KR101971119B1 - 커피 생두의 외피 파쇄장치 - Google Patents

커피 생두의 외피 파쇄장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 커피 생두의 외피 파쇄장치는, 외피가 부착된 커피 생두가 수용되고, 상기 커피 생두의 외피를 파쇄시키는 파쇄공간이 형성된 파쇄유닛, 상기 파쇄유닛에 연결되어 외피가 부착된 커피 생두를 상기 파쇄공간 내측으로 투입하는 투입부, 상기 파쇄유닛의 일측에 연결되어, 상기 파쇄유닛에 의해 외피가 분리된 생두를 배출시키는 생두배출부 및 상기 파쇄유닛의 타측에 연결되어, 상기 파쇄유닛에 의해 상기 생두로부터 분리된 외피 잔류물을 배출시키는 외피배출부를 포함한다.

Description

커피 생두의 외피 파쇄장치{Coffee Husk Separating Apparatus}
본 발명은 커피 생두의 외피 파쇄장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 생두 및 생두로부터 분리된 외피를 서로 분리하여 배출시킬 수 있도록 형성된 커피 생두의 외피 파쇄장치에 관한 것이다.
일반적으로 커피의 생산 과정은, 원산지에서 재배된 커피나무에서 커피체리를 수확하고, 수확한 커피체리의 가공 과정을 거쳐 생두로 만들어진 후 로스팅되어 완성된다. 이때 그 가공방식은 크게 건식법과 습식법으로 나누어 질 수 있다.
건식법은 주로 물이 부족하고 일조량이 좋은 지역에서 이용되며, 커피체리 상태로 말리는 내추럴 가공방식 그리고 커피체리의 과육을 제거한 후 끈적한 점액질이 묻어 있는 파치먼트 상태로 건조하는 펄프드 내추럴방식으로 구분된다.
습식법은 풍부한 물이 확보된 상태에서 가능한 가공방식으로 커피체리의 크기에 맞게 간격을 조절하여 과육을 분리한 후 끈적한 점액질을 발효에 의해 제거하는 워시드 방식 그리고 점액질 제거기와 같은 물리적 장치의 사용으로 끈적한 점액질을 제거하는 세미 워시드 방식으로 구분된다.
가공이 끝난 커피체리나 파치먼트는 수분 함유율이 50%대를 유지하고 있으며, 따라서 가공 이후 이를 안전하게 보관할 수 있도록 수분함유율을 12%까지 낮춰주는 건조 과정과 이물질을 제거해주는 프리클리닝 및 돌제거 과정을 더 거치게 된다.
커피체리의 구조는 껍질, 과육, 파치먼트, 은피, 생두로 구성되며 더 구체적으로 생두는 얇은 은색 막인 은피로 감싸여 있고 그 위를 딱딱한 파치먼트가 감싸고 있다. 또한 파치먼트 위로는 끈적한 점액질인 펙틴층이 존재하며 그 위로 과육과 껍질이 감싸고 있다.
상기와 같이 건조 과정과 클리닝 과정이 끝난 커피체리 및 파치먼트는 탈곡 과정을 지나 은피로 둘러싸인 생두만 남게 된다.
상기 탈곡 과정은 생두를 감싸고 있는 파치먼트 및 껍질을 제거하는 과정으로 워시드 방식에서 파치먼트를 제거하는 작업을 헐링 그리고 내추럴 방식에서 껍질, 과육, 파치먼트를 제거하는 것을 허스킹이라고 부르고 있다.
그런데, 상기와 같은 탈곡 기술은 다음과 같은 문제가 있다.
일반적으로 커피 원산지로부터 생두를 수입하는 경우, 유통 과정에서 먼지, 오염물 및 벌레 등으로의 오염을 방지하고 컨테이너의 가혹한 환경에서 생두의 품질을 지키기 위해 파치먼트 상태로 수송하게 된다. 이에 따라, 생산지에서 집산지까지 운송과정에서 유입된 각종 이물질, 다양한 변질 요소 등을 제거하기 위한 화학 약품 등 인체에 해로운 물질 등이 파치먼트 및 은피에 잔류하고 있음에도 불구하고, 종래의 탈곡 기술은 상기 파치먼트, 은피 및 각종 이물질 등을 충분히 제거하지 못하는 문제점이 있다.
또한 상기 은피는 생두를 로스팅하는 과정에서 생두 내부의 온도가 140℃ 이상이 되면 생두와 자연스럽게 분리가 되기 때문에 통상적으로 생두에 붙어있는 은피를 제거하는 폴리싱 작업이 수행되지 않고 있다. 이에 따라, 로스팅 후 제조된 원두에 분리된 은피가 많이 섞이게 되면 커피 제조시 쓰거나 아린 맛을 유발하는 원인이 된다.
