KR102231893B1 - 다진양념용 급속 냉동장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 다진양념용 급속 냉동장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 복수 개의 성형홈을 갖는 롤러를 회전하면서 다진양념을 상기 성형홈에 수용시키고, 상기 롤러의 내측에 냉매제를 주입하여 상기 성형홈에 수용된 다진양념을 급속 냉동시킨 후 냉매제를 배출하며, 미온수의 공급으로 상기 성형홈에 냉동된 다진양념의 표면을 해동하여 배출시키는 다진양념용 급속 냉동장치 및 그 방법에 관한 것이다.

Description

다진양념용 급속 냉동장치 및 그 방법{QUICK-FREEZING APPARATUS FOR CHOPPEDED SEASONING AND METHOD THEREOF}
본 발명은 다진양념용 급속 냉동장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 복수 개의 수용홈을 갖는 롤러를 회전하면서 다진양념을 상기 수용홈에 수용시키고, 상기 롤러의 내측에 냉매제를 주입하여 상기 수용홈에 수용된 다진양념을 급속 냉동시킨 후 냉매제를 배출하며, 미온수의 공급으로 상기 수용홈에 냉동된 다진양념의 표면을 해동하여 배출시키는 다진양념용 급속 냉동장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 양파, 딸기, 생선 등 다양한 농수산품은 출하시기를 조정해야 하는 경우, 장거리 운송이 필요한 경우 등 구체적인 상황에 따라 냉동 상태로 보존할 필요가 있다. 특히, 다진양념(예를 들면, 마늘, 생강, 고추, 양파 등)은 음식을 조리하는 과정에서 간편하게 투입하기 위해 단위 중량별로 소포장하여 판매되고 있다. 이러한 경우에는, 농수산품의 수분을 보존하면서 변질을 최소화하기 위하여 냉동 방식으로 유통되고 있다.
이때, 냉동기술의 핵심 목표는 식품을 장기간 신선하게 품질의 저하 없이 에너지 절약이 가능하고 위생적으로 보존하는 것이며, 일반적으로 냉각시간이 짧고 냉각 온도가 낮을수록 식품의 품질을 유지하는 것이 유리하다고 알려져 있다. 식품 냉동은 가공 및 제조 조건의 조정과 저장을 목적으로 하고, 각 제품의 가공 및 제조 조건의 조정과 저장에 적용되는 온도는 식품의 성상 및 종류, 저장기간 등에 따라 다르다. 식품 냉동을 저장 목적으로 적용하는 경우 식품을 빙결점 이상에서 얼리지 않고 저장하는 냉각 저장과 식품을 동결하여 저장하는 동결 저장으로 구별된다. 일반적으로, 산업계에서 식품의 동결 저장은 -20℃ 부근에서 많이 이루어지고 있으며, 식품의 동결 저장에 관하여 국제냉동협회에서는 -18℃ 이하의 온도에서 저장하는 심온 동결 저장을 권고하고 있다.
이러한, 식품을 냉동하기 위한 기술 중에서, 식품을 급속 냉동시키기 위한 다양한 장치가 개발되었으며, 그러한 기술 중의 하나로서, 등록특허공보 제10-1873515호에 신선 식품용 급속 질소 냉동장치가 개시되었다.
상기 기술은 신선 식품을 투입하는 투입부와, 배출부를 밀폐된 경사 이송 컨베이어 형태로 제작하고, 질소 가스가 공급되고, 수평 이송 컨베이어가 구비된 챔버 내로 투입부를 통해 식품을 투입시키면 수평 이송 컨베이어를 따라 이송되면서 질소 가스에 의해 급속 냉각된 신선 식품을 배출부를 통해 외부로 배출되도록 구성된다.
그러나 상기 기술은 식품에 직접 액체질소와 같은 액화가스를 살포하여 급속냉동하는 방법으로써, 액화질소가 식품에 직접 접촉됨에 따라 식품용 액화질소를 시용해야 한다.
또한, 식품을 급속 냉동시키기 위한 다른 기술로서, 등록특허공보 제10-1893767호에 식품의 조직손상을 방지하는 식품 냉동 장치 및 그 방법이 개시되었다.
상기 기술은 냉각고와 동결고를 포함하는 식품 냉동 장치로서, 상기 냉각고는 식품을 투입하기 위한 제1 투입구, 식품의 냉각속도가 -001 내지-080℃/min이 되도록 운송속도가 조절된 제1 운송장치, 냉각고 내부의 온도를 낮추고 일정하게 유지하기 위한 예비 냉각장치 및 냉각 상태의 식품에 빙핵을 형성시키는 빙핵형성장치를 포함하며, 상기 동결고는 빙핵이 형성된 식품을 냉각고에서 동결고로 운송하는 제2 운송장치, 빙핵이 형성되어 상전이 온도에 도달한 식품을 급속동결시키기 위한 급속동결장치 및 냉각고에서 동결고로 식품을 투입하기 위한 제2 투입구를 포함하며, 상기 냉각고의 예비냉각장치는 제1 투입구와 빙핵형성장치 사이의 중간 지점에서 빙핵형성장치 방향으로 상기 중간 지점과 빙핵형성장치 사이의 1/3 내지 1/2 지점에 위치하는 것을 특징으로 한다.
