KR101328452B1

KR101328452B1 - 곡물의 세척 겸 습윤장치

Info

Publication number: KR101328452B1
Application number: KR1020120079056A
Authority: KR
Inventors: 이민성
Original assignee: 이민성
Priority date: 2012-07-20
Filing date: 2012-07-20
Publication date: 2013-11-14

Abstract

본 발명은 곡물의 세척 겸 습윤장치에 관한 것으로서, 1개의 저장탱크에서 세척과 습윤을 순서대로 실시하여 구조를 단순화함으로써 생산원가를 절감하고, 품질의 균질성을 유지하고 불량요인을 제거한 것이다.
본 발명은 하부에 배출수단(13)을 설치한 저장탱크(10)와; 상기 저장탱크(10)의 상부에 유체도관(21)을 설치하여 세척수와 습윤수를 선택적으로 공급하는 유체공급수단(20)과; 상기 저장탱크(10)의 상부에 순환도관(31)의 일단을 연결하고, 상기 순환도관(31)의 타단을 상기 배출수단(13)의 수집조(16)에 연결함과 아울러 상기 순환도관(31)에 순환펌프(32)를 설치하여 고압수를 세척 및 침지하는 곡물에 선택적으로 공급하는 뒤집음수단(30)과; 상기 저장탱크(10)의 상부에 설치한 이물질 분리수단(40);을 포함하여 구성한 것이다.

Description

곡물의 세척 겸 습윤장치{WASHING COMBINED SOAK APPARATUS OF GRAIN}

본 발명은 곡물의 세척 겸 습윤장치에 관한 것이다.

주지하는 바와 같이 곡물 예를 들면, 벼, 현미, 콩 등은 대기에 접촉한 상태로 수확됨으로 이들을 식품으로 가공하기 위하여서는 껍질에 부착된 불순물 등을 제거하기 위하여, 세척을 하여야 하고, 또한 가공을 하기 위하여 가공 전 단계에 습윤(침지)를 하여야 하는바, 통상적으로 상기한 세척을 하기 위하여서는 세척기를 사용하고, 또한 습윤을 위하여서는 저장조에 곡물을 투입하여 방치한 상태로 두는 경우가 많은 실정이다. 상기와 같이 곡물의 세척과 습윤을 각각 별도로 실시하면 번잡하고, 가공 전 단계까지의 이송시에 곡물에 손상을 입히게 됨으로써 제품의 불량요인이 되고 있다.

한편 주지하는 바와 같이 현미(생현미)는 벼의 왕겨 만을 현미기에서 벗긴 쌀로서, 그 구조는 외측으로부터 과피(果皮)·종피(種皮)·호분층(湖粉層) 등의 쌀겨층과, 쌀알의 기부(基部)의 작은 부분을 차지하는 배(胚))(배아,쌀눈), 나머지 대부분을 차지하는 배젖(배유)으로 이루어져 있고, 그 영양분은 쌀겨층과 배에 대부분이 포함되어 있음으로 상기 현미를 정미기에서 도정하는 백미에 비하여 지방, 단백질, 비타민 B1·B2가 풍부하기 때문에 영양분으로 볼 때 양호한 식품이다.

또한 상기 현미의 유효물질에는 의약품 및 기능성 식품소재로서 가바(GABA, Gamma Amino Butric Acd), 아라비노자일란(Arabinoxylan), 이노시톨 6-인산(IP6)(Inositol-6) 등이 포함되어 있는 바, 상기 가바는 혈압강하작용, 신장기능의 활성화작용, 간기능 개선작용, 비만방지작용, 알코올 대사촉진작용 등이 있고, 상기 아라비노자일란은 면역증강활성, 항암활성, 항바이러스 및 항균활성, 당뇨예방활성 등의 기능을 가지고 있으며, 상기 이노시톨 6-인산은 결장암, 간장암, 폐암, 피부암 등에 탁월한 효능이 있고, 지방간, 동맥경화, 콜레스테롤 혈증의 예방과 치료 등에 효과가 있다는 보고가 있음으로 식품의 다양화, 영양가치, 다이어트, 성인병예방 등의 관점에서 현미의 식용추세가 증가되고 있다.

