KR100523885B1 - 자유유동 냉동품의 액상 공급 조제품에 대한 극저온 처리기 - Google Patents

자유유동 냉동품의 액상 공급 조제품에 대한 극저온 처리기 Download PDF

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Abstract

극저온 처리기는, 배달원으로부터 액상 공급 조성물을 수용하는 트레이 또는 다중 트레이를 포함한다. 트레이에 결합된, 복수의 오리피스 또는 오리피스와 공급 드롭퍼의 조합(이하 공급 조립체)은 트레이로부터의 액상 조성물을 균일한 크기의 액적으로 배출하기 위해 배열 부착되어 있다. 향상된 핵심은, 벨트리관 조립체 또는 기타 국부 진공원에 의해 공급 조립체에 조절된 대기의 흐름을 제어한다는 점이다. 진공 조립체는 대기(가능하다면 여과된 대기)를 극저온 처리기에 밀어넣어 공급 조립체를 지나가하여 액상 조성물이 공급 조립체의 유동채널내에서 동결되어 수용되는 것을 방지해주고, 이는 균일한 크기의 비드를 연속적으로 형성하게 해준다. 조절가능한 도어 흡입구가 유출하는 가스상 냉매의 흐름뿐만 아니라 유입하는 대기의 흐름을 제어하는 수단으로서 부착 및 배열된다.

Description

자유유동 냉동품의 액상 공급 조제품에 대한 극저온 처리기{CRYOGENIC PROCESSOR FOR LIQUID FEED PREPARATION OF A FREE-FLOWING FROZEN PRODUCT}
관련출원의 상호참조
본 출원은, 1998년 4월 24일 출원된 미국특허 출원 제09/066,140호(현재 미국특허 제6,000,229호)의 계속출원(1999년 11월 30일 출원)인 미국특허 출원 제09/451,046호의 일부계속출원으로서, 두 출원 모두 "CRYOGENIC PROCESSOR FOR LIQUID FEED PREPARATION OF A FREE-FLOWING FROZEN PRODUCT AND METHOD FOR FREEZING LIQUID COMPOSITION"의 명칭으로 출원되었다. 본 명세서에서는 이들 종래의 출원 모두를 참조로써 내포한다.
본 발명은 일반적으로 냉동품 제조장치에 관한 것으로, 특히 자유유동 냉동품의 액상 공급 조제품에 대한 극저온 처리기에 관한 것이다.
최근 아이스크림 및 냉동 요구르트의 판매가 급증하고 있고, 본 출원인은 비드형태의 독특하고 새로운 아이스크림, 냉동 요구르트 및 빙과류의 개발을 통해 이 제품시장의 일부를 차지하고 있다. "Dippin'Dots® 및 "Ice Cream of the Future®"의 상표로 거래되는 이 제품은 자판기를 통해전시회장 및 테마공원의 전문매장내에서 대중화되었다.
출원인은, 본 명세서에서 참조한 미국특허 제 5,126,156호(1992년 6월 30일 등록)에 의거하여 이 제품의 제조 및 저장방법에 있어서 소유권을 가질 뿐 아니라, 1997년 9월 9일 등록된 미국특허 제 5,664,422호의 개선사항에 해당하는 권리도 소유하고 있다. 상기 특허에 기재된 바와 같이, 특허된 방법은 유향성 액상우유 및 기타 공급 조성물을 공급 트레이에 배달하고, 그 다음으로 이 조성물을 냉동실에 적하시키는 단계를 포함한다. 이 공급 트레이는, 액상 조성물이 액적(droplet)이나 냉동전에 액적으로 분쇄되는 액상스트림 형태로 관통하여 냉동실내에 떨어지도록 복수의 오리피스가 형성되어 있다. 각 오리피스에는 트레이에 대하여 하방으로 배치된 공급 드롭퍼(feed droper)가 형성되어 있어, 액상 조성물은 트레이로부터 오리피스를 통과해 지나고, 그 후 해당하는 공급 드롭퍼를 통해 액적이나 액상 스트림이 형성된다. 이하에서는 상기 오리피스 또는 오리피스와 공급 드롭퍼의 조합을 총괄하여 공급 조립체라 칭한다.
