KR101794928B1 - 건조 찻잎의 이물질 선별 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건조 찻잎의 이물질 선별 장치에 관한 것으로, 진동피더(10); 벨트(22)와 롤러(24)로 구성되고 상기 벨트(22)가 진동피더(10) 상부면과 소정간격 이격된 상태로 구동되며 양 종단이 진동피더(10) 상부 및 진동피더(10) 종단과 이격된 위치로 구비되는 벨트 구동부(20); 상기 벨트(22)에 정전기를 발생시키는 정전기 발생부(30); 및 상기 진동피더(10) 종단과 이격된 위치에 구비되어 벨트(22)에 부여된 정전기를 제거하는 제전부(40)를 포함하여 구성되는 건조 찻잎의 이물질 선별 장치를 제공하여, 찻잎의 손상을 억제하면서 이물질 제거효율이 향상되도록 하는 것이다.

Description

건조 찻잎의 이물질 선별 장치{FOREIGN MATERIAL REMOVING APPARATUS OF DRY TEA LEAVES}

본 발명은 건조 찻잎의 이물질 선별 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 건조 찻잎을 이물질과 분리시킨 상태로 운반하여 선별함으로써, 찻잎의 손상을 억제하면서 이물질 제거효율이 향상되도록 하는 건조 찻잎의 이물질 선별 장치에 관한 것이다.

통상 차는 식물의 잎, 줄기, 뿌리, 열매 따위를 가공하여 달이거나 우려서 마시는 음료를 통틀어 이르는 말이며, 이 중 잎을 사용하는 대표적인 것으로 녹차나 홍차 등이 있으며, 이들은 차나무의 잎을 따서 가공방법을 달리하여 제조하는 것이다.

이 중, 홍차는 찻잎 내부의 성분이 찻잎 자체에 들어있는 효소에 의하여 산화 되어 붉은빛을 띠는 차를 뜻하는 것으로, 녹차보다 향이 더 강하며, 카페인도 더 많이 함유하고 있으며, 수 년간 그 향이 보존되는 특징이 있다.

이러한 잎을 이용한 차는 잎의 가공 상태에 따라 찻잎 그대로 이용하는 홀 리프(Whole leaf), 찻잎을 자른 브로큰(Broken), 가루와 같이 잎을 매우 잘게 자른 패닝 및 더스트(Fannings/Dust)로 구분되는데, 우수한 품질을 인정받기 위해서는 제조 및 운반과정에서 가공된 찻잎이 최대한 부서지지 않고 가공상태를 유지하는 것이 중요하다.

그러나 찻잎은 건조된 상태이므로, 제조 및 운반과정에서 쉽게 부서짐이 발생하게 되는데, 그 중 하나는 제조과정에서 모래 등의 이물질을 제거하거나 크기별로 선별하는 과정에서 선별장치의 기계적인 특성에 의하여 발생되고, 다른 하나는 제조완료된 찻잎을 포장 후 운반하는 과정에서 적층이나 운반중 발생되는 충격 등에 의하여 발생된다.

이러한 찻잎 파손의 원인 중 하나로 작용되는 선별장치는 주로 진동을 이용하는 것으로, 그 예로는 등록특허 10-1478998호, 등록실용신안 20-0357192호 등이 있다.

이중, 등록특허 10-1478998호는 다른 직경의 선별공이 천공된 선별스크린을 이용하여 선별대상물을 크기별로 선별되도록 하는 것이나, 선별대상물이 선별스크린상에 위치된 상태로 계속해서 이동되면서 선별되므로, 진동이 선별대상물에 직접 가해질 뿐 아니라 선별스크린의 종단까지 이동하는 중 지속적으로 진동이 가해지게 되는데, 선별대상물이 건조된 찻잎인 경우 진동에 의하여 선별스크린과 지속적으로 부딪히는 과정에서 찻잎이 부서지는 문제점이 발생하였고 이로 인하여 진동을 흡수하기 위한 수단이 요구되었다.

그리고 상기 등록실용신안 20-0357192호에서는 진동을 이용하여 선별하되, 선별봉들을 길이방향의 중앙부에서 상부로 최고점을 갖도록 만곡하여, 진동모터의 회전에 의한 떨림을 흡수하도록 하고 있으나, 오로지 진동에만 의존해서 처음부터 끝까지 선별작업을 수행하므로, 선별대상물이 오랫동안 진동에 노출되면서 부서짐 등이 발생되는 문제점이 있었다.