상기의 기술에서도 식품을 급속 냉동시키기 위해 빙핵형성장치가 구성되는 데, 상기 빙핵형성장치는 분무장치가 구비된 것으로 액화질소 등을 식품에 분무하여 과냉각 상태의 식품에 빙핵을 형성시키는 것이다.
상기 기술들은 모두 액화질소를 식품에 직접 분무하는 것으로서, 이에 사용되는 식품용 액화질소는 공업용 액화질소보다 상당히 고가이다. 따라서 고가의 식품에 한정될 수밖에 없다. 또한, 식품용 액화질소를 사용한다고 하더라도 식품에 직접 액화질소를 분무에 따른 거부감이 있음은 물론, 식품에 질소 잔여물을 완전히 제거해야 하는 문제점이 있다.
이에 더하여, 상기 기술들은 식품이 컨베이어에 이송되는 과정에서 식품에 냉매제를 분무하여 식품을 냉동하는 것으로서, 냉매제에 의해 식품이 컨베이어 벨트에 엉겨붙어 고착됨으로써, 컨베이어 벨트에서 식품을 분리시키기가 난해하고, 분리하는 과정에서 냉동된 식품의 형태가 변형될 수 있는 문제점이 있다.
등록특허공보 제10-1873515호 (2018. 06. 26.) 등록특허공보 제10-1893767호 (2018. 08. 27.)
본 발명은 상기의 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 다진양념(식품)에 냉매제를 직접 접촉시키지 않은 상태에서 냉매제에 의해 식품을 급속 냉동시킬 수 있는 다진양념용 급속 냉동장치 및 그 방법을 제공하는 데 있다.
또한, 급속 냉동된 다진양념을 대량으로 생산할 수 있고, 급속 냉동장치에서 냉동된 다진양념을 쉽게 분리하여 배출할 수 있는 다진양념용 급속 냉동장치 및 그 방법을 제공하는 데 있다.
상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 다진양념용 급속 냉동장치는 복수 개로 구성되고 내측으로 함몰된 수용홈을 갖는 롤러부; 상기 롤러부의 내부에 선택적으로 냉매제 또는 미온수를 공급하거나 공급된 냉매제를 배출시키는 공급배기부; 및 상기 롤러부의 하부에 배치되고, 다진양념이 수용되는 수용부를 포함하고, 상기 롤러부의 회전 구동에 의해 상기 수용부에 수용된 다진양념이 상기 롤러부의 수용홈에 충전되고, 상기 공급배기부를 통해 냉매제의 주입으로 상기 수용홈에 충전된 다진양념이 냉동되며, 상기 공급배기부를 통해 미온수의 공급으로 상기 수용홈에 충전되어 냉동된 다진양념의 표면이 해동되어 상기 수용홈으로부터 배출되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 롤러부는 외주연에 내측으로 함몰된 복수 개의 수용홈을 갖는 롤러; 상기 롤러의 양 측면에 결합되는 경판; 상기 롤러의 수용홈의 내측 외면과 접촉하도록 구성되는 지지롤러; 및 상기 경판의 중심부를 관통하고, 내부가 중공된 관 형태로 이루어지며, 회전 가능하게 설치되는 회전축관을 포함하고, 상기 지지롤러와 상기 회전축관 사이에는 상기 회전축관의 내부와 상기 지지롤러의 외부측을 연통시키는 복수 개의 연결파이프가 설치된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 공급배기부는 상기 회전축관의 일측단부에 설치되는 제1 로터리 조인트; 상기 제1 로터리 조인트에 결합되는 3웨이 커플러; 상기 3웨이 커플러의 선택된 하나의 입력단에 연결되는 냉매제공급라인; 상기 냉매제공급라인에 설치되는 냉매제단속밸브; 상기 3웨이 커플러의 나머지 입력단에 연결되는 미온수공급라인; 및 상기 미온수공급라인에 설치되는 미온수단속밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 냉매제 배출단계에서 배출되는 냉매제를 포집하는 냉매제 포집단계를 더 포함할 수 있다.
삭제
본 발명에 의하면, 다진양념(식품)에 냉매제를 직접 접촉되지 않기 때문에 냉동식품에서 질소를 제거하는 공정이 생략되어 냉동 가공식품의 생산이 수월하고, 냉매제가 다진양념(식품)과 접촉하지 않아 냉동식품의 안전성을 확보할 수 있는 장점이 있다.