액상 조성물의 적하 액적은 오리피스와 냉동실의 저면 사이의 영역에 있는 가스상 및 액상 냉매에 의해 냉동실내에서 급격하게 결빙되고, 따라서 유향성 아이스크림, 요구르트, 또는 유향성 빙과 등의 영양품의 고체상 비드를 형성한다. 이 냉동 비드품이 냉동실로부터 제거되고 분배 및 소비를 위해 포장된다.
경제적인 효율을 위해 액적 냉각처리동안 액상냉매로부터 가능한한 많은 BTU를 이용하는 것이 중요하다. 이는 액상 냉매에 투입되기 앞서 적하 액적을 미리 냉각하기 위해 액상 조성물이 동결되는 바와 같이, 액상조성물 주변에 생성된 냉매의 가스상 부분을 이용하여 행하여진다. 그러나, 가스상 냉매가 공급 조립체를 완전하게 둘러싸게 되면, 액상 조성물이 드롭퍼 조립체의 드롭퍼내에서 냉각되어 축소된 제품이 나오게 된다. 따라서, 드롭퍼 조립체와 공급 트레이를 직접 둘러싸 급속냉동시키는 주위온도를 갖는 것은 바람직하지 않다.
생산공정을 향상시키기 위해, 공급 조립체가 결빙될 가능성을 감소시킴으로써 작동시 냉동조성물을 차단하지 않도록 공급 조립체를 유지하는 방법이 바람직하다. 공급 조립체 및 냉동실의 상부 사이의 온도 밸런스는 공급 조립체를 통과하는 액상 조성물의 흐름을 자유롭게 하여 균일한 냉동 비드품이 연속적으로 형성되도록 하는 것이 필요하다.
공지된 바와 같이, 극저온 처리기에서 냉매로 사용되는 액체 질소는 극저온에서 기화한다. 이 처리기 외부의 주변온도는 단열된 처리기의 벽을 통하여 열전달되어 그 내부의 액체 질소의 온도를 상승시킨다. 이는 그 내부의 액체 질소의 기화속도를 상승시키고, 처리기내 일정한 액상레벨을 유지하기 위해 대량의 액체 질소가 요구된다. 따라서, 액체 질소의 기화속도를 낮추기 위해 처리기의 열특성 및 절연특성을 향상시키는 것이 바람직하다.
본 명세서에 첨부되어 일부를 이루는 도면은 본 발명의 몇몇 실시형태를 나타내며, 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리를 설명하여 준다.
도 1은 향상된 극저온 처리기의 정단면도;
도 2는 조절가능한 공기 흡입도어의 절개사시도; 및
도 3은 도 1과 유사하지만, 공기 흡입도어의 모터제어를 더 포함하고 있는 향상된 극저온 처리기의 정단면도이다.
본 발명은 자유유동 냉동품의 액상 공급 조제품에 대한 향상된 극저온 처리기 및 이를 사용하기 위한 방법에 관한 것이다. 종래의 장치를 구조적인 변형을 가하여 원하는 결과를 얻을 수 있다는 것을 실험을 통해 알수 있었다. 본 발명의 제1 목적은 자유유동 냉동품의 제조시 공급 조립체내에서 냉동품의 형성을 거의 제거하는 가스 확산실을 내장한 개선된 극저온 처리기를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 냉동품에 들어갈 수도 있는 오염물질의 양을 감소시키는 기구를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 극저온 처리기의 벽의 열전도성을 감소시켜 극저온 처리기의 효율을 향상시키는데 있다.
본 발명의 부수적인 목적, 장점 및 신규성에 대하여 이하에 설명하고, 본 명세서의 실시예를 통해 당업자들에게 충분히 이해될 것이다. 본 발명의 상기 목적 및 장점은 도면 및 첨부된 청구항에 특별하게 지정된 수단 및 조합에 의해 달성될 수 있다.
상술한 목적들은, 본 명세서에서는, 자유유동 냉동품의 액상 공급 조제품에 대한 극저온 처리기 및 그 사용방법으로 설명된 본 발명에 의해 달성된다.