그리고 상기한 현미를 식용으로 사용할 때 맛이 백미보다 못하고, 영양분이 충분히 소화·흡수되지 못하며, 밥을 지을 때도 오랜 시간동안 물에 담가둔 후 압력밥솥을 이용하여 밥을 짓고 있으나, 백미로 지은 밥에 비하여 부드럽지 못하여 현미의 보급이 보편화되지 못하고 있는 실정이며, 상기한 실정을 개선하기 위하여 발아현미에 대한 관심과 연구개발이 활발함과 아울러 현미에 포함된 가바 등의 유효물질을 증가시키기 위한 노력도 경주하고, 밥을 지었을 때 그 맛을 좋게 함과 아울러 그 제조(가공)장치에 있어서도 생산성을 향상하고 균일한 품질을 유지하도록 하는 점 등에 대하여서도 연구개발의 주안점을 두고 있다.

본 발명의 발명자 및 출원인은 상기한 현미의 연구 개발의 주안점에 관하여 장시간의 연구개발 결과 특허문헌 1에 기재된 현미의 제조장치 및 그 방법을 제안한 바 있다.

상기 특허문헌 1에 기재된 현미의 제조장치 및 그 방법은 벼를 세척하여 습윤수단에서 습윤한 후 탈수기에서 탈수하고, 상기 탈수한 벼를 증자수단에서 증자하여 건조한 후 현미기에서 도정하고 포장한 것에 있어서, 상기 습윤수단은 수개의 습윤체류조를 직렬설치함과 아울러 상부에 온수살수노즐을 설치하고, 상기 각 습윤체류조에 다공판을 승강할 수 있게 설치하여 세척한 벼를 각 습윤체류조에서 순서대로 습윤하며, 상기 습윤체류조의 상부에, 일측 습윤체류조에서 습윤된 벼를 순서대로 다음 습윤체류조로 이송함과 아울러 최종 습윤체류조에서 습윤된 벼를 배출하는 스크레이퍼를 설치하고, 상기 증자수단은 증자실의 상부에 배습팬을 설치함과 아울러 내부에 다수단의 콘베이어를 지그재그로 이동할 수 있게 설치하고, 상기 증자실에 증기발생수단을 연결하여서, 저렴한 비용으로 유효물질의 함량증가가 양호하고, 악취가 없이 대량생산할 수 있으며, 품질이 균일하고 소화흡수가 양호하도록 한 것이다.

KR 10-0788496 B1

그러나 상기한 특허문헌 1의 현미의 제조장치 및 그 방법은 악취가 없이 대량생산하고 품질이 균일하며, 유효물질의 함량증가가 양호한 장점은 있으나, 세척기와, 수개의 습윤체류조를 직렬설치하여 습윤(침지)체류조를 순서대로 이송하면서 상기 세척된 벼를 습윤하는 습윤(침지)수단을 각각 별도로 구비하여야 함으로 구조가 복잡하고, 설치면적을 많이 차지함으로써 투자비가 많이 소요되고 유지비(운전요원 포함)가 많이 소요되어 생산원가가 비싸지고, 또한 벼의 세척단계 및 습윤단계(침지단계)후에 이송공정을 경유할 때 벼와 세척기, 습윤체류조 또는 이송 콘베이어와의 마찰에 의하거나, 벼 끼리의 마찰에 의하여 현미기에서 도정하기 전에 왕겨가 벗겨짐으로써 현미가 대기중에 노출되는 현상이 발생되기 때문에 품질저하 요인이 발생하고 있다.

본 발명자는 상기한 현미의 침지 및 습윤의 문제점을 시정하면서 기타 콩 등의 다른 곡물의 세척 및 습윤에 대하여 간편함과 아울러 경제적인 점을 고려하고,품질개선에 대하여 장시간에 걸쳐 많은 연구개발을 하여 본 발명을 완성하였다.