이에 따라 본 발명은 건조 찻잎과 이물질의 분리가 가능하도록 하면서, 찻잎의 부서짐이 방지되도록 하여, 찻잎의 품질을 우수하게 유지할 수 있도록 하는 찻잎의 이물질 선별 장치를 제공하는 데 목적이 있다.

또한, 선별과정의 초반에만 찻잎에 진동력이 작용되고 이후에는 정전기에 의하여 찻잎만을 선별하도록 함으로서, 초기 진동과정을 통하여 찻잎에 끼거나 부착된 이물질을 우선 분리하여 찻잎의 하중을 감소시킴과 아울러, 진동이 가해지는 동안 모래 등의 이물질과 찻잎이 하중 차로 인하여 층상구조로 배치되면서 찻잎이 이물질보다 상층부에 위치되므로, 이후 정전기로 찻잎을 포집하는 과정에서 찻잎의 포집 효율을 향상시키는 데 다른 목적이 있다.

그리고 공기 중 수분이나 찻잎의 함수율 등에 의하여 정전기 부착력이 가변되는 조건을 만족하도록 찻잎 수거함의 선단 위치가 선별방향 전후로 위치이동되도록 하여 찻잎과 이물질을 완벽하게 분리할 수 있도록 하는 데 또 다른 목적이 있다.

아울러, 이물질 중 자성을 갖는 성분은 별도로 마그네트를 통해서 포집하여 분리시킴으로써 완벽한 이물질 제거가 가능하도록 하고, 찻잎과 이물질이 혼합된 선별원료를 공급하는 과정에서 선별원료의 뭉침을 방지하고 일정량씩 지속적으로 공급되도록 하는 데 다른 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 진동피더; 벨트와 롤러로 구성되고 상기 벨트가 진동피더 상부면과 소정간격 이격된 상태로 구동되며 그 양 종단이 진동피더 상부 및 진동피더 종단과 이격된 위치로 구비되는 벨트구동부; 진동피더 상부에 구비되어 상기 벨트에 정전기를 발생시키는 정전기 발생부; 및 상기 진동피더 종단과 이격된 위치에 구비되어 벨트에 부여된 정전기를 제거하는 제전부를 포함하여 구성되는 건조 찻잎의 이물질 선별 장치에 있다.

상기 제전부와 대응되는 벨트 하부에는 찻잎 수거함이 그 선단 위치가 벨트의 구동방향 전후로 위치조절가능하도록 구비되고, 상기 찻잎 수거함과 대응되는 벨트의 하부에는 스크래퍼가 더 구비되어 제전에 의해서도 분리되지 않은 찻잎을 강제로 벨트와 분리시킨다.

또한, 상기 진동피더 선단에는 찻잎 등 원료를 투입하는 호퍼가 구비되고, 상기 호퍼 내부에는 원료의 뭉침을 방지하기 위한 브릿지 방지용 로드가 회전가능하도록 설치됨과 아울러 마그네트가 설치되어 원료 중 자성 이물질을 제거하도록 한다.

이와 같이 구성된 본 발명에 의하면, 찻잎은 정전기에 의하여 진동피더로부터 부상하여 벨트에 부착된 상태로 이동되므로, 모래 등의 이물질과 찻잎이 부딪히지 않게 되므로 이물질을 선별하는 과정에서 진동 및 이물질과 충돌로 인하여 찻잎이 부서지는 것을 방지하여, 찻잎의 품질을 가공상태 그대로 유지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 선별과정의 초반에만 찻잎에 진동력이 작용되고 이후에는 정전기에 의하여 찻잎이 벨트에 부착되어 선별되므로, 차의 제조과정 중 덖음 등의 과정에서 찻잎 사이에 끼거나 부착된 이물질이 초기 진동과정을 통하여 찻잎으로부터 우선 분리되고, 진동이 가해지는 동안 모래 등의 이물질과 찻잎이 하중 차로 인하여 층상 구조로 배치되면서 찻잎이 이물질보다 상층부에 위치되므로, 이후 정전기로 찻잎을 포집하는 과정에서 찻잎에서 이물질이 완벽하게 제거되고 찻잎이 정전기가 발생되는 벨트와 근접하게 배치되면서 적은 힘으로도 찻잎을 포집할 수 있으므로 찻잎의 포집 효율이 향상됨과 아울러 장치의 운전에 소비되는 전력을 최소화할 수 있게 되는 효과가 있다.

