KR102264844B1 - 산도 센서와 초음파 센서에 기반한 건식 숙성상태 진단 및 자동처리 육류 숙성장치 - Google Patents

산도 센서와 초음파 센서에 기반한 건식 숙성상태 진단 및 자동처리 육류 숙성장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 산도 센서와 초음파 센서를 통해 측정한 챔버 내에 보관되는 육류의 숙성상태를 분석하여 숙성 이상 유무를 진단하고, 숙성 이상이 진단되면 챔버 내의 숙성 환경을 변화시킬 수 있도록 하는 산도 센서와 초음파 센서에 기반한 건식 숙성상태 진단 및 자동처리 육류 숙성장치에 관한 것이다.

Description

산도 센서와 초음파 센서에 기반한 건식 숙성상태 진단 및 자동처리 육류 숙성장치{Meat curing device for diagnosing dry curing condition and automatic processing based on ph sensor and ultrasonic sensor}
본 발명은 산도 센서와 초음파 센서에 기반한 건식 숙성상태 진단 및 자동처리 육류 숙성장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 산도 센서와 초음파 센서를 통해 측정한 챔버 내에 보관되는 육류의 숙성상태를 분석하여 숙성 이상 유무를 진단하고, 숙성 이상이 진단되면 챔버 내의 숙성 환경을 변화시킬 수 있도록 하는 산도 센서와 초음파 센서에 기반한 건식 숙성상태 진단 및 자동처리 육류 숙성장치에 관한 것이다.
일반적으로 육류의 경우는 그 도축이 이루어진 직후에는 시간의 경과에 따라 사후경직에 의한 변화가 발생한다. 사후경직이란 생물이 죽은 뒤에 근육이나 관절 등이 뻣뻣해지는 상태를 말하는데, 즉 호흡이 정지하면서 산소공급이 중단되면서 근육 안의 글리코겐이 젖산이 되고, 이와 함께 pH가 현저하게 낮아지며, 근원섬유인 엑토미오신이 그물모양의 젤을 형성하고, 근육이 수축함으로써 나타나는 현상이다.
도축된 닭, 돼지, 소 등의 가축은 사후경직이 발생함에 따라, 경직 중인 육류는 딱딱하고 맛이 떨어지며 배어나오는 수분이 많아 식감이 좋지 못할 뿐 아니라 풍미도 우수하지 못하여 해당 육류의 본래 맛을 느낄 수 없다.
이에 종래에는, 육류의 도축 후 사후경직이 풀릴 때까지 일정기간 숙성보관하기 위하여 와인 등의 알콜이나 물속에 일정기간 담근 후 일정온도를 가한 다음 냉동보관하는데 그쳤으며, 육류를 장기간 보관하기 위해서는 불가피하게 냉동보관을 해야 하는바, 냉동 보관 시에는 육류의 연도가 급격히 감소되어 소비자가 식용으로 사용하기에는 적합하지 못한 점이 많았다.
특히, 숙성 방법에는 통상 건식 숙성 및 습식 숙성으로 구분되며, 여기서 습식 숙성은 육류를 비닐로 밀봉한 후 숙성시키는 냉장상태(대략 0℃ ~ 5℃ 사이의 온도)로 숙성시키는 방법이고, 건식 숙성은 해당 육류를 자연 바람에 노출시키면서 냉장상태로 숙성시키는 방법이다.
최근에는 상기한 육류의 숙성을 위한 다양한 숙성 장치가 개발되고 있으나, 현재까지 개발된 종래의 육류 숙성 장치는 전체적인 가격이 비싼데 비해 활용도가 낮아 일반 음식점이나 가정에서는 그 적용이 어려웠던 단점이 있다.
또한, 건식 숙성 장치의 경우는 습식 숙성에 비해 숙성 시간은 상대적으로 짧게 이루어질 수 있지만, 자연 바람을 직접 제공받는 방식이기 때문에 해당 육류의 표면과 내부가 고른 숙성이 이루어지지 못하고 표면 부위의 과숙성/과건조 혹은, 숙성 환경이 적절하게 조성되지 아니하여 부패가 쉽게 이루어질 수 있다는 문제가 있다.
대한민국 공개특허 제10-2012-0060010호 '육류의 건조숙성장치'(2012.06.11 공개)
본 발명의 목적은, 산도 센서와 초음파 센서에 의해 측정된 육류의 숙성상태에 기초하여 육류에 대한 숙성 이상 유무를 진단하고, 숙성 이상이 진단되면 이를 사용자에게 통지하거나 챔버 내의 숙성 환경(온도, 습도, 기류)을 자동으로 변화시킴으로써, 육류의 부패 등을 미연에 방지할 수 있는 육류 숙성장치를 제공하고자 함에 있다.
또한, 본 발명의 목적은, 사용자가 소지하는 단말기와 연동되어, 육류에 대한 숙성 시간 및 숙성 시간에 따른 숙성 조건을 사용자가 쉽게 설정할 수 있도록 하고, 현재 숙성 시간 진행 상태, 챔버 내 현재 숙성 환경 상태, 숙성 시간 종료, 숙성 이상 유무를 실시간으로 확인할 수 있도록 하는 육류 숙성장치를 제공하고자 함에 있다.
또한, 본 발명의 목적은, 외부의 서버와 연동되어, 육류에 대한 숙성 시간 및 숙성 시간에 따른 숙성 조건이 다양하게 미리 설정되어 있는 숙성 환경 설정값을 제공받아 육류에 대한 숙성을 진행할 수 있도록 하는 육류 숙성장치를 제공하고자 함에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 산도 센서와 초음파 센서에 기반한 건식 숙성상태 진단 및 자동처리 육류 숙성장치는, 하우징을 형성하는 본체; 외부로부터 상기 본체의 챔버 내에 보관되는 육류를 숙성하기 위한 숙성 환경 설정값을 입력받는 입력 모듈; 상기 입력 모듈에 입력되는 상기 숙성 환경 설정값에 따라 상기 챔버 내의 숙성 환경을 조성하는 숙성 모듈; 상기 육류의 숙성상태를 측정하는 센서 모듈로서, 상기 육류의 표면의 산도(pH)를 측정하는 산도 센서와, 상기 육류의 표면에 발사되어 반사되는 초음파의 감도를 측정하여 감도 데이터로 변환하는 초음파 센서를 포함하는 센서 모듈; 상기 센서 모듈에 의해 측정된 숙성상태에 기초하여 상기 육류에 대한 숙성 이상 유무를 진단하는 진단 모듈; 상기 육류에 대한 숙성 이상이 진단되면 상기 숙성 모듈을 제어하여 숙성 환경을 변화시키는 제어 모듈; 및 상기 숙성 환경 설정값, 숙성상태 또는 숙성 이상 유무 중 어느 하나 이상을 표시하는 알림 모듈을 포함하고, 상기 진단 모듈은 상기 산도 센서로부터 전송받은 육류 표면의 산도가 기설정된 기준 산도 범위 내이면 상기 육류에 대한 숙성 이상으로 판정하는 산도 판단부와, 건식 숙성이 이루어지는 육류의 표면에서 반사되는 초음파의 감도에 대한 기준 감도를 기설정하여 저장하고, 육류의 건식 숙성 정도에 따라 감소하는 표면 습도와 반사되는 초음파의 감도 간의 반비례 관계에 기초하여 상기 초음파 센서로부터 전송받은 초음파의 감도가 기설정된 상기 기준 감도 이하인 경우에는 상기 육류에 대한 숙성 이상으로 판정하는 표면 습도 판단부를 포함한다.
또한, 상기 산도 판단부는 6.2 ~ 6.3를 포함하는 기준 산도 범위를 기설정하여 저장하고, 상기 육류 표면의 산도가 상기 기준 산도 범위 내에 도달한 것으로 나타나면 상기 육류에 대한 숙성 이상으로 판정할 수 있다.
