KR101022711B1 - 인공지능형 발효 제조기 및 이를 이용한 식품 가공 방법 - Google Patents

인공지능형 발효 제조기 및 이를 이용한 식품 가공 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 식품 재료를 가열하여 발효시키는 인공 지능형 발효 제조기 및 이를 이용한 식품 가공 방법에 관한 것으로서, 식품 재료의 발효가공시 발생되는 가스의 농도를 판단하여, 발효정도를 파악함으로써, 내, 외적 환경요인이 변하더라도 항상 일정한 발효품질의 식품을 가공할 수 있는 발효 제조기 및 이를 이용한 식품 가공 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 인공지능형 발효 제조기는 가공할 식품재료를 선택하기 위한 스위치가 구비되고 내부에 소정 공간의 수용부가 형성된 본체와, 상기 본체의 수용부에 선택적으로 수납되어 가공할 식품재료를 보관하는 용기와, 상기 본체에 설치되고 상기 가공할 식품재료가 발효되도록 가열하는 온도 조절부와, 상기 식품재료의 발효시 발생되는 가스의 농도를 감지하는 센서부와, 상기 센서부에 측정된 가스의 농도값에 따라 상기 온도 조절부의 작동을 제어하는 제어부를 포함하며, 이러한 인공 지능형 발효 제조기를 이용한 식품 가공 방법
발효, 식품, 가공, 발열, 제어, 가스, 암모니아, 농도, 용기

Description

인공지능형 발효 제조기 및 이를 이용한 식품 가공 방법 {FERMENTATION FOOD MAKING APPARATUS HAVING ARTIFICIAL INTELLIGENCE AND FOOD PROCESSING METHOD OF USE IT}
본 발명은 식품 재료를 가열하여 발효시키는 인공 지능형 발효 제조기 및 이를 이용한 식품 가공 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 식품 재료의 발효시 발생되는 가스의 농도를 측정하고, 이를 이용하여 식품의 발효상태를 판단할 수 있도록 한 인공지능형 발효 제조기 및 이를 이용한 식품 가공 방법에 관한 것이다.
종래의 발효 제조기는 본체의 내부에 수용부가 형성되고, 상기 수용부에는 발효될 식품 재료가 저장될 용기가 장착된다. 또한, 상기 본체에는 식품 재료가 발효되도록 적절한 온도 및 시간 조건으로 가열 하는 발열부가 장착된다.
이와 같이 구성된 발효 제조기는 적절한 발효 온도와 시간 조건을 유지시켜주면, 상기 용기에 저장된 식품 재료가 미생물에 의해 발효된다. 발효는 영양소를 흡수되기 쉬운 상태로 만들어 주기도 하며 신진대사를 원활하게 하는 특성이 있다. 우리나라의 경우 음식물을 장기간 보관하기 위해 음식물을 발효시키는 조리법이 널리 실시되고 있으며, 이러한 발효음식으로는 김치, 요구르트, 된장, 청국장이 대표 적이다. 상기한 발효음식은 특유의 풍미로 인해 맛이 우수하고, 매우 풍부한 영양소를 갖고 있어 건강에도 이로운 음식물이다.
종래 기술에 따른 식품 가공 방법을 도시한 순서도인 도 1을 참고하면, 전술된 바와 같이 구성된 발효 제조기를 이용한 식품 가공 방법은 식품 재료를 마련하여 용기에 담는 단계(S11, S12 참조)와, 상기 용기에 담긴 식품 재료를 발효 제조기에 넣어 상기 식품 재료가 발효되도록 가열하는 단계를 갖는다(S13, S14 참조). 이러한 식품재료는 발효에 적당한 온도 및 시간 조건으로 가열하여 발효를 진행한 후, 발효를 종료하는 단계로 이루어진다. 통상적으로 식품재료의 발효에 적당한 온도는 40~42℃이며, 상기의 온도로 약 8시간 동안 가열하여 발효를 진행한다(S15 참조).
