KR102358060B1 - 식품에 첨가물을 주입하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 식품에 첨가물을 주입하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로, 식품(F)에 주입할 첨가물(S)을 저장하는 저장부(100); 식품(F)이 담긴 저장 용기(113)가 거치되고, 식품(F)에 첨가물(S)의 주입이 이루어지는 주입부(110); 주입 탱크(111) 내의 공기를 흡입하여 진공 압력으로 만드는 진공 흡입부(120); 주입 탱크(111) 내부로 공기를 공급하여 압력을 상승시키는 압축부(130); 저장탱크(101) 내의 첨가물(S)을 주입 탱크(111)로 공급하는 공급부(140); 주입 탱크(111) 내의 첨가물(S)을 저장탱크(101)로 복귀시키는 복귀부(150); 저장탱크(101)와 주입 탱크(111) 내의 첨가물(S)을 회수하는 회수부(160); 및 이들을 제어하기 위한 제어부(미도시)를 포함하고,
첨가물(S)을 저장탱크(101)에 저장하는 첨가물 저장단계(202); 제2 순환펌프(151)의 흡입 측 유로가 첨가물(S)에 잠기도록 주입 탱크(111)에 제3 수위 센서(115) 위치까지 첨가물(S)을 채우는 주입 준비단계(204); 식품(F)을 저장 용기(113)에 담아 주입 탱크(111) 내부의 받침대(114)에 거치하는 식품 준비단계(206); 주입 탱크(111) 내부의 압력을 진공 압력 상태로 만드는 진공 흡입 단계(208); 설정된 진공 압력을 유지하며 분사 노즐(144)을 통해 첨가물(S)을 식품(F)에 분사하여 주입하는 분사 진공 주입단계(210); 설정된 가압 압력을 유지하며 분사 노즐(144)을 통해 첨가물(S)을 식품(F)에 분사하여 주입하는 분사 가압 주입단계(212); 주입 탱크(111) 내의 식품(F)이 첨가물(S)에 완전히 잠기도록 주입 탱크(111)로 첨가물(S)을 공급하는 식품 잠김 단계(214); 식품(F)이 첨가물(F)에 완전히 잠긴 상태를 유지하며 가압으로 첨가물(S)을 식품(F)에 주입하는 잠김 가압 주입단계(216); 주입 탱크(111) 내부의 첨가물(S)을 저장탱크(101)로 복귀시키는 첨가물 복귀 단계(218); 주입 탱크(111) 내부 압력을 대기압으로 만든 후 식품(F)을 꺼내는 주입 완료 단계(220); 및 저장탱크(101)와 주입 탱크(111) 내의 첨가물(S)을 회수하는 첨가물 회수 단계(222)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 식품에 첨가물을 주입하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
첨가물(S)을 저장탱크(101)에 저장하는 첨가물 저장단계(202); 제2 순환펌프(151)의 흡입 측 유로가 첨가물(S)에 잠기도록 주입 탱크(111)에 제3 수위 센서(115) 위치까지 첨가물(S)을 채우는 주입 준비단계(204); 식품(F)을 저장 용기(113)에 담아 주입 탱크(111) 내부의 받침대(114)에 거치하는 식품 준비단계(206); 주입 탱크(111) 내부의 압력을 진공 압력 상태로 만드는 진공 흡입 단계(208); 설정된 진공 압력을 유지하며 분사 노즐(144)을 통해 첨가물(S)을 식품(F)에 분사하여 주입하는 분사 진공 주입단계(210); 설정된 가압 압력을 유지하며 분사 노즐(144)을 통해 첨가물(S)을 식품(F)에 분사하여 주입하는 분사 가압 주입단계(212); 주입 탱크(111) 내의 식품(F)이 첨가물(S)에 완전히 잠기도록 주입 탱크(111)로 첨가물(S)을 공급하는 식품 잠김 단계(214); 식품(F)이 첨가물(F)에 완전히 잠긴 상태를 유지하며 가압으로 첨가물(S)을 식품(F)에 주입하는 잠김 가압 주입단계(216); 주입 탱크(111) 내부의 첨가물(S)을 저장탱크(101)로 복귀시키는 첨가물 복귀 단계(218); 주입 탱크(111) 내부 압력을 대기압으로 만든 후 식품(F)을 꺼내는 주입 완료 단계(220); 및 저장탱크(101)와 주입 탱크(111) 내의 첨가물(S)을 회수하는 첨가물 회수 단계(222)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 식품에 첨가물을 주입하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 과일, 채소 등의 식품 내부에 당도 향상 등 특정의 목적을 위해 스테비오사이드 등과 같은 첨가물을 주입하는 데 이용될 수 있는 식품에 첨가물을 주입하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
영양 충족, 건강 증진 관련 기능, 성분의 안전성 등과 함께 맛이 식품 섭취에 중요한 항목으로 고려되고 있다. 영향 등은 풍부하지만, 맛이 없는 경우 맛을 내는 방법이 연구되고 있으며, 맛은 좋으나 영향 등이 미흡한 경우 영향 등을 높이기 위해 큰 노력을 기울이고 있다.
일 예로, 토마토는 영양 성분은 많지만, 당도가 낮아 어린이들이 선호하지 않는 식품의 대표적인 예라고 할 수 있다.
이러한 이유로, 종래에는 과일의 당도를 높이기 위해 설탕 등의 성분을 이용해 과일을 수확하기 전에 또는 수확한 후에 처리하는 방법을 제시하고 있으나, 과실 생성이 억제되거나 당과 열량이 높아 인체에 적합하지 않거나 하는 등의 여러 가지 문제점이 있다.