극저온 처리기는 배달원으로부터 액상 공급 조성물을 수용하는 트레이를 포함한다. 이 액상조성물은 선혼합장치(premixing device)에서 다른 재료들과 소정량으로 혼합될 수도 있다. 트레이와 결합된 복수의 오리피스 또는 오리피스와 공급 드롭퍼의 조합(이하, 공급 조립체)들이 트레이로부터의 액상 조성물을 균일한 크기의 액적으로 배출하기 위해 특정하게 배열되고 부착된다. 개량의 핵심적인 특징에 있어서, 대기의 규칙적인 흐름이 벤트리(venturi) 조립체 또는 기타 국부적인 진공원에 의해 공급 조립체에 제공된다. 진공 조립체는 대기가 극저온 처리기내로 들어가 공급 조립체와 교차하여 액상 조성물이 공급 조립체의 유동채널내에 동결되어 누적되는 것을 방지하여 균일한 크기의 비드를 연속적으로 형성하게 해준다. 조절가능한 흡입구가 가스상 냉매의 유출흐름뿐 만 아니라 유입하는 대기의 흐름을 제어하는 수단으로서 부착 배열된다. 또한, 그 공기 흡입구에 필터가 설치되여 대기가 공급 트레이 구역에 유입되기 전에 미생물 오염물질을 제거한다.
또한, 가스 확산실에는 출구로부터 대략 90°에서 180°로 배치되고 진공조립체와 연통되는 대기 흡입구가 형성되어 있다. 출구 및 대기 흡입구 모두 공급 조립체를 가로질러 유입되는 대기의 양 뿐만 아니라 가스 확산실내 가스 냉매의 높이를 조절하도록 부착되어 있다. 유입되는 대기의 속도도 진공 조립체에 의해 생성된 진공도를 조절함으로써 변화될 수 있다. 그러나, 대기의 적당한 추가 없이 과도한 진공이 생성되면, 액상 냉매가 과도하게 기화되어 냉동효율을 해칠수 있다. 마찬가지로, 과도한 대기가 가스 확산실내로 유입되면, 가스 냉매의 온도가 불필요하게 상승하여 액적 예냉(pre-cooling) 효율이 감소될 뿐만 아니라, 배출가스를 사용하는 처리기의 후냉(post-cooling) 효율도 감소된다. 따라서, 최대 효율을 위해 가스 확산실내 온도는 곳곳에서 엄밀하게 모니터되어야만 한다. 이러한 구성은 균일한 냉동 비드품을 형성하는 동안 냉동기능을 수행하는데 필요한 냉매의 양을 제한함으로써 제품 단가를 낮춘다. 게다가, 냉동실의 증대된 원추형태는, 냉동실 바닥에서 냉동 비드품의 효율적인 축적으로 냉동실의 출구에서의 냉동 비드품의 산출속도를 증가시킨다.
본 발명의 다른 실시예 및 특성에 의하면, 극저온 처리기의 외부구조는 처리기의 열특성을 향상시키기 위해 "진공재킷"을 포함한다. 이 점에서, 처리기의 외부구조는 이중벽 구조를 포함한다. 종래의 기술에서, 이중벽 구조의 내부영역은 단열성 발포유리로 충전되었다. 그러나, 본 발명의 일실시형태에 의하면, 발포유리는 진공실(진공재킷)로 대체된다. 이 진공실은 향상된 열전도 특성을 갖고, 따라서 극저온 처리기의 효율을 향상시킨다.
본 발명의 여러 실시형태를 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다. 본 발명을 이들 도면을 참조하여 설명하겠지만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다. 이에 반해, 본 발명은 첨부된 청구의 범위에 의해 정의된 요지내에서의 모든 대안, 변형, 및 이에 준하는 것들을 포함한다.
도 1은 작은 비드형태로 자유유동 냉동품을 생산하기 위해 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 구성되어진 향상된 극저온 처리기를 나타내는 도면이다. 이 제품을 생산하기 위해 활용되는 기본적은 방법이 미국특허 제5,126,156호에 상세히 설명되어 있으며, 이하의 설명을 통해 이 단일 생산공정을 이해할 수 있을 것이다. 도 1에 나타낸 장치는 종래기술의 생산공정의 효율을 향상시키고 이하 설명하는 바와 같이 제품의 수율을 증가시킨다.
