 또한 소형 생선들이 상기 '그립' 벨트 바깥으로 떨어져 폐기물 라인으로 들어가는 탈락율이 높아짐으로써 회수율의 저하를 초래할 수도 있다. 부적절한 방향으로 배열된 소형 물고기는 필렛 제조기의 대가리 처리부(heading section)로부터 그립벨트로 떨어질 때 굴러다니는 경향이 있다. 배 부위가 바로 밑으로 향하지 않게 정렬된 생선들은 내장이 완전히 꺼내지지 않는 채로 그것의 몸체 공동이 세척 및 헹구어지는 경향이 있다. 그 결과, 제조된 생선 필렛이 다양한 양의 내장을 함유하고 있을 뿐만 아니라 검은 복부 공동의 막을 함유하게 된다. 이러한 필렛으로 제조된 잘게 썬 어육의 품질은 내장에서의 박테리아 및 프로테오라이트(proteolytic) 효소에 의해 저하된다. 상기한 흑색의 복부 막은 흰색의 얇게 저민 생선 살코기(minced meat)에 있어서 시각적으로 "검은 점"의 불순물을 갖기 때문에 저민 생선 살코기의 품질을 떨어뜨린다. 이러한 저품질의 저민 생선 살코기는 연육(어육) 공정에 있어서 회수율과 등급을 저하시키게 된다.

3) 낮은 등급의 생산품 - 소형생선의 보전 및 활용을 위한 제3의 방법은 얇게 저민 어육, 머리 및 내장이 제거된 생선, 또는 완전히 냉동된 생선의 제조이다. 이러한 제품들은 보전 및 활용의 요건을 만족하기는 하지만, 더 높은 이윤을 창출하는 제품들에 필요한 생산 및 저장 자원과 경쟁하는 낮은 가치의 제품들을 생산한다. 이러한 접근방법은 수산자원의 활용이라는 측면에선 일보의 진전이지만 여전히 소형생선의 바람직한 경제적 이용이라는 문제를 해결하지는 않는다.

4) 소형 생선 필렛 제조기 - 네 번째의 선택가능한 방법은 소형생선 필렛 제조기의 사용이다. 청어 및 정어리류의 필렛 제조기를 적용하는 것이 하나의 가능한 방법이다. 어떤 업자들에 의해 추구되고 있는 방법은 소형 명태에 대해 특히 적합하게 만들어진 '토요'사의 167-모델의 사용이다. 이러한 기계의 비용은 설치비, 운반비 및 이러한 장비를 통합화하기 위한 설비변경비용 등을 제외하고도 약 $110,000.00정도이다. 분당 180 내지 200마리의 평균처리속도에 도달하기 위해서는 적어도 두 사람의 작업인원이 필요하다. 이러한 방법은 통상적인 필렛 제조기에 있어서 소형 생선을 처리하는 것에 대한 효율성의 문제를 해소하지만, 여전히 고비용, 공간적인 제약, 비유연성 및 처리속도에 있어서의 문제점을 보유한다.

5) 바다 투기(sea dumping) - 비규제 어로에 있어서 수많은 소형 물고기 및 넙치(가자미)류의 생선이 폐기물로서 바다에 던져지고 있다. 이것은 이러한 생선들을 처리하기 위한 경제적인 방법이 없기 때문이다. 새우잡이 트롤어선(trawler)이 정작 새우보다 5-10 배로 많은 물고기를 포획한다는 사실은 이미 잘 기록되어 있다. 명백히 이러한 방법은 경제적으로 그리고 생태학적으로 바람직하지 못하다.

따라서, 소형 생선들로부터 인간의 소비를 충족하는 어육을 경제적으로 회수할 수 있는 방법에 대한 욕구가 존재한다. 이에 필요한 부대조건은, 소형 생선들로부터 충분한 양의 어육을 생산하는 속도, 낮은 투입자본비용 및 유지비용, 낮은 노동력 및 운영비용, 그리고 고생산성 등이다.

본 발명은 배를 갈라서 내장을 적출한 생선류의 제조를 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 상기한 생선류는 그 다음 더 가공되어 잘게 썬 어육 및/또는 연육(가공 전단계의 어묵, 일명 "수리미"라 칭함)으로 제공된다.

도 1은 본 발명에 따른 절단기(cutting section)의 부분적인 사시도;

도 2는 물고기가 삽입된 본 발명에 따른 가이드 도관을 표현하는 개요도;

도 3은 도 1에 도시된 절단기의 단면의 측면도;

도 4는 도 1 및 3에 도시된 절단기의 후방 단면도;

도 5는 도 1, 3 및 4에 도시된 절단기의 다른 실시예를 도시하는 개요도;

도 6은 본 발명에서 사용되는 방법의 개요적인 흐름도;

도 7은 도다리와 같은 넙치류에 사용되기에 적합한, 도1에 도시된 절단기의 제2의 실시예를 도시하는 개요도;

도 7a는 본 발명에 따른 회전기의 제1실시예를 도시하는 개요적 단면도;

도 7b는 본 발명에 따른 회전기의 제2실시예를 도시하는 개략적 평면도;

도 8은 본 발명에 따른 장치의 개략적인 평면도;

도 9는 본 발명에 따른 절단기의 칼날을 상승 및 하강시키기 위한 공기압력 기계장치의 측면도;

도 10은 생선을 이송하기 위해 가스압력을 이용하는 본 발명의 또 다른 실시예를 도시하는 개략도; 및

도 11은 도 10에 도시된 본 발명의 또 다른 실시예를 설명하기 위한 개략도.

따라서 본 발명의 목적은 최소한의 노동력으로써 고속으로 생선의 내장을 자동제거하기 위한 방법 및 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 기계장치의 재배열(구성)이 없이도 생선의 크기에 구애 없이 다양한 크기의 생선을 처리할 수 있는 상기한 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 친환경적인 방법을 사용하는 저비용의 장치로써 상기한 목적을 달성함에 있다.

상기한 목적들 및 다른 목적과 발명의 장점들은 이하와 같은 상세한 설명으로부터 명백하게 이해될 것이다. 유체역학적으로 동작하는 부분적인 박피(partial decortication) 공정을 이용하는 본 발명에 따르면, 상기한 방법은, 유체역학적 장치에 의해 도관을 통해 소정 분량의 생선을 추진하는 단계, 상기 도관에서 생선들을 순차적으로 길이방향으로 정렬하고 중심을 맞추는 단계, 다수의 절단용 칼날을 사용해 도관 내에 있는 생선의 껍질을 벗겨서 생선의 내장을 노출시키는 단계, 및 상기 도관에 있는 껍질이 벗겨진 생선으로부터 노출된 내장을 베어냄으로써 생선의 내장을 제거함과 아울러 상기 껍질이 벗겨진 생선들과는 별개인 유압의 흐름에 상기 제거된 내장을 실어보내는 단계로 이루어진다. 여기서 사용되는 바와 같이, "유체역학적 또는 수압(수력)식(hydraulic)"라는 용어는 물과 같은 비압축성 유체의 일반적으로 이해되는 의미를 망라하는 것으로 해석된다. 그러나, 여기서 사용된 "유체역학적 또는 수압식(hydraulic)"라는 용어는 생선을 이송하기 위한 그리고 생선에 운동에너지를 공급하기 위한 공기와 같은 압축성 기체의 사용도 또한 포함하여도 무방하다.

