KR100577768B1 - 전지활성 생콩 미세분말의 제조시스템 및 방법과 생콩 미세분말을 이용한 전두부의 제조시스템 및 그 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전지 활성 생콩 미세분말의 제조시스템 및 방법과 생콩 미세분말을 이용한 전두부의 제조 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 생콩을 건식으로 미세 분말화하는 제조시스템 및 방법과, 생콩 미세분말을 밀폐된 커터믹서(Cutter Mixer) 내에서 수용액 상태로 1차 분쇄/교반, 2차분쇄/교반한 후, 진공탱크 및 진공펌프를 이용하여 습식 분쇄 및 교반시에 발생되는 거품을 진공 탈포함으로써 전두부를 제조하는 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
본 발명에 의해 제조된 전 두부는 종래의 두부에 비하여 물 사용량이 대폭 감소되어 폐수처리 비용이 거의 발생하지 않고, 콩의 영양분을 대부분 섭취할 수 있으며 식감도 훨씬 고소하다. 또한, 환경 폐기물 처리 비용도 발생하지 않으며, 기존의 10시간 수침/불림 공정을 줄임으로써 제조 시간을 대폭 단축하여 심야 출고에 따른 부담을 줄일수 있다.
Description
도 1은 본 발명에 의한 전지 활성 생 콩 미세분말 제조시스템의 구성을 나타내는 구성도.
도 2는 본 발명에 의한 제조시스템 중 건조장치를 나타내는 단면도.
도 3은 본 발명에 의한 전지활성 생콩 미세분말의 제조방법을 나타내는 블록도.
도 4는 본 발명에 의해 제조된 생콩 미세분말의 입자분포를 나타내는 그래프.
도 5a 내지 5b는 본 발명에 의해 제조된 생콩 미세분말의 입자를 전자현미경으로 관찰한 사진으로서, 도 5a는 1000배 확대 사진이며, 도 5b는 5000배 확대 사진.
도 6은 본 발명에 의한 제1 및 제2 분쇄/교반 단계를 거친 생콩 미세분말의 입자 분포를 나타내는 그래프.
도 7은 본 발명에 의한 전두부 제조시스템의 구성을 나타내는 구성도.
도 8은 본 발명에 의한 전두부의 제조 방법을 나타내는 블록도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10: 저장사이로 20: 저류호퍼
30: 첨가제 저장탱크 40: 쿠커
50: 건조장치 51: 제1건조실
52: 제2건조실 53: 제3건조실
54: 제4건조실 55: 뜸실
56: 에이프런피더 60: 롤밀
70: 기류식 분쇄장치 80: 커터 믹서
H: 히팅코일 I: 순환팬
O: 배기관 F: 배기팬
본 발명은 전지활성 생콩 미세분말의 제조시스템 및 방법과 생콩 미세분말을 이용한 전두부의 제조 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 생 콩을 건식으로 미세 분말화하는 제조시스템 및 방법과, 생콩 미세분말을 밀폐된 커터 믹서(Cutter Mixer) 내에서 수용액 상태로 1차 분쇄/교반, 2차분쇄/교반한 후, 진공탱크 및 진공펌프를 이용하여 습식 분쇄 및 교반시에 발생되는 거품을 진공 탈포함으로써 영양과 맛이 살아있는 전두부를 제조하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
종래의 습식법에 의한 두유 및 두부 제조방법은 일반적으로 세척, 수침, 마쇄, 끓임, 두유여과(비지발생), 응고제 압착 성형의 공정으로 이루어진다. 그러나, 그러한 종래의 방법은 장시간(평균10시간)에 걸친 수침 과정에서 일부 영양분이 유실되고, 비지발생에 따른 수율 저하 및 영양손실 폐수 발생에 따른 처리비용, 심야출고에 따른 불규칙적인(Dreamless) 생활과 제한적인 작업 등으로 인하여 비효율적일 수 밖에 없다.
최근에는 비지성분을 통째로 이용한 습식 전두부의 제조에 힘을 기울이고 있으나 대부분 상용화되지 못하고 있는 실정이다. 일본에서는 일부 섬유질 분해효소 및 단백질 분해효소를 사용하여 습식전두유 및 전두부 개발에 성공하였으나 그러한 방법은 제조 공정이 종래의 습식법에 비하여 까다롭고 몇몇 종류의 효소사용 등으로 제조원가가 상승하는 등 일부 해결해야 할 과제가 여전히 남아 있다.
국내에서도 효소를 사용하지 않고 전 두유를 일부 생산하고 있으나, 생산된 전 두유를 이용하여 전 두부를 제조하는 데에는 상당한 어려움이 있다.
이와 같은 방법은 전 두유 제조시 콜로이드 밀을 사용한 습식법에 의해서 미세분말을 제조하나, 습식 분쇄시 전단 및 마찰에 의해 발생되는 열에 의해서 단백 질이 일부 손상되어 지방과 단백질이 분리되는 현상과 응고제 투입후 겔(Gel) 현상이 완벽하게 이루어지지 않아 식감과 탄력성이 저하되는 문제가 있다.
한편, 평균입경 400~600Mesh의 생 콩 분말을 이용한 전 두유 및 전 두부의 제조에 도전하고 있으나 아직 상용화되지는 못하고 있다. 이와 같은 방법은 분말입자가 수용액 상태에서 자기체적의 2.2~2.4배로 팽대하는 현상이 있어 이를 온두유 상태에서 기계식 여과망(325Mesh)을 통과하면 일부 비지가 발생하고 통과된 두유를 응고제 투입후 성형하면 부침 및 찌게용 두부가 제조되는데, 이때 씹히는 현상으로 인한 식감 저하와 일부 영양분의 손실은 물론 탄력성과 수율의 저하 등으로 온전한 두부의 제조가 어려운 실정이다.
