KR102203382B1 - 커피 콩 가공 방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 커피 콩 가공 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 커피 콩 가공 방법은, 제 1 챔버 내에 커피 콩을 투입하는 제 1 공급 단계; 상기 커피 콩에 함침될 첨가물을 상기 제 2 챔버 내에 투입하는 제 2 공급 단계; 상기 제 1 챔버의 내부 압력을 상기 제 2 챔버의 내부 압력보다 작도록 상기 제 1 챔버를 감압시키는 제 1 감압 단계; 상기 제 1 챔버와 상기 제 2 챔버를 연통시키는 유로에 결합된 전달 조절 밸브를 개방하여 상기 유로를 통하여 상기 제 2 챔버 내의 상기 첨가물의 적어도 일부를 상기 제 1 챔버로 전달하는 전달 단계; 및 상기 제 1 챔버 내에서, 상기 전달된 적어도 일부의 첨가물이 상기 커피 콩의 기공 내에 함침되는 함침 단계를 포함한다.
Description
본 발명은 커피 콩 가공 기술에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 커피 콩 가공 방법 및 장치에 관한 것이다.
커피는 전세계에 걸쳐 소비되고 있는 대중적인 기호 식품으로서, 이를 가공한 음료 시장은 서구 선진국을 중심으로 발달되어 있으며 개발 도상국에서도 확장 추세에 있다. 최근에는 커피 전문점 시장도 그 기세가 크게 확대되고 있는 실정이다.
커피는 에티오피아 고원에서 발견된 것으로 알려져 있으며, 아라비아 지역에서 마시는 음료로 발전된 것으로 알려져 있다. 현재 커피의 주 생산지는 아프리카, 중남미 및 동남아시아 등지이다. 커피 콩을 일체 가공하지 않은 형태인 커피 생두는 비린내로 인하여 그대로 음용하기에는 부적합하므로, 주로 생두를 로스팅하고, 로스팅되어 얻어진 커피 콩을 분쇄하여 뜨거운 물에 침지하여 우려내거나, 고압의 물을 통과시켜 추출하여 음용하여 왔다. 커피 콩을 로스팅함으로써 생두에 있는 비린 맛이나 떫은 맛이 제거되고, 콩을 볶을 때 발생하는 특유의 탄맛이 생성되면서 풍미가 증가된다.
커피를 다양하게 즐길 수 있도록 가공하는 방법은 단순히 로스팅하는 것에 그치지 않고 다양하게 발전되어 왔다. 예를 들면, 커피에 독자적인 맛과 향을 가지는 재료를 함유시켜 커피를 마실 때 독특한 맛 또는 풍미를 느낄 수 있도록 하는 베리에이션도 각광받는 커피 개질 방법 중 하나이다.
종래의 커피 개질 방법은 로스팅된 커피 콩을 그라인딩한 뒤, 커피를 내려 만들어진 액상 커피에 첨가물을 직접 투입하는 방법을 사용하였다. 상기 액상 커피에 첨가물을 직접 투입하는 방법은 첨가물을 액상에 단순 혼합하는 것에 불과하므로 음용 시에 액상 전체에서 균질한 맛과 풍미를 얻기 어렵다. 또한, 커피에 대한 불용성의 첨가물인 경우에는 액상 내 뭉침 현상이 있거나 찌꺼기가 남아 커피 풍미 전체의 품질이 저하되는 문제가 생긴다.
다른 커피 개질 방법으로서, 수요자가 그라인딩 한 뒤 액상 커피에 직접 상기 첨가물을 수작업으로 투입하는 방식은 베리에이션을 즐기기 위해 사용자가 상기 첨가물을 직접 추가하여야 하는 번거로움이 있으며, 사용자가 아닌 생산자가 그라인딩 한 뒤 첨가물을 투입하는 경우에는 수요자에게 전달되기 전에 유통 기간 동안 커피 콩이 변질되거나 첨가물과 커피 콩의 일체화된 풍미가 얻어지기 어렵다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 커피 콩 자체를 개질함으로써 커피의 맛 또는 향을 저하시키지 않고서, 오랜 유통 기간 동안 풍미가 유지되고, 수요자가 추가 처리 없이도 커피의 베리에이션을 즐기고 상기 첨가물의 독특한 맛과 향을 커피 콩에 일체화시키고 최대화하는 커피 콩 가공 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는 전술한 과제를 해결하기 위한 커피 콩 가공 장치를 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 커피 콩 가공 방법은, 제 1 챔버 내에 커피 콩을 투입하는 제 1 공급 단계; 상기 커피 콩에 함침될 첨가물을 상기 제 2 챔버 내에 투입하는 제 2 공급 단계; 상기 제 1 챔버의 내부 압력을 상기 제 2 챔버의 내부 압력보다 작도록 상기 제 1 챔버를 감압시키는 제 1 감압 단계; 상기 제 1 챔버와 상기 제 2 챔버를 연통시키는 전달 조절 유로에 결합된 전달 조절 밸브를 개방하여, 상기 전달 조절 유로를 통하여 상기 제 2 챔버 내의 상기 첨가물의 전부 또는 일부를 상기 제 1 챔버로 전달하는 전달 단계; 및 상기 제 1 챔버 내에서, 상기 전달된 적어도 일부의 첨가물이 상기 커피 콩의 기공 내에 함침되는 함침 단계를 포함할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 커피 콩 가공 방법은, 제 1 챔버 내에 커피 콩을 투입하는 제 1 공급 단계; 상기 커피 콩에 함침될 첨가물과 고체 상태의 승화성 물질을 상기 제 2 챔버 내에 투입하는 제 2 공급 단계; 상기 제 2 챔버에서 상기 승화성 물질이 기체 상태로 승화하면서, 상기 첨가물이 에어로졸화하는 에어로졸화 단계; 상기 제 1 챔버의 내부 압력을 상기 제 2 챔버의 내부 압력보다 작도록 상기 제 1 챔버를 감압시키는 제 1 감압 단계; 상기 제 1 챔버와 상기 제 2 챔버를 연통시키는 전달 조절 유로에 결합된 전달 조절 밸브를 개방하여, 상기 전달 조절 유로를 통하여 상기 제 2 챔버 내의 상기 에어로졸화된 첨가물의 전부 또는 일부를 상기 제 1 챔버로 전달하는 전달 단계; 및 상기 제 1 챔버 내에서, 상기 적어도 일부의 에어로졸화한 첨가물이 상기 커피 콩의 기공 내에 함침되는 함침 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 커피 콩은 생두 또는 로스팅된 커피 콩일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 전달 조절 밸브를 개방하여, 상기 제 1 챔버 내의 상기 함침 후 잔류하는 상기 첨가물의 적어도 일부를 상기 전달 조절 유로를 통하여 상기 제 2 챔버로 회수하는 회수 단계를 더 포함하고, 상기 