또한, 수용홈에 급속 냉동된 다진양념이 쉽게 배출됨에 따라 냉동된 다진양념의 형태를 유지할 수 있으므로, 상품의 질을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 1회 사이클을 통해 대량의 냉동된 다진양념을 생산할 수 있기 때문에 가격 경쟁의 우의를 차지할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 다진양념용 급속 냉동장치의 정면도,
도 2는 본 발명에 따른 다진양념용 급속 냉동장치에 적용된 롤러부의 길이 방향 단면도이고, 도 3은 롤러부의 분해 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 다진양념용 급속 냉동장치의 공급배기부에 대한 사시도,
도 5는 도 1의 A-A'의 단면도,
도 6은 본 발명에 따른 다진양념용 급속 냉동장치에 적용된 수용부의 다른 실시 예를 나타낸 단면도,
도 7은 본 발명에 따른 다진양념용 급속 냉동방법에 대한 흐름도이다.
다음으로, 본 발명에 따른 다진양념용 급속 냉동장치 및 그 방법의 바람직한 실시 예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
이하에서 동일한 기능을 하는 기술요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용하고, 중복 설명을 피하기 위하여 반복되는 상세한 설명은 생략한다.
또한, 이하에 설명하는 실시 예는 본 발명의 바람직한 실시 예를 효과적으로 보여주기 위하여 예시적으로 나타내는 것으로, 본 발명의 권리범위를 제한하기 위하여 해석되어서는 안 된다.
본 발명은 다진양념용 급속 냉동장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 복수 개의 수용홈을 갖는 롤러를 회전하면서 다진양념을 상기 수용홈에 수용시키고, 상기 롤러의 내측에 냉매제를 주입하여 상기 수용홈에 수용된 다진양념을 급속 냉동시킨 후 냉매제를 배출하며, 미온수의 공급으로 상기 수용홈에 냉동된 다진양념의 표면을 해동하여 배출시키는 다진양념용 급속 냉동장치 및 그 방법에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 다진양념용 급속 냉동장치의 정면도를 나타낸 것이다.
첨부된 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 다진양념용 급속 냉동장치는 롤러부(100), 공급배기부(200) 및 수용부(300)를 포함하여 구성된다.
상기 롤러부(100)는 회전 구동에 따라 다진 양념을 수용홈에 충전시키고, 공급된 냉매제에 의해 수용홈에 충전된 다진양념을 냉동시키며, 공급된 미온수에 의해 수용홈에 충전되어 냉동된 다진양념을 배출시키는 기능을 수행한다.
도 2는 본 발명에 따른 다진양념용 급속 냉동장치에 적용된 롤러부의 길이 방향 단면도이고, 도 3은 롤러부의 분해 사시도를 나타낸 것이다.
첨부된 도 2를 참조하면, 상기 롤러부(100)는 롤러(110), 제1 경판(120), 제2 경판(130), 회전축관(140), 드레인밸브(150) 및 지지롤러(160)을 포함한다.
롤러(100)는 내부에 중공부를 갖는 원통형으로 이루어지고, 외주면에는 내측으로 함몰된 복수 개의 수용홈(111)이 형성된다. 상기 수용홈(111)은 단면이 반원 또는 호형상으로 구성되어 다진양념의 충전과 배출이 쉽게 이루어지도록 구성된다.
상기 롤러(110)의 양 측면에는 각각 제1 경판(120) 및 제2 경판(130)이 결합된다. 이때, 상기 롤러(110)와 제1 경판(120) 및 제2 경판(130)의 결합은 도면에 보인 듯이, 플랜지와 플랜지를 면접한 상태에서 볼팅결합으로 이루어진다.
즉, 상기 롤러(110)의 양 측면에는 플랜지(도면부호 미표시)가 형성되고, 상기 제1 경판(120) 및 제2 경판(130)에도 상기 롤러(110)의 플랜지에 대응하는 플랜지(도면부호 미표시)가 형성되어, 플랜지가 플랜지를 서로 면접한 상태에서 볼트와 너트의 조임에 의한 볼팅 결합으로 이루어질 수 있다. 그러나 상기 볼팅 결합은 일 실시 예에 의한 것으로서, 필요에 따라 용접 등으로 변경 실시가 가능하다. 또한, 상기 플랜지 사이에는 개스킷을 설치하여 기밀 유지가 더욱 향상되도록 구성될 수 있다.
상기 제1 경판(120) 및 제2 경판(130) 각각에는 관통홀(121, 131)이 형성되고, 상기 관통홀(121, 131)에는 이를 가로질러 관통되고 양 끝단이 외측으로 노출되는 회전축관(140)이 설치된다.
이때, 상기 회전축관(140)의 외경과 관통홀(121, 131)은 용접 등의 결합 방식을 통해 일체형으로 결합되도록 구성한다.
