상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 이송컨베이어에 의해 연속적으로 공급되는 과실류 및 과채류에 압축미세공기를 분사하여 과실류 및 과채류 표면의 이물질을 제거하는 이물질제거단계; 상기 이물질이 제거된 과실류 및 과채류에 압축수를 분사하여 세척하는 세척단계; 상기 세척된 과실류 및 과채류에 압축공기를 분사하여 상기 과실류 및 과채류의 표면의 수분을 제거하는 탈수단계; 및 상기 표면의 수분이 제거된 과실류 및 과채류를 살균 및 건조하는 건조단계를 포함하는 과실류 및 과채류 표면세척방법이다.
상기 과실류 및 과채류는 상기 이물질제거단계, 세척단계, 탈수단계, 건조단계에서는 회전하고, 그 외에는 회전하지 않는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 압축수에는 제균을 위한 제균수가 포함된 것을 특징으로 한다.
또 다른 발명은, 이송컨베이어에 의해 연속적으로 공급되는 과실류 및 과채류에 압축미세공기를 분사하여 과실류 및 과채류 표면에 부착된 이물질을 제거하는 과실류 및 과채류 이물질제거장치; 상기 이물질이 제거된 과실류 및 과채류에 압축수를 분사하여 세척하는 과실류 및 과채류 세척장치; 상기 세척된 과실류 및 과채류에 압축공기를 분사하여 상기 과실류 및 과채류의 표면의 수분을 제거하는 과실 류 및 과채류 탈수장치; 및 상기 표면의 수분이 제거된 과실류 및 과채류를 살균 및 건조하는 과실류 및 과채류 건조장치를 포함하는 과실류 및 과채류 표면세척시스템이다.
상기 이송컨베이어는 이송컨베이어프레임; 상기 이송컨베이어프레임에서 구동원에 의해 과실류 및 과채류를 이송방향으로 이송시키도록 무한루프회전하는 전동부재; 상기 전동부재에 설치되어 그 상부에 상기 과실류 및 과채류가 놓여지는 이송롤러를 포함할 수 있다.
또, 상기 이송롤러는 중심부가 오목하여 상기 과실류 및 과채류를 안정적으로 지지하는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 과실류 및 과채류 이물질제거장치, 과실류 및 과채류 세척장치, 과실류 및 과채류 탈수장치, 및 과실류 및 과채류 건조장치의 각각에는 상기 이송롤러가 회전할 수 있도록 마찰바가 설치되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 이송컨베이어는 굴곡부를 가지며, 상기 굴곡부에는 제자리에서 자전하는 다수의 굴곡부이송롤러의 축심이 일정한 곡률을 이루며 설치되는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 건조장치는 메인바디에 설치되어 상기 이송컨베이어의 이송롤러의 상측으로 설치되며 과실류 및 과채류가 출입하는 게이트를 가지는 케이싱; 상기 이송컨베이어의 이송롤러의 하측으로 설치되며, 상기 케이싱 내의 공기를 석션장치의 흡입력에 의해 흡입하는 흡입덕트; 및 상기 케이싱 내부에 설치되어 상기 케이싱 내에 열량을 공급하는 발열수단을 포함한다.
그리고, 상기 과실류 및 과채류 이물질제거장치, 과실류 및 과채류 세척장치, 과실류 및 과채류 탈수장치, 및 과실류 및 과채류 건조장치의 각각에는 과실류 및 과채류의 두께에 따라 그 높이를 제어할 수 있도록 승강장치가 더 설치될 수 있다.
상기 승강장치는 과실류 및 과채류의 높이를 측정하는 레벨센서와, 상기 레벨센서에서 제공하는 데이터에 의해 높이를 조절하는 승강잭을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
그리고, 압축공기 또는 압축수를 분사하는 노즐은 그 분사각, 분사량, 분사압력을 조절할 수 있는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명을 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 하기의 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하며, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
본 발명은 사과, 복숭아 등의 과일과, 당근, 감자 등의 야채를 모두 세척할 수 있는 방법과 장치를 제공하며, 이하의 실시예에서는 이중 복숭아를 예로 하여 설명한다.
물론 본 발명은 복숭아에 제한되는 것이 아니며 다른 과실과 과채에 적용가능하다.
본 발명의 과실류 및 과채류 표면세척방법은 도 1에 도시된 바와 같은 공정으로 구성될 수 있다.
먼저, 과실류 및 과채류의 표면의 이물질을 제거하는 이물질제거공정(S10)과, 상기 이물질이 제거된 복숭아를 물에 의해 세척하는 세척공정(S20)과, 상기 세척된 과실류 및 과채류로부터 물기를 제거하는 탈수공정(S30)과, 상기 물기가 제거된 과실류 및 과채류를 살균 및 건조하는 건조공정(S40)을 포함하여 이루어진다.
물론, 개개의 과실류 및 과채류를 포장하는 포장공정(S50)이 더 포함될 수 있다.
상기 이물질제거공정(S10)은 브러시 등을 이용하는 방법도 있으나, 본 발명에서는 압축미세공기를 과실류 및 과채류에 분사하는 방법을 사용한다.
상기 압축미세공기의 분사에 있어서, 중요한 것은 압축미세공기의 압력과, 과실류 및 과채류와 압축미세공기 분사방향의 각도, 및 분사시 공기의 미세정도가 중요하다. 이는 과실류 및 과채류에 생길 수 있는 손상의 방지와, 탈모의 효율 사이에서 조절되어야 한다.
그리고, 상기 과실류 및 과채류를 지속적으로 회전시키는 것이 과실류 및 과채류의 표면의 이물질을 제거하는데 도움이 된다.