회수 단계는, 상기 제 2 챔버의 내부 압력을 상기 제 1 챔버의 내부 압력보다 작도록 상기 제 2 챔버를 감압시키는 제 2 감압 단계를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제 1 감압 단계는, 상기 커피 콩 내부에, 상기 제 1 챔버의 내부 압력에 의해 상기 커피 콩의 표면에서 개구를 갖는 개방된 기공을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 승화성 물질은 드라이 아이스일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 첨가물의 일부 또는 전부는 나노 파우더 형태일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 전달 단계는 상기 첨가물이 제 1 챔버로 이동하는 것을 촉진하기 위한 건조 단계를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 함침 단계는 상기 커피 콩의 상기 기공 내로 상기 첨가물이 함침되는 것을 촉진하기 위한 가열 단계를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 에어로졸화 단계에서 상기 제 2 챔버는 비가열되거나 단열될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 첨가물은, 향신료, 건강 보조 식품 또는 강화제를 포함할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 로스팅된 커피 콩 가공 장치는, 가공될 커피 콩을 수용하는 제 1 챔버; 상기 커피 콩에 함침될 첨가물을 수용하는 제 2 챔버; 상기 제 1 챔버와 상기 제 2 챔버를 연통시키는 유로에 결합된 전달 조절 밸브; 및 상기 제 1 챔버 및 상기 제 2 챔버 중 어느 하나 이상과 연통되며, 상기 제 1 챔버 및 상기 제 2 챔버 중 어느 하나 이상을 감압시키는 압력 조절 펌프를 포함하며, 상기 전달 조절 밸브가 폐쇄된 상태에서, 상기 압력 조절 펌프에 의해, 상기 제 1 챔버의 압력을 상기 제 2 챔버의 압력보다 감압하고, 상기 전달 조절 밸브를 개방시켜 상기 제 2 챔버로부터 상기 제 1 챔버로 상기 첨가물을 유입시켜 상기 커피 콩에 상기 첨가물을 함침하고, 상기 함침이 완료된 후, 상기 전달 조절 밸브가 폐쇄된 상태에서, 상기 압력 조절 펌프에 의해, 상기 제 2 챔버의 압력을 상기 제 1 챔버의 압력보다 감압하고, 상기 전달 조절 밸브를 개방시켜 상기 제 1 챔버로부터 상기 제 2 챔버로 잔류하는 첨가물을 회수할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 첨가물은 액상일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 첨가물은 승화성 물질과 함께 제공될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 압력 조절 펌프는 상기 제 1 챔버 및 상기 제 2 챔버와 서로 다른 상기 압력 조절 밸브로 각각 연통되고, 각각의 상기 압력 조절 밸브의 개방이 독립적으로 일어남으로써 상기 제 1 챔버 또는 상기 제 2 챔버의 감압이 독립적으로 발생할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 첨가물은, 향신료, 건강 보조 식품 또는 강화제를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 전달 조절 밸브 또는 상기 압력 조절 밸브는 게이트(Gate) 밸브, 글로브(Globe) 밸브, 앵글(Angle) 밸브, 니들(Needle) 밸브, 볼(Ball) 밸브, 버터플라이(Butterfly) 밸브. 다이아프램(Diaphragm) 밸브, 전동식(Electric motor) 밸브, 공기식(Pneumatic) 밸브, 유압식(Hydraulic) 밸브, 또는 자기식(Solenoid) 밸브 중 하나일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 첨가물의 함침이 완료된 후, 상기 전달 조절 밸브가 폐쇄된 상태에서, 상기 압력 조절 펌프에 의해, 상기 제 2 챔버의 압력을 상기 제 1 챔버의 압력보다 감압하고, 상기 전달 조절 밸브를 개방시켜 상기 제 1 챔버로부터 상기 제 2 챔버로 잔류하는 첨가물을 회수할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 커피 콩을 수용하는 제 1 챔버의 압력을 첨가물을 수용하는 제 2 챔버의 압력보다 감압하여 제 2 챔버로부터 제 1 챔버로 첨가물을 유입시켜 커피 콩에 첨가물을 함침함으로써 커피의 원래의 맛과 향을 저하시키지 않으면서 수요자가 추가 단계 없이 편의성 있게 커피의 베리에이션을 즐기거나, 수요자에게 전달까지 풍미의 보존력을 높이고 커피 콩과 첨가물의 일체성을 향상시켜 고품질의 베리에이션을 제공할 수 있는 커피 콩 가공 방법이 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 커피 콩을 수용하는 제 1 챔버의 압력을 첨가물과 승화성 물질을 수용하는 제 2 챔버의 압력보다 감압하여 제 2 챔버로부터 제 1 챔버로 에어로졸화된 첨가물을 유입시켜 커피 콩에 첨가물을 함침함으로써 커피의 원래의 맛과 향을 저하시키지 않으면서 수요자가 추가 단계 없이 편의성 있게 커피의 베리에이션을 즐기거나, 생산자가 질변없이 커피의 베리에이션을 제공할 수 있도록 첨가물에 기인한 독특한 맛과 향을 최대화하는 커피 콩 가공 방법이 제공될 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따르면, 커피 콩을 수용하는 제 1 챔버의 압력을 첨가물을 수용하는 제 2 챔버의 압력보다 감압하여 제 2 챔버로부터 제 1 챔버로 첨가물을 유입시켜 커피 콩에 첨가물을 함침함으로써 커피의 원래의 맛과 향을 저하시키지 않으면서 수요자가 추가 단계 없이 편의성 있게 커피의 베리에이션을 즐기거나, 생산자가 질변없이 커피의 베리에이션을 제공할 수 있도록 첨가물에 기인한 독특한 맛과 향을 최대화하는 커피 콩 가공장치를 제공할 수 있다.