이를 해결하기 위해, 설탕보다 300배 이상의 단맛을 내지만, 열량이 거의 없는 것으로 알려진 스테비아 성분을 과일에 주입하여 당도를 높이는 주입 방법이 이루어지고 있다.
그러나 종래 기술에 의한 주입 방법은, 진공 상태에서 첨가물을 주입하거나 가압 상태에서 첨가물을 주입하는 방법으로 이루어지며, 또한 토마토, 사과 등 특정된 과일을 대상으로 한 첨가물 주입 방법이 제시되고 있다.
따라서, 종래 기술에 의한 방법은 특정된 과일 또는 채소에 대해 특정된 방법을 이용한 첨가물 주입 방식으로, 다양한 과일 및 채소의 특성에 적합한 다양한 첨가물의 주입에는 한계가 있다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 과일, 채소 등과 같은 다양한 식품에 당도 강화 성분, 영양 강화 성분 등의 다양한 첨가물을 주입할 수 있는 식품에 첨가물을 주입하기 위한 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 바람직한 식품에 첨가물을 주입하기 위한 장치에 있어서, 식품(F)에 주입할 첨가물(S)을 저장하는 저장부(100); 식품(F)이 담긴 저장 용기(113)가 거치되고, 식품(F)에 첨가물(S)의 주입이 이루어지는 주입부(110); 주입 탱크(111) 내의 공기를 흡입하여 진공 압력으로 만드는 진공 흡입부(120); 주입 탱크(111) 내부로 공기를 공급하여 압력을 상승시키는 압축부(130); 저장탱크(101) 내의 첨가물(S)을 주입 탱크(111)로 공급하는 공급부(140); 주입 탱크(111) 내의 첨가물(S)을 저장탱크(101)로 복귀시키는 복귀부(150); 저장탱크(101)와 주입 탱크(111) 내의 첨가물(S)을 회수하는 회수부(160); 및 이들을 제어하기 위한 제어부(미도시)를 포함하여 구성된다.
본 발명의 식품에 첨가물을 주입하기 위한 장치에 있어서, 상기 저장부는, 첨가물(S)을 저장하고 첨가물(S)을 주입할 수 있도록 보조하는 저장탱크(101); 저장탱크(101)를 개방하거나 폐쇄할 수 있도록 마련된 제1 차단 밸브(102); 저장탱크(101)에 첨가물(S)을 채울 때, 최대 저장 위치를 감지하는 제1 수위 센서(103); 및 첨가물(S) 주입 작업에 필요한 첨가물(S)의 최소 저장 위치를 감지하는 제2 수위 센서(104)를 포함하여 첨가물(S)을 저장하기 위한 수단을 제공한다.
본 발명의 식품에 첨가물을 주입하기 위한 장치에 있어서, 상기 주입부는, 첨가물(S) 주입 작업이 이루어질 수 있도록 공간을 제공하는 주입 탱크(111); 주입 탱크(111)를 개방하거나 폐쇄할 수 있도록 마련된 커버(112); 첨가물(S)이 주입될 식품(F)을 담을 수 있도록 마련된 저장 용기(113); 식품(F)이 담긴 저장 용기(113)를 거치할 수 있도록 마련된 받침대(114); 식품(F)이 첨가물(S)에 잠기지 않아야 할 때의 최소 수위를 감지하는 제3 수위 센서(115); 식품(F)이 첨가물(S)에 잠기지 않아야 할 때의 최대수위를 감지하는 제4 수위 센서(116); 식품(F)이 첨가물(S)에 완전히 잠겼을 때의 수위를 감지하는 제5 수위 센서(117); 및 주입 탱크(111) 내부의 압력을 대기압으로 만들 때 선택적으로 개방하는 제2 차단 밸브(118)를 포함하여 식품(F)에 첨가물(S)을 주입하기 위한 수단을 제공한다.
본 발명의 식품에 첨가물을 주입하기 위한 장치에 있어서, 상기 진공 흡입부는, 주입 탱크(111) 내부의 공기를 흡입하기 위해 동력을 제공하는 진공 펌프(121); 주입 탱크(111)와 진공 펌프(121) 사이에 연결되어, 주입 탱크(111) 내부의 공기가 흡입되도록 안내하는 흡입 유로(122); 공기를 저장하고, 공기 흡입을 시작하는 순간에 발생하는 충격을 완화해 주는 제1 공기저장탱크(123); 선택적으로 흡입 유로(122)를 개방하거나 폐쇄하는 제1 개폐 밸브(124); 주입 탱크(111) 내부의 압력이 설정된 진공 압력으로 유지되도록 하는 진공 레귤레이터(125); 주입 탱크(111) 내부의 압력 상태를 보여주는 진공 게이지(126); 및 제1 공기저장탱크(123) 내에 고인 수분을 배출하는 배수 밸브(127)를 포함하여 주입 탱크(111) 내의 압력을 진공 압력으로 만들기 위한 수단을 제공한다.
본 발명의 식품에 첨가물을 주입하기 위한 장치에 있어서, 상기 압축부는, 주입 탱크(111) 내부로 공기를 공급하기 위해 동력을 제공하는 공기압축기(131); 주입 탱크(111)와 공기압축기(131) 사이를 연결하여 주입 탱크(111) 내부로 공기가 공급되도록 안내하는 압축 유로(132); 공기를 저장하고, 공기 공급을 시작하는 순간에 발생하는 충격을 완화해 주는 제2 공기저장탱크(133); 선택적으로 압축 유로(132)를 개방하거나 폐쇄하는 제2 개폐 밸브(134); 주입 탱크(111) 내부의 압력이 설정된 압력으로 유지되도록 하는 압력 레귤레이터(135); 주입 탱크(111) 내부의 압력 상태를 보여주는 압력 게이지(136); 및 제2 공기저장탱크(133) 내에 고인 수분을 배출하는 배수 밸브(137)를 포함하여 주입 탱크(111) 내의 압력을 상승시키기 위한 수단을 제공한다.
