KR100857077B1 - 복합 굴절 건조기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 건조 비용을 최소화하면서도 건조 시간과 건조 효율이 매우 우수하고, 구조가 간단하여 유지 보수가 용이한 복합 굴절 건조기를 제공함에 목적이 있다.
본 발명에 따른 복합 굴절 건조기는, 내부에 액체가 채워지는 밀폐된 중공을 가지는 편평한 튜브 형상의 가열 튜브를 포함하는 컨베이어 벨트; 상기 가열 튜브 표면상으로 유입되는 건조 대상물과 상기 가열 튜브 내부의 액체를 가열시키기 위한 적어도 하나 이상의 마이크로파 발생부; 및 상기 컨베이어 벨트를 회전시키기 위하여 상기 마이크로파 발생부를 중심으로 양측에 평행하게 설치되는 컨베이어 롤러를 포함한다.
건조, 식품, 마이크로파, 굴절, 컨베이어

Description

복합 굴절 건조기{Complex Refractance Dryer}
본 발명은 식품 또는 기타 물질을 건조하는 복합 굴절 건조기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 매우 낮은 생산비로 우수한 품질의 건조 식품 또는 건조물을 생산할 수 있는 복합 굴절 건조기에 관한 것이다.
건조식품은 장기간 보존할 수 있을 뿐 아니라 특수한 풍미를 내기도 하고, 고유의 맛과 향을 간직하며, 부피와 중량의 감소로 저장장소의 절약 또는 간편한 운반 등 여러 가지 장점을 지니고 있다. 건조식품에는 곡류 ·채소류 ·과일엑기스류 ·육류 ·생선류 ·해조류 ·녹말 ·우유 ·달걀 ·음료 등 여러 종류가 있다. 현대에는 이와 같은 건조 식품의 장점으로 인하여 나날이 그 수요가 증가하고 있으며, 이에 따라 매우 다양한 건조 방법이 사용중이고, 또한 새로운 기술들이 개발되고 있는 실정이다.
현재 사용되고 있는 건조 방법으로는 마이크로파(microwave) 건조, 굴절(refractance) 건조, 분무(spray) 건조, 동결(freeze) 건조, 진공(vacuum) 건조, 유동(fluidized) 건조, 원적외선(infrared) 건조, 드럼(drum) 건조, 에어(air) 건조 등이 있다.
마이크로파 건조는 마이크로파의 가열원리를 이용한 것으로, 대상물이 마이크로웨이브 공간으로 공급되면 전계의 에너지중 일부가 대상물에 흡수되어 발열되어 수분이 증발하는 현상을 이용한 것이다.
이 방법은 품질이 양호하고, 제품 생산을 위한 에너지 비용도 높지 않으나, 대상물에 흡수되지 않은 마이크로파가 발생하여 에너지 손실이 발생하며, 전체 대상물이 골고루 일정하게 가열되지 않을 수 있는 문제가 있다.
한편, 굴절 건조는 가열된 물의 표면에 폴리에스터 등의 필름을 접촉시키고, 필름의 상부에 건조시킬 제품을 위치시켜서 전달되는 열에 의하여 대상물을 건조시키는 방법이다.
한편, 도 1 및 도 2는 미국등록특허 US4,631,837호에 개시된 종래의 굴절 건조기 구성도이다.
미국등록특허 US4,631,837호의 굴절 건조기는, 열수(14), 열수(14)를 담기 위한 홈통(10), 열수(14)와 홈통(10) 사이에 구성되는 제1 폴리에틸렌 시트(16), 열수(10) 위에 구성되는 폴리에스테르 재질의 적외선 투명층(18), 적외선 투명층(18)과 건조 대상물(20) 사이에 위치하는 제2 폴리에틸렌 시트(22), 제2 폴리에틸렌 시트(22)를 감고 있는 롤(30), 건조물이 투입되는 투입구(28)를 포함한다.