또한, 상기 진단 모듈은 상기 악취 판단부와 상기 산도 판단부 중 어느 하나 이상이 숙성 이상으로 판정하는 경우에 상기 육류에 대한 최종 숙성 이상인 것으로 진단하여 상기 제어 모듈 또는 상기 알림 모듈로 통지하는 이상 유무 진단부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 숙성 모듈은 외부로부터 입력받은 숙성 환경 설정값에 따라, 상기 챔버 내의 온도를 조절하는 온도 조절부, 상기 챔버 내의 습도를 조절하는 습도 조절부, 상기 챔버 내의 공기의 풍량, 풍속 또는 풍향 중 적어도 어느 하나 이상을 조절하는 기류 조절부 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어 모듈은 상기 이상 유무 진단부로부터 상기 육류에 대한 최종 숙성 이상인 것으로 통지받으면 상기 숙성 모듈을 제어하여 상기 챔버 내의 온도, 습도, 풍량, 풍속 또는 풍향 중 어느 하나 이상을 변경할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 산도 센서와 초음파 센서에 기반한 건식 숙성상태 진단 및 자동처리 육류 숙성장치는 상기 챔버 내에 상기 육류를 소독하기 위한 자외선을 방출하는 UV 램프가 설치되고, 상기 제어 모듈은 상기 이상 유무 진단부로부터 상기 육류에 대한 최종 숙성 이상인 것으로 통지받으면 상기 UV 램프를 동작시킬 수 있다.
본 발명에 따르면, 산도 센서와 초음파 센서에 의해 측정된 육류의 숙성상태에 기초하여 육류에 대한 숙성 이상 유무를 진단하고, 숙성 이상이 진단되면 이를 사용자에게 통지하거나 챔버 내의 숙성 환경(온도, 습도, 기류)을 자동으로 변화시킴으로써, 육류의 부패 등을 미연에 방지할 수 있는 육류 숙성장치를 제공할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 사용자가 소지하는 단말기와 연동되어, 육류에 대한 숙성 시간 및 숙성 시간에 따른 숙성 조건을 사용자가 쉽게 설정할 수 있도록 하고, 현재 숙성 시간 진행 상태, 챔버 내 현재 숙성 환경 상태, 숙성 시간 종료, 숙성 이상 유무를 실시간으로 확인할 수 있도록 하는 육류 숙성장치를 제공할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 외부의 서버와 연동되어, 육류에 대한 숙성 시간 및 숙성 시간에 따른 숙성 조건이 다양하게 미리 설정되어 있는 숙성 환경 설정값을 제공받아 육류에 대한 숙성을 진행할 수 있도록 하는 육류 숙성장치를 제공할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 산도 센서와 초음파 센서에 기반한 건식 숙성상태 진단 및 자동처리 육류 숙성장치의 전체적인 모습을 표현하는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 산도 센서와 초음파 센서에 기반한 건식 숙성상태 진단 및 자동처리 육류 숙성장치의 구성과 동작을 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 본 발명에 따른 산도 센서와 초음파 센서에 기반한 건식 숙성상태 진단 및 자동처리 육류 숙성장치를 구성하는 숙성 모듈의 구성과 동작을 설명하기 위한 블록도이다.
도 4는 본 발명에 따른 산도 센서와 초음파 센서에 기반한 건식 숙성상태 진단 및 자동처리 육류 숙성장치를 구성하는 센서 모듈의 구성과 동작을 설명하기 위한 블록도이다.
도 5는 본 발명에 따른 산도 센서와 초음파 센서에 기반한 건식 숙성상태 진단 및 자동처리 육류 숙성장치를 구성하는 진단 모듈의 구성과 동작을 설명하기 위한 블록도이다.
도 6 내지 도 9는 본 발명에 따른 산도 센서와 초음파 센서에 기반한 건식 숙성상태 진단 및 자동처리 육류 숙성장치의 센서 모듈의 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명에 따른 산도 센서와 초음파 센서에 기반한 건식 숙성상태 진단 및 자동처리 육류 숙성장치의 트레이의 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명에 따른 산도 센서와 초음파 센서에 기반한 건식 숙성상태 진단 및 자동처리 육류 숙성장치의 본체 내부 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명에 따른 산도 센서와 초음파 센서에 기반한 건식 숙성상태 진단 및 자동처리 육류 숙성장치가 외부와 데이터를 송수신하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 산도 센서와 초음파 센서에 기반한 건식 숙성상태 진단 및 자동처리 육류 숙성장치의 전체적인 모습을 표현하는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 산도 센서와 초음파 센서에 기반한 건식 숙성상태 진단 및 자동처리 육류 숙성장치(100)는 외관의 하우징을 형성하는 본체(100a) 내에 육류(M)가 보관되는 공간을 구획하는 하나 이상의 트레이(101)가 수납된다. 상기 다수의 트레이(101) 상에는 육류(M)가 보관될 수 있다. 사용자가 조작에 의해 상기 다수의 트레이(101) 상에 보관된 육류(M)를 숙성하기 위한 숙성 조건 및 숙성 시간을 설정할 수 있도록, 외부로부터 숙성 환경 설정값(숙성 시간 및 숙성 시간에 따른 숙성 조건)을 입력받는 입력 모듈(110)이 본체(100a)의 외면에 설치된다. 이때, 표시창을 갖는 알림 모듈(140)이 상기 입력 모듈(110)과 함께 구비되어 상기 트레이(101) 상에 보관된 육류(M)에 대한 현재 숙성 진행 시간(설정된 숙성 시간 중 현재 시간이 얼마나 경과하였는지를 나타내는 진행 시간) 또는 현재 숙성 환경 상태(챔버 내의 현재 온도, 습도 및 기류에 대한 정보)가 외부로 표시되거나, 설정된 숙성 시간이 경과되면 숙성이 종료되었음을 알리는 숙성 종료 알림이 외부로 표시된다. 상기 본체(100a)의 전면에는 손잡이(104)가 달린 개폐문(102)이 구비되어 사용자가 트레이(101) 상에 육류(M)를 보관할 수 있도록 하고, 개폐문에는 투명 재질의 창(103)이 형성되어 사용자가 숙성 진행 중인 육류(M)의 상태를 육안으로 확인할 수 있도록 구성될 수 있다. 도 1에는 하나 이상의 트레이(101)를 통해 본체(100a) 내부에 육류(M)가 수평방향으로 수납되는 것으로 도시되어 있으나, 경우에 따라 트레이(101)가 아닌 고리를 통해 육류(M)가 본체(100a) 내부에 보관되는 경우를 배제하는 것은 아니다.
도 2는 본 발명에 따른 산도 센서와 초음파 센서에 기반한 건식 숙성상태 진단 및 자동처리 육류 숙성장치의 구성과 동작을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 육류 숙성 장치(100)는 하우징을 형성하는 본체(100a)의 챔버 내에 보관되는 육류(M)를 숙성하기 위한 숙성 환경 설정값(숙성 시간과 숙성 조건)을 입력받는 입력 모듈(110), 입력 모듈(110)에 입력되는 숙성 환경 설정값에 따라 챔버 내의 숙성 환경을 조성하는 숙성 모듈(120), 숙성 환경 설정값에 따라 챔버 내의 숙성 환경을 조성하도록 숙성 모듈(120)을 제어하거나 챔버 내에 보관되는 육류(M)에 대한 숙성 이상이 진단되면 숙성 모듈(120)을 제어하여 숙성 환경을 변화시키는 제어 모듈(130), 숙성 환경 설정값, 육류(M)의 숙성상태 또는 숙성 이상 유무 중 어느 하나 이상을 표시하는 알림 모듈(140), 육류(M)에 대한 숙성상태를 측정하는 센서 모듈(150), 센서 모듈(150)에 의해 측정된 숙성상태에 기초하여 육류(M)에 대한 숙성 이상 유무를 진단하는 진단 모듈(160)로 구성된다. 비록, 도 2는 도시되지 않았지만 본 발명에 따른 육류 숙성 장치(100)는 입력 모듈(110)을 통한 사용자의 직접적인 입력이 아닌, 도 12를 참조하여 후술하는 바와 같이 사용자가 소지하는 단말기(30) 또는 외부의 서버(50)로부터 숙성 환경 설정값을 전송받거나, 숙성 환경 설정값, 육류(M)의 숙성상태 또는 숙성 이상 유무 중 어느 하나 이상을 외부로 전송할 수 있도록 하기 위한 통신 모듈을 더 포함할 수 있다. 한편, 본체(100a) 내부에 수납되는 복수의 트레이(101)들 각각이 구획하는 공간 별로 숙성 환경이 서로 상이하게 조성될 수 있도록, 각각 별도의 센서 모듈(120) 및 숙성 모듈(120)이 구성될 수 있다.
