KR101710999B1 - 공기 분산기를 포함하는 식초 생산 장비 - Google Patents

Abstract

본 발명은 발효 탱크에 공기 주입 및 발효 탱크의 내부에서 공기 순환과 관련된 교반기, 모터 및 터빈 대신에 발효 탱크 주변에 공기 분산기를 구비하며 식초의 형성 과정에서 소포제의 이용을 배제시키는데 적합하도록 공기 분산기를 포함하는 식초 생산 장비를 제공한다. 본 발명에 따르는 식초 생산 장비는 발효 탱크에 예비 발효액을 수용하는 발효 탱크부; 및 발효 탱크부의 일 측부에서, 발효 탱크와 연통하여 예비 발효액을 순환시키는 이송 펌프부, 이송 펌프부 주변에 위치되어 공기를 공급하는 공기 펌프부, 그리고 이송 펌프부, 공기 펌프부와 발효 탱크와 연통하는 공기 분산기를 가지는 발효 촉진 모듈을 포함한다.

Description

공기 분산기를 포함하는 식초 생산 장비{Vinegar-Producting Apparatus Comprising Air-Fractionating Device}

본 발명은 알코올 음료를 이용하여 식초를 생산하는 장비에 관한 것으로써, 보다 상세하게는, 알코올 음료를 식초로 생물 전환시키기 위해 알코올 음료에서 알코올을 초산균으로 발효시키는데 필요한 공기의 공급과 순환 관련된 설비를 단순화시키는데 적합한 공기 분산기를 포함하는 식초 생산 장비에 관한 것이다.

일반적으로, 식초는 알코올 음료에 함유되어 있는 알코올(또는 에탄올)을 초산균으로 발효시키면서 유기산과 초산으로 생물 전환되어 생성되는 전형적인 발효 식품이다. 이 경우에, 상기 초산균에 의한 초산 발효는 산소 요구성 발효이므로 발효 동안 산소의 기여도에 따라 알코올 음료로부터 식초를 형성하는 과정에 큰 영향을 끼친다.

즉, 상기 산소가 초산 발효 동안 발효조에 부족하게 주입되면, 상기 초산 발효는 알코올에 대해 목적하는 대로 진행되지 않아서, 상기 식초는 알코올 음료로부터 원하는 시간에 형성되지 않는다. 상기 식초는 공기 공급 방식에 따라 정치 배양법, 진탕 배양법 또는 심부 배양법을 이용하여 제조된다.

상기 정치 배양법은 항아리에 발효용 시료액을 채우고 항아리 주변에서 항아리에 온도를 가하고 항아리의 입구에서 예비 발효액과 공기의 접촉을 허용한 상태에서 일정 시간마다 작업자에 의한 발효용 시료액의 교반으로 공기의 분산을 요구한다. 따라서, 상기 정치 배양법은 발효용 시료액의 교반을 수동으로 하므로 일반 가정 또는 농장급 소규모 생산 설비에서 이용된다.

상기 진탕 배양법은 삼각 플라스크에 발효용 시료액을 채우고 삼각 플라스크 주변에서 삼각 플라스크에 온도를 가하고 삼각 플라스크의 내부에 교반기를 이용하여 공기를 순환시키므로 정치 배양법보다 더 큰 공기 공급 효율을 갖는다. 이 경우에, 상기 진탕 배양법은 삼각 플라스크를 기반으로 수행되므로 실험실 수준에서 이용된다.

상기 심부 배양법은 대형 발효 탱크에 발효용 시료액을 채우고 대형 발효 탱크 주변에서 대형 발효 탱크에 온도를 가하며 대형 발효 탱크의 내부에 교반기와 대형 발효 탱크에 연결되는 공기 공급기를 구비하므로 진탕 배양법보다 더 큰 공기 공급 효율을 갖는다. 따라서, 상기 심부 배양법은 식초를 대량 생산 가능한 공장 수준에서 이용된다.

상기 식초는 국내에서 많은 가정의 식탁에 오르기 위해 심부 배양법을 이용하여 대량으로 제조되고 있다. 그러나, 상기 심부 배양법은 교반기와 공기 공급기를 이용하므로 교반기의 회전에 관련된 모터와 공기 공급기에 관련된 터빈을 필요로 하여 생산 설비의 크기를 크게 한다.

상기 심부 배양법을 이용하는 발효 탱크는 공장에서 생산 설비의 점유 면적을 크게 하고 생산 설비의 초기 투자 비용을 증가시킨다. 또한, 상기 발효용 시료액은 식초의 형성 과정에서 공기와 접촉되어 거품을 많이 형성하며 거품을 억제하기 위해 소포제를 첨가 받는다. 상기 소포제는 식초에 화학 물질을 인위적으로 부가시키게 하므로 장기적으로 식초의 이용자에게 인체에 해로움을 준다.

한국 공개특허공보 제 10-2008-0005229 호 한국 공개특허공보 제 10-2015-0100371 호

본 발명은, 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 진탕 배양법과 심부 배양법의 혼합 방식을 채택하여 발효 탱크와 관련된 구조를 단순화시키고 식초의 형성 과정에서 소포제의 이용을 배제시키는데 적합하도록 공기 분산기를 포함하는 식초 생산 장비를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 따르는 식초 생산 장비는, 발효 탱크에 초산균 배양액과 알코올 음료 희석액으로 이루어진 예비 발효액을 수용하는 발효 탱크부; 및 상기 발효 탱크부의 일 측부에서, 상기 발효 탱크와 연통하며 상기 발효 탱크의 내부와 외부를 통해 상기 예비 발효액을 순환시키는 이송 펌프부, 상기 이송 펌프부 주변에 위치되어 공기를 공급하는 공기 펌프부, 및 Y 자형으로 이루어져 상부 측에 제1 분기구와 제2 분기구 그리고 하부 측에 제3 분기구를 가지며 상기 제1 분기구, 상기 제2 분기구와 상기 제3 분기구를 통해 상기 이송 펌프부, 상기 공기 펌프부와 상기 발효 탱크와 각각 연통하며 상기 제3 분기구에서 상기 예비 발효액과 상기 공기를 혼합하여 형성된 발효액을 상기 발효 탱크에 공급하는 공기 분산기를 가지는 발효 촉진 모듈을 포함하고, 상기 발효액은 상기 이송 펌프부에서 이송 펌프로부터 유출되는 상기 예비 발효액의 압력과 상기 공기 펌프부에서 공기 펌프로부터 유출되는 상기 공기의 압력을 통해 상기 공기 분산기에서 상기 예비 발효액에 상기 공기를 가압시켜 상기 예비 발효액에 상기 공기 보다 더 작은 크기의 미세 공기를 혼입시켜 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 초산균 배양액은 알코올 음료에 초산균(acetobacter sp.)을 첨가하여 형성되고, 상기 알코올 음료는 주정(酒精) 또는 와인(wine)을 포함하며, 상기 알코올 음료 희석액은 알코올 음료를 알코올 함량 2% 되게 희석하고 초기 초산 농도를 1% 되게 산도를 조절시킬 수 있다.

상기 이송 펌프부는 일 측에서 상기 발효 탱크와 연통하는 제1 라인과 타 측에서 상기 공기 분산기의 상기 제1 분기구와 연통하는 제2 라인을 가지며 상기 제1 라인 및 상기 제 2 라인을 통해 상기 예비 발효액을 이송시킬 수 있다.

상기 제1 라인은 상기 이송 펌프로부터 하나의 직선 라인으로 돌출하여 상기 발효 탱크의 상면 상에서 두 개의 분기 라인으로 갈라져 상기 두 개의 분기 라인을 통해 상기 발효 탱크의 상기 상면에 고정되고, 상기 제2 라인은 상기 이송 펌프와 상기 공기 분산기 사이에 배치되는 시료 채취관과 상기 시료 채취관에 접속되어 상기 예비 발효액 중 일부를 채취하며 상기 예비 발효액의 산도를 확인하기 위해 상기 시료 채취관으로부터 상기 예비 발효액의 채취시 상기 예비 발효액의 유량을 조절하는 제1 유량 조절밸브를 가질 수 있다.