이와 같은 구성을 가진 미국등록특허 US4,631,837호의 굴절 건조기는, 컨베이어가 회전함에 따라 적외선 투명층(18)은 이동하고, 이동하는 적외선 투명층(18) 위로 제2 폴리에틸렌 시트(22)가 롤(30)로부터 분리되어 덮힌다. 그 위로 건조 대 상물(20)이 투입구(28)로부터 투입되며, 투입된 건조 대상물(20)은 가열된 열수(14)로부터 열을 공급받아 건조된다. 제2 폴리에틸렌 시트(22)는 건조 대상물(20)과 적외선 투명층(18)의 분리를 용이하게 하기 위한 것이다.
이와 같은 굴절 건조기를 사용한 건조 방법은 제품을 생산하기 위한 에너지 비용이 저렴하고, 동결 건조 수준의 우수한 품질을 가지는 제품을 생산할 수 있다.
하지만, 이러한 굴절 건조기는 열수의 누수를 방지하기 위한 구성이 필요하고, 증발로 인해 손실되는 열수를 수시로 보충해야 하는 등의 관리가 필요하며, 열수로부터의 에너지 손실이 많이 발생할 수 있는 단점이 있다.
본 발명은 건조 비용을 최소화하면서도 건조 시간과 건조 효율이 매우 우수한 복합 굴절 건조기를 제공함에 목적이 있다.
또한, 본 발명은 구조가 간단하여 유지 보수가 용이한 복합 굴절 건조기를 제공함에 다른 목적이 있다.
본 발명에 따른 복합 굴절 건조기는, 내부에 액체가 채워지는 밀폐된 중공을 가지는 편평한 튜브 형상의 가열 튜브를 포함하는 컨베이어 벨트; 상기 가열 튜브 표면상으로 유입되는 건조 대상물과 상기 가열 튜브 내부의 액체를 가열시키기 위한 적어도 하나 이상의 마이크로파 발생부; 및 상기 컨베이어 벨트를 회전시키기 위하여 상기 마이크로파 발생부를 중심으로 양측에 평행하게 설치되는 컨베이어 롤러를 포함한다.
바람직하게는, 상기 건조 대상물이 접하지 않는 가열 튜브 표면을 가열하기 위한 보조 가열 수단을 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 보조 가열 수단은, 액체를 수용하는 탱크; 및 상기 탱크에 연결되는 히터를 포함하고, 상기 탱크의 일측면이 상기 가열 튜브의 표면과 접촉할 수 있다.
바람직하게는, 상기 보조 가열 수단은, 마이크로파를 발생하여 상기 가열 튜브의 표면을 조사할 수 있다.
바람직하게는, 상기 가열 튜브의 내면에, 상기 건조 대상물이 위치하는 일면과 수직 방향으로, 상기 가열 튜브를 지지하기 위한 적어도 하나 이상의 격벽이 구성될 수 있다.
바람직하게는, 상기 격벽으로 분리되는 상기 중공 사이로 액체의 유동이 가능하도록 상기 격벽에 적어도 하나 이상의 구멍이 형성될 수 있다.
바람직하게는, 상기 건조 대상물이 위치하는 상기 가열 튜브의 일면에, 상기 컨베이어 롤러와 맞물려 회전하기 위한 가열 튜브 돌출부가 구성될 수 있다.
바람직하게는, 상기 가열 튜브의 일면에 건조 대상물을 투입하기 위한 투입부; 제습 공기를 투입하고, 습한 공기를 배출하며 상기 가열 튜브가 들어오는 입구 및 나가는 출구를 가지는 공조부; 상기 마이크로파 발생부에서 발생하는 마이크로파가 상기 공조부의 외부로 유출되지 않도록 상기 입구와 상기 출구에 각각 구성되는 마이트로파 차단부; 상기 가열 튜브로부터 처리가 완료된 건조 대상물을 상기 가열 튜브로부터 분리하기 위한 분리부; 상기 가열 튜브와 상기 건조 대상물 중 적어도 하나 이상의 온도를 측정하기 위한 적어도 하나 이상의 온도 센서; 및 상기 온도 센서의 측정값을 수신하여 상기 마이크로파 발생부를 제어하기 위한 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 복합 굴절 건조기는 건조 대상물에 흡수되지 않은 마이크로파는 가열 튜브 내부의 액체에 흡수되어 가열시키므로 에너지 효율이 매우 뛰어나 며, 이에 따라 건조 대상물을 건조시키는 데에 소요되는 에너지 비용이 매우 저렴하다.