따라서 이와 같은 문제점들을 해결하기 위한 방법이 요구된다.
한국등록특허 제10-1626826호
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 발명으로서, 생두 및 생두를 감싸고 있는 외피를 효과적으로 분리시킬 수 있으며, 또한 생두와 분리된 외피를 서로 분리하여 배출시킬 수 있도록 하는 커피 생두의 외피 파쇄장치를 제공하기 위한 목적을 가진다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 커피 생두의 외피 파쇄장치는, 외피가 부착된 커피 생두가 수용되고, 상기 커피 생두의 외피를 파쇄시키는 파쇄공간이 형성된 파쇄유닛, 상기 파쇄유닛에 연결되어 외피가 부착된 커피 생두를 상기 파쇄공간 내측으로 투입하는 투입부, 상기 파쇄유닛의 일측에 연결되어, 상기 파쇄유닛에 의해 외피가 분리된 생두를 배출시키는 생두배출부 및 상기 파쇄유닛의 타측에 연결되어, 상기 파쇄유닛에 의해 상기 생두로부터 분리된 외피 잔류물을 배출시키는 외피배출부를 포함한다.
그리고 상기 외피배츨부는 상기 파쇄공간 내에 수용된 외피 잔류물을 흡입하는 흡입모듈을 포함할 수 있다.
또한 상기 파쇄유닛은 중심축을 기준으로 회전 가능하게 형성되어 회전력에 의해 상기 커피 생두의 외피를 파쇄시키도록 형성될 수 있다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 커피 생두의 외피 파쇄장치는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 커피 생두를 감싸고 있는 외피를 효과적으로 분리시킬 수 있는 장점이 있다.
둘째, 생두와 분리된 외피 잔류물을 서로 분리하여 배출시킬 수 있도록 함에 따라, 생두에 외피 잔류물이 붙은 상태로 유통되는 것을 방지할 수 있다.
셋째, 이에 따라 생두를 통해 제조된 음료의 맛을 보다 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 커피 생두의 외피 파쇄장치의 모습을 나타낸 도면;
도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 커피 생두의 외피 파쇄장치의 모습을 나타낸 도면;
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 커피 생두의 외피 파쇄장치에 사용되는 파쇄부재의 모습을 나타낸 도면;
도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 커피 생두의 외피 파쇄장치의 모습을 나타낸 도면;
도 5는 본 발명의 제4실시예에 따른 커피 생두의 외피 파쇄장치의 모습을 나타낸 도면;
도 6 내지 도 8은 본 발명의 제5실시예에 따른 커피 생두의 외피 파쇄장치의 모습을 나타낸 도면; 및
도 9는 본 발명의 제6실시예에 따른 커피 생두의 외피 파쇄장치의 모습을 나타낸 도면이다.
이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 커피 생두의 외피 파쇄장치(100)의 모습을 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 발명의 제1실시예에 따른 커피 생두의 외피 파쇄장치(100)는 파쇄유닛(120)과, 투입부(110)와, 생두배출부(130)와, 외피배출부(140)를 포함한다. 그리고 상기 각 구성요소는 각각 상부 프레임(105b) 및 하부 프레임(105a)을 포함하는 베이스프레임(105)에 의해 고정되거나 지지된 상태로 구비될 수 있다.
상기 파쇄유닛(120)은 내부에 외피가 부착된 상태의 커피 생두(B)가 수용되고, 상기 커피 생두(B)의 외피를 파쇄시키는 파쇄공간(122)이 형성된다.
특히 본 실시예에서 상기 파쇄유닛(120)은 구동부(121)에 의해 중심축(124)을 기준으로 회전 가능하게 형성되며, 이에 의해 발생하는 회전력에 의해 상기 커피 생두(B)의 외피를 파쇄시키도록 형성된다. 또한 도시되지는 않았으나, 상기 파쇄공간(122)을 고온으로 가열시켜 외피의 분리를 용이하게 하는 가열부가 더 구비될 수 있다.
상기 투입부(110)는 상기 파쇄유닛(120)에 연결되어 외피가 부착된 커피 생두(B)를 상기 파쇄공간(122) 내측으로 투입하는 구성요소이다.
본 실시예에서 상기 투입부(110)는 상기 파쇄유닛(120)의 상부로 연결된 형태를 가지며, 내부에 상기 파쇄공간(122)과 연통되는 투입공간(112)이 형성되어 외피가 부착된 커피 생두(B)를 투입할 수 있다.