입력 모듈(110)은 챔버 내의 트레이(101) 상에 보관되는 육류(M)를 숙성하기 위한 숙성 환경 설정값(숙성 시간과 숙성 조건)을 사용자로부터 입력받는다. 또한, 입력 모듈(110)은 통신 모듈을 통해 사용자가 소지하는 단말기(30) 또는 외부의 서버(50)로부터 숙성 환경 설정값을 입력받을 수도 있다. 이때, 입력 모듈(110)에 입력되는 숙성 환경 설정값으로서의 숙성 조건은 챔버 내에 보관된 육류(M)의 숙성을 진행하기 위해 시간의 흐름에 따라 조절되는 챔버 내부의 숙성 환경 인자로서, 챔버 내의 온도, 습도 또는 기류(氣流, air current; 공기의 풍량, 풍속 또는 풍향) 중 적어도 어느 하나 이상에 해당한다. 예를 들어, 사용자는 입력 모듈(110)을 통해 먼저 총 숙성 시간을 2주(336시간, 336hr)로 입력한 후, 2주로 설정된 숙성 시간 중 1주(0 ~ 168hr)는 챔버 내부의 온도를 2℃, 습도를 82% RH(relative humidity), 기류를 풍속 1.5m/s, 풍량 3.3m3/s, 풍향 -30°(수평기준)로 입력하고, 나머지 1주(169hr ~ 336hr)는 챔버 내부의 온도를 +0.05℃/h, 습도를 -0.7%/h, 기류를 풍속 1.2m/s, 풍량 3m3/s, 풍향 +15°(수평 또는 수직 기준)로 입력할 수 있고, 입력 모듈(110)은 이러한 숙성 시간과 숙성 진행 시간에 따른 숙성 조건을 숙성 환경 설정값으로 생성하여 제어 모듈(130)로 전송한다. 경우에 따라서, 입력 모듈(110)은 숙성 시간 또는 숙성 시간에 따른 숙성 조건이 서로 상이하게 미리 설정되어 있는 하나 이상의 숙성 환경 설정값(예를 들어, 숙성 환경 설정값 1 - 숙성 시간 3주, 온도 4℃, 습도 78%, 풍속 1.0m/s, 풍량 3m3/s, 풍향 0°; 숙성 환경 설정값 2 - 숙성 시간 2주 + 72hr, 온도 3℃, 습도 72%, 풍속 1.5m/s, 풍량 4.8m3/s, 풍향 +10°)를 메모리(미도시)에 미리 저장할 수도 있다. 이에 따라, 입력 모듈(110)은 메모리에 미리 저장되어 있는 하나 이상의 숙성 환경 설정값을 알림 모듈(140)을 통해 사용자에게 표시하고 사용자가 하나의 숙성 환경 설정값을 선택하도록 하여, 선택된 숙성 환경 설정값을 제어 모듈(130)로 전송할 수 있다. 도 12를 참조하여 후술하는 바와 같이, 입력 모듈(110)은 외부의 서버(50)로부터 숙성 시간 또는 숙성 시간에 따른 숙성 조건이 서로 상이하게 미리 설정되어 있는 하나 이상의 숙성 환경 설정값을 전송받아 메모리에 저장하거나, 메모리에 저장된 숙성 환경 설정값들을 업데이트할 수도 있다.
숙성 모듈(120)은 사용자 또는 외부의 서버(50)에 의해 입력 모듈(110)로 입력되는 숙성 환경 설정값에 따라 챔버 내의 숙성 환경을 조성한다. 보다 구체적으로, 숙성 모듈(120)은 도 3에 도시된 바와 같이 숙성 환경 설정값에 따라 챔버 내의 온도를 조절하는 온도 조절부(121), 챔버 내의 습도를 조절하는 습도 조절부(122), 챔버 내의 공기의 풍량, 풍속 또는 풍향 중 적어도 어느 하나 이상을 조절하는 기류 조절부(123) 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 온도 조절부(333)는 챔버 내의 현재 온도를 감지하고, 숙성 시간에 따른 숙성 조건에 상응하여 제어 모듈(130)의 제어에 따라 숙성 진행 시간에 맞춰 챔버 내의 온도를 조절한다. 또한, 습도 조절부(122)는 챔버 내의 현재 습도를 감지하고, 숙성 시간에 따른 숙성 조건에 상응하여 제어 모듈(130)의 제어에 따라 숙성 진행 시간에 맞춰 챔버 내의 습도를 조절한다. 또한, 기류 조절부(123)는 숙성 시간에 따른 숙성 조건에 상응하여 제어 모듈(130)의 제어에 따라 숙성 진행 시간에 맞춰 챔버 내의 공기의 풍량, 풍속 또는 풍향 중 어느 하나 이상을 조절한다.
제어 모듈(130)은 입력 모듈(110)로 입력되는 숙성 환경 설정값에 따라 챔버 내의 숙성 환경을 조성하도록 숙성 모듈(120)을 제어한다. 또한, 제어 모듈(130)은 챔버 내에 보관되는 육류(M)에 대한 숙성 이상이 진단 모듈(160)에 의해 진단되면 숙성 모듈(120)을 제어하여 숙성 환경을 변경시킬 수 있다. 이때, 제어 모듈(130)은 진단 모듈(160)이 육류(M)에 대해 숙성 이상으로 진단하여 이를 통지하면, 숙성 모듈(120)을 제어하여 챔버 내의 숙성 환경인 온도, 습도, 기류(풍량, 풍속 또는 풍향) 중 적어도 어느 하나 이상을 변화시킬 수 있다. 한편, 제어 모듈(130)은 진단 모듈(160)이 육류(M)에 대해 숙성 이상으로 진단함에 따라 숙성 모듈(120)을 제어하여 챔버 내의 숙성 환경을 변화시킨 이후에, 진단 모듈(160)이 육류(M)에 대해 숙성 정상인 것으로 진단하여 이를 통지하게 되면 입력 모듈(110)로 입력되는 숙성 환경 설정값에 따라 챔버 내의 숙성 환경을 조성하도록 숙성 모듈(120)을 제어할 수 있다.
알림 모듈(140)은 챔버 내에 보관된 육류(M)에 대한 현재 숙성 진행 시간(설정된 숙성 시간 중 현재 시간이 얼마나 경과하였는지를 나타내는 진행 시간)과 함께 현재 숙성 환경 상태(챔버 내의 현재 온도, 습도 및 기류에 대한 정보)를 외부로 표시한다. 또한, 알림 모듈(140)은 입력 모듈(110)에 입력되는 숙성 환경 설정값을 외부로 표시하거나, 설정된 숙성 시간이 경과되면 숙성이 종료되었음을 알리는 숙성 종료 알림을 외부로 표시할 수 있다. 한편, 알림 모듈(140)은 센서 모듈(150)에 의해 측정되어 진단 모듈(160)에서 분석되는 육류(M)의 숙성상태(냄새, 색상, 표면 습도, 표면 산도)를 외부로 표시할 수 있다. 또한, 진단 모듈(160)이 육류(M)에 대하여 숙성 이상 여부를 진단함에 따라서 숙성 이상 유무를 외부로 표시할 수도 있다. 이때, 알림 모듈(140)은 표시창 형태로 구현되어 도 1에 도시된 바와 같이 본체(100a) 외면에 설치될 수 있다.