상기 공기 펌프부는 상기 공기 펌프로부터 돌출하여 상기 공기 분산기의 상기 제2 분기구와 연통하는 제3 라인을 가지며 상기 제3 라인을 통해 상기 제2 분기구를 향해 상기 공기를 이송시키고, 상기 제3 라인은 상기 공기 펌프로부터 상기 공기 분산기를 향해 제2 유량 조절 밸브, 공기 필터와 제1 역류 방지 밸브를 순차적으로 가질 수 있다.

상기 공기 분산기는 상기 제1 분기구와 제3 분기구 사이에 그리고 상기 제2 분기구와 상기 제3 분기구 사이에 약 100°~120°범위 중 선택된 하나의 각도를 가지며, 약 0.1 ~ 2.0 VVM 범위 중 선택된 하나의 공기 공급량을 가지도록 상기 예비 발효액과 상기 공기를 수용할 수 있다.

상기 공기 분산기는 상기 발효 탱크의 상면에 적어도 두 개 위치되어 상기 발효 탱크의 상기 상면을 통해 상기 발효 탱크와 연통할 수 있다.

상기 이송 펌프부는 일 측에서 상기 발효 탱크와 연통하는 제1 라인과 타 측에서 상기 공기 분산기와 연통하는 제2 라인을 가지며 상기 제1 라인 및 상기 제 2 라인을 통해 상기 예비 발효액을 이송시키고, 상기 제1 라인은 상기 이송 펌프로부터 돌출하고 상기 발효 탱크의 외측벽을 따라 연장하여 상기 발효 탱크의 상기 하면에 고정되며, 상기 제2 라인은 상기 이송 펌프로부터 하나의 직선 라인으로 돌출하여 상기 발효 탱크의 상면 상에서 두 개의 분기 라인으로 갈라져 각각의 분기 라인을 통해 상기 공기 분산기의 상기 제1 분기구와 연통하며, 상기 두 개의 분기 라인의 분기점 주변에 배치되는 시료 채취관과 상기 시료 채취관에 접속되어 상기 예비 발효액 중 일부를 채취하고 상기 예비 발효액의 산도를 확인하기 위해 상기 시료 채취관으로부터 상기 예비 발효액의 채취시 상기 예비 발효액의 유량을 조절하는 제1 유량 조절밸브를 가질 수 있다.

상기 공기 펌프부는 상기 공기 펌프로부터 돌출하여 상기 공기 분산기의 제2 분기구와 연통하는 제3 라인을 가지며 상기 제3 라인을 통해 상기 제2 분기구를 향해 상기 공기를 이송시키고, 상기 제3 라인은 상기 공기 펌프로부터 하나의 직선 라인으로 돌출하여 상기 발효 탱크의 상면에서 두 개의 분기 라인으로 갈라져 각각의 분기 라인을 통해 상기 공기 분산기의 상기 제2 분기구와 연통하며, 상기 하나의 직선 라인에 제2 유량 조절 밸브와 공기 필터를 그리고 각각의 분기 라인에 제1 역류 방지 밸브를 가질 수 있다.

상기 공기 분산기는 상기 발효 탱크의 외측벽 상에 순차적으로 적어도 두 개 위치되며 상기 제3 분기구와 연통하고 상기 발효 탱크의 상기 외측벽을 둘러싸는 고리 형상의 회전관, 그리고 상기 회전관으로부터 돌출하여 상기 발효 탱크의 상기 외측벽을 관통하는 복수의 토출구를 더 포함하고, 상기 회전관은 상기 발효 탱크의 상기 외측벽에 상기 공기 분산기를 고정시키며, 최하위 공기 분산기에서 상기 발효 탱크 주변에 배치되는 시료 채취관과 상기 시료 채취관에 접속되어 상기 예비 발효액 중 일부를 채취하고 상기 예비 발효액의 산도를 확인하기 위해 상기 시료 채취관으로부터 상기 예비 발효액의 채취시 상기 예비 발효액의 유량을 조절하는 제1 유량 조절밸브를 가질 수 있다.

상기 이송 펌프부는 상기 발효 탱크의 상기 외측벽 상에서 상기 공기 분산기와 동일한 개수로 순차적으로 배치된 상기 이송 펌프를 가지고, 상기 이송 펌프의 일 측에서 상기 발효 탱크와 연통하는 제1 라인과 상기 이송 펌프의 타 측에서 상기 공기 분산기와 연통하는 제2 라인을 가지며, 상기 제1 라인 및 상기 제 2 라인을 통해 상기 예비 발효액을 이송시키고, 상기 제1 라인은 상기 이송 펌프로부터 돌출하고 상기 발효 탱크의 상기 외측벽을 따라 연장하여 상기 발효 탱크의 상기 하면에 고정되며, 상기 제2 라인은 상기 이송 펌프로부터 돌출하여 상기 공기 분산기의 상기 제1 분기구와 연통할 수 있다.

상기 공기 펌프부는 상기 공기 펌프로부터 돌출하여 상기 발효 탱크의 상기 외측벽을 따라 하나의 직선 라인으로 연장하여 상기 하나의 직선 라인에 상기 공기 분산기의 상기 제2 분기구를 순차적으로 위치시켜 상기 공기 분산기의 상기 제2 분기구와 공통으로 연통하는 제3 라인을 가지며 상기 제3 라인을 통해 상기 제2 분기구를 향해 상기 공기를 이송시키고, 상기 제3 라인은 상기 공기 분산기의 순차적인 위치에 대해 제2 유량 조절 밸브와 공기 필터를 공유하면서 상기 공기 분산기의 제2 분기구에 제1 역류 방지 밸브를 가질 수 있다.

상기 발효 촉진 모듈은 상기 이송 펌프부의 상기 이송 펌프와 연통하는 발효 조절 탱크를 포함하는 발효 조절부를 더 포함하고, 상기 발효 조절부는 상기 발효 조절 탱크에 알코올 음료를 저장하며 상기 발효 조절 탱크의 일 측으로부터 돌출하여 상기 이송 펌프와 연통하는 제4 라인을 가지고, 상기 제4 라인은 상기 발효 조절 탱크와 상기 이송 펌프 사이에 유체 정량 공급 밸브를 가지며 상기 유체 정량 공급 밸브를 통해 상기 예비 발효액의 순환 동안 주기적으로 또는 간헐적으로 상기 알코올 음료를 상기 이송 펌프에 안내할 수 있다.

상기 발효 촉진 모듈은 상기 발효 탱크의 상면 상에 위치되어 상기 발효 탱크와 연통하며 상기 발효 탱크의 상기 내부와 상기 외부를 통해 상기 예비 발효액 또는 상기 발효액의 거품을 순환시키는 거품 재생 처리부를 더 포함하고, 상기 거품 재생 처리부는 서로 연통하는 거품 회수관, 거품 저장관과 가스 희석관을 포함할 수 있다.

상기 거품 회수관은 상기 발효 탱크의 상기 상면을 통해 상기 발효 탱크와 연통하여 상기 발효 탱크의 하부측으로부터 상부측을 향해 올라오는 상기 거품을 상기 거품 저장관으로 안내하고, 상기 거품 저장관은 일 측에서 측벽을 통해 상기 거품 회수관과 연통하여 상기 거품 회수관으로부터 상기 거품을 받아 상기 거품을 저장하며 타 측을 통해 돌출하여 상기 발효 탱크와 연통하여 상기 거품을 상기 발효 탱크로 안내하는 제5 라인을 가지며, 상기 제5 라인은 상기 거품 회수관 또는 상기 거품 저장관 보다 더 작은 직경을 가지며 상기 거품 저장관에 상기 거품을 소정 무게로 가지는 때에 상기 거품의 자체 무게에 의해 중력 방향을 따라 상기 거품으로부터 소정 량의 예비 발효액 또는 발효액을 상기 발효 탱크로 안내할 수 있다.

