KR101845831B1 - 스크루형 식품급속 개체동결장치 - Google Patents

스크루형 식품급속 개체동결장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 단면이 "U"자형으로 상부가 개방되고 전후면이 막혀진 관형상의 드럼하우징이 구비되고 드럼하우징의 후면 상부에는 절단된 식품이 내측으로 투입되는 투입구가 설치되며 전면 하부에는 동결된 식품이 배출되는 배출구가 설치되고 드럼하우징의 내측면 상부 좌우양측에는 드럼하우징의 내주면을 따라 하방으로 압축된 냉기를 분출시키는 에어나이프가 설치된 동결드럼부와, 상기 드럼하우징의 개방된 상부를 차폐하는 덮개부재가 구비되고 덮개부재에는 냉동을 위한 하나 또는 복수개의 쿨링유닛이 설치되어 있어 드럼하우징 내부의 공기를 흡입, 냉각하여 송풍기를 통해 에어나이프에 냉기를 공급하는 냉각차폐부와, 상기 드럼하우징의 내부에 전후수평으로 관통되어 회전되게 설치되면서 쿨링유닛으로부터 냉기를 공급받는 주축관이 구비되며 주축관의 외주면에는 절단된 식품을 이송하기 위한 다수개의 교반관이 스크루형태로 설치되고 각 교반관은 주축관의 내부와 연통되게 설치되면서 끝단에는 복수개의 노즐이 구비된 냉기토출관이 연통되게 설치되어 있어 주축관의 내부로 공급되는 냉기가 각 냉기토출관의 노즐을 통해 주축관쪽으로 토출되어 이송되는 식품을 급속 동결시키는 스크루냉각부로 구성된 것을 특징으로 하는 스크루형 식품급속 개체동결장치에 관한 것이다.

Description

스크루형 식품급속 개체동결장치{A rapid freezing device of a screw type for a food}
본 발명은 일정크기로 절단된 생강, 당근, 마늘, 대파 등의 식품을 개체별로 서로 엉겨붙지 않게 급속 동결처리하는 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 단면이 "U"자형으로 상부가 개방되고 전후면이 막혀진 관형상의 드럼하우징이 구비되고 드럼하우징의 후면 상부에는 절단된 식품이 내측으로 투입되는 투입구가 설치되며 전면 하부에는 동결된 식품이 배출되는 배출구가 설치되고 드럼하우징의 내측면 상부 좌우양측에는 드럼하우징의 내주면을 따라 하방으로 압축된 냉기를 분출시키는 에어나이프가 설치된 동결드럼부와, 상기 드럼하우징의 개방된 상부를 차폐하는 덮개부재가 구비되고 덮개부재에는 냉동을 위한 하나 또는 복수개의 쿨링유닛이 설치되어 있어 드럼하우징 내부의 공기를 흡입, 냉각하여 송풍기를 통해 에어나이프에 냉기를 공급하는 냉각차폐부와, 상기 드럼하우징의 내부에 전후수평으로 관통되어 회전되게 설치되면서 쿨링유닛으로부터 냉기를 공급받는 주축관이 구비되며 주축관의 외주면에는 절단된 식품을 이송하기 위한 다수개의 교반관이 스크루형태로 설치되고 각 교반관은 주축관의 내부와 연통되게 설치되면서 끝단에는 복수개의 노즐이 구비된 냉기토출관이 연통되게 설치되어 있어 주축관의 내부로 공급되는 냉기가 각 냉기토출관의 노즐을 통해 주축관쪽으로 토출되어 이송되는 식품을 급속 동결시키는 스크루냉각부로 구성된 것을 특징으로 하는 스크루형 식품급속 개체동결장치에 관한 것이다.
일반적으로 식품류의 급속동결장치는 열교환기에서 발생되는 냉기를 이용하여 식품을 이동시키면서 급저온에서 급속으로 동결 처리하는 기계장치 또는 기계설비로서, 이와 같은 식품류의 급속동결장치로는 터널형(tunnel type) 급속동결장치와, 스파이럴형(spiral type) 급속동결장치가 대표적으로 제작되어 시중에 유통되고 있다.
이러한 종래의 급속동결장치는 식품류의 동결처리를 위해 밀폐공간을 제공하는 구조물의 하우징이 구비되며 상기 하우징 내부에는 냉기를 공급하기 위한 열교환기와 팬 및 팬모터가 설치되고 식품류를 이송하기 위한 이송컨베이어 및 구동모터가 설치되어 있는데, 상기 터널형 구조의 급속동결장치는 터널형 하우징 내부에 직선형 이동방식의 이동컨베이어를 설치하는 구성으로 이루어지며, 상기 스파이럴형 구조의 급속동결장치는 박스형 하우징의 내부에 나선형태로 회전 이동하는 방식의 스파이럴 컨베이어를 설치하는 구성으로 이루어진다.
