KR101290236B1

KR101290236B1 - 식품용 압출장치

Info

Publication number: KR101290236B1
Application number: KR1020100048944A
Authority: KR
Inventors: 배금주
Original assignee: 주식회사새롬푸드
Priority date: 2010-05-26
Filing date: 2010-05-26
Publication date: 2013-07-30
Also published as: KR20110129533A

Abstract

본 발명은 식품용 단일축 압출장치에 관한 것으로, 식품 재료가 투입되는 호퍼(111)가 구비되는 원통형의 배럴(110)과, 이 배럴(110) 내에서 설치되어 구동모터(130)에 의해 구동이 이루어지는 샤프트(120)와, 이 샤프트(120)의 외주에 나선형으로 형성되어 압출물의 이송 채널을 형성하는 나선형 날개(121)로 이루어진 식품 압출장치에 있어서, 상기 배럴(110)과 샤프트(120)는 압출물이 배출되는 배출단 방향으로 일정 구간의 직경이 확장된 원추 형상을 가짐으로써, 종래와 비교하여 압출물의 생산량을 크게 증가시킬 수 있는 효과가 있는 발명인 것이다.

Description

식품용 압출장치{Food extruder}

본 발명은 식품용 압출장치에 관한 것으로, 특히 생산성을 높일 수 있는 식품용 단일축 압출장치에 관한 것이다.

식품 압출장치는 분쇄, 혼합, 압착, 가열, 성형 등의 여러 가지 단위 조작을 하나의 장치에서 동시에 연속적으로 수행할 수 있는 장치이다. 비교적 수분 함량이 낮은 곡류나 분체 식품 재료를 높은 에너지 효율로 가공 처리할 수 있어 식품공업의 중간 소재 가공, 발효 원료의 전처리, 성형제품의 생산 등에 다양하게 이용되고 있다.

특히, 현대사회의 다양한 생활방식에 의해 식생활 패턴도 크게 바뀌면서 간편한 식생활을 위하여 인스턴트 식품 등에 대한 다양한 개발이 이루어지고 있다. 따라서, 기본 식재료인 쌀, 옥수수, 기타 곡류를 편리하게 취식할 수 있도록 전분질을 베타형(생전분)에서 알파형(호화전분)으로 전환시켜 개봉 후에 별도의 조리를 거치지 않고 취식이 가능하도록 하는 인스턴트 식품에 대한 개발이 다양화되고 있다.

이러한 식품 재료의 가공에는 분쇄, 혼합, 압착, 가열, 성형 등의 처리를 위하여 식품용 압출장치가 사용되고 있다.

식품용 압출장치는 크게 단일축 압출장치(single screw extruder)와 쌍축 압출장치(twin screw extruder)로 나뉘며, 본 발명은 단일축 압출장치에 관련된 것이며, 따라서 이하에서는 종래의 단일축 압출장치를 간략히 살펴본다.

도 1은 종래의 식품 압출장치의 구성을 보여주는 도면이다.

도 1을 참고하면, 종래의 식품 압출장치는 원통형의 배럴(10)과, 이 배럴 내에 구비되어 회전 구동이 이루어지는 샤프트(20)와, 이 샤프트(20)의 외주에 나선형으로 형성된 나선형 날개(21)로 이루어진다.

배럴(10) 일측 상단에는 식품 재료가 투입되는 호퍼(11)가 구비된다.

배럴(10) 내에는 회전축 방향으로 샤프트(20)가 구비되며, 샤프트(20) 일단에 연결되는 구동모터(30)에 의해 샤프트(20)의 회전 구동이 이루어진다. 샤프트(20)는 구동모터(30)에 의해 직접 구동이 이루어질 수 있으나 샤프트와 구동모터 사이에는 기어박스가 마련되어 샤프트의 회전 구동이 이루어질 수도 있다.

배럴(10)의 일단은 직경이 작아지면서 식품 압출물이 배출되는 하나의 배출홀(12)이 형성된다.

샤프트(20)의 외주면에는 나선형으로 형성된 나선형 날개(21)가 마련되며, 이 나선형 날개(21)는 압출물의 이송 채널을 형성한다.

나선형 날개는 다양한 형태로 제공될 수 있으며, 압출물의 효과적인 분쇄, 혼합 등을 위하여 일정 구간에 따라 날개 각도나 피치(pitch)가 구간 별로 변경되거나, 또는 두 개 이상의 날개에 의해 두 채널 이상으로 압출물이 이송되도록 할 수가 있다.