상기한 방법을 달성하기 위한 장치는 유도관에서 유체역학적인 흐름으로 생선을 추진하기 위한 유체역학적인 펌프 또는 중력공급 시스템을 포함할 수 있다. 상기 유도관에 연결된 입구를 갖는 유체역학적 절단 도관은, 해당 절단기를 통과하는 생선이 껍질이 벗겨져서 그것의 내장을 노출하도록, 안쪽으로 치우친 자유단(free-end)을 가지며 유체의 흐름 방향으로 돌출하는 다수의 신장된, 길이방향으로 배열된 칼날(blade)들을 갖는다. 상기 절단 도관에 연결된 투입구를 갖는 내장제거용 관은, 껍질이 벗겨진 생선으로부터 노출된 내장을 베어내기 위한 그리고 상기 생선으로부터 실질적으로 별개인 유압의 흐름에 상기 제거된 내장을 실어보내기 위한, 브러시와 같은, 다수의 안쪽으로 향한 사출장치들을 갖는다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 본 발명은 정렬 가이드(guide)들, 칼날들, 및 도관 내에 배치된 브러시들을 통해 생선들을 이송하는 운반력을 제공하기 위하여 에워싸여진 도관 내에서의 물의 흐름 및 수압을 이용한다. 상기 도관 내에서의 생선과 물의 속도와 운동량(모멘텀)은 정렬 가이드들, 칼날들, 및 상기 도관 내에 배치된 브러시들을 통해 생선들을 추진하는 능력을 제공한다. 다른 설비들과 파이프 배열 및 크기를 사용하면 물의 흐름에 있어 난류의 양을 변경시킬 수 있고, 이것은 생선의 세척과 내장 및 불필요한 물질의 제거를 향상시킨다. 운반능력으로서 물을 사용하는 장점은 통상적인 기계장치에 비용을 증가시키고 물질의 생산량을 제한하는 많은 기계적인 이동요소들의 제거이다. 상기 도관으로부터 방출되는 생선과 물의 혼합물은 물, 분리된 물고기, 내장 및 생선조각들의 혼합물을 함유한다. 이러한 혼합물은 불필요한 내장을 함유하는 소비된 물이 분리된 그리고 내장이 제거된 생선으로부터 분리되는 장소에서 선별될 수 있다.

상기한 파이프 또는 도관의 형상 및 크기는 처리될 생선의 종류에 적응되도록 변경될 수 있다. 정렬 가이드들, 칼날들 및 브러시들의 수량 및 크기도 또한 처리될 어종 및 소망하는 결과에 따라 변경될 수 있다.

스트로(빨대)를 통해 완두콩 같은 것을 불어 올리는 것이 본 발명과 유사하다. 물과 같은 비압축성 유체를 사용함으로써, 적용될 유체의 움직이는 기둥모양의 형상으로부터 분리용 칼날 및 세정용 브러시들을 통해 생선을 이송하기 위한 에너지의 효율적인 전달이 있게 된다. 물의 유동과 물 대 생선의 비율은 어종, 그의 크기, 상태 및 소망하는 결과에 따라 변경될 수 있다.

상기 과정의 목표는 생선을 분리하고 불필요한 내장을 제거하는 것이다. 대가리의 제거가 상기 과정의 목표는 아니다. 그러나, 대가리는 분리되기가 쉽고, 턱 부위, 아가미, 눈 및 아가미 판과 같은 부위들은 상기 과정에서 부분적으로 또는 전면적으로 제거되어도 좋다. 대가리를 제거하지 않게 되면 머리 바로 뒤의 큰 살집부위가 대가리가 제거될 경우와 같이 크게 상실되지는 않는다. 척추 및 갈비뼈와 관련된 살코기 또한 통상적인 자동화 필렛 제조시의 제거에 비교하여 잘 보전된다. 결과적으로, 모든 식용 가능한 생선 살코기 부위가 분리된 내장이 제거된 생선에 부착된 채로 보전된다. 이것은 종래의 생선 처리방법에 비해 생산성을 크게 향상시킨다. 어떤 처리과정에 있어서는 높은 가치의 어란(roe)을 회수하기 위하여 생선은 대가리가 잘려지거나 또는 대가리와 내장이 제거된다. 이렇게 대가리가 잘려지거나, 내장이 제거되거나, 또는 대가리와 내장이 함께 제거된 생선이 또한 본 방법에서 사용될 수 있다.

생선의 내장을 제거하기 위한 유체역학적으로 작동하는 부분 박피(partialdecortication) 장치는 도 8의 참조기호 20에 의해 평면도 상으로 개략적으로 표현된다. 상기 장치 20은 길이에서 15 내지 40 센티미터(6 내지 16인치) 그리고 무게에서 80 내지 500그램(0.18 내지 1.10파운드)의 크기를 갖는 명태(pollock)를 처리하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸다. 본 명세서를 검토할 시 당해 기술분야의 통상의 지식을 갖는 자에게 잘 이해되는 것과 같이, 상기 장치는 더 큰 물고기 또는 특별한 형상 또는 크기를 갖는 물고기를 처리하기 위하여 적절하게 변경할 수 있다. 상기 장치 20은 온전한 또는 대가리가 제거된 생선을 처리할 수 있고, 처리될 가장 큰 생선에 적절하게 맞는 도관을 통해 생선들을 연속적으로 추진하기 위하여 유체역학적인 능력을 활용한다. 상기 장치는 내장이 노출되도록 생선을 껍질을 벗겨 절단하고, 껍질이 벗겨진 생선으로부터 내장을 제거하기 위한 그리고 이 내장을 유체역학적인 흐름에 실어보내기 위한 수단을 구비한다. 여기에 사용되는 "유체역학적"이라는 용어는 공기와 같은 압축 가능한 기체의 흐름뿐만 아니라 물과 같은 비압축성 유체의 흐름도 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 8에 도시된 바와 같이, 상기 장치 20은 온전한 또는 대가리가 제거된 생선을 수용하기 위한 테이블 22와 같은 투입구를 구비한다. 생선들은 작업자(미도시)에 의해 테이블 22로부터 공급탱크로 이동되는데, 이것은 본 실시예에 있어서는 물로 가득 차 있다. 물은 투입구 26을 통해 공급탱크로 투입되는데, 생선 대 물의 용적비는 대략 적어도 물고기 1 대 물 10의 비율로 투입함이 바람직하다. 상기 공급탱크 24는 도 8에서 참조기호 32로 지시된 도관으로 생선/물 혼합물을 추진하기 위한 펌프 30에 유체역학적으로 연결된 배출구 28을 구비한다. 상기 도관 32는 대략 2.5인치의 직경과 대략 57피트의 길이를 갖는다. 여기에 적합한 펌프는 미합중국 오레곤, 포틀랜드 소재의 코넬 펌프(Cornell Pump)사의 제품인 모델 SNHPP이다. 상기 펌프 30은 15마력 1200rpm의 전기모터 34에 의해 변속기 36을 통해 구동된다. 상기 펌프는 스테인리스 스틸로 제조되고 대략 8인치의 입구직경과 대략 4인치의 출구직경 및 대략 4피트의 길이를 갖는 갈수록 좁아지는(테이퍼 형의) 가속기 부분 38에 의해 상기 도관 32에 유체에 의해 연결된다. 상기 가속기 부분은 대략 분당 250 내지 400 갤론의 추정 유동율에서 초당 대략 다섯 마리의 비율로 상기한 도관 32 내의 생선들을 가속한다.