또한, 평균입경 400~600Mesh 분말을 수용액 상태에서 고압 분사하면 순간적으로 단백질이 열해를 입기 때문에 지방과 단백질이 분리되는 황변화 현상이 발생되어 응고 및 성형후 두부의 식감 및 탄력성 저하로 인해 전두부의 제조가 어려워 질 수 밖에 없다.
본 발명은, 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해소하고자 하는 것으로서, 건식 방법을 사용하여 생콩을 미세분말화함으로써 제조후 장시간 보관이 가능하며, 제조 과정에서 콩에 자체적으로 포함되어 있는 효소들의 활성에 의해 지방분을 포함한 영양소들이 소실되는 것을 방지할 수 있는 제조시스템과 그 방법을 제공하고자 한다.
또한, 종래의 시스템 또는 방법에 의해 제공되던 미세분말에 비해 평균 입자 직경이 훨씬 더 작아진 미세 분말을 이용하여 식감과 영양분이 우수한 전두부를 제조할 수 있는 시스템과 그 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명은 전지활성 생콩 미세분말의 제조시스템 및 방법과 생콩 미세분말을 이용한 전두부의 제조 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 생 콩을 건식으로 미세 분말화하는 제조시스템 및 방법과, 생콩 미세분말을 밀폐된 커터 믹서(Cutter Mixer) 내에서 수용액 상태로 1차 분쇄/교반, 2차분쇄/교반한 후, 진공탱크 및 진공펌프를 이용하여 습식 분쇄 및 교반시에 발생되는 거품을 진공 탈포함으로써 영양과 맛이 살아있는 전두부를 제조하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명에 의한 전지활성 생 콩 미세분말 제조시스템의 구성을 나타내는 구성도이며, 도 2는 상기 제조시스템 중 건조장치를 나타내는 단면도이고, 도 3은 본 발명에 의한 전지활성 생 콩 미세분말의 제조방법을 나타내는 블록도이며, 도 4는 본 말명에 의해 제조된 생 콩 미세분말의 입자분포를 나타내는 그래프이다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 전지활성 생 콩 미세분말 제조시스템은, 미분쇄 원료로서의 생 콩이 공급되는 저장사이로(10), 저장사이로(10)로부터 공급된 생 콩을 저류하고 적정한 유량으로 미분쇄시스템에 제공하기 위한 저류호퍼(20), 저류호퍼(20)와 쿠커(40) 사이에 개재되어 저류호퍼(20)로부터 쿠커(40)에 공급되는 생 콩에 첨가하기 위한 첨가제를 저장하는 첨가제 저장탱크(30), 고온/ 고압의 증기로 공급된 생 콩을 증숙하여 콩의 생리활성 성분을 불활성화하는 쿠커(40), 쿠커(40)에 의해 증숙된 생 콩을 건조하기 위한 것으로서 4단계의 건조실(51-54)과 하나의 뜸실(55)로 구성되는 건조장치(50), 건조된 생 콩을 1차로 조분쇄하기 위한 롤밀(Roll Mill)(60), 및 상기 롤밀(60)에 의해 조분쇄된 생 콩 조분쇄물을 미분쇄하기 위한 기류식 분쇄장치(70)를 포함하여 구성된다.
여기서, 저장사이로(10)에는 외부로부터 생 콩을 투입하기 위한 공급호퍼(11)가 구비된다.
상기 저류호퍼(20)에는 공급되는 생 콩 원료중 포함되는 이물질을 제거하기 위한 자석석발기(21)와 2메쉬/4메쉬로 콩을 2단 3분리하는 진동선별기(22)가 구비된다.
상기 첨가제 저장탱크(30)는 저류호퍼(20)로부터 공급되는 생 콩 중에 첨가할 첨가제를 저류하며, 첨가제는 펌프에 의해 쿠커(40)로 공급된다.
본 발명에서 생 콩에 첨가되는 첨가제로는 트레할로스(Trehalos)와 같은 일반적인 산화방지제가 사용되는데, 이들은 미분쇄후 생 콩이 산패되는 것을 방지하는 역할을 한다.
상기 쿠커(40)는 스테인레스 재질의 회전 실린더 내부 중앙에 고온/고압 증기를 분사하는 증기파이프가 구비되는 형태로 구성되며, 회전하면서 증기파이프로 부터 분사되는 고온/고압 증기를 이용하여 내부의 생 콩을 증숙하는 로타리 형식으로 작동되는데, 이와 같은 증숙처리는 생 콩에 자체적으로 포함되어 있는 트립신저해제(Trypsin Inhibitor), 적혈구응집소(Hemmagglutinin), 리폭시기나제(Lipoxygenase) 등의 효소를 불활성화시킴으로써 지방분을 포함한 영양소들이 소실되지 않도록 하기 위한 것이며, 이에 따라 최종 생산되는 생 콩 미세분말을 전지화시키고자 하는 것이라고 할 수 있다.
본 발명에서 쿠커(40)에 공급되는 증기는 약 80-100℃의 온도와 약 0.5-1.0Kg/cm2의 압력으로 운용된다.
상기 건조장치(50)는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 각각 히팅코일(미도시), 순환팬(I), 배기관(O) 및 배기팬(F)이 구비되며 쿠커(40)로부터 증숙되어 공급된 고온 고습 상태의 생 콩을 각각 동일한 공정으로 건조하여 습도 20% 이하로 건조하는 제1건조실(51) 및 제2 건조실(52), 각각 히팅코일(미도시), 순환팬(I), 배기관(O) 및 배기팬(F)이 구비되며 제1건조실(51) 및 제2건조실(52)로부터 이송된 생 콩을 각각 동일한 과정으로 건조하여 습도 10% 이하로 건조하는 제3건조실(53) 및 제4건조실(54), 및 제1건조실-제4건조실에서 건조된 생 콩을 냉각하고 온도/습도를 전체 콩에 균등하게 분배시키는 뜸(Tempering) 과정을 적용하는 뜸실(55)을 포함하여 구성된다.