그러나 종래의 발효 제조기 및 이를 이용한 식품 가공 방법은 요구르트 또는 청국장과 같은 발효식품을 제조함에 있어, 미리 정해진 온도 및 시간 조건만으로 제어되고 있어 내, 외적 환경요인의 변화에 따라 그 품질의 차이가 크다. 즉, 종래에는 외부환경과 발효환경의 차이를 고려하지 않고 발효온도(40~42℃)와 시간만으로 발효를 유도하기 때문에 미생물의 발효에 필요한 최상의 조건을 이끌어 낼 수 없고, 사용자 마다 발효품질이 일정하게 반복되지 않으며, 이에 따라 원하는 발효품질을 재현하기가 어려운 문제가 있다.
더불어, 미생물은 유도기, 대수기, 정체기, 사멸기를 거쳐 성장을 하는데, 미생물의 수는 정체기에 접어들면서 최고조에 이르고, 이후 급격히 감소하게 된다. 즉, 대수기는 거의 초기 발효 단계로 볼 수 있으며, 정체기는 발효 완료 단계로 볼 수 있다. 그러나, 미생물이 각각의 단계에 도달하기까지 걸리는 시간은 외부환경 및 발효환경에 따라 많이 달라진다. 즉, 발효환경의 내, 외부적 요인이 최상의 발효상태를 유지하게 되면 미생물이 최적의 조건에서 발효가 진행될 수 있고, 이에 따라 발효가 완료 단계에 도달하기까지 걸리는 시간이 단축되고 있다. 한편, 발효환경의 내, 외부적 요인이 나쁘다면, 초기 발효 단계 또는 발효 완료 단계까지 걸리는 시간이 길어질 수 있다.
또한, 종래의 발효 제조기 및 이를 이용한 식품 가공 방법은 주변환경에 따라 시간적인 차이가 발생할 수 있음에도 불구하고, 정해진 시간으로 발효를 유도하기 때문에 발효된 식품의 발효품질이 떨어지고, 사용자마다 그 품질의 차이가 크며, 동일한 사용자라도 사용시마다 식품의 발효품질에 차이가 발생할 수 있다.
즉, 발효환경이 최상의 조건인 상태에서 일정 발효시간을 두고 발효를 시켰다면, 일정 발효시간 이전에 이미 초기 발효단계가 되어 버릴 수도 있다. 이때는 아직 정해진 발효시간이 남아 있으므로 해서, 발효시간이 끝날 때까지 계속 발효가 진행되어 사용자가 원했던 발효가 아니라, 이미 발효숙성이 한참 진행된 상태가 되어져 있을 수 있다.
반대로, 발효환경이 나쁜 상태에서 정해진 발효시간을 두고 발효를 했을 시 정해진 발효시간 안에 초기 발효 단계가 진행되지 않을 수도 있다. 즉, 발효가 덜된 상태로 발효기의 발효가 멈추게 되어, 사용자가 원하는 발효가 아니라, 미숙한 발효로 끝날 수 있다.
이와 같이, 종래에는 식품재료의 발효가 단순히 정해진 조건에 의해 진행되 도록 이루어져 있어, 내, 외적 환경요인에 의해 발효품질이 달라지는 문제를 해결할 수 없는 한계가 있다.
본 발명의 목적은 전술된 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 식품 재료의 발효가공시 발생되는 가스의 농도를 판단하여, 발효정도를 파악함으로써, 내, 외적 환경요인이 변하더라도 항상 일정한 발효품질의 식품을 가공할 수 있는 인공지능형 발효 제조기 및 이를 이용한 식품 가공 방법을 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 인공지능형 발효 제조기는 가공할 식품재료를 선택하기 위한 스위치가 구비되고 내부에 소정 공간의 수용부가 형성된 본체와, 상기 본체의 수용부에 선택적으로 수납되어 가공할 식품재료를 보관하는 용기와, 상기 본체에 설치되고 상기 가공할 식품재료가 발효되도록 가열하는 온도 조절부와, 상기 식품재료의 발효시 발생되는 가스의 농도를 감지하는 센서부와, 상기 센서부에 측정된 가스의 농도값에 따라 상기 온도 조절부의 작동을 제어하는 제어부를 포함한다.