센서 모듈(150)은 챔버 내의 트레이(101) 상에 보관되는 육류(M)의 숙성상태를 측정한다. 보다 구체적으로, 센서 모듈(150)은 도 4에 도시된 바와 같이 육류(M)에서 배출되는 냄새를 측정하는 후각 센서(151), 육류(M) 전체를 촬영한 이미지 또는 육류(M)의 일부를 촬영한 부분 이미지를 획득하는 이미지 센서(152), 육류(M)의 표면에 반사되는 초음파의 감도를 측정하는 초음파 센서(153), 육류(M)의 표면의 산도(pH)를 측정하는 산도 센서(154) 중 어느 하나 이상의 센서를 포함할 수 있다.
후각 센서(151)는 육류(M)에서 배출되는 황화수소(H2S), 메틸메르캅탄(CH3SH), 암모니아(NH3), 인돌(C8H7N), 케톤류, 알데히드류, 알콜류, 지방산류, 아민류 중 어느 하나 이상의 악취의 농도를 측정하고, 이를 악취 농도 데이터로 변환하여 진단 모듈(160)로 전송한다. 일반적으로 효모와 곰팡이에 의해 숙성이 진행되는 육류는 부패하지 않으며 서서히 감칠맛이 증가하고 부드러움이 더해진다. 그러나, 육류(M)의 숙성이 적정한 온도를 넘어서는 높은 온도(예를 들어, 5℃ 이상의 온도)에서 진행되는 등의 요인으로 정상적으로 이루어지지 않거나 숙성이 과도하게 진행되어 숙성 단계를 넘어서면, 바람직하지 않은 변질로 육류(M)를 주로 구성하는 단백질(protein)이 썩게 되는 부패가 진행된다. 이때, 육류(M)의 단백질이 미생물, 특히 혐기성 세균의 번식에 의해 분해를 일으켜 단백질만이 갖고 있는 원소인 질소(N)가 원인이 되어 아민, 암모니아 등이 만들어지면서 유해성 물질이 생성되고 악취가 발생하게 된다. 이러한 육류(M)의 부패과정에서 단백질이 팹톤(peptone), 폴리펩타이드(polypeptide), 아미노산(amino acid)으로 분해된 후 황화수소(H2S), 메틸메르캅탄(CH3SH), 암모니아(NH3), 인돌(C8H7N), 케톤류, 알데히드류, 알콜류, 지방산류, 또는 아민류(푸트레신과 카다베린 등의 생체아민)를 생성하게 되어 악취를 만들게 된다. 이때, 후각 센서(151)는 챔버 내의 트레이(101) 상에 보관되는 육류(M)에 정상적인 숙성이 아닌 부패가 진행되는 경우에, 이에 따라 발생되는 악취(황화수소, 메틸메르캅탄, 암모니아, 인돌, 케톤류, 알데히드류, 알콜류, 지방산류, 아민류 중 어느 하나 이상)의 농도를 감지하여 진단 모듈(160)에 통지하는 역할을 한다.
이미지 센서(152)는 육류(M) 전체를 촬영하거나 일부를 촬영하여 전체 이미지 또는 부분 이미지를 획득하고, 이를 이미지 데이터로 변환하여 진단 모듈(160)로 전송한다. 일반적으로 신선한 육류는 적자색을 띠며 지방이 흰색에 가까운 유백색을 띤다. 이러한 신선한 육류는 숙성 과정에서 시간이 경과할수록 지방 색은 점차 탁해지고 핏기가 먹어들어가면서 붉게 물들어 선홍색이 짙어진다. 특히, 바람에 노출되어 숙성이 이루어지는 건식 숙성의 경우에는 육류(M)의 단백질 구성 성분 중 하나인 미오글로빈(Mioglobin)이 공기 중의 산소와 결합하고, 이에 따라 육류(M)의 표면이 갈변화(숙성과정에서 갈색으로 변화)된다. 그러나, 육류(M)의 숙성이 정상적으로 이루어지지 않거나 숙성이 과도하게 진행되어 부패 단계로 진행되면 마이오글로빈이 산화작용을 중지하고 매트마이오글로빈으로 변화했기 때문에 육류(M)의 표면에 암적색이 강하게 나타나고, 부패가 더욱 심해지면 회색 또는 녹색의 색상이 추가로 나타나게 된다. 육류(M)가 숙성이 아닌 부패에 의해 표면에 암적색을 띠는 면적이 일정 면적 이상으로 넓게 나타나거나, 일정 면적 이상으로 회색 또는 녹색의 색상이 발견되는지 여부로 진단 모듈(160)에서 숙성 이상 유무를 판단하기 위한 정보로서, 이미지 센서(152)는 육류(M) 전체를 촬영한 전체 이미지 또는 일부를 촬영한 부분 이미지를 획득하는 역할을 한다. 한편, 이미지 센서(152)는 공지된 CCD 또는 CMOS 카메라 센서로 구현될 수 있고, 육류(M)의 이미지를 획득할 수 있다면 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
초음파 센서(153)는 육류(M)의 표면에 발사하여 반사되는 초음파의 감도를 측정하고, 이를 감도 데이터로 변환하여 진단 모듈(160)로 전송한다. 바람에 노출되어 숙성이 이루어지는 건식 숙성의 경우에는 육류(M)의 숙성이 진행되는 과정에서 표면의 수분이 점차 줄어들게 된다. 그러나, 건식 숙성을 진행하기 위한 바람의 세기가 충분하지 않거나 숙성이 높은 온도에서 진행되는 등 정상적인 건식 숙성 과정이 아닌 부패가 진행되면 특정한 숙성 진행 시점에서 바람직한 상태보다 더 높은 육류 표면 습도를 나타나게 된다. 습도가 높은 육류의 표면은 음파 에너지를 감소시키므로, 육류의 표면 습도가 높으면 높을수록 표면에 반사되는 초음파의 감도는 낮아지게 된다. 이러한 표면 습도와 반사되는 초음파의 감도 간의 반비례 관계에 따라, 육류(M)의 표면 습도 정도에 기반하여 진단 모듈(160)에서 숙성 이상 유무를 판단하기 위한 정보로서, 초음파 센서(153)는 육류(M)의 표면에 발사하여 반사되는 초음파의 감도를 측정하는 역할을 한다.
산도 센서(154)는 육류(M) 표면의 산도(pH)를 측정하고, 이를 산도 데이터로 변환하여 진단 모듈(160)로 전송한다. 일반적으로 신선한 육류의 산도(pH)는 5.4 ~ 5.8의 값을 갖는다(예를 들어, 일반적으로 알려진 소고기 채끝의 초기 산도는 5.54, 소고기 등심의 초기 산도는 5.75). 그러나, 부패의 초기 과정으로 육류 표면의 미생물 수가 일정 수준에 도달하면 표면의 포도당이 고갈되고, 탄소원으로 아미노산을 이용하면서 부패취가 발생한다. 이러한 미생물에 의한 아미노산의 분해 시에 육류 표면의 염기성 물질이 증가하여 산도가 상승하게 되고 축산물가공기준 및 성분규격의 부패육의 시험법에서 제시하고 있는 부패 초기 단계의 산도(pH)인 6.2 ~ 6.3에 도달하게 되면 끈적한 점액이 생기기 시작하고, 더 심하게 부패되면 동물성 식품 부패의 주요 원인균인 슈드모나스(Pseudomonads) 등의 단백분해 활성으로 근섬유가 분해된다. 이러한 부패와 표면 산도 간의 관계에 따라, 육류(M)의 표면 산도 정도에 기반하여 진단 모듈(160)에서 숙성 이상 유무를 판단하기 위한 정보로서, 산도 센서(154)는 육류(M)의 표면 산도를 측정하는 역할을 한다.
