KR101231878B1 - 복합 가열 건조방식을 이용한 천삼 및 흑삼 제조장치 - Google Patents

복합 가열 건조방식을 이용한 천삼 및 흑삼 제조장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전방이 개구된 함체형으로 이루어지고, 내부에 구비된 적층 공간부에 다량의 삼을 다단으로 적층하기 위한 거치대가 구비되어 있고, 상기 삼을 가압 조건에서 직접 및 간접 가열 건조한 후 감압 조건에서 열을 회수하여 냉각 건조할 수 있도록 고압 또는 진공 압력에 견디도록 이루어져 있으며, 전방 개구부에는 잠금부재를 가진 밀폐형 도어가 구비되어 이루어진 복합건조기; 상기 복합건조기의 내부 압력을 높이기 위해 고압용배관으로 연결되어 있으며, 관로 중간에는 안전밸브 및 개폐밸브가 구비되어 있는 압축기를 가진 가압장치; 상기 복합건조기 내부를 진공 상태로 유지하기 위해 응축기, 진공펌프 및 진공탱크가 냉매순환회로를 구성하는 진공냉각장치를 포함하고, 상기 응축기는 상기 진공펌프 및 진공탱크와 연결되어 내부가 진공를 유지하도록 이루어진 냉각탱크 내부에 설치되어 있으며, 상기 냉각탱크 하단부에는 상기 복합건조기 내부의 수분을 회수하는 회수탱크가 설치되어 있고, 상기 복합건조기와 냉각탱크는 수증기배출관으로 서로 연결되어 그 관로 중간에 차단밸브가 구비되어 있는 감압냉각장치; 상기 복합건조기의 내부 하측에서 수평으로 설치되며, 외부의 스팀장치로부터 스팀이 공급되어 이 스팀의 열에 의해 가열되도록 이루어진 고온발열부재가 구비되어 이 고온발열부재에서 방출되는 복사열에 의해 복합건조기 내부공기를 가열시켜 대류순환식 가온기류를 발생시키는 간접가열수단; 상기 거치대에 의해 상기 복합건조기 내부에서 다단으로 적층되며, 내부에는 외부의 온수공급장치로부터 온수가 공급되는 순환유로가 형성되어 있는 복수의 중온발열부재가 구비되어 이 중온발열부재에 의해 삼을 가열시키도록 이루어진 직접가열수단으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라 수삼이나 홍삼을 이용하여 고압 및 진공 압력에 견딜 수 있는 복합건조기 내부에서 가압 또는 감압의 환경을 조성하여 스팀에 복사열을 이용하여 간접가열을 함과 동시에 온수가 순환되는 중온발열부재에 의한 중온의 열로서 수삼이나 홍삼을 직접 가열하는 복합 가열 건조 방식을 채택함으로써 복합건조기 내부의 가압 건조 방식에 의한 천삼의 제조가 가능함은 물론, 가압 및 감압 혼합건조방식에 의한 흑삼을 제조할 수 있으며, 진공 상태를 유지하면서 진공 냉각 건조가 하나의 시스템에서 연속적인 제조가 가능해져 고품질의 천삼 및 흑삼을 대량 생산할 수 있게 된다. 또한, 본 발명은 고온의 간접 가열과 중온의 직접가열에 의한 복합가열 건조 방식으로 고압 또는 진공상태에서 수삼 또는 홍삼을 가열 건조하도록 함으로써 종래와 같이 건조 과정에서 발생 될 수 있는 발암물질의 생성을 최소화하면서 양질의 천삼 및 흑삼을 제조할 수 있는 효과를 발휘하게 된다.

Description

복합 가열 건조방식을 이용한 천삼 및 흑삼 제조장치 {heaven grade ginseng Ginseng and black Ginseng Complex with heated drying device manufacturing}
본 발명은 천삼 및 흑삼 제조장치에 관한 것으로서, 가압 건조 방식에 의한 천삼제조가 가능하고, 가압 및 감압 혼합건조방식에 의한 흑삼 제조를 하나의 장치내에서 신속하고 연속적이면서 대량의 흑삼 및 천삼 제조가 가능하도록 함은 물론, 고온의 간접 가열과 중온의 직접가열에 의한 복합가열 건조 방식으로 발암물질의 생성을 최소화하면서 양질의 천삼 및 흑삼을 제조할 수 있도록 이루어진 복합가열 건조방식을 이용한 천삼 및 흑삼 제조장치에 관한 것이다.
일반적으로 인삼은 보통 4~6년 재배 후 밭에서 캐내는데 채굴한 상태의 인삼을 수삼(水蔘)이라고 하며 건조하지 않았기 때문에 생삼(生蔘)이라고도 한다. 수삼(水蔘)은 보통 75%내외의 수분을 함유하고 있어 채굴된 상태 그대로는 1주일 이상의 저장이 어렵고, 특히 유통 과정 중에 부패하거나 손상이 일어나기 쉽다.
그러므로 장기간 저장하기 위하여 건조하게 되는데 수삼을 껍질을 벗기고 건조한 것을 백삼(白蔘)이라고 하며, 홍삼(紅蔘)이란 4~6년근 수삼을 정선(精選)하여 껍질을 벗기지 않은 채 증기(蒸氣)로 쪄서 건조시킨 담황갈색 또는 담적갈색의 인삼을 말한다.
홍삼은 단순히 인삼을 장기(長期)간 보관하기 위하여 제조하는 것은 아니며, 제조공정중에 우리 몸에 유익한 여러 가지 새로운 생리활성성분들이 생성된다.
즉, 홍삼제조과정에서는 진세노사이드의 열분해에 의한 부분적인 분자구조의 변화로 화학적인 성분이 변화되어 유익한 특수 성분이 생기게 되는데, 홍삼에는 수삼이나 백삼 등 다른 인삼에서는 들어있지 않은 홍삼만의 특수성분인 말톨(Maltol)과 진세노사이드(Ginsenoside Re3)를 비롯한 8종의 특수성분이 들어 있으며, 이 중 말톨 (Maltol)은 노화억제기능을 갖고, 진세노사이드(Ginsenoside Re3)는 암세포증식억제 및 항종양의 기능을 갖고 있는 것으로 입증되고 있다.