이와 같은 종래의 식품용 압출장치는 호퍼(11)에 식품 재료가 투입되고 샤프트(20)의 회전에 의해 식품 재료가 나선형 날개(30)를 따라 이송되면서 분쇄, 혼합, 압착 등의 과정을 거쳐서 배출홀(12)을 통해 바깥으로 배출이 이루어진다.

그러나, 이러한 종래의 식품 압출장치는 최종 배출홀(12)을 통해 배출되는 압출물의 배출량을 증가시키기가 쉽지 않다. 예를 들어, 배출홀의 크기를 단순히 증가시키는 것은 식품 재료의 압착 정도가 미흡할 수가 있으며, 따라서 다량의 식품 가공을 위하여 식품 압출장치의 처리 용량을 쉽게 증가시키기가 어렵다.

본 발명의 이러한 종래의 식품용 압출장치를 개선하여 생산성을 높여서 다량의 압출물 처리에 적합한 식품 압출장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 식품 압출장치는 식품 재료가 투입되는 호퍼가 구비되는 원통형의 배럴과, 이 배럴 내에서 설치되어 구동모터에 의해 구동이 이루어지는 샤프트와, 이 샤프트의 외주에 나선형으로 형성되어 압출물의 이송 채널을 형성하는 나선형 날개로 이루어진 식품 압출장치에 있어서, 상기 배럴과 샤프트는 압출물이 배출되는 배출단 방향으로 일정 구간의 직경이 확장된 원추 형상을 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 식품 압출장치는 식품 재료의 분쇄, 혼합, 압착이 이루어지는 배럴과 나선형 날개가 형성되는 샤프트를 두 구간으로 나누고 압출물이 배출되는 배출단 방향으로 일정 구간의 직경이 확장된 원추 형상의 구간을 가짐으로써, 압출장치에서 처리되어 배출되는 압출물의 생산량을 크게 증가시킬 수가 있는 효과가 있는 발명인 것이다.

도 1은 종래의 식품 압출장치의 구성을 보여주는 도면,
도 2는 본 발명의 식품 압출장치의 구성을 보여주는 도면,
도 3은 본 발명의 식품 압출장치에 있어 샤프트만을 보여주는 도면,
도 4는 본 발명의 식품 압출장치에 있어 배출단의 정면도.

도 2를 참고하면, 본 발명의 식품 압출장치는 식품 재료가 투입되는 호퍼(111)가 구비되는 원통형의 배럴(110)과, 이 배럴(110) 내에서 설치되어 구동모터(130)에 의해 구동이 이루어지는 샤프트(120)와, 이 샤프트(120)의 외주에 나선형으로 형성되어 압출물의 이송 채널을 형성하는 나선형 날개(121)로 이루어진 식품 압출장치에 있어서, 상기 배럴(110)과 샤프트(120)는 압출물이 배출되는 배출단 방향으로 일정 구간의 직경이 확장된 원추 형상을 갖는 것을 특징으로 한다.

배럴(110)은 호퍼(111)로부터 식품 재료가 투입되어 분쇄, 혼합, 압착 등이 이루어지는 원통 형상의 구간(A)과 배출방향으로 직경이 확장된 원추 형상의 구간(B)을 갖는다.

샤프트(120) 역시도 배럴(110)과 마찬가지로 원통 형상의 구간(A)과 배출방향으로 직경이 확장되는 원추 형상의 구간(B)을 갖는다.

바람직하게는 원추 형상 구간(B)의 배럴 길이는 전체 배럴 길이에 대해 1/4 보다는 크거나 1/2 보다는 작은 범위에서 설정하는 것이 효과적임을 확인할 수가 있었으며, 보다 바람직하게는 전체 배럴 길이에 대해 원추 형상 구간의 배럴 길이는 약 1/3 정도로 설정하는 것이 효과적이었다.

원추 형상 구간의 배럴 길이를 전체 배럴 길이에 대해 1/4 내지 1/2 범위 내에서 결정하는 범위 내에서 투입 식품 재료의 종류 등에 따라서 나선형 날개의 각도나 피치 등의 변형은 다양하게 나타날 수 있으며, 또는 분쇄, 혼합, 압착 등의 구간에 따라서 구간 별로 나선형 날개의 각도나 피치가 다르게 형성될 수가 있다.