상기 도관 32는 도 2에 더 상세히 도시된 수압식 유도관 40을 구비한다. 상기 유도관은 도관 32에 의해 정의된 수압의 흐름에서 생선 46의 중심을 잡기 위한 다수의 신장된 가이드 로드(막대) 44를 구비한다. 상기 가이드 로드의 고정된 단부 48은 상기 가이드 도관의 입구측 단부 50에 인접한 볼트나 용접(미도시)과 같은 것에 의해 상기한 가이드 도관부의 측벽에 연결된다. 상기 로드의 자유단 52는 유도관 40에 의해 정의되는 길이방향의 축을 따라 그리고 액체의 흐름방향을 따라 신장하며, 상기 로드의 몸체는 상기한 도관 부분 및 액체의 유동의 방향에 실질적으로 평행하도록 한다. 유도관 40의 출구측 단부 56은 도 1 및 3에서 부분적으로 도시된 수압(수력)식 절단 도관 58에 연결된다. 절단기는 내부 도관 64에서 신장된 슬롯 62에 존재하는 다수의 신장된, 삼각형 절단날(블레이드) 60을 포함한다. 횡단 핀 66은 상기 절단날들이 도관으로 떨어지는 것을 방지한다. 상기 절단날 60은 입구단 68에서부터 출구단 70으로 폭이 좁아지게 구성되어, 이들 절단날 60의 톱니모양의절단면들은 도관의 출구단에서는 대략 2 내지 3 밀리미터의 최소 이격거리 74에 의해 서로 분리되도록 형성된다. 상기 절단날 60은 이들이 수압의 흐름 54의 방향으로 절단 도관 58을 통해 생선이 통과할 때 방사형으로 바깥쪽으로 움직일 수 있도록 주변의 탄성밴드(미도시)에 의해 안쪽으로 편향(바이어스)될 수 있다. 상기 이격거리 74는 생선이 완전히 절단되는 것을 방지함에 있어서 본 발명에 매우 중요하다. 상기 이격거리의 크기는 생선의 복강, 대가리 등이 얇게 잘라내져서 생선을 완전히 잘라버리지 않고 밑에 있는 내장을 노출시키도록 선택함이 바람직하다. 상기 이격거리의 크기는, 도 3에 도시된 바와 같이, 절단날 60의 다양한 개구들 76 중의 어느 하나에 상기한 횡단 핀 66을 배치함으로써 조절되어도 좋다. 다른 방법으로는, 상기 도관 32에 최대 깊이의 절단날을 설정하기 위하여 일종의 셋 스크루(set screw)(미도시)가 핀 66에 있는 나삿니가 형성된 구멍(미도시)에 배치되어도 좋다.

상기 도관 32에서 수압을 유지하기 위하여, 신장된 동축 상의 케이스 80이 상기 절단날들 60을 둘러싸도록 구성하고 내부 도관 64에 대하여는 말단부 캡 82에 의해 밀폐된다. 내부 도관 64, 동축 케이스 80 및 절단날 60은 강도와 내구성을 위하여 스텐인레스 스틸로 제조함이 바람직하다.

도 4는 도 1 및 3에 도시된 절단기의 단면부위를 도시하는데, 여기에는 여덟 개의 방사형으로 배열되고 각도에 맞춰 이격된 절단날(블레이드)들이 제공되어 생선 46의 내장 공동이 도관 64 내에서 생선 46의 각도상의 배열에 상관없이 절단될 수 있도록 한다.

도 5는 참조기호 60'로 도 1에서 도시된 절단날 60의 변형된 실시예를 도시한다. 이러한 실시예에서는 절단날들은 삼각형이기보다는 평면도 상으로 보면 실질적으로 사각형에 가깝고, 절단날은 수명이 더 길도록 절단기에서 반대로 배열하여도 좋다. 이러한 목적을 위해 각각의 절단날은 날이 위치하는 슬롯 62의 모서리 86에 대한 저널(journal)로서의 사용을 위해 노치(notch)가 새겨진 모서리를 갖는다. 이 노치에서부터 안쪽으로 그리고 상기 절단날의 상부면 상에 돌출부 88이 제공되어 도 1 및 3에 도시된 실시예의 핀 66을 기능적으로 대체할 수도 있다. 상기 돌출부는 절단날 60'의 하류쪽 단부가 내부 도관 64에 떨어지는 것을 방지한다. 주위를 에워싼 밴드(미도시)가 각각의 절단날의 출구쪽 단부 70 상에서 안쪽으로의 편향을 유지한다.

절단기 58의 출구 90은 도 8에 도시된 바와 같이 장치 20의 전체 길이를 축소하기 위하여 곡선형 도관 92에 연결되어도 좋다.

생선이 일단 절단기 58 및 곡선형 도관 92를 벗어나면, 그 생선들은 대략 2.5인치의 직경과 대략 5피트의 길이를 갖는 내장제거용 도관 100으로 들어간다. 이 도관의 길이 및 직경은 얼마간의 내장제거 기능을 제공하도록 변경될 수도 있다. 상기 도관은 대략 1.5인치의 길이를 갖는 다수의 나일론제 강모(bristle) 110이 제공된다. 상기 강모는 도관 내에서 무작위로 이격되어 있는데, 적어도 하나의 실험에 따르면, 껍질이 벗겨진 생선으로부터 내장을 분리하고 상기한 껍질이 벗겨진 생선몸체와는 별개의 유체흐름에 상기 제거된 내장을 실어보내기 위해서는 직선 피트당 대략 25개의 강모 밀도이면 충분한 것으로 판명되었다. 강모의 밀도, 강도 및 길이는 어종의 상이함에 따라 그리고 생선의 신선도에 따라서 적절하게 당해 기술분야의 숙련된 자에 의해서 변경되어도 좋다. 상기 내장제거용 도관 100의 결과적인 유출물은 스크린의 전체 폭에 대해 이를 배분하는 출구 114를 통해서 도 8에 도시된 경사진 물 및 내장 스크린 112에 공급된다. 상기 스크린은 바람직하게는 대략 1인치의 그물코 크기를 갖는다. 상기한 내장은 스크린을 통해서 출구 파이프 114에서부터 방출된 대부분의 물과 함께 스크린(미도시) 밑의 탱크로 떨어진다. 이 내장은 통상적인 방법으로 물로부터 여과되고, 물은 공급탱크 24로 복귀용 배관 120을 통해 펌프로 밀어내게 된다. 상기 내장이 제거된 생선은 잘게 썬 어육, 연육(수리미), 또는 그와 유사한 제품으로서의 처리를 위해 중력의 영향하에 컨테이너 122를 향해 스크린 밑으로 굴러 떨어진다.

도 9는 상기한 바람직한 그리고 또 다른 실시예들에 있어서의 절단날(블레이드)들 60 및 60'를 안쪽으로 편향(biasing)시키기 위한 또 하나의 기구장치를 예시한다. 편향장치 124는 출구쪽 캡 82에 인접한 절단기 58의 동축 케이스 80과 그의 내부 도관 64 사이에 배치된다. 상기 장치는 공기튜브 128을 통해 팽창되거나 수축될 수 있는 공기튜브 또는 토러스(원환체:torus)를 구비한다. 상기 토러스는 절단날 60'의 또 다른 실시예에서의 돌출부 88 또는 상기 절단날 60의 실시예에 있어서의 전달 핀 66을 포착하기 위하여 그에 연결되는 다수의 와이어 루프들 130을 구비한다. 상기 토러스 126의 팽창은 절단날 60 또는 60'를 안쪽으로 추진한다. 반대로 상기 토러스의 수축은 상기한 와이어 루프 130이 상기 절단날들을 방사형으로 바깥쪽 방향으로 추진하도록 함으로써 내부 도관 64가 방해 또는 생선이 막힌 상태에서 벗어나도록 하여준다.