한편, 홍삼은 그 품질에 따라 고급 홍삼인 천삼(天參)과 지삼(地參) 그리고 보통 홍삼인 양삼(良參)으로 구분하고 있는데, 이러한 구분은 수삼을 증기를 이용하여 찔 때 동체균열이나 백피, 내공 내백 등의 발생 여부에 따라 분류되므로 증삼 기술에 의해 홍삼의 품질과 가격이 좌우된다고 할 수 있다.
일반적인 홍삼의 제조공정의 경우 수삼의 잔뿌리를 제거한 상태에서 세척과정을 거친 후 이를 증삼기 내에 넣고 수증기를 사용하여 94~100℃, 특히 96℃ 정도로 증삼하고 건조시켜 제조하고 있다.
이와 같은 종래의 홍삼 제조 방법에서는 수삼을 증삼기내에 놓고 수증기를 주입하여 증삼기 내부의 온도가 설정된 증삼 온도인 94~100℃, 특히 96℃로 되도록 함으로써 증삼기 내부의 대류열에 의하여 수삼이 설정된 온도로 가열되어 증삼되도록 하고 있다.
이러한 종래 방법에 따르면 수삼의 잔뿌리를 제거한 상태에서 홍삼을 제조공정이 진행되므로 잔뿌리에 주로 함유되는 성분인 사포닌의 손실을 가져오게 된다.
또한, 잔뿌리를 제거하지 않은 상태에서 종래의 방법으로 증삼과정을 진행하는 경우 주근과 잔뿌리와는 그 굵기가 달라 증삼 과정에서 서로 다른 수축율로 인해 잔뿌리가 파손되어 홍삼의 등급이 낮아지게 된다.
한편, 최근들어 각광을 받고 있는 흑삼은 사포닌을 구성하고 있는 면역 증진 성분인 진세노사이드의 함량이 인삼이나 홍삼에 비해 3~4배 이상 높아 면역력을 기르고 원기 회복과 자양강장에 놀라운 효능을 가진 삼으로서 최근 홍삼과 함께 흑삼의 우수성이 알려지면서 고가로 판매될 정도로 인기를 누리고 있는 상황이다.
흑삼의 효능 중에서 가장 탁월한 것은 심장쇠약, 당뇨, 간기능 증진의 효능에 탁월할 뿐만 아니라 순환기계와 소화기계 기능의 억제와 항진 등 다양한 약리 효능을 발휘한다.
이러한 흑삼를 제조하는 방법으로는 전통적인 가마솥을 이용해 2개월여에 걸쳐 양질의 수삼을 9번 찌고 말려서 만드는 방법에 준하고 있으며, 일반적인 증삼기와 건조기로서 제조하고 있는 상황이다.
그러나 현재까지 알려진 흑삼의 제조방법 및 장치들은 그 제조과정이 복잡하며, 시간이 오래 걸려, 제조과정에서 실패하는 경우가 많아지게 되었고, 그로인해 흑삼의 가격이 고가로 판매되므로 저렴한 가격으로 대량 판매될 수 없는 한계가 있었다.
따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위해 아래와 같은 연구가 시행되고 있다.
즉, 한국등록특허공보 제10-0543862호 "활성성분의 함량이 뛰어난 흑삼 및 흑삼 농축액"에는, 흑삼을 9회 증숙시키고 10회 황토건조실에서 건조시켜 제조된 흑삼으로써, 일반 흑삼에 비해 특정 진세노사이드 성분의 함량이 높아진 흑삼과 흑삼 농축액에 관한 방법이 공개되어 있다.
또, 한국등록특허공보 제10-0529475호(흑삼과 흑미삼의 제조방법)에는, 인삼을 세척하여 건조시킨 후 증숙과 건조시키는 과정을 9회 반복하여 사포닌 성분이 증가된 흑삼과 흑미삼의 제조방법에 관한 것이 공개되어 있다.
또한, 한국등록특허공보 제10-0496418호(흑미삼 제조방법 및 그를 이용하여 제조된 흑미삼)에는, 대부분의 사포닌을 함유하고 있는 인삼의 잔뿌리를 10증 10포법에 의해 흑미삼을 제조하는 방법에 관한 것이 공개되어 있다.
위와 같은 흑삼 제조방법들은 증숙 온도와 시간 등의 조건을 달리하여 조사포닌, 특정 진세노사이드 성분의 함량을 높인 것들이다.
그럼에도, 조사포닌, 진세노사이드 성분 함량이 충분치 않은 문제점이 있으며, 이러한 흑삼을 대량을 제조하기 위한 전용 제조 장치가 없었기 때문에 일반적인 증숙이 가능한 건조기를 이용하여 제조하게 되므로 균일한 품질의 흑삼을 대량생산하기 어려운 문제가 있었다.
또한, 2007년도에는 식품의약품안전청에서 흑삼농축액 건강기능식품에 대해 벤조피렌 검사를 한 결과, 벤조피렌이 과다 검출되어 국민의 건강보호 차원에서 보관제품에 대해 가압류 조치하고 유통제품에 대해서도 자진회수토록 한 적이 있다.
벤조피렌은 방향족다환탄화수소(PAHs) 일종의 환경오염물질로서 식품을 고온으로 조리, 가공할 때 생성되며, 국제암연구소(IARC)에서 발암물질로(그룹 1)로 분류하고 있고, 식품에는 식용유지에 2ppb로 기준이 설정되어 있으며, 흑삼가공제품에는 설정되어 있지 않다.
이렇듯, 흑삼은 건조하는 조건에 따라 그 품질이 달라지고 무리한 가온 조건에서 제조하게 되면 오히려 발암물질들이 생성되어 인체에 유용성분과 함께 발암물질을 섭취하게 되는 문제를 발생하게 되어 품질이 균일하고 유효성분이 많으며, 발암물질의 발생을 최소화하면서 양질의 흑삼을 만들기 위한 제조장치가 요구되고 있는 실정이다.
