KR101772538B1 - 마이크로웨이브 오븐용 포장용기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 마이크로웨이브 오븐을 이용하여 조리할 내용물에 대해서 내용물이 조리되는 동안 균일한 가열이 일어날 수 있도록 제작된 도넛 형상을 가지는 마이크로웨이브 오븐용 포장용기에 관한 것으로, 본 발명은 저면의 중심부가 내측으로 함몰되어 형성된 함몰부를 가지며, 함몰부로부터 연장되어 라운딩 형상의 측면부를 가지며, 측면부로부터 연장되어 라운딩된 절곡부를 가진다. 이에 따라, 균일한 가열이 일어날 수 있도록 제작된 도넛 형상의 포장용기를 제공함으로써, 원하는 온도와 수분 분포를 위해 제품의 배합을 수정하지 않아도 되는 효과가 있다.

Description

마이크로웨이브 오븐용 포장용기{Microwave oven packaging}

본 발명은 마이크로웨이브 오븐용 포장용기에 관한 것으로, 특히 마이크로웨이브 오븐을 이용하여 조리할 내용물에 대해서 내용물이 조리되는 동안 균일한 가열이 일어날 수 있도록 제작된 도넛 형상을 가지는 마이크로웨이브 오븐용 포장용기에 관한 것이다.

마이크로웨이브를 이용한 식품의 가열은 체적열(volumetric heating)로써 열효율이 높고 조리시간이 매우 짧아 소요되는 경비가 적으며 식품의 색, 형태를 변화시키지 않으면서 풍미를 살릴 수 있는 등 많은 이점을 가지고 있다.

마이크로웨이브 오븐은 이미 대중화되어 있으며, 현대 가정에서 가정식사 대용식(HMR: Home Meal Repalcement)의 소비가 증가함에 따라 이용성이 더욱 가속화되고 있다.

그러나, 마이크로웨이브 오븐을 이용한 가열은 불균일한 가열, 표면의 건조, 식품 가장자리의 오버히팅이라는 문제가 대두되어 왔다.

[특허문헌1] 대한민국 공개특허 제 특2000-0028569 호 [특허문헌2] 대한민국 공개특허 제 10-2011-0098629 호

이와 같은 문제점을 해소시키기 위해 본 발명은 마이크로웨이브 오븐을 이용하여 조리할 내용물에 대해서 내용물이 조리되는 동안 균일한 가열이 일어날 수 있도록 제작된 도넛 형상을 가지는 마이크로웨이브 오븐용 포장용기를 제공하는데, 그 목적이 있다. 즉 본 발명은 용기 내에서의 불균일한 가열 및 오버히팅의 문제점을 용기의 형상을 변경하여 해소시키고자 한다.

본 발명의 실시예에 따른 마이크로웨이브용 포장용기는 저면의 중심부가 내측으로 함몰되어 형성된 함몰부를 가지며, 함몰부로부터 연장되어 라운딩 형상의 측면부를 가지며, 측면부로부터 연장되어 라운딩된 절곡부를 가질 수 있다.

본 발명과 관련된 실시예로서, 함몰부의 중심부 길이가 포장용기 중심부 길이의 절반보다 길도록 형성되어 있을 수 있다.

본 발명과 관련된 실시예로서, 함몰부에 분리 가능하도록 구비되는 보조 용기를 더 포함할 수 있다.

본 발명과 관련된 실시예로서, 포장용기는 도넛 형상을 이루는 것이 바람직하다.

본 발명은 균일한 가열이 일어날 수 있도록 제작된 도넛 형상의 포장용기를 제공함으로써, 원하는 온도와 수분 분포를 위해 제품의 배합을 수정하지 않아도 되는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 용기 내의 에지의 양을 늘리고, 그로 인해 고른 가열이 될 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 다양한 제품에 적용가능하다는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 마이크로웨이브용 포장용기의 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 마이크로웨이브용 포장용기의 설계 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 마이크로웨이브용 포장용기의 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 마이크로웨이브용 포장용기의 적합성을 실험하기 위한 실험도구를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 마이크로웨이브용 포장용기의 적합성 실험시 광섬유 센서를 이용하여 온도를 측정하는 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 미트볼, 메쉬포테이토 및 밥을 다르게 측정하여 다르게 측정한 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 실온보관용 미트볼을 이용한 실험시 각 용기의 온도 분포를 나타낸 그래프이다.
도 8은 실온보관용 메쉬 포테이토를 이용한 실험시 각 용기의 온도 분포를 나타낸 그래프이다.
도 9는 실온보관용 밥을 이용한 실험시 각 용기의 온도 분포를 나타낸 그래프이다.
도 10은 냉동보관용 미트볼을 이용한 실험시 각 용기의 온도 분포를 나타낸 그래프이다.
도 11은 내동보관용 메쉬 포테이토를 이용한 실험시 각 용기의 온도 분포를 나타낸 그래프이다.
도 12는 냉동보관용 밥을 이용한 실험시 각 용기의 온도 분포를 나타낸 그래프이다.