그리고 공기 중 수분이나 찻잎의 함수율 등에 의하여 정전기 부착력이 가변되어 찻잎이 벨트로부터 일찍 낙하하여 찻잎 수거함으로 투입되지 않는 문제점이 발생될 수 있으나 본 발명은 찻잎 수거함의 선단 위치가 선별방향 전후로 위치이동되도록 하여 찻잎이 언제든 찻잎수거함으로 투입되도록 하여, 찻잎과 이물질을 완벽하게 분리할 수 있게 되는 효과가 있다.

아울러, 금속 등 자성 이물질은 마그네트에 의하여 제거되고 모래 등 비자성 이물질은 진동피더에 의하여 별도로 분리되므로, 이물질을 완벽하게 제거할 수 있게 되어 찻잎의 품질이 향상되는 효과가 있다.

그리고 공급 호퍼 내부에서 브릿지 방지용 로드가 지속적으로 회전하면서 선별원료가 뭉치는 것을 방지하고, 선별원료가 균일하게 연속공급되므로, 선별이 지속적으로 이루어짐과 아울러 선별효율이 향상되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 찻잎의 이물질 선별 장치를 나타내는 측면도
도 2는 도 1의 호퍼 측면도
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 이물질 선별 장치를 나타내는 측면도
도 4 내지 도 6은 선별 전 찻잎 원료와 선별 후 찻잎 및 이물질을 나타내는 사진

이하 본 발명의 실시 예를 하기에서 첨부된 도면을 참조하여 살펴본다.

본 발명에 따른 건조 찻잎의 이물질 선별 장치는 크게 도 1에 나타내는 바와 같이 진동피더(10), 벨트 구동부(20), 정전기 발생부(30) 및 제전부(40)를 포함하여 구성된다.

상기에서 진동피더(10)는 선별물질이 올려지는 베드(12), 상기 베드(12) 하부에 구비되어 베드(12)에 진동을 발생시키는 진동발생수단(14)으로 구성되고, 상기 진동발생수단(14)은 진동 폭을 조정할 수 있으며, 이러한 진동피더(10) 구성은 당업자에게 자명한 구성이므로 상세한 설명은 생략하며, 상기 베드(12) 종단에는 이물질이 투입되는 이물질 수거함(50)이 구비된다.

벨트 구동부(20)는 벨트(22)와 복수개의 롤러(24) 및 상기 롤러(24)를 회전시키는 구동모터(미도시)로 구성되어, 진동피더(10)에 의한 원료 공급방향으로 회전되도록 상기 진동피더(10) 상부에 구비되는데, 상기 벨트(22)의 선단부는 진동피더(10)를 구성하는 베드(12)의 상부에 위치되고, 벨트(22)의 종단은 베드(12)의 종단과 이격된 위치에 위치되며 상기 벨트(22)는 진동피더(10) 상부면 즉 베드(12) 상부면과 소정간격 이격되게 위치되고, 벨트(22)는 텐션이 일정하게 조정되도록 구비된다.

정전기 발생부(30)는 베드(12) 종단보다 내측에 위치되어 선별원료 중 찻잎만 정전기에 의하여 벨트(22)에 부착되도록 하는 것으로, 모래 등 비전도성 물질은 베드 상에서 이동되고 찻잎은 정전기에 의하여 벨트(22)에 붙어서 이동되므로 찻잎이 모래 등의 이물질과 부딪치지 않고 분리되도록 한다.

이러한 정전기 발생부(30)는 하나 혹은 그 이상 설치할 수 있다.

그리고 제전부(40)는 진동피더(10) 종단과 이격된 벨트(22)의 종단 부근에 설치되어 정전기에 의하여 벨트(22)에 부착되어 이동된 찻잎이 정전기가 제거되면서 자유낙하 되도록 하는데, 상기 자유낙하 위치에는 찻잎 수거함(60)을 설치한다.

이때, 상기 찻잎 수거함(60)은 그 종단위치가 가변 되도록 설치되는데, 그 예로 본 발명의 실시 예에서는 찻잎 수거함(60)이 하부에 레일(62)을 설치하여 상기 찻잎 수거함(60)을 벨트 구동방향에 대하여 전후진 시킴으로써 찻잎의 낙하위치가 가변 되는 상황에 대응할 수 있도록 한다.