본 발명은 1개의 저장탱크에서 세척과 습윤을 순서대로 실시하여 구조를 단순화함으로써 생산원가를 절감하며, 품질의 균일성을 유지하고 불량요인을 제거한 곡물의 세척 겸 습윤 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 하부에 배출수단을 설치한 저장탱크와; 상기 저장탱크의 상부에 유체도관을 설치하여 세척수와 습윤수를 선택적으로 공급하는 유체공급수단과; 상기 저장탱크의 상부에 순환도관의 일단을 연결하고. 상기 순환도관의 타단을 상기 배출수단의 수집조에 연결함과 아울러 상기 순환도관에 순환펌프를 설치하여 고압수를 세척 및 습윤하는 곡물에 선택적으로 공급하는 뒤집음수단과; 상기 저장탱크의 상부에 설치한 이물질 분리수단;을 포함하여 구성한 것이다.

이상과 같이 본 발명은 1개의 저장탱크에서 곡물의 세척과 습윤을 순서대로 실시하여 장치의 구조를 단순화함으로써 생산원가를 절감하고, 또한 종래의 것에 비하여 곡물의 이송이 획기적으로 줄어들게 되어 가공완료 단계까지 곡물의 껍질이 터지거나 변형되는 등의 손상이 적어 품질이 우수하고 균일한 가공품을 얻을 수 있는 것이다.

도1은 본 발명의 실시예의 종단면도
도2는 도1의 A-A선 단면도
도3는 본 발명의 실시예의 사용상태도

도1은 본 발명의 실시예의 종단면도이고, 도2는 도1의 A-A선 단면도로서, 본 발명은 상기 도1 및 도2에 도시한 바와 같이, 저장탱크(10), 유체공급수단(20), 뒤집음수단(30), 이물질 분리수단(40)으로 대별된다.

상기 저장탱크(10)는 상부를 원통부(11)로 형성하고 하부를 원추부(12)로 형성하여 원추부(12)의 하부에 배출수단(13)을 형성한 것으로서, 상기와 같이 저장탱크(10)의 하부를 원추부(12)로 형성하면 습윤단계를 마친 곡물을 다음단계로 이송할 때 곡물의 자중(自重)만으로 신속하게 배출되는 것이다.

상기 배출수단(13)은 원추부(12)에 배출도관(14)을 설치하여 물 배출망(15)을 형성함과 아울러 그 주위에 수집조(16)를 설치하여 저장탱크(10)에서 후술하는 각 단계의 끝 또는 중간에 발생되는 배출수를 모았다가 배수관(17)으로 하수도 등으로 배출하는 것이며, 상기 배수관(17)에는 밸브(17')를 설치한 것이다. 그리고 상기 배출도관(14)의 하부에는 밸브(18)를 설치하여 후술하는 습윤단계를 마친 곡물을 다음단계로 이송하는 것이다.

상기 유체공급수단(20)은 상기 저장탱크(10)의 상부에 유체도관(21)을 수직으로 설치하여 곡물의 세척시 또는 습윤시에 유체도관(21)으로 공급되는 상수도(지하수 포함) 또는 온수를 양호하게 공급토록한 것이며, 상기 유체도관(21)의 입구에는 상수도(지하수)공급도관(22a)과 온수공급도관(222b)을 설치한 것이다.

그리고 상기 유체도관(21)의 하단에는 후술하는 이물질 분리수단(40)의 배출공(41)의 하부위치에 원형의 분배관(23)을 설치하고, 상기 분배관(23)에 수개의 분사공(24)을 균등간격으로 설치하여 세척 및 습윤하는 곡물에 상수도 또는 온수를 균등하게 분사할 수 있게 하고, 또한 상기 분사공(24)은 원통부(11)를 향하여 추가 설치하면 습윤단계를 마친 곡물을 다음 단계로 이송할 때에 원통부(11)의 내벽에 부착된 곡물을 신속하게 분리할 수 있게 한 것이다.

상기 뒤집음수단(30)은 상기 저장탱크(10)의 상부의 원통부(11)에 순환도관(31)의 일단을 연결하여 그 타단을 상기 배출수단(13)에 형성한 수집조(16)에 연결함과 아울러 상기 순환도관(31)의 상기 수집조(16)의 연결 근접위치에 순환펌프(32)를 설치하여서, 순환펌프(32)에 의하여 가압되는 고압수를 세척하거나 습윤하는 곡물에 선택적으로 공급함으로써 세척시 또는 습윤시에 곡물을 뒤집도록 한 것이다.