삭제
극저온 처리기(10)는 그 내부에 액상 냉매를 유지하는 원추형 탱크(가장 바람직함) 냉동실(12)을 포함한다. 냉동실(12)은 내부셀(14)(shell)과 외부셀(16)을 포함한다. 단열재(18)는 내부셀(14)과 외부셀(16)의 사이에 배치되어 챔버(12)의 열효율을 향상시킨다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 냉동실(12)은 각반(22)에 의해 지지된 프리스탠딩 유니트이다. 또한, 냉동실(12)은 사용중에 처리기(10)를 지지하기 위해 특별하게 만들어진 프레임에 배치될 수도 있다.
냉매(24)가, 바람직하게는 냉동능력이 검증되었다는 관점에서 액체 질소가, 냉매흡입구(26)에 의해 냉동실(12)에 유입된다. 흡입구(26)를 통해 냉동실(12)에 유입된 냉매(24)는 냉동실내의 액상 냉매의 소정 레벨로 유지하기 위해 사용되고, 기화나 제조에 따른 기타 수단에 의해 손실된 냉매(24)는 추가되어 교체되어야만 한다. 냉동실(12)내의 액상 냉매(24)의 표면으로부터 기화되어진 가스상의 냉매는 진공조립체(벤투리 노즐형일 수 있음)와 연통되는 배출구(29)를 통해 대기중으로 우선적으로 배출된다. 냉동 비드품의 추출은 냉동실(12)의 베이스에 형성된 제품출구(32)를 통해 수행된다.
유입되는 냉매(24)가 흡입구(26)를 통해 냉동실(12)에 들어오면, 냉매(24)의 소용돌이 또는 사이클론 운동이 흡입구(26)를 통해 들어오도록 허용된 냉매(24)의 양과 유입되는 냉매(24)의 흐름속도에 의거하여 냉동실(12)내에 형성될 수도 있다. 이 사이클론 운동은 냉동실(12)의 저면에서 추출대기중인 냉동 비드를 소용돌이치는 냉매에 빠지게 하여, 냉동 비드가 수집을 위해 냉동실의 저면으로 떨어지는 것을 방해하기 때문에 제조공정에 있어서는 바람직하지 않다. 이러한 난류환경에서는 균일하지 않은 비드품이 생산될 수 있다. 이와 같은 유입냉매의 원치않은 사이클론 운동은 내부 셀(14)의 내부면(36)에 장착된 배플(34)에 의해 방지된다. 배플(34)은 냉매 흡입구(26)의 근방에 있는 내부면(36)으로부터 안쪽으로 뻗어있다. 게다가, 이 배플(34)은 그 길이가 냉동실(12)내에서 거의 수직이 되도록 향한다.
조절도어(38)를 갖는 대기 흡입구(28) 및 조절도어(39)를 갖는 출구(29)가 액상 냉매(24)의 표면으로부터 기화되는 가스상 냉매의 레벨을 조절하도록 설치되어, 처리기(10)내에 과도한 압력이 형성되지 않고, 공급 조립체(40)내의 액상조성물의 냉동이 발생하지 않는다.
공급 트레이(48)는 배달원(50)으로부터 액상 조성물을 받는다. 일반적으로, 펌프(미도시)는 액상 조성물을 배달관(52)을 통해 공급 트레이(48)에 보낸다. 선혼합장치(54)는 공급 조립체(40)내에서 클로징(clogging)을 유발하지 않을 정도의 작은 크기의 기타첨가물 또는 분말조미료 등과 같은 복수의 조성물(이들 모두가 액상인 것은 아님)을 소정 농도로 혼합하여 공급 트레이(48)에 배달한다.