상기 회전축관(140)은 내부가 통개된 관형태로 이루어지고 일측 단부로는 냉매제와 미온수가 공급되고, 타측 단부로는 기화된 냉매제 가스가 배출되며, 내부의 소정 위치에는 상기 일측 단부와 타측 단부를 구획하는 격벽(143)이 형성되고, 상기 격벽(143)과 타측 단부 사이에는 기화된 냉매제 가스를 유입하여 배출시키기 의한 배출공(142)이 복수 개 형성되며, 내부와 연통되어 후술되는 지지롤러(160)의 외측으로 연장되는 연결파이프(141)가 구성된다..
즉, 상기 격벽(143)은 공급된 냉매제를 상기 연결파이프(141)를 통해 지지롤러(160)의 외측 즉, 지지롤러(160)와 롤러(110) 사이의 공간으로 유도하고, 상기 공간으로 공급된 냉매제가 기화된 냉매기체는 상기 격벽(143)의 외측에 형성된 배출공(142)을 통해 상기 회전축관(140)의 내부로 유도된다. 상기 회전축관(140)으로 유도된 냉매기체는 상기 회전축관(140)의 타측으로 배출되게 된다.
상기 드레인밸브(150)는 상기 롤러(110) 내부로 공급된 미온수의 배출을 단속한다.
이때, 상기 회전축관(140)의 일측에는 상기 회전축관(140)을 회전시키는 동력부(400)가 구비된다.
상기 동력부(400)는 모터(410)와 동력전달모듈(420)을 포함(도 1 참조)한다.
상기 모터(410)는 전기에너지의 공급에 의해 회전샤프트를 회전시켜 회전력을 제공하는 것으로서, 정역회전이 가능한 모터가 사용될 수 있다.
동력전달모듈(420)의 상기 모터(410)의 회전샤프트에 회전력을 상기 회전축관(140)에 전달하는 것으로서, 체인 또는 벨트 등으로 구성될 수 있고, 상기 모터(410)의 회전수를 감소시키는 감속기어를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 동력부(400)는 공지의 다양한 기술이 적용될 수 있는 것으로서, 상기 회전축관(140)을 회전시킬 수 있는 구성이면 어느 것이라도 무방하다.
상기의 구성에 따르면, 상기 동력부(400)에서 제공되는 회전력은 회전축관(140)에 전달된다. 상기 회전축관(140)의 회전에 의해 제1 경판(120) 및 제2 경판(130)이 회전되게 되고, 상기 제1 경판(120)과 제2 경판(130) 사이에 결합된 롤러(110)가 회전되게 된다.
상기의 구성에서 상기 롤러(110)의 내측에는 지지롤러(160)가 설치된다.
상기 지지롤러(160)의 외경은 상기 롤러(110)의 수용홈(111)의 내측 외면과 접촉하도록 구성된다.
이에, 상기 지지롤러(160)와 상기 회전축관(140) 사이에는 상기 회전축관(140)의 내부와 상기 지지롤러(160)의 외부측을 연통시키는 연결파이프(141)가 설치된다.
회전축관(140)을 통해 주입된 냉매제는 상기 연결파이프(141)를 통해 상기 수용홈(111)의 내측 외면에 접촉하게 된다. 이때, 상기 지지롤러(160)의 외측과 상기 수용홈(111)의 내측 측면에는 소정의 공간(B)이 형성되고, 상기 형성된 공간으로 냉매제가 유입되며, 유입된 냉매제가 상기 공간(B)에 체류하는 시간을 증가시켜 냉동효율을 증가시키게 된다.
또한, 상기 회전축관(140)을 통해 주입된 냉매제는 액체형태로 주입되게 되는 데, 액체형태의 냉매제는 공기와의 접촉에 따라 기화하게 된다. 따라서, 회전축관(140)에 주입된 냉매제는 회전축관(140)과 지지롤러(160)를 연결하는 연결파이프(141)를 통해 상기 공간(B)으로 공급됨에 따라, 주입된 냉매제가 공기와의 접촉을 최소화한 조건에서 상기 수용홈(111)의 내측 외부면에 공급될 수 있는 장점이 있다.
또한, 회전축관(140)으로 주입된 미온수도 상기 연결파이프(141)를 통해 상기 지지롤러(160)와 상기 수용홈(111)의 내측 측면에 형성된 공간(B)으로 유입되어 미온수가 체류하는 시간을 증가시켜 해동효율을 증가시키게 된다.
다음으로, 공급배기부(200)에 대해서 설명한다.
공급배기부(200)는 롤러부(100)의 내부에 선택적으로 냉매제 또는 미온수를 공급하거나 공급된 냉매제를 배출시키는 것으로서, 도 4는 본 발명에 따른 다진양념용 급속 냉동장치의 공급배기부에 대한 사시도이다.