상기와 같은 터널형 급속동결장치에 관한 종래기술로서 대한민국 공개특허공보 공개번호 제 10-2013-0098846호에서는 단열벽으로 둘러싸인 가로로 긴 냉각 공간을 형성하는 하우징과, 이 냉각 공간의 길이방향으로 배치된 피냉각물 반송용 컨베이어 벨트와, 이 냉각 공간에 냉기 순환류를 형성하는 공기 냉각기 및 송풍기로 이루어진 냉기 순환장치를 구비하고, 이 피냉각물에 대하여 냉각 또는 냉동의 연속처리를 가능하게 한 프리저 장치에 있어서, 상기 하우징이 직사각형의 횡단면을 가지고, 이 횡단면의 상부영역에 마련되어 공기 냉각기와 송풍기가 인접 배치되어 부압 공간을 형성하는 부압실과, 상기 부압실의 하측영역에 마련되어 송풍기로부터 냉기가 공급되어 정압 공간을 형성하고, 상기 컨베이어 벨트와 컨베이어 벨트를 향해 상하방향으로부터 냉기를 분사하는 냉기 분출부가 마련된 정압실과, 상기 부압실 및 정압실의 측방 영역에 마련되어 정압실에서 피냉각물의 냉각에 제공된 후에 냉기를 받고, 받은 냉기를 상기 부압실로 복귀시키는 냉기의 복귀류를 형성하는 상압의 유지보수 공간을 구비하고, 상기 부압실은 유지보수 공간측에 입구를 가지는 송풍기 배치 공간측에 출구를 가지는 공기 냉각기와, 송풍 출구를 부압실의 하측영역의 정압실을 향해 하향 배치한 송풍기를 구비하고, 상기 유지보수 공간으로부터 공기를 흡수하고, 상기 공기 냉각기를 통과하여 냉각한 냉기를 하부영역의 정압실을 향하여 분출하도록 구성한 것을 특징으로 하는 프리저 장치가 개시되었는데, 상기 종래기술은 터널형 하우징 구조물에 직선형 이동컨베이어가 설치되어 있는 구성으로 부피가 매우 커서 이를 설치하기 위한 넓은 장소가 필요로 하게 되어 좁은 장소에서는 설치할 수 없을 뿐 아니라 동결을 위한 설치 길이가 매우 길어져 제작비용이 고가이며 사용 후 내부 청소 및 사후관리에도 많은 문제점이 있었다.
또한, 상기 스파이럴형 급속동결장치에 관한 종래기술로서 대한민국 등록실용신안공보 등록번호 제 20-0443229호에서는 투입구 및 배출구가 형성된 하우징과, 상기 하우징 내의 일측부에 설치되는 냉기 발생용 냉각코일유니트와, 상기 냉각코일유니트의 상측에 위치되고 팬모터에 연결되는 송풍팬과, 상기 하우징 내의 타측부에 설치되며 회전체의 몸체 외측에 지지 결합되어 회전되는 나선배치구조이되 선단부가 하우징의 투입구측에 배치되고 끝단부가 하우징의 배출구측에 배치되는 나선형 컨베이어를 포함하는 나선형 급속동결기에 있어서; 상기 하우징 내에 설치된 냉각코일유니트의 하측에 위치되게 스팀이 공급되는 스팀배관유니트를 설치하며, 상기 송풍팬의 가동에 의한 공기의 순환을 통해 상기 스팀배관유니트의 스팀열을 하측에서 상측방향으로 유도함에 의해 냉각코일유니트의 하부로 스팀열을 보내어 서리를 제거할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 스팀 제상기능을 갖는 나선형 급속동결기가 개시되었는데, 상기 종래기술은 박스형 하우징 구조물에 나선형 컨베이어가 설치되는 구성으로 에너지 소모나 소요시간을 절감할 수 있는 반면, 구조가 매우 복잡하고 일정크기로 절단된 조각 야채, 어류 조직, 구근류(생강, 당근, 마늘, 대파 등)가 나선형 컨베이어 사이에 끼어 막힘으로써 피동결체의 손실이 많을 뿐 아니라 사용 후 청소 등의 사후관리가 어렵고 컨베이어의 잦은 고장 등의 문제점이 있었다.
더욱이, 상기 종래기술들은 전처리과정으로 세척처리된 식품류의 표면에 수분이 묻어있는 상태로 냉동실 내부로 투입되어 동결시점에서 식품류가 서로 엉겨붙어 덩어리 상태로 냉동되거나 이송을 위한 컨베이어의 표면에 달라붙어 이를 떼어내기가 매우 어려울 뿐 아니라 청소 등의 사후관리가 곤란한 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위한 것으로 투입구와 배출구가 형성된 단면이 "U"자형 관체형상의 드럼하우징을 구비하고 드럼하우징의 개방된 상부에는 냉동을 이한 쿨링유닛이 설치된 덮개부재를 설치하여 일정크기로 절단된 각종 야채 등의 식품을 드럼하우징의 내측으로 투입되면서 동결되도록 하되, 상기 드럼하우징의 내측면 상부 좌우양측에는 각각 에어나이프를 설치하여 쿨링유닛으로부터 공급되는 압축된 냉기가 에어나이프를 통해 드럼하우징의 내주면을 따라 하방으로 토출되어 드럼하우징의 내주면에 절단된 식품이 달라붙지 않도록 하고, 상기 드럼하우징의 내측에는 전후수평으로 주축관을 관통하여 회전되게 설치하면서 주축관의 외주면에 스크루형태로 설치된 다수개의 교반관에 의해 투입된 식품이 배출구쪽으로 이송되게 하며 각 교반관에는 냉기토출관을 설치하고 주축관의 내부에는 쿨링유닛으로부터의 냉기가 공급되도록 하여 주축관으로 공급된 냉기가 각 냉기토출관의 노즐을 통해 주축관쪽으로 토출되면서 이송되는 식품이 서로 엉겨붙거나 주축관에 달라붙지 않게 급속으로 개체동결시키는 것에 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 단면이 "U"자형으로 상부가 개방되고 전후면이 막혀진 관형상의 드럼하우징이 구비되고 드럼하우징의 후면 상부에는 절단된 식품이 내측으로 투입되는 투입구가 설치되며 전면 하부에는 동결된 식품이 배출되는 배출구가 설치되고 드럼하우징의 내측면 상부 좌우양측에는 드럼하우징의 내주면을 따라 하방으로 압축된 냉기를 분출시키는 에어나이프가 설치된 동결드럼부와, 상기 드럼하우징의 개방된 상부를 차폐하는 덮개부재가 구비되고 덮개부재에는 냉동을 위한 하나 또는 복수개의 쿨링유닛이 설치되어 있어 드럼하우징 내부의 공기를 흡입, 냉각하여 송풍기를 통해 에어나이프에 냉기를 공급하는 냉각차폐부와, 상기 드럼하우징의 내부에 전후수평으로 관통되어 회전되게 설치되면서 쿨링유닛으로부터 냉기를 공급받는 주축관이 구비되며 주축관의 외주면에는 절단된 식품을 이송하기 위한 다수개의 교반관이 스크루형태로 설치되고 각 교반관은 주축관의 내부와 연통되게 설치되면서 끝단에는 복수개의 노즐이 구비된 냉기토출관이 연통되게 설치되어 있어 주축관의 내부로 공급되는 냉기가 각 냉기토출관의 노즐을 통해 주축관쪽으로 토출되어 이송되는 식품을 급속 동결시키는 스크루냉각부로 구성된 것에 본 발명의 특징이 있다.