균일한 크기의 냉동 비드품(56)을 생성하기 위해, 액상 조성물의 균일크기의 액적(58)이 가스 확산실(46)을 통해 냉동실(12)에 공급될 필요가 있음을 알아야 한다. 공급 트레이(48)는 원하는 특성의 액적(58)을 형성하는 공급 조립체(40)와 함께 설계된다. 냉동품은 액상 조성물의 액적(58)이 가스 확산실(46)내 냉매증기와 접촉하고 난 다음 냉동실(12)내 액상 냉매(24)와 거의 접촉할 때 비드의 형태를 갖는다. 비드(56)가 형성된 후, 이들 비드가 챔버(12)의 저면에 떨어진다. 운송시스템은 출구(32)에서 챔버(12)의 저면에 연결되어, 비드(56)를 이후의 운반 및 소비를 위한 포장 및 분배 네트워크로 운반한다.
본 발명의 일실시형태에 의하면, 바람직한 실시예는 벤트리 형태의 일체형 진공조립체(30)로 설계된다. 이 진공 조립체(30)는 공기흡입구(28)와 조절도어(38)와 협력함으로써 기류가 흡입구(28)를 통과하여 공급 조립체(40) 주변을 지나서 내부에서 액상 조성물이 얼지 않게 한다. 이는 진공 조립체(30)에 의해 인출된 유입대기가 공급 조립체와 정렬하도록 가스 확산실(46)의 양측상에 진공 조립체(30)와 공기 흡입구(28)를 설치함으로써 수행된다. 이러한 구성에 있어서, 대기는 공급 조립체의 주변으로 흘러 공급 조립체 흐름채널내의 액상 조성물이 동결되는 것을 방지하기 에 충분한 온도로 공급 조립체를 보온한다. 일반적으로 공기 압축기 형태인 공기원(60)이 진공 조립체(30)에 부착되어 필요한 기류를 생성하도록 적당한 흡입을 제공한다.
상술한 바와 같이, 공기 흡입구(28)에는 유입되는 대기의 양을 제어하기 위한 조절도어(38)가 형성되어 있다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 이 도어(38)의 바람직한 실시예는 프레임(64)내에 장착된 슬라이딩 가능한 일련의 도어 세그먼트(62)이다. 이 구성은 여러 조절조합을 수용하여, 도어(38)가 흡입구를 최대 크기로 개방한 완전개방과, 도어가 흡입구(28)를 완전 차단하여 대기 흐름을 방지하는 완전폐쇄상태 사이에서 원하는 유속을 얻을 수도 있다. 원하는 결과를 얻기 위해, 조절도어(38)의 각종 실시예가, 예컨대, 가변유동 노즐, 또는 조절가능한 흡입벤트 등이 사용될 수 있음을 본 기술분야의 당업자들은 인식할 수 있다.
한가지 실시예에 있어서, 도어(62)는 수동으로 조절된다. 처리기(10) 외부의 운전자가 관찰, 경험, 또는 기타 요인에 의해 도어(62)의 위치를 조절할 수도 있다. 다른 실시예에 있어서, 도어(62)는 모터(80)(도 3 참조)나, 도어를 이동할 수 있는 기타 기구에 의해 자동적으로 조절될 수도 있다. 이러한 실시예에 있어서, 온도 센서(82)(또는 적당한 센서)를 사용하여 공급 조립체(40) 주변의 온도를 감지한다. 온도가 소정온도 이하로 떨어짐에 따라, 모터(80)가 도어(62)를 조절하여 흡입구(28)의 크기를 증가시킨다. 반대로, 온도가 소정온도 보다 높다면, 모터(80)는 도어(62)를 조절하여 흡입구(28)의 크기를 감소시킨다.
다른 실시예에 있어서, 흡입구(28)가 일정하게 유지되고, 진공원(60)이 공급 조립체(40) 주변의 온도를 제어하기 위해 조절될 수도 있다. 이러한 실시예에 있어서, 온도가 소정 레벨 이하로 떨어지면, 진공원(60)은 드롭퍼(44)를 가로지르는 기류를 증가시키도록 제어될 수도 있다. 반대로, 온도가 소정온도 이상으로 상승하면, 진공원(60)은 드롭퍼(44)를 가로지르는 기류를 감소시키도록 제어될 수도 있다.