이 때, 상기 압축미세공기도 역시 일정한 각범위에서 각운동시키는 것이 과실류 및 과채류에 대해 에어나이프와 같은 역할을 하게 되므로 바람직하다.
만일, 압축미세공기가 각운동없이 일정위치에 고정된다면, 과실류 및 과채류의 표면에 상처를 줄 수 있어서, 상품성을 저하될 우려가 있다.
특히, 상기 과실류 및 과채류가 복숭아와 같은 세모를 가진 과실류 및 과채류인 경우에는 상기 이물질제거공정(S10)은 상기 세모를 제거하는 작용도 이루어진다.
상기 세척공정(S20)은 수조의 물에 침지하거나, 브러쉬 등을 이용하는 방법도 있으나, 본 발명에서는 압축수를 과실류 및 과채류에 분사하는 방법을 사용한다.
상기 압축수의 분사에 있어서, 중요한 것은 압축수의 압력과, 복숭아와 압축수 분사방향의 각도가 중요하다. 이는 복숭아에 생길 수 있는 손상의 방지와, 세척의 효율 사이에서 조절되어야 한다.
그리고, 상기 복숭아를 지속적으로 회전시키는 것이 상기 복숭아의 세척에 도움이 되며, 회전시 손상을 최소화 하기 위해 피세척물의 무게중심을 분산할 수 있도록 이송장치 받침대의 형상을 고안하였다.
이 때, 상기 압축수도 역시 일정한 각범위에서 각운동시키는 것이 복숭아에 대해 에어나이프와 같은 역할을 하게 되므로 바람직하다.
또한, 상기 과실류 및 과채류에 처리된 전해수를 혼합하여 함께 분사함으로써, 세척과 동시에 제균이 가능하도록 하는 것이 바람직하다.
상기 탈수공정(S30)은 앞선 세척공정(S20)에서 과실류 및 과채류의 표면에 부착된 수분을 제거하는 것으로, 온풍건조 등을 이용하는 방법이 있으나, 본 발명에서는 압축공기를 과실류 및 과채류에 분사하는 방법을 사용한다.
압축공기를 분사하면, 수분의 증발 외에 압축공기의 압력으로 인해 강제로 과실류 및 과채류의 표면으로부터 수분이 떨어져 나가는 효과가 있어 바람직하다.
상기 압축공기의 분사에 있어서, 중요한 것은 압축공기의 압력과, 과실류 및 과채류와 압축공기 분사방향의 각도가 중요하다. 이는 과실류 및 과채류에 생길 수 있는 손상의 방지와, 탈수의 효율 사이에서 조절되어야 한다.
그리고, 상기 과실류 및 과채류를 지속적으로 회전시키는 것이 상기 과실류 및 과채류에 부착된 수분을 제거하는데 도움이 된다.
이 때, 상기 압축공기도 역시 일정한 각범위에서 각운동시키는 것이 과실류 및 과채류에 대해 에어나이프와 같은 역할을 하게 되므로 바람직하다.
상기 건조공정(S40)은 상기 탈수공정(S30)에도 불구하고 과실류 및 과채류의 표면에 미세하게 부착된 수분을 제거하고, 과실류 및 과채류에 부착된 세균을 제거하는 것으로, 종래의 열풍을 공급하는 방식을 배제하고, 건조부를 통과한 제균된 공기를 유입하여 공기를 분사하는 방식으로 설계하였다.
또한, 흡입시 열원(자외선, 열선 등)을 통과하여 피세척물이 가지고 수분을 빠르게 방출면서 터널 내에 잔존 포화수증기가 건조에 주는 영향을 최소화 할 수 있고 건조시간과 온도가 품질에 영향을 주지 못하도록 하였다.
따라서, 상기 과실류 및 과채류를 지속적으로 회전시키는 것이 상기 과실류 및 과채류에 부착된 수분을 제거하는데 도움이 된다.
상기 포장공정(S50)은 인력에 의해 이루어지거나, 중량에 따른 선별기계를 두어 자동적으로 포장하는 것도 가능하다.
다음은, 본 발명의 과실류 및 과채류 표면세척방법과, 종래의 다른 방법을 복숭아에 대하여 실시하였을 경우, 복숭아의 당도 및 색도를 비교한 실험이다.
[실험]
실험은 복숭아 세척 조건 설정을 위한 탈모 예비 실험으로 무처리군, 브러쉬 세척, 수세척, 스폰지 세척 (건조), 수침 후 스폰지 세척 (건조), 공기세척, 수 세척 후 공기세척 등의 처리조건에서 색도 및 당도를 측정ㆍ분석하였으며 시각적인 관능검사를 하였다.
표 1은 복숭아 세척 방법에 따른 초기 표면 색도 변화를 나타내며, 표 2는 복숭아 세척방법에 따른 초기당도 변화를 나타낸다.
색도의 경우 L, a, b 값 모두 무처리군과 처리군들과의 유의적인 차이가 없었으나, 육안 관찰시에 브러쉬 및 스폰지 세척 처리군에서는 세척압으로 인한 스트레스로 표면 손상이 발생 하였다.
또한 세척 방법에 따른 당도의 변화도 모든 처리구가 초기 값이 11 brix° 이상으로 무처리군과 유의적인 차이를 나타내지 않았다.