도 1a 내지 도 1d는 본 발명의 일 실시예에 따른 커피 콩 가공 장치의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 커피 콩 가공 장치의 개략도이다.
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 커피 콩 가공 방법의 흐름도이다.
도 4은 본 발명의 다른 실시예에 따른 커피 콩 가공 방법의 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 커피 콩 가공 장치의 개략도이다.
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 커피 콩 가공 방법의 흐름도이다.
도 4은 본 발명의 다른 실시예에 따른 커피 콩 가공 방법의 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.
또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예들을 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.
이하, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명된다. 도면들에 있어서, 도면에 나타난 부재들의 크기와 형상은 설명의 편의와 명확성을 위하여 과장될 수 있으며, 실제 구현 시, 도시된 형상은 변형될 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예들은 본 명세서에 도시된 부재 또는 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 된다.
도 1a 내지 도 1d는 본 발명의 일 실시예에 따른 커피 콩 가공 장치(10)의 개략도이다.
도 1a 내지 도 1d를 참조하면, 커피 콩 가공 장치(10)는 제 1 챔버(200) 및 제 2 챔버(300)를 포함할 수 있다. 제 1 챔버(200)는 투입된 커피 콩(100)에 첨가물(105)이 함침되는 공간을 제공한다. 제 2 챔버(300)는 커피 콩(100)에 함침될 첨가물(105)이 준비 또는 저장되는 공간을 제공한다. 제 2 챔버(300)는 하나 또는 복수 개일 수 있으며, 복수 개인 경우, 제 2 챔버들은 서로 다른 첨가물을 각각 준비 또는 저장할 수 있다.
상기 첨가물은 커피 콩에 풍미를 향상시키거나 베리에이션을 제공할 수 있는 여하의 향신료, 오일, 왁스, 지방, 초콜릿, 유기산, 시럽, 과일산, 술, 음료일 수 있다. 상기 첨가물은, 액상, 또는 파우더 형태의 고상일 수 있으며, 상기 고상의 경우에는, 증류수와 같은 용매에 파우더를 분산시켜 제 2 챔버(300) 내에 제공될 수 있다. 동시 또는 이시에 두 종류 이상의 첨가물(105)이 본 발명을 위해 제공될 수 있다. 동시에 첨가되는 경우 첨가물(105)은 복수 종류의 물질이 포함된 혼합물일 수 있다. 첨가물(105)의 용도가 커피 콩에 맛 또는 향을 첨가하거나 커피 콩의 맛 또는 향을 증진시키기 위한 것으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어 첨가물(105)은 건강증진을 위한 건강 보조 식품 또는 강화제일 수 있다. 상기의 건강 보조 식품 또는 강화제는 비타민, 미네랄, 또는 프로바이오틱스를 포함할 수 있다.
맛 또는 향을 지닌 향신료로서, 첨가물(105)은 찻잎, 꿀, 과일, 향기 에센스, 허브 등일 수 있다. 허브는 식물 또는 식물의 부분으로부터 유래하는 물질 및 상기 물질의 엑기스를 가리키며, 특히 본 발명에 있어서 허브는 민트, 알로에 베라, 바질, 우엉, 고추, 박하, 치커리, 라슬리, 질경이, 로즈마리, 스피어민트, 야생 참마 또는 샤프란으로부터 유래한 물질이 포함될 수 있다.
제 1 챔버(200)와 제 2 챔버(300) 사이에는 제 1 챔버(200)와 제 2 챔버(300)를 연통시키는 전달 조절 유로(106_1)가 제공될 수 있다. 전달 조절 유로(106_1)를 통해서 첨가물(105)이 제 2 챔버(300)로부터 제 1 챔버(200)로 전달되거나, 제 1 챔버(200)로 전달된 첨가물의 적어도 일부가 제 1 챔버(200)로부터 제 2 챔버(300)로 반환될 수 있다. 전달 조절 유로(106_1)가 제 2 챔버(300)에 연결되는 위치는 제 1 챔버(200)로 이동하는 첨가물(105)의 상태에 따라 달라질 수 있다. 제 1 챔버(200)로 이동하는 첨가물(105)이 액상인 경우에는 도 1a 및 1b에 도시된 바와 같이 전달 조절 유로(106_1)가 제 2 챔버(300)의 하측에 연결될 수 있고, 제 1 챔버(200)로 이동하는 첨가물(105)이 에어로졸 상태인 경우에는 도 1c 및 1d에 도시된 바와 같이 전달 조절 유로(106_1)가 제 2 챔버(300)의 상측에 연결될 수 있다.
제 1 챔버(200)의 내측 또는 외측에는 제 1 온도조절장치(201)가 결합될 수 있다. 제 1 온도조절장치(201)는 히터(미도시), 제 1 챔버(200) 내부의 온도 측정을 위한 온도 센서(미도시) 및 상기 온도 센서로부터 측정된 온도를 상기 히터의 온도를 조절하기 위한 제어기(미도시)를 포함할 수 있다. 제 1 온도조절장치(201)을 통해 커피 콩(100)의 로스팅 단계에서 반응부(102) 또는 로스팅 드럼(102_1)을 가열함으로써, 원두를 형성할 수 있다. 상기 로스팅 단계에서, 압력 조절 펌프(401)에 의해 제 1 챔버(200) 내부를 진공화함으로써, 상기 원두의 기공률이 제어될 수 있다. 상기 기공률은 후술하는 첨가물(105)의 함침 정도를 조절하기 위해 제어된다. 예를 들면, 상기 로스팅 단계에서 상기 히터에 의해 제 1 챔버(200) 내부가 120 ℃ 가열되고, 진공화됨으로써 로스팅된 원두 내부의 수분이 방출되면서 기공을 갖는 로스팅된 원두가 제공될 수 있다. 상기 가열과 진공화 단계는 적어도 1회 이상 반복될 수 있으며, 상기 가열의 온도 및/또는 상기 로스팅 단계의 반복 회수가 증가되면 상기 원두의 기공률이 증가될 수 있으며, 그 결과, 원두 내 첨가물의 함침 정도가 증가될 수 있다.