본 발명의 식품에 첨가물을 주입하기 위한 장치에 있어서, 상기 공급부는, 저장탱크(101)의 첨가물(S)이 주입 탱크(111)로 공급될 수 있도록 동력을 제공하는 제1 순환펌프(141); 저장탱크(101)의 하부와 주입 탱크(111) 상부 사이에 연결되어, 저장탱크(101)의 첨가물(S)이 주입 탱크(111)로 공급될 수 있도록 안내하는 공급 유로(142); 공급 유로(142)를 선택적으로 개방하거나 폐쇄하는 제3 개폐 밸브(143); 공급 유로(142)의 일단에 연결되고 주입 탱크(111) 내 상부에 위치해 식품(F)에 첨가물(S)을 공급하는 분사 노즐(144)을 포함하여 저장탱크(101)의 첨가물(S)을 주입 탱크(111)로 공급하기 위한 수단을 제공한다.
본 발명의 식품에 첨가물을 주입하기 위한 장치에 있어서, 상기 복귀부는, 주입 탱크(111)의 첨가물(S)이 저장탱크(101)로 복귀될 수 있도록 동력을 제공하는 제2 순환펌프(151); 주입 탱크(111)의 하부와 저장탱크(101)의 상부에 연결되어, 주입 탱크(111)의 첨가물(S)이 저장탱크(101)로 복귀될 수 있도록 안내하는 복귀 유로(152); 및 상기 복귀 유로(152)를 선택적으로 개방하거나 폐쇄하는 제4 개폐 밸브(153)를 포함하여 주입 탱크(111) 내의 첨가물(S)을 저장탱크(101)로 복귀시키기 위한 수단을 제공한다.
본 발명의 식품에 첨가물을 주입하기 위한 장치에 있어서, 상기 회수부는, 회수되는 첨가물(S)을 저장하는 회수 탱크(162); 저장탱크(101)와 주입 탱크(111) 내부의 첨가물(S)을 회수 탱크(162)로 회수할 수 있도록 동력을 제공하는 제3 순환펌프(161); 저장탱크(101)의 하부에 연결되어 첨가물(S)을 회수 탱크(162)로 회수할 수 있도록 안내하는 제1 회수 유로(163); 주입 탱크(111)의 하부에 연결되어, 첨가물(S)을 회수 탱크(162)로 회수할 수 있도록 상기 제1 회수 유로(163)의 합류점(Z)까지 안내하는 제2 회수 유로(164); 상기 제1 회수 유로(163)를 선택적으로 개방하거나 폐쇄하는 제5 개폐 밸브(165); 상기 제2 회수 유로(164)를 선택적으로 개방하거나 폐쇄하는 제6 개폐 밸브(166); 및 상기 회수 탱크(162)를 개방하거나 폐쇄하는 제3 차단 밸브(167)를 포함하여 첨가물(S)을 교체하거나 주입 작업 종료 후 저장탱크(101) 및 주입 탱크(11) 내의 첨가물(S)을 회수하기 위한 수단을 제공한다.
본 발명의 식품에 첨가물을 주입하기 위한 장치에 있어서, 상기 제어부(미도시)는, 저장부(100), 주입부(110), 진공 흡입부(120), 압축부(130), 공급부(140), 복귀부(150) 및 회수부(160)를 제어하기 위한 제어 수단을 제공한다.
본 발명에 따른 식품에 첨가물을 주입하기 위한 장치 및 방법에 따르면, 식품에 첨가물 주입 시 분사 진공 주입 방법과 분사 가압 주입 방법과 잠김 가압 주입 방법을 각각 독립적으로 적용하거나 이들 주입 방법을 혼합하여 적용할 수 있으며, 또한 저장탱크와 주입 탱크 간 첨가물의 공급과 복귀로 반복적인 첨가물 주입이 이루어질 수 있는 구조로 되어 있어, 다양한 식품에 다양한 첨가물을 주입하는 것이 가능함은 물론 생산성을 대폭 높일 수 있는 등의 큰 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 첨가물 주입 장치의 구성을 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 첨가물 주입 장치의 첨가물 저장단계를 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 첨가물 주입 장치의 주입 준비단계를 도시한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 첨가물 주입 장치의 식품 준비단계를 도시한 도면.
도 5는 본 발명에 따른 첨가물 주입 장치의 진공 흡입단계를 도시한 도면.
도 6은 본 발명에 따른 첨가물 주입 장치의 분사 진공 주입단계를 도시한 도면.
도 7은 본 발명에 따른 첨가물 주입 장치의 분사 가압 주입단계를 도시한 도면.
도 8은 본 발명에 따른 첨가물 주입 장치의 식품 잠김 단계를 도시한 도면.
도 9는 본 발명에 따른 첨가물 주입 장치의 잠김 가압 주입단계를 도시한 도면.
도 10은 본 발명에 따른 첨가물 주입 장치의 첨가물 복귀 단계를 도시한 도면.
도 11은 본 발명에 따른 첨가물 주입 장치의 주입 완료 단계를 도시한 도면.
도 12는 본 발명에 따른 첨가물 주입 장치의 첨가물 회수 단계를 도시한 도면.