건조장치(50)에는 건조되는 증숙된 생 콩이 서로 뭉치지 않고 산개되어 공급될 수 있도록 분산시키면서 제1건조실(51)에 낙하시켜주는 에이프런 피더(Apron Feeder)(56)가 구비된다.
이와 같이 건조장치(50)를 4개의 단계로 나누어 구성하는 것은 단일 건조장치를 이용하여 한 번의 공정으로 건조과정을 수행하면 콩 전체가 균일하게 건조 및 냉각되지 않기 때문이다. 즉, 이렇게 단계를 구분하게 되면 한 단계에서 다음 단계로 넘어가는 동안 콩 입자가 고르게 혼합 및 산개됨으로써 균일한 건조 및 냉각 기회를 가질 수 있기 때문이다. 이러한 건조 및 뜸과정을 거쳐 최종 생산되는 생 콩 미세분말의 식감을 향상시키며 색상을 일률적으로 해주는 효과를 가진다.
본 발명에서 1차 조분쇄장치로 사용한 롤밀(60)은 일반적인 맞물림 로울러를 이용하여 증숙, 산패방지처리 및 건조된 생 콩을 반할-4분할 정도로 조분쇄하기 위한 것으로서, 이와 같은 롤밀(60)에는 공기유입구와 공기유출구가 구비되고 집진기가 장착되어 고속의 공기를 유통시킴으로써 비중차를 이용한 콩 껍질의 분리 작업도 병행된다.
본 발명에서 조분쇄된 생 콩 분쇄물을 미분쇄하는 기류식분쇄장치(70)는, 본 발명자의 선행 특허출원 제2003-20181호의 기류식미분쇄시스템에 역시 본 발명자의 선행 특허출원인 제2003-97621호 냉각장치를 적용한 것이다. 구체적으로는, 스크류 콘베이어에 분쇄 대상물을 공급하는 공급호퍼와, 공급호퍼로부터 공급된 분쇄 대상물을 분쇄기로 투입하는 스크류 콘베이어와, 투입된 분쇄 대상물을 기류식으로 미분쇄하는 것으로서 자켓 형태로 분쇄기 외면에 장착된 냉각장치가 구비되는 기류식 분쇄기와, 분쇄기 모터의 분쇄 부하량 변화를 검출하여 스크류 콘베이어의 회전속도를 제어함으로써 분쇄기의 분쇄 부하량을 균일하게 제어하는 분쇄기 공급량 제 어장치와, 분쇄된 분쇄물중 원하는 입자 크기의 분체만을 분급해내는 분급기와, 분급기에서 분리된 분체를 포집하여 제품으로서 배출하는 싸이클론형의 포집기와, 시스템의 구동력으로 사용되고 배출되는 공기중 잔류하는 분체를 집진 제거하는 백필터 방식의 집진기와, 집진기의 여과 전후 차압 변화를 검출하여 송풍기의 출력을 보정해 줌으로써 전체 시스템의 송풍압력을 균일하게 제어하는 차압제어장치와, 분체를 수송하고 분급기, 포집기 및 집진기의 구동력이 되는 공기의 흐름을 제공하는 송풍기, 이송관, 포집기 및 집진기에 각 1개 이상씩 구비되어 내벽에 분체가 부착되는 것을 방지하는 에어바이브레이터, 및 에어바이브레이터의 작동을 제어하는 자동떨어내기 제어장치를 포함하여 구성된다.
한편, 이상과 같이 구성되는 본 발명의 생 콩 미세분말 제조시스템의 구동력은 각 장치와 장치 사이에 개재되어 구성되는 다수의 고압 송풍기(B)들에 의해 제공되며, 이와 같은 장치들의 사이에는 다수의 싸이클론(C)이 구비되어 이송되는 원료 또는 반제품 또는 완제품 중의 이물질을 제거하게 된다.
이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 전지활성 생 콩 미세분말 제조시스템을 이용한 전지활성 미세분말 제조방법을 도 3을 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 생산지로부터 채취되어 수송되는 생 콩이 공급호퍼(11)를 통하여 저장사이로(10)에 적재된다.
저장사이로(10)에 적재된 생 콩은 싸이클론(C)을 거치면서 비중차를 이용 이 물질이 제거되고 자석석발기(21)와 진동선별기(22)를 거치면서 이물질이 제거되고 선별된 후 저류호퍼(20)로 공급되며, 저류호퍼(20)는 필요에 따라 적정한 유량으로 생 콩을 쿠커(40)에 공급한다.
이때 쿠커(40)로 향하는 관로에는 첨가제저장탱크(30)로부터 펌프에 의해 유출된 첨가제가 쿠커(40)로 공급된다.
쿠커(40)에 공급된 콩은 로타리 형식으로 돌아가는 쿠커(40) 내부의 증기파이프로부터 분사되는 온도 약 80-100℃, 압력 약 0.5-1.0Kg/cm2 의 증기에 의해 고르게 증숙되는데, 이때 콩의 쿠커(40)내 체류시간은 약 50-15분이 적당하다.
이러한 조건에서 증숙된 생 콩은 약 30% 정도의 수분을 함유하게 되며, 트레할로스(Trehalos) 첨가에 의해 산화방지처리됨과 동시에 트립신저해제, 적혈구응집소, 리폭시기나제 등의 효소가 불활성화됨으로써 지방성분을 비롯한 영양소들이 파괴되지 않은 상태로 증숙된다.
다음에, 이렇게 증숙된 콩은 에이프런피더(56)에 의해 제1건조실(51)을 경유하여 제2건조실(52)로 유입되면서 히팅코일(미도시)에서 발생하는 열과 배기팬(F), 순환팬(I) 및 배기관(O)의 작용에 의해 건조 및 냉각되는데, 이렇게 제1건조실(51) 및 제2건조실(52)을 거친 생 콩은 습도 20% 이하, 바람직하게는 약 15% 정도로 건조된다.