본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 본 발명에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.

또한, 본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 발명에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계를 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 마이크로웨이브용 포장용기의 설명하기 위한 도면이다. 도 2는 본 발명에 따른 마이크로웨이브용 포장용기의 설계 도면이다. 도 3은 본 발명에 따른 마이크로웨이브용 포장용기의 단면도이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 마이크로웨이브용 포장용기(100)는 저면의 중심부가 내측으로 함몰되어 형성된 함몰부(110)를 가지며, 함몰부(110)로부터 연장되어 라운딩 형상의 측면부(120)를 가지며, 측면부(120)로부터 연장되어 라운딩된 절곡부(130)를 가진다. 함몰부(110)의 중심부 길이가 포장용기 중심부 길이의 절반보다 길도록 형성되어 있다. 포장용기(100)는 도넛 형상이다.

또한, 마이크로웨이브용 포장용기(100)는 함몰부(110)에 분리 가능하도록 구비되는 보조 용기(140)가 더 구비된다. 이때 보조 용기(140)는 마이크로웨이브 오븐을 이용하여 가열하지 않아도 되는 소스류 또는 반찬류 등을 보관할 수 있는 용기로서, 포장용기(100) 내의 내용물을 마이크로웨이브 오븐을 통해 조리할 때 보조 용기(140)는 분리할 수 있도록 구현되어 있다. 그러므로 보조 용기(140)는 함몰부(110)의 형상과 동일한 형상을 이루고 있어, 가압하는 힘에 의해 밀려 들어가 끼워지거나, 또는 밀려나와 빠지도록 구현할 수 있다.

또한, 보조 용기(140)에 돌기를 형성하고, 함몰부(110)에 홈 또는 거꾸로 보조 용기(140)에 홈, 함몰부(110)에 돌기를 형성시켜, 상호 끼워져 고정되도록 구현할 수도 있다.

(본 발명에 따른 포장용기의 효용성 확인 실험)

도 4는 본 발명에 따른 마이크로웨이브용 포장용기의 적합성을 실험하기 위한 실험도구를 도시한 도면이다. 도 5는 본 발명에 따른 마이크로웨이브용 포장용기의 적합성 실험시 광섬유 센서를 이용하여 온도를 측정하는 실시예를 설명하기 위한 도면이다. 도 6은 따른 마이크로웨이브용 포장용기의 온도 센서 위치를 설명하기 위한 도면이다. 도 7은 실온보관용 미트볼을 이용한 실험시 각 용기의 온도 분포를 나타낸 그래프이다. 도 8은 실온보관용 메쉬 포테이토을 이용한 실험시 각 용기의 온도 분포를 나타낸 그래프이다. 도 9는 실온보관용 밥을 이용한 실험시 각 용기의 온도 분포를 나타낸 그래프이다. 도 10은 냉동보관용 미트볼을 이용한 실험시 각 용기의 온도 분포를 나타낸 그래프이다. 도 11은 내동보관용 메쉬 포테이토을 이용한 실험시 각 용기의 온도 분포를 나타낸 그래프이다. 도 12는 냉동보관용 밥을 이용한 실험시 각 용기의 온도 분포를 나타낸 그래프이다.

도 7 내지 도 12에서 (A)는 사각형상의 용기, (B)는 원형 형상의 용기, (C)는 도넛형상의 용기이다.

[식품 샘플]

본 발명에 따른 포장용기의 효용성 확인 실험을 위해 마이크로웨이브를 이용하여 가열하는 제품 중 물성이 다른 세 개의 제품을 선택하였다. 즉 실험제품으로 미트볼(큰 입자), 밥(작은 입자) 메쉬 포테이토(미세 입자)를 사용했다.

이때 미트볼과 밥은 시중의 제품을 구매하여 사용하였고, 메쉬 포테이토는 설탕 2%, 소금 1%를 첨가하여 제작하였다.