상기와 같이 본 발명에 의하면 투입구와 배출구가 형성된 단면이 "U"자형 관체형상의 드럼하우징이 구비되고 드럼하우징의 개방된 상부에는 냉동을 이한 쿨링유닛이 설치된 덮개부재가 설치되어 일정크기로 절단된 각종 야채 등의 식품이 드럼하우징의 내측으로 투입되면서 동결되도록 되어 있되, 상기 드럼하우징의 내측면 상부 좌우양측에는 각각 에어나이프가 설치되어 있어 쿨링유닛으로부터 공급되는 압축된 냉기가 에어나이프를 통해 드럼하우징의 내주면을 따라 하방으로 토출되어 드럼하우징의 내주면에 절단된 식품이 달라붙지 않도록 할 수 있고, 상기 드럼하우징의 내측에는 전후수평으로 주축관이 관통되어 회전되게 설치되면서 주축관의 외주면에 스크루형태로 설치된 다수개의 교반관에 의해 투입된 식품이 배출구쪽으로 이송되며 각 교반관에는 냉기토출관이 설치되고 주축관의 내부에는 쿨링유닛으로부터의 냉기가 공급되도록 되어 있어 주축관으로 공급된 냉기가 각 냉기토출관의 노즐을 통해 주축관쪽으로 토출되면서 이송되는 식품이 서로 엉겨붙거나 주축관에 달라붙지 않게 급속으로 개체동결시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 스크루형 식품급속 개체동결장치의 분해 사시개략도
도 2는 본 발명에 따른 스크루형 식품급속 개체동결장치의 사시개략도
도 3은 본 발명에 따른 스크루형 식품급속 개체동결장치의 종단면개략도
도 4는 도 3의 A-A'선의 단면개략도
도 5는 본 발명에 따른 스크루형 식품급속 개체동결장치의 내부에 절단된 식품이 투입된 상태에서 동결처리되는 상태의 종단면개략도
도 6은 본 발명에 따른 스크루형 식품급속 개체동결장치의 전체 작동상태를 도시한 단면개략도
도 7은 본 발명에 따른 스크루형 식품급속 개체동결장치의 다른 실시예를 도시한 종단면개략도
도 8은 본 발명에 따른 스크루형 식품급속 개체동결장치의 다른 실시예에 따라 내부에 절단된 식품이 투입된 상태에서 동결처리되는 상태의 종단면개략도
이하 본 발명에 따른 바람직한 구성을 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 스크루형 식품급속 개체동결장치(1)는 도 1 내지 8에 도시된 바와 같이 일정크기로 절단된 생강, 당근, 마늘, 대파 등의 식품을 개체별로 서로 엉겨붙지 않게 급속 동결처리하는 장치로서, 단면이 "U"자형으로 상부가 개방되고 전후면이 막혀진 관형상의 드럼하우징(3)이 구비되고 드럼하우징(3)의 후면 상부에는 절단된 식품이 내측으로 투입되는 투입구(4)가 설치되며 전면 하부에는 동결된 식품이 배출되는 배출구(5)가 설치되고 드럼하우징(3)의 내측면 상부 좌우양측에는 드럼하우징(3)의 내주면을 따라 하방으로 압축된 냉기를 분출시키는 에어나이프(9)가 설치된 동결드럼부(2)와, 상기 드럼하우징(3)의 개방된 상부를 차폐하는 덮개부재(15)가 구비되고 덮개부재(15)에는 냉동을 위한 하나 또는 복수개의 쿨링유닛(16)이 설치되어 있어 드럼하우징(3) 내부의 공기를 흡입, 냉각하여 송풍기(17)를 통해 에어나이프(9)에 냉기를 공급하는 냉각차폐부(14)와, 상기 드럼하우징(3)의 내부에 전후수평으로 관통되어 회전되게 설치되면서 쿨링유닛(16)으로부터 냉기를 공급받는 주축관(25)이 구비되며 주축관(25)의 외주면에는 절단된 식품을 이송하기 위한 다수개의 교반관(26)이 스크루형태로 설치되고 각 교반관(26)은 주축관(25)의 내부와 연통되게 설치되면서 끝단에는 복수개의 노즐(28)이 구비된 냉기토출관(27)이 연통되게 설치되어 있어 주축관(25)의 내부로 공급되는 냉기가 각 냉기토출관(27)의 노즐(28)을 통해 주축관(25)쪽으로 토출되어 이송되는 식품을 급속 동결시키는 스크루냉각부(24)로 구성된다.
상기 동결드럼부(2)는 도 1 내지 6에 도시된 바와 같이 내부에 공간부를 형성하여 일정크기로 절단된 식품이 일정량 투입 저장되면서 급속 냉동처리되도록 하는 부분으로, 단면이 "U"자형으로 상부가 개방되고 전후면이 막혀진 관형상의 드럼하우징(3)이 구비되고 드럼하우징(3)의 후면 상부에는 절단된 식품이 내측으로 투입되는 투입구(4)가 설치되며 전면 하부에는 동결된 식품이 배출되는 배출구(5)가 설치되고 드럼하우징(3)의 내측면 상부 좌우양측에는 드럼하우징(3)의 내주면을 따라 하방으로 압축된 냉기를 분출시키는 좌우측 에어나이프(9)가 각각 고정설치되도록 되어 있다.
