KR101487539B1 - 곡물 증숙 건조 일관 제조장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 곡물 증숙 건조 일관 제조장치는 중공의 케이싱, 상기 케이싱 내에 회전 가능하게 배치되는 내부 수용통, 상기 케이싱의 하단에 피봇 운동 가능하게 결합하는 지지 프레임, 상기 지지 프레임과 이격된 상태로 상기 케이싱의 하단에 결합하는 액츄에이터, 및 상기 내부 수용통에 회전 구동력을 제공하는 구동 모터를 포함하며, 상기 내부 수용통에 투입된 벼는 상기 케이싱으로 공급되는 온수 및 증기에 의해 불림 및 열처리 공정이 진행된 후에 진공 상태에서 건조 공정이 수행되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 공급된 벼에 적정 온도의 물을 투입하여 불리는 공정, 증기를 이용하여 찌는 공정, 및 열교환기와 스팀 보일러 등을 이용하여 건조하는 공정을 포함한 파보일링 과정을 한 장소에서 연속적으로 처리하게 한다.

Description

곡물 증숙 건조 일관 제조장치{A manufacturing apparatus for progressing consistently steam-ageing and drying}
본 발명은 곡물 증숙 건조 일관 제조장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공급된 벼에 적정 온도의 물을 투입하여 불리는 공정, 증기를 이용하여 찌는 공정, 및 열교환기와 스팀 보일러 등을 이용하여 건조하는 공정을 일괄 처리하게 하는 곡물 증숙 건조 일관 제조장치에 관한 것이다.
벼를 비롯한 대부분의 농산물은 수확 후에도 다량의 수분을 함유하여 미생물의 증식이 용이하며 쉽게 부패되므로 이러한 농산물을 일정한 온도로 가열 가공하여 미생물 증식과 부패를 방지해야 할 필요가 있다.
종래의 일반적인 농산물 가공 장치는 연소식으로 가열하여 발열하고 기계적으로 열풍을 분사하여 본체 내부에 거치된 농산물을 강제적으로 건조 가공한다. 상기한 바와 같이 종래의 농산물 가공 장치에서 기계적으로 분사된 열풍은 침투력이 대단히 부족하여 농산물의 표면 부분만 강제적으로 건조 가공하므로 미생물 증식과 부패 방지 효과가 대단히 미약한 반면, 농산물의 표면 온도를 과도하게 상승시키므로 농산물의 영양분이 파괴되기 쉽고 아울러 농산물의 품질을 저하시킨다는 문제점이 있다.
한편, 쌀 가공 방법 중 침지, 열처리 및 건조과정을 경유한 쌀을 파보일드(parboiled) 라이스로 정의할 수 있는데, 일반적으로 쌀이 파보일링에 의해 열처리되는 동안, 쌀의 내배유 내의 녹말은 실질적으로 젤라틴화되어 유지한 효과를 가진다.
종래에 파보일링을 통한 쌀 가공방법으로서 등록특허 10-0653749 및 10-0214178 가 제안된 바 있다. 상기 종래 기술은 공급된 쌀에 대해 침지, 열처리, 건조 및 도정 과정을 경유하여 쌀을 파보일드 처리한다는 내용은 기술하지만, 상기 침지, 열처리 및 건조 과정이 어떤 구체적인 장치를 통해 구현되는지에 대해서는 구체적 설명이 없다는 한계가 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 침지, 열처리 및 건조 공정 등 일련의 파보일드라이스 제조 공정을 한 장소에서 연속적으로 작업할 수 있는 곡물 증숙 건조 일관 제조장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 건조 공정에서 진공 상태로 작업을 수행하게 함으로써 쌀의 성분이 변화되는 것을 최소화하는 품질을 향상하게 하는 곡물 증숙 건조 일관 제조장치를 제공한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 제공되는 곡물 증숙 건조 일관 제조장치는 중공의 케이싱, 상기 케이싱 내에 회전 가능하게 배치되는 내부 수용통, 상기 케이싱의 하단에 피봇 운동 가능하게 결합하는 지지 프레임, 상기 지지 프레임과 이격된 상태로 상기 케이싱의 하단에 결합하는 액츄에이터, 및 상기 내부 수용통에 회전 구동력을 제공하는 구동 모터를 포함하며, 상기 내부 수용통에 투입된 벼는 상기 케이싱으로 공급되는 온수 및 증기에 의해 불림 및 열처리 공정이 진행된 후에 진공 상태에서 건조 공정이 수행되는 것을 특징으로 한다.