게다가, 공급 조립체(40) 주변의 온도는 흡입구(28)의 크기와 드롭퍼(44)를 가로지는 기류속도 제어조합을 통해 제어되어도 좋다. 즉, 온도제어는 모터(80) 제어와 진공원(60) 제어의 조합을 통해 실시될 수 있다.
다른 실시예에 있어서, 모터(80) 제어 및/또는 진공원(60) 제어는 공급 조립체로 흐르는 액상 조성물의 유속에 의거하여 수행될 수도 있다. 액상레벨 센서를 사용하여 공급 조립체내 액상 조성물의 레벨을 감지할 수도 있다. 일반동작(드롭퍼(44)가 완전개방됨)하에서는, 공급조립체로의 액상조성물의 일정한 유속이 확립될 것이다. 속도가 감소하면, 이러한 감소는 드롭퍼(44)내 얼음의 생성 결과라고 추정할 수도 있다. 결과적으로, 모터(80)가 흡입구(28)의 크기를 증가시키도록 제어될 수도 있고, 진공원(60)이 드롭퍼(44)를 가로지르는 기류를 증가시키도록 제어될 수도 있다.
냉동실 온도, 냉매레벨 등과 같은 여러 동작값을 측정하기 위해 복수의 센서(66)가 포함될 수도 있다. 이들 각 센서는 제조공정을 모니터하는 제어장치(68)에 입력신호를 제공하고, 냉동 비드를 자동생산하기 위해 제어출력신호(70)를 제공한다. 도시할 목적으로, 도 1에 포함된 이들 센서는 단순한 점으로서 나타내었다. 그러나, 센서의 실제구조는 실제사용에 따라 변화된다.
향상된 본 발명의 사용으로부터 많은 이득이 얻어졌다. 공급 조립체내의 액상 조성물이 동결되어 공급 조립체를 가열하고 청소하는 동안 제조공정이 끊겼던 종래의 기술설계와는 대조적으로, 본 발명은 공급 조립체내의 액체가 동결되는 것을 방지함으로써 제조공정이 끊김없이 연속적이다.
게다가, 비이상적인 냉동 액상 조성물은 포장되기 전에 균일한 비드제품으로부터 분리되어 제거되어야할 폐기물을 나타낸다. 이러한 폐기물과, 선별장치의 동작과 같은, 소정 제품으로부터 폐기물을 제거하는 공정은 제조효율을 감소시킨다. 본 발명에서는 이러한 폐기물이 없다. 새로운 가스 확산실과 진공 조립체를 사용함으로써, 선별요구의 필요성을 제거하는데 성공하였고, 따라서 종래 분리부품 및 이를 동작시키는데 사용되는 동력을 더 이상 필요로 하지 않는다.
본 발명의 한 실시예에 의하면, 흡입필터(90)(도 1 및 도 3 참조)가 공기 흡입구(28)에 배치되어도 좋다. 이 흡입필터(90)는 도어(62)의 내측에 나타내었지만 도어(62)의 외측에 위치될 수도 있다. 처리기(10) 주변의 분위기를 매우 위생적으로 유지하기 위해 많은 방법을 취하였지만, 일정한 공기 오염물이 존재한다는 것을 알수 있었다. 결과적으로, 공기 흡입필터(90)를 설치하여 더 위생적으로 하고, 공기를 여과하여 공급 조립체(40)를 가로질러 흐르게 함으로써, 보다 깨끗하고 순수한 냉동품이 얻어진다.
본 발명의 범위 및 사상에 의하면, 필터(90)를 형성하는 재료, 필터의 밀도, 다공성, 및 기타 특성은 변할 수 있다. 또한, 본 발명은 특정한 흡입필터(90)로 한정되는 것은 아니다. 그러나, 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 구성된 필터는 크기가 0.2미클론 이상인 모든 오염물질을 제거할 것이다.