본 발명에 따른 설계의 중요한 특징은 생선의 흐름에 있어서 대가리가 먼저 또는 꼬리가 먼저로 배열될 수 있다는 것이다. 전술한 바와 같이, 생선 및 물의 혼합물은 생선 및 야채류를 취급하도록 설계된 상업적으로 이용 가능한 펌프(도 8의 30과 같은)를 사용하여 펌프로 끌어 올려진다. 상기 도관 32의 직경 및 길이는 처리될 물질의 등급에 부합하게끔 흐름을 조절하도록 설정된다. 정렬 가이드 44, 절단날 60, 60' 및 세정 브러시 100을 포함하는 다양한 부분에 있어서 도관의 직경 또는 수압반경을 축소하는 것은 두 개의 기능을 갖는다. 근본적으로, 생선 46은 정렬 가이드, 절단날 및 브러시와 같은 일렬로 배열된 장비들을 통과할 때 수압유체의 운동량과 파워를 최대화하기 위하여 최고속도로 가속된다. 도관의 크기를 줄이는 것은 또한 생선과 도관벽 간의 공간을 축소함으로써 생선의 측면이동의 양을 줄이게 된다. 이것은 유체의 흐름 54와의 생선의 정렬을 더 양호하게 만든다. 절단기 부분 58 및 세정부분 100 다음에 상기 도관 32는 유체의 압력, 즉 유속을 조절하기 위하여 길이와 직경에 있어 변화될 수가 있다. 중력으로 인한 유압과 유동성의 손실은 매우 작다. 이것은 상기한 도관을 어떤 방향으로도 배열되게끔 허용하고 이러한 목적을 위해 필요한 물리적 공간에 있어 더 많은 유연성을 제공한다. 출구쪽 파이프 114에서 도관으로부터 방출되는 물과 처리된 생선의 혼합물은 스크린에 의해 여과되어 물의 흐름으로부터 생선덩어리를 분리한다. 회수된 물은 필요하다면 복귀용 배관 120을 통해서 처리장치에서 재활용될 수 있다.

이러한 정렬 가이드 44의 목적은 도관에서 생선 46의 중심을 잡는 것이다. 정렬된 생선은 칼날 또는 절단날 60 또는 60'을 포함하는 절단기 58로 직접 들어간다. 유체에서의 생선의 정렬 및 중심유지에 의해 칼날이 소망하는 깊이로 생선을 고르게 절단하도록 허용한다. 얇은 로드(막대) 44는 도관 40에 고정되고 그 도관의 중심을 향해 소정의 각도로 하류 쪽으로 신장한다. 정렬 로드의 길이는 도관 직경의 1배에서부터 그의 25배에 달할 수 있다. 상기 정렬 로드의 재질 및 크기는 로드의 장력계수에 기초한다. 정렬 로드의 숫자는 처리할 상황에 따라 4 내지 40의 범위이다. 시험연구에서 사용된 로드의 예는 원형의 도관에 등거리로 고정된 12와 1/8인치 직경의 스테인리스 스틸 로드이다. 로드의 유연성 및 굴곡성은 고정된 단부 48에서부터 차동적으로 감소한다. 이러한 차동적인 굴곡은 생선을 위한 투입지점에서 도관벽에 대해 직각인 더 많은 힘을 제공함과 아울러 생선을 도관의 중심을 향해 추진한다. 생선이 정렬 로드를 통해 더 진행함에 따라 그것의 고정 지점에 대한 로드의 레버 암(lever arm)이 증가하기 때문에 로드에 대한 더 큰 굴곡이 존재하게 된다. 상기 로드의 각도는 그들의 길이를 따라서 그것들이 함께 더 가깝게 유지되게끔 하는데, 이것은 생선 주위의 힘을 고르게 분배하고 그것을 흐름의 중심으로 유도한다.

한 개 내지 여덟 개의 칼날들 60 및 60'가 절단용 도관 또는 절단기 58에서 유체의 흐름으로 돌출하도록 배열될 수 있다. 도관 벽으로부터 개개의 칼날 60, 60'의 최대높이는 0.1mm에서 상기 도관의 직경 범위에까지 이르게 할 수 있다. 비원형 도관에서는 각각의 칼날의 최대높이는 0.1mm에서 도관의 단면을 가로지르는 최대거리까지 변동할 수 있다. 상기 칼날들은 원형으로 하거나 또는 끝이 점점 가늘어지게(테이퍼 형태로) 할 수도 있다. 그러나, 도시된 바람직한 실시예에 있어서, 칼날들은 전술한 바와 같이 최소 이격거리 84에 의해 분리된다.

도 4는 하나의 원형 도관 64 및 여덟 개의 칼날들 60의 단면 및 상기 칼날을 통해 통과하는 생선 46의 단면을 도시한다. 이 실시예에 있어서 여덟 개의 칼날을 사용함으로써 적어도 두 개의 칼날이 상기한 생선의 내장공동을 얇게 베어내어 상기 내장공동의 제거 및 세척을 위하여 내장을 노출하게 될 것이다. 대가리 또한 아가미, 눈 및 뼈 부위와 같은 비식용 부위들의 제거에 도움을 주도록 제거된다. 상기 칼날들의 숫자, 공간 및 도관 벽으로부터의 높이 등은 수행되는 껍질 벗기기 또는 분리의 양 및 깊이를 결정한다.

도 4에 예시된 구성에 있어서, 대향되는 칼날들 60, 60'의 쌍은 충분히 멀리 이격되어 있어서 생선이 개별적인 조각들로 절단되지 않도록 한다. 꼬리 부근의 생선의 가장 얇은 부위는 절단되지 않은 채로 상기 칼날을 통과할 것이다. 이것은 뼈와 그의 연결조직에 의해 부착된 피부 및 근조직에 의해 아직 함께 지지되고 있는 껍질이 절단되거나 벗겨진 생선을 만들어낸다. 그 결과물은 세척을 위해 복강과 대가리가 열려서 분리되었으나 도관 배출 파이프 114에서의 용이한 분리를 위해 아직 한 덩어리로 함께 유지되고 있는 생선일 것이다.

한편, 껍질을 벗겨서 자르는 것(strip cutting)의 중요한 측면은 통상적인 뼈 발라내기 또는 잘게 썰기 동작(미도시)에 있어서 더 많은 살코기의 회수를 위한 노출이다. 잘게 썬 어육의 회수에 있어서, 벨트 압력을 이용하여 회전하는 드럼에 3mm 내지 5mm의 구멍들을 통해 생선 필렛을 압착함으로써 어육이 회수된다. 살코기는 피부와 뼈를 바깥에 남겨두고 구멍을 통해 압착된다. 만일 필렛의 피부가 있는쪽이 드럼의 구멍에 대향해 있다면, 어육은 쉽게 압착되지는 않을 것이며, 생산성 및 품질의 저하를 초래할 것이다. 껍질이 벗겨진 생선은 훨씬 더 높은 노출 어육 대 피부의 비율을 갖는다. 이것은 잘게 썬 어육의 높은 생산성을 보장하기 위한 잘게 써는(mincing) 공정에 있어서의 정확한 배열의 필요성을 경감하게 된다.