상기 곡물 증숙 건조 일관 제조장치는, 상기 케이싱으로 온수 및 증기를 공급하는 스팀 보일러, 상기 케이싱으로부터 배출되는 증기가 유동하는 열교환기, 및 상기 스팀 보일러와 상기 열교환기 사이에 배치되는 응축수 저장조를 더 포함하는 것이 바람직할 수 있다.
상기 곡물 증숙 건조 일관 제조장치는, 상기 열교환기와 상기 응축수 저장조를 연결하는 응축수 취합 관로 상에 연통하는 진공 펌프를 더 포함하며, 상기 진공 펌프는 상기 케이싱 내부를 중진공 상태로 만드는 것이 바람직할 수 있다.
상기 지지 프레임은 상기 케이싱의 길이 방향에 수직하도록 상기 케이싱의 하단 중앙에 배치되는 회전축 및 상기 회전축으로부터 하부로 소정거리 연장되는 지지다리를 포함하는 것이 바람직할 수 있다.
본 발명의 곡물 증숙 건조 일관 제조장치는 공급된 벼에 적정 온도의 물을 투입하여 불리는 공정, 증기를 이용하여 찌는 공정, 및 열교환기와 스팀 보일러 등을 이용하여 건조하는 공정을 포함한 파보일링 과정을 한 장소에서 연속적으로 처리하게 한다. 상기 처리 과정을 통해 일괄적으로 벼를 처리함으로써 노동력을 절감하는 동시에 작업 시간을 단축할 수 있다.
본 발명은 진공 펌프에 의한 진공 건조 공정을 진행함으로써 벼의 성분 변화 정도를 저감하게 한다. 특히, 파보일링 공정을 진행하는 동안 벼 낟알은 강화되어, 강한 연마 정미에 대해 증가된 저항성을 부여한다. 낟알의 강화는 요리가 완성된 생성물에서 분명해진다.
본 발명에 의해 파보일링된 벼는 강화되어, 비-파보일드 라이스보다 더 견고한 짜임새를 갖고 덜 점착성이 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 곡물 증숙 건조 일관 제조장치의 구성도,
도 2는 도 1의 곡물 증숙 건조 일관 제조장치의 측면도, 및
도 3은 스팀 보일러, 열교환기 및 진공 펌프 등의 구성이 부가된 상태의 곡물 증숙 건조 일관 제조장치의 구성도이다.
본 발명의 상기와 같은 목적, 특징 및 다른 장점들은 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해질 것이다. 기술되는 실시예는 발명의 설명을 위해 예시적으로 제공되는 것이며, 본 발명의 기술적 범위를 한정하는 것은 아니다.
본 발명인 곡물 증숙 건조 일관 제조장치는 필요에 따라 일체형으로 제조되거나 각각 분리되어 제조될 수 있다. 또한, 사용 형태에 따라 일부 구성요소를 생략하여 사용이 가능하다.
본 발명에서 사용되는 용어인 불림 및 찌기 공정은 각각 침지 및 열처리에 대응하는 용어로 사용한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 곡물 증숙 건조 일관 제조장치를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명에 따른 곡물 증숙 건조 일관 제조장치는 일 실시예로서 벼 가공용으로 사용되는 것이고, 이에 한정되는 것은 아니다.
곡물 증숙 건조 일관 제조장치(100)의 전체적인 구조 설명
먼저, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 곡물 증숙 건조 일관 제조장치(100)의 전체적인 구조를 설명한다.
곡물 증숙 건조 일관 제조장치(100)는 중공의 케이싱(110), 상기 케이싱(110) 내에 회전 가능하게 배치되는 내부 수용통(120), 케이싱(110)의 상부단에 배치되는 스팀 배출구(130), 케이싱(110)에 배치되는 압력 감지기(140), 케이싱(110)에 하부단에 배치되는 응축수 배출구(150), 케이싱(110)의 측부에 배치되는 스팀 공급구(160), 케이싱(110) 하단부에 결합되어 상기 케이싱(110)의 하중을 지탱하는 지지 프레임(170), 케이싱(110) 하단부의 일측에 결합되는 액츄에이터(180), 및 내부 수용통(120)에 회전 구동력을 제공하는 구동 모터(190)를 포함한다.