상기 가스 희석관은 물로 부분적으로 채워져 상기 거품 저장관으로부터 돌출된 제6 라인을 수용하여 상기 물에 상기 제6 라인을 삽입하며 상기 물의 표면 상에서 시작되어 내부로부터 외부를 향해 인출되는 제7 라인을 가지며, 상기 제6 라인은 상기 거품 회수관 또는 상기 거품 저장관에서 상기 거품으로부터 가스를 받아 상기 거품 회수관 또는 상기 거품 저장관으로부터 상기 가스 세척관을 향해 상기 가스를 안내하며 상기 거품 저장관과 상기 가스 세척관 사이에 제2 역류 방지 밸브를 가지고, 상기 제7 라인은 상기 물의 표면 상에서 상기 물에 희석된 가스를 포집하여 상기 물에 희석된 가스를 상기 가스 세척관으로부터 배출할 수 있다.

상기 식초 생산 장비는 상기 발효 탱크부의 타 측부에서, 상기 발효 탱크와 연통하며 상기 발효 탱크로부터 상기 발효액의 알코올을 초산균으로 발효시킨 식초를 채취하는 식초 저장 탱크를 가지는 식초 채취부를 더 포함하고, 상기 식초 채취부는 상기 식초 저장 탱크로부터 돌출하여 상기 발효 탱크의 하면과 연통하는 제8 라인을 가지며 상기 제8 라인에서 상기 식초 저장 탱크로부터 상기 발효 탱크를 향해 회수 펌프와 제3 유량 조절 밸브를 가질 수 있다.

본 발명은 발효 탱크의 외부에서 예비 발효액(초산균 배양액 + 알코올 음료 희석액)과 공기를 접촉시키면서 예비 발효액에 미세 공기를 혼입시키도록 발효 탱크의 외부에 공기 분산기를 구비하므로 초산 발효 동안 예비 발효액의 내부에서 초산균의 활성화를 극대화하여 식초의 생산 시기를 빠르게 할 수 있다.

본 발명은 발효 탱크 내에서 예비 발효액과 공기의 반응으로 초산 발효 동안 거품을 발생시키며 발효 탱크의 내부와 외부를 통해 거품을 순환시켜 거품으로부터 소정량의 예비 발효액 또는 발효액을 채취하여 거품을 재이용하므로 거품을 억제하기 위한 소포제를 예비 발효액에 첨가하지 않아 식초의 이용자에게 인체에 해로움을 주지 않는다.

본 발명은 발효 탱크의 외부에 'Y' 자형의 공기 분산기를 구비하여 예비 발효액에 공기를 가압시켜 예비 발효액의 내부에 미세 공기를 혼입시키므로 발효 탱크의 내부에서 전체 영역에 걸쳐서 균일한 초산 발효를 빠르게 구현시켜 초산 발효 동안에 공기를 많이 필요로 하지 않는다.

본 발명은 발효 탱크의 외부에 'Y' 자형의 공기 분산기를 구비하여 예비 발효액에 공기를 가압시켜 예비 발효액의 내부에 미세 공기를 혼입시키므로 발효 탱크의 내부에 위치되어 공기의 순환을 돕는 교반기와 발효 탱크에 연결되는 공기 주입기와 관련된 터빈을 필요로 하지 않는다.

본 발명은 식초의 형성 과정에서 발효 탱크로부터 거품을 제거하는 단계를 생략하여 발효 탱크에 교반기, 모터와 터빈을 필요로 하지 않으므로 식초의 생산 단가를 줄일 수 있고 공장에서 식초 생산 장비의 점유 면적을 작게 하며 발효 탱크의 설치와 관련된 초기 투자 비용을 줄일 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 공기 분산기를 포함하는 식초 생산 장비를 보여주는 개략도이다.
도 2는 도 1에서 발효 탱크 상에 위치되는 이송 펌프부를 보여주는 개략도이다.
도 3은 도 1의 공기 분산기를 보여주는 개략도이다.
도 4는 도 1에서 발효 탱크 아래에 위치되는 식초 채취부를 보여주는 개략도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 공기 분산기를 포함하는 식초 생산 장비를 보여주는 개략도이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 공기 분산기를 포함하는 식초 생산 장비를 보여주는 개략도이다.
도 7은 도 1의 식초 생산 장비의 식초 발효 진행일 대비 종래 기술의 정치 배양법, 진탕 배양법 및 심부 배양법의 식초 발효 진행일을 비교한 그래프이다.

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시 예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시 예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시 예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시 예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시 예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭하며, 길이 및 면적, 두께 등과 그 형태는 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다.

이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시 예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 공기 분산기를 포함하는 식초 생산 장비를 보여주는 개략도이고, 도 2는 도 1에서 발효 탱크 상에 위치되는 이송 펌프부를 보여주는 개략도이다.

또한, 도 3은 도 1의 공기 분산기를 보여주는 개략도이고, 도 4는 도 1에서 발효 탱크 아래에 위치되는 식초 채취부를 보여주는 개략도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따르는 식초 생산 장비(140)는 발효 탱크부(10), 발효 촉진 모듈(110)과, 식초 채취부(130)를 포함한다. 상기 발효 탱크부(10)는 발효 탱크(5)에 초산균 배양액과 알코올 음료 희석액으로 이루어진 예비 발효액을 수용한다.

상기 초산균 배양액은 알코올 음료에 초산균(acetobacter sp.)을 첨가하여 형성된다. 상기 알코올 음료 희석액은 알코올 음료를 알코올 함량 5% 되게 희석하고 초기 초산 농도를 1% 되게 산도를 조절시킨 것이다. 여기서, 상기 알코올 음료는 주정(酒精) 또는 와인(wine)을 포함한다.

상기 발효 촉진 모듈(110)은 이송 펌프부(30), 공기 펌프부(50), 공기 분산기(60), 발효 조절부(80)와 거품 재생 처리부(100)를 포함한다. 상기 이송 펌프부(30)는, 발효 탱크부(10)의 일 측부에서, 발효 탱크(5)와 연통하며 발효 탱크(5)의 내부와 외부를 통해 예비 발효액을 순환시킨다.

상기 공기 펌프부(50)는 이송 펌프부(30) 주변에 위치되어 공기를 공급한다. 상기 공기 분산기(60)는 Y 자형으로 이루어져 상부 측에 제1 분기구(T1)와 제2 분기구(T2) 그리고 하부 측에 제3 분기구(T3)를 가지며 제1 분기구(T1), 제2 분기구(T2)와 제3 분기구(T3)를 통해 이송 펌프부(30), 공기 펌프부(50)와 발효 탱크(5)와 각각 연통한다.

상기 공기 분산기(60)는 발효 탱크(5)의 상면을 통해 발효 탱크(5)와 연통하며 제1 분기구(T1)와 제3 분기구(T3) 사이에 그리고 제2 분기구(T2)와 제3 분기구(T3) 사이에 동일한 각도를 갖는다. 상기 공기 분산기(60)는 제1 분기구(T1)와 제3 분기구(T3) 사이에 그리고 제2 분기구(T2)와 제3 분기구(T3) 사이에 약 100°~120°범위 중 선택된 하나의 각도를 갖는다.

상기 공기 분산기(60)는 약 0.1 ~ 2.0 VVM (통기용량/ 발효액량/분)범위 중 선택된 하나의 공기 공급량을 가지도록 예비 발효액과 공기를 수용한다. 상기 공기 분산기(60)는 제3 분기구(T3)에서 예비 발효액과 공기를 혼합하여 형성된 발효액을 발효 탱크(5)에 공급한다.

상세하게는, 상기 발효액은 이송 펌프부(30)에서 이송 펌프(23)로부터 유출되는 예비 발효액의 압력과 공기 펌프부(50)에서 공기 펌프(42)로부터 유출되는 공기의 압력을 통해 공기 분산기(60)에서 예비 발효액에 공기를 가압시켜 예비 발효액에 공기보다 더 작은 크기의 미세 공기를 혼입시켜 형성될 수 있다.

여기서, 상기 이송 펌프부(30)는 일 측에서 발효 탱크(5)와 연통하는 제1 라인(L1)과 타 측에서 공기 분산기(60)의 제1 분기구(T1)와 연통하는 제2 라인(L2)을 가지며 제1 라인(L1) 및 제 2 라인(L2)을 통해 예비 발효액을 이송시킨다. 상기 제1 라인(L1)은 이송 펌프부(30)의 이송 펌프(23)로부터 하나의 직선 라인으로 돌출하여 발효 탱크(5)의 상면 상에서 두 개의 분기 라인으로 갈라져 두 개의 분기 라인을 통해 발효 탱크(5)의 상면에 고정된다.