그리고 상기 생두배출부(130)는 상기 파쇄유닛(120)의 일측에 연결되어 상기 파쇄유닛(120)에 의해 외피가 분리된 생두(B)를 배출시키는 구성요소이며, 상기 외피배출부(140)는 상기 파쇄유닛(120)의 타측에 연결되어, 상기 파쇄유닛(120)에 의해 상기 생두(B)로부터 분리된 외피 잔류물을 배출시키는 구성요소이다.
본 실시예에서 상기 생두배출부(130)는 상기 파쇄유닛(120)의 하부에 연결된 형태를 가지며, 내부에 외피가 분리된 생두(B)가 유동되어 배출되는 생두유동공간(132)이 형성된다.
그리고 상기 외피배출부(140)는 상기 파쇄유닛(120)의 후방에 연결된 형태를 가지며, 내부에 외피 잔류물이 유동되어 배출되는 외피유동공간(142)이 형성된다.
특히 본 실시예에서 상기 외피배츨부(140)는, 상기 파쇄공간(122) 내에 수용된 외피 잔류물을 흡입하는 흡입모듈(146)을 포함할 수 있다. 이때 상기 흡입모듈(146)의 흡입력은 상기 외피 잔류물은 흡입하되, 상기 생두는 흡입되지 않는 정도의 출력으로 유지될 수 있다. 일반적으로 상기 외피 잔류물은 상기 생두(B)에 비해 부피 및 중량이 현저하게 작기 때문이다.
한편 상기 생두배출부(130) 및 상기 파쇄유닛(120) 간의 연결부(134)와, 상기 외피배출부(140) 및 상기 파쇄유닛(120) 간의 연결부(144)에는, 상기 생두유동공간(132) 또는 상기 외피유동공간(142)의 입구를 선택적으로 개폐하는 개폐부(미도시)가 더 구비될 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 생두(B)를 감싸고 있는 외피를 효과적으로 분리시킬 수 있으며, 생두(B)와 분리된 외피 잔류물을 서로 분리하여 배출시킬 수 있도록 함에 따라, 생두(B)에 외피 잔류물이 붙은 상태로 유통되는 것을 방지할 수 있다.
그리고 상기 생두(B)의 외피라 함은 껍질, 과육, 파치먼트, 은피 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.
도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 커피 생두의 외피 파쇄장치(100)의 모습을 나타낸 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이. 제2실시예에 따른 커피 생두의 외피 파쇄장치(100)는 전술한 제1실시예와 전체적으로 동일한 구성요소를 가지도록 형성된다.
다만, 본 실시예는 상기 파쇄유닛(120)에 파쇄부재(50)를 공급하는 파쇄부재공급유닛(150)을 더 포함한다는 특징을 가진다.
상기 파쇄부재공급유닛(150)은 내부에 복수의 파쇄부재(50)가 구비되는 수용공간(152)을 포함하며, 상기 수용공간(152)은 공급로(154)를 통해 상기 파쇄공간(122)과 연통된다. 이에 따라 상기 파쇄부재공급유닛(150)은 상기 파쇄부재(50)를 상기 파쇄공간(122) 내측으로 선택적으로 공급할 수 있다.
상기 파쇄부재(50)는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 파쇄공간(122) 내부에서 상기 파쇄유닛(120)의 회전에 의해 외피가 부착된 상태의 생두(B)와 함께 교반되며 커피 생두(B)와 직접적으로 접촉되며 그 운동에너지를 통해 외피를 파쇄할 수 있도록 형성된다.
특히 본 실시예에서 상기 파쇄부재(50)는 구 형태로 형성된 바디부(54)와, 상기 바디부(54)의 표면으로부터 방사형으로 돌출된 복수의 파쇄부(54)를 포함하는 형태로 형성된다. 상기 파쇄부(54)는 외측으로 갈수록 횡단면의 면적이 점차 감소하는 형태로 형성될 수 있으며, 이에 따라 상기 생두(B)의 외피를 효과적으로 파쇄할 수 있다.
이상과 같이, 본 실시예는 외피가 부착된 생두(B)를 상기 파쇄유닛(120)에 투입하여 교반하는 과정에서 상기 파쇄부재공급유닛(150)이 상기 파쇄부재(50)를 상기 파쇄공간(122)에 함께 공급함으로써 외피를 보다 효과적이고 신속하게 분리할 수 있다.