진단 모듈(160)은 센서 모듈(150)에 의해 측정된 육류(M)의 숙성상태에 기초하여 육류(M)에 대한 숙성 이상 유무를 진단한다. 보다 구체적으로, 센서 모듈(160)은 도 5에 도시된 바와 같이 후각 센서(151)로부터 전송받은 육류(M)에 대한 악취의 농도에 기초하여 숙성 이상 유무를 판단하는 악취 판단부(161), 이미지 센서(152)로부터 전송받은 육류(M)를 촬영한 전체 이미지 또는 부분 이미지에 기초하여 숙성 이상 유무를 판단하는 색상 판단부(162), 초음파 센서(153)로부터 전송받은 육류(M) 표면에 반사되는 초음파의 감도에 기초하여 숙성 이상 유무를 판단하는 표면 습도 판단부(163), 산도 센서(154)로부터 전송받은 육류 표면의 산도에 기초하여 숙성 이상 유무를 판단하는 산도 판단부(164) 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
악취 판단부(161)는 후각 센서(151)로부터 육류(M)에 대한 악취의 농도 데이터를 전송받고, 악취의 농도가 기설정된 기준 농도값 이상이면 상기 육류(M)에 대한 숙성 이상으로 판정한다. 보다 구체적으로, 챔버 내의 트레이(101) 상에 보관되는 육류(M)가 부패하는 경우에 발생하게 되는 악취로서, 황화수소, 메틸메르캅탄, 암모니아, 인돌, 케톤류, 알데히드류, 알콜류, 지방산류, 아민류 중 어느 하나 이상의 악취를 후각 센서(151)가 감지하여 해당 악취의 농도에 대한 데이터로 변환하여 악취 판단부(161)로 전송하면, 악취 판단부(161)는 황화수소, 메틸메르캅탄, 암모니아, 인돌, 케톤류, 알데히드류, 알콜류, 지방산류, 아민류 각각에 대해 육류(M)의 부패로 판정하기 위해 미리 설정되는 기준 농도값 이상에 도달하면 상기 육류(M)에 대한 숙성 이상으로 판정한다. 이때, 악취 판단부(161)가 육류(M)의 부패로 판정하기 위해 미리 설정되는 기준 농도값은 최소감지농도(Detection Threshold)인 것이 바람직하다. 매우 엷은 농도의 악취는 아무 것도 느낄 수 없지만, 악취의 농도가 서서히 진하게 되면 악취의 존재를 느끼게 되는 농도가 되고, 이는 최소감지농도라 정의되며, 일반적으로 규정되는 앞서 언급된 악취들에 대한 최소감지농도는 하기의 표 1과 같다.
성분
 최소감지농도(ppb) 성분 최소감지
농도(ppb)
황화수소 0.41 알데히드류 포름알데히드 500
메틸메르캅탄 0.07 아세트알데히드 1.5
암모니아 100 아세트알데히드 1
인돌 0.3 n-발레르
알데히드		 0.41
케톤류 아세톤 42000 아크로레인 3.6
메틸에틸케톤 440 알코올류 알코올류 33000
메틸이소부틸케톤 17 에틸알코올 520
지방산류 초산 6 이소부틸알코올 26000
프로피온산 5.7 아민류 메틸아민 35
n-발레르산 0.037 디메틸아민 33
iso-발레르산 0.078 트리메틸아민 0.032
상기 표 1에서 규정되는 최소감지농도에 근거하여, 악취 판단부(161)는 황화수소가 0.41ppb 이상이거나, 메틸메르캅탄이 0.07ppb 이상이거나, 암모니아가 100bbp 이상이거나, 인돌이 0.3bbp 이상이거나, 케톤류가 17bbp 이상이거나, 알데히드류가 0.41bbp 이상이거나, 알코올류가 520bbp 이상이거나, 지방산류가 0.037bbp 이상이거나, 또는 아민류가 0.032bbp 이상에 해당하면 육류(M)의 부패 즉, 육류(M)의 숙성 이상으로 판정한다.
색상 판단부(162)는 이미지 센서(152)로부터 육류(M)를 촬영한 전체 이미지 또는 부분 이미지 데이터를 전송받고, 이미지에 포함된 특정 화소값을 갖는 화소의 개수가 기설정된 기준 화소수 이상이면 상기 육류(M)에 대한 숙성 이상으로 판정한다. 육류(M)의 건식 숙성 과정에서 시간이 경과할수록 지방 색은 점차 탁해지고 핏기가 먹어들어가면서 붉게 물들어 선홍색이 짙어지면서 육류(M)의 표면이 갈변화가 이루어지나, 육류(M)의 숙성이 정상적으로 이루어지지 않거나 숙성이 과도하게 진행되어 부패 단계로 진입하면 육류(M)의 표면에서 일정 면적 이상으로 암적색이 강하게 나타나고, 부패가 더욱 심해짐에 따라서 회색 또는 녹색이 추가로 나타난다. 이러한 부패의 시작과 진행 과정에서 발생하게 되는 육류(M)의 표면의 색상 변화에 기초하여, 색상 판단부(162)는 이미지 센서(152)로부터 전송받은 육류(M)를 촬영한 전체 이미지 또는 부분 이미지 데이터를 분석하여 육류(M)에 대한 숙성 이상 여부를 판단한다. 일예로서, 색상 판단부(162)는 육류(M)를 촬영한 전체 이미지 또는 부분 이미지의 N×N 화소 이미지 블록에 포함된 색상 코드값(화소값; RGB, HSB, CMYK 등)들을 확인하여, 암적색, 회색 또는 녹색 영역에 속하는 기설정된 색상 코드값(특정 화소값)을 갖는 화소가 n개 화소(기준 화소수) 이상으로 나타나거나, 기설정된 색상 코드값(RGB, HSB, CMYK 등)을 갖는 화소들이 일정한 면적을 형성하여 연속되는 인접 화소의 개수가 n'개 화소(기준 화소수) 이상으로 나타나면 상기 육류(M)에 대한 숙성 이상으로 판정할 수 있다.
표면 습도 판단부(163)는 초음파 센서(153)로부터 육류(M) 표면에 반사되는 초음파의 감도 데이터를 전송받고, 반사되는 초음파의 감도가 기설정된 기준 감도 이하이면 상기 육류(M)에 대한 숙성 이상으로 판정한다. 육류(M)의 건식 숙성 과정에서 시간이 경과할수록 표면의 수분이 점차 줄어들어 표면 습도가 감소하게 되나, 건식 숙성을 진행하기 위한 바람의 세기가 충분하지 않거나 숙성이 높은 온도에서 진행되는 등 정상적인 건식 숙성 과정이 아닌 부패가 진행되면 특정한 숙성 진행 시점에서 바람직한 상태보다 더 높은 육류 표면 습도를 나타나게 된다. 습도가 높은 육류의 표면은 음파 에너지를 감소시켜 반사되는 초음파의 감도를 낮아지게 한다는 점에 기초하여, 표면 습도 판단부(163)는 건식 숙성 진행의 특정한 시점들 각각에 대하여 정상적으로 건식 숙성이 이루어지는 육류의 표면에서 반사되는 초음파의 감도를 시뮬레이션하여 기준 감도를 기설정하여 저장하고, 실제 초음파 센서(153)에 의해 측정된 챔버 내의 트레이(101) 상에 보관되는 육류(M)의 표면에서 반사되는 초음파의 감도가 기설정된 기준 감도 이하로 나타나면 상기 육류(M)에 대한 숙성 이상으로 판정할 수 있다.