일 실시예에서, 반응부(102)는 첨가물의 함침 전에 커피 콩(100)이 담겼다가 함침 후에는 첨가물(105) 회수 시에 첨가물의 이동과 함께 커피 콩(100)이 제 1 챔버(200)를 탈출하지 못하게 한다. 반응부(102)의 형상은 보울(bowl), 통(barrel) 또는 드럼(drum) 형상일 수 있다. 반응부(102)의 표면에는 반응부(102) 내부로 첨가물(105)이 용이하게 전달될 수 있도록, 반응부(102)의 내부와 외부를 연통하는 복수의 개구부(미도시)가 제공될 수 있다. 개구부의 직경이 함침 후 커피 콩(100)의 직경보다 작아야 함침 반응 이후 첨가물이 회수될 때 커피 콩(100)이 개구부를 거쳐 반응부(102)의 밖으로 탈출하지 않는다.
일 실시예에서, 제 1 챔버(200)의 일면에는 제 1 챔버 내 공간을 건조시키는 건조 장치(206)가 더 제공될 수 있다. 건조 장치는 첨가물(105)이 제 1 챔버(200)로 이동하는 것을 촉진하고 가공 공정 시간을 단축시키기 위해서 구비된다. 커피 콩(100) 또는 첨가물(105)이 내포하고 있던 습기가 빠져나옴으로써 제 1 챔버(200) 내의 압력이 상승할 수 있으며, 제 1 챔버(200)와 제 2 챔버(300)와의 압력 차가 감소할 수 있다. 이는 두 챔버의 압력 차에 의해 발생하는 첨가물의 이동 속도 및 커피 콩 가공 공정 속도를 저해하고 경제성을 떨어뜨릴 수 있다. 건조 장치(206)에 의해 제 1 챔버의 습기가 제거됨으로써 첨가물의 이동 속도 및 커피 콩 가공 공정 속도가 촉진되고 반응의 경제성이 확보될 수 있다. 제 1 챔버(200)는 커피 콩(100)의 가공 사이클 시작 시에 자동으로 커피 콩을 제 1 챔버(200) 내로 주입하는 커피 콩 공급 장치(207)를 더 포함할 수 있다.
제 2 챔버(200)의 내측 또는 외측에는 제 2 온도조절장치(301)가 포함될 수 있다. 제 2 온도조절장치(301)은 첨가물(105)의 온도를 상승시켜, 첨가물(105)의 액화, 기화, 또는 승화와 같은 상태 변화를 유도할 수 있다. 제 2 챔버(300)는 전달 조절 밸브(106)가 개방되기 전, 첨가물(105) 또는 상세히 후술될 첨가물(105)의 제 1 챔버(200)로의 전달을 위한 승화성 물질(103)을 자동으로 제 2 챔버(300) 내로 주입하는 물질 공급 장치(208)를 더 포함할 수 있다.
전달 조절 유로(106_1)를 통해 제 1 챔버(200)와 제 2 챔버(300) 상호 간 물질이 전달될 수 있다. 상기 물질은 첨가물(105) 또는 승화성 물질(103)일 수 있다. 전달 조절 유로(106_1)의 단면에는 전달 조절 밸브(106)가 제공될 수 있다. 전달 조절 밸브(106)는 밸브의 개폐 작용에 의해 전달 조절 유로(106_1) 내부의 물질 이동을 제어할 수 있다. 전달 조절 밸브(106)는 수동 밸브 또는 자동 밸브일 수 있다. 수동 밸브는 게이트(Gate) 밸브, 글로브(Globe) 밸브, 앵글(Angle) 밸브, 니들(Needle) 밸브, 볼(Ball) 밸브, 버터플라이(Butterfly) 밸브 또는 다이아프램(Diaphragm) 밸브 중 하나일 수 있다. 자동 밸브는 전동식(Electric motor) 밸브, 공기식(Pneumatic) 밸브, 유압식(Hydraulic) 밸브, 또는 자기식(Solenoid) 밸브 중 어느 하나일 수 있다. 전술한 밸브의 실시예는 예시적일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
커피 콩 가공 장치(10)는 제 1 챔버(200) 또는 제 2 챔버(300) 내 압력을 감소시키거나 증가시키는 압력 조절 펌프(401)가 제공될 수 있다. 압력 조절 펌프(401)는 제 1 챔버(200)또는 제 2 챔버(300)와 연통될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 압력 조절 펌프(401)는 제 1 챔버(200) 또는 제 2 챔버(300)와 압력 조절 유로(401_1)로 연통되고, 압력 조절 유로(401_1)에 구비된 압력 조절 밸브(401_3)를 개방함으로써 제 1 챔버(200) 또는 제 2 챔버(300)의 압력을 조절할 수 있다. 압력 조절 펌프(401)의 압력 조절 작용이 제 1 챔버(200) 및 제 2 챔버(300)에 각각 독립적으로 발생하는 구동 조건을 만족하는 경우라면 배치의 방식은 상기의 실시예 또는 도면에 도시된 것에 한하지 않는다. 압력 조절 밸브(401_3)는 수동 밸브 또는 자동 밸브일 수 있으며, 이에 관하여는, 전술한 전달 조절 밸브(106)에 관한 예를 참조할 수 있으며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
일 실시예에 따르면, 압력 조절 펌프(401)는 제 1 챔버(200) 및 제 2 챔버(300)와 서로 다른 압력 조절 밸브(401_3)에 의해 제 1 챔버(200)와 제 2 챔버(300)의 압력을 독립적으로 조절할 수 있다. 예를 들면, 각각의 압력 조절 밸브(401_3)의 개방이 독립적으로 일어남으로써 제 1 챔버(200) 또는 제 2 챔버(300)의 감압이 독립적으로 발생할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 압력 조절 펌프(401)는 복수 개일 수 있으며, 제 1 챔버(200)와 제 2 챔버(300)는 서로 다른 압력 조절 펌프(401)와 연통될 수 있다.
커피 콩 가공 장치(10)는 제 1 챔버(200) 또는 제 2 챔버(300) 내 압력을 증가시키기 위한 가압 유로(402_1, 402_2)가 제공될 수 있다. 가압 유로(402_1, 402_2)는 각각 제 1 챔버(200)와 제 2 챔버(300)의 내부와 외부를 연통시켜, 별도의 동력원 없이도 챔버 내부의 압력이 외부의 압력에 도달할 때까지 챔버 내부의 압력을 상승시킬 수 있다.가압 유로(402_1, 402_2)에는 조절 밸브(403_1)가 구비될 수 있다. 조절 밸브(403_1)는 압력 조절 밸브(401_3)와 같이 상기 수동 밸브 또는 상기 자동 밸브일 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 커피 콩 가공 장치(10)의 개략도이다.