제2건조실(52)로부터 건조되어 유출된 생 콩은 제3건조실(53) 및 제4건조실(54)을 경유하면서 역시 히팅코일(미도시)에서 발생하는 열과 배기팬(F)과 순환팬 (I) 및 배기관(O)의 작용에 의해 건조 및 냉각됨으로써 그 수분 함량이 10% 이하, 바람직하게는 약 8% 정도까지 줄어들게 된다.
제4건조실(54)로부터 유출된 생 콩은 뜸실(55)로 유입되어 뜸(Tempering) 과정을 거치면서 냉각 및 건조됨으로써 최종 생산되는 생 콩 미세분말의 식감을 향상시키고 색상을 고르게 해주는 효과를 가질 뿐만 아니라, 증숙된 콩이 딱딱하게 굳어지는 것을 방지해주는 역할을 하게 된다.
이상과 같이 첨가제 첨가, 증숙, 냉각 및 건조 공정이 완료된 생 콩은 롤밀(60)에 투입되어 맞물림 로울러를 통과하면서 반할-4분할 정도의 조분쇄물로 조분쇄됨으로써, 이후 미분쇄의 원료로 사용하기에 적당한 크기로 분쇄된다.
이렇게 반할-4분할로 조분쇄된 생 콩은 기류식분쇄기(70)에 투입되어 미분쇄, 분급 및 포집되어 최종 배출된다.
여기서, 본 발명 시스템에 사용된 기류식분쇄장치는, 상기한 바와 같이, 본 발명자의 선행 출원인 대한민국 특허출원 제2003-20181호의 분쇄시스템과 대한민국 특허출원 제2003-97621호의 냉각장치가 적용된 것으로서, 기류식으로 생 콩을 미분쇄하면서 분쇄된 미세분말은 분급기에서 분급 및 재순환함으로써 이미 실온으로 냉각되고 10% 이하의 수분 함량을 가지게 된 조분쇄 분말의 평균 입경을 미세화하고 품온이 5-15℃의 저온으로 유지되는 최종 산물을 배출하게 된다.
이상과 같이 볼 때, 본 발명에 따른 전지활성 생 콩 미세분말의 제조방법은, 공급호퍼를 통하여 저장사이로에 원료 생 콩을 공급하는 원료공급단계; 자석석발기와 진동선별기를 이용하여 제철 및 석발을 수행함으로써 저장사이로에 공급된 생 콩을 정선하는 정선단계; 정선된 생 콩을 저류하면서 적정한 유량으로 분쇄시스템에 공급하는 유량조정단계; 미분쇄될 생 콩에 트레할로스(Trehalos)와 같은 산화방지제를 첨가하는 산패방지처리단계; 증기를 이용하여 80-100℃의 온도 및 0.5-1.0kg/cm2 압력으로 50-15분간 생 콩을 증숙하여 불활성화 하는 증숙단계; 히터와 공기의 흐름을 이용하여 증숙된 생 콩을 수분 함량 20% 이하로 건조시키는 제1 및 제2건조단계; 제1 및 제2건조단계에서 건조된 생 콩을 히터와 공기의 흐름을 이용하여 수분 함량 10% 이하로 건조시키는 제3 및 제4 건조단계; 건조된 생 콩을 냉각하고 온도/습도를 전체 콩에 균등하게 분배시키는 냉각/뜸단계; 롤밀을 이용하여 생 콩을 반할-4분할 정도로 조파쇄하고 기류를 이용하여 껍질을 제거하는 조파쇄/탈피단계; 조파쇄 및 탈피된 생 콩을 분급기와 냉각장치가 구비된 기류식 분쇄기를 이용하여 평균입경 1000메쉬의 미세분말로 미분쇄하는 미분쇄단계; 및 싸이클론형 포집기를 이용하여 미분쇄된 생 콩 미세분말을 포집하여 최종 제품으로 배출하는 배출단계로 이루어진다고 할 수 있다.
이하, 이상과 같은 본 발명 전지활성 생 콩 미세분말 제조시스템 및 그 방법에 따라 제조된 전지활성 생 콩 미세분말의 입도 분포, 전자현미경 사진(1000배, 5000배), 조성 성분, 미량원소 함량 등을 조사하고 그 결과를 도 4, 도 5a, 도 5b 및 표 1, 표 2에 나타내었다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 미분쇄시스템 및 그 방법에 따라 제조한 전지활성 생 콩 미세분말은 입경 13㎛ 부근에서 가장 큰 피크를 보였는데, 이는 약 1000메쉬에 해당하는 것으로서, 종래 미분쇄 시스템에 의해 제조될 수 있는 분말의 평균 입경 한계가 약 400~600메쉬였던 것에 비해 볼 때 매우 큰 성능의 향상을 가져왔다고 할 수 있다.
또한, 본 발명의 미분쇄시스템 및 그 방법에 따라 제조한 전지활성 생 콩 미세분말은 하기 표 1과 같은 조성을 가지는 것으로 나타났는데, 이는 지방은 물론 단백질, 탄수화물 등의 영양소를 거의 생 콩 수준 그대로 가지고 있는 것으로서, 일반적으로 생산되는 두유나 두부가 각각 3.6 내지 5.0 정도의 단백질 함량을 가지는 것과 비교해 볼 때, 역시 매우 우수한 성능을 가지는 것을 알 수 있다.
| 조성 | 단위 | 함량 |
| 조단백질 | % | 40.02 |
| 조지방 | % | 19.43 |
| 탄수화물 | % | 26.30 |
| 조섬유 | % | 2.06 |
| 칼슘 | mg/100g | 205.01 |
| 수분 | % | 7.1 |
| 조회분 | % | 5.09 |
| 열량 | kcal/100g | 448.39 |
한편, 본 발명의 미분쇄시스템 및 그 방법에 따라 제조된 미세분말은 하기 표 2와 같은 미량원소 함량 분포를 나타내었는데, 이소플라본을 예로 들때, 이와 같은 결과 역시 시중에 생산되는 두유가 약 24.2mg/100g 정도의 함량을 가지는 것을 고려해 볼 때, 매우 우수한 효과를 가지는 것을 알 수 있다.
| 미량원소 | 함량(mg/100g) |
| 이소플라본 | 95.61 |
| 비타민 B1 | 0.14 |
| 비타민 B2 | 불검출 |
| 철 | 8.24 |
| 인 | 724.04 |
| 나트륨 | 7.89 |
| 칼륨 | 1773.80 |
본 발명의 건식 미세분말의 제조 시스템 및 그 방법은 생콩 뿐만 아니라 종래 분쇄방식으로 미세분말화가 어려웠던 약열성 물질, 옥수수, 고구마, 감자 등의 전분 물질 또는 어분, 향신료 등의 물질들을 미세분말화하는 데에도 적용 가능하며, 이와 같은 사실은 당업자에게 있어 당연한 사실이라고 할 수 있다.