여기에서, 상기 센서부는 상기 식품재료의 발효시 발생되는 암모니아(NH3) 가스를 측정하는 센서를 포함할 수 있고, 상기 식품재료의 발효시 발생되는 이산화탄소(CO2) 가스를 측정하는 센서를 포함하는 것도 가능하다. 더불어, 상기 제어부 는 상기 센서부에서 감지된 가스의 농도에 따라 미리 입력된 패턴에 따라 상기 온도 조절부의 작동 온도 및 시간 조건을 제어할 수 있다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 식품 가공 방법은 발효될 식품 재료를 마련하여, 발효용 용기에 저장하는 단계와, 상기 용기에 저장된 식품재료를 발효 제조기에 넣고 가열하여 초기 발효를 진행시키는 단계와, 상기 가열된 식품 재료에서 발생하는 가스의 농도를 측정하는 단계와, 상기 가스의 농도를 측정하는 단계에서 측정된 가스의 농도가 발효기준값에 도달하는지 판단하는 단계와, 상기 가스의 농도가 발효기준값에 도달한 것으로 판단되면 미리 설정된 패턴에 따라 단계별로 발효상태가 진행되도록 제어하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 단계별로 발효상태가 진행되도록 제어하는 단계가 완료되면 상기 발효된 식품 재료가 저온 숙성되도록 냉각하는 단계를 포함할 수 있다. 또한, 상기 발효기준값은 상기 가스의 농도를 측정하는 단계에서 측정된 가스농도가 최고조에 도달 후 떨어지는 시점의 가스농도일 수 있다. 또한, 상기 발효기준값은 상기 가스의 농도를 측정하는 단계에서 측정된 가스농도의 증감곡선의 기울기가 역전되는 시점의 가스농도인 것도 가능하다. 상기 발효기준값은 상기 가스의 농도를 측정하는 단계에서 측정된 가스농도의 증감곡선의 일정 구간을 측정하여 예측한 최고조 도달시점의 가스농도인 것도 가능하다.
전술된 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 인공지능형 발효 제조기 및 이를 이용한 식품 가공 방법은 식품재료의 발효상태에 따라 발생된 가스의 농도를 측정 하여 식품 재료의 발효상태를 판단할 수 있으므로, 주변환경의 변화 또는 식품 재료의 발효상태에 맞는 발효 조건의 설정이 가능하며, 식품재료의 발효상태를 정확하게 제어할 수 있고, 식품재료의 발효시 식품재료의 상태에 따라 정확한 온도 조절이 가능하여 동일한 식품재료를 발효할 경우에 항상 일정한 풍미를 낼 수 있고, 이로 인해 제품의 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 발효시 발생된 가스의 농도를 통해 발효상태를 판단하는 다양한 알고리즘에 의해 발효상태의 판단을 정확하고, 신속하게 할 수 있다.
또한, 본 발명은 식품재료의 발효상태를 발효시 발생된 가스의 농도를 통해 측정하므로, 식품재료의 발효진행 정도를 정확하게 판단할 수 있고, 이를 통해 초기 발효 단계를 해석함으로써, 최초의 발효 단계에서의 외부환경조건에 구애받지 않고 발효의 품질을 높이고 일정하게 유지시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 초기 발효 단계 이후의 발효 숙성 단계를 단계별로 조절할 수 있어, 사용자의 취향에 따라 연한 청국장 맛과 전통의 진한 청국장 맛을 얻을 수 있고, 초기 발효 단계에서 청국장 발효의 품질이 결정되면 이 후 발효 숙성은 그것을 바탕으로 진행되기 때문에 사용자의 취향에 맞는 풍부하고 깊은 맛을 얻을 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 발효 제조기의 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 발효 제조기의 내부를 보인 사시도이며, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 발효 제조기의 단면도이다. 또한, 도 5는 본 발명에 따른 발효 제조기의 일부를 도시한 블록도이다.
본 발명에 따른 발효 제조기(10)는, 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 전원공급장치 및 각종 전자부품을 포함하는 본체(12)가 마련되고, 상기 본체(12)의 전면 상부에는 이들을 제어하기 위한 조작부(40)가 구비된다. 또한, 상기 본체(12)의 내부에는 소정 공간의 수용부(14)가 형성된다. 그리고, 상기 수용부(14)에는 식품재료를 보관하기 위한 용기가 수납된다.