이때 상기 파쇄부재(50)의 적어도 파쇄부(54)는 상기 생두(B)의 경도보다 작은 경도를 가지되, 상기 외피의 경보도다는 큰 경도를 가지는 재질로 형성될 수 있다. 이는 상기 생두(B)에 손상을 입히지 않도록 하기 위한 것이다.
도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 커피 생두의 외피 파쇄장치(100)의 모습을 나타낸 도면이다.
도 4에 도시된 본 발명의 제3실시예는, 전술한 제2실시예의 형태에 이물질회수유닛(160)을 더 포함하는 형태를 가진다.
상기 이물질회수유닛(160)은 상기 파쇄유닛(120)에 회수로(164)를 통해 연결되어, 상기 파쇄공간(122)에 존재하는 이물질(C)을 회수할 수 있도록 형성된다.
상기 파쇄공간(122)에는 상기 파쇄부재(50) 등의 마모에 따라 발생하는 이물질(C) 등이 잔류하고 있는 상태일 수 있으며, 상기 이물질회수유닛(160)은 이와 같은 이물질(C)을 회수하여 생두(B)와 함께 배출되지 않도록 할 수 있다.
특히 본 실시예에서 상기 파쇄부재(50)는 자성체 재질로 제작된 형태를 가지며, 상기 이물질회수유닛(160)에는 회수용 자석(166)이 구비되어 상기 파쇄부재(50)로부터 탈락된 이물질(C)을 자력에 의해 회수할 수 있도록 형성된다.
이때 상기 회수용 자석(166)의 자력은 상기 파쇄부재(50)로부터 탈락된 이물질(C)은 회수하되, 상기 파쇄부재(50) 자체는 인력에 의해 유동되지 않는 정도로 설정될 수 있다.
도 5는 본 발명의 제4실시예에 따른 커피 생두의 외피 파쇄장치(100)의 모습을 나타낸 도면이다.
도 5에 도시된 본 발명의 제4실시예의 경우, 상기 파쇄유닛(120) 내측에 복수의 파쇄모듈(170)이 더 구비된다.
본 실시예에서 상기 파쇄모듈(170)은 상기 파쇄유닛(120)의 내주면에 구비되고, 중심축(124)을 향해 길이 방향으로 길게 형성된 형태를 가지는 연장부(172)와, 상기 연장부(172)의 길이 방향 및 둘레 방향을 따라 돌출된 복수의 돌출부(174)를 포함한다.
이와 같은 형태의 본 실시예는, 상기 파쇄유닛(120)의 회전 과정에서 외피가 부착된 커피 생두(B)가 파쇄모듈(170)의 돌출부(174)에 충돌하며 외피가 파쇄 및 분리될 수 있다.
특히 상기 파쇄모듈(170)은 상기 연장부(172)의 중심점을 기준으로 회전 가능하게 형성될 수 있으며, 이에 따라 파쇄 효과를 보다 향상시킬 수 있다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 제5실시예에 따른 커피 생두의 외피 파쇄장치(100)의 모습을 나타낸 도면이다.
도 6 내지 도 8에 도시된 본 발명의 제5실시예는 전술한 제4실시예와 같이 상기 파쇄유닛(120)의 내주면에 복수의 파쇄모듈(170)이 구비되며, 이에 더하여 상기 회전축(124)의 외주면에는 상기 회전축(124)의 외주면으로부터 방사형으로 돌출된 복수의 스토핑부재(126)를 더 포함한다.
이때 상기 스토핑부재(126)의 길이(d2)는 상기 파쇄모듈(170)의 연장부(172) 끝단과 회전축 외주면 사이의 거리(d1)보다 길게 형성될 수 있으며, 이는 상기 파쇄유닛(120)의 회전 과정에서 상기 파쇄모듈(170)이 상기 스토핑부재(126)에 걸리도록 하기 위한 것이다.
특히 본 실시예에서 상기 파쇄모듈(170)의 연장부(172)는 유연성 및 탄성이 있는 재질로 형성될 수 있으며, 이에 따라 도 7에 도시된 바와 같이 상기 파쇄모듈(170)이 상기 스토핑부재(126)에 걸릴 경우 상기 연장부(172)는 상기 스토핑부재(126)의 강성에 의해 회전 방향의 반대 방향으로 휘어지게 된다.
이후 상기 파쇄모듈(170)이 더욱 회전될 경우, 상기 연장부(172)는 상기 스토핑부재(126)로부터 걸린 상태가 해제되며 탄성에 의해 반발력을 가지게 된다. 즉 본 실시예는 상기 파쇄모듈(170)의 탄성에 의한 운동에너지를 통해 생두(B)로부터 외피를 보다 효과적으로 분리할 수 있다.