칼날 설계 및 부착 또는 배열 방법에 있어 수많은 조합이 가능하다. 도 1 및 3에 도시된 바와 같이, 상기 칼날은 편평한 금속재질의 삼각형 조각으로 제조된다. 도관 64에 상기 칼날을 삽입하기 위하여 칼등의 길이 및 두께보다도 다소 더 큰 도관의 벽에 하나의 슬롯 62가 형성된다. 상기 칼날의 칼등에 있는 구멍 76은 그에 삽입된 핀 66에 의해 벽을 통해 도관 안으로 칼날이 떨어지는 것을 방지하도록 해준다. 상기 구멍 및 핀의 위치는 또한 도관에 대한 칼날의 깊이설정을 결정한다. 상기 칼날을 제자리에 유지하기 위해서는 칼등에 힘이 인가되어야할 필요가 있는데, 이것은 탄력밴드, 스프링, 공기압, 수압 또는 견고한 결합 등이 될 수 있다.

변동성(유동성) 칼날설계의 주요한 특징들 중의 하나는 그의 칼등에 적용되는 힘의 양 및 위치를 변경하는 능력이다. 이것은 상류쪽의 유지 핀 66을 하나의 회전축 위치로서 동작하도록 해주고 통과하는 생선의 단면적 크기에 비례하여 하류쪽 말단의 칼날이 아래위로 유동하도록(floating) 하여준다. 인가되는 힘의 두 개의 주요한 지점은 유지 핀 66이 위치하는 장소가 될 것이다. 탄성 밴드 또는 스프링은 상기한 칼날을 제자리에 유지하도록 잘 작용하며 또한 힘을 칼날에 고르게 분배한다. 하류쪽 단부의 칼날의 힘 또는 단단한 정도를 변경하는 것은 또한 절단의 깊이를 결정한다.

상기한 유동형 칼날의 설계를 독특하게 만드는 다른 특징은 칼날 또는 블레이드 60, 60'을 삽입착탈함에 있어서의 용이성이다. 일단 장력이 상기 유지 핀의 위치 66, 67에서 해제되면, 상기한 칼날은 위로 올려질 수 있다. 그러한 간단한 디자인은 비용을 절감하고 칼날의 날갈기(sharpening) 및 보수를 단순화한다. 핀 구멍 76에서 유지 핀을 움직임으로써 마모가 조절된다. 도 1 및 3에 도시된 칼날의 톱니모양은 날의 마멸 및 생선의 가시가 많음에 따라서 취사선택되는 선택사항이다.

도 3에 도시된 바와 같은 내장 제거용 스파이크 또는 리퍼(벗기는 도구: ripper) 132는 칼날 60의 바로 뒤에서 그리고 그에 부합하여 도관 64로 돌출하는 것이 특징이다. 그것의 목적은 상기 칼날에 의해서 만들어진 새롭게 절단된 길게 째진 슬릿(slit)으로 돌출하고 어떠한 풀려진 내장, 아가미, 턱, 아가미 판 또는 대가리 등의 부위들을 잡거나 또는 짝 잡아 찢는 것이다. 상기 스파이크의 최대 높이는 도관 벽에 관련하여 칼날 60의 최대 높이와 같다. 이러한 리퍼는 설정된 높이를 갖고 도관 벽에 고정될 수 있고 또한 도시된 바와 같이 변동형의 칼날에 부착될 수 있는데, 그것들은 칼날에 의한 절단의 깊이에 대하여 상하로 이동한다. 상기 스파이크 132는 물질이 걸려 찢어지게 하는 그리고 생선으로부터의 분리과정을 시작하는 능력을 향상하기 위하여 다른 형상과 표면 마감처리를 갖도록 할 수도 있다. 하나의 대안적인 디자인(미도시)은 금속 나사에 유사하다. 상기한 나사의 테이퍼(tapered) 형상은 생선에서의 절단부위에 돌출하여 그것을 열어제치고 브러시와 물에 의한 제거를 위하여 물질의 풀림(loosening)을 개시한다. 나사 상의 날카로운 나선형의 선회비행과 같은 특징이 풀린 물질을 걸려서 찢어지게 하거나 잡아 찢는 효과에 추가된다. 상기한 잡아 찢는(ripping) 스파이크의 효율성은 물질의 경도에 근거하여 세 가지의 물질로 생선들을 분류하는 것에 따른다. 절단된 대가리 부위에서의 단단한 비균일한 조각들은 톱니모양의 특징부위에 걸려서 찢겨질 것이다. 부드러운 내장부위는 휘감겨서 톱니모양의 특징부위에 잡혀 느슨하게 풀리거나 찢겨질 것이다. 피부, 뼈 및 연결조직에 의해 균일한 덩어리로 함께 유지되는 중간적인 살코기 물질은 생선의 몸체로부터 아마도 덜 찢어지거나 분리될 것이다.

본 발명에 따른 과정의 주요한 특징은 동력을 전달하고 생선을 이송하기 위해 물을 사용한다는 것이다. 만일 공기가 도관에 실려 보내진다면, 유체 기둥의 비압축성(incompressible) 성질이 상실될 것이다. 공기는 유체에서 스프링처럼 작용하고 생선에 대한 에너지와 속도의 순간적인 전달을 저하시킨다. 물의 누출을 방지하기 위하여, 또는 공기의 반출(entrainment)을 방지하기 위하여, 모든 누출부위가 밀폐될 필요가 있다. 이것은 슬롯 62가 칼날들 60, 60'를 수용하기 위하여 도관 벽 64를 통해 절단되어 있는 절단기 58에서 중요하다. 이것을 달성하기 위한 효율적인 해결책은 칼날부위에 대해 적합하게 그것을 밀폐하는 동심원 커버 80이다. 칼날의 충분한 움직임을 허용하는 최소의 간격을 제공함으로써 상기 커버의 부피 및 크기가 감소된다. 둥근 도관 또는 파이프의 경우에는 또 다른 부분의 파이프가 상기 칼날 부위 위에 놓여질 수 있다. 그것의 양 단부들은 다양한 다른 방법에 의해 밀폐될 수 있다. 동심원 형상의 링 또는 단부 캡 82 및 O-링(미도시)을 사용하는 것은 필요시 정비서비스를 위한 커버 80의 용이한 제거를 가능하게 해주는 매우 간단한밀폐를 위한 방책이다.

생선 46이 절단기 58에서 칼날 60, 60'를 통과한 연후에 생선으로부터 내장 및 불필요한 물질을 세척하고 분리하기 위하여 브러시 100이 필요할 것이다. 상기 도관 32에 또는 도관 벽을 통해 브러시를 장착하고 유체의 흐름 속에 이것을 돌출시키는 것은 불필요한 물질을 느슨하게 풀기 위한 마멸(abrasion)을 제공한다.

둥근 또는 난형의 단면을 갖는 생선에 대해서는 원형 도관 또는 파이프가 사용된다. 이것은 비용을 최소화하고 도관의 디자인에 있어서 유연성을 더 용이하게 증가시킬 뿐만 아니라 상이한 처리상황에 적합하게 어울리도록 변경이 가능하다.

처리공정을 너무 고비용으로 만드는 생선의 형상 때문에 인간에게는 활용되지 않는 서대(sole) 및 도다리(flounder)와 같은 수많은 가자미류의 납작한 어종이 존재한다. 수력을 사용하여 여기에서 기술된 처리공정은 처리비용을 감소할 수 있고 이러한 물고기들을 시장에서 이용 가능하게 만들 수 있다. 정렬 가이드 44, 칼날 60, 60' 및 브러시 100의 디자인은 상기한 원형 도관 32에 대해 위에서 기술한 것과 매우 유사하다. 그러나, 납작한 물고기들을 처리하기 위해 필요한 도관의 형상은 그것과는 다르다. 도 7은 이러한 납작한 생선들을 처리하기 위해 필요한 도관 32'의 일반적인 형상을 도시한다.