첨부된 도 4를 참조하면, 상기 공급배기부(200)는 회전축관(140)의 일측 단부에 결합되는 제1 로터리 조인트(210), 상기 제1 로터리 조인트(210)에 연결되는 3웨이 커플러(220), 상기 3웨이 커플러(220)의 선택된 하나의 입력단에 연결되는 냉매제공급라인(230), 상기 냉매제공급라인(230)에 설치되는 냉매제단속밸브(240), 상기 3웨이 커플러(220)의 나머지 입력단에 연결되는 미온수공급라인(250), 상기 미온수공급라인(250)에 설치되는 미온수단속밸브(260), 상기 회전축관(140)의 타측 단부에 결합되는 제2 로터리 조인트(270) 및 상기 제2 로터리 조인트(270)에 연결되는 냉매제배출라인(280) 및 상기 냉매제배출라인(280)에 설치되는 냉매제배출단속밸브(290)를 포함한다.
상기의 구성에 의하면, 미온수단속밸브(260), 냉매제배출단속밸브(290) 및 드레인밸브(150)를 폐쇄한 상태에서, 냉매제단속밸브(240)를 개방하게 되면, 냉매제가 냉매제 공급탱크(도면에 미표시)로부터 로터리 조인트(210)를 통해 회전축관(140)에 공급되게 된다. 상기 회전축관(140)에 공급된 냉매제는 연결파이프(141)를 통해 지지롤러(160)와 수용홈(111) 사이의 공간(B)으로 공급되게 된다. 이때, 상기 공간(B)에 공급된 냉매제는 기화되면서, 상기 롤러부(100)의 수용홈(111) 내부 외측을 냉동시키게 된다.
상기 냉매제로는 수소, 헬륨, 네온, 질소, 산소, 메탄, 크립톤, 아르곤 등의 극저온 유체가 사용될 수 있다. 이 중에서 질소는 -196℃에서 액체의 형태로 존재하며, 가격이 저렴한 장점이 있다.
또한, 미온수단속밸브(260), 냉매제단속밸브(240) 및 드레인밸브(150)를 폐쇄한 상태에서, 냉매제배출단속밸브(290)를 개방하게 되면, 수용홈(111)의 내부 외측에 공급되어 기화된 냉매기체는 회전축관(140)의 배출공(142)을 통해 회전축관(140) 내부로 유입되고, 회전축관(140)으로 유입된 냉매기체는 냉매제배출단속밸브(290)를 통해 배출되게 된다. 이때, 상기 냉매제배출단속밸브(290)의 후속단에는 냉매기체를 포집하는 포집기(도면에 미표시)가 설치되어 기화된 냉매기체가 공기중에 방사되지 않도록 구성된다.
또한, 냉매제단속밸브(240), 냉매제배출단속밸브(290) 및 드레인밸브(150)를 폐쇄한 상태에서, 미온수단속밸브(260)를 개방하게 되면, 미온수가 미온수 공급탱크(도면에 미표시)로부터 공급되어 로터리 조인트(210)를 통해 미온수가 미온수 공급탱크(도면에 미표시)로부터 로터리 조인트(210)를 통해 회전축관(140)에 공급되게 된다. 상기 회전축관(140)에 공급된 미온수는 연결파이프(141)를 통해 지지롤러(160)와 수용홈(111) 사이의 공간(B)으로 공급되게 된다. 이때, 상기 공간(B)에 공급된 미온수는 상기 롤러부(100)의 수용홈(111) 내부 외측을 해동시키게 된다.
이때, 상기 미온수로는 20 ~ 50℃의 식용 가능한 음용수가 사용될 수 있다.
또한, 냉매제단속밸브(240), 냉매제배출단속밸브(290) 및 미온수단속밸브(260)를 폐쇄한 상태에서, 드레인밸브(150)를 개방하게 되면 롤러부(100)로 공급된 미온수가 상기 드레인밸브(150)를 통해 배출되게 된다. 이때, 상기 드레인밸브(150)는 롤러(110)에 연결된 것으로서, 상기 롤러(110)의 회전으로 상기 드레인밸브(150)가 하부측에 위치된 상태에서 개방되게 된다.
수용부(300)는 롤러부(100)의 하부측에 배치되어 다진양념이 수용되는 것으로서, 첨부된 도 5를 통해 상기 수용부에 대해서 설명한다.
도 5는 도 1의 A-A'의 단면도를 나타낸 것이다.
첨부된 도 5를 참조하면, 상기 수용부(300)는 공급된 다진양념(S)을 수용시키는 수용탱크(310), 상기 수용탱크(310)의 내부에 배치되는 승강판(320), 상기 승강판(320)을 승강시키는 실린더(330)를 포함한다.