산도 판단부(164)는 산도 센서(154)로부터 육류 표면의 산도(pH) 데이터를 전송받고, 육류(M) 표면의 산도(pH)가 기설정된 기준 산도 범위 내이면 상기 육류(M)에 대한 숙성 이상으로 판정한다. 일반적인 신선한 육류의 산도(pH)값인 5.4 ~ 5.8에서 정상적인 건식 숙성이 아닌 부패가 진행되면 육류 표면의 미생물 수가 일정 수준에 도달하며 탄소원으로 아미노산을 이용하면서 부패 초기 단계의 산도(pH)인 6.2 ~ 6.3에 이르게 된다. 이러한 부패 초기 단계의 산도(pH)는 6.2 ~ 6.3에 해당한다는 점에 기초하여, 산도 판단부(164)는 6.2 ~ 6.3를 포함하는 기준 산도 범위를 기설정하여 저장하고, 챔버 내의 트레이(101) 상에 보관되는 육류(M)에 대해 실제 산도 센서(154)에 의해 측정된 표면 산도가 기설정된 기준 산도 범위 내에 도달한 것으로 나타나면 상기 육류(M)에 대한 숙성 이상으로 판정할 수 있다.
이상 유무 진단부(165)는 악취 판단부(161), 색상 판단부(162), 표면 습도 판단부(163), 산도 판단부(164) 중 어느 하나 이상이 육류(M)의 숙성 이상으로 판정하는 경우에 육류(M)에 대한 최종 숙성 이상인 것으로 진단한다. 경우에 따라서, 이상 유무 진단부(165)는 악취 판단부(161), 색상 판단부(162), 표면 습도 판단부(163), 산도 판단부(164) 중 2 또는 3 이상이 육류(M)의 숙성 이상으로 판정하는 경우나, 모든 구성이 육류(M)의 숙성 이상으로 판정하는 경우에 육류(M)에 대한 최종 숙성 이상인 것으로 진단할 수 있다. 이상 유무 진단부(165)는 육류(M)에 대한 최종 숙성 이상 유무를 제어 모듈(130) 또는 알림 모듈(140)로 통지한다. 또한, 이상 유무 진단부(165)는 육류(M)에 대한 최종 숙성 이상인 것으로 진단한 이후에, 제어 모듈(130)이 숙성 모듈(130)을 제어하여 챔버 내의 숙성 환경인 온도, 습도, 기류(공기의 풍량, 풍속 또는 풍향) 중 적어도 어느 하나 이상을 변화시킴에 따라서 육류(M)의 정상적인 숙성 과정이 진행되어 악취 판단부(161), 색상 판단부(162), 표면 습도 판단부(163) 및 산도 판단부(164)가 숙성 이상으로 판정하지 않은 경우에는 육류(M)에 대한 숙성 정상인 것으로 진단하여 이를 제어 모듈(130) 또는 알림 모듈(140)로 통지할 수 있다.
도 6 내지 도 9는 본 발명에 따른 산도 센서와 초음파 센서에 기반한 건식 숙성상태 진단 및 자동처리 육류 숙성장치(100)의 센서 모듈(150)의 구현 형태를 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 도 6을 참조하면 본 발명에서의 센서 모듈(150)를 구성하는 후각 센서(151), 이미지 센서(152) 및 초음파 센서(153)는 일실시예로 본체(100a) 내에 수납되는 트레이(101)에 거치될 수 있는 형태를 갖는 센서 모듈 하우징(155)에 탈부착되도록 구성될 수 있다. 이때, 후각 센서(151), 이미지 센서(152) 및 초음파 센서(153)는 트레이(101) 상에 보관되는 육류(M) 방향으로 탈부착되는 것이 바람직하다. 비록 도 6에서는 후각 센서(151), 이미지 센서(152) 및 초음파 센서(153)의 순서로 위치되어 센서 모듈 하우징(155)에 부착되는 것으로 도시되었으나, 각 센서들이 육류(M)의 숙성상태를 측정할 수 있는 한 위치와 순서는 바뀌어도 무방하다.
한편, 도 7 내지 도 8을 참조하면 본 발명에서의 센서 모듈(150)를 구성하는 후각 센서(151), 이미지 센서(152) 및 초음파 센서(153)가 탈부착되는 센서 모듈 하우징(155a, 155b)은 망(網) 형태의 트레이(101)를 구성하는 프레임(111)에 고정될 수 있도록 일면이 집게(156a, 156b) 형태로 구현되어 트레이(101)에 탈부착될 수 있다. 이때, 센서 모듈 하우징(155a)은 도 7에 도시된 바와 같이 후각 센서(151), 이미지 센서(152) 및 초음파 센서(153)가 트레이(101) 상에 보관되는 육류(M)의 측면을 바라보도록 하단면에 집게(156a)가 형성될 수 있다. 보다 바람직하게는, 각 센서들의 육류(M)에 대한 측정 범위를 충분하게 넓힐 수 있도록 하기 위해, 도 8(a) 및 (b)에 도시된 바와 같이 육류(M)의 상면을 바라보도록 센서 모듈 하우징(155b)에서 후각 센서(151), 이미지 센서(152) 및 초음파 센서(153)가 부착되는 면의 반대면에 집게(156b)가 형성될 수 있다. 이에 따라, 하부에 위치하는 트레이(101') 상에 보관되는 육류(M)의 숙성상태(악취의 농도, 이미지, 표면 습도)를 측정하기 위해, 육류(M)의 상면을 향하도록 후각 센서(151), 이미지 센서(152) 및 초음파 센서(153)가 트레이(101)의 하부에 탈부착될 수 있다.
또한, 도 9를 참조하면 본 발명에서의 센서 모듈(150)를 구성하는 산도 센서(154)는 본체(100a) 내에 수납되는 트레이(101) 상면에 놓여지는 형태로 구현될 수 있다. 이때, 산도 센서(101)는 도 9(a)에 도시된 바와 같이, 트레이(101) 상면에 놓여질 때, 육류(M)의 표면에 침습하여 산도를 측정하기 위한 미세 탐침(마이크로 니들, 157a)이 상부 방향으로 향하도록 구성되는 것이 바람직하다. 경우에 따라서, 트레이(101) 상에 보관되는 육류(M) 표면의 산도 측정 면적을 보다 넓힐 수 있도록 산도 센서(154)의 탐침(157a)이 다수 개로 배열되어 집합체(Array, 157)로 구성될 수도 있다. 본 발명에서 산도 센서(154)가 트레이(101) 상에 놓여지는 형태로 구현됨에 따라, 도 9(b)에 도시된 바와 같이 산도 센서(154)의 탐침(157a) 상에 육류(M)를 보관하게 되면 사용자가 주기적으로 산도 센서의 탐침을 육류(M)에 접촉시켜 표면 산도를 측정하여야 하는 번거로움 없이 실시간으로 또는 주기적으로 육류(M) 표면의 산도를 측정할 수 있게 된다. 이때, 산도 센서(154)의 하면에는 도 8(a)에 도시된 바와 같은 센서 모듈 하우징(155b)의 집게(156b)에 대응되는 집게가 형성되어 트레이(101)의 상면에 탈부착됨으로써, 탐침(157a)이 트레이(101)의 상부에 보관되는 육류(M)의 표면에 접촉하여 산도를 측정할 수 있다.