Treatment |
L |
a |
b |
A1 |
80.11 |
-4.56 |
20.41 |
B1 |
76.55 |
-4.25 |
20.36 |
C1 |
80.30 |
-4.26 |
17.87 |
D1 |
81.19 |
-4.62 |
19.05 |
E1 |
78.67 |
-3.51 |
14.05 |
F1 |
78.97 |
-3.39 |
13.11 |
G1 |
80.56 |
-3.64 |
13.92 |
여기서, A1=무처리군, B1=브러쉬 세척, C1=수세척, D1=스폰지 세척 (건조), E1=수침 후 스폰지 세척 (건조), F1=에어 세척, G1=수 세척 후 에어 세척이다.
Treatment |
Soluble solid(Brix°) |
A2 |
12.2 |
B2 |
11.2 |
C2 |
12.1 |
D2 |
11.4 |
E2 |
11.0 |
F2 |
12.3 |
G2 |
11.9 |
여기서, A2=무처리군, B2=브러쉬 세척, C2=수세척, D2=스폰지 세척 (건조), E2=수침 후 스폰지 세척 (건조), F2=에어 세척, G2=수세척 후 에어 세척이다.
따라서, 본 발명과 같이, 에어세척, 또는 수세척 후 에어세척이 바람직한 결과를 가지는 것으로 나타났다.
상기와 같은 과실류 및 과채류 표면세척방법을 구현하는 과실류 및 과채류 표면세척시스템은 도 2에 도시된 바와 같다. 본 발명의 실시예에 따른 과실류 및 과채류 표면세척시스템에서는 세척되는 대상이 되는 과실류 및 과채류로써 복숭아를 선택한다.
연속되는 이송컨베이어(500) 상에, 과실류 및 과채류 이물질제거장치(100), 과실류 및 과채류 세척장치(200), 과실류 및 과채류 탈수장치(300) 및 과실류 및 과채류 건조장치(400)를 포함하여 이루어진다.
상기 이송컨베이어(500)는 이송컨베이어프레임(501)에 설치되어 무한루프회전을 하는 전동부재와, 상기 전동부재에 설치되어 함께 이송하는 이송롤러(510)를 포함한다.
이 때 상기 전동부재는 본 발명의 실시예와 같이 체인(520)을 사용할 수 있으며, 벨트, V벨트, 타이밍 벨트 등도 사용할 수 있다.
상기 이송롤러(510)는 중심부가 오목한 원통형상으로써, 상기 복숭아(10)가 안정적으로 상기 이송롤러(510)의 중심부에 위치할 수 있도록 한다.
그리고, 과실류 및 과채류의 잦은 회전으로 인한 손상을 회피하기 위해, 이송컨베이어(500)의 전동시 상기 과실류 및 과채류 이물질제거장치(100), 과실류 및 과채류 세척장치(200), 과실류 및 과채류 탈수장치(300), 및 과실류 및 과채류 건조장치(400)에서만 복숭아(10)를 회전시키기 위하여, 상기 과실류 및 과채류 이물질제거장치(100), 과실류 및 과채류 세척장치(200), 과실류 및 과채류 탈수장치(300), 및 과실류 및 과채류 건조장치(400)의 내부에 들어온 경우에만 상기 이송롤러(510)를 회전시킬 수 있도록 한다.
이는 상기 이송롤러(510)와 접하여 상기 이송롤러(510)를 회전시킬 수 있는 마찰바(130,230,330,430)를 상기 과실류 및 과채류 이물질제거장치(100), 과실류 및 과채류 세척장치(200), 과실류 및 과채류 탈수장치(300), 및 과실류 및 과채류 건조장치(400)의 메인바디(101,201,301,401)에 설치한다.
그리고, 상기 이송컨베이어(500)에는 굴곡부(502)가 존재한다.
상기 굴곡부(502)는 하나 이상이 존재할 수 있으며, 여기에서는 상기 전동부재에 의해 작동하는 이송롤러(510)가 아닌, 제자리에서 자전하는 굴곡부이송롤러(530)를 사용한다.
상기 굴곡부이송롤러(530)는 상기 이송롤러(510)와 형상은 동일하나, 각각이 제자리에서 회전하는 차이가 있으며, 대략 그 축선이 방사상의 호를 이루어서 복숭아(10)가 빠지지 않으면서 이송이 가능하도록 한다.
도 4는 본 발명에서의 실시예에 따른 과실류 및 과채류 이물질제거장치(100)의 정단면도로써, 복숭아(10)의 상측에서 에어를 분무하는 상측분사부의 메커니즘을 도시하고 있다.
그리고, 상기 과실류 및 과채류 이물질제거장치(100)에 상기 이송컨베이어(500)에 의해 복숭아(10)가 이송되면서, 이물질제거공정(S10)이 이루어진다.
상기 상측분사부는 메인바디(101)에 설치된 고정프레임(113)에 의해 고정설치되는 상측고정바(110)와, 상기 상측고정바(110)에 회전가능하도록 설치되는 다수의 상측샤프트(117)와, 상기 상측샤프트(117)와 일체인 상측에어노즐(118)과, 상기 다수의 상측샤프트(117)와 일단이 연결되는 상측링크(115)와, 상기 다수의 상측링크(115)의 타단이 조인트(116)로 연결되는 상측작동바(111)와, 상기 상측작동바(111)를 전후진 운동시키는 상측액츄에이터(112)를 포함하여 이루어진다.
따라서, 상기 상측고정바(110)에 대해 상기 상측액츄에이터(112)의 전후진 운동에 따라 상기 상측작동바(111)가 운동하면서 상기 상측링크(115)를 회전시키면, 상기 상측링크(115)와 일체인 상측샤프트(117)가 회전하게 되고, 이에 따라 상기 상측샤프트(117)에 설치된 상측에어노즐(118)이 회전하게 된다.