즉, 상기 수용탱크(310)에 수용된 다진양념(S)은 실린더(330)의 승강 동작에 따라 상기 승강판(320)의 상하 이동에 의해 상기 수용탱크(310)에서 상승하거나 하강하게 된다. 이때, 상기 수용탱크(310)로 다진양념(S)의 투입을 쉽게 하기 위해서 다진양념(S)을 이송하는 투입컨베이어(340)가 더 설치될 수 있다.
또한, 도면부호 170은 롤러(110)의 외주면에 묻은 다진양념을 긁어내는 스크래퍼이고, 도면부호 180은 롤러부(100)의 롤러(110) 수용홈(111)에서 냉동되어 배출된 냉동 다진양념을 배출시키는 배출컨베이어이다.
도 6은 본 발명에 따른 다진양념용 급속 냉동장치에 적용된 수용부의 다른 실시 예를 나타낸 단면도이다.
첨부된 도 6을 참조하면, 수용부(300)는 다진양념(S)을 이송하는 이송컨베이어(350) 및 회동 가능하게 설치되고 하부 선단이 롤러(110)에 접촉하는 충전판(360)을 포함한다.
도 6의 (a)를 참조하면, 이송컨베이어(350)를 통해 이송된 다진양념(S)은 회전되는 롤러(110)의 상부에 안착되게 되고, 충전판(360)의 안내로 다진양념(S)이 수용홈(111)에 충전되게 된다.
다진양념(S)이 수용홈(111)에 충전되면 상기 이송컨베이어(350)가 정지되고, 상기 충전판(360)이 회전축을 중심으로 회전하여 상기 충전판(360)이 하부 선단이 롤러(110)부터 이격되게 된다(도 7의 (b)).
상기 구성에 의한 본 발명에 따른 다진양념용 급속 냉동장치의 작동과정에 대해서 설명한다.
다진양념을 수용부(300)의 수용탱크(310)에 수용된 상태에서, 실린더(330)의 상승동작에 따라 승강판(320)을 상승시키게 되면, 수용된 다진양념(S)은 롤러부(100)의 롤러(110) 표면과 밀접하게 된다. 이때, 동력부(400)의 구동으로 롤러부(100)를 회전시키게 되면, 롤러(110)의 수용홈(111)에 다진양념(S)이 충전되게 된다. 다진양념(S)의 충전은 상기 수용홈(111)에 다진양념이 매워질 수 있도록 롤러(110)가 3 ~ 5회전 동안 지속될 수 있다.
이때, 상기 다진양념으로는 마늘, 생강, 고추, 양파 등을 분쇄하거나 다져서 으깬 것으로서, 각 양념에는 접착성분이 포함되어 있어, 수용홈(111)에 충전된 다진양념이 롤러(110)의 회전에 의해 하방으로 낙하되지 않게 된다.
상기 수용홈(111)에 다진양념(S)이 충전된 후, 실린더(330)의 하강동작에 따라 승강판(320)을 하강시키게 되면, 수용탱크(310)에 수용된 다진양념은 상기 롤러(110)와 이격되게 되고, 상기 롤러(110)가 회전되고 있는 상태에서 냉매제단속밸브(240)를 개방시키게 된다. 이때, 미온수단속밸브(260), 냉매제배출단속밸브(280) 및 드레인밸브(150)는 폐쇄된 상태이다.
상기 냉매제단속밸브(240)의 개방으로 냉매제가 회전축관(140)으로 유입되게 된다. 회전축관(140)으로 유입된 냉매제의 일부는 기화되고, 일부는 액체상태로 상기 회전축관(140)의 연결파이프(141)를 통해 상기 롤러(110)와 지지롤러(160)의 사이의 공간(B)으로 공급되게 된다. 상기 롤러(110)와 지지롤러(160)의 사이의 공간(B)으로 공급된 냉매제는 상기 롤러(110)의 수용홈(111) 내측에 접촉하게 되고, 수용홈(111)의 내부측을 냉동시키게 된다. 상기 수용홈(111)의 내부측이 냉매제에 의해 냉동되게 되면, 상기 수용홈(111)에 충전된 다진양념도 냉동되게 된다. 즉, 냉매제가 롤러(110)의 내측에서 수용홈(111)을 냉동시키기 때문에, 냉매제와 다진양념이 서로 접촉하지 않은 상태에서 상기 수용홈(111)에 충전된 다진양념이 냉동되게 된다.
냉매제의 공급으로 상기 수용홈(111)에 충전된 다진양념이 냉동되게 되면, 냉매제를 배출하여야 한다. 상기 냉매제의 배출은 미온수단속밸브(260), 냉매제단속밸브(240) 및 드레인밸브(150)가 폐쇄된 상태에서 냉매제배출단속밸브(290)의 개방으로 이루어진다.
롤러(110) 내부로 공급된 냉매제는 기화되어 기체로 존재하게 되고, 기화된 냉매기체는 냉매제배출단속밸브(290)의 개방으로 회전축관(140)의 배출공(142)을 통해 롤러(110) 내부에서 외부로 배출되게 된다. 배출된 냉매제는 별도의 포집장치를 통해 수집되도록 구성된다.