도 2를 참조하면, 제 1 챔버(200)의 내부에는 커피 콩(100)의 로스팅 공정이나 함침을 위한 내부 장치, 예를 들면, 로스팅 드럼(102_1)이 제공될 수 있다. 로스팅 드럼(102_1)은 드럼(102)의 내외부를 연통하는 한 개 이상의 개구부(미도시)를 가지고 있어 첨가물이 드럼 내부로 유입 또는 유출되는 통로 역할을 할 수 있다. 로스팅 드럼(102_1)은 로스팅 드럼(102_1)의 중심을 관통하는 축과 결합한 회전 모터(102_3)가 더 제공될 수 있다. 회전 모터(102_3)는 드럼 내부의 로스팅 과정에서 열이 커피 콩의 표면에 균등히 가해지도록 드럼 내부를 회전시키는 회전력을 가해주는 역할을 한다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 커피 콩 가공 방법의 흐름도이다. 본 발명에 따른 커피 콩 가공 방법은 후술하는 실시예에 한정되지 않으며, 다른 실시예에서는 일부 단계들이 생략하여 실시될 수 있다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 커피 콩 가공 방법은, 도 1a에 도시된 것과 같이, 제 1 챔버(200) 내에 커피 콩을 투입하는 제 1 공급 단계(S101), 상기 커피 콩(100)에 함침될 첨가물(105)을 제 2 챔버(300) 내에 투입하는 제 2 공급 단계(S102), 상기 제 1 챔버(200)의 내부 압력을 상기 제 2 챔버(300)의 내부 압력 보다 작도록 상기 제 1 챔버(200)를 감압시키는 제 1 감압 단계(S103), 상기 제 1 챔버(200)와 상기 제 2 챔버를 연통시키는 전달 조절 유로(106_1)에 결합된 전달 조절 밸브(도 1a의 106)를 개방하여, 도 1b에 도시된 것과 상기 전달 조절 유로(106_1)를 통하여 상기 제 2 챔버(300) 내의 상기 첨가물의 전부 또는 일부를 상기 제 1 챔버(200)로 전달하는 전달 단계(S104), 상기 전달 조절 밸브를 폐쇄하는 전달 차단 단계(S105), 상기 제 1 챔버(200) 내에서, 전달된 상기 첨가물의 전부 또는 일부가 상기 커피 콩(100)의 기공 내에 함침되는 함침 단계(S106), 및 상기 전달 조절 밸브를 개방하여 상기 제 1 챔버(200) 내의 상기 함침 후 잔류하는 상기 첨가물을 상기 제 2 챔버로 회수하는 회수 단계(S107)을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서는, 상기 전달 차단 단계(S105) 및 상기 회수 단계(S107)를 생략하여 실시할 수 있다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 커피 콩 가공 방법은, 도 1c와 함께 참조하면, 제 1 챔버(200) 내에 커피 콩(100)을 투입하는 제 1 공급 단계(S201), 상기 커피 콩(100)에 함침될 첨가물(105), 바람직하게는 액상의 첨가물과 함께 고체 상태의 승화성 물질(103)을 제 2 챔버(300) 내에 투입하는 제 2 공급 단계(S202), 상기 제 2 챔버(300)에서 상기 승화성 물질(103)이 기체 상태로 승화하면서 상기 첨가물(105)이 에어로졸화하는 에어로졸화 단계(S203), 상기 제 1 챔버(200)의 내부 압력을 상기 제 2 챔버(300)의 내부 압력보다 작도록 상기 제 1 챔버(200)를 감압시키는 제 1 감압 단계(S204), 상기 제 1 챔버(200)와 상기 제 2 챔버(300)를 연통시키는 전달 조절 유로(106_1)에 결합된 전달 조절 밸브(106)를 개방하여, 도 1d에 도시된 것과 같이, 상기 전달 조절 유로(106_1)를 통하여 상기 제 2 챔버(300) 내의 상기 에어로졸화된 첨가물의 전부 또는 일부를 상기 제 1 챔버(200)로 전달하는 전달 단계(S205), 상기 전달 조절 밸브(106)를 폐쇄하는 전달 차단 단계(S206), 상기 제 1 챔버(200) 내에서, 전달된 상기 에어로졸화된 첨가물의 전부 또는 일부가 상기 커피 콩의 기공 내에 함침되는 함침 단계(S207)를 포함할 수 있다. 에어로졸 형태로 제 1 챔버(200)로 전달된 첨가물은 그 양이 적기 때문에 재활용을 위해 회수될 필요가 적다. 그렇지만, 다른 실시예에서, 상기 전달 조절 밸브(106)를 개방하여, 상기 제 1 챔버(200) 내의 상기 함침 후 잔류 에어로졸화된 첨가물을 상기 제 2 챔버(300)로 회수하는 회수 단계(S208)가 수행될 수도 있다. 다른 실시예에서는, 상기 전달 차단 단계(S206)를 생략하여 실시할 수 있다.
도 3 및 도 4를 참조하여 전술한 실시예에서, 상기의 제 1 공급 단계(S101, S202)는 제 2 공급 단계(S102, S202)에 반드시 선행되어야 하는 것은 아니며, 제 2 공급 단계(S102, S202)와 동시에 수행되거나, 또는 제 2 공급 단계(S102, S202)에 이어 후행될 수도 있다. 제 1 공급 단계(S101, S201) 및 제 2 공급 단계(S102, S202)는 전달 조절 밸브(도 1의 106)를 폐쇄하여 챔버 간 물질 이동을 차단한 상태에서 진행될 수 있다.
커피 콩(100)은 커피 생두일 수도 있고, 1차 이상의 로스팅이 진행된 커피 콩일 수 있다. 함침 및 첨가물의 회수를 포함하는 일련의 커피 콩 가공 단계가 완료된 후 추가적으로 로스팅이 진행될 수 있으며, 특히 커피 콩 가공 장치(10)의 제 1 챔버 내에 로스팅 드럼(도 1d의 102_1)이 배치된 경우, 제 1 공급 단계(S101, S201)는 커피 콩을 제 1 챔버(200)내에 투입한 뒤 로스팅 드럼(102_1)에서 로스팅하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 투입 시 첨가물(105)의 물리적 상태는 기체, 액체, 고체 또는 이 중 적어도 둘 이상이 포함된 혼합상일 수 있다. 고체의 첨가물(105)은 챔버 내 또는 챔버 간 이동이 용이한 나노 파우더 형상일 수 있다.