본 발명의 다른 특성에 의하면, 처리기(10)의 열특성이 향상된다. 바람직하게는 처리기(10)는 내벽(14) 및 외벽(16)을 갖는 이중벽구조로 구성된다. 이전의 생성 처리기는 벽(14,16) 사이에 발포유리 단열재를 갖는다. 그러나, 본 발명의 일실시형태에 의하면, 진공재킷이 설치되어 처리기(10)내의 액상냉매를 단열한다. 따라서, 내벽(14)과 외벽(16)사이의 챔버를 진공으로 하기 위해 포트(미도시)와 진공원(미도시)이 설치될 수도 있다. "진공재킷"이 발포유리 재킷보다 단열성이 우수하다고 밝혀졌다. 결과적으로 액상 냉매의 기화 및 증발 속도가 감소된다. 따라서, 소정량의 냉동품 제조에 대하여 적은 양의 액상 냉매가 요구된다.
지금까지 도면을 참조하여 설명을 진행하였다. 그러나, 본 발명은 기재된 형태의 것으로 제한되지 않는다. 상술한 요지 내에서 각종 변형과 변경이 가능하다. 상술한 실시예 또는 실시예들은 본 발명의 이론을 최적으로 설명하기 위해 선택된 것이고, 따라서 일반적인 기술 중 하나를 본 발명에 적용하여 각종 실시예를 만들 수 있다. 본 발명의 요지내의 이런 모든 변형 및 변경은, 이들이 공정하고 법률적으로 권리된 범위에 따라 해석될 때, 첨부된 청구항에 의해 정의되어야 한다.
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Claims (19)

  1. 거의 원추형의 냉동실;
    상기 냉동실의 상방에 형성된 가스 확산실로서, 그 가스 확산실의 양측과 유체가 통하는 공기 흡입구 및 진공조립체를 구비하며, 상기 진공조립체가 상기 공기 흡입구를 통해 그 가스 확산실로 대기를 끌어 들이도록 배치적용되어 오리피스에 조절된 기류를 확보하여서 액상 조성물이 상기 오리피스 또는 그것과 결합된 공급 드롭퍼에서 동결되는 것을 방지하는 가스 확산실;
    배달원으로부터 액상 조성물을 수용하도록 배치적용된, 상기 가스 확산실 상방에 놓인 공급트레이 또는 복수의 트레이로서, 그것으로부터 상기 조성물의 균일한 크기의 액적 배출을 조절함으로써, 그 액적을 상기 가스 확산실을 통해 그 하방에 있는 상기 냉동실로 중력에 의해서 운반하는 복수의 오리피스를 갖는 트레이; 및
    상기 공기 흡입구에 배치되어 상기 흡입구 및 오리피스 주변을 통과하는 공기로부터 오염물질을 여과하는 공기 흡입필터를 포함하는, 자유유동 냉동품의 액상 공급 조제품에 대한 극저온 처리기.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 공기 흡입필터는 0.2미크론 이상의 오염물질을 여과하도록 구성된 것을 특징으로 하는 극저온 처리기.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 복수의 오리피스에는 액상 조성물로부터 액적을 생성하는 복수의 공급 드롭퍼가 더 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 극저온 처리기.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 공기 흡입구는 유입되는 대기의 양을 조절하기 위한 조절수단을 더 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 극저온 처리기.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 조절수단은 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 극저온 처리기.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 냉동실은 내측면 및 유체흐름 정지수단을 더 구비하고 있고, 상기 냉동실의 상기 유체흐름 정지수단이 내측면에 배치적용되어, 유입되는 액상 냉매가 상기 냉동실내에서 분쇄와류를 생성하는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 극저온 처리기.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 냉동실은 내벽 및 외벽에 의해서 더 규정되고, 상기 내벽 및 외벽의 사이에는 단열재가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 극저온 처리기.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 단열재는 상기 외벽 및 내벽 사이의 진공공간인 것을 특징으로 하는 극저온 처리기.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 처리기에는 극저온 처리기의 트레이나 트레이들에 액상 조성물을 제공할 수 있는 배달원이 더 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 극저온 처리기.
  10. 제 1항에 있어서, 상기 처리기에는 복수의 조성물을 원하는 농도로 혼합하여 상기 극저온 처리기의 배달원에 상기 혼합 조성물을 공급할 수 있는 선혼합 장치가 더 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 극저온 처리기.