냉매제가 롤러(110)에서 배출된 상태에서도 상기 롤러부(100)는 회전상태로 유지될 수 있다.
냉매제가 롤러(110)에서 배출된 후, 미온수가 상기 롤러부(100)로 공급된다.
미온수의 공급은 냉매제단속밸브(240), 냉매제배출단속밸브(290) 및 드레인밸브(150)를 폐쇄한 상태에서, 미온수단속밸브(260)의 개방으로 이루어진다.
미온수가 롤러부(100)로 공급되면, 상기 롤러부(100)에 공급된 미온수도 상기 회전축관(140)의 연결파이프(141)를 통해 상기 롤러(110)와 지지롤러(160)의 사이의 공간(B)으로 공급되게 된다. 상기 롤러(110)와 지지롤러(160)의 사이의 공간(B)으로 공급된 미온수는 냉매제에 의해 냉동된 롤러부(100)의 수용홈(111)에 접촉되게 되고, 수용홈(111)의 내측을 해동시키게 된다. 이에, 다진양념과 수용홈(111) 사이의 접촉면, 즉 냉동된 다진양념의 외부측이 해동되고, 접촉면의 해동에 의해 다진양념은 롤러부(100)의 회전 구동에 의해 수용홈(111)에서 탈리되게 된다.
탈리된 냉동 다진양념은 롤러(110)에서 자유낙하하여 배출컨베이어(160)를 통해 이송되게 된다.
또한, 롤러부(100)에 공급된 미온수는 드레인밸브(150)의 개방으로 배출되고, 1사이클이 종료된다.
도 7은 본 발명에 따른 다진양념용 급속 냉동방법에 대한 흐름도이다.
첨부된 도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 다진양념용 급속 냉동방법은 다진양념 수용단계(S10), 다진양념 충전단계(S20), 다진양념 냉동단계(S30), 냉매제 배출단계(S40), 다진양념 해동단계(S50), 다진양념 배출단계(S60) 및 냉매제 포집단계(S70)를 포함한다.
1. 다진양념 수용단계(S10)
다진양념 수용단계(S10)는 수용부(300)에 다진양념을 수용하는 단계이다.
상기 다진양념은 마늘, 생강, 고추, 양파 등을 분쇄하거나 다져서 으깬 것으로서, 수용홈에 충전된 상태에서 흘러나오지 않을 정도의 적당한 수분을 포함하는 것이라면 어느 것이라도 무방하다.
2. 다진양념 충전단계(S20)
다진양념 충전단계(S20)는 다진양념이 상기 수용부(300)에 수용된 상태에서 롤러부(100)의 회전 구동에 의해 상기 수용부(300)에 수용된 다진양념을 상기 롤러부(100)의 수용홈(111)에 충전하는 단계이다.
이때, 상기 수용부(300)는 실린더(330)의 상승으로 승강판(320)이 상승되는 상태에서 수용탱크(310)에 수용된 다진양념이 억지로 상기 수용홈(111)에 충전되도록 구성된다.
3. 다진양념 냉동단계(S30)
다진양념 냉동단계(S30)는 상기 다진양념 충전단계(S20)를 통해 상기 수용홈(111)에 다진양념이 충전된 상태에서, 공급배기부(300)를 통해 냉매제가 롤러부(100)에 주입되도록 하여, 주입된 상기 냉매제에 의해 상기 수용홈(111)에 충전된 다진양념을 냉동시키는 단계이다.
이때, 실린더(330)는 하강하여 수용탱크(310)에 수용된 다진양념이 상기 롤러와 이격되도록 하고, 롤러부(100)는 회전 동작을 유지되게 된다.
4. 냉매제 배출단계(S40)
냉매제 배출단계(S40)는 상기 다진양념 냉동단계(S30)에서 롤러부에 주입된 냉매제를 배출시키는 단계이다.
상기 냉매제 배출단계(S40)에서도 롤러부는 회전 동작을 유지할 수 있다.
5. 다진양념 해동단계(S50)
다진양념 해동단계(S50)는 상기 냉매제 배출단계(S40) 후, 상기 공급배기부(200)를 통해 미온수가 상기 롤러부(100)에 주입되도록 하여, 공급된 상기 미온수에 의해 상기 다진양념 냉동단계에서 냉동된 다진양념과 상기 수용홈의 접촉면을 해동시키는 단계이다.
상기 다진양념 해동단계(S50)에서도 롤러부는 회전 동작을 유지할 수 있다.
6. 다진양념 배출단계(S60)
다진양념 배출단계(S60)는 상기 다진양념 해동단계(S50) 후, 상기 수용홈(111)에 충전되어 냉동된 다진양념을 배출하는 단계이다.