케이싱(110)은 그 내부에 내부 수용통(120)이 배치된 상태에서 물, 증기가 공급되는 동시에 배출될 수 있는 용기로서 쌀이 가공되는 과정에서의 고온, 고압 환경을 견딜 수 있는 내온 및 내압 용기인 것이 바람직할 수 있다.
케이싱(110)은 그 전후면부에 각각 개폐 가능한 케이싱 전면 도어(112) 및 케이싱 후면부(114)를 구비한다. 케이싱 전면 도어(112)는 그 일측단을 이용하여 케이싱(110)에 피봇 운동 가능하게 결합됨으로써 쌀의 원활한 공급이 가능하고, 케이싱 후면부(114)는 착탈 가능하게 케이싱(110)의 후면에 결합됨으로써 정비, 청소를 용이하게 한다.
내부 수용통(120)은 쌀이 수용되어 회전하는 중공 원통의 구조체일 수 있고, 상기 내부 수용통(120)의 중심축에 해당하는 구동축(192)의 끝단에 구동 모터(190)가 고정배치된다. 즉, 내부 수용통(120)은 구동 모터(190)에서 제공되는 구동력에 의해 회전 구동한다.
내부 수용통(120)의 표면은 물 또는 증기의 유동이 가능한 구조체일 수 있다. 구체적으로, 무수히 많은 유동홀들이 형성되어 있을 수 있고, 쌀 입자보다 작은 크기를 갖는 메쉬망 타입일 수 있다. 그리고, 상기 형태의 구조에 한정되지 않고 물 또는 증기가 왕래할 수 있는 어떤 형태의 구조도 가능할 수 있을 것이다.
케이싱(110) 하단 중앙에는 그 길이 방향에 수직하게 회전축(172)이 배치된다. 지지 프레임(170)은 상기 회전축(172)에 대응하도록 구성되는 상부단 및 상기 상부단으로부터 하부로 소정거리 연장되는 지지다리를 갖는 형태일 수 있다. 지지 플레이트(102)는 지지 프레임(170)의 하단부에 결합된다.
액츄에이터(180)는 그 상부단이 케이싱(110) 하단측에 피봇 운동 가능하게 결합하고, 그 하부단이 지지 플레이트(102)에 결합한다.
상기 케이싱(110), 지지 프레임(170) 및 액츄에이터(180) 간의 결합 관계를 토대로 작동 구조를 설명하면 다음과 같다.
제어부(미도시)로부터의 신호에 의해 작동하는 액츄에이터(180)는 그 길이를 신축 가능하게 조절할 수 있다. 즉, 액츄에이터(180)는 수축 명령을 받는 경우에 그 길이가 줄어듦으로써 케이싱(110)의 후방이 하강한다. 이에 따라 케이싱(110)의 전방이 들어올려진 상태에서 케이싱 전면 도어(112)를 개방하게 되면 쌀과 같은 피가공물의 투입이 원활하게 된다.
한편, 액츄에이터(180)는 제어부로부터 신장 명령을 받는 경우에 그 길이가 늘어남으로써 케이싱(110)의 후방이 상승한다. 이에 따라 케이싱(110)의 전방이 하강된 상태에서 케이싱 전면 도어(112)를 개방하게 되면 쌀과 같은 피가공물의 배출이 원활하게 된다. 상기와 같이, 본 발명은 케이싱(110)에 피봇 운동 가능하게 결합되는 지지 프레임(170) 및 액츄에이터(180) 구조를 통해서 위치 변경이 용이하게 구성함으로써 쌀의 투입과 배출을 수월하게 한다.
다음으로, 도 3을 참조하여 스팀 보일러, 열교환기 및 진공 펌프 등을 포함한 상태에서의 곡물 증숙 건조 일관 제조장치(100)의 작동 구조를 설명한다.
스팀 보일러(200)는 스팀 공급 관로(210) 및 물 공급 관로(220)를 통해 스팀 공급구(160)에 연결되고, 응축수 공급 관로(230)를 통해 응축수 저장조(400)에 연결된다.