즉, 공기 중에 수분이 많거나 찻잎에 함수율이 높은 경우 정전기는 약해지고 이로 인하여 찻잎이 벨트에 부착된 상태가 짧아지는 경우가 발생되므로, 상기 찻잎 수거함(60)의 위치가 고정상태를 유지할 경우 벨트(22)에 의하여 분류된 찻잎이 찻잎 수거함(60)으로 투입되지 않고 바닥이나 이물질 수거함(50)으로 낙하 되어 재선별을 하여야 하는 문제점이 발생되므로, 이를 방지하기 위하여 찻잎 수거함(60)의 선단 위치를 선별방향 전후로 위치이동되도록 한다.

본 발명의 실시 예에서는 상기 찻잎 수거함의 선단 위치를 조정하기 위하여 찻잎 수거함 전체를 전후진시켰으나 상기 찻잎 수거함의 베드(12)측 일측면을 경사면으로 형성하고 상기 경사면을 따라 승하강하는 가이드판을 구비함으로써 찻잎 수거함의 선단 위치를 조정할 수 있는 등, 찻잎 수거함의 선단 위치를 조정할 수 있는 수단이면 어떠한 것이든 사용가능하다.

한편, 상기 벨트(22)의 종단과 대응되는 위치 중 제전부(40) 후방에 스크래퍼(70)를 설치하여, 벨트에서 미처 분리되지 못하고 부착된 찻잎들을 강제로 낙하시켜 찻잎 수거함(60)으로 수집되도록 한다.

또한, 상기 진동피더(10)의 베드(12) 선단 상부에는 찻잎 등 원료를 투입하는 호퍼(80)가 구비되고, 상기 호퍼(80) 내부에는 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이 원료의 뭉침을 방지하기 위한 브릿지 방지용 로드(82)가 회전가능하도록 설치됨과 아울러 마그네트(84)가 호퍼(80)를 관통하도록 설치되어 원료 중 금속성분을 제거한다.

상기에서 브릿지 방지용 로드(82)는 중심축(82a)에 수직방향으로 다수의 로드(82b)가 이격 설치된 것으로 호퍼(80)내부에 하나 혹은 그 이상 설치될 수 있다.

또한, 상기 마그네트(84)는 호퍼(80)에 착탈가능하도록 구비되어 마그네트(84)에 금속성분이 일정치 이상 포집되는 경우 호퍼(80)로부터 분리하여 금속성분을 제거한 후 다시 설치하도록 한다.

그리고 상기 호퍼(80) 내부에는 스크류타입의 공급롤러(83)가 더 설치되는데, 상기 공급롤러(83)는 도 1에 나타내는 바와 같이 스크류(83a) 방향이 반대로 형성된 복수개의 봉을 조인트(83b)로 연결한 것으로, 스크류(83a) 방향이 반대로 되면서 선별원료를 좌우로 골고루 펴 주는 역할을 하므로 선별원료를 지속적으로 일정량씩 베드(12) 상부로 공급한다.

이와 같이 구성된 본 발명의 선별 장치는 도 3에 나타내는 바와 같이 필요에 따라 상기 이물질 수거함(50)의 하부를 개방하고, 그 하부에는 진동피더(10), 벨트 구동부(20), 정전기 발생부(30) 및 제전부(40)를 더 설치하여 2차에 걸쳐서 이물질이 제거되도록 한다.

또한, 상기 벨트 구동부(20)와 정전기 발생부(30) 및 제전부(40)의 주변에는 대기중 먼지 등을 차단하기 위한 제진설비(미도시)가 더 구비될 수 있으며, 그 예로는 상기 벨트 구동부(20)와 정전기 발생부(30) 및 제전부(40)의 주변을 하우징으로 커버할 수 있으며, 이외에도 대기 중 먼지를 제거할 수 있는 장치라면 어떠한 것이든 설치가능하다.

이와 같이 구성된 본 발명에 의하면, 호퍼(80)로 투입된 선별원료는 브릿지 방지용 로드(82)에 의하여 뭉쳐지지 않으면서 낙하되어 공급롤러(83)에 의하여 일정량씩 지속적으로 베드(12)에 공급되므로 선별작업이 지속적으로 이루어질 수 있게 되며, 이 과정에서 선별원료에 포함된 자성물질은 마그네트(84)에 부착되어 제거 된다.