상기 제2 라인(L2)은 이송 펌프(23)와 공기 분산기(60) 사이에 배치되는 시료 채취관(26)과, 시료 채취관(26)에 접속되어 예비 발효액 중 일부를 채취하며 예비 발효액의 산도를 확인하기 위해 시료 채취관(26)으로부터 예비 발효액의 채취시 예비 발효액의 유량을 조절하는 제1 유량 조절밸브(29)를 갖는다.

또한, 상기 공기 펌프부(50)는 공기 펌프(42)로부터 돌출하여 공기 분산기(60)의 제2 분기구(T2)와 연통하는 제3 라인(L3)을 가지며 제3 라인(L3)을 통해 제2 분기구(T2)를 향해 공기를 이송시킨다. 상기 제3 라인(L3)은 공기 펌프(42)로부터 공기 분산기(60)를 향해 제2 유량 조절 밸브(44), 공기 필터(46)와 제1 역류 방지 밸브(48)를 순차적으로 갖는다.

상기 제2 유량 조절 밸브(44)는 공기 펌프(42)로부터 공기 분산기(60)를 향해 흐르는 공기의 유량을 조절한다. 상기 공기 필터(42)는 공기 중에 오염 물질을 걸러내면서 공기만을 통과시킨다. 상기 제1 역류 방지 밸브(48)는 공기 분산기(60)의 제 2 분기구(T2)로부터 공기 필터(46)를 향해 예비 발효액 및/ 또는 공기의 역류를 방지한다.

한편, 상기 발효 조절부(80)는 이송 펌프부(30)의 이송 펌프(23)와 연통하는 발효 조절 탱크(74)를 포함하며, 발효 조절 탱크(74)에 알코올 음료를 저장하며, 발효 조절 탱크(74)의 일 측으로부터 돌출하여 이송 펌프(23)와 연통하는 제4 라인(L4)을 갖는다.

상기 제4 라인(L4)은 발효 조절 탱크(74)와 이송 펌프(23) 사이에 유체 정량 공급 밸브(78)를 가지며 유체 정량 공급 밸브(78)를 통해 예비 발효액의 순환 동안 주기적으로 또는 간헐적으로 알코올 음료를 이송 펌프(23)에 안내한다. 상기 거품 재생 처리부(100)는 발효 탱크(5)의 상면 상에 위치되어 발효 탱크(5)와 연통하며 발효 탱크(5)의 내부와 외부를 통해 예비 발효액 또는 발효액의 거품을 순환시킨다.

상기 거품 재생 처리부(100)는 서로 연통하는 거품 회수관(92), 거품 저장관(94)과 가스 희석관(98)을 포함한다. 상기 거품 회수관(92)은 발효 탱크(5)의 상면을 통해 발효 탱크(5)와 연통하여 발효 탱크(5)의 내부로부터 발효 탱크(5)의 상부측을 향해 올라오는 거품을 거품 저장관(94)으로 안내한다.

상기 거품 저장관(94)은 일 측에서 측벽을 통해 거품 회수관(92)과 연통하여 거품 회수관(92)으로부터 거품을 받아 거품을 저장하며 타 측을 통해 돌출하여 발효 탱크(5)와 연통하여 거품을 발효 탱크(5)로 안내하는 제5 라인(L5)을 갖는다.

상기 제5 라인(L5)은 거품 회수관(92) 또는 거품 저장관(94)보다 더 작은 직경을 가지며 거품 저장관(94)에 거품을 소정 무게로 가지는 때에 거품의 자체 무게에 의해 중력 방향을 따라 거품으로부터 소정 량의 예비 발효액 또는 발효액을 발효 탱크(5)로 안내한다.

상기 가스 희석관(98)은 물로 부분적으로 채워져 거품 저장관(94)으로부터 돌출된 제6 라인(L6)을 수용하여 물에 제6 라인(L6)을 삽입하며 물의 표면 상에서 시작되어 내부로부터 외부를 향해 인출되는 제7 라인(L7)을 갖는다.

여기서, 상기 제6 라인(L6)은 거품 회수관(92) 또는 거품 저장관(94)에서 거품으로부터 가스를 받아 거품 회수관(92) 또는 거품 저장관(94)으로부터 가스 세척관(98)을 향해 가스를 안내하며 거품 저장관(94)과 가스 세척관(98) 사이에 제2 역류 방지 밸브(96)를 갖는다. 상기 제7 라인(L7)은 물의 표면 상에서 물에 희석된 가스를 포집하여 물에 희석된 가스를 가스 세척관(98)으로부터 배출한다.

상기 식초 채취부(130)는 발효 탱크부(10)의 타 측부에서, 발효 탱크(5)와 연통하며 발효 탱크(5)로부터 발효액의 알코올을 초산균으로 발효시킨 식초를 채취하는 식초 저장 탱크(129)를 갖는다. 상기 식초 채취부(130)는 식초 저장 탱크(129)로부터 돌출하여 발효 탱크(5)의 하면과 연통하는 제8 라인(L8)을 가지며 제8 라인(L8)에서 식초 저장 탱크(129)로부터 발효 탱크(5)를 향해 회수 펌프(126)와 제3 유량 조절 밸브(123)를 갖는다.

상기 제3 유량 조절 밸브(123)는 발효 탱크(5)로부터 식초 저장 탱크(129)를 향해 흐르는 식초의 유량을 조절한다. 상기 회수 펌프(126)는 제3 유량 조절 밸브(123)로부터 식초 저장 탱크(129)를 향해 식초를 가압하여 식초를 이송시킨다.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 공기 분산기를 포함하는 식초 생산 장비를 보여주는 개략도이다. 이 경우에, 도 5는 도 1과 동일한 부재 또는 동일한 구조물에 대해 도 1과 동일한 참조 부호를 가능한 사용하며, 도 1과 동일한 구조물에 대해서 설명을 생략한다.

도 5를 참조하면, 본 발명에 따르는 식초 생산 장치(170)는 도 1의 식초 생산 장치(140)와 유사한 구조를 갖는다. 여기서, 상기 식초 생산 장치(170)의 공기 분산기(60a)는 발효 탱크(5)의 상면에 적어도 두 개 위치되어 발효 탱크(5)의 상면을 통해 발효 탱크(5)와 연통한다.

또한, 상기 이송 펌프부(30)는 일 측에서 발효 탱크(5)와 연통하는 제1 라인(L1)과 타 측에서 공기 분산기(60a)와 연통하는 제2 라인(L2)을 가지며 제1 라인(L1) 및 제 2 라인(L2)을 통해 예비 발효액을 이송시킨다. 상기 제1 라인(L1)은 이송 펌프(23a)로부터 돌출하고 발효 탱크(5)의 외측벽을 따라 연장하여 발효 탱크(5)의 하면에 고정된다.

상기 제2 라인(L2)은 이송 펌프(23a)로부터 하나의 직선 라인으로 돌출하여 발효 탱크(5)의 상면 상에서 두 개의 분기 라인으로 갈라져 각각의 분기 라인을 통해 공기 분산기(60a)의 제1 분기구(T1)와 연통하며, 두 개의 분기 라인의 분기점 주변에 배치되는 시료 채취관(26)과 시료 채취관(26)에 접속되어 예비 발효액 중 일부를 채취하고 예비 발효액의 산도를 확인하기 위해 시료 채취관(26)으로부터 예비 발효액의 채취시 예비 발효액의 유량을 조절하는 제1 유량 조절밸브(29)를 갖는다.

상기 공기 펌프부(50)는 공기 펌프(42a)로부터 돌출하여 공기 분산기(60a)의 제2 분기구(T2)와 연통하는 제3 라인(L3)을 가지며 제3 라인(L3)을 통해 제2 분기구(T2)를 향해 공기를 이송시킨다. 상기 제3 라인(L3)은 공기 펌프(42a)로부터 하나의 직선 라인으로 돌출하여 발효 탱크(5)의 상면에서 두 개의 분기 라인으로 갈라져 각각의 분기 라인을 통해 공기 분산기(60a)의 제2 분기구(T2)와 연통하며, 하나의 직선 라인에 제2 유량 조절 밸브(44)와 공기 필터(46)를 그리고 각각의 분기 라인에 제1 역류 방지 밸브(48)를 갖는다.