따라서, 상기 상측링크(115)의 길이와 상기 상측액츄에이터(112)의 전후진의 마진폭을 조절하면, 상기 상측에어노즐(118)의 회전량을 조절할 수 있다.
이 때, 상기 상측작동바(111)가 작동함에 따라, 상기 상측고정바(110) 사이의 거리가 변화하므로, 상측작동바(111)와 상측고정바(110)가 수평을 유지하기 위해, 상기 상측액츄에이터(112)와 상측작동바(111) 사이에 상측보정링크(119)가 설치된다.
또한, 상기 상측에어노즐(118)의 하측에는 상기 이송컨베이어(500)의 이송롤러(510)가 움직이면서 복숭아(10)를 이송시킨다.
도 5 및 도 6은 도 4의 과실류 및 과채류 이물질제거장치의 상측분사부의 작동모습을 나타낸 것이다.
도 7은 상기 상측에어노즐(118)의 분무각을 도시한 것으로 α1, α2의 범위내에서 조절이 가능하다.
도 8은 본 발명에서 사용되는 과실류 및 과채류 이물질제거장치(100)의 평면도로써, 복숭아(10)의 좌우측에서 에어를 분무하는 측면분사부의 메커니즘을 도시하고 있다.
상기 측면분사부는 메인바디(101)에 고정설치되는 측면고정부재(120)와, 상기 측면고정부재(120)에 회전가능하도록 설치되는 다수의 측면샤프트(127)와, 상기 측면샤프트(127)와 일체인 측면에어노즐(128)과, 상기 다수의 측면샤프트(127)와 일단이 연결되는 측면링크(125)와, 상기 다수의 측면링크(125)의 타단이 조인트(126)로 연결되는 측면작동바(121)와, 상기 측면작동바(121)를 전후진 운동시키는 측면액츄에이터(122)를 포함하여 이루어진다.
따라서, 상기 측면고정부재(120)에 대해 상기 측면액츄에이터(122)의 전후진 운동에 따라 상기 측면작동바(121)가 운동하면서 상기 측면링크(125)를 회전시키면, 상기 측면링크(125)와 일체인 측면샤프트(127)가 회전하게 되고, 이에 따라 상기 측면샤프트(127)에 설치된 측면에어노즐(128)이 회전하게 된다.
따라서, 상기 측면링크(125)의 길이와 상기 측면액츄에이터(122)의 전후진의 마진폭을 조절하면, 상기 측면에어노즐(128)의 회전량을 조절할 수 있다.
이 때, 상기 측면작동바(121)가 작동함에 따라, 상기 측면고정바(120) 사이의 거리가 변화하므로, 측면작동바(121)와 측면고정부재(120)가 수평을 유지하기 위해, 상기 측면액츄에이터(122)와 측면작동바(121) 사이에 측면보정링크(129)가 설치된다.
도 9 및 도 10은 도 8의 과실류 및 과채류 이물질제거장치(100)의 측면분사부의 작동모습을 나타낸다.
도 11은 상기 측면에어노즐(128)의 분무각을 도시한 것으로 α1, α2의 범위내에서 조절이 가능하다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 과실류 및 과채류 이물질제거장치(100)의 측단면도이다.
과실류 및 과채류의 크기에 따라 이물질제거장치(100)의 높이를 조절하기 위해, 상기 이물질제거장치(100)의 메인바디(101)에는 도 13에 도시된 바와 같이 승강잭(140)이 설치된다.
그리고, 상기 승강잭(140)의 승강량을 조절하기 위하여 레벌센서를 사용하며, 상기 레벨센서는 광센서(150)와 상기 광센서(150)에 적외선 등의 광을 조사하는 수광부(151)를 포함하여 이루어진다.
상기 레벨센서는 상기 승강잭(140)에 의해 높이가 조절되는 부분에 부착되는 것이 과실류 및 과채류의 높이를 바르게 측정할 수 있어서 바람직하다.
다음으로 상기 과실류 및 과채류 이물질제거장치(100)의 작동모습을 자세히 설명한다.
본 발명의 실시예에 따른 과실류 및 과채류 이물질제거장치(100)는 복숭아(10)를 기준으로 상측분사부와 좌우측의 측면분사부에 의해 이물질제거가 이루어진다.
상기 상측분사노즐(118)과 상기 측면분사노즐(128)에는 도시되지 않은 압축미세공기 공급원과 연결되어 압축미세공기가 공급된다.
상기 압축미세공기 공급원에는 컴프레서 등이 사용될 수 있다.
상기 이송컨베이어(500)에 의해 상기 과실류 및 과채류 이물질제거장치(100) 내로 복숭아(10)가 장입되면, 상기 이송컨베이어(500)의 이송롤러(510)는 상기 과실류 및 과채류 이물질제거장치(100)의 마찰바(130)에 의해 회전을 시작하고, 이에 따라 상기 복숭아(10)도 회전을 시작한다.
그리고, 상기 상측액츄에이터(112)와 상기 측면액츄에이터(122)가 작동되기 시작하면서, 상기 복숭아(10)를 향하여 일정한 각도 범위 내에서 상기 상측분사노즐(118)과 상기 측면분사노즐(128)을 통해 압축미세공기를 분사하게 된다.
이 때, 상기 상측액츄에이터(112)와 상기 측면액츄에이터(122)의 작동속도에 따라 상기 복숭아(10)에 대한 압축미세공기 분사의 시간당 각운동량을 조절할 수 있다.
특히, 상기 이송롤러(510)에 의해 상기 복숭아(10)가 180˚ 회전하는 동안 상기 상측분사노즐(118)과 상기 측면분사노즐(128)이 1번 왕복운동을 함으로써, 본 발명의 과실류 및 과채류 이물질제거장치(100)의 에너지 효율 대비 과실류 및 과채류의 탈모효율을 높일 수 있다.
