KR101317769B1 - 열풍을 이용한 탈유장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스낵, 라면 등 대량으로 연속 생산되는 튀김 식품에서 함유된 기름을 효과적으로 제거하는 탈유장치에 관한 것이다. 본 발명은 실시예로, 가열된 기름이 담긴 기름가마를 통과하며 튀겨진 식품을 이송하고 있는 컨베이어에 장착되는 것으로, 상기 컨베이어에 의해 이송되는 식품의 상부에 가열된 공기를 불어 상기 식품에 잔류하는 기름을 분리하는 것을 특징으로 하는 열풍을 이용한 탈유장치를 제시한다.

Description

열풍을 이용한 탈유장치{Oil dehydrator using hot-air}

본 발명은 스낵, 라면 등 대량으로 연속 생산되는 튀김 식품에서 함유된 기름을 효과적으로 제거하는 탈유장치에 관한 것이다.

통상 유탕 스낵, 유탕 라면으로 불리는 기름에 튀겨져 제조되는 식품은 오랜 유통 기간을 가질 수 있으므로 널리 사용되고 있다. 공산화된 대량 생산 체계에서 다량의 식품을 연속적으로 튀겨 내는 프라잉 장치가 개발되어 왔다.

이러한 프라잉 장치를 이용하여 제조되는 식품 중 하나인 라면의 제조과정을 살펴보면, 저장된 밀가루 원료에 전분, 첨가제 및 물을 포함하여 배합하는 단계, 이 배합된 것을 압연하여 굴곡진 면발을 뽑는 단계, 이를 고온에서 증숙하는 단계, 적당량을 분할하여 포장 가능한 모양으로 성형하는 납형 단계, 분할된 면을 기름에 튀기는 단계 그리고 튀겨진 면을 냉각한 후 포장하는 단계를 거치게 된다.

고온에서 증숙하는 단계는 면을 어느 정도 익혀내는 것이며, 통상 고온의 스팀을 통하여 이루어진다. 기름에 튀기는 단계, 즉 프라잉 공정은 면에 지방성분을 추가하여 영양학적 밸런스를 맞추고, 또한 면에서 수분을 제거하는 목적을 갖는다.

프라잉 공정에서, 스팀으로 삶아진 면을 탈수하는 과정 중에 다량의 유지성분이 면에 함유된다. 라면의 경우에 이러한 유지성분의 함유량은 15% 내지 22%에 이르는 것으로 밝혀졌다. 따라서 영양분포상 유지방 함량이 높은 식품으로 분류되어 고칼로리 식품으로 취급되고, 최근 건강을 중시하는 추세에서 라면이 기피되고 있다.

이는 라면뿐만이 아니라 튀김 과정으로 유통되는 스낵, 도너츠, 어묵 등 다른 식품들도 공통되게 가지고 있는 문제점이다.

본 발명은 전술된 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 기름에서 건진 식품에 잔류하는 기름을 효과적으로 분리하여 최종 제품의 유지함유량을 저감하고자 하는 목적을 갖는다.

또한, 분리된 기름의 효율적인 회수가 가능케 하는 목적도 갖는다.

상기 과제를 위하여 본 발명은 실시예로, 가열된 기름이 담긴 기름가마를 통과하며 튀겨진 식품을 이송하고 있는 컨베이어에 장착되는 것으로, 상기 컨베이어에 의해 이송되는 식품의 상부에 가열된 공기를 불어 상기 식품에 잔류하는 기름을 분리하는 것을 특징으로 하는 열풍을 이용한 탈유장치를 제시한다.

이때, 상기 공기의 온도는 상기 기름의 고화온도보다 높으며, 발연점보다는 낮은 것이다.

한편, 상기 탈유장치에는 상기 컨베이어의 상부와 이격되어 있으며, 토출구가 상기 컨베이어에 의해 이송되는 식품을 향하고 있는 에어나이프, 공기를 흡입하여 상기 에어나이프에 공기를 공급하는 송풍기 및 상기 공기를 가열하는 히터부가 포함될 수 있다.

여기서, 상기 에어나이프에 연결되어 있고, 상기 컨베이어의 상부 공간을 감싸고 있는 커버체를 더 포함할 수 있다.

추가로, 상기 식품에서 분리된 기름을 함유하는 공기를 포집하고, 상기 공기 중에서 기름을 분리하는 기름분리부를 더 포함할 수 있다.