한편, 상기 식품 생산 장비(170)는 발효 탱크(5)의 외측벽 상에 온도 조절 펌프부(160)를 더 포함한다. 상기 온도 조절 펌프부(160)는 온도 조절 펌프(154)와 온도 조절 펌프(154)로부터 돌출되어 일 방향(R)을 따라 발효 탱크(5)의 외측벽을 둘러싸는 항온 유지관(158)을 포함한다. 상기 온도 조절 펌프(154)는 항온 유지관(158)의 내부에 흐르는 물의 온도 또는 항온 유지관(158)에 부착된 온도 센서(도면에 미 도시)를 이용하여 발효 탱크(5)의 온도를 측정할 수 있다.

도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 공기 분산기를 포함하는 식초 생산 장비를 보여주는 개략도이다. 이 경우에, 도 6은 도 1과 동일한 부재 또는 동일한 구조물에 대해 도 1과 동일한 참조 부호를 가능한 사용하며, 도 1과 동일한 구조물에 대해서 설명을 생략한다.

도 6을 참조하면, 본 발명에 따르는 식초 생산 장치(180)는 도 1의 식초 생산 장치(140)와 유사한 구조를 갖는다. 여기서, 상기 식초 생산 장치(180)의 공기 분산기(60b)는 발효 탱크(5)의 외측벽 상에 순차적으로 5 개 위치된다. 그러나, 상기 공기 분산기(60b)는 본 발명의 목적을 해치지 않는 범위에서 발효 탱크(5)의 외측벽 상에 순차적으로 2 개 위치될 수도 있다.

또한, 상기 공기 분산기(60b)는 제3 분기구(T3)와 연통하고 발효 탱크(5)의 외측벽을 둘러싸는 고리 형상의 회전관(64), 그리고 회전관(64)으로부터 돌출하여 발효 탱크(5)의 외측벽을 관통하는 복수의 토출구(68)를 더 포함한다. 상기 회전관(64)은 발효 탱크(5)의 외측벽에 공기 분산기(60b)를 고정시킨다.

상기 회전관(64)은 최하위 공기 분산기(60b)에서 발효 탱크(5) 주변에 배치되는 시료 채취관(26)과 시료 채취관(26)에 접속되어 예비 발효액 중 일부를 채취하고 예비 발효액의 산도를 확인하기 위해 시료 채취관(26)으로부터 예비 발효액의 채취시 예비 발효액의 유량을 조절하는 제1 유량 조절밸브(29)를 갖는다.

상기 이송 펌프부(30)는 발효 탱크(5)의 외측벽 상에서 공기 분산기(60b)와 동일한 개수로 순차적으로 배치된 이송 펌프(23b)를 갖는다. 상기 이송 펌프부(30)는 발효 탱크(5)의 외측벽 상에서 순차적으로 2 개 배치된 이송 펌프(23b)를 가질 수도 있다.

또한, 상기 이송 펌프부(30)는 이송 펌프(23b)의 일 측에서 발효 탱크(5)와 연통하는 제1 라인(L1)과 이송 펌프(23b)의 타 측에서 공기 분산기(60b)와 연통하는 제2 라인(L2)을 가지며 제1 라인(L1) 및 제2 라인(L2)을 통해 예비 발효액을 이송시킨다. 상기 제1 라인(L1)은 이송 펌프(23b)로부터 돌출하고 발효 탱크(5)의 외측벽을 따라 연장하여 발효 탱크(5)의 하면에 고정된다. 상기 제2 라인(L2)은 이송 펌프(23b)로부터 돌출하여 공기 분산기(60b)의 제1 분기구(T1)와 연통한다.

상기 공기 펌프부(50)는 공기 펌프(42b)로부터 돌출하여 발효 탱크(5)의 외측벽을 따라 하나의 직선 라인으로 연장하여 하나의 직선 라인에 공기 분산기(60b)의 제2 분기구(T2)를 순차적으로 위치시켜 공기 분산기(60b)의 제2 분기구(T2)와 공통으로 연통하는 제3 라인(L3)을 가지며 제3 라인(L3)을 통해 제2 분기구(T2)를 향해 공기를 이송시킨다.

상기 제3 라인(L3)은 공기 분산기(60b)의 순차적인 위치에 대해 제2 유량 조절 밸브(44)와 공기 필터(46)를 공유하면서 공기 분산기(60b)의 제2 분기구(T2)에 제1 역류 방지 밸브(48)를 갖는다.

한편, 상기 식품 생산 장비(180)는 발효 탱크(5)의 외측벽 상에 온도 조절 펌프부(160)를 더 포함한다. 상기 온도 조절 펌프부(160)는 도 5에서 상세하게 설명되었다.

다음으로, 본 발명에 따르는 식초 생산 장비의 이용 방법이 설명된다. 도 7은 도 1의 식초 생산 장비의 식초 발효 진행일 대비 종래 기술의 정치 배양법, 진탕 배양법 및 심부 배양법의 식초 발효 진행일을 비교한 그래프이다.

도 1 내지 도 4, 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따르는 식초 생산 장비(140)에서, 발효 탱크(5)에 알코올 음료 희석액이 주입될 수 있다. 상기 알코올 희석액이 발효 탱크(5)에 주입된 후, 발효 탱크(5)에 초산균 배양액이 계속해서 주입된다. 이 경우에, 상기 초산균 배양액은 발효 탱크(5)의 총 용량(用量)의 1/10 ~1/20 을 차지하며, 상기 알코올 음료 희석액은 발효 탱크(5)의 나머지 용량을 차지한다.

상기 초산균 배양액과 알코올 음료 희석액은 발효 탱크(5)에서 예비 발효액을 구성한다. 상기 이송 펌프(23)를 가동시켜 제1 라인(L1)과 제 라인(L2)을 이용하여 예비 발효액이 공기 분산기(60)로 전달될 수 있다. 상세하게는, 상기 예비 발효액은 이송 펌프(23)의 가동 동안 발효 탱크(5)로부터 제1 라인(L1)의 두 개의 분기 라인을 향해 제1 흐름선(F1)과 제2 흐름선(F2)을 따라 흐를 수 있다.

상기 예비 발효액은 이송 펌프(23) 주변에서 제1 라인(L1)에 제1 흐름선(F1)과 제2 흐름선(F2)을 합쳐 제3 흐름선(F3)을 형성하여 제1 라인(L1)에서 제3 흐름선(F3)을 따라 흐를 수 있다. 또한, 상기 예비 발효액은 제1 라인(L1)을 지나 제2 라인(L2)에서 제4 흐름선(F4)을 따라 흐를 수 있다. 상기 예비 발효액이 제1 라인(L1)과 제2 라인(L2)에 흐르는 동안, 상기 공기 펌프(42)를 가동시켜 제3 라인(L3)을 이용하여 공기가 공기 분산기(60)에 전달될 수 있다.

상세하게는, 상기 공기는 공기 펌프(42)의 가동 동안 공기 펌프(42)로부터 시작하고 제3 라인(L3)을 경유하여 공기 분산기(60)를 향해 제5 흐름선(F5)을 따라 흐를 수 있다. 이 경우에, 상기 공기는 제2 유량 조절 밸브(44), 공기 필터(46)와 제1 역류 방지 밸브(48)를 순차적으로 거친다. 여기서, 상기 예비 발효액은 제4 흐름선(F4)을 따라 제2 라인(L2)으로부터 공기 분산기(60)의 제1 분기구(T1)를 향해 흐를 수 있다.

상기 공기는 제5 흐름선(F5)을 따라 제3 라인(L3)으로부터 공기 분산기(60)의 제2 분기구(T2)를 향해 흐를 수 있다. 상기 공기 분산기(60)는 제1 분기구(T1)와 제2 분기구(T2)를 이용하여 예비 발효액과 공기를 합쳐 제6 흐름선을 따라 제3 분기구(T3)를 향해 발효액을 전달할 수 있다. 상세하게는, 상기 발효액은 공기 분산기(60)에서 약 0.1 ~ 2.0 VVM 범위 중 선택된 하나의 공기 공급량을 가지도록 예비 발효액과 공기를 수용하여 형성될 수 있다.

즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 발효액은 예비 발효액에 공기를 가압하여 예비 발효액에 미세 공기를 혼입시켜 형성될 수 있다. 따라서, 상기 발효액은 유체 내에서 초산균이 알코올의 발효를 위해 직접적으로 이용할 수 있는 산소와 접촉할 수 있는 확률을 크게 가질 수 있다. 이때에, 상기 공기 분산기(60)의 제3 분기구(T3)가 발효 탱크(5)의 바닥 근처까지 연장되므로, 상기 발효 탱크(5)는 초기 상태에서 도 1의 A 영역, B 영역 및 C 영역의 순으로 작아지는 초산균의 농도 또는 산소의 농도를 가질 수 있다.

상기 발효액은 공기 분산구(60)의 제3 분기구(T3)로부터 발효 탱크(5)를 향해 주입될 수 있다. 이어서, 상기 이송 펌프(23)와 공기 펌프(42)의 가동 동안, 상기 예비 발효액과 공기는 공기 분산기(60)에서 제1 분구기(T1)와 제2 분구기(T2)를 통해 접촉되며 제3 분구기(T3)에서 발효액을 계속해서 형성할 수 있다.

상기 예비 발효액이 이송 펌프(23)와 공기 펌프(42)의 가동 시간에 따라 발효 탱크(5)의 내부에 점차적으로 발효액으로 생물 전환되는 동안, 작업자는 제2 라인(L2)의 시료 채취부(26)와 제1 유량 조절밸브(29)를 이용하여 예비 발효액 중 일부를 채취하고 예비 발효액의 산도를 확인하기 위해 시료 채취관(26)으로부터 예비 발효액의 채취할 수 있다.

상기 예비 발효액의 산도를 확인하는 횟수는 24 시간 단위로 진행되며, 총산도 측정은 식품 공전에 나온 0.1N-NaOH 적정법에 따라 수행될 수 있다. 상기 예비 발효액이 발효 탱크(5)의 내부에 발효액으로 완전하게 생물 전환되는 때, 즉, 상기 발효액이 식품으로 판매할 수 있는 총 산도 약 4%를 가지면, 상기 이송 펌프(23)와 공기 펌프(42)의 가동은 중지될 수 있다. 상기 총 산도 약 4%의 발효액은 식초로 지칭될 수 있다.

상기 이송 펌프(23)와 공기 펌프(42)의 가동이 중지된 후에, 상기 식초 채취부는 제3 유량 조절 밸브(123)와 회수 펌프(126)를 이용하여 발효 탱크(5)로부터 식초를 회수하여 식초 저장 탱크(129)에 식초를 저장할 수 있다. 여기서, 본 발명에 따른 식초 생산 장비(140)가 도 7에서 예비 발효액으로부터 총 산도 약 4%의 발효액을 생산할 때까지의 발효 진행일(식초 생산일)을 정치 배양법, 진탕 배양법과 심부 배양법에 비교되었다.

본 발명, 정치 배양법, 진탕 배양법과 심부 배양법은, 도 7에 도시된 바에 따르면, 동일한 초산균 (한국생명공학 연구원 미생물 자원센터 KCTC 1010) 배양액과 동일한 알코올 음료 희석액(파프리카 와인 희석액(알코올 5%))을 이용하여 초기 초산농도 1%의 예비 발효액을 기반으로 수행되었다. 상기 공기 분사기(60)는 약 1.0 VVM 의 공기 공급량을 가지도록 예비 발효액을 수용하였다. 여기서, 본 발명이 정치 배양법과 진탕 배양법보다 더 큰 양의 초산균 배양액과 알코올 음료 희석액을 이용하였으며, 본 발명과 심부 배양법은 동일한 양의 초산균 배양액과 알코올 음료 희석액을 이용하였다.

그러나, 본 발명에 따른 식초 생산일은 정치 배양법, 진탕 배양법 또는 심부 배양법의 식초 생산일보다 더 짧다. 좀 더 구체적으로, 본 발명에 따른 식초 생산 장비(140)의 식초 생산일은 약 4.7일이고, 상기 정치 배양법의 식초 생산일은 약 26.4일이고, 상기 진탕 배양법의 식초 생산일은 약 15.6일이며, 상기 심부 배양법의 식초 생산일은 약 8.5일이다. 본 발명, 정치 배양법, 진탕 배양법과 심부 배양법에서, 상기 식초 생산일의 차이는 발효액에서 초산균과 공기의 접촉 방법이 달라서 생기는 현상이다.

이와는 다르게, 상기 발효액이 총 산도 약 4%를 갖지 않으면, 상기 이송 펌프(23)와 공기 펌프(42)가 계속하여 가동되며, 상기 식초 생상 설비(140)의 발효 조절 탱크(74)는 알코올 음료를 이송 펌프(23)의 제1 라인(L1)에 전달하여 예비 발효액에 알코올 음료를 혼합시킬 수 있다. 이때에, 상기 제1 라인(L1)은 유체 정량 공급 밸브(78)를 통해 알코올 음료의 흐름을 조절할 수 있다.

한편, 상기 예비 발효액 및/ 또는 발효액은 발효 탱크(5)에서 이송 펌프(23)와 공기 펌프(42)의 가동 동안 거품을 형성시킬 수 있다. 상기 거품은 발효 탱크(5)의 상면 상에서 발효 탱크(5)와 연통하는 거품 회수관(92)에 제7 흐름선(F7)을 따라 회수될 수 있다. 상기 거품은 제8 흐름선(F8)을 따라 거품 회수관(92)을 지나고 거품 회수관(92)으로부터 거품 저장관(94)으로 저장될 수 있다.

상기 거품이 거품 저장관(94)에 저장되는 동안, 상기 거품은 중력 방향을 향해 자체 무게를 증가시켜 제5 라인(L5)으로 안내되고 거품 저장관(94)으로부터 발효 탱크(5)를 향해 제9 흐름선(F9)을 따라 흘러 발효 탱크(5)에서 재생된다. 또한, 상기 거품은 거품 저장관(94)에서 가스를 발생시킬 수 있다. 상기 가스는 가스 저장관(94)으로부터 시작하고 제6 라인(L6)에서 제2 역류 방지 밸브(96)를 경유하여 가스 희석관(98)을 향해 전달될 수 있다.

계속해서, 상기 가스 희석관(98)은 제6 라인(L6)을 통해 가스를 물에 희석시키며 물에 희석된 가스를 제7 라인(L7)을 통해 배출시킬 수 있다. 여기서, 상기 제2 역류 방지 밸브(96)는 가스 희석관(98)으로부터 거품 저장관(94)을 향해 물에 희석된 가스의 역류를 방지시킬 수 있다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따르는 식초 생산 장비(170)에서, 발효 탱크(5)의 하면 상에 그리고 상면 상에 이송 펌프(23a)가 위치되고, 발효 탱크(5)의 상면 상에 공기 펌프부(42a)와 공기 분산기(60a)가 위치될 수 있다. 이때에, 상기 발효 탱크(5)는 하면을 통해 예비 발효액을 이송 펌프(23a)로 전달하고, 상면을 통해 공기 분산기(60a)로부터 발효액을 전달받을 수 있다.

상기 공기 분산기(60a)는 발효 탱크(5) 상에 적어도 두 개 형성될 수 있다. 여기서, 상기 공기 분산기(60a)는 도 3의 공기 분산기(60)와 동일한 구조를 가질 수 있다. 따라서, 상기 발효 탱크(5)는 초기 상태에서 상면으로부터 하면을 향해 점진적으로 작아지는 초산균의 농도 또는 산소의 농도를 가질 수 있다.