한편, 홍삼은 그 품질에 따라 고급 홍삼인 천삼과, 지삼 그리고 일반 홍삼인 양삼으로 분류된다.
특히, 천삼은 흑삼과 함께 최근들어 각광을 받고 있는 것으로서, 홍삼 중에서 그 외형과 품질이 최고로 좋으며 내부 조질이 치밀하고 견고하고, 내공, 내백이 없는 것을 말한다.
그러나, 이러한 천삼은 수삼을 증숙하여 홍삼을 만드는 과정에서 소량 생산되는 것으로서, 흑삼과 함께 고가의 가격으로 판매될 수 밖에 없는 상황이다.
따라서, 이러한 천삼은 수삼을 가공하여 홍삼을 만드는 과정에서 얻어지는 천삼을 제조하기 위하여 수삼의 품질을 높이고 가공 효율을 높이기 위한 연구가 지속적으로 이루어졌고, 현재도 계속 고품질의 천삼을 대량으로 제조하기 위한 홍삼제조장치의 개발이 지속적으로 이루어지고 있다.
일반적인 홍삼제조용 장치에 관한 선행기술로는 대한민국등록특허제10-0670157호"인삼 증숙 및 건조장치가 있고, 대한민국등록특허 제10-1034688호"9중9포 방식을 이용한 자동 증숙장치 및 상기 증숙장치를 이용하여 홍삼을 제조하는 방법"이 있다.
그리고, 대한민국등록특허 제10-079415호 "단일장치내에 증숙,건조,추출을 통한 홍삼제조장치가 있으며, 대한민국등록특허제10-0927436호"홍삼제조용 증삼건조장치에 관한 것이 개시되어 있다.
그러나, 상기와 같은 제조장치들은 홍삼을 주로 제조하기 위한 장치들로서 상기한 바와 같이 홍삼 제조 후 일부 소량 생산되어 치밀한 조직을 가지게 되는 품질이 우수한 천삼을 대량으로 제조할 수 없는 문제가 여전히 있었으며, 특히 흑삼은 9차례에 걸쳐 찌고 말리는 과정을 반복해야 하므로서 제조 과정과 시간이 많이 소요되어 흑삼의 가격이 여전히 높은 문제를 해결할 수 없었다.
따라서, 하나의 제조장치에서 천삼과 흑삼을 선택적으로 제조할 수 있으면서도 가열건조 과정에서 발암물질의 발생을 최소화하면서도 대량의 제조가 가능한 천삼 및 흑삼 제조장치가 요구되고 있는 상황이다.
본 발명은 고압 및 진공 압력에 견딜 수 있는 복합건조기를 구비하고, 그 내부에 수삼 또는 홍삼을 다량 적층하여 가압 건조 방식에 의한 천삼제조가 가능함은 물론, 가압 및 감압 혼합건조방식에 의한 흑삼제조를 연속적이고 대량으로 제조가 가능하도록 된 복합가열 건조방식을 이용한 천삼 및 흑삼 제조장치 제공을 기술적 과제로 한다.
또한, 본 발명은 고온의 간접 가열과 중온의 직접가열에 의한 복합가열 건조 방식으로 고압 또는 진공상태에서 수삼 또는 홍삼을 가열 건조하도록 함으로써 발암물질의 생성을 최소화하면서 양질의 천삼 및 흑삼을 제조할 수 있도록 이루어진 복합가열 건조방식을 이용한 천삼 및 흑삼 제조장치 제공을 기술적 과제로 한다.
본 발명은 전방이 개구된 함체형으로 이루어지고, 내부에 구비된 적층 공간부에 다량의 삼을 다단으로 적층하기 위한 거치대가 구비되어 있고, 삼을 가압 조건에서 직접 및 간접 가열 건조한 후 감압 조건에서 열을 회수하여 냉각 건조할 수 있도록 고압 또는 진공 압력에 견디도록 이루어져 있으며, 전방 개구부에는 잠금부재를 가진 밀폐형 도어가 구비되어 이루어진 복합건조기; 상기 복합건조기의 내부 압력을 높이기 위해 고압용배관으로 연결되어 있으며, 관로 중간에는 안전밸브 및 개폐밸브가 구비되어 있는 압축기를 가진 가압장치; 상기 복합건조기 내부를 진공 상태로 유지하기 위해 응축기, 진공펌프 및 진공탱크가 냉매순환회로를 구성하는 진공냉각장치를 포함하고, 상기 응축기는 상기 진공펌프 및 진공탱크와 연결되어 내부가 진공를 유지하도록 이루어진 냉각탱크 내부에 설치되어 있으며, 상기 냉각탱크 하단부에는 상기 복합건조기 내부의 수분을 회수하는 회수탱크가 설치되어 있고, 상기 복합건조기와 냉각탱크는 수증기배출관으로 서로 연결되어 그 관로 중간에 개폐밸브가 구비되어 있는 감압냉각장치; 상기 복합건조기의 내부 하측에서 수평으로 설치되며, 외부의 스팀공급장치로부터 스팀이 공급되어 이 스팀의 열에 의해 가열되도록 이루어진 고온발열부재가 구비되어 이 고온발열부재에서 방출되는 복사열에 의해 복합건조기 내부공기를 가열시켜 대류순환식 가온기류를 발생시키는 간접가열수단; 상기 거치대에 의해 상기 복합건조기 내부에서 다단으로 적층되며, 내부에는 외부의 온수발생장치로부터 온수가 공급되는 순환유로가 형성되어 있는 복수의 중온발열부재가 구비되어 이 중온발열부재에 의해 삼을 가열시키도록 이루어진 직접가열수단으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 고온발열부재는 배관으로 이루어져 있고, 스팀입구와 스팀출구는 복합건조기 외부에서 상기 스팀공급장치와 각각 연결되어 있고, 그 중간은 상기 복합건조기의 하부에서 지그재그 형태로 배열되어 스팀의 열에 의해 가열되어 복합건조기 내부공기를 가열시켜 상기 삼을 대류순환식의 가온기류에 의해 간접 가열 건조되도록 이루어진다.