첨가물(105)의 상태 변환을 위해서 고체 상태의 승화성 물질(도 1c의 103)이 투입될 수 있다. 승화성 물질(103)은 도 4에 도시된 에어로졸화 단계(S203)를 수행하기 위해 요구된다. 승화성 물질(103)은 삼중점의 압력 조건이 1기압(760 Torr)보다 높아서 1기압 이하의 조건에서 고체에서 기체로 상태 변환되는 물질을 말한다. 특히 승화성 물질(103)로서 드라이 아이스가 이용될 수 있다. 드라이 아이스의 경우 물질의 화학적 안정성이 높아 첨가물 및 커피 콩과 반응하지 않아 반응 과정에서 예측하기 어려운 변질 현상을 막을 수 있으며, 이산화탄소는 식품에 잔존하더라도 무방한 물질인 동시에 함침 공정 이후 기체 상태로 남아 제거가 어렵지 않으므로 함침 공정에 사용되기 적합하다.
에어로졸화 단계(S203)에서는 도 1c에 도시된 것과 같이 승화성 물질(103)이 승화열을 흡수하여 기체 상태로 승화하면서, 첨가물(105)로부터 열을 빼앗아 급속 냉각함으로써 첨가물(105)이 에어로졸화된다. 에어로졸은 기체 속에서 고체 또는 액체의 작은 방울이 분산된 연무질의 계를 말한다.
상기 에어로졸화 단계에서 상기 제 2 챔버(300)는 비가열 상태 또는 단열 상태에서 반응이 진행될 수 있다. 에어로졸화한 첨가물(105_1)은 제 1 챔버(200)로 용이하게 전달가능한 상태로 변화하기 위해 열이 첨가되는 과정을 거치지 않아도 되므로, 비가열 상태 또는 단열 상태에서 에어로졸화될 수 있다. 이 경우, 제 2 챔버(300) 내의 첨가물이 고온에 노출됨으로써 본래의 물질 구조 또는 기능이 변질되거나 특유의 맛 또는 향을 잃을 가능성이 낮아지거나 소멸될 수 있다.
승화성 물질(103)이 드라이 아이스인 경우, CO2의 증기압 곡선에 따를 때, 제 2 챔버(300)의 상온의 대기압 조건에서 영하 40 ℃의 드라이 아이스가 승화하여 기체 상태인 이산화탄소가 대량으로 발생한다. 드라이 아이스가 이산화탄소로 승화하는 과정에서 주위에서 얻는 승화열 및 이산화탄소와 첨가물(105)과의 온도차로 인해, 제 2 챔버(300) 내 첨가물(105)은 기체 상태의 이산화탄소 버블 및 상기 버블의 폭발에 의해 에어로졸화될 수 있다.
제 1 감압 단계(S103, S204)에서는 제 1 챔버(200)를 대기압 이하의 저압 상태로 변환하는 감압 과정을 통해 커피 콩(100)의 기공을 개방한다. 압력 조절 밸브(401_3)가 개방된 상태에서, 제 1 챔버(200)과 연통된 압력 조절 유로(401_1)를 통해 압력 조절 펌프(401)의 감압 구동이 수행됨으로써 제 1 챔버(200)의 감압이 이루어진다. 상기의 제 1 감압 단계(S202)는 에어로졸화 단계(S203)에 반드시 선행되어야 하는 것은 아니며, 에어로졸화 단계(S203)와 동시에 수행되거나, 또는 에어로졸화 단계(S203)에 이어 후행될 수도 있다.
대기압 환경에서 커피 콩(100_2)은 내부 기공이 닫혀 있는 상태이다. 저압 상태로 변환될 경우, 커피 콩(100) 내부의 닫힌 기공 내 잔존하던 물질의 일부가 기화 또는 승화하여 저압 환경으로 빠져나오는 과정에서 커피 콩(100)의 표면에서 개구를 갖는 개방된 기공이 형성된다. 일 실시예에 따를 때, 1 Torr 내지 760 Torr 범위의 저진공에서 1 Torr 이하의 중진공 또는 고진공까지 저압의 정도를 조절함으로써 커피 콩(100) 표면 내외부의 압력차에 따라 기공이 열리는 정도를 조절하는 것이 가능하다. 기공이 열리는 정도를 조절함으로써 함침되는 첨가물(105)의 함침 양을 제어할 수 있다. 특히, 제 1 감압 단계(S103, S204)의 저압 환경은 1 Torr 내지 760 Torr 범위의 저진공 상태일 수 있다. 상기 저진공 상태를 조성하는 것은 중진공 또는 고진공 상태를 조성하는 것에 비해 용이하게 구현할 수 있고 비용이 저렴하다.
전달 단계(S104, S205)에서는 제 1 챔버(200)와 제 2 챔버(300) 사이를 연결하는 전달 조절 밸브(도 1의 106)를 개방하여, 제 1 챔버(200)와 제 2 챔버(300)를 연통하는 전달 조절 유로(도 1의 106_1)를 통해 첨가물(105)의 전부 또는 일부를 제 1 챔버(200)로 전달한다.
전술한 바와 같이 제 1 감압 단계(S103, S204)에서 제 1 챔버(200)가 저압 상태로 변환되었으며 제 2 챔버는 대기압과 동일한 1기압(760 Torr) 상태거나, 승화성 물질이 투입된 경우에는, 승화로 발생한 기체에 의한 증기압이 더해져 1기압(760 Torr) 이상의 기압을 가지는 상태이다. 상기 기압차로 인해 제 1 챔버와 제 2 챔버를 연결하는 통로에 위치한 전달 조절 밸브(106)를 개방하면 상대적으로 고압 상태인 제 2 챔버(300)에서 상대적으로 저압 상태인 제 1 챔버(200)를 향해 기체가 유입된다. 이 때, 첨가물의 상태는 기체, 액체, 또는 입자가 가는 분말 상태일 수 있다. 도 1b에 도시된 것과 같이, 에어로졸화 단계(S203)를 거치지 않은 액체 상태의 첨가물은 제 2 챔버 및 제 1 챔버 간 수면 높이 차이로 인한 자체 압력에 더해, 제 1 챔버를 향하는 기체 흐름의 영향을 받아 제 1 챔버로 전달되며, 도 1d에 도시된 것과 같이, 에어로졸화 단계(S203)를 거친 첨가물은 기체 상태의 승화성 물질과 함께 에어로졸화 상태로 유입된다.