납작한 생선류를 적절하게 절단하기 위한 공정을 위한 또 하나의 변형예는 회전부 다음에 수압의 유속에 위치한 상기 도시된 절단기 32'에 동일한 제2의 절단기를 포함한다. 이것의 소망하는 결과는 납작한 생선에 있어서 다른 각도에서 두 세트의 절단을 수행함으로써 교차그물코 형(cross-hatched)의 절단을 제공한다는것이다. 이것을 수행하기 위해서는 제1 및 제2의 절단기들 사이에서 상기 납작한 생선들을 회전시키기 위한 방법이 필요하다.

도 7a는 납작한 생선을 위한 제1 및 제2의 절단기 사이에 위치될 수 있는 도관 32의 회전부 140을 예시한다. 더 큰 쪽의 단면상의 축은 절단용 도관 32의 긴 단면 치수와 일치할 것이다. 절단용 도관의 긴 측면들 간의 변동하는 높이 142는 이 부분을 가로지르는 물의 속도에 있어서 변화를 야기한다. 이러한 차동적인 속도는 상기 납작한 생선을 회전하여 제2 절단기에서의 다른 절단경로를 제공한다. 상기 회전부 140의 길이 및 유체 흐름의 속도는 회전의 정도를 결정한다. 그 결과, 본 발명은 납작한 생선류의 처리에 있어 불필요한 물질의 분리를 보다 증가시키고 잘게 썬 어육을 제조하기 위한 생선의 처리를 개선하는 보다 촘촘한 절단방법을 제공한다.

도 7b는 도관을 가로지르는 유속의 상이한 속도에 기초하여 유동하는 수류에서 상기 납작한 생선류를 회전하기 위한 또 다른 장치 140'를 도시한다. 그의 외부 반경 142 근방의 유체의 유동은 유동 경로의 다른 부피, 그의 길이, 및 상기 유동 경로에서의 난류의 양에 영향을 주는 더 큰 도관 표면적으로 인해 내부 반경 144에 가까운 유체의 유동과는 상이할 것이다. 이러한 회전부는 도 7a 또는 7b에 도시된 것과 같은 단면을 갖는 도관으로부터 구성될 수 있다. 유체의 흐름 속의 넙치(또는 가자미)류와 같은 인입된 생선조각의 회전의 양은 상기 도관 140'에서의 내부 및 외부 반경의 전체적인 길이에 종속한다. 이것은 각각 90도의 반경을 갖는 두 개의 회전부들은 도 7b에 도시된 것과 같은 180도의 하나의 회전부와 유사한 효과를 가질 것임을 의미한다. 상이한 상황에 따라서 상이한 반경들을 갖는 상이한 회전부들이 조합될 수 있을 것이다. 상기 회전부들은 10도에서 180도 범위의 굴곡 또는 반경을 가질 수 있다. 상기 도관을 나선형 또는 무작위의 3차원 통로로 형성함에 의해 더 많은 회전의 활용이 가능하게 될 것이다.

도 7a 및 7b에 도시된 회전 도관 이면에 깔린 개념은 도관의 단면을 가로지르는 유속의 흐름의 속도를 변경하는 것이다. 이것을 수행하는 또 다른 방법은 도관 벽의 거친 정도를 증가시킴으로써 도관 벽의 표면상에서 유체마찰의 양을 증가시키는 것이다. 칼날이 부가됨이 없이 도 7에 도시된 도관의 편평한 형상을 참조하면 도관 32에 균일한 속도 측면(프로필)을 제공할 것이다. 오른쪽 반의 벽 표면이 20 그릿(grit)의 물질로써 코팅되는 반면에 왼쪽 반은 매끄럽게 유지된다면, 전단변형(shear) 및 난류(turbulence)가 오른쪽 측면에서는 증가하여 상이한 유속을 야기할 것이다.

당해 기술분야의 통상의 전문가에게 명백하듯이, 전술한 발명의 개념은 본 발명의 대안적인 실시예들에 적용될 수도 있다. 예를 들면, 내장 제거기 100은 생선 46에 대한 내장제거 기능을 향상시키기 위하여, 도 11에 도시된 것과 같은, 해당하는 제거기의 유체의 흐름에 부가적인 난류를 일으키기 위한 물, 공기 또는 물과 공기의 혼합물을 주입하기 위한 방사형으로 방향이 주어진 인젝터들 150이 제공되어도 좋다. 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 유체의 흐름은 물고기를 추진하기 위한 활성 유체로서 공기 또는 다른 가스의 형태로 제공될 수도 있다. 도 10에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 있어서, 진공펌프 160은 내장으로부터 내장이 제거된생선을 분리하기 위한 스크린 123을 포함하는 공간 162에 분당 100 내지 300 입방 피트의 유속을 제공한다. 펌프들 168, 170은 후속 처리를 위하여 내장과 내장이 제거된 생선을 제거한다. 부가적으로, 물과 같은 액체 및 공기와 같은 기체의 혼합물이 유인 매질(motivating medium)로서 이용될 수도 있다. 도 6은 본 발명의 원리에 따라 상술한 장치에 대하여 사용된 방법의 개략적인 설명을 제공하며, 여기에 개시되지 않은 발명의 다른 대안적인 실시예들의 구성에 있어서는 당해 기술분야의 통상의 기술을 참조하여도 좋다.

제조공정 실시예

시험적인 테스트가 1998년 7월에 수행되었다. 사용된 펌프는 코넬(Cornell)사의 모델 #8NHPP이었다. 이 펌프는 8인치 직경의 흡입구 및 방출구를 갖는다. 대략 25 입방 피트의 용량을 갖는 사각형 탱크가 생선과 물을 공급하기 위한 펌프의 흡입측에 연결되었다. 상기 펌프로부터의 방출은 정렬 가이드 및 칼날을 포함하는 가속기에 연결된 2.5" 호스로 감축되었다. 시험 중에 상이한 브러시 배열이 절단기 후방에 사용되었다. 상기 도관 호스는 모든 물과 생선의 방출이 절단 및 세척 후에 탱크로 회수되도록 배열되었다. 탱크에 있는 분리용 스크린이 재활용되는 물로부터 생선과 그들의 조각들을 분리하였으며, 회수된 물은 스크린의 다른 쪽에서 펌프로 투입되었다.

펌프가 가동하고 물이 상기 시스템을 통해 탱크로 다시 펌프에 의해 회수되면, 생선들은 흡입구 근방의 탱크에 놓여져 펌프로 끌어당겨졌다. 펌프 방출시, 상기 생선은 도관을 통해 이동하였고, 이어서 절단되고, 세척되고, 탱크에 다시 놓여졌다.

본 시험에서 사용된 물고기는 주로 이전에 냉동된 고등어 및 얼음에 유지된 새로 포획된 태평양 민어(또는 대구)이었다. 시험 운전에 사용된 생선의 꾸러미 크기는 시험 운전당 4 마리 내지 100 마리의 범위에서 변화되었다.

고등어의 크기는 220 그램 내지 500 그램의 범위에 이르렀다. 또한 민어의 크기는 200 그램 내지 400 그램에 달했다. 이러한 시험운전에 가장 적합한 생선의 크기는 300 내지 350 그램의 범위인 것으로 간주되었다. 본 공정의 효율성 및 펌프의 용량은 50 마리 또는 그 이상의 생선 꾸러미를 배치(batch) 처리함으로써 가장 잘 표현되었다. 분당 400 갤런의 측정된 유속율에서 생선의 최대 생산량은 분당 300 내지 400 마리의 범위에서 관찰되었다. 이러한 비율로 다량의 공급 생선과 처리된 생선을 취급하는 능력을 감안하여 시험의 지속시간을 제한하였다.