또한, 본 발명에 따르면, 건조 대상물이 마이크로파와 가열 벨트로부터 동시에 가열되므로 건조 속도가 매우 빨라 건조 효율이 우수하다.
또한, 본 발명에 따르면, 굴절 건조 방식과 마이크로파 건조 방식을 동시에 적용함으로써 건조된 제품의 품질이 매우 우수하다.
또한, 본 발명에 따르면, 누수를 방지하기 위한 구조와 가열 액체의 보충이 불필요하므로, 구조와 구성이 비교적 간단하여 제작비와 유지, 보수비용이 저렴하다.
또한, 본 발명에 따르면, 구조와 구성이 비교적 간단하므로 상대적으로 적은 수의 운전 인력만으로 운용이 가능하다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 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 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 복합 굴절 건조기의 구성도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 복합 굴절 건조기는 가열 튜브(110), 컨베이어(120), 투입구(170), 마이크로파 발생부(130), 보조 가열 수단(160), 공조부(140), 스크래퍼(scraper)(150), 온도 센서(180), 제어부(190)를 포함한다.
내부 공간에 액체를 수용할 수 있는 중공(112)을 가지는 가열 튜브(110)는 컨베이어(120)에 구성되어 무한 회전한다. 가열 튜브(110)의 재질은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, PET 등이 사용될 수 있으며, 높은 열전도율과, 가요성 및 내열성이 우수하고, 건조 후 건조 대상물과의 분리가 용이한 재질이면 어떠한 것이라도 무방하다.
투입구(170)는 가열 튜브(110)의 일면에 건조 대상물을 공급한다. 마이크로파 발생부(130)는 가열 튜브(110)의 회전에 따라 이동하는 건조 대상물과 일정 공간을 두고 구성되어 건조 대상물과 가열 튜브(110) 중공(112)의 액체에 마이크로파를 조사하며 필요에 따라 복수개로 구성될 수 있다.
공조부(140)는 가열되는 건조 대상물로부터의 수분 증발을 보다 용이하게 하기 위하여, 공기 투입구(141)를 통해 건조 대상물 주변에 건조한 제습 공기를 제공하고, 건조 대상물로부터 증발된 수분을 머금은 습한 공기는 공기 배출구(142)를 통해 배출하며, 가열 튜브(110)가 들어오고 나가는 입구(143)와 출구(144)를 제외 하고 밀폐된다.
입구(143)과 출구(144)에는 공조부(140) 내부의 마이크로파가 외부로 유출되지 않도록 각각 마이크로파 차단부(145)가 형성된다. 마이크로파 차단부(145)는 마주보는 한 쌍의 면이 개구되고 그 개구된 한 면이 공조부(140)의 입구 또는 출구에 연결되는 사각상자 형태의 케이스(146)와 케이스 상판의 밑면에 아랫쪽으로 서로 일정간격으로 부착되는 다수의 차단판(147)으로 구성되며, 차단판(147)과 가열 튜브(110)는 서로 일정 간격으로 형성된다.
분리부는 건조 처리가 행해진 건조 대상물을 가열 튜브(110)의 표면으로부터 분리하기 위한 것으로, 스크래퍼(150)로 구성되어 컨베이어(120)의 가열 튜브(110)가 꺾이는 부분에 구성되며, 자연 분리되지 않은 건조 대상물을 분리한다.
보조 가열 수단(160)은 가열 튜브(110)의 일면에 접하여 마이크로파 발생부(130)와 별도로 가열 튜브(110)를 가열하기 위한 것으로, 물을 수용하는 탱크와 탱크에 연결되는 히터 및 펌프로 구성되며, 탱크의 일측면이 가열 튜브(110)의 표면과 접촉하여 탱크의 가열된 온수로부터의 열을 가열 튜브(110)로 전달한다.