상기 드럼하우징(3)은 금속재질로 된 전후로 긴 관체형상으로 이루어져 있고 하면부에는 다수개의 지지대(6)가 고정설치되어 있어 드럼하우징(3)이 바닥면으로부터 일정간격 이격된 상태로 전후수평으로 설치되도록 되어 있으며 드럼하우징(3)의 후면 상부에는 투입구(4)가 천공되어 있고 상기 투입구(4)에는 투입컨베이어(7)의 전방끝부분이 내측으로 관통되게 설치되어 있어 도 6에 도시된 바와 같이 투입컨베이어(7)를 통해 이송되는 일정크기로 절단된 야채 등의 식품이 투입구(4)를 통해 드럼하우징(3)의 내측으로 투입되도록 되어 있으며, 상기 드럼하우징(3)의 전면 하부에는 배출구(5)가 천공되어 있어 드럼하우징(3)의 내부를 통과하면서 급속 동결처리된 식품이 배출구(5)를 통해 드럼하우징(3)의 외부로 배출되도록 되어 있고 드럼하우징(3)의 외측 전방 하부에는 배출컨베이어(8)가 설치되어 있어 배출구(5)를 통해 드럼하우징(3)의 외부로 배출되는 동결처리된 식품을 배출컨베이어(8)에서 받아 별도의 냉동창고 등으로 이송시키도록 되어 있다.
한편, 필요에 따라 상기 드럼하우징(3)은 전방으로 갈수록 일정각도로 하향경사지게 설치되어 내측으로 투입되는 절단된 식품이 자연스럽게 배출구(5)쪽으로 유도되도록 할 수 있다.
상기 좌우측 에어나이프(9)는 드럼하우징(3)의 내측면 상부 좌우양측에 각각 드럼하우징(3)의 길이방향을 따라 일직선형으로 길게 고정설치되며 상부는 넓고 하부로 갈수록 점점 좁게 테이퍼진 관형상으로 하부끝부분에는 전후 일직선형으로 냉기토출구(10)가 형성되어 있고 상면부에는 하나 또는 복수개의 냉기투입구(11)가 형성되어 있되, 상기 냉기투입구(11)는 냉각차폐부(14)의 송풍기(17)와 연결되도록 되어 있어 도 5에 도시된 바와 같이 송풍기(17)로부터 공급되는 냉기가 냉기투입구(11)를 통해 좌우측 에어나이프(9)의 내측으로 공급되고 에어나이프(9)의 하부끝부분에 형성된 좁은 냉기토출구(10)를 통해 압축되면서 드럼하우징(3)의 내주면을 따라 하방으로 강하게 토출되어 드럼하우징(3)의 내주면에 절단된 식품이 동결과정에서 달라붙는 것을 방지하도록 되어 있고 드럼하우징(3)의 내측면 쪽에 위치되는 절단된 식품을 신속하게 동결처리하도록 되어 있다.
또한, 상기 드럼하우징(3)은 내측 바닥면 가운데부분에 드럼하우징(3)의 길이방향을 따라 전후 일직선상으로 냉기유도판(12)이 고정설치되어 있되, 상기 냉기유도판(12)은 가운데부분이 상방으로 볼록하게 돌출형성되면서 좌우양측면이 경사면으로 형성되어 있어 도 5에 도시된 바와 같이 좌우측 에어나이프(9)를 통해 드럼하우징(3)의 좌우측 내주면을 따라 공급되는 냉기가 냉기유도판(12)에 의해 드럼하우징(3)의 내측 바닥면 가운데부분에서 서로 부딪쳐 상방으로 자연스럽게 유도되도록 되어 있고 상방으로 흐름유도된 냉기는 드럼하우징(3) 내측의 절단된 식품 사이를 통과하면서 동결처리하고 동결처리에 따라 기온이 상승된 냉기는 상부에 설치된 냉각차폐부(14)의 쿨링유닛(16)에 구비된 흡입구(19)로 흡입되도록 되어 있다.
한편, 상기 드럼하우징(3)은 좌우측 에어나이프(9) 사이에 걸름망(13)이 가로지른 상태로 설치되도록 되어 있어 식품조각이나 얼음조각이 상방으로 흐름유도되는 냉기에 의해 함께 상승되면서 쿨링유닛(16)의 흡입구(19)로 유입되는 것을 걸름망(13)을 통해 차단하도록 되어 있다.
상기 냉각차폐부(14)는 도 1 내지 6에 도시된 바와 같이 드럼하우징(3)의 개방된 상부를 차폐하면서 절단된 식품의 급속 동결을 위한 냉기를 공급하는 부분으로, 상기 드럼하우징(3)의 개방된 상부를 차폐하는 덮개부재(15)가 구비되고 상기 덮개부재(15)에는 냉동을 위한 하나 또는 복수개의 쿨링유닛(16)이 설치되어 있어 드럼하우징(3) 내부의 공기를 흡입, 냉각하여 송풍기(17)를 통해 에어나이프(9)에 냉기를 공급하도록 되어 있다.
상기 덮개부재(15)는 금속재질로 드럼하우징(3)의 상부에 부합되는 크기를 지니고 있고 외주면에는 수직하방으로 테두리부가 형성되어 있어 드럼하우징(3)의 개방된 상부에 부합되게 덮혀 씌워진 상태로 볼트 등을 통해 조립설치되면서 드럼하우징(3)의 개방된 상부를 차폐하도록 되어 있고, 상기 쿨링유닛(16)은 외부냉동라인(18)을 통해 공급되는 냉매에 의해 저온을 얻어 주위의 공기를 냉각시키는 통상의 냉동장치로서 덮개부재(15)의 상면부에 고정설치된 상태로 하측에는 덮개부재(15)의 상면부를 관통하여 흡입구(19)가 하방으로 돌출되게 설치되어 있어 쿨링유닛(16)의 내부에 설치된 흡입팬(도시하지 않음)의 흡입력에 의해 흡입구(19)를 통해 유입되는 드럼하우징(3) 내부의 공기를 냉매에 의한 열교환방식으로 - 40 ~ - 50℃ 정도로 급속 냉각시켜 쿨링유닛(16)의 좌우양측에 설치된 냉기공급관(21)을 통해 덮개부재(15)의 좌우양측에 설치된 고압 터보팬 등의 장치로 이루어진 송풍기(17)로 보내 좌우측 송풍기(17)와 연결된 좌우측 에어나이프(9)로 저온의 냉기를 고압으로 공급하도록 되어 있다.