상기 본체(12)의 전면부에는 상기 용기를 수납할 수 있도록 개폐 가능한 커버(20)가 설치된다. 상기 커버(20)의 내측에는 상기 본체(12)의 전면에 밀착되는 패킹부재(22)가 마련된다. 상기 패킹부재(22)는 단열성을 향상시키며, 식품의 발효시 발생되는 냄새가 외부로 퍼지는 것을 차단한다.
또한, 상기 본체(12)에는 상기 수용부(14)의 상부에 내부를 가열하기 위한 온도 조절부(50)가 마련된다.
바람직하게는 상기 온도 조절부(50)는 상기 수용부(14)의 상부 저면에 설치되어, 상기 수용부(14) 내부의 공기를 가열하거나 냉각할 수 있다. 이를 위해 상기 온도 조절부(50)는 상기 수용부(14)의 상부 저면에 설치되는 제1열교환기(52)를 포함한다. 또한, 상기 온도 조절부(50)는 상기 본체의 상부에 제2열교환기(54)가 마련되며, 상기 본체의 상측에는 상기 제2열교환기(54)의 열교환 효율이 증가할 수 있도록 대기와 연통하는 다수의 통풍홀(19)이 형성된다. 바람직하게는 상기 통풍홀(19)의 내측에는 열교환 효율을 증가시키기 위한 팬(18)이 설치된다.
이를 위해, 상기 제1열교환기(52)와 상기 제2열교환기(54) 사이에는 열전소자(53)가 설치된다. 상기 열전소자(53)는 인가되는 전압의 극성차이에 따라 온도 차이를 발생시킨다. 즉, 상기 열전소자(53)는 인가되는 전압에 따라 상기 제1열교환기(52)와 인접된 부분이 가열되며 상기 제1열교환기(52)를 통해 상기 수용부(14) 내부의 공기를 가열한다. 이와 동시에, 상기 열전소자(53)는 상기 제2열교환기(54)와 인접된 부분은 냉각되며, 상기 제2열교환기(54)를 통해 대기와 열교환이 이루어진다.
이와 같이, 상기 온도 조절부(50)는 식품재료의 발효 모드시, 상기 수용부(14) 내부를 가열하여 식품 재료의 발효에 적절한 온도를 유지시킨다.
한편, 상기 온도 조절부(50)로 공급되는 전원의 극성을 전환하면, 상기 열전소자(53)는 상기 제1열교환기(52)와 인접된 부분이 냉각되고, 상기 제2열교환기(54)와 인접된 부분은 가열된다.
이러한, 상기 온도 조절부(50)는 발효과정이 완료된 식품재료를 냉각시켜, 발효된 식품을 숙성시킬 수 있다.
또한, 상기 온도 조절부(50)의 하부에는 송풍팬(56)이 설치될 수 있으며, 상기 송풍팬(56)은 상기 수용부(14) 내부의 공기를 순환시켜 내부 온도를 균일하게 유지시킬 수 있다. 본 발명의 실시예에서 상기 온도 조절부(50) 및 상기 송풍팬(56)은 상기 수용부(14)의 상부에 설치된 것으로 설명하고 있으나, 그 설치되는 위치는 이에 한정되지 않으며 상기 수용부(14)의 측면 등에 설치되는 것도 가능하다.
한편, 상기 수용부(14)에 수용되는 용기는 가공될 식품재료에 따라 그 형상이 다르게 형성된다. 예컨대, 상기 용기는 채반(30)으로 이루어지고, 상기 채반(30)은 상기 수용부(14)에 위치되도록 상기 본체(12)의 상단에 거치된다. 상기 채반(30)은 보관된 식품재료의 원활한 통기를 위해 다수의 통기홀(34)이 형성된다. 또한, 상기 채반(30)에는 상측에 모이는 수분이 식품 재료로 유입되는 것을 차단하기 위한 돌출턱(38)과, 상측에 모이는 수분을 상기 수용부(14)로 배출하기 위한 복수의 구멍(39)이 형성된다.
또한, 상기 본체(12)의 내부에는 상기 온도 조절부(50)의 작동을 제어하는 제어부(60)가 구비된다. 상기 제어부(60)는 상기 본체(12)의 전면에 설치된 조작부(40)로부터 입력된 식품가공모드에 따라 적합한 발효가 진행되도록 상기 온도 조절부(50)의 작동 온도 및 시간을 제어한다.