상기 중온발열부재는 판형으로 이루어지고, 열전도율이 높은 금속 재질로 이루어지고, 그 일측에는 상기 순환유로와 연결된 입수구와 출수구가 구비되어 상기 복합건조기의 외부에서 상기 온수발생장치와 각각 연결되어 있고, 상기 순환유로는 상기 입수구와 출수구 사이에서 칸막이벽에 의해 구획되어 지그재그 형태로 온수가 순환되어 그 위에 얹혀지는 삼을 70~90℃에서 직접 가열하며, 상기 칸막이벽에는 가온기류가 수직으로 대류 순환하기 위한 다수의 가온노즐이 적정 간격으로 형성되어 그 위에 얹혀지는 상기 삼을 가온기류에 의해 간접 가열 건조되도록 이루어진다.
상기한 바와 같이 본 발명은 수삼이나 홍삼을 이용하여 고압 및 진공 압력에 견딜 수 있는 복합건조기 내부에서 가압 또는 감압의 환경을 조성하여 스팀에 의한 복사열을 이용하여 간접가열을 함과 동시에 온수가 순환되는 중온발열부재에 의한 중온의 열로서 수삼이나 홍삼을 직접 가열하는 복합 가열 건조 방식을 채택함으로써 복합건조기 내부의 가압 건조 방식에 의한 천삼제조가 가능함은 물론, 가압 및 감압 혼합건조방식에 의한 흑삼을 제조할 수 있으며, 진공 상태를 유지하면서 진공 냉각 건조가 하나의 시스템에서 연속적인 제조가 가능해져 고품질의 천삼 및 흑삼을 대량 생산할 수 있게 된다.
또한, 본 발명은 고온의 간접 가열과 중온의 직접가열에 의한 복합가열 건조 방식으로 고압 또는 진공상태에서 수삼 또는 홍삼을 가열 건조하도록 함으로써 종래와 같이 건조 과정에서 발생될 수 있는 발암물질의 생성을 최소화하면서 양질의 천삼 및 흑삼을 제조할 수 있는 효과를 발휘하게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 복합가열 건조방식을 이용한 천삼 및 흑삼 제조장치의 전체 구성을 나타낸 개략도,
도 2는 본 발명에 따른 복합건조기에 의한 제조 과정을 설명하기 위한 정단면도,
도 3은 본 발명에 따른 복합건조기의 직접 및 간접가열수단을 나타낸 측단면도,
도 4는 본 발명에 따른 복합건조기의 직접가열수단의 고온발열부재의 구성을나타낸 평단면도,
도 5는 본 발명에 따른 복합건조기의 간접가열수단의 중온발열부재의 구성을 나타낸 평단면도이다.
이하 본 발명을 한정하지 않는 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하기로 한다.
이는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이며, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.
또한, 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있으며, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있고, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.
또한, 본 발명의 실시예로 도시한 도면에서 동일 명칭의 부분에 대해서는 동일 부호를 적용하였다.
도 1은 본 발명에 따른 복합가열 건조방식을 이용한 천삼 및 흑삼 제조장치의 전체 구성을 나타낸 개략도이고, 도 2는 본 발명에 따른 복합건조기에 의한 제조 과정을 설명하기 위한 정단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 복합건조기의 직접 및 간접가열수단을 나타낸 측단면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 복합건조기의 직접가열수단의 고온발열부재의 구성을나타낸 평단면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 복합건조기의 간접가열수단의 중온발열부재의 구성을 나타낸 평단면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 복합가열 건조방식을 이용한 천삼 및 흑삼 제조장치는 복합건조기(10)와 가압장치(20) 및 감압냉각장치(30) 그리고, 간접가열수단(40)과 직접가열수단(50)으로 이루어진다.
먼저, 상기 복합건조기(10)는 본체가 내부에 적층공간부(11)를 가지며, 전방이 개구된 형태로 되며, 원통형 보다는 다량의 삼(G)을 적층하기 용이하도록 캐비넷과 같은 함체형으로 이루어진다.
이러한 복합건조기(10)의 내부에는 양측벽에 거치대(12)가 구비되는데, 이 거치대(12)는 수삼이나 홍삼을 직접 적층하는 것이 아니라 상기 직접가열수단(50)을 거치하기 위한 마련된 것으로 측벽으로부터 일단이 고정되어 수평으로 돌출되게 봉 형상의 거치대(12)가 적정 간격을 유지하여 설치된다. 따라서, 상기 거치대(12) 사이에는 삼(G)을 적층할 수 있는 적층공간부(11)가 형성된다.
그리고, 복합건조기(10) 본체는 스테인레스 재질의 금속 판재를 절곡하여 그 내부에 단열재가 충진되며, 고압 또는 진공 압력에 견딜 수 있도록 그 이음부분은 용접 가공되어 밀폐형 구조를 이루게 된다.
또한, 복합건조기(10) 전방에는 밀폐형 도어가 구비되는데, 밀폐형도어는 본체와 마찬가지로 스테인레스 재질의 금속판재를 절곡하여 그 내부에 단열재가 충진되며 그 전면 중앙에 투시창(16)이 실링구조 처리되어 있다.
이러한 밀폐형 도어는 일단이 힌지로 연결되고, 내부가 고압 또는 진공 압력이 작용할 때 도어가 개방되지 않으면서 차단되도록 도어와 본체는 개스킷에 의한 실링 구조로 밀착되는 것이며, 타단에는 잠금부재(13)가 구비되어 있어서 건조 과정에서 도어가 열리지 않도록 구성되어 있다.
따라서, 복합건조기(10) 본체는 내부에 삼(G)을 다량 적층한 상태에서 가압 조건에서 직접 및 간접 가열 건조한 후 감압 조건에서 열을 회수하여 냉각 건조할 수 있도록 고압 또는 진공 압력에 견딜 수 있는 것이다.