이때, 상기 기름분리부는 상기 커버체와 연통되어 있으며, 분사된 공기를 흡입하는 배기팬 및 상기 배기팬에서 토출된 공기 중에서 기름을 분리하여 배출하는 사이클론을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 기름가마를 통과한 식품에 가열된 공기를 불어 주어 식품에 잔여하는 기름이 고화되지 아니한 상태에서 식품으로부터 신속하게 탈락되도록 하므로 기름의 분리 제거가 효율적으로 이루어지게 되는 효과를 갖는다.

나아가 식품을 통과한 공기에서 기름을 회수할 수 있게 되므로, 기름의 소모를 줄여 경제적인 장점도 갖게 된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 열풍을 이용한 탈유장치가 장착된 프라잉 장치의 개락적인 측면도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 열풍을 이용한 탈유장치의 개략적인 측면도.
도 3은 도 2에 도시된 실시예의 개략적인 평면도.
도 4는 도 2에 도시된 실시예에 채용된 기름분리부의 개략적인 정면도.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 따른, 열풍을 이용한 탈유장치의 구성, 기능 및 작용을 설명한다. 단, 유사하거나 동일한 구성요소에 대한 도면번호는 통일하여 사용한다.

먼저, 본 발명의 실시예가 적용된 프라잉 장치 및 열풍을 이용한 탈유장치의 관계를 설명한다.

도 1에는 프라잉 장치가 개략적으로 도시되어 있다.

프라잉 장치(100)는 복수의 식품을 연속하여 가열된 기름에 튀겨내 식품의 수분 함량을 낮출 수 있는 것이다. 이러한 프라잉 장치는 튀길 식품을 가공하는 다른 장치에 연결되어 사용될 수 있다. 일례로 식품이 라면인 경우에는 압연된 라면을 증기로 삶는 증숙 장치의 배출구측에 프라잉 장치가 연결된다. 따라서 어느 정도 익힌 후 납형되어 일정 분량으로 나뉜 복수의 라면을 연속되게 기름에 튀기는데 사용되는 것이다. 또한 프라잉 장치의 후단에는 튀겨진 라면을 포장하는 포장 장치가 더 구비될 수 있다.

프라잉 장치(100)는 식품을 이송하는 컨베이어(10), 기름을 담고 있는 기름가마(20)를 포함하고 있다.

컨베이어(10)는, 널리 알려진 바와 같이, 무한 궤도를 이루고 있다. 컨베이어(10)는 고온의 기름에 잠긴 상태에서 통과하기 때문에 가열에 의하여도 변형이나 유해성분이 나오지 않는 스테인리스 등의 금속재질로 이루어질 수 있으며, 식품을 이송하기 위하여 체인 컨베이어가 사용될 수 있다.

또한, 컨베이어(10)의 벨트(도시 생략)는 그 두께 방향으로 기름이 통과할 수 있는 것이다. 이는 기름에 잠기는 시작점과 기름 밖으로 배출되는 완료점에서, 식품에 기름이 쉽게 접할 수 있게 하거나 기름이 쉽게 빠지도록 하는 것이다. 이러한 벨트는 망사로 이루어질 수 있다.

또는, 벨트는 컨베이어의 길이 방향에 따라 나란하게 구비되어 있으며 함께 회전되는 체인에 연결되어 있으며, 그 바닥이 망사인 복수의 거치대(도시 생략)로 이루어질 수 있다. 하나의 거치대에는 격벽이 상하로 개방된 복수의 격실을 형성하고 있어, 하나의 격벽마다 식품이 담기도록 구성될 수 있다.

나아가, 통상 컨베이어로 이송되는 식품은 식품의 무게에 의하여 컨베이어 위에 머물게 되는 것이나, 개방된 격실의 상부에는 개방 가능한 커버가 더 구비되어 있어, 스낵, 도너츠 등 튀김 과정 중에 기름에 쉽게 부상하는 식품이 격실 내부에 머물도록 구성할 수도 있다.

기름가마(20)는 컨베이어의 길이방향에 따라 설치되어 있다. 기름가마의 바닥은 함몰되어 있어 가열된 기름이 모여 있게 된다. 식품을 이송하는 컨베이어는 기름가마의 굴곡진 바닥에 따라 이동하여, 식품이 기름에 잠긴 상태에서 통과하게 된다.

기름을 가열하는 수단은 기름가마의 바닥에 따라 설치된 열선이거나, 별도로 구비되는 가열장치(도시 생략)일 수 있다. 가열장치는 기름가마와 배관으로 연결되어 있으며, 기름을 가열하는 수단, 기름에서 이물질을 걸러내는 수단, 부족한 기름을 보충하는 저장탱크 및 밸브 등을 갖추고 있다.