이를 위해 상기 조작부(40)는 발효 제조기(10)의 작동상태의 표시하는 표시부(42)와, 상기 본체(12)로 공급되는 전원을 단속하는 전원 및 취소 스위치(43)를 포함할 수 있고, 저장된 식품에 따라 발효조건을 선택하기 위한 메뉴 선택스위치(44) 및 발효단계 선택스위치(45)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 본체(12)에는 상기 조작부(40)의 작동상태에 따라 사용자가 용이하게 알 수 있도록 음향신호를 출력하는 (도시되지 않은) 음향출력부가 더 설치될 수 있다.
또한, 상기 온도 조절부(50)는 상기 조작부(40)의 메뉴 선택스위치(44)를 누른 후, 소정 시간이 경과되면 상기 제어부(60)에 의해 작동이 진행되도록 하는 알고리즘을 통해 작동이 제어된다.
또한, 상기 본체(12)에는 상기 식품재료의 발효시 발생되는 가스의 농도를 감지하는 센서부(58)가 설치된다.
상기 센서부(58)는 상기 식품재료의 발효시 발생되는 가스를 측정하게 되며, 상기 제어부(60)는 상기 센서부(58)에서 측정된 가스의 농도값에 따라 미리 설정된 패턴에 따라 상기 온도 조절부(50)의 작동온도 및 시간 조건을 제어할 수 있다.
여기에서, 상기 센서부(58)는 상기 식품재료의 발효시 발생되는 암모니아(NH3) 가스를 측정하는 센서를 포함하며, 상기 센서에 의해 측정되는 암모니아(NH3) 가스의 농도를 통해 발효가 진행중인 정도를 판단할 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 발효 제조기에 의해 제조되는 식품재료의 발효발태를 표시한 그래프이고, 도 7은 본 발명에 따른 발효 제조기의 발효상태에 따른 발효가스의 농도를 표시한 그래프이며, 도 8은 본 발명에 따른 발효 제조기의 발효상태에 따른 암모니아 가스의 농도를 표시한 그래프이다.
도 6 내지 도 8을 참고하면, 발효 제조기(10)에 의해 식품재료를 발효하게 되면, 식품재료의 미생물 수가 증가하고, 이에 따라 효소의 활성도가 상승한다. 그리고, 효소에서 발생되는 발효가스가 증가하게 된다.
여기에서, 도 6에 도시된 그래프는 식품재료의 미생물 성장곡선을 나타내며, 식품재료가 발효조건으로 유지되면, 미생물들이 증가하게 한다. 이와 같이 미생물의 수 및 활성도가 증가하는 시기를 '대수기'라고 한다. 그리고, 소정의 시간이 경과되면 미생물의 증가속도 및 활성도가 저하된다. 이와 같이 미생물의 증가속도 및 활성도가 저하되는 시기를 '정체기'라고 한다. 또한, 상기 정체기 이후로 시간이 더 경과되면, 미생물의 증가속도 및 활성도가 떨어지는 시기를 '사멸기'라고 한다. 사멸기는 미생물의 발효가 완료된 시기로서, '사멸기'에 도달된 식품재료를 숙성시켜 발효식품으로 완성한다.
전술된 바와 같이, 식품재료의 발효상태는 도 6과 같으나, 가정에서는 미생물의 성장상태를 측정하여 발효상태를 제어할 수 없다. 한편, 도 7에는 상기 발효 제조기의 발효상태에 따른 발효가스의 농도가 도시되어 있고, 도 8에는 상기 발효 제조기의 발효상태에 따른 암모니아 가스의 농도가 도시되어 있다.
도 7과 도 8을 참고하면, 미생물의 성장하는 상태는 발효가스가 발생하는 그래프와 유사한 특성을 가지며, 이러한 발효가스, 일례로 암모니아 가스의 발생 농도를 측정하여 식품재료의 발효상태를 판단할 수 있다. 여기에서, 상기 발효가스는 암모니아 및 다른 여러 가스를 포함하는 가스를 통칭한다.