한편, 센서 모듈(150)의 후각 센서(151), 이미지 센서(152), 초음파 센서(153) 및 산도 센서(154) 각각은 본체(100a)를 통해 외부로부터 전원을 공급받을 수 있다. 보다 구체적으로 후각 센서(151), 이미지 센서(152), 초음파 센서(153) 및 산도 센서(154)는 본체(100a)의 챔버 내에 수납되는 트레이(101)를 통해 외부로부터 전원을 공급받을 수 있다. 이때, 외부로부터 전원을 공급받아 이를 각 모듈로 전달하는 본체(100a)와 본체(100a)에 수납되는 트레이(101)는 상호 전기적으로 접촉하고, 후각 센서(151), 이미지 센서(152) 및 초음파 센서(153)는 센서 모듈 하우징(155)를 경유하여 트레이(101)와 전기적 접촉하는 한편 산도 센서(154)는 직접적으로 트레이(101)와 전기적으로 접촉할 수 있다. 이러한 구성들 상호 간의 전기적인 접촉을 위해서, 도 10(a)에 도시된 바와 같이 트레이(101)의 프레임(111)에는 본체(100a) 또는 센서 모듈(150)과 접촉되는 부분에 전기적 접촉면(111a)이 구성될 수 있다. 보다 구체적으로, 도 10(b)에 도시된 바와 같이 트레이(101)의 프레임(111)은 내부에 도전성 물질인 코어(111c)를 절연체의 피복(111c)이 외부를 감싸고 본체(100a) 또는 센서 모듈(150)과 접촉되는 부분에 피복(111c)이 제거되어 코어(111c)가 외부로 노출되는 전기적 접촉면(111a)이 형성된다. 이에 따라, 센서 모듈(150)은 트레이(101)의 전기적 접촉면(111a) 및 전도전성 물질인 코어(111c)를 경유하여 본체(100a)를 통해 외부로부터 전원을 공급받을 수 있다. 경우에 따라서, 센서 모듈(150)의 후각 센서(151), 이미지 센서(152), 초음파 센서(153) 및 산도 센서(154) 각각은 본체(100a)를 통해 외부로부터 전원을 공급받는 것이 아닌, 충전식의 배터리를 별도로 탑재하거나 무선 충전 방식으로 외부로부터 전원을 공급받을 수 있다. 한편, 센서 모듈(150)은 이러한 본체(100a)와의 전기적인 접촉으로 본체(100a) 내에 구현되는 진단 모듈(160)로 측정 데이터(악취의 농도, 이미지, 초음파의 감도, 산도)를 유선으로 전송할 수 있거나, 무선 통신 방식으로 측정 데이터를 진단 모듈(160)로 전송할 수도 있다.
도 11은 본 발명에 따른 산도 센서와 초음파 센서에 기반한 건식 숙성상태 진단 및 자동처리 육류 숙성장치의 본체 내부 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 11을 참조하면, 본 발명에 따른 산도 센서와 초음파 센서에 기반한 건식 숙성상태 진단 및 자동처리 육류 숙성장치(100)에서 트레이(101)가 제거된 본체(100a)는 내부에 숙성 모듈(120)의 기류 조절부(123)의 제어에 따라 챔버 내의 공기의 흐름(풍량, 풍속 또는 풍향)을 발생시키는 하나 이상의 송풍팬(105)이 구비된다. 또한, 본체(100a)는 내부에는 하나 이상의 트레이(101)가 수납될 수 있도록 다수의 돌출부(108)이 구비된다. 보다 구체적으로, 본체(100a) 내부의 양쪽 내측면의 좌측과 우측에 상호 대응되는 한쌍으로 이루어지는 돌출부(108)가 구비되어, 트레이(101) 각각의 일측 바닥이 좌/우측 돌출부(108)에 걸쳐져 본체(100a) 내부에 수납될 수 있다. 경우에 따라서, 트레이(101)의 수납이 보다 용이하도록, 좌/우측 돌출부(108) 상면과, 트레이(101)의 일측 바닥에는 바퀴와 레일 쌍(미도시)이 구비될 수도 있다. 트레이(101)가 본체(100a) 내부에 수납될 때, 트레이(101)와 맞닿을 수 있는 본체(100)의 안쪽 내측면에는 트레이(101)의 외측 프레임(111)에 형성되는 전기적 접촉면(111a)과 접촉할 수 있는 전원 공급 단자(107)가 형성된다. 이에 따라, 본체(10a)가 전원 어댑터(미도시)를 통해 외부로부터 전원을 공급받으면, 센서 모듈(150)의 후각 센서(151), 이미지 센서(152), 초음파 센서(153) 및 산도 센서(154) 각각은 전원 공급 단자(107) 및 트레이(101)를 경유하는 전기적 연결을 통한 외부 전원을 공급받는다. 한편, 본체(100a) 내부에는 내부의 유해공기를 차단하고 트레이(101) 상에 보관되는 육류(M)의 소독(살균 등)을 위한 자외선을 방출하는 UV 램프(106)와, 전면 개폐문(102)이 열릴 때 점등되는 가시광 램프(109)가 추가적으로 구비될 수 있다. 여기서, UV 램프(106)는 제어 모듈(130)이 진단 모듈(160)로부터 육류(M)에 대해 숙성 이상을 통지받은 경우에 제어 모듈(130)의 제어에 따라 동작되어 육류(M)의 부패를 일으키는 미생물(혐기성 세균 등)에 대한 살균을 진행할 수 있다.
도 12는 본 발명에 따른 산도 센서와 초음파 센서에 기반한 건식 숙성상태 진단 및 자동처리 육류 숙성장치가 외부와 데이터를 송수신하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 12를 참조하면, 본 발명에 따른 산도 센서와 초음파 센서에 기반한 건식 숙성상태 진단 및 자동처리 육류 숙성장치(100) 내부에 탑재되는 통신 모듈(이하, '통신 모듈'이라 함)은 네트워크를 통해 사용자가 소지하는 단말기(30)로부터 숙성 정보인 숙성 환경 설정값을 전송받거나, 상기 단말기(30)로 챔버 내의 현재 숙성 환경 상태, 육류(M)에 대한 현재 숙성 진행 시간, 숙성 종료 알림, 숙성 이상 유무 중 적어도 하나 이상을 포함하는 상태 정보를 전송한다. 여기서, 사용자가 소지하는 단말기(30)는 도 12에 도시된 바와 같은 모바일 스마트 기기가 될 수 있고, 경우에 따라 스마트 TV와 같은 고정식 단말이 될 수 있다. 보다 구체적으로, 사용자는 입력 모듈(110)을 통해 숙성 환경 설정값인 숙성 시간과 상기 숙성 시간에 따른 숙성 조건을 입력할 수 있으나, 단말기(30)에 설치된 어플리케이션(Application)을 실행하여 숙성 환경 설정값을 입력할 수도 있다. 상기 어플리케이션은 사용자가 숙성 환경 설정값을 입력하면, 그에 대응하는 숙성 정보를 생성하여 단말기(30)가 통신 모듈로 전송하도록 하고, 통신 모듈은 상기 단말기(30)로부터 전송받은 숙성 정보를 제어 모듈(130)로 전송하여 숙성 모듈(120)을 제어하도록 한다. 또한, 사용자가 챔버 내의 현재 숙성 환경 상태를 확인하고자 하는 경우, 상기 어플리케이션은 현재 숙성 환경 상태 요청 명령을 생성하여 단말기(30)가 통신 모듈로 전송하도록 하고, 통신 모듈은 상기 요청 명령에 응답하여 숙성 모듈(120)로부터 챔버에 대해 감지한 현재 숙성 환경 상태 정보를 단말기(30)로 전송한다. 또한, 통신 모듈은 설정된 숙성 시간이 경과되면 숙성이 종료되었음을 알리는 숙성 종료 알림을 단말기(30)로 전송한다. 이에 따라, 사용자는 어플리케이션을 통해 현재 숙성 진행 시간, 챔버 내의 현재 숙성 환경 상태, 숙성 종료 알림, 숙성 이상 유무를 나타내는 상태 정보를 실시간으로 확인할 수 있다. 예시적으로 사용자가 소지하는 단말기(30)에서 실행되는 어플리케이션은 본 발명에 따른 산도 센서와 초음파 센서에 기반한 건식 숙성상태 진단 및 자동처리 육류 숙성장치(100)의 현재 동작 또는 상태를 표시하는 화면(30a), 복수의 트레이(101) 중 어느 하나를 선택할 수 있는 선택 화면(30b), 선택된 트레이(101)에서 현재 진행되고 있는 숙성 정보를 표시하는 화면(30c) 및 선택된 트레이(101)에 대한 현재 숙성 환경 상태를 표시하는 화면(30d)을 사용자에게 표시하도록 구현될 수 있다.