이러한 가열장치 등에 의하여 기름가마 안의 기름 온도는 일정하게 유지되며, 컨베이어에 의하여 연속 공급되는 식품은 컨베이어의 이동속도에 맞추어 기름의 내부로 이동되어 튀겨진 후, 마찬가지로 컨베이어를 따라 기름가마의 밖으로 꺼내진다.

기름가마에서 건져진 식품에는 유지가 다량 함유되어 있으며, 그 표면에는 기름기가 많게 된다. 특히, 식품이 라면인 경우에, 구불구불한 면의 특성상 표면적이 넓고, 면발이 서로 인접되어 있어 면발 사이의 틈에 기름이 존재하게 된다.

이러한 기름을 식품에서 신속하게 분리하기 위한 것으로, 본 발명의 실시예에 따른 탈유장치(1)는 식품에 공기를 강하게 불어준다. 또한, 이 공기는 가열된 것으로 식품 표면에 존재하는 기름이 굳지 아니하게 하는 것이다.

이때, 탈유장치(1)에서 식품에 불어내는 공기의 온도는 상기 기름의 고화온도보다 높으며, 발연점보다는 낮은 것이다. 따라서 공기의 가열온도는 튀김에 사용된 기름의 종류나 배합율에 따라 달라진다. 즉, 각기 발연점이 섭씨 242도와 섭씨 234도로 서로 다른 카놀라유와 옥수수유를 혼합하여 사용하는 경우, 배합 비율에 따라 기름의 발연점이 서로 달라지며, 수소를 첨가한 경화유인지 여부에 따라 또 발연점이 서로 달라진다.

따라서 여러 종류의 식용유를 혼합하여 얻어지는 기름에 따라 액상에서 고체로 굳기 시작하는 고화온도와 발연점을 고려하여, 공기의 가열온도는 고화온도보다 높으며 발연점보다는 낮도록 조절한다. 만일, 공기의 온도가 고화온도와 같거나 낮은 경우에는 식품에서 기름이 분리되기 전에 기름이 고화되므로 잔여 기름의 제거가 원활하게 이루어지지 아니하고, 발연점보다 높은 경우 기름에서 아크롤레인(acrolein) 등 자극적인 냄새와 맛이 식품의 상품성이 크게 나빠진다.

보다 바람직하게는 공기를 가열하는데 소모되는 에너지를 고려하여 사용된 기름의 고화온도보다 다소 높은 온도로 공기를 가열하는 것이 바람직하다. 이때의 가열온도는 사용되는 기름을 이용한 시험으로 얻어낸 고화온도보다 섭씨 10도 내지 섭씨 15도 높은 온도로 선택된다. 섭씨 10도는 공기를 불어냄에 따라 추가로 낮아지는 공기의 온도를 고려하여, 식품 전체에서 기름의 고화가 진행되지 아니할 정도의 최소의 온도이다. 또한 섭씨 15도를 초과하는 경우에는 더 이상 기름의 고화에는 영향이 없으나, 이 온도로 승온하기 위하여 소모되는 에너지가 더 추가로 요구되므로 에너지의 낭비가 있게 된다.

이와 같이 가열된 공기를 식품에 불어주게 되면, 식품의 표면에 잔류하는 기름은 고화되지 아니하고 액체 상태를 유지하면서 열풍에 의하여 식품과 분리된다. 따라서 튀겨진 식품이 추가로 표면에 잔류하는 기름을 추가로 흡수하지 아니하여 최종 식품의 유지함유량을 낮출 수 있게 된다.

이하에서는 도 2 내지 도 4를 참고하여, 본 발명의 실시예에 따른 탈유장치를 구체적으로 설명하기로 한다.

탈유장치(1)는 기능상 열풍공급부(11)와 기름분리부(12)로 구분될 수 있다.

열풍공급부(11)는 외부의 공기를 가열하고, 이를 기름가마에서 튀겨진 식품에 분사하는 것이고, 기름분리부(12)는 식품에서 분리된 기름을 함유하는 공기를 포집하고, 공기 중에서 기름을 분리하는 것이다. 이러한 기름분리부(12)는 추가적인 구성으로, 생략 가능한 것이다.

먼저 열풍공급부(11)를 살펴보면, 에어나이프(111), 송풍기(112), 히터부(113)를 포함하고 있다.

송풍기(112)와 히터부(113)는 프라잉 장치와 함께 설치되는 골조물에 안치되어 있다.