이와 같이, 상기 센서부(58)에 측정되는 가스의 농도곡선을 측정하면, 기술기가 변하는 변곡시기를 알 수 있다. 이와 같이, 암모니아 가스 농도가 변곡점에 도달하는 시기는 초기 발효시기를 알 수 있다. 또한, 상기 발효 제조기는 초기 발효시기 이후, 사용자의 기호에 따라 식품재료의 발효를 단계적으로 더 진행할 수 있으며, 사용자의 취향에 따라 발효진행 정도를 조절할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 식품 가공 방법은 전술된 바와 같이 구성된 발효 제조기를 이용할 수 있다. 도 9는 본 발명에 따른 식품 가공 방법을 도시한 순서도이다.
도 9를 참고하면, 본원발명은 먼저 발효될 식품 재료를 마련한다(S21 참조). 그리고, 상기 식품 재료를 발효에 적합한 용기에 저장하는 단계를 갖는다(S22 참조). 이때 상기 식품재료는 요구르트 또는 청국장 등과 같이 발효가공하는 식품을 모두 포함할 수 있으며, 각각의 식품을 그 형태에 따라 통풍이 잘되는 채반이나, 복수개로 이루어진 밀폐용 용기에 담아 발효시킨다.
이와 같이, 식품재료가 발효에 적당한 용기에 저장되면, 상기 용기에 저장된 식품재료를 발효 제조기(10)에 넣고 가열하여 초기 발효를 진행시키는 단계를 갖는다(S23, S24 참조).
상기 식품재료는 약 40~42℃의 온도로 가열되면, 미생물에 의한 초기 발효가 진행된다. 이때, 미생물은 식품재료를 발효시키면서 가스를 발생한다. 이러한 가스의 일례로 암모니아(NH3) 가스, 이산화탄소(CO2) 가스 등이 있으며, 식품재료의 종류 또는 미생물의 종료에 따라 많이 발생하는 다른 가스가 발생될 수도 있다.
이와 같이 초기 발효가 진행되면, 상기 가열된 식품 재료에서 발생하는 가스의 농도를 측정하는 단계가 이루어진다(S25). 이때, 상기 발효 제조기(10)의 센서부(58)를 이용하여 발효시 발생하는 가스의 일례인 암모니아(NH3) 가스의 농도를 측정한다.
그리고, 다음단계로, 상기 가스의 농도를 측정하는 단계에서 측정된 가스의 농도가 발효기준값에 도달하는지 판단하는 단계를 거친다(S26).
여기에서, 상기 암모니아 가스의 증감곡선은 미생물의 활성수의 농도와 유사 한 특성을 갖는다. 즉, 미생물은 유도기, 대수기, 정체기, 사멸기를 거쳐 성장을 하는데, 미생물의 수는 대수기가 완료될 시점까지 활발하게 증가한다. 미생물의 수는 정체기에 접어들면서 최고조에 이르고, 이후 급격히 감소하게 된다.
이때, 대수기는 미생물의 수가 비약적으로 증가함과 동시에 발생되는 가스의 농도가 증가한다. 이와 같이 미생물의 성장에 의해 발생된 가스의 농도를 판단하면, 식품재료의 발효가 진행되고 있는 상태를 판단할 수 있다.
즉, 대수기가 완료되는 시점은 초기발효가 완료된 시점으로 판단할 수 있다. 이와 같이 대수기가 완료되는 시점부터 발효가 완료된 시점으로 볼 수 있으며, 사용자의 기호에 따라 식품재료를 더 발효시킬 수 있다.
여기에서, 상기 발효기준값은 상기 가스의 농도를 측정하는 단계에서 측정된 가스농도가 최고조에 도달 후 떨어지는 시점의 가스농도인 것이 바람직하다. 상기 발효 제조기의 센서부(58)는 발효시 발생된 가스에 따라 증가되는 전압을 측정하여 발효가스의 농도를 측정하게 된다. 즉, 상기 센서부(58)에서 측정되는 전압이 지속적으로 증가하다가 일정 시점 이후 떨어지는 시점이 발효가스의 농도가 최고조에 도달한 시점이며, 이 시점을 발효기준값으로 판단한다.