상기 상측분사노즐(118)과 상기 측면분사노즐(128)의 각운동 범위는 30~60°로 하는 것이, 상기 상측액츄에이터(112)와 상기 측면액츄에이터(122)에 하중부담을 적절히 할 수 있어 바람직하다.
또한, 상기 복숭아(10)에 대해 압축미세공기의 분사방향이 수직이면, 상기 복숭아(10)에 직접적인 공기압이 전해져서 상기 복숭아(10)를 손상시킬 수 있으므로, 압축미세공기는 상기 복숭아(10)에 대해 경사지게 분사시키는 것이 바람직하다.
특히, 상기 복숭아(10)와, 상기 상측분사노즐(118)과 상기 측면분사노즐(128)로부터 분사되는 압축미세공기의 상대각도가 5~50˚를 유지하면, 상기 압축미세공기가 에어나이프(Air-knife) 기능을 수행하게 되어 더욱 탈모효율을 상승시킬 수 있다.
또한, 복숭아(10) 원물의 특징에 따라 공정 조건을 달리하도록 설계하는 것이 바람직하다.
즉 경도, 크기, 세척정도, 표피 세모정도 등에 따라 노즐의 높이, 분사압력, 노즐 형태 등을 자동으로 조절할 수 있도록 센서를 통한 높이 조절, 밸브를 통한 압력제어, 분사노즐 교체 등을 고려할 수 있다.
도 14는 본 발명에서 사용되는 과실류 및 과채류 세척장치(200)의 정단면도로써, 복숭아(10)의 상측에서 압축수를 분무하는 상측분사부의 메커니즘을 도시하고 있다.
그리고, 상기 과실류 및 과채류 세척장치(200)에는 상기 이송컨베이어(500)에 의해 복숭아(10)가 이송되면서, 세척공정이 이루어진다.
상기 상측분사부는 메인바디(201)에 설치된 고정프레임(213)에 의해 고정설치되는 상측고정바(210)와, 상기 상측고정바(210)에 회전가능하도록 설치되는 다수의 상측샤프트(217)와, 상기 상측샤프트(217)와 일체인 상측분사노즐(218)과, 상기 다수의 상측샤프트(217)와 일단이 연결되는 상측링크(215)와, 상기 다수의 상측링크(215)의 타단이 조인트(216)로 연결되는 상측작동바(211)와, 상기 상측작동바(211)를 전후진 운동시키는 상측액츄에이터(212)를 포함하여 이루어진다.
따라서, 상기 상측고정바(210)에 대해 상기 상측액츄에이터(212)의 전후진 운동에 따라 상기 상측작동바(211)가 운동하면서 상기 상측링크(215)를 회전시키면, 상기 상측링크(215)와 일체인 상측샤프트(217)가 회전하게 되고, 이에 따라 상기 상측샤프트(217)에 설치된 상측분사노즐(218)이 회전하게 된다.
따라서, 상기 상측링크(215)의 길이와 상기 상측액츄에이터(212)의 전후진의 마진폭을 조절하면, 상기 상측분사노즐(218)의 회전량을 조절할 수 있다.
이 때, 상기 상측작동바(211)가 작동함에 따라, 상기 상측고정바(210) 사이의 거리가 변화하므로, 상측작동바(211)와 상측고정바(210)가 수평을 유지하기 위해, 상기 상측액츄에이터(212)와 상측작동바(211) 사이에 상측보정링크(219)가 설치된다.
또한, 상기 상측분사노즐(218)의 하측에는 상기 이송컨베이어(500)의 이송롤러(510)가 움직이면서 복숭아(10)를 이송시킨다.
도 15 및 도 16은 도 14의 과실류 및 과채류 세척장치의 상측분사부의 작동모습을 나타낸 것이다.
도 17은 상기 상측분사노즐(218)의 분무각을 도시한 것으로 α1, α2의 범위내에서 조절이 가능하다.
도 18은 상기 과실류 및 과채류 세척장치(200)의 평면도로써, 복숭아(10)의 좌우측에서 압축수를 분무하는 측면분사부의 메커니즘을 도시하고 있다.
그리고, 상기 압축수에는 제균을 위하여 전해수를 포함시킬 수 있으며, 이는 도 2에 도시된 전해수 생성장치(260)에 의해 공급받을 수 있다.
상기 전해수 생성장치(260)는 물의 전기분해방식을 사용한다.
상기 측면분사부는 메인바디(201)에 고정설치되는 측면고정부재(220)와, 상기 측면고정부재(220)에 회전가능하도록 설치되는 다수의 측면샤프트(227)와, 상기 측면샤프트(227)와 일체인 측면분사노즐(228)과, 상기 다수의 측면샤프트(227)와 일단이 연결되는 측면링크(225)와, 상기 다수의 측면링크(225)의 타단이 조인트(226)로 연결되는 측면작동바(221)와, 상기 측면작동바(221)를 전후진 운동시키는 측면액츄에이터(222)를 포함하여 이루어진다.
따라서, 상기 측면고정부재(220)에 대해 상기 측면액츄에이터(222)의 전후진 운동에 따라 상기 측면작동바(221)가 운동하면서 상기 측면링크(225)를 회전시키면, 상기 측면링크(225)와 일체인 측면샤프트(227)가 회전하게 되고, 이에 따라 상기 측면샤프트(227)에 설치된 측면분사노즐(228)이 회전하게 된다.