그리고 상기 순환도관(31)의 순환펌프(32) 입구측에는 가열조(33)를 설치하고, 상기 가열조(33)에 히터(34)를 설치하여 습윤시에만 히터(34)에 의하여 습윤수를 일정온도(35 내지 45℃)로 가열하여 습윤하는 곡물에 공급하는 것이다.

또한 상기 수집조(16)에 공기 도관(130)을 연결하여 컴프레서(131)에서 압축된 압축공기를 상기 뒤집음수단(30)의 작동시에 고압수와 함께 세척 및 습윤하는 곡물에 추가로 공급하여 곡물의 뒤집음을 더욱더 양호하게 한 것이다.

상기한 공기도관(130)은 도면에서 상기 수집조(16)의 순환도관(31)의 상부에 설치한 것을 도시하였으나, 순환도관(31)의 하부에 설치하여도 좋다.

상기 이물질 분리수단(40)은 상기 저장탱크(10)의 상부에 설치하여 세척시 또는 습윤시 발생되는 이물질 및 쭉정이 등을 비중차에 의하여 분리하여 하부로 배출하는 것인바, 상기 이물질 분리수단(40)은 상기 저장탱크(10)의 상부의 원통부(11)의 상부에 수개의 배출공(41)을 균등간격으로 설치하고, 상기 배출공(41)의 주위에 집합통(42)을 형성하여 상기 집합통(42)에 유도관(43)을 수직으로 설치함과 아울러 상기 유도관(43)의 하부에 스크린(45)을 설치한 이물질 수집통(44)을 설치하며, 상기 이물질 수집통(44)의 측벽에는 도어(46)를 설치하여서, 세척시 또는 습윤시에 비중차에 의하여 부상되는 이물질 등이 배출공(41)으로 배출되면서 유도관(43)을 경유하여 이물질 수집통(44)에 모이고 물은 스크린(45)을 경유하여 외부로 배출되는 것이며, 상기 이물질 수집통(44)에 모인 이물질 등은 도어(46)를 열고 인출하는 것이다.

또한 본 발명은 상기 저장탱크(10)의 원통부(11)에 물 공급관(51)을 추가설치하여 습윤시 상수도를 습윤하는 곡물에 공급함으로써 악취를 양호하게 제거할 수 있게 한 것이다.

미설명 부호 52a, 52b, 52c는 상기 저장탱크(10)의 측벽에 일정간격으로 설치한 온도센서이고, 53은 수면계이며, 54는 곡물 공급구 이며, 65는 이물질 회수통이다.

그리고 본 발명의 구성요소인 밸브(18), 순환펌프(32), 히터(34), 컴프레서(131) 등은 수동으로 조작하고, 온도센서(52a)(52b)(52c)는 그 출력치를 제어기(미도시)에 입력하여 습윤시의 온도를 자동으로 조정할 수 있으나, 상기 구성요소 등은 주지된 프로그래머블 컨트롤러(Programable Logic Controller, PLC)에 의하여 제어하는 것이 바람직하다.

그리고 본 발명은 도 3과 같이 본 발명의 저장탱크(10) 다수개(10₁)(10₂)…(10n)를 체인 콘베이어 등의 이송수단(61)에 병렬로 설치함과 아울러, 상기 저장탱크(10)의 외측에 수직으로 콘베이어(62)를 설치하고, 상기 이송수단(61)의 일측(콘베이어 측)에 계량호퍼(63)를 상기 콘베이어(62)의 배출부(62')에 대응되게 설치하는 것이다.

또한 상기 다수개의 저장탱크(10₁)(10₂)…(10n)의 하부에는 횡으로 콘베이어(64)를 설치하여 다음의 가공단계로 이송하는 것이며, 예를 들어 현미의 경우에는 탈수, 증자, 냉각, 건조 단계 등을 거쳐서 도정한 후 포장수단에서 가공된 현미를 포장하는 것이며, 그리고 상기 도정단계 이후에 분쇄단계를 더 추가할 수 있는 것이다.

이하 본 발명의 작동을 각 단계별로 구분하여 설명한다.