  11. 제 1항에 있어서, 복수의 센서를 갖는 제어장치를 더 포함하며, 극저온 처리기로서, 상기 센서가 극저온 처리기에 부착되어 여러 작동값이 측정되어서 입력신호로서 상기 제어장치에 전송되고, 입력신호가 상기 제어장치내에 적당한 알고리즘에 의해 해석되어, 출력신호가 상기 제어장치로부터 생성되어 냉동 비드품의 자동 모니터링 및 제조를 허용하는 극저온 처리기에 전송되는 것을 특징으로 하는 극저온 처리기.
  12. 냉동 비드품을 형성하기 위해 냉매를 함유하는 냉동실에 액상 조성물을 공급하는 방법으로서,
    액상 공급 조성물을 배달원으로부터 트레이나 복수의 트레이에 공급하는 단계;
    상기 공급 트레이 또는 트레이들로부터 오리피스를 통해 상기 오리피스의 직하방에 배치된 가스 확산실내로 상기 액상 공급 조성물 또는 조성물들을 액적의 형태로 중력에 의해 배출하는 단계;
    상기 가스 확산실의 직하방에 배치된 냉동실내로 액적을 운반하는 단계;
    상기 가스 확산실과 냉동실내에 매우 차가운 분위기를 조성하여 액적이 자유낙하시 사실상 예냉되는 단계; 및
    상기 가스 확산실과 복수의 오리피스의 주변을 통해 여과된 기류를 제공하여 액상 조성물이 상기 오리피스내에서 동결되지 않는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액상 조성물의 공급방법.
  13. 제 12항에 있어서, 상기 복수의 오리피스 주변에 기류를 제공하는 단계는, 상기 가스확산실과 유체가 통하는 진공 조립체 및 공기 흡입구에 의해 수행되고, 상기 진공 조립체는 흡입구를 통해 가스 확산실로 대기를 끌어들여 오리피스주변에 제어된 기류를 확보함으로써 액상 조성물이 상기 오리피스내에서 동결되는 것을 방지하도록 배치적용되어 있는 것을 특징으로 하는 액상 조성물의 공급방법.
  14. 제 12항에 있어서, 냉동실 액상 냉매의 레벨, 냉매 입력의 속도, 냉동실 온도, 가스 확산실 온도, 대기의 유입속도, 액상 조성물 입력 속도, 및 냉동품 출력 속도로 이루어진 군으로부터 선택된 복수의 작동 파라메터를 모니터링할 수 있는 제어수단을 포함하여 냉동 비드품의 제조를 자동적으로 제어하는 단계, 및 상기 처리기의 작동 파라메터를 조절할 수 있는 상기 제어장치로부터 제어 출력신호를 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액상 조성물의 공급방법.
  15. 냉동 비드품을 형성하기 위해 냉매를 함유하는 냉동실에 액상 조성물을 공급하는 방법으로서,
    액상 공급 조성물을 배달원으로부터 공급 트레이에 운반하는 단계;
    상기 공급 트레이로부터 상기 오리피스의 하방에 배치된 가스 확산실내로 액상 공급 조성물을 액적의 형태로 중력에 의해 배출하는 단계; 및
    제어 및 여과된 기류를 오리피스의 주변에 제공하는 단계를 포함하는것을 특징으로 하는 액상 조성물의 공급방법.
  16. 제 15항에 있어서, 상기 제어된 기류를 제공하는 단계는, 상기 오리피스에서의 온도에 의거하여 공기 흡입구의 크기를 동적으로 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액상 조성물의 공급방법.
  17. 제 15항에 있어서, 상기 제어된 기류를 제공하는 단계는, 공급 트레이로의 액상 공급 조성물의 유속에 의거하여 공기 흡입구의 크기를 동적으로 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액상 조성물의 공급방법.
  18. 제 15항에 있어서, 상기 제어된 기류를 제공하는 단계는, 상기 오리피스에서의 온도에 의거하여 오리피스 주변의 기류속도를 동적으로 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액상 조성물의 공급방법.
  19. 제 15항에 있어서, 상기 제어된 기류를 제공하는 단계는, 상기 공급 트레이로의 액상 공급 조성물의 유속에 의거하여 상기 오리피스 주변의 기류속도를 동적으로 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액상 조성물의 공급방법.
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