도 13은 본 발명에 따른 첨가물 주입 장치의 주입단계 흐름도를 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 첨가물 주입 장치의 첨가물 저장단계를 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 첨가물 주입 장치의 주입 준비단계를 도시한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 첨가물 주입 장치의 식품 준비단계를 도시한 도면.
도 5는 본 발명에 따른 첨가물 주입 장치의 진공 흡입단계를 도시한 도면.
도 6은 본 발명에 따른 첨가물 주입 장치의 분사 진공 주입단계를 도시한 도면.
도 7은 본 발명에 따른 첨가물 주입 장치의 분사 가압 주입단계를 도시한 도면.
도 8은 본 발명에 따른 첨가물 주입 장치의 식품 잠김 단계를 도시한 도면.
도 9는 본 발명에 따른 첨가물 주입 장치의 잠김 가압 주입단계를 도시한 도면.
도 10은 본 발명에 따른 첨가물 주입 장치의 첨가물 복귀 단계를 도시한 도면.
도 11은 본 발명에 따른 첨가물 주입 장치의 주입 완료 단계를 도시한 도면.
도 12는 본 발명에 따른 첨가물 주입 장치의 첨가물 회수 단계를 도시한 도면.
도 13은 본 발명에 따른 첨가물 주입 장치의 주입단계 흐름도를 도시한 도면.
본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 개시된 발명의 바람직한 예에 불과할 뿐이며, 본 출원의 출원 시점에 있어서 본 명세서의 실시예와 도면을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있다. 본 발명은 여러 가지 다른 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 발명에 따른 식품에 첨가물을 주입하기 위한 장치 및 방법은, 과일, 채소, 육류와 같은 식품에 첨가물을 주입하여 당도를 높이거나 기능성 성분을 갖게 하기 위한 장치 및 방법을 제공하기 위한 것으로, 본 발명의 대상 식품은 농산물, 축산물, 임산물이 될 수 있으며 넓게는 사람이 섭취할 수 있는 모든 것을 포함하며, 또한 본 발명의 대상 첨가물은 당도를 높이기 위한 스테비아 성분은 물론 건강 보조 성분, 향기 성분 등 식품에 주입할 가치가 있는 모든 성분을 포함한다.
이하, 본 발명에 의한 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 첨가물 주입 장치의 구성을 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 첨가물 주입 장치의 첨가물 저장단계를 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명에 따른 첨가물 주입 장치의 주입 준비단계를 도시한 도면이며, 도 4는 본 발명에 따른 첨가물 주입 장치의 식품 준비단계를 도시한 도면이며, 도 5는 본 발명에 따른 첨가물 주입 장치의 진공 흡입단계를 도시한 도면이며, 도 6은 본 발명에 따른 첨가물 주입 장치의 분사 진공 주입단계를 도시한 도면이며, 도 7은 본 발명에 따른 첨가물 주입 장치의 분사 가압 주입단계를 도시한 도면이며, 도 8은 본 발명에 따른 첨가물 주입 장치의 식품 잠김 단계를 도시한 도면이며, 도 9는 본 발명에 따른 첨가물 주입 장치의 잠김 가압 주입단계를 도시한 도면이며, 도 10은 본 발명에 따른 첨가물 주입 장치의 첨가물 복귀 단계를 도시한 도면이며, 도 11은 본 발명에 따른 첨가물 주입 장치의 주입 완료 단계를 도시한 도면이며, 도 12는 본 발명에 따른 첨가물 주입 장치의 첨가물 회수 단계를 도시한 도면이며, 도 13은 본 발명에 따른 첨가물 주입 장치의 주입단계 흐름도를 도시한 도면이다.
본 발명에 의한 식품에 첨가물을 주입하기 위한 장치는, 식품(F)에 주입할 첨가물(S)을 저장하는 저장부(100); 식품(F)이 담긴 저장 용기(113)가 거치되고, 식품(F)에 첨가물(S)의 주입이 이루어지는 주입부(110); 주입 탱크(111) 내의 공기를 흡입하여 진공 압력으로 만드는 진공 흡입부(120); 주입 탱크(111) 내부로 공기를 공급하여 압력을 상승시키는 압축부(130); 저장탱크(101) 내의 첨가물(S)을 주입 탱크(111)로 공급하는 공급부(140); 주입 탱크(111) 내의 첨가물(S)을 저장탱크(101)로 복귀시키는 복귀부(150); 저장탱크(101)와 주입 탱크(111) 내의 첨가물(S)을 회수하는 회수부(160); 및 이들을 제어하기 위한 제어부(미도시)를 포함하여 구성된다.
상기 저장부는, 식품(F)에 주입할 첨가물(S)을 저장하고, 저장된 첨가물(S)이 주입 탱크(111)로 공급되어 주입이 이루어질 수 있도록 보조하고, 주입이 완료된 후 남은 주입 탱크(111) 내의 첨가물(S)은 다시 복귀되어 저장되도록 한다.
먼저, 제1 차단 밸브(102)를 개방하여 제1 수위 센서(103) 위치까지 저장탱크(101)에 첨가물(S)이 채워지도록 한다. 이때 제1 수위 센서(103)의 위치는 저장탱크(101)에 첨가물(S)을 채울 때 저장량의 상한치를 나타낸다.
상기 제1 수위 센서(103)의 위치는, 주입 탱크(111)의 첨가물(S)을 저장탱크(101)로 복귀시키기 위해 장착된 제2 순환펌프(151)의 토출 측 복귀 유로(152)와 저장탱크(101)와의 연결 위치보다 아래쪽에 있도록 한다.