세척단계

농가에서 수집하여 저장조 등에 저장된 벼, 현미, 콩 등의 곡물을 콘베이어(62)에 의하여 상승시켜 배출구(62')에서 계량호퍼(63)에 공급하여 계량된 일정중량의 곡물을 이송수단(61)에 공급하여 배출수단(13)의 밸브(18)을 폐쇄한 상태에서 저장탱크(10)의 곡물 공급구(54)를 통하여 세척할 곡물을 저장탱크(10)의 원통부(11) 중앙부근의 가상선까지 투입하고, 상수도 공급관(22a)으로 공급되는 물(상수도 또는 지하수)을 유체도관(21)을 통하여 이물질 분리수단(40)의 배출공(41) 상부까지 공급하면서 세척함과 아울러 순환펌프(32)를 구동하여 곡물의 세척수를 순환도관(31)으로 순환시켜 수집조(16)를 경유하여 원추부(12)의 상부로 공급하면 곡물이 뒤집어지면서 세척되며, 상기와 같이 곡물이 세척될 대 이물질 및 쭉정이 등은 비중차에 의하여 상부로 부유하면서 배출공(41)을 통하여 이물질 수집통(44)으로 낙하되어 저장되고 물은 스크린(45)을 통하여 외부로 배출되는 동작을 일정시간 반복하여 곡물의 세척을 완료하는 것이다. 상기와 같이 곡물을 세척할때 물은 간헐적으로 공급하면 경제적인 것이다.

상기와 같이 곡물의 세척을 완료한 후 물의 공급 및 순환을 중단하고 밸브(17')를 개방하면 오염수만 물 배출망(15)을 통하여 배수관(17)을 통하여서 외부(하수관 등)로 배출되며, 오염수의 배출이 끝나면 밸브(17')를 폐쇄하여 곡물의 세척을 완료하는 것이다.

한편 상기와 같이 곡물의 세척을 완료한 후 세척된 곡물을 확인(검사)한 결과 세척이 만족스럽지 못하다고 판단되면 상기한 세척동작을 반복하는바, 즉 유체도관(21)을 통하여 저장탱크(10)에 물을 분사하고 순환도관(31)으로 곡물의 세척수를 순환하여 곡물을 세척하는 동작을 일정시간 다시 반복함으로써 곡물의 세척단계를 종료하며, 그 세척시간은 벼의 경우 20-30분이 소요되는 것이다.

그리고 상기와 같이 곡물을 세척할 때 컴프레서(131)에서 압축된 압축공기를 공기분사관(130)을 통하여 수집조(16)에 공급하여 압축공기를 저장탱크(10)의 상부로 공급시키면 곡물의 뒤집음이 더욱더 양호하여 짐으로써 곡물의 세척 및 이물질의 제거가 신속하고 양호하게 되는 것이다.

습윤( 침지 )단계

상기 세척단계를 종료한 곡물을 저장탱크(10)에 그대로 두고 온수공급관(22b)을 통하여 35 내지 45℃의 온수를 유체도관(21)을 통하여 수면계(53)의 하단위치까지 공급함과 아울러 순환펌프(32)를 구동하여 습윤수를 수집조(16)를 통하여 곡물에 공급하여 곡물을 뒤집으면서 적정 함수율(벼의 경우 28 내지 32%)이 되고 발아 직전 또는 발아 후 까지 습윤한 후 배출수단(13)의 밸브(17')을 개방하여 습윤수를 외부로 배수하는 것이다.

상기와 같이 곡물을 습윤할때 순환도관(31)으로 순환되는 습윤수는 가열조(33)에 설치한 히터(34)에 의하여 35 내지 45℃로 가열하여 곡물의 습윤을 양호하고 신속하게 하는 것이다.

그리고 상기와 같이 곡물의 적정 함수율(벼의 경우 28 내지 32%)이 될 때까 지 걸리는 시간은 온수의 온도에 따라 다르지만 대략 6 내지 12시간 정도가 소요되는 것이다. 그리고 상기와 같이 습윤할 때 일정시간(2시간 내외)마다 배수관(17)에 설치한 밸브(17')를 개방하고 습윤수를 배수하는 바, 상기와 같이 습윤수를 배수하면 습윤시 발아될 때의 악취를 제거하고 각종 세균의 번식을 억제하여 벼의 청결을 유지할 수 있는 것이다.