상기 덮개부재(15)는 각 쿨링유닛(16)이 설치된 부분의 좌우양측에 송풍덕트(20)가 고정설치되어 있되, 좌우측 송풍덕트(20)는 쿨링유닛(16)과 냉기공급관(21)을 통해 연통되게 설치된 상태로 내부에는 송풍기(17)가 내장설치되어 있으며 좌우측 송풍덕트(20)의 하부는 좌우측 에어나이프(9)의 냉기투입구(11)와 상하 연통되게 설치되도록 되어 있어 도 5에 도시된 바와 같이 쿨링유닛(16)으로부터의 냉기가 송풍기(17)의 흡입력에 의해 좌우측 송풍덕트(20) 내부로 흡입되면서 좌우측 에어나이프(9)의 냉기투입구(11)로 강제 송풍되도록 되어 있다.
한편, 상기 덮개부재(15)는 하면부에 전후 일정간격으로 다수개의 UV살균램프(도시하지 않음)가 설치되어 있어 세균번식을 방지하도록 되어 있다.
또한, 상기 쿨링유닛(16)은 전방에 보조냉기공급관(22)이 연결설치되어 있고 상기 보조냉기공급관(22)은 주축관(25)의 전방끝단 내측과 연통되게 설치되면서 쿨링유닛(16)으로부터의 냉기가 주축관(25)의 내부로 공급되도록 되어 있되, 상기 보조냉기공급관(22)에는 고압 터보팬 등의 장치로 이루어진 보조송풍기(23)가 연결 설치되어 있어 쿨링유닛(16)으로부터의 냉기를 보조송풍기(23)로부터 발생되는 송풍력에 의해 주축관(25)의 내부로 높은 압력으로 공급하여 각 냉기토출관(27)의 노즐(28)을 통해 강하게 토출되도록 되어 있다.
상기 스크루냉각부(24)는 도 1 내지 6에 도시된 바와 같이 드럼하우징(3)의 내부에 투입된 식품을 배출구(5)쪽으로 이송시키면서 교반하여 전체적으로 신속, 균일하게 급속 동결처리되도록 하는 부분으로, 상기 드럼하우징(3)의 내부에 전후수평으로 관통되어 회전되게 설치되면서 쿨링유닛(16)으로부터 냉기를 공급받는 주축관(25)이 구비되며 주축관(25)의 외주면에는 절단된 식품을 이송하기 위한 다수개의 교반관(26)이 스크루형태로 설치되고 각 교반관(26)은 주축관(25)의 내부와 연통되게 설치되면서 끝단에는 복수개의 노즐(28)이 구비된 냉기토출관(27)이 연통되게 설치되어 있어 주축관(25)의 내부로 공급되는 냉기가 각 냉기토출관(27)의 노즐(28)을 통해 주축관(25)쪽으로 토출되어 이송되는 식품을 급속 동결시키도록 되어 있다.
상기 주축관(25)은 내부가 빈 중공의 일직선형 관형상으로 드럼하우징(3)의 내측 중앙부분을 전후로 가로지른 상태로 관통 설치되며 주축관(25)이 관통되는 드럼하우징(3)의 전후면에는 각각 주축관(25)과의 사이에 베어링(29a)이 개재(介在)되어 있어 주축관(25)이 원활하게 회전가능하게 설치되고, 상기 주축관(25)의 후방은 드럼하우징(3)의 후방 외측으로 일정길이 돌출된 상태로 통상의 구동장치(도시하지 않음)과 연결되어 구동력을 전달받으면서 회전구동되도록 되어 있다.
또한, 상기 주축관(25)은 전방이 드럼하우징(3)의 전방 외측으로 일정길이 돌출된 상태로 주축관(25)의 전방 내측에는 베어링(29b)이 개재(介在)되어 있고 베어링(29)의 내측에는 쿨링유닛(16)으로부터의 보조냉기공급관(22)이 관통개재되어 있으며 주축관(25)의 후방 내측은 막혀져 있어 쿨링유닛(16)으로부터 냉기가 주축관(25)의 내부로 공급되도록 되어 있다.
한편, 필요에 따라 상기 주축관(25)은 쿨링유닛(16)으로부터의 보조냉기공급관(22)을 통해 냉기를 공급받는 대신 별도의 냉동장치(도시하지 않음)로부터 냉기를 공급받도록 할 수 있다.
또한, 상기 주축관(25)은 외주면에 일정길이를 지닌 다수개의 교반관(26)이 스크류형태로 일정간격 이격되게 설치되어 있되, 각 교반관(26)은 주축관(25)의 내부와 연통된 상태로 주축관(25)의 외주면에 방사상으로 고정설치되고 교반관(26)의 끝단에는 냉기토출관(27)이 연통되게 설치되어 있어 주축관(25)의 회전에 따라 교반관(26)과 냉기토출관(27)에 의해 드럼하우징(3)의 내부에 투입된 식품이 후방에서 전방으로 이동되면서 교반되어 동결되는 과정에서 식품이 서로 달라붙는 것을 방지하도록 되어 있다.
한편, 상기 냉기토출관(27)은 교반관(26)의 끝단에 전후수평으로 위치된 상태로 직교되게 연결설치되며 냉기토출관(27)에서 주축관(25)에 대향(對向)되는 면에는 복수개의 노즐(28)이 설치되어 있어 주축관(25)으로부터 각 교반관(26)을 통해 냉기토출관(27)으로 보내지는 냉기가 복수개의 노즐(28)을 통해 주축관(25)쪽으로 토출되도록 되어 있어 도 5에 도시된 바와 같이 교반관(26)과 냉기토출관(27)에 의해 교반되는 절단된 식품이 복수개의 노즐(28)로부터 토출되는 냉기에 의해 전체적으로 고르게 급속 동결처리되도록 되어 있다.