작은 일단의 생선무리가 시험되기 전후에 각각의 생선의 무게를 측정함으로써 생산량이 측정되었다. 더 큰 무리의 생선꾸러미에 대해서는 생선의 숫자 및 전체적인 중량이 평균적인 생선무게를 알아내기 위해 사용되었다. 중량 대 중량으로서의 수율은 69% 내지 90%이었다. 더 낮은 수율은 항상 작은 덩어리의 생선의 처리와 관련되었다. 매우 작은 양의 공급물질이 생선이 방출되기 전에 최대 약 20초 동안 펌프의 임펠러(impeller)에서 순환하도록 하였다. 이것은 생선의 기계적인 손상 및 파열을 일으켜 낮은 생산성(수율)을 초래하였다. 내장제거 및 절단은 부착된 내장의 낮은 또는 존재하지 않는 양에 의해 결정되므로 만족스러웠다. 가장 좋은 수율 및 시각적으로 양호한 품질은 펌프 및 본 시스템을 통해서 생선의 신속하고 고른 유동을 허용하도록 단기간에 꾸준하고 충분히 많은 양의 원료공급을 가능하게 했던 더 큰 덩어리의 생선으로부터 수득되었다. 가장 높은 수율의 생선의 경우에는 생선의 대가리 부위가 대부분 보전되고 대부분의 경우에 약간의 내장도 보전되었다. 이러한 높은 수율의 어떤 부분은 어육에 있어서의 증가된 수분에 기인한다고 생각할 수 있는데, 이러한 수분의 증가는 공정상의 수류와 물탱크에서의 혼합 및 접촉시간의 가변적인 양 및 더 넓은 표면적의 노출에서부터 초래된다. 큰 덩어리로 이루어진 생선의 대부분은 부착된 내장의 매우 낮은 수준에 입각하여 매우 잘 처리되었다. 이러한 생선들은 78% 내지 84% 범위에 이르는 수율을 보유하였다. 이러한 생선들로부터의 내장부위는 계절에 따라 다르지만 몸통부위의 약 15% 내지 25%에 상당하기 때문에 결과는 최대의 내장제거 수율을 나타내었다. 원래 무게의 약 80%인 내장이 제거된 생선으로부터 잘게 썬(minced) 어육을 어림잡아 70%정도 회수한다면 원형의 생선으로부터 약 56%의 최종적인 잘게 썬 어육제품을 제공하게 될 것이다. 종래의 통상적인 기계장치를 사용해 소형 생선으로부터 잘게 썬 어육의 수율은 기껏해야 30% 내지 32%이다. 이러한 공정은 소형 생선으로부터 획득하는 식용 어육의 양을 거의 두 배로 하는 능력을 갖는다.

상기한 실험적 공정을 작동하기 위하여 단지 한 사람만이 필요하였다. 이것은 펌프를 켜고, 탱크에 생선을 놓고, 펌프를 끄는 것을 수반하였다. 한 사람의 작업자가 기계적인 고장 또는 공정상의 혼란이 발생하는 경우에 대처하기 위해 항상 필요하다.

이상 상술한 바와 같이, 최소한의 노동력으로써 고속으로 생선의 내장을 자동제거하기 위한 방법 및 장치가 제공되며, 기계장치의 재배열(구성)이 없이도 생선의 크기에 구애 없이 다양한 크기의 생선을 처리할 수 있는 장치가 제공된다.

전술한 실시예들은 발명의 더 양호한 이해를 위하여 단지 예를 들어 설명한 것이며, 당해 기술분야의 전문가라면 본 발명의 정신을 이탈하지 않고 어떠한 변경도 가능할 것임을 이해하여야 할 것이다. 본 발명의 범위는 단지 첨부한 청구범위에 의해서만 정해질 것이다.

Claims (25)

1. 수압의 흐름 속에서 생선을 추진하기 위한 수압식 수단;

   상기한 수압의 흐름 내에서 각각의 생선을 연속적으로 이송하고 그것의 중심을 잡기 위한, 상기 수압식 수단에 연결된 투입구를 갖는 신장된 수압식 유도관;

   상기 유도관의 배출구에 연결된 하나의 투입구를 갖는 수압식 절단 도관(상기 절단 도관은 다수의 신장된, 길이 방향으로 배열되고 방사형으로 방향이 배치된 칼날들을 가지며, 상기 각각의 칼날은 상기 절단 도관에 회전 가능하게 연결된 상기 투입구에 근접한 하나의 단부를 가짐과 아울러 상기 투입구에서부터 벗어난 먼 쪽의 자유단을 가지며, 상기 자유단은 상기 회전 가능하게 연결된 단부보다도 더 상기 유압의 흐름 쪽으로 돌출하고 안쪽으로 편향하도록 구성되어, 상기 칼날의 인접하는 절단 날들은 소정의 최소 이격거리에 의해 분리됨으로써 상기 절단 도관을 통과하는 생선이 그의 껍질이 벗겨져서 생선내장을 노출하도록 한다); 및

   껍질이 벗겨진 생선으로부터 노출된 내장을 베어내고 상기 생선과는 실질적으로 분리된 유압의 흐름에 상기 제거된 내장을 실어보내기 위한 다수의 안쪽으로 배열된 사출장치들을 갖는 상기 절단 도관의 배출구에 연결된 투입구를 갖는 내장제거용 도관을 포함하는,

   생선의 내장을 제거하기 위한 유체역학적으로 동작하는 부분적 박피장치.
2. 제1항에 있어서, 껍질이 벗겨진 생선과 수압의 흐름으로부터 운반된 내장을 분리하기 위한 수압식 분리수단을 포함하는 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 절단 도관은 생선의 최대 절단면적과 대략 같은 절단면적을 갖는 둘러싸여진 관인 장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 수압식 수단은 하나의 펌프이고 상기 수압의 흐름은 물을 포함하는 장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 칼날들은 투입구에 인접하는 일단부로부터 배출구에 인접하는 타단부 쪽으로 경사지고(taper), 상기 최소 이격거리는 적어도 2mm 내지 3mm의 범위인 장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 도관들은 절단면이 실질적으로 원통형이고, 상기 절단 도관은 그것에 형성된 신장된 슬롯을 통해 상기 절단 도관 안으로 돌출하는 등각으로 이격된 여섯 개의 칼날들을 가지며, 상기 슬롯들은 칼날의 방사상의 움직임을 위한 여유공간을 갖는 원주상의 동축의 수압식 케이스에 의해 상기 절단 도관에 관하여 수력학적으로 밀폐되는 장치.
7. 제1항에 있어서, 각 칼날의 자유단은 상기 수압식 케이스 내의 팽창성의 탄력 있는 토러스(torus)에 의해 안쪽으로 편향되는 장치.
8. 제1항에 있어서, 상기 팽창성의 탄력 있는 토러스는 상기 토러스와 칼날의 자유단에 부착된 장력이 있는 루프를 구비하여 상기 토러스의 수축이 상기 칼날의 자유단들을 분리함으로써 상기 절단 도관을 개방하도록 하는 장치.
9. 제1항에 있어서, 상기 유도관은 유도관 투입구에 근접한 고정단과 유도관 배출구에 근접한 수압의 흐름으로 돌출하는 자유단을 갖는, 다수의 신장된, 유연한 가이드 로드를 포함하는 장치.
10. 제1항에 있어서, 상기 도관들은 소정의 길이와 절단면적을 갖도록 조합되고, 상기 수압식 수단은 수압의 흐름이 적어도 분당 250 내지 400 갤론의 범위에 달하도록 소정의 게이지 압력으로 동작하는 장치.
11. 수압의 흐름 속에서 생선을 추진하기 위한 수압 발생 수단;