상기 다진양념 배출단계(S60)에서도 롤러부는 회전 동작을 유지할 수 있다.
7. 냉매제 포집단계(S70)
냉매제 포집단계(S70)는 상기 냉매제 배출단계(S40)에서 배출되는 냉매제를 포집하는 단계이다.
포집된 냉매제는 별도의 포집탱크에 수용되도록 하여 냉매제가 공기 중에 노출되지 않도록 구성된다.
상기 단계에서 드레인밸브(150)의 개폐 여부, 실린더(330)의 승강 동작, 투입컨베이어(340)의 구동 여부, 냉매제단속밸브(240)의 개폐 여부, 미온수단속밸브(260)의 개폐 여부, 냉매제배출단속밸브(290) 및 롤러(110)의 구동 여부 등은 프로그램된 로직에 의해 일률적으로 작동되게 구성될 수 있음은 물론이다.
본 발명에 의하면, 다진양념(식품)에 냉매제를 직접 접촉되지 않기 때문에 냉동식품에서 질소를 제거하는 공정이 생략되어 냉동 가공식품의 생산이 수월하고, 냉매제가 다진양념(식품)과 접촉하지 않아 냉동식품의 안전성을 확보할 수 있는 장점이 있다.
또한, 수용홈에 급속 냉동된 다진양념이 쉽게 배출됨에 따라 냉동된 다진양념의 형태를 유지할 수 있으므로, 상품의 질을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 1회 사이클을 통해 대량의 냉동된 다진양념을 생산할 수 있기 때문에 가격 경쟁의 우의를 차지할 수 있는 장점이 있다.
이에 더하여, 롤러부에 공급된 냉매제는 외부 유출없이 다진양념을 냉동시킨 후 배출됨에 따라 사용자의 안전을 담보할 수 있는 장점이 있다.
상기에서는 본 발명에 따른 다진양념용 급속 냉동장치 및 그 방법의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고, 청구범위 및 발명의 설명, 첨부한 도면의 범위 내에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 발명의 범위내에 속한다.
100: 롤러부 110: 롤러
111: 수용홈
120: 제1 경판 130: 제2 경판
140: 회전축관 150: 드레인밸브
160: 지지롤러 200: 공급배기부
210: 제1 로터리 조인트 220: 3웨이 커플러
230: 냉매제공급라인 240: 냉매제단속밸브
250: 미온수공급라인 260: 미온수단속밸브
270: 제2 로터리 조인트 280: 냉매제배출라인
290: 냉매제배출단속밸브
300: 수용부 310: 수용탱크
320: 승강판 330: 실린더
400: 동력부 410: 모터
420: 동력전달모듈

Claims (5)

  1. 복수 개로 구성되고 내측으로 함몰된 수용홈을 갖는 롤러부;
    상기 롤러부의 내부에 선택적으로 냉매제 또는 미온수를 공급하거나 공급된 냉매제를 배출시키는 공급배기부; 및
    상기 롤러부의 하부에 배치되고, 다진양념이 수용되는 수용부;
    를 포함하고,
    상기 롤러부의 회전 구동에 의해 상기 수용부에 수용된 다진양념이 상기 롤러부의 상기 수용홈에 충전되고, 상기 공급배기부를 통해 냉매제의 주입으로 상기 수용홈에 충전된 다진양념이 냉동되며, 상기 공급배기부를 통해 미온수의 공급으로 상기 수용홈에 충전되어 냉동된 다진양념의 표면이 해동되어 상기 수용홈으로부터 배출되며,
    상기 롤러부는,
    외주연에 내측으로 함몰된 복수 개의 수용홈을 갖는 롤러;
    상기 롤러의 양 측면에 결합되는 경판;
    상기 롤러의 수용홈의 내측 외면과 접촉하도록 구성되는 지지롤러; 및
    상기 경판의 중심부를 관통하고, 내부가 중공된 관 형태로 이루어지며, 회전 가능하게 설치되는 회전축관;
    을 포함하고,
    상기 지지롤러와 상기 회전축관 사이에는 상기 회전축관의 내부와 상기 지지롤러의 외부측을 연통시키는 복수 개의 연결파이프가 설치된 것을 특징으로 하는 다진양념용 급속 냉동장치.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 공급배기부는,
    상기 회전축관의 일측단부에 설치되는 제1 로터리 조인트;
    상기 제1 로터리 조인트에 결합되는 3웨이 커플러;
    상기 3웨이 커플러의 선택된 하나의 입력단에 연결되는 냉매제공급라인;
    상기 냉매제공급라인에 설치되는 냉매제단속밸브;
    상기 3웨이 커플러의 나머지 입력단에 연결되는 미온수공급라인; 및
    상기 미온수공급라인에 설치되는 미온수단속밸브;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 다진양념용 급속 냉동장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
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