상기 가압장치(20)는 복합건조기(10)의 내부를 고압 상태로 유지하기 위한 것으로서, 압축기를 포함하여 구성되며, 복합건조기(10)의 상단부와 고압용배관(21)으로 연결되어 있다.
그리고, 고압용배관(21)의 관로 중간에는 복합건조기(10) 본체 내부의 압력에 대응하여 그 압력을 제어하고 설정된 압력 이상으로 압축기가 작동하는 것을 제어하는 안전밸브(22)가 마련되어 있으며, 건조기(10) 본체 내부의 고압 상태를 차단 및 개방해 주기 위한 개폐밸브(23)가 구비되어 있는데, 이러한 개폐밸브(23)는 수동 조작되도록 구성되거나 도면에는 도시하지 않았으나 전자변 및 그 제어회로를 추가로 구성하여 자동으로 제어할 수 있음은 물론이다.
상기 감압냉각장치(30)는 복합건조기(10) 내부를 진공 상태로 유지하기 위한 구성으로서, 응축기(31), 진공펌프(32) 및 진공탱크(33)를 포함하여 이루어지고, 소정의 냉매순환회로(34)에 의해 서로 연결되어 이루어진 진공냉각장치(35)와 함께 구성된다.
따라서, 복합건조기(10) 내부에서 가열 건조되는 과정에서 발생되는 증기를 빨아들여 응축기(31)에 의해 응축시켜 회수함으로써 복합건조기(10) 내부를 진공상태로 유지시킨 상태에서 신속한 냉각에 의한 건조가 이루어지도록 구성된 것이다.
본 발명의 한 특징에 의하면 상기 응축기(31)는 일반적인 냉각장치와 같이 상온의 대기 중에서 작동되는 것이 아니라 진공펌프(32)에 의해 열교환 작용이 이루어지면서 내부에 진공을 유지하도록 이루어진 냉각탱크(36) 내부에 수납되도록 구성된다.
즉, 냉각탱크(36)는 상기 진공펌프(32) 및 진공탱크(33)와 배관으로 연결되어 내부가 진공를 유지하도록 이루어져 있어서, 그 내부에 수납되는 응축기(31)에 접촉되는 증기가 외부 온도와 공기와 접촉되지 않는 상태에서 응축되는 것이다.
여기서, 응축기(31)에 응축된 수분은 상기 냉각탱크(36) 하단부에는 회수탱크(37)가 설치됨으로써 이 회수탱크(37)에 응축된 수분이 수집되는 것이다.
그리고, 상기 진공탱크(33)에는 내부에 열교환코일이 설치되고 이 열교환코일의 양단부는 별도로 마련되는 칠러냉각기(60)와 연결되어 있고, 그 관로의 중간은 응축기(31) 및 냉각탱크(36)의 순환배관과 연결되어 병렬회로를 구성하게 된다
이러한 구성은 냉각 및 진공시스템의 구성으로서, 응축기(31)가 수납된 냉각탱크(36)의 내부를 진공 상태로 유지시키면서 낮은 온도로 냉각 작용이 이루어질 수 있도록 하기 위한 구성이다.
따라서, 본 발명에서는 상기한 바와 같이 응축기(31)가 밀폐된 진공 조건 및 냉각 조건을 갖는 냉각탱크(36) 내부에서 열교환 작용이 이루어지게 한 구성이 특징적인 것이다.
이러한 구성의 감압냉각장치(30)는 상기 복합건조기(10)와 냉각탱크(36)가 수증기배출관(38)으로 서로 연결되어 그 관로 중간에 차단밸브가 구비되어 있어서, 복합건조기(10)의 내부의 진공을 선택적으로 차단하고 필요에 따라 증기 배출을 개폐하도록 함으로써 흑삼 및 천삼을 제조하기 위한 메뉴얼에 따라 자유롭게 조절할 수 있도록 구성된 것이다.
이러한 개폐밸브(14)는 수동 조작되도록 구성되거나 도면에는 도시하지 않았으나 전자변 및 그 제어회로를 추가로 구성하여 자동으로 제어할 수 있음은 물론이다.
한편, 본 발명의 가장 특징적인 구성으로서 상기 간접가열수단(40)은 복합건조기(10)의 내부 하측에서 수평으로 설치되며, 외부의 스팀장치로부터 스팀이 공급되어 이 스팀의 열에 의해 가열되도록 이루어진 고온발열부재(41)가 된다.
상기 고온발열부재(41)는 내부에 200도 이상의 고온의 스팀이 공급되어 그 표면에 방출되는 복사열에 의해 복합건조기(10) 내부공기를 가열시켜 대류순환식 가온기류(42)를 발생시도록 구성된 것이다.
이러한 고온발열부재(41)는 배관으로 이루어져 히트파이프와 유사한 구성으로 이루어지며, 스팀입구(43)와 스팀출구(44)는 복합건조기(10) 외부에서 상기 스팀공급장치(45)의 스팀공급관 및 스팀회수관과 각각 연결되어 있다.
그리고, 그 중간은 상기 복합건조기(10)의 하부에서 지그재그 형태로 배열되어 스팀의 열에 의해 가열되어 복합건조기(10) 내부공기를 가열시켜 상기 홍삼을 대류순환식의 가온기류(42)에 의해 간접 가열 건조되도록 이루어진다.
또한, 상기 직접가열수단(50)은 상기 거치대(12)에 의해 상기 복합건조기(10) 내부에서 다단으로 적층되며, 내부에는 외부의 온수발생장치(51)로부터 온수가 공급되는 순환유로(52)가 형성되어 있는 복수의 중온발열부재(53)가 구비되어 구성된다.
상기 중온발열부재(53) 위에는 다량의 수삼이나 홍삼이 적층되는 것으로서. 본 발명에서는 상기 중온발열부재(53)는 판형으로 이루어지고, 열전도율이 높은 금속 재질로 이루어진다.