이는 펌프의 흡입 측 유로는 유체에 잠겨 있게 하고, 펌프의 토출 측 유로는 유체에 잠겨 있지 않도록 하는 것이 바람직하기 때문이다.
상기 제2 수위 센서(104)는 첨가물(S) 주입 작업에 필요한 첨가물(S)의 최소 저장 위치를 감지하기 위한 것으로, 저장탱크(101)에서 주입 탱크(111)로 첨가물(S)을 가장 많이 공급했을 때 제1 순환펌프(141)의 흡입 측 공급 유로(142)가 첨가물(S)에 잠기도록 하는 최저 수위 감지용 센서이다.
즉, 저장탱크(101)에서 주입 탱크(111)로 첨가물(S)을 가장 많이 공급하는 경우는, 주입 탱크(111) 내의 식품(F)이 첨가물(S)에 완전히 잠기도록 제5 수위 센서(117) 위치까지 공급할 때이므로, 이때 저장탱크(101) 내 첨가물(S)의 수위는 제1 순환펌프(141)의 흡입 측 공급 유로(142)가 첨가물(S)에 잠기도록 해야 하며, 도시된 참조 수위(L) 위쪽에 위치되도록 해야 한다.
한편, 초기 첨가물(S)을 저장한 후 첨가물(S) 주입 작업이 반복됨에 따라 첨가물(S)의 양이 감소하더라도, 첨가물(S)을 회수할 때까지 첨가물(S) 보충이 필요 없도록 저장탱크(101)의 크기가 충분하게 마련되는 것이 바람직하다.
본 발명의 일실시예에 따라 도시된 제1 수위 센서(103)와 제1 수위 센서(103)의 위치는 단지 설명을 위한 것이며, 센서의 종류에 따라 저장탱크(101)의 상부 또는 하부에 설치될 수도 있다.
상기 제1 수위 센서(103)와 제2 수위 센서(104)는 수위를 감지하기 위한 것으로, 전극봉을 달아 수위를 체크 하거나 초음파를 통해 수면에서 반사되어 돌아오는 초음파를 체크 하여 수위를 측정하는 수위 센서, 반도체형 수위 센서, 물의 압력을 통해 수위를 측정하는 수위 센서, 정전용량식 수위 센서 등 다양한 종류의 수위 센서가 이용될 수 있다.
상기 주입부는, 식품(F)을 거치하고 식품(F)에 첨가물(S)을 주입하는 수단을 제공한다.
상기 주입 탱크(111)는 첨가물(S) 주입 작업이 이루어질 수 있도록 공간을 제공하며, 주입 탱크(111)를 개방하거나 폐쇄할 수 있도록 상부에는 커버(112)가 마련된다.
주입을 위해 주입 탱크(111) 내 식품(F)이 첨가물(S)에 잠기는 경우를 고려할 때 상기 커버(112)는 주입 탱크(111)의 상부에 설치하는 것이 바람직하나, 측면에 설치할 수도 있다.
상기 저장 용기(113)에는 첨가물(S) 주입 대상물인 식품(F)이 담기며, 저장 용기(113)는 내부에 식품을 담을 수 있으면서, 식품(F)에 첨가물(S)이 주입될 수 있도록 첨가물(S)의 출입이 자유로운 형태로 제작되는 것이 바람직하다. 저장 용기(113)가 판재로 제작되는 경우 상부는 개방되고, 측면과 밑면은 충분한 개수의 구멍을 갖도록 가공되는 등 첨가물(S)의 출입이 자유로운 형상이 되도록 한다. 물론 저장 용기(113)는 철망 등 다른 구조물로 제작될 수 있다.
상기 받침대(114)는 저장 용기(113)를 지지하는 역할을 하며, 받침대(114)의 윗면은 저장 용기(113)의 밑면과 접촉하게 되고, 받침대(114)의 윗면을 통해 저장 용기(113) 밑면으로 첨가물(S)이 출입할 수 있도록 형성되는 것이 바람직하며, 받침대(114)의 다른 측면도 첨가물(S)의 출입이 자유로운 구조로 형성되는 것이 좋다.
상기 제3 수위 센서(115)와 제4 수위 센서(116)와 제5 수위 센서(117)는 주입 탱크(111) 내 첨가물(S)의 수위를 감지하기 위한 수단으로 사용된다. 상기 제3 수위 센서(115)는 저장 용기(113)에 담긴 식품(F)이 첨가물(S)에 잠기지 않도록 할 때의 최저 수위를 감지하는 데 이용되며, 제4 수위 센서(116)는 저장 용기(113)에 담긴 식품(F)이 첨가물(S)에 잠기지 않도록 할 때의 최대수위를 감지하는 데 이용된다. 한편, 상기 제5 수위 센서(117)는 저장 용기(113)에 담긴 식품(F)이 첨가물(S)에 완전히 잠기도록 할 때의 수위를 감지하는 데 이용된다.
상기 제3 수위 센서(115)와 제4 수위 센서(116)는 첨가물(S)을 분사하여 주입할 때, 즉, 분사 진공 주입단계(210)와 분사 가압 주입단계(212)에서 식품(F)이 첨가물(S)에 잠기지 않도록 할 때의 수위 정보를 제공하기 위한 것이다.
또한 제5 수위 센서(117)는 식품(F)을 첨가물(S)에 잠기게 한 후 첨가물(S)을 주입할 때, 즉, 잠김 가압 주입단계(216)에서 식품(F)이 첨가물(S)에 잠겨야 할 때의 수위 정보를 제공하기 위한 것이다.