도 7은 본 발명에 의한 전지활성 생 콩 분말을 이용한 전두부 제조 시스템의 구성을 나타내는 구성도이며, 도 8은 본 발명에 의한 전지활성 생 콩 분말을 이용한 전두부의 제조 방법을 나타내는 블록도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 전두부 제조 시스템은, 미분쇄 원료로서의 생 콩이 공급되는 저장사이로(10), 저장사이로(10)로부터 공급된 생 콩을 저류하고 적정한 유량으로 미분쇄시스템에 제공하기 위한 저류호퍼(20), 생 콩을 건조하기 위한 것으로서, 4단계의 건조실(51-54)과 하나의 뜸실(55)로 구성되는 건조장치(50), 건조된 생 콩을 1차로 조분쇄하기 위한 롤밀(Roll Mill)(60), 롤밀(60)에 의해 조분쇄된 생 콩 조분쇄물을 미분쇄하기 위한 기류식 분쇄장치(70), 미분쇄된 미세 분말을 분쇄/교반시키기 위한 커터 믹서(Cutter Mixer)(80), 상기 커터 믹서(80)에 의한 분쇄/교반시 발생하는 거품을 진공 탈포하기 위한 진공 탱크(81)와 진공 펌프(82), 상기 커터 믹서(80)의 수열 온도 상승을 억제하기 위한 냉각기(83)와 이송펌프(84), 제조된 전두유를 포장 용기에 넣고 효소와 응고제를 정량 공급하여 충진하기 위한 충진기(90), 충진된 전두유 내의 효소 반응을 위해 가열하는 제1가열 탱크(91)와 응고제 반응을 위해 가열하는 제2가열 탱크(92), 응고된 전두유를 냉각시키기 위한 냉각 탱크(93)를 포함하여 구성된다.
또한, 본 발명에 의한 전지활성 생 콩 분말을 이용한 전두부의 제조 방법은, 공급호퍼를 통하여 저장사이로에 원료 생 콩을 공급하는 원료공급단계; 자석석발기와 진동선별기를 이용하여 이물질 제거 및 선별을 수행함으로써 저장사이로에 공급된 생 콩을 정선하는 정선단계; 정선된 생 콩을 저류하면서 적정한 유량으로 분쇄시스템에 공급하는 유량조정단계; 히터와 공기의 흐름을 이용하여 산물 상태의 생 콩을 수분 함량 20% 이하로 건조시키는 제1 및 제2건조단계; 제1 및 제2건조단계에서 건조된 생 콩을 히터와 공기의 흐름을 이용하여 수분 함량 10% 이하로 건조시키는 제3 및 제4 건조단계; 건조된 생 콩을 냉각하고 온도/습도를 전체 콩에 균등하게 분배시키는 냉각/뜸단계; 롤밀을 이용하여 생 콩을 반할-4분할 정도로 조파쇄하고 기류를 이용하여 껍질을 제거하는 조파쇄/탈피단계; 조파쇄 및 탈피된 생 콩을 분급기와 냉각장치가 구비된 기류식 분쇄기를 이용하여 평균입경 1000메쉬의 미세분말로 미분쇄하는 미분쇄단계; 미분쇄된 미세 분말을 커터 믹서(Cutter Mixer)를 이용하여 분쇄 및 교반시키는 제1 및 제2 분쇄/교반 단계; 상기 제1 및 제2 분쇄/교반 단계에서 발생하는 거품을 진공 탱크 및 진공 펌프를 이용하여 진공 탈포하는 진공 탈포 단계; 상기 진공 탈포 단계를 거쳐 제조된 전두유를 포장 용기에 넣고 효소 및 응고제를 정량 공급하여 충진시키는 충진 단계; 상기 충진 단계를 거친 전두유를 60~70℃의 제1 가열 탱크에서 20~40분 동안 가열하여 전두유에 공급된 효소를 반응시키는 효소 반응 단계; 상기 효소 반응 단계를 거친 전두유를 80~90℃의 제2 가열 탱크에서 30분 동안 가열하여 전두유에 공급된 응고제를 반응시키는 응고제 반응 단계; 상기 응고제 반응 단계를 거친 전두유를 10℃의 냉각 탱크에서 30~60분 동안 냉각하는 냉각 단계; 및 최종적인 전두부 제품으로 배출하는 배출단계로 이루어진다.
일반적으로, 생 콩은 수용액 상태에서 자기체적 중량의 대략 2.2~2.4배로 팽대하는데 이와 같은 분말을 두부제조에 사용하면 일부 비지가 발생되며 성형시 입자간의 결합력이 약해져 탄력성이 저하되며 식감과 관능적인 면에서도 그 효율이 떨어져 전 두부의 제조가 어렵고 특히 비단 전두부의 제조는 더더욱 어렵다.
그리고, 본 발명은 수용액상태에서의 분말 입자의 팽대방지를 위해서 밀폐된 용기 내부에서 분쇄 및 교반을 1~3분간 진행한 후 수용액 상태에서 3~6분간 입자를 최대한 팽대 시킨후 3~9분간 2차 분쇄 및 교반하여 평균입경 2.6㎛(5000Mesh)의 입자를 제조한다. 도 6은 이러한 과정을 거친 입자의 습식입도 분석을 나타낸 그래프이다. 이러한 평균 입자는 기계식 탈수기(325Mesh)를 통과하여도 비지 발생이 거의 없다.