그리고, 일측에는 상기 순환유로(52)와 연결된 입수구(54)와 출수구(55)가 구비되어 상기 복합건조기(10)의 외부에서 상기 온수발생장치(51)의 온수공급관 및 온수회수관과 각각 연결되어 있다.
따라서, 상기 순환유로(52)는 상기 입수구(54)와 출수구(55) 사이에서 칸막이벽(56)에 의해 구획되어 지그재그 형태로 온수가 순환되는 것이며, 그 위에 얹혀지는 다량의 수삼 또는 홍삼을 70~90℃에서 직접 가열하게 된다.
또한, 상기 칸막이벽(56)에는 가온기류(42)가 수직으로 대류 순환하기 위한 다수의 가온노즐(57)이 적정 간격으로 형성되는데, 그 위에 얹혀지는 수삼이나 홍삼이 가온기류(42)에 의해 간접적으로 가열되면서 건조되도록 이루어진 것이다.
이하 본 발명에 따른 복합가열 건조방식을 이용한 천삼 및 흑삼 제조장치의 제조 과정을 도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
복합건조기(10) 내부의 거치대(12)에 거치된 중온발열부재(53) 위에 수삼이나 홍삼을 다량 적층시킨 후 도어를 닫은 후 잠금부재(13)로 잠궈 복합건조기(10)의 내부가 외부와 차폐되도록 한다.
이 상태에서 천삼을 만들기 위한 과정을 설명하면 우선 천삼은 고압의 조건하에서 가압된 환경을 복합건조기(10) 내부에 조성하여 가열 건조시키는 것이 삼(G)의 내부 조직이 치밀하게 이루어지면서 건조될 수 있다.
이때, 건조과정에서 너무 고온의 상태에서 건조 속도가 너무 빠르거나 그 표면에 가해지는 열에 의해 표면이 먼저 탄화되거나 하면 천삼으로 제조될 수 없게 된다.
따라서, 본 발명에서는 먼저 가압장치(20)에 의해 복합건조기(10)의 내부 온도를 고압의 상태로 유지하게 한다.
이와 동시에 온수탱크에서 온수가 공급되어 중온발열부재(53)의 순환유로(52)를 따라 온수가 순환되면 대략 70~90도 사이의 온도로서 삼(G)을 서서히 직접 가열시키게 된다.
여기서, 대부분 열이 직접 닫는 위치에 있는 삼(G)은 그 위에 적층된 삼(G) 보다 가열이 먼저 진행되므로 가열 시간 차에 의한 가열 건조 상태가 달라지게 되어 균일한 품질의 천삼을 만들기가 어려웠다.
하지만 본 발명에서는 상기와 같이 온수에 의한 중온의 직접 가열 작용이 이루어짐과 동시에 간접 가열 건조 작용이 동시에 이루어진다.
즉, 복합건조기(10) 내부 하단에 마련된 히트파이프와 같은 고온발열부재(41)에는 스팀공급장치(45)로부터 200도 이상의 고온의 스팀이 공급된다.
따라서, 스팀에 의해 가열된 고온발열부재(41)의 표면에서 복사열이 방출되어 대류 순환 작용이 이루어지면서 내부의 공기를 가열하므로서 도 2에 도시된 바와 같은 가열기류를 형성하게 된다.
결국, 중온발열부재(53) 위에 적층된 삼(G) 중에서 하단에 적층된 삼(G)은 중온발열부재(53)에 직접가열되고, 그 위에 적층된 삼(G)은 가열기류에 의해 급작스런 가열이 아닌 자연스런 가열 온도 상승에 의하여 증삼으로 가열되면서 증기를 발생하며 가공되는 증삼의 단계를 거치게 되는 것이다.
여기서, 본 발명의 구성에 의하면 중온발열부재(53)에는 다수의 가온노즐(57)이 형성되어있기 때문에 가온기류(42)는 중온발열부재(53)의 주변은 물론 그 내측으로 적층된 삼(G)에 까지 고르게 가온기류(42)가 순환하게 되므로써 균일한 가온 작용이 이루어져 삼(G)이 무작위로 적층되어 있더라도 균일한 상태의 증삼의 단계를 거치게 되는 것이다.
이와 같이 가열 과정에서 발생되는 증기는 개폐밸브(14)가 개방되면서 감압냉각장치(30)의 작동에 의하여 복합건조기(10)의 증기가 응축기(31)로 배출되면서 복합건조기(10) 내부가 진공 상태로 되면서 배출된 증기는 응축되어 회수탱크(37)의 내부로 회수된다.
여기서, 본 발명에 의하면 응축기(31)는 진공 상태를 유지하는 냉각탱크(36) 내부에서 냉각이 이루어지므로 상온의 대기 상태에서의 냉각 효율 보다 월등히 냉각 작용이 원활하게 이루어질 수 있게 된다.
그리고, 응축기(31)는 진공펌프(32) 및 진공탱크(33)에 의하여 소정의 진공 상태를 유지하면서 냉각 작용이 이루어지게 되고 그 내부로 순환되는 냉매 또한 칠러냉각기(60)에 의하여 신속하게 냉각되어 재순환을 반복하게 되므로서 대량의 증기를 응축하는 응축기(31)의 성능이 대량의 천삼을 제조하기 위한 탁월한 증기 배출 조건에 적합하게 운영될 수 있는 장점을 발휘하게 된다.
이와 같은 과정으로 복합건조기(10) 내부에 적층된 삼(G)은 가압 상태에서 중온발열부재(53)와 고온발열부재(41)에 의한 직접 및 간접적인 가열 건조 작용에 의해 양호한 상태의 증삼 제조 공정을 거치게 되고, 아울러 가열 과정에서 발생된 증기는 고효율 대용량의 증기 냉각이 가능한 응축기(31)에 의하여 복합건조기(10)와 냉각탱크(36)의 내부를 진공상태로 유지한 상태에서 증기를 응축시켜 회수함으로써 균일한 품질의 천삼을 대량으로 제조할 수 있게 되는 것이다.