또한, 상기 냉기토출관(27)은 주축관(25)의 회전시 그 회전반경이 드럼하우징(3)의 내주면과 일정간격 이격되도록 되어 있어 냉기토출관(27)의 회전반경과 드럼하우징(3)의 내주면 사이로 좌우측 에어나이프(9)로부터의 냉기가 공급되어 절단된 식품들의 내,외측으로 동시에 냉기가 가해져 더욱 신속한 급속 동결이 이루어지도록 되어 있다.
한편, 본 발명에 따른 스크루형 식품급속 개체동결장치(1)는 대략 - 40℃ 정도로 유지되는 별도의 냉동실(도시하지 않음) 내부에 설치된 상태로 작동되어 투입컨베이어(7)를 통해 투입되는 절단된 식품이 신속하게 급속 냉동처리되도록 되어 있다.
또한, 본 발명에 따른 다른 실시예로서, 도 7 및 8에 도시된 바와 같이 상기 쿨링유닛(16)은 덮개부재(15)에 고정설치되는 대신 드럼하우징(3)의 외측면 좌우양측이나 지면위에 설치가능하도록 구성할 수 있는데, 단면이 "U"자형으로 상부가 개방되고 전후면이 막혀진 관형상의 드럼하우징(3)이 구비되고 드럼하우징(3)의 후면 상부에는 절단된 식품이 내측으로 투입되는 투입구(4)가 설치되며 전면 하부에는 동결된 식품이 배출되는 배출구(5)가 설치되고 드럼하우징(3)의 내측면 상부 좌우양측에는 드럼하우징(3)의 내주면을 따라 하방으로 압축된 냉기를 분출시키는 에어나이프(9)가 설치되며 드럼하우징(3)의 외측면 좌우양측에는 냉동을 위한 하나 또는 복수개의 쿨링유닛(16)이 설치되어 드럼하우징(3) 내부의 공기를 흡입, 냉각하여 송풍기(17)를 통해 에어나이프(9)에 냉기를 공급하는 동결드럼부(2)와, 상기 드럼하우징(3)의 개방된 상부를 차폐하는 덮개부재(15)가 구비된 냉각차폐부(14)와, 상기 드럼하우징(3)의 내부에 전후수평으로 관통되어 회전되게 설치되면서 쿨링유닛(16)으로부터 냉기를 공급받는 주축관(25)이 구비되며 주축관(25)의 외주면에는 절단된 식품을 이송하기 위한 다수개의 교반관(26)이 스크루형태로 설치되고 각 교반관(26)은 주축관(25)의 내부와 연통되게 설치되면서 끝단에는 복수개의 노즐(28)이 구비된 냉기토출관(27)이 연통되게 설치되어 있어 주축관(25)의 내부로 공급되는 냉기가 각 냉기토출관(27)의 노즐(28)을 통해 주축관(25)쪽으로 토출되어 이송되는 식품을 급속 동결시키는 스크루냉각부(24)로 구성된다.
이 경우 상기 쿨링유닛(16)은 덮개부재(15)와 흡입관(30)을 통해 연통되게 연결설치되고 덮개부재(15)의 좌우양측에 구비된 송풍덕트(20)와 냉기공급관(21)을 통해 연통되게 연결설치되어 있어 도 8에 도시된 바와 같이 쿨링유닛(16)의 내부에 설치된 흡입팬(도시하지 않음)에 의한 흡입력에 의해 흡입관(30)을 통해 흡입되어 쿨링유닛(16)으로 유입되는 냉기는 냉매에 의한 열교환방식으로 - 40 ~ - 50℃ 정도로 급속 냉각되고 냉기공급관(21)을 통해 덮개부재(15)의 좌우양측에 설치된 고압 터보팬 등의 장치로 이루어진 송풍기(17)의 송풍력에 의해 좌우측 냉기투입구(11)를 거쳐 좌우측 에어나이프(9)로 저온의 냉기가 고압으로 공급되도록 되어 있다.
또한, 상기 덮개부재(15)는 일정높이를 지닌 하부가 개구된 케이스형상으로 형성되고 좌우양측면에 각각 흡입관(30)이 연통되게 설치되어 있어 드럼하우징(3)의 식품 냉각시 발생되는 수증기와 식품의 냉각에 따라 온도가 상승된 냉기가 함께 덮개부재(15)의 내측으로 자연상승되면서 수증기에 의해 생성되는 성에는 덮개부재(15)의 내측 상면부에 들러붙어 제거된 상태로 일정온도로 상승된 냉기만 좌우측 흡입관(30)을 통해 쿨링유닛(16)으로 보내지도록 되어 있어 쿨링유닛(16)으로 성에가 유입되지 않아 쿨링유닛(16)의 손상 및 과부하를 방지하도록 되어 있다.
한편, 필요에 따라 상기 쿨링유닛(16)은 드럼하우징(3)의 외측면 좌우양측에 고정설치하지 않고 지면위에 고정설치할 수 있다.
이하 본 발명의 작용은 다음과 같다.
본 발명에 따른 스크루형 식품급속 개체동결장치(1)를 이용하여 일정크기로 절단된 생강, 당근, 마늘, 대파 등의 식품을 개체별로 서로 엉겨붙지 않게 급속 동결처리하고자 하는 경우에는, 먼저 세척 등의 전처리과정을 거친 일정크기로 절단된 식품을 투입컨베이어(7)를 통해 공급하여 드럼하우징(3)의 투입구(4)를 통해 드럼하우징(3)의 내측에 일정량 투입, 저장되도록 되어 하고 주축관(25)의 회전작동에 따라 투입된 식품이 드럼하우징(3)의 내부에서 전방으로 이송되도록 하면서 쿨링유닛(16)의 냉각작동에 따라 대략 - 40 ~ - 50℃ 정도로 냉각된 냉기가 좌우측 에어나이프(9)와 주축관(25)의 각 냉기토출관(27)에 구비된 복수개의 노즐(28)을 통해 절단된 식품들의 내,외부에서 동시에 가해져 급속 동결처리되도록 한다.