그러나, 상기 공기 분산기(60a)가 발효 탱크(5) 상에서 도 1의 공기 분산기(60)의 개수보다 더 많으므로, 상기 식초 생산 장비(170)는 도 1의 식초 생산 장비(140)보다 더 짧은 식초 생산일을 가질 수 있다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따르는 식초 생산 장비(180)에서, 발효 탱크(5)의 하면 상에 이송 펌프(23b)가 위치되고, 발효 탱크(5)의 측면 상에 공기 분산기(60b)가 위치되고, 발효 탱크(5)의 상면 상에 공기 펌프부(50)가 위치될 수 있다. 이때에, 상기 발효 탱크(5)는 하면을 통해 예비 발효액을 이송 펌프(23b)로 전달하고, 측면을 통해 공기 분산기(60b)로부터 발효액을 전달받을 수 있다.

상기 공기 분산기(60b)는 발효 탱크(5) 상에 적어도 두 개 형성될 수 있다. 여기서, 상기 공기 분산기(60b)는 도 3의 공기 분산기(60)와 동일한 구조를 가질 수 있다. 상기 공기 분산기(60b)는 도 1의 공기 분산기(60) 또는 도 5의 공기 분산기(60a)와 다르게 발효 탱크(5)의 외측벽을 둘러싸는 회전관(64)과, 복수의 토출구(68)를 가질 수 있다. 상기 회전관(64)과, 복수의 토출구(68)는 공기 분산기(60b)의 개수에 따라 발효 탱크(5)의 외측벽을 따라 발효액을 회전시켜 발효액을 발효 탱크(5)의 레벨 별로 주입할 수 있다.

따라서, 상기 발효 탱크(5)는 초기 상태에서 도 1 또는 도 5의 발효 탱크(5)보다 더 균일하게 내부 영역에서 초산균 농도 또는 산소 농도를 가질 수 있다. 또한, 상기 공기 분산기(60b)가 도 1의 공기 분산기(60)의 개수보다 더 많으므로, 상기 식초 생산 장비(180)는 도 1의 식초 생산 장비(140)보다 더 짧은 식초 생산일을 가질 수 있다. 더불어서, 상기 공기 분산기(60b)가 도 5의 공기 분산기(60a)와 동일한 개수일 때에도, 상기 식초 생산 장비(180)는 발효 탱크(5)와 공기 분산기(60b)의 구조에 기인하여 도 5의 식초 생산 장비(170)보다 더 짧은 식초 생산일을 가질 수 있다.

5; 발효 탱크, 10; 발효 탱크부
23; 이송 펌프, 23; 시료 채취부
29; 제1 유량 조절밸브, 30; 이송 펌프부
42; 공기 펌프, 44; 제2 유량 조절밸브
46; 공기 필터, 48; 제1 역류 방지 밸브
50; 공기 펌프부, 60; 공기 분산기
74; 발효 조절 탱크, 78; 유체 정량 공급 밸브,
80; 발효 조절부, 92; 거품 회수관
94; 거품 저장관, 96; 제2 역류 방지 밸브
98; 가스 희석관, 100; 거품 재생 처리부
110; 발효 촉진 모듈.

Claims (17)

1. 발효 탱크에 초산균 배양액과 알코올 음료 희석액으로 이루어진 예비 발효액을 수용하는 발효 탱크부; 및
   상기 발효 탱크부의 일 측부에서, 상기 발효 탱크와 연통하며 상기 발효 탱크의 내부와 외부를 통해 상기 예비 발효액을 순환시키는 이송 펌프부, 상기 이송 펌프부 주변에 위치되어 공기를 공급하는 공기 펌프부, 및 Y 자형으로 이루어져 상부 측에 제1 분기구와 제2 분기구 그리고 하부 측에 제3 분기구를 가지며 상기 제1 분기구, 상기 제2 분기구와 상기 제3 분기구를 통해 상기 이송 펌프부, 상기 공기 펌프부와 상기 발효 탱크와 각각 연통하며 상기 제3 분기구에서 상기 예비 발효액과 상기 공기를 혼합하여 형성된 발효액을 상기 발효 탱크에 공급하는 공기 분산기를 가지는 발효 촉진 모듈을 포함하고,
   상기 발효액은 상기 이송 펌프부에서 이송 펌프로부터 유출되는 상기 예비 발효액의 압력과 상기 공기 펌프부에서 공기 펌프로부터 유출되는 상기 공기의 압력을 통해 상기 공기 분산기에서 상기 예비 발효액에 상기 공기를 가압시켜 상기 예비 발효액에 상기 공기 보다 더 작은 크기의 미세 공기를 혼입시켜 형성되는 식초 생산 장비.
   
2. 제1 항에 있어서,
   상기 초산균 배양액은 알코올 음료에 초산균을 첨가하여 형성되고,
   상기 알코올 음료는 주정(酒精) 또는 와인(wine)을 포함하며,
   상기 알코올 음료 희석액은 알코올 음료를 알코올 함량 2% 되게 희석하고 초기 초산 농도를 1% 되게 산도를 조절시킨 것을 특징으로 하는 식초 생산 장비.
   
3. 제1 항에 있어서,
   상기 이송 펌프부는 일 측에서 상기 발효 탱크와 연통하는 제1 라인과 타 측에서 상기 공기 분산기의 상기 제1 분기구와 연통하는 제2 라인을 가지며 상기 제1 라인 및 상기 제 2 라인을 통해 상기 예비 발효액을 이송시키는 것을 특징으로 하는 식초 생산 장비.
   
4. 제3 항에 있어서,
   상기 제1 라인은 상기 이송 펌프로부터 하나의 직선 라인으로 돌출하여 상기 발효 탱크의 상면 상에서 두 개의 분기 라인으로 갈라져 상기 두 개의 분기 라인을 통해 상기 발효 탱크의 상기 상면에 고정되고,
   상기 제2 라인은 상기 이송 펌프와 상기 공기 분산기 사이에 배치되는 시료 채취관과 상기 시료 채취관에 접속되어 상기 예비 발효액 중 일부를 채취하며 상기 예비 발효액의 산도를 확인하기 위해 상기 시료 채취관으로부터 상기 예비 발효액의 채취시 상기 예비 발효액의 유량을 조절하는 제1 유량 조절밸브를 가지는 것을 특징으로 하는 식초 생산 장비.
   
5. 제1 항에 있어서,
   상기 공기 펌프부는 상기 공기 펌프로부터 돌출하여 상기 공기 분산기의 상기 제2 분기구와 연통하는 제3 라인을 가지며 상기 제3 라인을 통해 상기 제2 분기구를 향해 상기 공기를 이송시키고,
   상기 제3 라인은 상기 공기 펌프로부터 상기 공기 분산기를 향해 제2 유량 조절 밸브, 공기 필터와 제1 역류 방지 밸브를 순차적으로 가지는 것을 특징으로 하는 식초 생산 장비.
   
6. 제1 항에 있어서,
   상기 공기 분산기는 상기 제1 분기구와 제3 분기구 사이에 그리고 상기 제2 분기구와 상기 제3 분기구 사이에 100°~120°범위 중 선택된 하나의 각도를 가지며, 0.1 ~ 2.0 VVM 범위 중 선택된 하나의 공기 공급량을 가지도록 상기 예비 발효액과 상기 공기를 수용하는 것을 특징으로 하는 식초 생산 장비.
   
7. 제1 항에 있어서,
   상기 공기 분산기는 상기 발효 탱크의 상면에 적어도 두 개 위치되어 상기 발효 탱크의 상기 상면을 통해 상기 발효 탱크와 연통하는 것을 특징으로 하는 식초 생산 장비.
   
8. 제7 항에 있어서,
   상기 이송 펌프부는 일 측에서 상기 발효 탱크와 연통하는 제1 라인과 타 측에서 상기 공기 분산기와 연통하는 제2 라인을 가지며 상기 제1 라인 및 상기 제 2 라인을 통해 상기 예비 발효액을 이송시키고,
   상기 제1 라인은 상기 이송 펌프로부터 돌출하고 상기 발효 탱크의 외측벽을 따라 연장하여 상기 발효 탱크의 상기 하면에 고정되며,
   상기 제2 라인은 상기 이송 펌프로부터 하나의 직선 라인으로 돌출하여 상기 발효 탱크의 상면 상에서 두 개의 분기 라인으로 갈라져 각각의 분기 라인을 통해 상기 공기 분산기의 상기 제1 분기구와 연통하며, 상기 두 개의 분기 라인의 분기점 주변에 배치되는 시료 채취관과 상기 시료 채취관에 접속되어 상기 예비 발효액 중 일부를 채취하고 상기 예비 발효액의 산도를 확인하기 위해 상기 시료 채취관으로부터 상기 예비 발효액의 채취시 상기 예비 발효액의 유량을 조절하는 제1 유량 조절밸브를 가지는 것을 특징으로 하는 식초 생산 장비.
   