본 발명의 실시예에서, 상기 발효기준값을 판단하는 방법은 한정되지 않으며, 다양한 방법으로 발효기준값을 판단하는 것이 가능하다. 일례로, 상기 발효기준값은 상기 가스의 농도를 측정하는 단계에서 측정된 가스농도의 증감곡선을 미분하여 판단하는 것도 가능하다. 즉, 상기 가스농도의 증감곡선을 미분하면, 상기 증감곡선의 기울기를 알 수 있다. 그리고, 상기 증감곡선의 기울기가 증가한 후, 점차 감소되어 변곡되는 시점을 판단할 수 있다. 이와 같이 증감곡선의 기울기가 변곡되는 시점이 발효가스의 농도가 최고조에 도달한 시점이며, 이 시점을 발효기준값으로 판단할 수 있다.
상기 발효기준값을 판단하는 또 다른 방법으로는 커브 리프턴(curve littern)을 통한 판단방법이 있다. 상기 커브 리프턴은 상기 가스의 농도를 측정하는 단계에서 측정된 가스농도의 증감곡선의 일정 구간을 측정하여, 가스농도의 증감곡선의 진행상황을 예측하며, 예측된 증감곡선이 최고조에 도달하는 시점을 발효기준값으로 판단한다.
이와 같이, 상기 발효기준값에 도달하는지 판단하는 단계에서, 발효기준값이 판단되면, 이후 미리 설정된 패턴에 따라 단계별로 발효상태가 진행되도록 제어하는 단계를 진행한다(S27). 이를 위해 단계별로 발효상태가 진행되도록 제어하는 단계에서는 사용자가 설정한 식품가공모드로 발효과정을 진행한다. 상기 식품가공모드는 미리 설정된 패턴으로 온도 및 시간을 조절한다. 바람직하게는 상기 식품가공모드는 식품재료의 발효가 단계별로 진행되도록 제어할 수 있다. 즉, 식품재료는 초기 발효가 완료된 후, 사용자의 기호에 따라 발효숙성 단계를 단계별로 조절할 수 있다. 따라서, 사용자의 취향에 따라 연한 청국장 맛과 전통의 진한 청국장 맛을 얻을 수 있고, 초기 발효 단계에서 청국장 발효의 품질이 결정되면 이 후 발효 숙성은 그것을 바탕으로 진행되기 때문에 사용자의 취향에 맞는 풍부하고 깊은 맛을 얻을 수 있다.
더불어, 본 발명은 상기 단계별로 발효상태가 진행되도록 제어하는 단계가 완료되면 상기 발효된 식품 재료가 저온 숙성되도록 냉각하는 단계를 갖는다(S28).
이와 같이 본원발명은 발효가 완료된 식품 재료를 냉각시켜 발효된 식품을 숙성시킬 수 있으며, 발효된 식품을 저온으로 보관하여 장시간 보관이 가능하게 된다.
이상과 같이 본 발명에 따른 발효 제조기를 예시된 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 이상에서 설명된 실시예와 도면에 의해 한정되지 않으며, 특허청구범위 내에서 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들에 의해 다양한 수정 및 변형될 수 있음은 물론이다. 또한, 본 발명에서 발효의 의미는 요구르트, 청국장 등의 발효뿐만 아니라, 현미와 같은 곡류의 발아를 포함하는 개념이며, 채반(30)과 같이 용기에 물에 불린 현미를 보관한 후 발아에 적당한 온도와 시간으로 가열하여 발아 작용을 수행할 수도 있다. 또한, 이를 위해 각각의 식료품에 따라 적당한 형태의 용기를 선택하는 것이 가능하다. 일예로 요구르트의 제조시 복수개로 이루어진 밀폐형의 용기를 사용할 수 있으며, 곡류를 발아시키거나 또는 다른 식품재료의 건조를 위해 채반과 같은 용기를 복수층으로 적층하여 사용하는 것도 가능하다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 발효 제조기의 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 발효 제조기의 분해사시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 발효 제조기의 단면도
도 4는 본 발명에 따른 발효 제조기의 일부를 도시한 블록도.