열교환기(300)는 스팀 배출 관로(310)를 통해 스팀 배출구(130) 중 제 2 스팀 배출구(134)에 연결되고, 응축수 취합 관로(320)를 통해 응축수 저장조(400)에 연결된다.
진공 펌프(500)는 정화 관로(510)를 통해 응축수 취합 관로(320)에 연결되는데, 정화 관로(510) 상에는 다수의 필터(520)가 배치되어 케이싱(110)으로부터 배출되는 유체 중에 포함될 수 있는 오염물질을 걸러내는 기능을 한다.
스팀 배출구(130)는 제 1 스팀 배출구(132) 및 제 2 스팀 배출구(134)를 포함한다. 제 1 스팀 배출구(132)는 찌기 공정을 수행하는 과정에서 케이싱(110) 내에서 발생하는 증기를 적절하게 배출하는 기능을 수행한다. 즉, 압력 감지기(140)에서 측정된 케이싱(110)의 내부 압력이 제어부에 기설정된 압력 제한값을 벗어나지 않도록 제 1 스팀 배출구(132)를 통해 증기를 배출한다.
제 2 스팀 배출구(134)는 스팀 배출 관로(310)를 통해 열교환기(300)에 연결된다. 진공 건조 과정을 가능하게 하기 위해서 열교환기(300)에 연결된 진공 펌프(500)는 케이싱(110)의 내부를 진공에 가까운 환경으로 만들게 한다. 구체적으로, 진공 펌프(500)는 내부의 모터를 구동함으로써 케이싱(110) 내부에 존재하는 공기를 스팀 배출 관로(310)로 배출하게 함으로써 상기 케이싱(110) 내를 중진공 상태로 만들게 된다.
본 발명에서 진행되는 바와 같은 진공 건조 공정이나 진공 증류 등을 진행하는 경우에는 1 Torr 내지 10-3 Torr 압력 영역의 중진공(Fine Vacuum) 영역에 해당하는 것이 일반적인데, 이 경우에는 다단식 로타리 베인 펌프, 다단식 스팀 이젝타 ,루츠펌프 피스톤 펌프, 확산 펌프 등이 사용될 수 있다.
곡물 증숙 건조 일관 제조장치(100)의 작동 설명
이하, 도 1 내지 도 3을 다시 참조하여 곡물 증숙 건조 일관 제조장치(100)의 작동 방법을 설명한다.
제어부에 기설정된 시퀀스에 따라 액츄에이터(180)에 하강 신호를 주어 케이싱(110)의 전면부가 상승하게 함으로써 케이싱 전면 도어(112)가 상부 방향을 향하게 한다. 바람직하게는 케이싱(110)이 지면에 대하여 45도의 기울기를 유지하게끔 설정할 수 있다. 상기 상태에서 케이싱 전면 도어(112)를 개방한 후에 내부 수용통(120)으로 쌀을 투입한 후에 다시 케이싱 전면 도어(112)를 폐쇄한다.
액츄에이터(180)의 구동으로 케이싱(110)이 다시 수평을 유지한 상태에서 불림 공정을 개시한다. 스팀 보일러(200)를 통해 공급되는 온수는 물 공급 관로(220)와 스팀 공급구(160)를 통해 케이싱(110)으로 공급되어진 후 소정 시간 동안 벼에 대한 불림 공정을 진행한 후에 응축수 배출구(150)를 통해 배출된다.
불림 공정 이후에는 찌기 공정이 진행된다. 스팀 보일러(200)를 통해 공급되는 증기는 스팀 공급 관로(210)와 스팀 공급구(160)를 통해 케이싱(110)으로 공급되어진 후 소정 시간 동안 벼에 대한 찌기 공정을 진행한다. 공정이 진행되는 중에 압력 감지기(140)에서 측정되는 압력이 기준 압력을 초과하는 경우에는 제 1 스팀 배출구(132)를 통해 수증기를 배출하게 한다. 여기에서, 상기 기준 압력은 바람직하게는 3kg/㎠ 일 수 있다. 한편, 찌기 공정 중 생성되는 응축수는 응축수 배출구(150)를 통해 배출 가능하다.