한편, 1,2차 분쇄시 전단 및 마찰에 의하여 수열 온도상승을 억제하기 위하여 커터 믹서(80) 외부에 장착된 냉각자켓(Cooling Jacket)을 냉각기(83)와 연결하여 커터 믹서(80) 운전중의 수열온도를 5~15℃로 유지하여 콩 단백의 열해를 방지한다.
이와 같이 제조된 두유는 지방과 단백질이 분리되는 황변화 현상을 방지할 수 있어 양질의 전두유를 제조 할 수 있다.
일반적으로, 가열한 후 비지와 분리하여 두유로 하는 온비지 방식이나, 가열하지 않고 두유와 비지를 분리하는 생비지 방식에 관계없이 가열시 발생되는 거품을 소포제를 사용하여 없애게 된다.
하지만, 본 발명에서는 소포제를 전혀 사용하지 않고 진공장치가 장착된 진공탱크(81)와 진공펌프(82)를 이용하여 탈포(거품발생의 방지)함으로써 생콩의 주성분인 단백질과 사포닌(Saponin)을 그대로 보존하게 된다.
본 발명은 98~105℃에서 2~5분간 끓인 후 냉각기를 통하여 10~20℃의 온도로 급속냉각시킨 후 담배연기 입자와 동일한 평균입경 2.6㎛(1000Mesh)의 냉각두유에 성형후 탄력성을 증가시키기 위해서 단백질 교차 결합 효소인 일본아지노모도사의 트랜스글루타미나제(TG:Transglutaminase)중 슈퍼 커드(Super Curd)를 두유중량의 0.1~0.4% 계량하여 두유중량의 0.5~1% 물에 용해하여 첨가한 후 응고제인 염화마그네슘(일명 니가리)를 두유중량의 0.25~0.35% 첨가하는 것을 특징으로 한다.
냉각기(83)를 통하여 급속 냉각하는 것은, 두유의 가열이 충분하지 않으면 대두 단백질의 열변성이 불충분하기 때문에 응고물이 두부로서의 탄력성과 매끄러움을 갖출수 없지만, 반면에 두유의 가열이 충분하여도 냉각 온도가 적당하지 않으면 두부의 탄력성과 매끄러움이 부적당해지기 때문이다.
또한, 본 발명은 효소와 응고제 투입후 포장용기를 이용하여 충전한 후 60~70℃를 유지하는 제1가열 탱크(91) 속에서 20~40분간 처리 한다. 이는 효소인 트랜스글루타미나제(TG:Transglutaminase)가 두유 속에서 단백질의 교차결합을 충분히 할 수 있게 하기 위함이다.
그리고, 본 발명은 1차 효소 반응 후 80~90℃의 온도를 유지하는 제2 가열 탱크(92) 안에서 30분간 열탕 처리한 후 10℃의 냉각 탱크(93)에서 30~60분간 냉각 처리하여 전두부를 제조한다.
80~90℃의 제2 가열 탱크(92)에서 30분간 반응하는 것은 응고제를 가할때의 온도는 너무 높으면 반응이 너무 지나치게 진행되어 응고물의 보수력이 저하되어 제품의 두부가 딱딱해지는 경향이 있고, 또 온도가 너무 지나치게 낮으면 응고물은 탄력불충분으로 제품의 두부는 연하고 질퍽하게 되기 때문이며, 10℃에서 냉각 처리하는 이유는 냉각 탱크 안에 넣으면 온도가 내려가기 때문에 변질을 막을 수 있고 동시에 응고제를 용출시켜 맛을 좋게 할 수 있기 때문이다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 명세서 및 청구범위에 사용되는 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 전지 활성 생콩 미세분말의 제조시스템 및 방법은, 생콩을 미세분말화함으로써 제조후 장시간 보관이 가능하며, 제조 과정에서 콩에 자체적으로 포함되어 있는 효소들의 활성에 의해 지방분을 포함한 영양소들이 소실되는 것을 방지할 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 본 발명에 의한 전지 활성 생콩 미세분말을 이용한 전두부의 제조시스템 및 방법에 의하면, 종래의 두부 제조시스템 및 방법에 비하여 물 사용량이 대폭 감소되어 폐수처리 비용이 거의 발생하지 않고, 콩의 영양분을 그대로 유지할 수 있으며 식감도 훨씬 고소하다. 또한, 환경 폐기물 처리 비용도 발생하지 않으며, 기존의 10시간 수침/불림 공정을 줄임으로써 제조 시간을 대폭 단축하여 심야 출고에 따른 부담을 줄일수 있다.
특히, 본 발명에 의하여 제조된 전 두부에 해조를 첨가한 해조두부, 천연색소를 첨가한 색 두부, 과일추출물을 첨가한 과일 두부 등 기능성 두부의 제조가 가능함으로 인하여 웰빙(Well-Being) 제품으로 자리매김 할 수 있다. 또한, 원료인 대두의 구입 비용을 대폭적으로 절감할 수 있고 제조수율 향상에 의한 원가를 절감 할 수 있다.
Claims (10)
- 미분쇄 원료로서의 생 콩이 공급되는 저장사이로(10);상기 저장사이로(10)로부터 공급된 생 콩을 저류하고 적정한 유량으로 미분쇄시스템에 제공하기 위한 저류호퍼(20);상기 저류호퍼(20)와 쿠커(40) 사이에 개재되어 저류호퍼(20)로부터 쿠커(40)에 공급되는 생 콩에 첨가하기 위한 첨가제를 저장하는 첨가제저장탱크(30);고온, 고압의 증기로 공급된 생 콩을 증숙하여 콩의 생리활성 성분을 불활성화하는 쿠커(40);상기 쿠커(40)에 의해 증숙된 생 콩을 건조하기 위한 것으로서, 4단계의 건조실(51-54)과 하나의 뜸실(55)로 구성되는 건조장치(50);건조된 생 콩을 1차로 조분쇄하기 위한 롤밀(Roll Mill)(60);상기 롤밀(60)에 의해 조분쇄된 생 콩 조분쇄물을 미분쇄하기 위한 기류식 분쇄장치(70)를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 전지활성 생콩 미세분말의 제조 시스템.