송풍기(112)는 회전모터의 출력축에 벨트로 연결되어 있는 터보팬으로, 외부의 공기를 흡입하여 공급할 수 있는 공지된 구성의 브로워이다. 송풍기(112)의 출구측은 제1송풍덕트(11a)에 연결되어 있다. 또한, 도시하지 아니하였으나 송풍기로 흡입되는 공기에서 먼지 등 이물질을 거르는 필터기(도시 생략)가 더 구비될 수 있다. 또한, 필터기는 송풍기의 출구에 장착될 수도 있는 것이다.

제1송풍덕트(11a)의 내부에는 히터부(113)가 장착되어 있으며, 제1송풍덕트(11a)의 출구측은 에어나이프(111)에 연결되어 있다.

히터부(113)는 제1송풍덕트(11a)의 중간에 설치되어 있는 열교환기이다. 이때, 열매체로는 별도의 보일러(도시 생략)에서 제공되는 고온 스팀이 사용될 수 있다. 또는 열매체는 스팀 외에 널리 사용되는 다른 유체가 사용되어도 무방하다. 송풍기에 의해 제1송풍덕트를 통과하는 공기는 히터부를 지나며 가열된다.

히터부(113)에서 가열된 공기는 제1송풍덕트(11a)를 통해 에어나이프(111)로 이송된다.

에어나이프(111)는 제1송풍덕트(11a)에서 공급받은 공기를 하방으로 강하게 밀어내는 것이다. 에어나이프(111)의 토출구(111a)는 컨베이어의 상부에 안치되어 이송되는 식품의 상부를 향하고 있다. 따라서 컨베이어(10)가 작동 중에 기름가마에서 건져진 식품들은 차례로 에어나이프(111)의 하부를 지나가면서, 에어나이프(111)에서 토출되는 가열된 공기를 쐬게 된다.

에어나이프에서 토출된 공기는 식품의 표면에 잔류하는 기름을 물리적으로 박리시킨다. 특히, 식품이 라면과 같이 내부 공극이 큰 경우에는, 열풍이 공기는 면 사이를 통과하면서 라면에서 기름을 신속하게 분리시킨다. 이때, 컨베이어의 벨트는 전술된 바와 같이 바닥이 망 등으로 이루어져 있으므로, 공기와 분리된 기름은 아래로 낙하하게 된다.

컨베이어(10)의 아래에는 컨베이어(10)와 이격된 받침대(115)가 구비되어 있다. 받침대(115)는 경사져 있으며, 이 받침대(115) 위로 낙하된 기름은 경사에 따라 일측으로 흘러 별도로 구비된 기름수거구로 이동된다. 이 기름수거구로 모인 낙하된 기름은 유체펌프 등에 의하여 다시 기름가마로 회수된다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 열풍을 이용한 탈유장치(1)에는 에어나이프(111)에 연결되어 있고, 상기 컨베이어(10)의 상부 공간을 감싸는 커버체(114)를 더 포함한다. 이 커버체(114)는 분사된 공기에 부딛친 기름이 사방으로 튀는 것을 방지하는 것이다.

이를 위하여 커버체는 컨베이어가 통과하기 위한 홀과, 컨베이어의 벨트를 제외한 부분, 즉 컨베이어의 상부 공간을 감싸는 형상을 갖는다. 도면에서는 네 측면과 천장을 갖는 상자 형상인 것으로 도시하였으나, 그 형상에 한정되지는 아니한다. 이로써 에어나이프 주변에 기름이 튀는 것을 방지함으로써, 프라잉 장치의 청결 유지에 도움이 된다. 커버체의 벽면에 튄 기름은 커버체의 내벽면을 타고 흘러 내려, 전술된 받침대로 낙하되도록 구성할 수 있다.

한편, 식품에서 분리된 기름 중 입자가 작은 것은 받침대로 낙하하지 못하고 공기의 흐름에 따라 이동된다. 공기 중에 함유된 기름 입자는, 본 발명의 실시예에 구비된 기름분리부(12)에 의하여 공기와 함께 흡입된 후 공기와 분리하는 수단을 거쳐 회수된다.

즉, 본 발명의 실시예에 따른 탈유장치에 채용된 기름분리부(12)는 식품에서 분리된 기름을 함유하는 공기를 포집하고, 이 공기 중에서 기름을 분리하는 것이다. 이러한 기름분리부는 생략이 가능한 것이다.

구체적으로 기름분리부(12)는 커버체(114)와 연통되어 있으며 에어나이프에서 분사된 공기를 흡입하는 배기팬(121) 및 배기팬(121)에서 토출된 공기 중에서 기름을 분리하여 배출하는 사이클론(122)을 포함한다.

배기팬(121)과 커버체(114)의 연결은 제2송풍덕트(12a)로 이루어진다. 구체적으로 제2송풍덕트(12a)는 커버체(114)의 일측면에 연결되어 있다.