찌기 공정 이후에는 건조 공정이 진행된다. 건조 공정 중에는 스팀 공급구(160) 및 제 2 스팀 배출구(134)가 모두 개방된 상태에서 열교환기(300), 진공 펌프(500) 및 스팀 보일러(200)를 가동한다.
진공 펌프(500)를 통해 케이싱(110) 내부의 공기 및 수분을 배출하게 함으로써 케이싱(110) 내를 중진공 상태로 만든다. 상기 진공 과정을 수행하는 것과 동시에 스팀 보일러(200)를 통해 케이싱(110)의 외부면을 가열함으로써 케이싱(110)의 내부 수용통(120)의 수분을 증발하게 하여 제 2 스팀 배출구(134)로 유동하게 한다. 열교환기(300)는 제 2 스팀 배출구(134)를 통해 나오는 증기를 냉각하여 물로 변환시켜 응축수 취합 관로(320)를 통해 응축수 저장조(400)에 저장하게 한다.
상기의 불림, 찌기, 건조 공정이 수행된 후에 제어부에 기설정된 시퀀스에 따라 액츄에이터(180)에 상승 신호를 주어 케이싱(110)의 전면부가 하강하게 함으로써 케이싱 전면 도어(112)가 하부 방향을 향하게 한다. 바람직하게는 케이싱(110)이 지면에 대하여 -45도의 기울기를 유지하게끔 설정할 수 있다. 상기 상태에서 케이싱 전면 도어(112)를 개방한 후에 내부 수용통(120)으로부터 가공이 완료된 쌀을 배출한 후에 다시 케이싱 전면 도어(112)를 폐쇄한다.
본 발명은 상기의 모든 공정이 이루어진 후에 케이싱 전면 도어(112)와 케이싱 후면부(114)를 분리하여 세척 및 정비를 원활하게 할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니한다. 즉, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능하며, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정의 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.
100 : 곡물 증숙 건조 일관 제조장치
110 : 케이싱
112 : 케이싱 전면 도어
114 : 케이싱 후면부
120 : 내부 수용통
130 : 스팀 배출구
140 : 압력 감지기
150 : 응축수 배출구
160 : 스팀 공급구
170 : 지지 프레임
180 : 액츄에이터
190 : 구동 모터
200 : 스팀 보일러
210 : 스팀 공급 관로
220 : 물 공급 관로
230 : 응축수 공급 관로
300 : 열교환기
310 : 스팀 배출 관로
320 : 응축수 취합 관로
400 : 응축수 저장조
500 : 진공 펌프
510 : 정화 관로
520 : 필터

Claims (4)

  1. 중공의 케이싱;
    상기 케이싱 내에 회전 가능하게 배치되는 내부 수용통;
    상기 케이싱의 하단에 피봇 운동 가능하게 결합하는 지지 프레임;
    상기 지지 프레임과 이격된 상태로 상기 케이싱의 하단에 결합하는 액츄에이터; 및
    상기 내부 수용통에 회전 구동력을 제공하는 구동 모터;
    를 포함하며,
    상기 내부 수용통에 투입된 벼는 상기 케이싱으로 공급되는 온수 및 증기에 의해 불림 및 열처리 공정이 진행된 후에 진공 상태에서 건조 공정이 수행되는 것을 특징으로 하는,
    곡물 증숙 건조 일관 제조장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 곡물 증숙 건조 일관 제조장치는,
    상기 케이싱으로 온수 및 증기를 공급하는 스팀 보일러;
    상기 케이싱으로부터 배출되는 증기가 유동하는 열교환기; 및
    상기 스팀 보일러와 상기 열교환기 사이에 배치되는 응축수 저장조;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    곡물 증숙 건조 일관 제조장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 곡물 증숙 건조 일관 제조장치는,
    상기 열교환기와 상기 응축수 저장조를 연결하는 응축수 취합 관로 상에 연통하는 진공 펌프;를 더 포함하며,
    상기 진공 펌프는 상기 케이싱 내부를 중진공 상태로 만드는 것을 특징으로 하는,
    곡물 증숙 건조 일관 제조장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 지지 프레임은 상기 케이싱의 길이 방향에 수직하도록 상기 케이싱의 하단 중앙에 배치되는 회전축 및 상기 회전축으로부터 하부로 소정거리 연장되는 지지다리를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    곡물 증숙 건조 일관 제조장치.
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