따라서, 상기 측면링크(225)의 길이와 상기 측면액츄에이터(222)의 전후진의 마진폭을 조절하면, 상기 측면분사노즐(228)의 회전량을 조절할 수 있다.
이 때, 상기 측면작동바(221)가 작동함에 따라, 상기 측면고정바(220) 사이의 거리가 변화하므로, 측면작동바(221)와 측면고정부재(220)가 수평을 유지하기 위해, 상기 측면액츄에이터(222)와 측면작동바(221) 사이에 측면보정링크(229)가 설치된다.
도 19 및 도 20은 도 18의 과실류 및 과채류 세척장치(200)의 측면분사부의 작동모습을 나타낸다.
도 21은 상기 측면분사노즐(228)의 분무각을 도시한 것으로 α1, α2의 범위내에서 조절이 가능하다.
도 22는 본 발명의 실시예에 따른 과실류 및 과채류 세척장치(200)의 측단면도이다.
과실류 및 과채류의 크기에 따라 과실류 및 과채류 세척장치(200)의 높이를 조절하기 위해, 상기 과실류 및 과채류 세척장치(200)의 메인바디(201)에는 도 23에 도시된 바와 같이 승강잭(240)이 설치된다.
그리고, 상기 승강잭(240)의 승강량을 조절하기 위하여 레벌센서를 사용하며, 상기 레벨센서는 광센서(250)와 상기 광센서(250)에 적외선 등의 광을 조사하는 수광부(251)를 포함하여 이루어진다.
상기 레벨센서는 상기 승강잭(240)에 의해 높이가 조절되는 부분에 부착되는 것이 과실류 및 과채류의 높이를 바르게 측정할 수 있어서 바람직하다.
다음으로 본 발명의 작동모습을 자세히 설명한다.
상기 과실류 및 과채류 세척장치(200)는 복숭아(10)를 기준으로 상측분사부와 좌우측의 측면분사부에 의해 세척이 이루어진다.
상기 상측분사노즐(118)과 상기 측면분사노즐(128)에는 도시되지 않은 압축수 공급원과 연결되어 압축수가 공급된다.
상기 압축수 공급원에는 펌프 등이 사용될 수 있다.
상기 이송컨베이어(500)에 의해 상기 과실류 및 과채류 세척장치(200) 내로 복숭아(10)가 장입되면, 상기 이송컨베이어(500)의 이송롤러(510)는 상기 과실류 및 과채류 세척장치(200)의 마찰바(230)에 의해 회전을 시작하고, 이에 따라 상기 복숭아(10)도 회전을 시작한다.
그리고, 상기 상측액츄에이터(212)와 상기 측면액츄에이터(222)가 작동되기 시작하면서, 상기 복숭아(10)를 향하여 일정한 각도 범위 내에서 상기 상측분사노즐(218)과 상기 측면분사노즐(228)을 통해 압축수를 분사하게 된다.
이 때, 상기 상측액츄에이터(212)와 상기 측면액츄에이터(222)의 작동속도에 따라 상기 복숭아(10)에 대한 압축수 분사의 시간당 각운동량을 조절할 수 있다.
특히, 상기 이송롤러(510)에 의해 상기 복숭아(10)가 180˚ 회전하는 동안 상기 상측분사노즐(218)과 상기 측면분사노즐(228)이 1번 왕복운동을 함으로써, 본 발명의 과실류 및 과채류 세척장치(200)의 에너지 효율 대비 과실류 및 과채류의 세척효율을 높일 수 있다.
또한, 상측 및 좌우 노즐을 왕복 운동으로 설계하여 소량의 물량을 가지고 세척을 할 수 있으며, 각 노즐의 왕복 운동시 각각의 동작이 지그재그로 설계하여 세척부위가 피세척물 전체 분사될 수 있다.
상기 상측분사노즐(218)과 상기 측면분사노즐(228)의 각운동 범위는 30~60°로 하는 것이, 상기 상측액츄에이터(212)와 상기 측면액츄에이터(222)에 하중부담을 적절히 할 수 있어 바람직하다.
또한, 상기 복숭아(10)에 대해 압축수의 분사방향이 수직이면, 상기 복숭아(10)에 직접적인 수압이 전해져서 상기 복숭아(10)를 손상시킬 수 있으므로, 압축수는 상기 복숭아(10)에 대해 경사지게 분사시키는 것이 바람직하다.
특히, 상기 복숭아(10)와, 상기 상측분사노즐(218)과 상기 측면분사노즐(228)로부터 분사되는 압축수의 상대각도가 5~50˚를 유지하면, 상기 압축수가 에어나이프(Air-knife) 기능을 수행하게 되어 더욱 세척효율을 상승시킬 수 있다.
또한, 세척를 요구하는 복숭아(10) 원물의 특징에 따라 공정 조건을 달리하도록 설계하는 것이 바람직하다.
즉 경도, 크기, 세척정도 등에 따라 노즐의 높이, 분사압력, 노즐 형태 등을 자동으로 조절할 수 있도록 센서를 통한 높이 조절, 밸브를 통한 압력제어, 분사노즐 교체 등을 고려할 수 있다.
도 24는 본 발명에서 사용되는 과실류 및 과채류 탈수장치(300)의 정단면도로써, 복숭아(10)의 상측에서 에어를 분무하는 상측분사부의 메커니즘을 도시하고 있다.
그리고, 상기 과실류 및 과채류 탈수장치(300)에는 상기 이송컨베이어(500)에 의해 복숭아(10)가 이송되면서, 탈수공정이 이루어진다.