용기의 적합성을 판단하기 위한 용기는 도 4에 도시된 바와 같이 세가지로, 사각형상의 용기, 원형 형상의 용기 및 본 발명에 따른 도넛형상의 용기를 채용하였으며, 시료는 실온에서 보관한 시료와 냉동 상태의 시료를 사용하여 냉동 제품의 가열 균열성에도 효과가 있는지의 여부를 판단하였다.

[온도 측정]

시료의 온도 측정은 도 5에 도시된 바와 같이 광섬유 센서를 이용하여 온도를 측정한다.

그리고 도 6에 도시된 바와 같이 마이크로웨이브 오븐의 마이크로웨이브를 통해 가열하였으며, 에지(edge), 중간(middle), 중심(center) 세 점에 광섬유 온도센서를 위치시킨 후 온도를 측정하였다. 이때 각 용기의 가장 긴 대각선을 교차하게 작도하여 중앙점을 찾고, 그 위치에서 특정 거리만큼 떨어진 부분의 온도를 측정하였다.

사각형상의 용기는 중심으로부터 2.5cm(middle), 5cm(edge)로 하였고, 원형형상의 용기는 중심으로부터 2,4cm 그리고 도넛형상의 용기는 미트볼의 경우에는 중심으로부터 3,4,5cm인 곳을 각각 중심(center), 중간(middle), 에지(edge)로 하였다. 특히 사각형상의 용기 및 원형 형상의 용기는 미트볼, 메쉬포테이토 및 밥에 대해서 모두 동일한 위치에서 온도를 측정하나, 도넛형상의 용기는 미트볼의 경우와 메쉬포테이토 및 밥의 경우가 서로 다른 위치에서 온도를 측정하도록 하였다.

그리고 온도센서의 깊이는 사각형상의 용기, 원형형상의 용기, 도넛형상의 용기 각각 0.6cm, 0.75cm, 1cm로 삽입해 측정하였다.

또한, 마이크로웨이브 가열은 모든 부분이 100℃가 되면 중지하였다.

[적합성 비교]

온도 측정의 결과 데이터를 이용하여 그 그래프를 회귀 분석하여 곡선 방정식(f(t))을 얻었으며 수학식 1과 같이 방정식을 적분하여 면적 값을 구하고, 그 값들을 비교하였다.

에지(edge), 중간(middle), 중심(center)의 면적값은 각각 Fs(t), Fm(t), Fc(t)이다.

정확한 비교를 위해 세 지점의 면적값 중 최대값에 대한 비율로 나타내어 낮은 두 값의 평균값을 취하여 적합도를 계산했다. 그 식은 수학식 2와 같다.

[ 쿡킹 손실( Cooking loss ) 계산]

조리시 손실되는 수분의 양을 계산하기 위해 쿡킹 손실을 수학식 3을 이용하여 계산하였고, 손실되는 수분의 양을 비교하여 품질을 평가할 수 있다.

[실험 결과]

1)용기 적합성-실온

# 미트볼

도 7의 그래프에서도 알 수 있듯이 도넛 형상의 용기에서 가장 균일한 온도분포를 나타내고 있으며, 하기 테이블1의 온도 분포를 비교한 데이터를 통해 알 수 있는 바와 같이 도넛 형상의 용기의 적합성이 가장 높은 것으로 나타났다.

[테이블1]

또한, 하기 테이블 2의 수율 및 손실을 비교한 데이터를 통해 알 수 있는 바와 같이 도넛형상의 용기에서 가장 낮은 손실률을 보였으며, 그 이유는 과가열이 되지 않아 마이크로웨이브 가열 중 손실되는 수분의 양이 적기 때문이다.

[테이블2]

#메쉬 포테이토

도 8의 그래프를 통해 알 수 있는 바와 같이 메쉬 포테이토에서도 미트볼과 같은 결과를 나타냈다.

적합성 계산을 통해 정량적으로 나타낸 데이터(테이블 3 참조)도 가장 적합한 데이터로 도넛형상의 용기가 선택되었다.

[테이블 3]

또한 손실률을 비교한 데이터에서도 도넛형상의 용기에서 가장 작은 값을 나타내었다(테이블 4 참조).

[테이블 4]

#밥

도 9의 그래프를 통해 알 수 있는 바와 같이 밥을 이용한 데이터 도넛형상의 용기의 온도 데이터가 가장 균일한 것을 볼 수 있었다.

적합성 평가에서도 테이블 5를 통해 알 수 있는 바와 같이 가장 적합한 온도 분포를 나타내었다.

[테이블 5]

하지만 수분 손실률에서는 테이블 6을 통해 알 수 있듯이 두번째로 낮은 것으로 측정되었다.