다음으로 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 있어 샤프트는 일체로 제작될 수도 있으나 바람직하게는 본 발명에 있어 샤프트(120)는 동일 직경을 갖는 제1샤프트(120A)와, 이 제1샤프트(120A)와 나사 조립되는 원추 형상을 갖는 제2샤프트(120B)로 구성됨으로써 각각 따로 제작되어 하나로 조립될 수 있다.

제1샤프트(120A) 일단에는 조립공(120A')이 형성되며, 제2샤프트(120B)에는 조립공(120A')에 삽입되어 나사 조립되는 스템(120B')이 구비된다.

또한, 본 발명에 있어서 샤프트(120B)는 원추 형상의 구간이 회전축에 대해 15°~ 20°의 경사각(θ)을 갖는 것을 특징으로 하며, 보다 바람직하게는 약 17°의 경사각을 갖는다.

제2샤프트(120B)의 일면 중앙에는 볼트 조립공(120B'')이 형성될 수가 있다. 볼트 조립공(120B'')은 배럴의 개구단에 고정되는 압출판과 제2샤프트(120B)가 볼트로 체결되어 제2샤프트(120B)의 회전축이 고정되어 회전이 이루어지도록 함으로써 샤프트의 회전 시에 편심이 발생되지 않으면서 원활한 회동이 이루어지도록 할 수 있다.

도 4는 본 발명의 식품 압출장치에 있어 배출단의 정면도로써, 본 발명에 있어서 압출물 배출단에는 샤프트와 수직하게 배럴(110)의 개구단에 고정되는 압출판(112)이 구비되며, 이 압출판(112)에는 두 개 이상의 압출물 배출용 홀(112a)이 회전 대칭되게 형성되는 것을 특징으로 한다.

도면부호 113은 압출판(112)을 관통하여 샤프트에 조립되는 볼트이다.

이와 같이 구성된 본 발명의 식품용 압출장치는 호퍼(111)를 통해 식품 재료가 투입되면 샤프트(120)의 회전 구동에 의해 나선형 날개(121)를 따라서 배출방향으로 이동하게 되며, 이 과정에서 식품 재료는 분쇄, 혼합, 압착이 이루어진다.

압출장치 내에서 충분히 분쇄, 혼합, 압착이 이루어진 식품 재료 압출물은 원추 형상 구간(B)을 지나 압출판(112)의 압출물 배출용 홀(112a)을 통해 바깥으로 배출된다.

이러한 본 발명의 식품용 압출장치는 압출장치의 배출단에 원추 형상 구간이 마련됨으로써 종래와 비교하여 처리 용량을 크게 높일 수가 있었으며, 압출판에 형성되는 배출용 홀의 크기나 숫자의 조정만으로 압출물 배출 시에 요구되는 작용 압력의 조정이 용이한 효과가 있었다.

110 : 배럴 111 : 호퍼
120 : 샤프트 121 : 나선형 날개
130 : 구동모터

Claims

식품 재료가 투입되는 호퍼가 구비되는 원통형의 배럴과, 이 배럴 내에서 설치되어 구동모터에 의해 구동되되 동일 직경을 갖는 제1샤프트와 직경이 확장되는 원추 형상을 갖는 제2샤프트로 이루어지는 샤프트와, 이 샤프트의 외주에 나선형으로 형성되어 압출물의 이송 채널을 형성하는 나선형 날개와, 압출물이 배출되는 상기 배럴의 개구단에 상기 샤프트와 수직하게 고정되는 압출판으로 구성되는 식품 압출장치에 있어서;
상기 제1샤프트에는 조립공이 형성되고, 상기 제2샤프트에는 스템이 구비되어, 상기 조립공과 상기 스템을 통해 상기 제1샤프트와 상기 제2샤프트는 상호 나사 조립되며;
상기 제2샤프트의 단부에 형성된 볼트 조립공 내에는 상기 압출판을 관통하여 체결된 볼트의 단부가 위치하여 상기 샤프트의 회전 시 편심을 방지하는 것을 특징으로 하는 식품 압출장치.
제1항에 있어서, 상기 원추 형상 구간의 배럴 길이는 전체 배럴 길이에 대해 1/4 내지 1/2 범위인 것을 특징으로 하는 식품 압출장치.
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제1항에 있어서, 상기 샤프트는 원추 형상의 구간이 회전축에 대해 15°~ 20°의 경사각을 갖는 것을 특징으로 하는 식품 압출장치.
제1항에 있어서, 상기 압출판에는 두 개 이상의 압출물 배출용 홀이 회전 대칭되게 형성되는 것을 특징으로 하는 식품 압출장치.
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