상기 제3 수위 센서(115)와 제4 수위 센서(116)와 제5 수위 센서(117)는, 상기 제1 수위 센서(103)와 제2 수위 센서(104)와 같이 다양한 센서가 이용될 수 있으며, 주입 탱크(111)의 측면에 설치하는 것이 바람직 하나, 주입 탱크(111)의 상부 또는 하부에 설치될 수도 있다.
상기 제2 차단 밸브(118)는 주입 탱크(111) 내부의 진공 압력 또는 상승한 압력을 대기압으로 만들 때 선택적으로 개방될 수 있으며, 이는 식품(F)에 첨가물(S) 주입이 완료된 후, 즉, 첨가물(S)이 주입된 식품(F)이 담긴 저장 용기(113)를 주입 탱크(111)로부터 꺼내기 전에 이루어질 수 있다.
상기 진공 흡입부는, 주입 탱크(111) 내부의 공기를 흡입하여 주입 탱크(111) 내부를 진공 압력으로 만들기 위한 수단을 제공한다.
상기 흡입부(120)의 진공 펌프(121)는 주입 탱크(111)의 상부와 연결된 흡입 유로(122)를 통해 주입 탱크(111) 내부의 공기를 흡입할 수 있도록 동력을 제공한다.
상기 진공 펌프(121)의 앞단 흡입 유로(122)에는 제1 공기저장탱크(123)가 설치되고, 제1 공기저장탱크(123)는 진공 펌프(121)를 가동하여 주입 탱크(111) 내부의 공기를 흡입할 때 공기를 저장하고, 공기 흡입을 시작하는 순간에 발생하는 충격을 감소시키는 역할을 한다. 상기 제1 공기저장탱크(123)에는 배수를 위한 배수 밸브(127)가 설치된다.
상기 제1 개폐 밸브(124)는 주입 탱크(111)와 진공 게이지(126) 사이의 흡입 유로(122)에 장착될 수 있으며, 진공 펌프(121) 가동 시에만 선택적으로 개방된다.
상기 진공 레귤레이터(125)는 흡입 유로(122)에 장착되어 주입 탱크(111) 내의 압력이 설정된 진공 압력으로 일정하게 유지되도록 하며, 상기 진공 게이지(126)와 제1 공기저장탱크(123) 사이에 설치될 수 있다.
상기 진공 게이지(126)는 제1 개폐 밸브(124)와 진공 레귤레이터(125) 사이에 장착될 수 있으며, 주입 탱크(111) 내부의 진공 압력을 확인할 수 있도록 한다.
상기 압축부는, 주입 탱크(111) 내부로 공기를 공급하여 주입 탱크(111) 내부 압력을 상승시키기 위한 수단을 제공한다.
상기 압축부(130)의 공기압축기(131)는 주입 탱크(111)와 연결된 압축 유로(132)를 통해 주입 탱크(111) 내부로 공기를 공급할 수 있도록 동력을 제공한다.
상기 공기압축기(131)의 앞단 압축 유로(132)에는 제2 공기저장탱크(133)가 설치되고, 제2 공기저장탱크(133)는 공기압축기(131)를 가동하여 주입 탱크(111) 내부로 공기를 공급할 때 공기를 저장하고, 공기 공급을 시작하는 순간에 발생하는 충격을 감소시키는 역할을 한다. 상기 제2 공기저장탱크(133)에는 배수를 위한 배수 밸브(137)가 설치된다.
상기 제2 개폐 밸브(134)는 주입 탱크(111)와 압력 게이지(136) 사이의 압축 유로(132)에 장착될 수 있으며, 공기압축기(131) 가동 시에만 선택적으로 개방된다.
상기 압력 레귤레이터(135)는 압축 유로(132)에 장착되어 주입 탱크(111) 내의 압력이 설정된 압력으로 일정하게 유지되도록 하며, 압력 게이지(136)와 제2 공기저장탱크(133) 사이에 설치될 수 있다.
상기 압력 게이지(136)는 제2 개폐 밸브(134)와 압력 레귤레이터(135) 사이에 장착될 수 있으며, 주입 탱크(111) 내부의 압력을 확인할 수 있도록 한다.
상기 공급부는, 저장탱크(101)의 첨가물(S)을 주입 탱크(111)로 공급하기 위한 수단을 제공한다.
상기 공급부(140)의 공급 유로(142)는 저장탱크(111)의 하부와 주입 탱크(111) 상부 사이에 연결된다.
상기 공급부(140)의 제1 순환펌프(141)는 저장탱크(101)의 하부에 위치하여 저장탱크(101)와 연결된 공급 유로(142)에 장착되며, 저장탱크(101) 내의 첨가물(S)을 주입 탱크(111)로 공급할 수 있도록 동력을 제공한다.
제3 개폐 밸브(143)는 저장탱크(101) 내의 첨가물(S)을 주입 탱크(111)로 공급하기 위해 제1 순환펌프(141)가 가동될 때만 선택적으로 개방된다.
주입 탱크(111)로 연결되는 상기 공급 유로(142)의 끝단은 주입 탱크(111) 내부에 위치한 분사 노즐(144)과 연결된다.
상기 제3 개폐 밸브(143)가 개방된 상태에서 제1 순환펌프(141)를 가동하면, 저장탱크(101) 내의 첨가물(S)이 공급 유로(142)를 통해 주입 탱크(111) 내의 분사 노즐(144)로 공급되어, 저장 용기(113)에 담겨있는 식품(F)의 상부로 첨가물(S)이 분사된다.