온도 센서(180)는 가열 튜브(110), 보조 가열 수단(160) 및 건조 대상물의 온도를 측정하기에 알맞도록 적어도 하나 이상 구성되며, 제어부(190)는 온도 센서(180)와 마이크로파 발생부(130) 및 보조 가열 수단(160)에 연결되어 온도 센서(180)로부터 측정된 측정값을 입력받아 마이크로파 발생부(130)와 보조 가열 수단(160)을 제어한다. 온도 센서(180)는 접촉 방식의 온도계로 구성될 수 있지만, 비접촉식인 광학 온도계, 열방사 온도계 및 열류 센서 온도계 등으로 구성될 수도 있다.
마이크로파 발생부(130)와 공조부(140), 보조 가열 수단(160), 온도 센서(180), 제어부(190)의 구성과 원리는 이미 널리 주지된 관용 기술에 불과하므로 생략하기로 한다.
도 4는 도 3의 가열 튜브의 A-A' 단면을 나타낸 단면도이다.
본 발명의 일실시예에 따른 가열 튜브(110)는 내부의 폭 방향과 수직으로 격벽(111)이 형성되며, 이는 가열 튜브(110)의 모양을 지지하기 위한 것이다. 한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 가열 튜브의 격벽(111) 구조는, 도 4의 '가' 방향에서 보았을 때, 격벽(111)과 직각인 격벽(111)을 추가로 구성하여 바둑판 모양으로 구성할 수 있거나, 벌집 모양으로 구성할 수 있다. 본 발명에 따른 가열 튜브의 격벽 구조는 이와 같은 실시예에 한정되지 아니하며, 가열 튜브(110)를 지지하기 적당한 구조이면 어떤 것이라도 무방하다.
한편, 가열 튜브(110)의 내부 중공(112)에는 물, 기름, 파라핀 등의 액체가 채워질 수 있으며, 마이크로파와 보조 가열 수단에 의한 가열 특성이 좋고, 열팽창 계수가 적은 액체가 바람직하다.
또한, 격벽(111)으로 분리되는 각 중공(112) 사이의 자유로운 액체 유동이 가능하도록 상기 격벽(111)에 적어도 하나 이상의 구멍이 구성되는 것이 가열 튜브(110)의 생산이나 유지, 보수를 위한 액체의 주입 또는 방출 작업에 바람직하다. 그리고, 가열 튜브(110)의 측면은 도 4에 도시된 것과 같이 돌출하여 컨베이어 롤 러(121)의 회전에 따라 가열 튜브(110)가 용이하게 회전하도록 구성된다.
본 발명의 일실시예에 따른 복합 굴절 건조기를 이용한 건조 공정은 다음과 같다.
컨베이어(120)의 동작에 따라 가열 튜브(110)는 무한 회전하게 되고, 마이크로파 발생부(130)는 마이크로파를 조사하여 가열 튜브(110) 내부의 액체를 가열시킨다. 또한, 보조 가열 수단(160)은 건조 대상물이 접하지 않는 가열 튜브(110) 표면상에 접하여 가열 튜브(110)를 가열시킨다.
가열 튜브(110)가 건조에 적당한 온도에 도달하면, 투입구(170)를 통하여 가열 튜브(110)의 일면에 건조 대상물이 투입되고, 마이크로파가 인가되는 영역에서 건조 대상물은 마이크로파의 작용과 가열 튜브(110) 표면에 전달되는 열에 의해 동시에 가열 및 건조된다. 이때, 공조부(140)는 공기 투입구를 통해 건조 대상물 주변에 건조한 제습 공기를 투입하고, 발생하는 습한 공기는 공기 배출구를 통해 배출한다.
건조 처리된 건조 대상물은 컨베이어(120)에 의한 가열 튜브(110)의 회전에 따라 이동하게 되며, 일반적으로 컨베이어의 끝에서 용이하게 분리 배출되나, 그렇지 못한 경우라도 스크래퍼(150)에 의해 가열 튜브(110)와 분리 배출된다.
이때, 제어부(190)는 온도 센서로부터의 측정값을 수신하여 마이크로파 발생부(130)와 보조 가열 수단(160)을 제어하며, 미리 설정된 값에 따라 가열 튜브(110)를 예열하고, 온도를 제어한다.
도 5는 본 발명의 이실시예에 따른 복합 굴절 건조기의 구성도이다.