상기 상측분사부는 메인바디(301)에 설치된 고정프레임(313)에 의해 고정설치되는 상측고정바(310)와, 상기 상측고정바(310)에 회전가능하도록 설치되는 다수의 상측샤프트(317)와, 상기 상측샤프트(317)와 일체인 상측에어노즐(318)과, 상기 다수의 상측샤프트(317)와 일단이 연결되는 상측링크(315)와, 상기 다수의 상측링크(115)의 타단이 조인트(116)로 연결되는 상측작동바(111)와, 상기 상측작동바(311)를 전후진 운동시키는 상측액츄에이터(312)를 포함하여 이루어진다.
따라서, 상기 상측고정바(310)에 대해 상기 상측액츄에이터(312)의 전후진 운동에 따라 상기 상측작동바(311)가 운동하면서 상기 상측링크(315)를 회전시키면, 상기 상측링크(315)와 일체인 상측샤프트(317)가 회전하게 되고, 이에 따라 상기 상측샤프트(317)에 설치된 상측에어노즐(318)이 회전하게 된다.
따라서, 상기 상측링크(315)의 길이와 상기 상측액츄에이터(312)의 전후진의 마진폭을 조절하면, 상기 상측에어노즐(318)의 회전량을 조절할 수 있다.
이 때, 상기 상측작동바(311)가 작동함에 따라, 상기 상측고정바(310) 사이의 거리가 변화하므로, 상측작동바(311)와 상측고정바(310)가 수평을 유지하기 위해, 상기 상측액츄에이터(312)와 상측작동바(311) 사이에 상측보정링크(319)가 설치된다.
또한, 상기 상측에어노즐(318)의 하측에는 상기 이송컨베이어(500)의 이송롤러(510)가 움직이면서 복숭아(10)를 이송시킨다.
도 25 및 도 26은 도 24의 과실류 및 과채류 탈수장치의 상측분사부의 작동모습을 나타낸 것이다.
도 27은 상기 상측에어노즐(318)의 분무각을 도시한 것으로 α1, α2의 범위내에서 조절이 가능하다.
도 28은 상기 과실류 및 과채류 탈수장치(300)의 평면도로써, 복숭아(10)의 좌우측에서 에어를 분무하는 측면분사부의 메커니즘을 도시하고 있다.
상기 측면분사부는 메인바디(301)에 고정설치되는 측면고정부재(320)와, 상기 측면고정부재(320)에 회전가능하도록 설치되는 다수의 측면샤프트(327)와, 상기 측면샤프트(327)와 일체인 측면에어노즐(328)과, 상기 다수의 측면샤프트(327)와 일단이 연결되는 측면링크(325)와, 상기 다수의 측면링크(325)의 타단이 조인트(326)로 연결되는 측면작동바(321)와, 상기 측면작동바(321)를 전후진 운동시키는 측면액츄에이터(322)를 포함하여 이루어진다.
따라서, 상기 측면고정부재(320)에 대해 상기 측면액츄에이터(322)의 전후진 운동에 따라 상기 측면작동바(321)가 운동하면서 상기 측면링크(325)를 회전시키면, 상기 측면링크(325)와 일체인 측면샤프트(327)가 회전하게 되고, 이에 따라 상기 측면샤프트(327)에 설치된 측면에어노즐(328)이 회전하게 된다.
따라서, 상기 측면링크(325)의 길이와 상기 측면액츄에이터(322)의 전후진의 마진폭을 조절하면, 상기 측면에어노즐(328)의 회전량을 조절할 수 있다.
이 때, 상기 측면작동바(321)가 작동함에 따라, 상기 측면고정바(320) 사이의 거리가 변화하므로, 측면작동바(321)와 측면고정부재(320)가 수평을 유지하기 위해, 상기 측면액츄에이터(322)와 측면작동바(321) 사이에 측면보정링크(329)가 설치된다.
도 29 및 도 30은 도 21의 과실류 및 과채류 탈수장치(300)의 측면분사부의 작동모습을 나타낸다.
도 31은 상기 측면에어노즐(328)의 분무각을 도시한 것으로 α1, α2의 범위내에서 조절이 가능하다.
도 32는 본 발명의 실시예에 따른 과실류 및 과채류 탈수장치(300)의 측단면도이다.
과실류 및 과채류의 크기에 따라 과실류 및 과채류 탈수장치(300)의 높이를 조절하기 위해, 상기 과실류 및 과채류 탈수장치(300)의 메인바디(301)에는 도 33에 도시된 바와 같이 승강잭(340)이 설치된다.
그리고, 상기 승강잭(340)의 승강량을 조절하기 위하여 레벌센서를 사용하며, 상기 레벨센서는 광센서(350)와 상기 광센서(350)에 적외선 등의 광을 조사하는 수광부(351)를 포함하여 이루어진다.
상기 레벨센서는 상기 승강잭(340)에 의해 높이가 조절되는 부분에 부착되는 것이 과실류 및 과채류의 높이를 바르게 측정할 수 있어서 바람직하다.
다음으로 본 발명의 작동모습을 자세히 설명한다.
상기 과실류 및 과채류 탈수장치(300)는 복숭아(10)를 기준으로 상측분사부와 좌우측의 측면분사부에 의해 탈수가 이루어진다.
상기 상측분사노즐(318)과 상기 측면분사노즐(328)에는 도시되지 않은 압축공기 공급원과 연결되어 압축공기가 공급된다.
상기 압축공기 공급원에는 컴프레서 등이 사용될 수 있다.
상기 이송컨베이어(500)에 의해 상기 과실류 및 과채류 탈수장치(300) 내로 복숭아(10)가 장입되면, 상기 이송컨베이어(500)의 이송롤러(510)는 상기 과실류 및 과채류 탈수장치(300)의 마찰바(330)에 의해 회전을 시작하고, 이에 따라 상기 복숭아(10)도 회전을 시작한다.