- 제 1항에 있어서,상기 쿠커(40)는, 스테인레스 재질의 회전 실린더 내부 중앙에 고온/고압 증기를 분사하는 증기파이프가 구비되는 형태로 구성되며, 회전하면서 증기파이프로부터 분사되는 고온/고압 증기를 이용하여 내부의 생 콩을 증숙하는 로타리 형식으로 작동되는 것임을 특징으로 하는 전지활성 생콩 미세분말의 제조 시스템.
- 제 1항에 있어서,상기 건조장치(50)는, 각각 히팅코일(미도시), 순환팬(I), 배기관(O) 및 배기팬(F)이 구비되며 쿠커(40)로부터 증숙되어 공급된 고온 고습 상태의 생 콩을 각각 동일한 공정으로 건조하여 습도 20% 이하로 건조하는 제1건조실(51) 및 제2 건조실(52);각각 히팅코일(미도시), 순환팬(I), 배기관(O) 및 배기팬(F)이 구비되며 제1건조실(51) 및 제2건조실(52)로부터 이송된 생 콩을 각각 동일한 과정으로 건조하여 습도 10% 이하로 건조하는 제3건조실(53) 및 제4건조실(54);제1건조실-제4건조실에서 건조된 생 콩을 냉각하고 온도/습도를 전체 콩에 균등하게 분배시키는 뜸(Tempering) 과정을 적용하는 뜸실(55); 및건조장치(50)에는 건조되는 증숙된 생 콩이 서로 뭉치지 않고 산개되어 공급될 수 있도록 분산시키면서 제1건조실(51)에 낙하시켜주는 에이프런피더(Apron Feeder)(56)를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 전지활성 생콩 미세분말의 제조 시스템.
- 제 1항에 있어서,상기 롤밀(60)은, 맞물림 로울러를 이용하여 증숙, 산패방지처리 및 건조된 생 콩을 반할-4분할 정도로 조분쇄하기 위한 것으로서, 고속의 공기를 유통시킴으로써 비중차를 이용한 콩 껍질의 분리 작업도 병행하기 위한 공기유입구와 공기유출구가 구비되고 집진기가 장착되어 구성됨을 특징으로 하는 전지활성 생콩 미세분말의 제조 시스템.
- 제 1항에 있어서,상기 기류식분쇄장치(70)는, 스크류 콘베이어에 분쇄 대상물을 공급하는 공급호퍼와, 공급호퍼로부터 공급된 분쇄 대상물을 분쇄기로 투입하는 스크류 콘베이어와, 투입된 분쇄 대상물을 기류식으로 미분쇄하는 것으로서 자켓 형태로 분쇄기 외면에 장착된 냉각장치가 구비되는 기류식 분쇄기와, 분쇄기 모터의 분쇄 부하량 변화를 검출하여 스크류 콘베이어의 회전속도를 제어함으로써 분쇄기의 분쇄 부하량을 균일하게 제어하는 분쇄기 공급량 제어장치와, 분쇄된 분쇄물중 원하는 입자 크기의 분체만을 분급해내는 분급기와, 분급기에서 분리된 분체를 포집하여 제품으로서 배출하는 싸이클론형의 포집기와, 시스템의 구동력으로 사용되고 배출되는 공기중 잔류하는 분체를 집진 제거하는 백필터 방식의 집진기와, 집진기의 여과 전후 차압 변화를 검출하여 송풍기의 출력을 보정해 줌으로써 전체 시스템의 송풍압력을 균일하게 제어하는 차압제어장치와, 분체를 수송하고 분급기, 포집기 및 집진기의 구동력이 되는 공기의 흐름을 제공하는 송풍기, 이송관, 포집기 및 집진기에 각 1개 이상씩 구비되어 내벽에 분체가 부착되는 것을 방지하는 에어바이브레이터, 및 에어바이브레이터의 작동을 제어하는 자동떨어내기제어장치를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 전지활성 생콩 미세분말의 제조 시스템.
- 공급호퍼를 통하여 저장사이로에 원료 생 콩을 공급하는 원료공급단계;자석석발기와 진동선별기를 이용하여 이물질 제거 및 선별을 수행함으로써 저장사이로에 공급된 생 콩을 정선하는 정선단계;정선된 생 콩을 저류하면서 적정한 유량으로 분쇄시스템에 공급하는 유량조정단계;미분쇄될 생 콩에 트레할로스(Trehalos)와 같은 산화방지제를 첨가하는 산패방지처리단계;증기를 이용하여 80-100℃의 온도 및 0.5-1.0kg/cm2의 압력으로 50-15분간 생 콩을 증숙하여 불활성화하는 증숙단계;히터와 공기의 흐름을 이용하여 증숙된 생 콩을 수분 함량 20% 이하로 건조시키는 제1 및 제2건조단계;제1 및 제2건조단계에서 건조된 생 콩을 히터와 공기의 흐름을 이용하여 수분 함량 10% 이하로 건조시키는 제3 및 제4 건조단계;건조된 생 콩을 냉각하고 온도/습도를 전체 콩에 균등하게 분배시키는 냉각/뜸단계;롤밀을 이용하여 생 콩을 반할-4분할 정도로 조파쇄하고 기류를 이용하여 껍질을 제거하는 조파쇄/탈피단계;조파쇄 및 탈피된 생 콩을 분급기와 냉각장치가 구비된 기류식 분쇄기를 이용하여 평균입경 1000메쉬의 미세분말로 미분쇄하는 미분쇄단계; 및싸이클론형 포집기를 이용하여 미분쇄된 생 콩 미세분말을 포집하여 최종 제품으로 배출하는 배출단계로 구성됨을 특징으로 하는 전지활성 생콩 미세분말의 제조방법.