도 9는 본 발명의 제6실시예에 따른 커피 생두의 외피 파쇄장치(10)의 모습을 나타낸 도면이다.
도 9에 도시된 본 발명의 제6실시예의 경우, 생두배출부(130)의 경로 상에 외피검출모듈(180)이 더 구비되며, 또한 상기 생두배출부(130)로부터 분지되는 회수부(136)를 더 포함하는 형태를 가진다.
보다 구체적으로 본 실시예에서 상기 외피검출모듈(180)은 상기 생두배출부(130)의 생두유동공간(132) 내측에 구비되어, 상기 생두유동공간(132)으로 유동되는 생두(B)의 평균 조도, 색상 등을 검출하여 상기 생두(B)에 외피가 어느 정도 함유되어 있는지를 검출하게 된다. 즉 상기 외피검출모듈(180)은 상기 생두(B)에 미처 제거되지 않은 외피가 잔류하고 있는지를 판단하게 된다.
그리고 상기 외피검출모듈(180)을 통해 일정 영역 내에 위치된 복수의 생두(B)에 함유된 외피가 기 설정된 기준 이상으로 판단될 경우, 상기 회수부(136)는 선택적으로 개폐되는 회수도어를 개방하여 해당 영역의 생두(B)들을 회수유로(138)로 낙하시키게 된다. 이와 같이 회수된 생두(B)들은 다시 상기 투입부(110)를 통해 투입되도록 유동될 수 있다.
이때 상기 외피검출모듈(180)을 통해 검출 가능한 검출영역의 폭(W1)은, 상기 회수유로(138)의 폭(W2)에 대응되도록 설정될 수 있다. 이는 생두(B)의 유동 과정에서 상기 회수유로(138)의 폭(W2)에 해당하는 구간 별로 검출을 수행하고, 특정 구간의 생두(B)에 함유된 외피가 기 설정된 기준 이상으로 판단된 경우, 해당 구간이 상기 회수부(1136)로 이동하였을 때 상기 회수도어를 개방하여 해당 구간에 위치된 생두(B)를 한번에 회수할 수 있도록 하기 위한 것이다.
이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.
50: 파쇄부재
100: 커피 생두의 외피 파쇄장치
110: 투입부
120: 파쇄유닛
130: 생두배출부
140: 외피배출부
150: 파쇄부재공급유닛
160: 이물질회수유닛
170: 파쇄모듈
180: 외피검출모듈

Claims (3)

  1. 외피가 부착된 커피 생두가 수용되고, 상기 커피 생두의 외피를 파쇄시키는 파쇄공간이 형성된 파쇄유닛; 상기 파쇄유닛에 연결되어 외피가 부착된 커피 생두를 상기 파쇄공간 내측으로 투입하는 투입부; 상기 파쇄유닛의 일측에 연결되어, 상기 파쇄유닛에 의해 외피가 분리된 생두를 배출시키는 생두배출부; 및 상기 파쇄유닛의 타측에 연결되어, 상기 파쇄유닛에 의해 상기 생두로부터 분리된 외피 잔류물을 배출시키는 외피배출부;를 포함하며,
    상기 파쇄공간을 고온으로 가열시켜 외피의 분리를 용이하게 하는 가열부가 더 구비되며,
    상기 외피배출부는 상기 파쇄공간 내에 수용된 외피 잔류물을 흡입하는 흡입모듈을 더 포함하며,
    상기 파쇄유닛에 파쇄부재를 공급하는 파쇄부재공급유닛을 더 포함하되, 상기 파쇄부재공급유닛은 내부에 복수의 파쇄부재가 구비되는 수용공간과, 상기 수용공간과 상기 파쇄공간을 연통시키며 상기 파쇄부재를 상기 수용공간으로 공급하는 공급로를 포함하며,
    상기 파쇄부재는 구 형태로 형성된 바디부와, 상기 바디부의 표면으로부터 방사형으로 돌출된 복수의 파쇄부를 포함하는 형태로 형성됨과 동시에 상기 파쇄부는 외측으로 갈수록 횡단면의 면적이 점차 감소하는 형태로 형성되며,
    상기 파쇄부는 상기 생두의 경도보다 작은 경도를 가지되, 상기 외피의 경보도다는 큰 경도를 가지는 재질로 형성되는,
    커피 생두의 외피 파쇄장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 파쇄유닛은 중심축을 기준으로 회전 가능하게 형성되어 회전력에 의해 상기 커피 생두의 외피를 파쇄시키도록 형성된 커피 생두의 외피 파쇄장치.
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