이에 따라 도 5에 도시된 바와 같이 상기 쿨링유닛(16)은 하측에 설치된 흡입구(19)를 통해 드럼하우징(3) 내부의 공기를 흡입하여 외부냉동라인(18)으로부터 공급되는 저온의 냉매에 의해 열교환식으로 냉각시킨 다음 좌우양측에 연결설치된 냉기공급관(21)을 통해 냉기를 송풍덕트(20)로 보내고 송풍덕트(20)로 보내진 냉기는 내장설치된 고압 터보팬 등의 장치로 이루어진 송풍기(17)에 의해 좌우측 에어나이프(9)의 냉기투입구(11)로 고압으로 공급되며 좌우측 에어나이프(9)의 하부끝부분에 형성된 좁은 냉기토출구(10)를 통해 압축되면서 드럼하우징(3)의 내주면을 따라 하방으로 강하게 토출되어 드럼하우징(3)의 내주면에 절단된 식품이 동결과정에서 달라붙는 것을 방지하고 드럼하우징(3)의 내측면 쪽에 위치되는 절단된 식품을 신속하게 동결처리하게 된다.
또한, 상기 좌우측 에어나이프(9)를 통해 드럼하우징(3)의 좌우측 내주면을 따라 공급되는 냉기는 드럼하우징(3)의 내측 바닥면 가운데부분을 따라 전후 일직선상으로 설치된 냉기유도판(12)에 의해 드럼하우징(3)의 내측 바닥면 가운데부분에서 서로 부딪쳐 상방으로 자연스럽게 유도되고 상방으로 흐름유도된 냉기는 드럼하우징(3) 내측의 절단된 식품 사이를 통과하면서 동결처리하고 동결처리에 따라 기온이 상승된 냉기는 상부에 설치된 냉각차폐부(14)의 쿨링유닛(16)에 구비된 흡입구(19)로 흡입되어 드럼하우징(3) 내부의 냉기순환이 원활하게 이루어지게 된다.
또한, 상기 쿨링유닛(16)의 보조냉기공급관(22)을 통해 주축관(25)의 내부로 공급되는 냉기는 고압 터보팬 등의 장치로 이루어진 보조송풍기(23)에 의해 주축관(25)으로 고압으로 송풍되고 각 교반관(26)을 통해 냉기토출관(27)으로 보내지며 각 냉기토출관(27)으로 공급된 냉기는 주축관(25)에 대향되게 설치된 복수개의 노즐(28)을 통해 주축관(25)쪽으로 토출되어 이송되는 절단된 식품들 중 내측에 위치된 식품을 급속 동결시키게 된다.
상기와 같이 드럼하우징(3)의 내측에서 전방으로 이송되는 과정에서 급속 동결처리된 식품은 드럼하우징(3)의 전면 하부에 형성된 배출구(5)를 통해 외측으로 배출되면서 드럼하우징(3) 전방 하부에 설치된 배출컨베이어(8)를 통해 일정온도로 개체 냉동된 식품을 배출시키면서 포장팩 등에 일정량씩 포장하여 별도의 냉동창고 등에 보관하게 된다.
1. 개체동결장치 2. 동결드럼부
3. 드럼하우징 4. 투입구
5. 배출구 6. 지지대
7. 투입컨베이어 8. 배출컨베이어
9. 에어나이프 10. 냉기토출구
11. 냉기투입구 12. 냉기유도판
13. 걸름망 14. 냉각차폐부
15. 덮개부재 16. 쿨링유닛
17. 송풍기 18. 외부냉동라인
19. 흡입구 20. 송풍덕트
21. 냉기공급관 22. 보조냉기공급관
23. 보조송풍기 24. 스크루냉각부
25. 주축관 26. 교반관
27. 냉기토출관 28. 노즐
29a, 29b. 베어링 30. 흡입관

Claims (10)

  1. 단면이 "U"자형으로 상부가 개방되고 전후면이 막혀진 관형상의 드럼하우징(3)의 후면 상부에는 절단된 식품이 내측으로 투입되는 투입구(4)가 설치되며 전면 하부에는 동결된 식품이 배출되는 배출구(5)가 설치되고 드럼하우징(3)의 내측면 상부 좌우양측에는 드럼하우징(3)의 내주면을 따라 하방으로 압축된 냉기를 분출시키는 에어나이프(9)가 설치된 동결드럼부(2)와, 드럼하우징(3)의 개방된 상부를 차폐하는 덮개부재(15)에 냉동을 위한 하나 또는 복수개의 쿨링유닛(16)이 설치되어 드럼하우징(3) 내부의 공기를 흡입, 냉각하여 송풍기(17)를 통해 에어나이프(9)에 냉기를 공급하는 냉각차폐부(14)와, 드럼하우징(3)의 내부에 전후수평으로 관통되어 회전되게 설치되면서 쿨링유닛(16)으로부터 냉기를 공급받는 주축관(25)의 외주면에는 절단된 식품을 이송하기 위한 다수개의 교반관(26)이 스크루형태로 설치되고 각 교반관(26)은 주축관(25)의 내부와 연통되게 설치되면서 끝단에는 복수개의 노즐(28)이 구비된 냉기토출관(27)이 연통되게 설치되어 있어 주축관(25)의 내부로 공급되는 냉기가 각 냉기토출관(27)의 노즐(28)을 통해 주축관(25)쪽으로 토출되어 이송되는 식품을 급속 동결시키는 스크루냉각부(24)로 구성되어 있되, 상기 드럼하우징(3)은 좌우측 에어나이프(9) 사이에 걸름망(13)이 가로지른 상태로 설치된 것을 특징으로 하는 스크루형 식품급속 개체동결장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 드럼하우징(3)은 하면부에 다수개의 지지대(6)가 고정설치되어 바닥면으로부터 일정간격 이격되게 전후 수평으로 설치되고 드럼하우징(3)의 후면 상부에 천공된 투입구(4)에는 투입컨베이어(7)의 전방끝부분이 내측으로 관통되게 설치되며, 상기 드럼하우징(3)의 외측 전방 하부에는 배출컨베이어(8)가 설치되어 있어 배출구(5)를 통해 드럼하우징(3)의 외부로 배출되는 동결처리된 식품을 배출컨베이어(8)에서 받아 이송처리하는 것을 특징으로 하는 스크루형 식품급속 개체동결장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 좌우측 에어나이프(9)는 드럼하우징(3)의 길이방향을 따라 일직선형으로 고정설치되며 상부는 넓고 하부로 갈수록 점점 좁게 테이퍼진 관형상으로 하부끝부분에는 전후 일직선형으로 냉기토출구(10)가 형성되어 있고 상면부에는 하나 또는 복수개의 냉기투입구(11)가 형성되어 있되, 상기 냉기투입구(11)는 냉각차폐부(14)의 송풍기(17)와 연결되도록 되어 있어 송풍기(17)로부터 공급되는 냉기가 냉기투입구(11)를 통해 좌우측 에어나이프(9)의 내측으로 공급되는 것을 특징으로 하는 스크루형 식품급속 개체동결장치.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 드럼하우징(3)은 내측 바닥면 가운데부분에 드럼하우징(3)의 길이방향을 따라 전후 일직선상으로 냉기유도판(12)이 고정설치되어 있되, 상기 냉기유도판(12)은 가운데부분이 상방으로 볼록하게 돌출형성되면서 좌우양측면이 경사면으로 형성되어 있어 좌우측 에어나이프(9)를 통해 드럼하우징(3)의 좌우측 내주면을 따라 공급되는 냉기가 냉기유도판(12)에 의해 드럼하우징(3)의 내측 바닥면 가운데부분에서 서로 부딪쳐 상방으로 흐름유도되는 것을 특징으로 하는 스크루형 식품급속 개체동결장치.