- 미분쇄 원료로서의 생 콩이 공급되는 저장사이로(10);상기 저장사이로(10)로부터 공급된 생 콩을 저류하고 적정한 유량으로 미분쇄시스템에 제공하기 위한 저류호퍼(20);생 콩을 건조하기 위한 것으로서, 4단계의 건조실(51-54)과 하나의 뜸실(55)로 구성되는 건조장치(50);건조된 생 콩을 1차로 조분쇄하기 위한 롤밀(Roll Mill)(60);상기 롤밀(60)에 의해 조분쇄된 생 콩 조분쇄물을 미분쇄하기 위한 기류식 분쇄장치(70);미분쇄된 미세 분말을 분쇄/교반시키기 위한 커터 믹서(Cutter Mixer)(80);상기 커터 믹서(80)에 의한 분쇄/교반시 발생하는 거품을 진공 탈포하기 위한 진공 탱크(81) 및 진공 펌프(82);상기 커터 믹서(80)의 수열 온도 상승을 억제하기 위한 냉각기(83)와 이송펌프(84);제조된 전두유를 포장 용기에 넣고 효소와 응고제를 정량 공급하여 충진하기 위한 충진기(90);충진된 전두유 내의 효소 반응을 위해 가열시키는 제1가열 탱크(91)와, 응고제 반응을 위해 가열시키는 제2가열 탱크(92);응고된 전두유를 냉각시키기 위한 냉각 탱크(93)를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 전지활성 생콩 미세분말을 이용한 전두부의 제조 시스템.
- 제7항에 있어서,상기 건조장치(50)는, 각각 히팅코일(미도시), 순환팬(I), 배기관(O) 및 배기팬(F)이 구비되며 쿠커(40)로부터 증숙되어 공급된 고온 고습 상태의 생 콩을 각각 동일한 공정으로 건조하여 습도 20% 이하로 건조하는 제1건조실(51) 및 제2 건조실(52);각각 히팅코일(미도시), 순환팬(I), 배기관(O) 및 배기팬(F)이 구비되며 제1건조실(51) 및 제2건조실(52)로부터 이송된 생 콩을 각각 동일한 과정으로 건조하여 습도 10% 이하로 건조하는 제3건조실(53) 및 제4건조실(54);제1건조실-제4건조실에서 건조된 생 콩을 냉각하고 온도/습도를 전체 콩에 균등하게 분배시키는 뜸(Tempering) 과정을 적용하는 뜸실(55); 및건조장치(50)에는 건조되는 증숙된 생 콩이 서로 뭉치지 않고 산개되어 공급될 수 있도록 분산시키면서 제1건조실(51)에 낙하시켜주는 에이프런피더(Apron Feeder)(56)를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 전지활성 생콩 미세분말을 이용한 전두부의 제조 시스템.
- 제7항에 있어서,상기 롤밀(60)은, 맞물림 로울러를 이용하여 증숙, 산패방지처리 및 건조된 생 콩을 반할-4분할 정도로 조분쇄하기 위한 것으로서, 고속의 공기를 유통시킴으로써 비중차를 이용한 콩 껍질의 분리 작업도 병행하기 위한 공기유입구와 공기유출구가 구비되고 집진기가 장착되어 구성됨을 특징으로 하는 전지활성 생콩 미세분말을 이용한 전두부의 제조 시스템.
- 공급호퍼를 통하여 저장사이로에 원료 생 콩을 공급하는 원료공급단계;자석석발기와 진동선별기를 이용하여 이물질 제거 및 선별을 수행함으로써 저장사이로에 공급된 생 콩을 정선하는 정선단계;정선된 생 콩을 저류하면서 적정한 유량으로 분쇄시스템에 공급하는 유량조정단계;히터와 공기의 흐름을 이용하여 증숙된 생 콩을 수분 함량 20% 이하로 건조시키는 제1 및 제2건조단계;제1 및 제2건조단계에서 건조된 생 콩을 히터와 공기의 흐름을 이용하여 수분 함량 10% 이하로 건조시키는 제3 및 제4 건조단계;건조된 생 콩을 냉각하고 온도/습도를 전체 콩에 균등하게 분배시키는 냉각/뜸단계;롤밀을 이용하여 생 콩을 반할-4분할 정도로 조파쇄하고 기류를 이용하여 껍질을 제거하는 조파쇄/탈피단계;조파쇄 및 탈피된 생 콩을 분급기와 냉각장치가 구비된 기류식 분쇄기를 이용하여 평균입경 1000메쉬의 미세분말로 미분쇄하는 미분쇄단계;미분쇄된 미세 분말을 커터 믹서(Cutter Mixer)를 이용하여 분쇄 및 교반시키는 제1 및 제2 분쇄/교반 단계;상기 제1 및 제2 분쇄/교반 단계에서 발생하는 거품을 진공 탱크 및 진공 펌프를 이용하여 진공 탈포하는 진공 탈포 단계;상기 진공 탈포 단계를 거쳐 제조된 전두유를 포장 용기에 넣고 효소 및 응고제를 정량 공급하여 충진시키는 충진 단계;상기 충진 단계를 거친 전두유를 60~70℃의 제1 가열 탱크에서 20~40분 동안 가열하여 전두유에 공급된 효소를 반응시키는 효소 반응 단계;상기 효소 반응 단계를 거친 전두유를 80~90℃의 제2 가열 탱크에서 30분 동안 가열하여 전두유에 공급된 응고제를 반응시키는 응고제 반응 단계;상기 응고제 반응 단계를 거친 전두유를 10℃의 냉각 탱크에서 30~60분 동안 냉각하는 냉각 단계; 및최종적인 전두부 제품으로 배출하는 배출단계로 구성됨을 특징으로 하는 전지활성 생콩 미세분말을 이용한 전두부의 제조 방법.
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