전달 단계(S104, S205)는 제 1 챔버(200)에 결합된 건조 장치(206)에 의해 수행되는, 제 1 챔버(200) 내부의 습기를 제거함으로써 제 1 챔버와 제 2 챔버의 압력 차 감소를 방지하여 첨가물(105)이 제 1 챔버로 이동하는 것을 촉진하기 위한 건조 단계를 포함할 수 있다.
전달 차단 단계(S105, S206)에서는 제 2 챔버(300)로의 첨가물(105) 유입이 끝난 다음, 전달 조절 밸브(도 1a의 106)를 폐쇄하여 제 1 챔버(200)에서 다시 제 2 챔버(300)로 승화성 물질 및 첨가물(105_1)이 확산되지 못하도록 흐름을 차단한다. 제 1 챔버(200)내 첨가물의 농도가 저하되어 함침의 효율이 떨어지는 것을 방지하기 위한 것이다.
함침 단계(S106, S207)에서는 상기 제 1 챔버(200)로 전달된 첨가물(105)이 커피 콩(100)의 개방된 기공으로 함침된다. 첨가물(105)은 제 1 챔버(200)내에 위치한 커피 콩의 개방된 기공 내로 이동한다. 첨가물(105)이 액체인 경우, 모세관압에 의해 기공 내로 이동하며, 첨가물(105)이 기체 또는 분말인 경우, 확산에 의해 기공 내로 이동한다. 기공 내부로 이동한 다음 첨가물(105)의 일부는 기공 벽에 흡착되며 흡착되지 않은 나머지는 다시 기공 밖으로 유출된다. 함침 단계(S106, S207)에 소요되는 시간이 길수록 기공 내로 첨가물(105)의 침투 횟수 및 흡착 횟수가 증가한다. 상기 승화성 물질(103)을 이용하여 첨가물(105)을 에어로졸화하여 제 1 챔버(200)로 전달하는 경우, 커피 콩(100)의 기공 내로 에어로졸화된 첨가물의 함침은 더욱 용이해질 수 있다. 또한, 액상의 첨가물만을 사용하는 경우에 비하여 첨가물의 소모량을 저감시킬 수 있으며, 회수 단계를 생략할 수 있는 이점도 있다.
함침 단계(S106, S207)는 제 1 챔버(200)에 결합된 제 1 온도 조절 장치(도 1의 201) 에 의해 수행되는, 제 1 챔버(200) 내의 기공 내 첨가물(105)의 흡착 및 건조를 촉진하는 가열단계 및 상기 흡착이 완료된 후 초기 온도 상태로 복원하는 냉각 단계를 포함할 수 있다.
회수 단계(S107, S208)에서는 전달 조절 밸브(106)를 개방하여, 상기 제 1 챔버 내 일어난 상기 함침 후 잔류하는 상기 첨가물을 전달 조절 유로(106_1)를 통해 상기 제 2 챔버로 회수한다. 회수된 첨가물은 일련의 가공 단계들을 포함하는 하나의 공정 사이클이 완료된 후, 반복되는 다음 공정 사이클에서 재사용될 수 있다. 승화성 물질(104)을 사용하여 에어로졸화 단계(S203)를 거친 경우에는, 제 1 챔버에 잔존하는 첨가물(105_1) 및 이산화탄소는 제 1 챔버(300) 밖으로 용이하게 제거가 가능하며, 챔버의 내벽에 쉽게 부착되지 않으므로 별도의 세척이 필요하지 않다.
회수 단계(S107, S208)은 압력 조절 펌프(401)의 감압 작용을 이용하여 제 2 챔버(300)을 저압 상태로 변환하는 제 2 감압 단계(S107_1, S208_1)를 포함할 수 있다. 저압 상태는 제 1 챔버(200)보다 낮은 기압 상태를 말한다. 제 2 챔버(300)를 저압 상태로 하여 제 1 챔버(200) 내에 미처 함침되지 못하고 잔존하는 첨가물이 반환 가능하게 된다. 제 2 진공 상태(304)는 1 Torr 내지 760 Torr 범위의 저진공 상태일 수 있다. 제 2 감압 단계(S107_1, S208_1)의 감압 작용은 제 1 감압 단계(S103, S204)의 감압 작용과 서로 독립적으로 일어날 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명이 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
10: 커피 콩 가공 장치
100: 커피 콩
102: 반응부
102_1: 로스팅 드럼
102_3: 회전 모터
103: 승화성 물질
105: 첨가물
105_1: 에어로졸화한 첨가물
106: 전달 조절 밸브
106_1: 전달 조절 유로
200: 제 1 챔버
201: 제 1 온도 조절 장치
206: 건조 장치
207: 커피 콩 공급 장치
208: 물질 공급 장치
300: 제 2 챔버
301: 제 2 온도 조절 장치
401: 압력 조절 펌프
401_1: 압력 조절 유로
401_3: 압력 조절 밸브
402: 가압 유로
402_1: 제 1 가압 유로
402_2: 제 2 가압 유로
403_1: 가압 밸브
100: 커피 콩
102: 반응부
102_1: 로스팅 드럼
102_3: 회전 모터
103: 승화성 물질
105: 첨가물
105_1: 에어로졸화한 첨가물
106: 전달 조절 밸브
106_1: 전달 조절 유로
200: 제 1 챔버
201: 제 1 온도 조절 장치
206: 건조 장치
207: 커피 콩 공급 장치
208: 물질 공급 장치
300: 제 2 챔버
301: 제 2 온도 조절 장치
401: 압력 조절 펌프
401_1: 압력 조절 유로
401_3: 압력 조절 밸브
402: 가압 유로
402_1: 제 1 가압 유로
402_2: 제 2 가압 유로
403_1: 가압 밸브
Claims (18)
- 제 1 챔버 내에 커피 콩을 투입하는 제 1 공급 단계;
상기 커피 콩에 함침될 첨가물과 승화성 물질을 상기 제 2 챔버 내에 투입하는 제 2 공급 단계;
상기 제 1 챔버의 내부 압력을 상기 제 2 챔버의 내부 압력보다 작도록 상기 제 1 챔버를 감압시키는 제 1 감압 단계;
상기 제 2 챔버에서 상기 승화성 물질을 기체 상태로 승화시킴으로써, 상기 첨가물을 에어로졸화시키는 에어로졸화 단계;
상기 제 1 챔버와 상기 제 2 챔버를 연통시키는 전달 조절 유로에 결합된 전달 조절 밸브를 개방하여, 상기 전달 조절 유로를 통하여 상기 제 2 챔버 내의 상기 첨가물의 전부 또는 일부를 상기 제 1 챔버로 전달하는 전달 단계; 및