도 5는 본 발명에 따른 발효 제조기의 발효상태에 따른 암모니아 농도를 표시한 그래프.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 발효 제조기 12 : 본체
14 : 수용부 18 : 팬
19 : 통풍홀 20 : 커버
30 : 채반 40 : 조작부
50 : 온도 조절부 52 : 제1열교환기
54 : 제2열교환기 56 : 송풍팬
58 : 센서부 60 : 제어부

Claims (10)

  1. 가공할 식품재료를 선택하기 위한 스위치가 구비되고 내부에 소정 공간의 수용부가 형성된 본체와,
    상기 본체의 수용부에 수납되어 가공할 식품재료를 보관하는 용기와,
    상기 본체에 설치되고 상기 가공할 식품재료가 발효되도록 가열하는 온도 조절부와,
    상기 식품재료의 발효시 발생되는 가스의 농도를 감지하는 센서부와,
    상기 센서부에 측정된 가스의 농도값이 발효기준값에 도달하는지 여부를 판단하고, 상기 발효기준값에 도달하는 경우 사용자에 의해 설정된 식품가공모드로 발효숙성과정이 진행되도록 상기 온도 조절부의 작동을 제어하는 제어부를 포함하되,
    상기 식품가공모드는 상기 발효기준값에 도달하여 초기 발효가 완료된 후 맛을 결정하기 위한 미리 설정된 패턴에 따라 설정된 상기 온도 조절부의 작동온도 및 시간으로 상기 초기 발효된 식품재료에 대하여 상기 발효숙성과정이 진행되도록 제어하고,
    상기 발효기준값은 상기 센서부에 의해 측정된 가스 농도값이 최고조에 도달한 후 떨어지는 시점의 가스 농도값이거나, 상기 센서부에 의해 측정된 가스 농도값의 증감곡선의 기울기가 역전되는 시점의 가스 농도값이거나, 상기 센서부에 의해 측정된 가스 농도값의 증감곡선의 일정 구간을 측정하여 예측한 최고조 도달시점의 가스 농도값인 것을 특징으로 하는 인공지능형 발효 제조기.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 센서부는 상기 식품재료의 발효시 발생되는 암모니아(NH3) 가스를 측정하는 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 인공지능형 발효 제조기.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 센서부는 상기 식품재료의 발효시 발생되는 이산화탄소(CO2) 가스를 측정하는 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 인공지능형 발효 제조기.
  4. 삭제
  5. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 센서부는 상기 식품재료의 발효시 발생되는 가스의 농도에 따라 가변되는 전압값을 측정하여 가스의 농도를 감지하는 것을 특징으로 하는 인공지능형 발효 제조기.
  6. 발효될 식품 재료를 마련하여, 발효용 용기에 저장하는 단계와,
    상기 용기에 저장된 식품재료를 발효 제조기에 넣고 가열하여 초기 발효를 진행시키는 단계와,
    상기 가열된 식품 재료에서 발생하는 가스의 농도를 측정하는 단계와,
    상기 가스의 농도를 측정하는 단계에서 측정된 가스의 농도값이 발효기준값에 도달하는지 판단하는 단계와,
    상기 가스의 농도값이 발효기준값에 도달하는 경우 사용자에 의해 설정된 식품가공모드로 발효숙성과정이 진행되도록 온도 조절부의 작동을 제어하는 단계를 포함하되,
    상기 식품가공모드는 상기 발효기준값에 도달하여 상기 초기 발효가 완료된 후 맛을 결정하기 위한 미리 설정된 패턴에 따라 설정된 상기 온도 조절부의 작동온도 및 시간으로 상기 초기 발효된 식품재료에 대하여 상기 발효숙성과정이 진행되도록 제어하고,
    상기 발효기준값은 상기 가스의 농도를 측정하는 단계에서 측정된 가스의 농도값이 최고조에 도달한 후 떨어지는 시점의 가스 농도값이거나, 상기 가스의 농도를 측정하는 단계에서 측정된 가스의 농도값의 증감곡선의 기울기가 역전되는 시점의 가스 농도값이거나, 상기 가스의 농도를 측정하는 단계에서 측정된 가스의 농도값의 증감곡선의 일정 구간을 측정하여 예측한 최고조 도달시점의 가스 농도값인 것을 특징으로 하는 식품 가공 방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 단계별로 발효상태가 진행되도록 제어하는 단계가 완료되면 상기 발효된 식품 재료의 숙성을 위해 냉각하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 식품 가공 방법.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
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