상기 분사 노즐(144)은 식품(F)이 담긴 저장 용기(113)를 주입 탱크(111) 내부로 넣거나 외부로 꺼낼 때 간섭이 없도록, 커버(112)에 일체로 결합되는 구조가 바람직하다.
상기 복귀부는, 주입 탱크(111) 내의 첨가물(S)을 저장탱크(101)로 복귀시키기 위한 수단을 제공한다.
상기 복귀부(150)의 복귀 유로(152)는 주입 탱크(111)의 하부와 저장탱크(101) 상부 사이에 연결된다.
상기 복귀부(150)의 제2 순환펌프(151)는 주입 탱크(111)의 하부에 위치하여 주입 탱크(111)와 연결된 복귀 유로(152)에 장착되며, 주입 후 주입 탱크(111) 내에 남아있는 첨가물(S)이 저장탱크(101)로 복귀될 수 있도록 동력을 제공한다.
제4 개폐 밸브(153)는 주입 탱크(111) 내의 첨가물(S)을 저장탱크(101)로 복귀시키기 위해 제2 순환펌프(151)가 가동될 때만 선택적으로 개방된다.
제2 순환펌프(151)의 흡입 측 유로는 첨가물(S)에 잠기도록 하는 것이 바람직하며, 이를 위해 상기 제3 수위 센서(115)가 최저 수위를 감지하도록 마련된다.
상기 회수부는, 첨가물(S)을 교체하거나 주입 작업 종료 후 저장탱크(101) 및 주입 탱크(111) 내의 첨가물(S)을 회수하기 위한 수단을 제공한다.
제1 회수 유로(163)는 저장탱크(101)의 하부와 회수 탱크(162) 사이에 연결되며, 제2 회수 유로(164)는 주입 탱크(111)의 하부와 제1 회수 유로(163)의 합류점(Z) 사이에 연결된다.
상기 회수부(160)의 제3 순환펌프(161)는 제1 회수 유로(163)와 제2 회수 유로(164)가 만나는 합류점(Z)과 회수 탱크(162) 사이에 장착되며, 저장탱크(101)와 주입 탱크(111) 내의 첨가물(S)이 제1 회수 유로(163)와 제2 회수 유로(164)를 통해 회수 탱크(162)로 회수될 수 있도록 동력을 제공한다.
제5 개폐 밸브(165)는 제3 순환펌프(161)와 회수 탱크(162) 사이의 제1 회수 유로(163)에 장착되고, 제6 개폐 밸브(166)는 주입 탱크(111)의 하부와 제1 회수 유로(163)와 제2 회수 유로(164)가 만나는 합류점(Z) 사이에 장착되어, 첨가물(S) 회수를 위해 제3 순환펌프(161)가 가동될 때만 선택적으로 개방된다.
상기 회수 탱크(162)로 회수된 첨가물(S)은 제3 차단 밸브(167)를 개방하여 제거될 수 있다.
상기 제어부(미도시)는, 본 발명의 식품에 첨가물을 주입하기 위한 장치가 자동으로 제어될 수 있도록 한다.
이를 위해, 제1 개폐 밸브(124)에서 제6 개폐 밸브(166)까지와 제2 차단 밸브(118)와 진공 레귤레이터(125)와 압력 레귤레이터(135)는 솔레노이드 밸브 등과 같은 전자식 밸브가 이용되고, 배수 밸브(127, 137)는 자동 배수 밸브가 이용되는 것이 바람직하다.
상기 제1 차단 밸브(102)와 제3 차단 밸브(167)는 본 발명에 포함하지 않은 첨가물 자동 공급 장치와 첨가물 자동 제거 장치가 갖춰진 경우, 솔레노이드 밸브 등과 같은 전자식 밸브가 이용될 수 있다.
상기 제어부(미도시)는 상기 제1 수위 센서(103)에서 제5 수위 센서(117)까지의 센서 신호와 주입 방식 및 진공 흡입단계와 분사 진공 주입단계와 분사 가압 주입단계와 잠김 가압 주입단계에서의 설정된 압력과 시간 등에 따라 상기 부품들을 제어함으로써, 첨가물(S) 주입 작업이 자동으로 이루어지도록 제어 수단을 제공하게 된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 식품에 첨가물을 주입하기 위한 장치를 이용한 식품에 첨가물을 주입하는 방법은, 첨가물(S)을 저장탱크(101)에 저장하는 첨가물 저장단계(202); 제2 순환펌프(151)의 흡입 측 유로가 첨가물(S)에 잠기도록 주입 탱크(111)에 제3 수위 센서(115) 위치까지 첨가물(S)을 채우는 주입 준비단계(204); 식품(F)을 저장 용기(113)에 담아 주입 탱크(111) 내부의 받침대(114)에 거치하는 식품 준비단계(206); 주입 탱크(111) 내부의 압력을 진공 압력 상태로 만드는 진공 흡입 단계(208); 설정된 진공 압력을 유지하며 분사 노즐(144)을 통해 첨가물(S)을 식품(F)에 분사하여 주입하는 분사 진공 주입단계(210); 설정된 가압 압력을 유지하며 분사 노즐(144)을 통해 첨가물(S)을 식품(F)에 분사하여 주입하는 분사 가압 주입단계(212); 주입 탱크(111) 내의 식품(F)이 첨가물(S)에 완전히 잠기도록 주입 탱크(111)로 첨가물(S)을 공급하는 식품 잠김 단계(214); 식품(F)이 첨가물(S)에 완전히 잠긴 상태를 유지하며 가압으로 첨가물(S)을 식품(F)에 주입하는 잠김 가압 주입단계(216); 주입 탱크(111) 내부의 첨가물(S)을 저장탱크(101)로 복귀시키는 첨가물 복귀 단계(218); 주입 탱크(111) 내부 압력을 대기압으로 만든 후 식품(F)을 꺼내는 주입 완료 단계(220); 및 저장탱크(101)와 주입 탱크(111) 내의 첨가물(S)을 회수하는 첨가물 회수 단계(222)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이하, 도 2 내지 도 12를 참조하여 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다. 상기 첨가물 저장단계(202)에서는, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 차단 밸브(102)를 개방하고 첨가물(S)을 제1 수위 센서(103)가 위치한 수위까지 채운다.