[테이블 6]

위에서 살펴본 바와 같이 시료 모두에서 온도분포는 도넛 형상의 용기에서 균일하게 측정되었고, 수분 손실의 경우에는 밥을 뺀 나머지가 가장 낮은 값으로 측정되었다.

2)용기 적합성-냉동

# 미트볼

냉동을 한 시료의 경우 열의 침투가 고르게 되지 못하면 온도차이가 크게 나게 된다. 그러나, 본 발명에 따른 도넛형상의 용기의 경우 미트볼을 넓게 퍼트려주어 냉동된 상태임에도 불구하고 균일한 온도가 측정되었다.

먼저 도 10의 그래프를 비롯하여 테이블 7 및 테이블 8을 통해 알 수 있는 바와 같이 온도 분포를 비교한 데이터에서도 다른 용기들과 비교하여 확연하게 적합성이 높은 값을 나타내었다.

[테이블 7]

[테이블 8]

#메쉬 포테이토

메쉬 포테이토도 도 11의 그래프를 통해 알 수 있는 바와 같이 다른 용기와 비교하여 도넛 형상의 용기에서 균일한 열전달이 일어난 것으로 보인다.

한편, 사각형상의 용기에서도 균일한 가열이 일어나는 것으로 보이나, 테이블 9를 통해서 알 수 있는 바와 같이 사각형상의 용기에서 보다 도넛형상의 용기에서 더 큰 적합성을 나타냈다.

[테이블 9]

그리고 테이블 10을 통해 알 수 있는 바와 같이 도넛형상의 용기에서 수분의 손실이 작게 나타났다. 따라서 도넛형상의 용기에서 가열한 샘플이 균열하고, 품질이 좋다고 결과를 도출할 수 있다.

[테이블 10]

#밥

도 12의 그래프는 냉동 밥을 용기의 형태에 따라 가열한 온도의 프로파일(profile)을 나타낸 그래프로서, 가장 오른편에 있는 그래프(도 12의 (C))가 도넛형상의 용기의 냉동 밥을 이용하여 실험한 결과로서, 다른 그래프들과 비교하여 더 균일하게 나타났다.

또한 적합성을 계산한 부분에서도 테이블 11을 통해 알 수 있는 바와 같이 다른 용기보다 도넛형상의 용기에서 크게 좋은 결과를 나타냈다. 따라서 냉동 상태의 밥을 가열할 때 도넛 형상의 용기를 사용한다면 더 균일한 가열을 할 수 있을 것이다.

[테이블 11]

또한, 냉동 밥을 가열할 때 하기 테이블 12를 통해서 알 수 있는 바와 같이 수분 손실값이 가장 낮은 것으로 나타났다. 즉, 냉동 밥도 도넛 형상의 용기를 사용할 때 가장 낮은 손실이 일어났고, 다른 샘플들과의 차이가 큼을 알 수 있다. 따라서 품질도 도넛 형상의 용기를 이용하는 경우 더 좋다고 할 수 있다.

[테이블 12]

[결론]

실험에 사용한 두 가지 상태(실온, 냉동)의 물성이 다양한 시료(미트볼, 메쉬 포테이토, 밥)의 가열에서 균일한 가열이 측정되었다. 따라서 용기의 선택에 있어서 균일한 가열이 나타나는 도넛 형상의 용기가 적합한 것으로 확인되었다.

또한, 품질의 지표로 가열 중 손실이 측정되었는데, 몇몇의 시료에서 두 번째로 작게 손실이 일어났으나, 거의 모든 시료에서 가장 낮은 손실률을 보였다. 따라서 품질의 평가에서도 본 발명에서 개발한 도넛 형상의 용기가 적합한 것으로 확인되었다.

전술한 내용은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100 : 포장용기
110 : 함몰부
120 : 측면부
130 : 절곡부
140 : 보조 용기

Claims (4)

1. 저면의 중심부가 내측으로 함몰되어 형성된 함몰부를 가지며,
   상기 함몰부로부터 연장되어 라운딩 형상의 측면부를 가지며,
   상기 측면부로부터 연장되어 라운딩된 절곡부를 포함하여서 되는 포장용기로되고,
   상기 포장용기는 도넛 형상을 이루고,
   상기 함몰부와 동일한 형상으로 되어 함몰부에서 분리 가능하도록 구비되는 보조 용기를 더 포함하고,
   상기 함몰부의 중심부 길이가 상기 포장용기 중심부 길이의 절반보다 길도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브 오븐용 포장용기.
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