본 발명의 이실시예에 따른 복합 굴절 건조기는, 보조 가열 수단(160)으로서 도 3의 탱크 대신에 마이크로파 발생기를 이용한다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
도 1은 종래기술에 따른 굴절 건조기의 측단면도,
도 2는 종래기술에 따른 굴절 건조기의 사시도,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 복합 굴절 건조기의 구성도,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 복합 굴절 건조기의 가열 튜브를 나타내는 도 1의 A-A'의 단면도, 및
도 5는 본 발명의 이실시예에 따른 복합 굴절 건조기의 구성도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 설명>
110: 가열 튜브 111: 격벽
112: 액체 113: 가열 튜브 돌출부
120: 컨베이어 121: 컨베이어 롤러
130: 마이크로파 발생부
140: 공조부 141: 공기 투입구
142: 공기 배출구 143: 입구
144: 출구 145: 마이크로파 차단부
146: 케이스 147: 차단판
150: 스크래퍼 160: 보조 가열 수단
170: 투입구 180: 온도 센서
190: 제어부

Claims (8)

  1. 내부에 액체가 채워지는 밀폐된 중공을 가지는 편평한 튜브 형상의 가열 튜브를 포함하는 컨베이어 벨트;
    상기 가열 튜브 표면상으로 유입되는 건조 대상물과 상기 가열 튜브 내부의 액체를 가열시키기 위한 적어도 하나 이상의 마이크로파 발생부; 및
    상기 컨베이어 벨트를 회전시키기 위하여 상기 마이크로파 발생부를 중심으로 양측에 평행하게 설치되는 컨베이어 롤러
    를 포함하는 복합 굴절 건조기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 건조 대상물이 접하지 않는 가열 튜브 표면을 가열하기 위한 보조 가열 수단
    을 더 포함하는 복합 굴절 건조기.
  3. 제2항에 있어서, 상기 보조 가열 수단은,
    액체를 수용하는 탱크; 및
    상기 탱크에 연결되는 히터를 포함하고,
    상기 탱크의 일측면이 상기 가열 튜브의 표면과 접촉하는 것을 특징으로 하는 복합 굴절 건조기.
  4. 제2항에 있어서, 상기 보조 가열 수단은,
    마이크로파를 발생하여 상기 가열 튜브의 표면을 조사하는 것을 특징으로 하는 복합 굴절 건조기.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가열 튜브의 내면에, 상기 건조 대상물이 위치하는 일면과 수직 방향으로, 상기 가열 튜브를 지지하기 위한 적어도 하나 이상의 격벽이 구성되는 것을 특징으로 하는 복합 굴절 건조기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 격벽으로 분리되는 상기 중공 사이로 액체의 유동이 가능하도록 상기 격벽에 적어도 하나 이상의 구멍이 형성되는 것을 특징으로 하는 복합 굴절 건조기.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 건조 대상물이 위치하는 상기 가열 튜브의 일면에, 상기 컨베이어 롤러와 맞물려 회전하기 위한 가열 튜브 돌출부가 구성되는 것을 특징으로 하는 복합 굴절 건조기.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 가열 튜브의 일면에 건조 대상물을 투입하기 위한 투입부;
    제습 공기를 투입하고, 습한 공기를 배출하며 상기 가열 튜브가 들어오는 입구 및 나가는 출구를 가지는 공조부;
    상기 마이크로파 발생부에서 발생하는 마이크로파가 상기 공조부의 외부로 유출되지 않도록 상기 입구와 상기 출구에 각각 구성되는 마이트로파 차단부;
    상기 가열 튜브로부터 처리가 완료된 건조 대상물을 상기 가열 튜브로부터 분리하기 위한 분리부;
    상기 가열 튜브와 상기 건조 대상물 중 적어도 하나 이상의 온도를 측정하기 위한 적어도 하나 이상의 온도 센서; 및
    상기 온도 센서의 측정값을 수신하여 상기 마이크로파 발생부를 제어하기 위한 제어부
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 굴절 건조기.
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KR19990074028A (ko) * 1998-03-05 1999-10-05 김길환 마이크로웨이브와 원적외선을 열원으로 이용하는연속식 건조장치

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