    다수의 길이 방향으로 배열되고 방사형으로 방향이 배치된 칼날들을 가지며, 상기 각각의 칼날은 상기 유압의 흐름 쪽으로 돌출하고 안쪽으로 편향하도록 구성되어, 상기 칼날의 인접하는 절단 날들은 소정의 최소 이격거리에 의해 서로 분리됨으로써 상기 절단 도관을 통과하는 생선이 그의 껍질이 벗겨져서 그것의 내장을 노출하는 상기 수압 발생수단에 유체를 통해 연결된 수압식 절단기; 및

    껍질이 벗겨진 생선으로부터 노출된 내장을 베어내고 상기 생선과는 실질적으로 분리된 유압의 흐름에 상기 제거된 내장을 실어보내기 위한 다수의 안쪽으로 배향된 브러시들을 갖는 상기 절단 도관에 유체를 통해 연결된 내장 제거기를 포함하는,

    생선의 내장을 제거하기 위한 유체역학적으로 동작하는 껍질 벗기기 장치.
12. 제11항에 있어서, 상기한 수압의 흐름 내에서 수압 발생 수단으로부터 상기 절단기로 각각의 생선을 연속적으로 이송하기 위하여, 상기 절단기에 유체를 통해 연결된 배출구와 상기 수압 발생 수단에 유체를 통해 연결된 투입구를 갖는 신장된 수압식 유도관을 포함하고, 상기 유도관은, 도관에 의해 정의되는 길이방향의 축으로 상기 생선의 중심을 맞추고 그를 정렬하기 위한, 상기 유도관의 투입구에 근접한 고정단과 유도관 배출구에 근접한 상기 수압의 흐름으로 돌출하는 자유단을 갖는, 다수의 신장된 유연한 가이드 로드를 포함하는 장치.
13. 제11항에 있어서, 상기 내장 제거기는 실질적으로 원통형이고 내장 제거기의 직선 1피트 당 대략 25개의 1.5" 길이의 임의로 배치된 브러시들을 포함하는 장치.
14. 제11항에 있어서, 상기 수압의 흐름이 물인 장치.
15. 제11항에 있어서, 상기 칼날들은 신장되어 있고, 방사형으로 방향이 배치된 절단면들을 가지며, 상기 각각의 칼날은 상기 절단기에 회전 가능하게 연결된 상기 투입구에 근접한 하나의 단부를 가짐과 아울러 상기 투입구에서부터 벗어난 먼 쪽의 자유단을 가지며, 상기 자유단은 상기 회전 가능하게 연결된 단부보다도 더 상기 유압의 흐름 쪽으로 돌출하고 안쪽으로 편향하도록 구성되고, 상기 칼날들은 투입구에 인접하는 일단부로부터 배출구에 인접하는 타단부 쪽으로 경사지고, 상기 최소 이격거리는 대략 2mm 내지 3mm의 범위인 장치.
16. 제11항에 있어서, 상기 도관들 및 절단기는 절단면이 실질적으로 원통형이고, 상기 절단기는 그것에 형성된 신장된 슬롯을 통해 상기 절단기 안으로 돌출하는 등각으로 이격된 여섯 개의 신장된 칼날들을 가지며, 상기 슬롯들은 칼날의 방사상의 움직임을 위한 여유공간을 갖는 원주상의 동축의 수압식 케이스에 의해 상기 절단기에 관하여 수력학적으로 밀폐되는 장치.
17. 제15항에 있어서, 상기 칼날들은 상기 절단기에 인접한 회전된 단부와 유압의 흐름을 향해 돌출하는 자유단을 가지며, 각 칼날의 상기 자유단은 상기 수압식 케이스 내의 팽창성의 탄력 있는 토러스(torus)에 의해 안쪽으로 편향된 장치.
18. 제17항에 있어서, 상기 팽창성의 탄력 있는 토러스는 상기 토러스와 칼날의 자유단에 부착된 장력이 있는 루프를 구비하여 상기 토러스의 수축이 상기 칼날의 자유단들을 분리함으로써 상기 절단기를 개방하도록 하는 장치.
19. 제1항에 있어서, 상기 도관들 및 절단기들은 실질적으로 원통형이고, 대략 2.5"의 평균 반경과 대략 57피트의 결합길이를 갖는 장치.
20. 제19항에 있어서, 상기 수압 발생 수단은 펌프이고, 상기 펌프는 수압의 흐름이 분당 250 내지 1000 갤런의 범위에 이르도록 소정의 게이지 압력에서 작동하는 장치.
21. 투입구 및 배출구를 갖고 다수의 길이 방향으로 형성된 슬롯들을 정의하는 신장된 통형의 도관과;

    상기 도관의 내부 표면에 수직으로 배열된, 길이 방향으로 신장되도록 배열된 다수의 칼날들(상기 각각의 칼날은, 상기 절단기에 회전 가능하게 연결된 상기 투입구에 근접한 하나의 단부를 가짐과 아울러 상기 배출구에 근접한 먼 쪽의 자유단을 가지며, 상기 신장된 슬롯을 통해 절단 도관으로 돌출하도록 구성되고, 상기 자유단은 상기 회전 가능하게 연결된 단부보다도 더 상기 유압의 흐름 쪽으로 돌출하고 안쪽으로 편향하도록 구성되어, 상기 칼날의 인접하는 절단 날들은 소정의 최소 이격거리에 의해 분리됨으로써 상기 절단기를 통과하는 생선이 그의 껍질이 벗겨져서 생선내장을 노출한다)을 포함하고,

    상기 절단 도관의 슬롯들은 칼날의 횡적인 움직임을 위한 여유공간을 갖는 원주상의 동축의 수압식 케이스에 의해 상기 절단 도관에 관하여 수력학적으로 밀폐되는,

    유체역학적으로 동작하는 생선의 껍질을 벗기기 위한 장치.
22. 수압 수단에 의한 수압의 흐름을 제공하는 도관을 통해 소정 분량의 생선을 추진하는 단계;

    상기 도관에서 생선들을 순차적으로 길이방향으로 그리고 방사형으로 정렬하는 단계;

    다수의 절단용 칼날을 사용해 상기 도관 내에 있는 생선의 껍질을 벗겨서 생선으로부터 어육의 세편을 분리함이 없이 생선의 내장을 노출시키는 단계; 및

    상기 도관에 있는 껍질이 벗겨진 생선으로부터 노출된 내장을 베어냄으로써 생선의 내장을 제거함과 아울러 상기 껍질이 벗겨진 생선들과는 실질적으로 별개인 유압의 흐름에 상기 제거된 내장을 실어보내는 단계를 포함하는,

    생선의 내장을 부분적으로 제거하기 위한 방법.
23. 제22항에 있어서, 상기 유압의 흐름으로부터 운반된 내장부위를 분리하는 단계를 포함하는 방법.
24. 제23항에 있어서, 상기 유압의 흐름은 물인 방법.
25. 제24항에 있어서, 상기 도관에 공급되는 생선과 물의 혼합물은 체적으로 볼 때 적어도 1 등분의 생선 대 10 등분의 물의 비율인 방법.