상기 제 1 챔버 내에서, 상기 적어도 일부의 에어로졸화한 첨가물이 상기 커피 콩의 기공 내에 함침되는 함침 단계를 포함하는 커피 콩 가공 방법. - 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 커피 콩은 생두 또는 로스팅된 커피 콩인 커피 콩 가공 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 전달 조절 밸브를 개방하여, 상기 제 1 챔버 내의 상기 함침 후 잔류하는 상기 첨가물의 적어도 일부를 상기 전달 조절 유로를 통하여 상기 제 2 챔버로 회수하는 회수 단계를 더 포함하고,
상기 회수 단계는, 상기 제 2 챔버의 내부 압력을 상기 제 1 챔버의 내부 압력보다 작도록 상기 제 2 챔버를 감압시키는 제 2 감압 단계를 포함하는 커피 콩 가공 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 감압 단계는, 상기 커피 콩 내부에, 상기 제 1 챔버의 내부 압력에 의해 상기 커피 콩의 표면에서 개구를 갖는 개방된 기공을 형성하는 단계를 포함하는 커피 콩 가공 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 승화성 물질은 드라이 아이스인 커피 콩 가공 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 첨가물의 일부 또는 전부는 나노파우더 형태인 커피 콩 가공 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 전달 단계는 상기 첨가물이 제 1 챔버로 이동하는 것을 촉진하기 위한 건조 단계를 포함하는 커피 콩 가공 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 함침 단계는 상기 커피 콩의 상기 기공 내로 상기 첨가물이 함침되는 것을 촉진하기 위한 가열 단계를 포함하는 커피 콩 가공 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 에어로졸화 단계에서 상기 제 2 챔버는 비가열되거나 단열되는 커피 콩 가공 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 첨가물은, 향신료, 건강 보조 식품 또는 강화제를 포함하는 커피 콩 가공 방법. - 가공될 커피 콩을 수용하는 제 1 챔버;
상기 커피 콩에 함침될 첨가물과 상기 첨가물을 에어로졸화시키는 승화성 물질을 수용하는 제 2 챔버;
상기 제 1 챔버와 상기 제 2 챔버를 연통시키는 전달 조절 유로에 결합된 전달 조절 밸브; 및
상기 제 1 챔버 및 상기 제 2 챔버 중 적어도 하나 이상과 연통되며, 상기 제 1 챔버 및 상기 제 2 챔버 중 적어도 하나 이상을 감압시키는 압력 조절 펌프를 포함하며,
상기 전달 조절 밸브가 폐쇄된 상태에서, 상기 압력 조절 펌프에 의해, 상기 제 1 챔버의 압력을 상기 제 2 챔버의 압력보다 감압하고, 상기 전달 조절 밸브를 개방시켜 상기 제 2 챔버로부터 상기 제 1 챔버로 상기 첨가물을 유입시켜 상기 커피 콩에 상기 첨가물을 함침하는 커피 콩 가공 장치. - 제 12 항에 있어서,
상기 첨가물은 액상인 커피 콩 가공 장치. - 삭제
- 제 12 항에 있어서,
상기 제 1 챔버 내에 상기 커피 콩을 로스팅하기 위한 로스팅 드럼을 더 포함하는 커피 콩 가공 장치. - 제 12 항에 있어서,
상기 압력 조절 펌프는 상기 제 1 챔버 및 상기 제 2 챔버와 서로 다른 상기 압력 조절 밸브로 각각 연통되고, 각각의 상기 압력 조절 밸브의 개방이 독립적으로 일어남으로써 상기 제 1 챔버 또는 상기 제 2 챔버의 감압이 독립적으로 발생하는 커피 콩 가공 장치. - 제 12 항에 있어서,
상기 첨가물은, 향신료, 건강 보조 식품 또는 강화제를 포함하는 커피 콩 가공 장치. - 제 12 항에 있어서,
상기 전달 조절 밸브 또는 상기 압력 조절 밸브는 게이트(Gate) 밸브, 글로브(Globe) 밸브, 앵글(Angle) 밸브, 니들(Needle) 밸브, 볼(Ball) 밸브, 버터플라이(Butterfly) 밸브. 다이아프램(Diaphragm) 밸브, 전동식(Electric motor) 밸브, 공기식(Pneumatic) 밸브, 유압식(Hydraulic) 밸브, 또는 자기식(Solenoid) 밸브 중 하나인 커피 콩 가공 장치.
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| KR102245079B1 (ko) * | 2020-10-13 | 2021-04-26 | 오영화 | 진공을 이용하여 식품에 첨가물을 주입하기 위한 식품 제조 장치 및 방법 |
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| KR102301035B1 (ko) * | 2021-02-22 | 2021-09-10 | 농업회사법인주식회사 에스아이 | 향미 증진을 위한 커피 원두 가공 장치 및 방법 |
| CN114600998A (zh) * | 2022-04-01 | 2022-06-10 | 德宏芸茶屋咖啡有限公司 | 一种咖啡初加工方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007300892A (ja) * | 2006-05-15 | 2007-11-22 | Miura Co Ltd | 香り付け装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101097427B1 (ko) * | 2009-08-10 | 2011-12-26 | 조선녀 | 헛개나무 추출물을 함유하는 커피 원두 및 이의 제조방법 그리고 이를 이용한 기능성 커피 및 기능성 커피의 제조방법 |
| KR101487091B1 (ko) * | 2013-07-08 | 2015-01-27 | 충북보건과학대학교 산학협력단 | 쌀 제조 방법 |
-
2019
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Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007300892A (ja) * | 2006-05-15 | 2007-11-22 | Miura Co Ltd | 香り付け装置 |
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