이후, 자성성분이 제거된 선별원료는 베드(12) 상에서 진동에 의하여 이동하면서 차를 덖는 과정에서 찻잎 사이에 끼거나 부착된 이물질이 찻잎과 분리됨과 아울러, 주로 모래인 이물질과 찻잎은 하중에 따라 층상구조로 분리되어 찻잎은 상부층을 형성하고 모래 등의 이물질은 하부층을 형성하게 된다.

이와 같이 찻잎은 이물질이 제거되어 가볍게 됨과 아울러 층상구조를 이루면서 벨트(22)와 가까운 곳에 위치하게 되므로, 정전기 발생부(20)에 의하여 찻잎을 벨트(22)에 부착하는 과정에서 부착효율이 향상되고, 정전기발생부(20)를 구동하기 위한 전력소모를 최소로 유지할 수 있게 된다.

이 후, 정전기에 의하여 벨트(22)에 부착된 찻잎은 벨트(22)를 따라 이동하고, 이 과정에서 상기 찻잎은 이물질과 분리되고 진동이 가해지지 않으므로, 진동 및 이물질과 충돌로 인한 손상이 발생하지 않게 된다.

그리고 제전부(40)에 의하여 벨트(22)에 정전기가 제거되면 상기 찻잎은 자유낙하 하여 찻잎 수거함(60)으로 수집되고, 모래 등 이물질은 베드(12)를 따라 이동하여 베드(12) 종단에서 자유 낙하하여 그 하부에 구비된 이물질 수거함(50)으로 수거된다.

이러한 과정을 거침으로서 도 4에 나타내는 바와 같이 모래 등의 이물질과 찻잎이 혼합된 선별원료는 도 5에 나타내는 찻잎(홍차)과 도 6에 나타내는 이물질(주로 모래)로 분리 선별된다.

따라서, 본 발명에 의하면 찻잎이 이물질과 분리된 상태로 이동되므로 선별과정 중에 진동 또는 부딪힘에 의한 부서짐 등의 손상이 발생하지 않게 되고, 찻잎에 포함된 이물질을 초기 진동으로 분리하면서 이물질과 찻잎을 층상구조가 되도록 함으로서 이물질 제거효율이 향상되어 우수한 품질의 찻잎을 얻을 수 있게 된다.

10: 진동피더 20: 벨트 구동부
30: 정전기 발생부 40: 제전부
50: 이물질 수거함 60: 찻잎 수거함

Claims (3)

1. 이물질이 포함된 건조 찻잎이 투입되고, 내부에 원료의 뭉침을 방지하기 위한 브릿지 방지용 로드(82)가 회전가능하도록 설치된 호퍼(80);
   선단이 상기 호퍼(80) 하부에 위치되고 이물질이 포함된 건조 찻잎을 진동시켜 이물질과 건조 찻잎을 분리하는 진동피더(10);
   벨트(22)와 롤러(24)로 구성되고 상기 벨트(22)가 진동피더(10) 상부면과 소정간격 이격된 상태로 구동되며 양 종단이 진동피더(10) 상부 및 진동피더(10) 종단과 이격된 위치로 구비되는 벨트 구동부(20);
   상기 벨트(22)에 정전기를 발생시켜 건조찻잎이 벨트(22)에 부착되도록 하는 정전기 발생부(30);
   상기 진동피더(10) 종단과 이격된 위치에 구비되어 벨트(22)에 부여된 정전기를 제거하여 건조 찻잎이 낙하되도록 하는 제전부(40);
   상기 진동피더(10) 종단 하부에 구비되는 이물질 수거함(50);
   상기 제전부(40) 하부에 구비되는 찻잎 수거함(60); 을 포함하여 구성되고,
   상기 호퍼(80) 내부에는 스크류(83a) 방향이 반대로 형성된 복수개의 봉을 조인트(83b)로 연결한 스크류타입의 공급롤러(83)가 브릿지 방지용 로드(82) 하부에 구비되고, 상기 스크류타입의 공급롤러(83) 하부에는 금속성분 제거를 위한 마그네트(84)가 착탈가능하도록 관통 설치되는 것을 특징으로 하는 건조 찻잎의 이물질 선별 장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 찻잎 수거함(60)은 그 선단부 위치가 조정되도록 구비되고, 상기 찻잎 수거함(60)과 대응되는 벨트의 하부에는 스크래퍼(70)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 건조 찻잎의 이물질 선별 장치.
   
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