또한 상기와 같이 습윤할 때 물 공급관(21)으로 상기 온수공급관(22b)으로 공급되는 온수와 동일 온도의 온수 또는 상수도(지하수)를 간헐적으로 이물질 분리수단(40)의 배출공(41)까지 공급하면 습윤시 발생되는 이물질 등을 다시 제거할 수 있고, 온수교환주기를 연장함과 아울러 외기온이 높은 여름철 등에 양호한 습윤을 할 수 있는 것이다. 그리고 상기와 같이 습윤수를 곡물에 분사 및 공급할 때 컴프레서(131)에서 압축된 압축공기를 공기분사관(130)을 통하여, 곡물에 공급하면 곡물의 뒤집음이 더욱더 양호하여 습윤을 균일하게 하고 악취를 더욱더 양호하게 제거할 수 있는 것이다.

상기와 같이 습윤을 완료한 곡물은 배출수단(13)의 밸브(18)를 개방하고 콘베이어(64)를 통하여 다음 가공단계로 이송하는 것이다.

본 발명은 저장탱크(10)에서 곡물의 세척과 습윤을 순서대로 실시함으로써 종래의 것에 비하여 곡물의 이송이 획기적으로 줄어들게 되어 곡물의 손상이 적어 품질이 우수하고 균일한 가공품을 제조할 수 있는 것이다.

그리고 본 발명은 저장탱크(10)에서 곡물의 세척과 습윤 시간은 대략 7 내지 13시간이 소요되고 세척시간은 벼의 경우 대략 20~30분이 소요되는바, 저장탱크(10₁)에 곡물을 투입한 후 순서대로 습윤까지 실시하고, 다음의 저장탱크(10₂)에는 최초의 저장탱크(10₁)에 곡물을 투입한 후 일정시간이 경과된 후 곡물을 투입하는 방법으로 순서대로 본 발명을 계속하여 실시하며, 상기 저장탱크(10)의 설치개수는 가공품의 생산능력 등을 감안하여 설계적으로 정하는 것이다.

10: 저장탱크 20: 유체공급수단 21: 유체도관
30: 뒤집음수단 31: 순환도관 32: 순환펌프
40: 이물질 분리수단

Claims

하부에 배출수단을 설치한 저장탱크와; 상기 저장탱크의 상부에 유체도관을 설치하여 세척수와 습윤수를 선택적으로 공급하는 유체공급수단과; 상기 저장탱크의 상부에 순환도관의 일단을 연결하고, 상기 순환도관의 타단을 상기 배출수단의 수집조에 연결함과 아울러 상기 순환도관에 순환펌프를 설치하여 고압수를 세척 및 습윤하는 곡물에 선택적으로 공급하는 뒤집음수단과; 상기 저장탱크의 상부에 설치한 이물질 분리수단;을 포함하여 구성한 곡물의 세척 겸 습윤장치.
제1항에 있어서, 저장탱크의 하부는 원추부로 형성한 곡물의 세척 겸 습윤 장치.
제1항에 있어서, 유체도관의 하단에 원형의 분배관을 설치하고, 상기 분배관에 분사공을 균등간격으로 설치한 곡물의 세척 겸 습윤장치.
제1항에 있어서, 순환도관의 순환펌프 입구측에 히터를 설치한 가열조를 설치한 곡물의 세척 겸 습윤장치.
제1항에 있어서, 수집조에 공기도관을 연결하여 컴프레서에서 압축된 압축공기를 곡물에 추가 공급하는 곡물의 세척 및 습윤장치.
제1항에 있어서, 이물질 분리수단은 저장탱크의 원통부 상부에 수개의 배출공을 설치하고, 상기 배출공의 주위에 집합통을 형성하여 상기 집합통에 유도관을 설치함과 아울러 상기 유도관의 하부에 스크린을 설치한 이물질 수집통을 설치한 곡물의 세척 및 습윤장치.
제1항에 있어서, 저장탱크에 물 공급관을 추가 설치한 곡물의 세척 및 습윤장치.