한편, 흑삼을 만들기 위한 과정을 설명하면 천삼의 제조 조건과 차이점은 가압과 감압 작용을 병행하여 수차례 반복하여 이루어지는 차이점이 있다.
예를 들어 9증 9포 또는 10증 10포 의 과정을 거치게 된다.
하지만 종래의 문제점과 같이 상기한 과정을 거치는 동안 발암물질이 과친 즉, 흑삼은 홍삼의 제조 과정을 기초로 하는데, 일반적인 제조 과정을 거친 홍삼은 증삼 과정을 거친 상태에서 수분을 자연 건조시키는 과정에서 균일한 가온작용이 이루어지지 않게 되므로 삼(G)의 표면이 너무 심하게 탄화될 수 있어 일부 삼(G)에서는 발암물질이 발생되는 문제점이 있었다.
본 발명에서는 가압과 감압의 환경에서 수삼이나 홍삼을 상술한 바와 같이 직,간접으로 가열하므로서 급격한 가열에 의한 발암물질 생성을 최소화하면서 증삼 과정을 거치게 되며, 진공 조건에서 신속한 냉각이 이루어지도록 하여 고품질의 검붉은 색상을 띠는 흑삼을 제조할 수 있는 것이다.
즉, 고압의 조건하에서 가압된 환경을 복합건조기(10) 내부에 조성하여 가열 건조시키는 것과 감압된 상태에서 냉각 작용이 이루어지도록 하여 삼(G)의 내부 조직이 치밀하게 이루어지면서 가열 및 냉각 건조된다.
여기서, 건조과정에서 건조속도가 너무 빠르거나 그 표면에 가해지는 열에 의해 표면이 먼저 탄화되거나 하면 흑삼으로 제조할 수 없다.
따라서, 본 발명에서는 먼저 가압장치(20)에 의해 복합건조기(10)의 내부 온도를 고압의 상태로 유지하게 한다. 이와 동시에 온수탱크에서 온수가 공급되어 중온발열부재(53)의 순환유로(52)를 따라 온수가 순환되면 대략 70~90도 사이의 온도로서 삼(G)을 서서히 직접 가열시키게 된다.
이때, 대부분 열이 직접 닫는 위치에 있는 삼(G)은 그 위에 적층된 삼(G) 보다 가열이 먼저 진행되므로 가열 시간 차에 의한 가열 건조 상태가 달라지게 되어 균일한 품질의 천삼을 만들기가 어려웠다.
하지만 본 발명에서는 상기와 같이 온수에 의한 중온의 직접 가열 작용이 이루어짐과 동시에 간접 가열 건조 작용이 동시에 이루어진다.
즉, 복합건조기(10) 내부 하단에 마련된 히트파이프와 같은 고온발열부재(41)에는 스팀공급장치(45)로부터 200도 이상의 고온의 스팀이 공급된다.
따라서, 스팀에 의해 가열된 고온발열부재(41)의 표면에서 복사열이 방출되어 대류 순환 작용이 이루어지면서 내부의 공기를 가열하므로서 도 2에 도시된 바와 같은 가열기류를 형성하게 된다.
결국, 중온발열부재(53) 위에 적층된 삼(G) 중에서 하단에 적층된 삼(G)은 중온발열부재(53)에 직접가열되고, 그 위에 적층된 삼(G)은 가열기류에 의해 급작스런 가열이 아닌 자연스런 가열 온도 상승에 의하여 증삼으로 가열되면서 증기를 발생하며 가공되는 증삼의 단계를 거치게 되는 것이다.
여기서, 본 발명의 구성에 의하면 중온발열부재(53)에는 다수의 가온노즐(57)이 형성되어있기 때문에 가온기류(42)는 중온발열부재(53)의 주변은 물론 그 내측으로 적층된 삼(G)에 까지 고르게 가온기류(42)가 순환하게 되므로써 균일한 가온 작용이 이루어져 삼(G)이 무작위로 적층되어 있더라도 균일한 상태의 증삼의 단계를 거치게 되는 것이다.
이와 같이 가열 과정에서 발생되는 증기는 개폐밸브(14)가 개방되면서 감압냉각장치(30)의 작동에 의하여 복합건조기(10)의 증기가 응축기(31)로 배출되면서 복합건조기(10) 내부가 진공 상태로 되면서 배출된 증기는 응축되어 회수탱크(37)의 내부로 회수된다.
여기서, 본 발명에 의하면 응축기(31)는 진공 상태를 유지하는 냉각탱크(36) 내부에서 냉각이 이루어지므로 상온의 대기 상태에서의 냉각 효율보다 월등히 냉각 작용이 원활하게 이루어질 수 있게 된다.
그리고, 응축기(31)는 진공펌프(32) 및 진공탱크(33)에 의하여 소정의 진공 상태를 유지하면서 냉각 작용이 이루어지게 되고 그 내부로 순환되는 냉매 또한 칠러냉각기(60)에 의하여 신속하게 냉각되어 재순환을 반복하게 되므로서 대량의 증기를 응축하는 응축기(31)의 성능이 대량의 천삼을 제조하기 위한 탁월한 증기 배출 조건에 적합하게 운영될 수 있는 장점을 발휘하게 된다.
이와 같은 직,간접 복합식 가열과정에 의해 복합건조기(10) 내부에 적층된 삼(G)은 가압 상태에서 중온발열부재(53)와 고온발열부재(41)에 의한 직접 및 간접적인 가열 건조 작용에 의해 양호한 상태의 증삼 제조 공정을 거치게 되고, 아울러 가열 과정에서 발생된 증기는 고효율 대용량의 증기 냉각이 가능한 응축기(31)에 의하여 복합건조기(10)와 냉각탱크(36)의 내부를 진공상태로 유지한 상태에서 증기를 응축시켜 회수함으로써 균일한 품질의 흑산을 대량으로 제조할 수 있게 되는 것이다.
상기한 일련의 과정은 9증9포 또는 10증 10포의 과정을 반복적으로 수행하면서 최적의 상태의 흑삼을 제조하도록 메뉴얼화할 수 있는 제조장치를 제공하게 되는 것이다.