그리고, 상기 상측액츄에이터(312)와 상기 측면액츄에이터(322)가 작동되기 시작하면서, 상기 복숭아(10)를 향하여 일정한 각도 범위 내에서 상기 상측분사노즐(318)과 상기 측면분사노즐(328)을 통해 압축공기를 분사하게 된다.
이 때, 상기 상측액츄에이터(312)와 상기 측면액츄에이터(322)의 작동속도에 따라 상기 복숭아(10)에 대한 압축공기 분사의 시간당 각운동량을 조절할 수 있다.
특히, 상기 이송롤러(510)에 의해 상기 복숭아(10)가 180˚ 회전하는 동안 상기 상측분사노즐(318)과 상기 측면분사노즐(328)이 1번 왕복운동을 함으로써, 본 발명의 과실류 및 과채류 탈수장치(300)의 에너지 효율 대비 과실류 및 과채류의 탈수효율을 높일 수 있다.
상기 상측분사노즐(318)과 상기 측면분사노즐(328)의 각운동 범위는 30~60°로 하는 것이, 상기 상측액츄에이터(312)와 상기 측면액츄에이터(322)에 하중부담을 적절히 할 수 있어 바람직하다.
또한, 상기 복숭아(10)에 대해 압축공기의 분사방향이 수직이면, 상기 복숭아(10)에 직접적인 공기압이 전해져서 상기 복숭아(10)를 손상시킬 수 있으므로, 압축공기는 상기 복숭아(10)에 대해 경사지게 분사시키는 것이 바람직하다.
특히, 상기 복숭아(10)와, 상기 상측분사노즐(318)과 상기 측면분사노즐(328)로부터 분사되는 압축공기의 상대각도가 5~50˚를 유지하면, 상기 압축공기가 에어나이프(Air-knife) 기능을 수행하게 되어 더욱 탈수효율을 상승시킬 수 있다.
또한, 탈수를 요구하는 복숭아(10) 원물의 특징에 따라 공정 조건을 달리하도록 설계하는 것이 바람직하다.
즉 경도, 크기, 세척정도, 표피 세모정도 등에 따라 노즐의 높이, 분사압력, 노즐 형태 등을 자동으로 조절할 수 있도록 센서를 통한 높이 조절, 밸브를 통한 압력제어, 분사노즐 교체 등을 고려할 수 있다.
또한, 탈수를 위한 압축공기는 건조공정에서 통과된 멸균공기를 흡입하여 분사하므로써 세척 및 살균처리된 원물의 품질을 그대로 유지하면서 탈수가 되도록 하는 것이 바람직하다.
탈수율을 향상시키기 위해 탈수 공정에 투입되는전 이송장치에 물을 제거하도록 하였으며 이후 복숭아의 원물 꼭지에 잔수를 제거하기위해 상부에 고정식 노즐을 더 설치하는 것도 가능하다.
도 34는 본 발명에서 사용되는 과실류 및 과채류 건조장치(400)의 정단면도이고, 도 35는 도 25의 측단면도이다.
상기 과실류 및 과채류 건조장치(400)는 상기 이송컨베이어(500)의 상측으로 설치되는 메인바디(401)에 형성되는 케이싱(410)과, 상기 케이싱(410)의 입출구를 형성하는 게이트(411)와, 상기 케이싱(410) 내에서 발열되는 발열수단(420)과, 상기 케이싱(410)의 하측, 즉 상기 이송컨베이어(500)에 의해 이송되는 복숭아(10)의 하측에서 공기를 흡입하는 흡입덕트(440), 및 상기 흡입덕트(440)에 흡입력을 부과하는 석션장치(450)를 포함한다.
상기 케이싱(410)은 대략 돔 형상으로 형성되었으며, 상기 케이싱(410)은 상기 이송컨베이어(500)의 이송롤러(510)의 상측으로 공간을 형성한다.
그리고, 상기 케이싱(410)에 설치되는 게이트(411)는 상기 복숭아(10)가 상처없이 자유롭게 출입이 가능하도록 세로방향으로 플렉시블한 소재를 늘어뜨린 버티컬 커튼형식을 가지도록 한다.
상기 발열수단(420)은 적외선 램프 또는 전열체 등을 사용할 수 있다.
따라서, 상기 복숭아(10)가 상기 케이싱(410) 내를 통과하면서, 상기 발열수단(420)을 통해 온도가 올라간 공간 내로 상기 복숭아(10)의 표피에 잔존하는 수분이 증발하여 공기의 습도가 상승하고, 이를 상기 흡입덕트(440)를 통해 외부로 배출시켜 상기 케이싱(410) 내에 잔존 포화수증기가 건조에 주는 영향을 최소화 할 수 있다.
과실류 및 과채류의 크기에 따라 과실류 및 과채류 건조장치(400)의 높이를 조절하기 위해, 상기 과실류 및 과채류 건조장치(400)의 메인바디에는 도 35에 도시된 바와 같이 승강잭(460)이 설치된다.
그리고, 상기 승강잭(460)의 승강량을 조절하기 위하여 레벌센서를 사용하며, 상기 레벨센서는 광센서(470)와 상기 광센서(470)에 적외선 등의 광을 조사하는 수광부(471)를 포함하여 이루어진다.
상기 레벨센서는 상기 승강잭(460)에 의해 높이가 조절되는 부분에 부착되는 것이 과실류 및 과채류의 높이를 바르게 측정할 수 있어서 바람직하다.
상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.