한편, 통신 모듈은 네트워크를 통해 외부의 서버(50)로부터 숙성 시간 및 상기 숙성 시간에 따른 숙성 조건이 미리 설정된 숙성 정보로서 숙성 환경 설정값을 전송받을 수 있다. 보다 구체적으로, 서버(50)는 육류(M)의 종류 또는 부위에 따라 숙성 시간 또는 숙성 시간에 따른 숙성 조건이 서로 상이하게 미리 설정되어 있는 복수의 숙성 환경 설정값들을 저장하고 있다. 입력 모듈(110) 또는 단말기(30)에 설치된 어플리케이션은 사용자의 입력에 따라 서버(50)에 미리 저장되어 있는 하나 이상의 숙성 환경 설정값을 요청하고, 이에 따라 통신 모듈은 상기 서버(50)로부터 해당 숙성 환경 설정값을 전송받아 메모리에 저장하거나, 제어 모듈(130)로 전달할 수 있다. 경우에 따라, 통신 모듈은 주기적으로 서버(50)에 저장된 하나 이상의 숙성 환경 설정값을 전송받아, 기존에 메모리에 저장되어 있는 육류(M)의 종류 또는 부위 별 숙성 환경 설정값을 업데이트할 수 있다.
다른 실시예로서, 사용자의 단말기(30)에 설치된 어플리케이션은 서버(50)로부터 육류(M)의 종류 또는 부위에 따라 숙성 시간 또는 숙성 시간에 따른 숙성 조건이 서로 상이하게 미리 설정되어 있는 하나 이상의 숙성 환경 설정값을 서버(50)로부터 제공받아 사용자에게 표시할 수 있다. 이에 따라, 사용자는 어플리케이션을 통해 복수의 트레이(101) 중 어느 하나의 트레이와 함께, 서버(50)로부터 제공받은 복수의 숙성 환경 설정값들 중 적어도 어느 하나 이상의 숙성 환경 설정값을 선택할 수 있고, 이때 통신 모듈은 사용자가 선택한 트레이(101) 정보와 숙성 환경 설정값을 전송받는다. 제어 모듈(130)은 어플리케이션을 통해 사용자가 선택한 트레이(101)에 대해, 통신 모듈로 전송된 상기 숙성 환경 설정값에 상응하여 챔버 내의 숙성 환경을 조성하도록 숙성 모듈(120)을 제어할 수 있다.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적의 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100: 육류 숙성장치
101: 트레이 110: 입력 모듈
120: 숙성 모듈 121 : 온도 조절부
122 : 습도 조절부 123 : 기류 조절부
130: 제어 모듈 140: 알림 모듈
150: 센서 모듈 151 : 후각 센서
152 : 이미지 센서 153 : 초음파 센서
154 : 산도 센서 160 : 진단 모듈
161 : 악취 판단부 162 : 색상 판단부
163 : 습도 판단부 164 : 산도 판단부

Claims (6)

  1. 하우징을 형성하는 본체;
    외부로부터 상기 본체의 챔버 내에 보관되는 육류를 숙성하기 위한 숙성 환경 설정값을 입력받는 입력 모듈;
    상기 입력 모듈에 입력되는 상기 숙성 환경 설정값에 따라 상기 챔버 내의 숙성 환경을 조성하는 숙성 모듈;
    상기 육류의 숙성상태를 측정하는 센서 모듈로서, 상기 육류의 표면의 산도(pH)를 측정하는 산도 센서와, 상기 육류의 표면에 발사되어 반사되는 초음파의 감도를 측정하여 감도 데이터로 변환하는 초음파 센서를 포함하는 센서 모듈;
    상기 센서 모듈에 의해 측정된 숙성상태에 기초하여 상기 육류에 대한 숙성 이상 유무를 진단하는 진단 모듈;
    상기 육류에 대한 숙성 이상이 진단되면 상기 숙성 모듈을 제어하여 숙성 환경을 변화시키는 제어 모듈; 및
    상기 숙성 환경 설정값, 숙성상태 또는 숙성 이상 유무 중 어느 하나 이상을 표시하는 알림 모듈을 포함하고,
    상기 진단 모듈은 상기 산도 센서로부터 전송받은 육류 표면의 산도가 기설정된 기준 산도 범위 내이면 상기 육류에 대한 숙성 이상으로 판정하는 산도 판단부와, 건식 숙성이 이루어지는 육류의 표면에서 반사되는 초음파의 감도에 대한 기준 감도를 기설정하여 저장하고, 육류의 건식 숙성 정도에 따라 감소하는 표면 습도와 반사되는 초음파의 감도 간의 반비례 관계에 기초하여 상기 초음파 센서로부터 전송받은 초음파의 감도가 기설정된 상기 기준 감도 이하인 경우에는 상기 육류에 대한 숙성 이상으로 판정하는 표면 습도 판단부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 산도 센서와 초음파 센서에 기반한 건식 육류 숙성장치.
  2. ◈청구항 2은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    청구항 1에 있어서,
    상기 산도 판단부는,
    6.2 ~ 6.3를 포함하는 기준 산도 범위를 기설정하여 저장하고, 상기 육류 표면의 산도가 상기 기준 산도 범위 내에 도달한 것으로 나타나면 상기 육류에 대한 숙성 이상으로 판정하는 것을 특징으로 하는, 산도 센서와 초음파 센서에 기반한 건식 육류 숙성장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 진단 모듈은,
    상기 산도 판단부와 상기 표면 습도 판단부 중 어느 하나 이상이 숙성 이상으로 판정하는 경우에 상기 육류에 대한 최종 숙성 이상인 것으로 진단하여 상기 제어 모듈 또는 상기 알림 모듈로 통지하는 이상 유무 진단부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 산도 센서와 초음파 센서에 기반한 건식 육류 숙성장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 숙성 모듈은,
    외부로부터 입력받은 숙성 환경 설정값에 따라, 상기 챔버 내의 온도를 조절하는 온도 조절부, 상기 챔버 내의 습도를 조절하는 습도 조절부, 상기 챔버 내의 공기의 풍량, 풍속 또는 풍향 중 적어도 어느 하나 이상을 조절하는 기류 조절부 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 산도 센서와 초음파 센서에 기반한 건식 육류 숙성장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제어 모듈은,
    상기 이상 유무 진단부로부터 상기 육류에 대한 최종 숙성 이상인 것으로 통지받으면 상기 숙성 모듈을 제어하여 상기 챔버 내의 온도, 습도, 풍량, 풍속 또는 풍향 중 어느 하나 이상을 변경하는 것을 특징으로 하는, 산도 센서와 초음파 센서에 기반한 건식 육류 숙성장치.
  6. ◈청구항 6은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    청구항 3에 있어서,
    상기 챔버 내에 상기 육류를 소독하기 위한 자외선을 방출하는 UV 램프가 설치되고, 상기 제어 모듈은 상기 이상 유무 진단부로부터 상기 육류에 대한 최종 숙성 이상인 것으로 통지받으면 상기 UV 램프를 동작시키는 것을 특징으로 하는, 산도 센서와 초음파 센서에 기반한 건식 육류 숙성장치.
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