배기팬(121)은, 구동모터의 회전력으로 흡입날개(도시 생략)를 회전시켜 흡입력을 발휘하는 것으로, 일반적으로 널리 알려진 구성과 동일한 것일 수 있다. 또는 이러한 배기팬은 전술된 송풍기와 동일한 구성일 수 있다. 또한, 배기팬(121)은 전술된 골조물 위에 구비되어 있어, 송풍기(112)나 히터부(113)와 같은 높이로 설치될 수 있다.

배기팬(121)에 의하여 흡입된 공기는 배기팬(121)의 출구와 연통되어 있는 사이클론(122)으로 이동된다.

사이클론(122)의 입구는 배기팬(121)의 배출구과 연통되어 있다. 사이클론(122)의 내부로 편심되게 이송된 공기는 사이클론의 내부 표면을 따라 선회하면서 하강하게 된다. 도 4에서는 이러한 공기의 이동을 화살표로 나타내었다. 이 선회과정에서 원심력에 의하여 공기보다 비중이 큰 기름은 사이클론(122)의 내벽에 모이며, 입자가 합쳐지면서 하중이 커지고, 결국 사이클론의 하부로 흘러내려 배출된다(도 4의 점선 화살표 참고).

또한, 기름이 분리된 공기는 사이클론의 중앙으로 이동된 후 상승하여 외부로 배출된다. 사이클론에 하부로 배출된 기름은 펌핑되거나 자중력에 의하여 기름가마 등으로 회수된다.

본 발명에서는 사이클론을 이용한 공기와 기름의 분리를 예시하였으나, 기름과 공기를 분리할 수 있는 공지된 구성의 기액분리기가 사용될 수 있다. 그러나 배기팬에 의한 공기 유입량을 고려하며, 공기의 정체 없이 기름을 신속하게 분리하기 위한 수단으로 사이클론이 적합하다.

이러한 탈유장치는 기름가마의 배출구 바로 바깥에 설치됨에 따라 기름에 튀겨진 식품이 기름을 더 흡수하기 전에 신속하게 식품의 표면에 존재하는 기름을 분리하는 것이어서, 최종 식품의 유지함유량을 낮출 수 있게 한다.

더하여, 식품에 분사되는 공기는 기름이 굳지 아니할 정도로 가열된 것이므로, 기름의 냉각 및 고화를 방지하면서 식품에서 여분의 기름을 효과적으로 분리할 수 있게 된다.

또한, 불어준 공기 중에 함유된 기름 입자를 공기와 분리하여 회수함에 따라 기름의 손실을 최소화하여 경제적인 장점도 가지는 것이다.

1 : 탈유장치
11 : 열풍공급부
111 : 에어나이프 111a : 토출구 112 : 송풍기
113 : 히터부 114 : 커버체 115 : 받침대 11a : 제1송풍덕트
12 : 기름분리부
121 : 배기팬 122 : 사이클론 12a : 제2송풍덕트
100 : 프라잉 장치 10 : 컨베이어 20 : 기름가마

Claims (6)

1. 가열된 기름이 담긴 기름가마를 통과하며 튀겨진 식품을 이송하고 있는 컨베이어에 장착되는 탈유장치에서,
   상기 컨베이어에 의해 이송되는 식품의 상부에 가열된 공기를 불어 상기 식품에 잔류하는 기름을 분리하며,
   상기 탈유장치에는
   상기 컨베이어의 상부와 이격되어 있으며, 토출구가 상기 컨베이어에 의해 이송되는 식품을 향하고 있는 에어나이프,
   공기를 흡입하여 상기 에어나이프에 공기를 공급하는 송풍기 및
   상기 공기를 가열하는 히터부가 포함되고,
   상기 에어나이프에 연결되어 있고, 상기 컨베이어의 상부 공간을 감싸고 있는 커버체를 더 포함하며,
   상기 식품에서 분리된 기름을 함유하는 공기를 포집하고, 상기 공기 중에서 기름을 분리하는 기름분리부를 더 포함하고,
   상기 기름분리부는
   상기 커버체와 연통되어 있으며, 분사된 공기를 흡입하는 배기팬 및
   상기 배기팬에서 토출된 공기 중에서 기름을 분리하여 배출하는 사이클론을 포함하는 열풍을 이용한 탈유장치.
2. 제1항에서,
   상기 식품의 상부에 불어내는 가열된 공기의 온도는 상기 식품에 잔류하는 기름의 고화온도보다 높으며, 발연점보다는 낮은 것을 특징으로 하는 열풍을 이용한 탈유장치.
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