9. 제7 항에 있어서,
   상기 공기 펌프부는 상기 공기 펌프로부터 돌출하여 상기 공기 분산기의 제2 분기구와 연통하는 제3 라인을 가지며 상기 제3 라인을 통해 상기 제2 분기구를 향해 상기 공기를 이송시키고,
   상기 제3 라인은 상기 공기 펌프로부터 하나의 직선 라인으로 돌출하여 상기 발효 탱크의 상면에서 두 개의 분기 라인으로 갈라져 각각의 분기 라인을 통해 상기 공기 분산기의 상기 제2 분기구와 연통하며, 상기 하나의 직선 라인에 제2 유량 조절 밸브와 공기 필터를 그리고 각각의 분기 라인에 제1 역류 방지 밸브를 가지는 것을 특징으로 하는 식초 생산 장비.
   
10. 제1 항에 있어서,
    상기 공기 분산기는 상기 발효 탱크의 외측벽 상에 순차적으로 적어도 두 개 위치되며 상기 제3 분기구와 연통하고 상기 발효 탱크의 상기 외측벽을 둘러싸는 고리 형상의 회전관, 그리고 상기 회전관으로부터 돌출하여 상기 발효 탱크의 상기 외측벽을 관통하는 복수의 토출구를 더 포함하고,
    상기 회전관은 상기 발효 탱크의 상기 외측벽에 상기 공기 분산기를 고정시키며, 최하위 공기 분산기에서 상기 발효 탱크 주변에 배치되는 시료 채취관과 상기 시료 채취관에 접속되어 상기 예비 발효액 중 일부를 채취하고 상기 예비 발효액의 산도를 확인하기 위해 상기 시료 채취관으로부터 상기 예비 발효액의 채취시 상기 예비 발효액의 유량을 조절하는 제1 유량 조절밸브를 가지는 것을 특징으로 하는 식초 생산 장비.
    
11. 제10 항에 있어서,
    상기 이송 펌프부는 상기 발효 탱크의 상기 외측벽 상에서 상기 공기 분산기와 동일한 개수로 순차적으로 배치된 상기 이송 펌프를 가지고, 상기 이송 펌프의 일 측에서 상기 발효 탱크와 연통하는 제1 라인과 상기 이송 펌프의 타 측에서 상기 공기 분산기와 연통하는 제2 라인을 가지며, 상기 제1 라인 및 상기 제 2 라인을 통해 상기 예비 발효액을 이송시키고,
    상기 제1 라인은 상기 이송 펌프로부터 돌출하고 상기 발효 탱크의 상기 외측벽을 따라 연장하여 상기 발효 탱크의 상기 하면에 고정되며,
    상기 제2 라인은 상기 이송 펌프로부터 돌출하여 상기 공기 분산기의 상기 제1 분기구와 연통하는 것을 특징으로 하는 식초 생산 장비.
    
12. 제10 항에 있어서,
    상기 공기 펌프부는 상기 공기 펌프로부터 돌출하여 상기 발효 탱크의 상기 외측벽을 따라 하나의 직선 라인으로 연장하여 상기 하나의 직선 라인에 상기 공기 분산기의 상기 제2 분기구를 순차적으로 위치시켜 상기 공기 분산기의 상기 제2 분기구와 공통으로 연통하는 제3 라인을 가지며 상기 제3 라인을 통해 상기 제2 분기구를 향해 상기 공기를 이송시키고,
    상기 제3 라인은 상기 공기 분산기의 순차적인 위치에 대해 제2 유량 조절 밸브와 공기 필터를 공유하면서 상기 공기 분산기의 제2 분기구에 제1 역류 방지 밸브를 가지는 것을 특징으로 하는 식초 생산 장비.
    
13. 제1 항에 있어서,
    상기 발효 촉진 모듈은 상기 이송 펌프부의 상기 이송 펌프와 연통하는 발효 조절 탱크를 포함하는 발효 조절부를 더 포함하고,
    상기 발효 조절부는 상기 발효 조절 탱크에 알코올 음료를 저장하며 상기 발효 조절 탱크의 일 측으로부터 돌출하여 상기 이송 펌프와 연통하는 제4 라인을 가지고,
    상기 제4 라인은 상기 발효 조절 탱크와 상기 이송 펌프 사이에 유체 정량 공급 밸브를 가지며 상기 유체 정량 공급 밸브를 통해 상기 예비 발효액의 순환 동안 주기적으로 또는 간헐적으로 상기 알코올 음료를 상기 이송 펌프에 안내하는 것을 특징으로 하는 식초 생산 장비.
    
14. 제1 항에 있어서,
    상기 발효 촉진 모듈은 상기 발효 탱크의 상면 상에 위치되어 상기 발효 탱크와 연통하며 상기 발효 탱크의 상기 내부와 상기 외부를 통해 상기 예비 발효액 또는 상기 발효액의 거품을 순환시키는 거품 재생 처리부를 더 포함하고,
    상기 거품 재생 처리부는 서로 연통하는 거품 회수관, 거품 저장관과 가스 희석관을 포함하는 식초 생산 장비.
    
15. 제14 항에 있어서,
    상기 거품 회수관은 상기 발효 탱크의 상기 상면을 통해 상기 발효 탱크와 연통하여 상기 발효 탱크의 하부측으로부터 상부측을 향해 올라오는 상기 거품을 상기 거품 저장관으로 안내하고,
    상기 거품 저장관은 일 측에서 측벽을 통해 상기 거품 회수관과 연통하여 상기 거품 회수관으로부터 상기 거품을 받아 상기 거품을 저장하며 타 측을 통해 돌출하여 상기 발효 탱크와 연통하여 상기 거품을 상기 발효 탱크로 안내하는 제5 라인을 가지며,
    상기 제5 라인은 상기 거품 회수관 또는 상기 거품 저장관 보다 더 작은 직경을 가지며 상기 거품 저장관에 상기 거품을 소정 무게로 가지는 때에 상기 거품의 자체 무게에 의해 중력 방향을 따라 상기 거품으로부터 소정 량의 예비 발효액 또는 발효액을 상기 발효 탱크로 안내하는 것을 특징으로 식초 생산 장비.
    
16. 제14 항에 있어서,
    상기 가스 희석관은 물로 부분적으로 채워져 상기 거품 저장관으로부터 돌출된 제6 라인을 수용하여 상기 물에 상기 제6 라인을 삽입하며 상기 물의 표면 상에서 시작되어 내부로부터 외부를 향해 인출되는 제7 라인을 가지며,
    상기 제6 라인은 상기 거품 회수관 또는 상기 거품 저장관에서 상기 거품으로부터 가스를 받아 상기 거품 회수관 또는 상기 거품 저장관으로부터 상기 가스 세척관을 향해 상기 가스를 안내하며 상기 거품 저장관과 상기 가스 세척관 사이에 제2 역류 방지 밸브를 가지고,
    상기 제7 라인은 상기 물의 표면 상에서 상기 물에 희석된 가스를 포집하여 상기 물에 희석된 가스를 상기 가스 세척관으로부터 배출하는 것을 특징으로 하는 식초 생산 장비.
    
17. 제1 항에 있어서,
    상기 발효 탱크부의 타 측부에서, 상기 발효 탱크와 연통하며 상기 발효 탱크로부터 상기 발효액의 알코올을 초산균으로 발효시킨 식초를 채취하는 식초 저장 탱크를 가지는 식초 채취부를 더 포함하고,
    상기 식초 채취부는 상기 식초 저장 탱크로부터 돌출하여 상기 발효 탱크의 하면과 연통하는 제8 라인을 가지며 상기 제8 라인에서 상기 식초 저장 탱크로부터 상기 발효 탱크를 향해 회수 펌프와 제3 유량 조절 밸브를 가지는 것을 특징으로 하는 식초 생산 장비.
    

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