이상에서 천삼 및 흑삼을 제조하기 위한 복합 건조기(10)의 가압 상태 및 진공 상태와 증기 배출 시간 등과 같은 일련의 과정은 천삼 및 흑삼을 만들기 위한 진공도 정도와 내부 가온 온도 및 증기 배출량을 감안하여 프로그램화시켜 제어할 수 있음은 물론이다.
따라서, 본 발명의 복합건조방식을 이용한 흑삼 및 천함 제조장치를 활용하여 천삼 및 흑삼을 제조하기 적합한 조건으로 복합건조기(10)의 가압 작동과 감압 작동을 제어하고 가온 시간 및 증기 배출 시간 등은 일반적인 제어기술에 해당되는 것이므로 본 발명에서는 이에 대한 구체적인 설명은 생략하였다.
이상에서 본 발명에 따른 실시예를 설명하었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
10: 복합건조기 11: 적층공간부
12: 거치대 13: 잠금부재
14,23: 개폐밸브 15: 밀폐형도어
16: 투시창 17: 드레인콕
20: 가압장치 21: 고압용배관
22: 안전밸브 24: 압축기
30: 감압냉각장치 31: 응축기
32: 진공펌프 33: 진공탱크
34: 냉매순환회로 35: 진공냉각장치
36: 냉각탱크 37: 회수탱크
38: 수증기배출관 40: 간접가열수단
41: 고온발열부재 42: 가온기류
43: 스팀입구 44 : 스팀출구
45: 스팀공급장치 50: 직접가열수단
51: 온수발생장치 52: 순환유로
53: 중온발열부재 54: 입수구
55: 출수구 56: 칸막이벽
57: 가온노즐 60: 칠러냉각기
G: 삼(수삼,홍삼,천삼,흑삼)

Claims (3)

  1. 전방이 개구된 함체형으로 이루어지고, 내부에 구비된 적층 공간부(11)에 다량의 삼을 다단으로 적층하기 위한 거치대(12)가 구비되어 있고, 삼을 가압 조건에서 직접 및 간접 가열 건조한 후 감압 조건에서 열을 회수하여 냉각 건조할 수 있도록 고압 또는 진공 압력에 견디도록 이루어져 있으며, 전방 개구부에는 잠금부재(13)를 가진 밀폐형 도어(15)가 구비되어 이루어진 복합건조기(10);
    상기 복합건조기(10)의 내부 압력을 높이기 위해 고압용배관(21)으로 연결되어 있으며, 관로 중간에는 안전밸브(22) 및 개폐밸브(23)가 구비되어 있는 압축기를 가진 가압장치(20);
    상기 복합건조기(10) 내부를 진공 상태로 유지하기 위해 응축기(31), 진공펌프(32) 및 진공탱크(33)가 냉매순환회로(34)를 구성하는 진공냉각장치(35)를 포함하고, 상기 응축기(31)는 상기 진공펌프(32) 및 진공탱크(33)와 연결되어 내부가 진공를 유지하도록 이루어진 냉각탱크(36) 내부에 설치되어 있으며, 상기 냉각탱크(36) 하단부에는 상기 복합건조기(10) 내부의 수분을 회수하는 회수탱크(37)가 설치되어 있고, 상기 복합건조기(10)와 냉각탱크(36)는 수증기배출관(38)으로 서로 연결되어 그 관로 중간에 개폐밸브(14)가 구비되어 있는 감압냉각장치(30);
    상기 복합건조기(10)의 내부 하측에서 수평으로 설치되며, 외부의 스팀공급장치(45)로부터 스팀이 공급되어 이 스팀의 열에 의해 가열되도록 이루어진 고온발열부재(41)가 구비되어 이 고온발열부재(41)에서 방출되는 복사열에 의해 복합건조기(10) 내부공기를 가열시켜 대류순환식 가온기류(42)를 발생시키는 간접가열수단(40);
    상기 거치대(12)에 의해 상기 복합건조기(10) 내부에서 다단으로 적층되며, 내부에는 외부의 온수발생장치(51)로부터 온수가 공급되는 순환유로(52)(52)가 형성되어 있는 복수의 중온발열부재(53)가 구비되어 이 중온발열부재(53)에 의해 삼을 가열시키도록 이루어진 직접가열수단(50);으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 복합건조방식을 이용한 천삼 및 흑삼 제조장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 고온발열부재(41)는 배관으로 이루어져 있고, 스팀입구(43)와 스팀출구(44)는 복합건조기(10) 외부에서 상기 스팀공급장치(45)와 각각 연결되어 있고, 그 중간은 상기 복합건조기(10)의 하부에서 지그재그 형태로 배열되어 스팀의 열에 의해 가열되어 복합건조기(10) 내부공기를 가열시켜 상기 삼을 대류순환식의 가온기류(42)에 의해 간접 가열 건조되도록 이루어진 것을 특징으로 하는 복합건조방식을 이용한 천삼 및 흑삼제조장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 중온발열부재(53)는 판형으로 이루어지고, 열전도율이 높은 금속 재질로 이루어지고, 그 일측에는 상기 순환유로(52)와 연결된 입수구(54)와 출수구(55)가 구비되어 상기 복합건조기(10)의 외부에서 상기 온수발생장치(51)와 각각 연결되어 있고, 상기 순환유로(52)는 상기 입수구(54)와 출수구(55) 사이에서 칸막이벽(56)에 의해 구획되어 지그재그 형태로 온수가 순환되어 그 위에 얹혀지는 삼을 70~90℃에서 직접 가열하며, 상기 칸막이벽(56)에는 가온기류(42)가 수직으로 대류 순환하기 위한 다수의 가온노즐(57)이 적정 간격으로 형성되어 그 위에 얹혀지는 상기 삼을 가온기류(42)에 의해 간접 가열 건조되도록 이루어진 것을 특징으로 하는 복합건조방식을 이용한 천삼 및 흑삼 제조장치.
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