  5. 삭제
  6. 제 1항에 있어서, 상기 덮개부재(15)는 각 쿨링유닛(16)이 설치된 부분의 좌우양측에 송풍덕트(20)가 고정설치되어 있되, 좌우측 송풍덕트(20)는 쿨링유닛(16)과 냉기공급관(21)을 통해 연통되게 설치된 상태로 내부에는 송풍기(17)가 내장설치되어 있으며 좌우측 송풍덕트(20)의 하부는 좌우측 에어나이프(9)의 냉기투입구(11)와 상하 연통되게 설치되는 것을 특징으로 하는 스크루형 식품급속 개체동결장치.
  7. 제 1항 또는 제 6항에 있어서, 상기 쿨링유닛(16)은 전방에 보조냉기공급관(22)이 연결설치되어 있고 보조냉기공급관(22)은 주축관(25)의 전방끝단 내측에 연통되게 설치되면서 쿨링유닛(16)으로부터의 냉기가 주축관(25)의 내부로 공급되도록 되어 있되, 상기 보조냉기공급관(22)에는 보조송풍기(23)가 연결 설치되어 있어 쿨링유닛(16)으로부터의 냉기를 보조송풍기(23)로부터 발생되는 송풍력에 의해 주축관(25)의 내부로 공급하는 것을 특징으로 하는 스크루형 식품급속 개체동결장치.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 주축관(25)은 전방이 드럼하우징(3)의 전방 외측으로 일정길이 돌출된 상태로 후방 내측은 막혀져 있고 주축관(25)의 전방 내측에는 베어링(29b)이 개재되어 있으며 베어링(29)의 내측에는 쿨링유닛(16)으로부터의 보조냉기공급관(22)이 관통개재되고, 각 교반관(26)은 주축관(25)의 외주면에 방사상으로 고정설치되며 냉기토출관(27)은 교반관(26)의 끝단에 전후수평으로 위치된 상태로 직교되게 연결설치되며 냉기토출관(27)에서 주축관(25)에 대향되는 면에는 복수개의 노즐(28)이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 스크루형 식품급속 개체동결장치.
  9. 단면이 "U"자형으로 상부가 개방되고 전후면이 막혀진 관형상의 드럼하우징(3)이 구비되고 드럼하우징(3)의 후면 상부에는 절단된 식품이 내측으로 투입되는 투입구(4)가 설치되며 전면 하부에는 동결된 식품이 배출되는 배출구(5)가 설치되고 드럼하우징(3)의 내측면 상부 좌우양측에는 드럼하우징(3)의 내주면을 따라 하방으로 압축된 냉기를 분출시키는 에어나이프(9)가 설치되며 드럼하우징(3)의 외측면 좌우양측에는 냉동을 위한 하나 또는 복수개의 쿨링유닛(16)이 설치되어 드럼하우징(3) 내부의 공기를 흡입, 냉각하여 송풍기(17)를 통해 에어나이프(9)에 냉기를 공급하는 동결드럼부(2)와, 상기 드럼하우징(3)의 개방된 상부를 차폐하는 덮개부재(15)가 구비된 냉각차폐부(14)와, 상기 드럼하우징(3)의 내부에 전후수평으로 관통되어 회전되게 설치되면서 쿨링유닛(16)으로부터 냉기를 공급받는 주축관(25)이 구비되며 주축관(25)의 외주면에는 절단된 식품을 이송하기 위한 다수개의 교반관(26)이 스크루형태로 설치되고 각 교반관(26)은 주축관(25)의 내부와 연통되게 설치되면서 끝단에는 복수개의 노즐(28)이 구비된 냉기토출관(27)이 연통되게 설치되어 있어 주축관(25)의 내부로 공급되는 냉기가 각 냉기토출관(27)의 노즐(28)을 통해 주축관(25)쪽으로 토출되어 이송되는 식품을 급속 동결시키는 스크루냉각부(24)로 구성된 것을 특징으로 하는 스크루형 식품급속 개체동결장치.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 쿨링유닛(16)은 덮개부재(15)와 흡입관(30)을 통해 연통되게 연결설치되고 덮개부재(15)의 좌우양측에 구비된 송풍덕트(20)와 냉기공급관(21)을 통해 연통되게 연결설치된 것을 특징으로 하는 스크루형 식품급속 개체동결장치.
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