첨가물(S)을 저장탱크(101)에 채울 때 수작업에 의하거나, 본 발명에 포함하지 않은 첨가물 자동 공급 장치가 갖추어진 경우, 첨가물(S)의 자동 공급이 가능하도록 제1 차단 밸브(102)가 자동으로 개방되게 제어할 수도 있다.
다음의 주입 준비단계(204)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 저장탱크(101)에 첨가물(S)을 채운 후, 첫 번째 주입 작업을 하기 전에 한 번 이루어지는 작동 과정이며, 이는 제2 순환펌프(151)의 흡입 측 유로가 첨가물(S)에 잠기도록 하기 위한 것이다.
이후 첨가물(S)을 회수하기 전까지는 제2 순환펌프(151)의 흡입 측 유로가 첨가물(S)에 잠기도록 작동되므로 주입 준비단계(204)가 필요 없게 된다.
상기 주입 준비단계(204)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 초기에 제2 순환펌프(151)의 흡입 측 유로가 첨가물(S)에 잠기도록 하기 위한 것이나, 엄밀하게는 이후 분사 진공 주입단계(210)와 분사 가압 주입단계(212)와 식품 잠김 단계(214)에서 제2 순환펌프(151)의 흡입 측 유로가 첨가물(S)에 잠기기 때문에, 상기 주입 준비단계(204)가 생략되어도 무방할 것이다.
한편, 제3 순환펌프(161)의 흡입 측 제1 회수 유로(163)는 상기 첨가물 저장단계(202)에서 첨가물(S)에 잠기므로 별도의 사전 작업이 필요 없게 된다.
다음의 식품 준비단계(206)에서는, 도 4에 도시된 바와 같이, 주입 탱크(111)의 커버(112)를 개방한 후, 첨가물(S)이 주입될 식품(F)을 저장 용기(113)에 담아, 주입 탱크(111) 내의 받침대(114) 위에 저장 용기(113)를 거치한다. 거치 작업은 별도로 갖추어진 자동 거치용 장치를 이용하는 것이 바람직하며, 자동 거치용 장치가 갖추어진 경우, 상기 주입 탱크(111)의 커버(112)가 자동으로 제어될 수 있다.
다음의 진공 흡입단계(208)에서는, 도 5에 도시된 바와 같이, 주입 탱크(111) 내부의 압력을 진공 압력으로 만드는 작동 과정이 이루어진다.
상기 진공 흡입단계(208)에서는, 제1 개폐 밸브(124)를 개방한 상태에서, 진공 펌프(121)를 가동하여 주입 탱크(111)와 연결된 흡입 유로(122)를 통해 주입 탱크(111) 내부의 공기를 흡입하여, 주입 탱크(111) 내부의 압력이 설정된 진공 압력이 되도록 한다.
이때 주입 탱크(111) 내부의 압력이 설정된 진공 압력으로 일정하게 유지될 수 있도록 상기 흡입 유로(122)에 설치된 진공 레귤레이터(125)로 압력이 조절될 수 있으며, 주입 탱크 내부 진공 압력의 크기는 흡입 유로(122)에 설치된 진공 게이지(126)로 관찰될 수 있다.
다음의 분사 진공 주입단계(210)에서는, 도 6에 도시된 바와 같이, 제3 개폐 밸브(143)를 개방한 상태에서 공급 유로(142)에 장착된 제1 순환펌프(141)를 가동하여, 저장탱크(101) 내의 첨가물(S)을 상기 공급 유로(142)와 공급 유로(142)에 연결된 분사 노즐(144)을 통해 저장 용기(113)에 담긴 식품(F) 상부로 분사시키고, 진공 상태에서 식품(F)에 첨가물(S)의 주입이 이루어지도록 한다.
이때 진공 압력은 상기 진공 흡입단계(208)에서의 진공 압력을 유지하거나, 상기 진공 흡입단계(208)에서의 진공 압력보다 더 낮은 진공 압력으로 만들어 유지되도록 할 수 있다.
다음의 분사 가압 주입단계(212)에서는, 도 7에 도시된 바와 같이, 제3 개폐 밸브(143)를 개방한 상태에서 공급 유로(142)에 장착된 제1 순환펌프(141)를 가동하여, 저장탱크(101) 내의 첨가물(S)을 상기 공급 유로(142)와 공급 유로(142)에 연결된 분사 노즐(144)을 통해 저장 용기(113)에 담긴 식품(F) 상부로 분사시키고, 가압으로 식품(F)에 첨가물(S)의 주입이 이루어지도록 한다.
이때, 상기 압축 유로(132)에 설치된 제2 개폐 밸브(134)를 개방하고 공기압축기(131)를 가동하여 주입 탱크(111) 내부로 공기를 공급함으로써 압력을 상승시키며, 주입 탱크(111) 내부의 압력이 설정된 압력으로 일정하게 유지될 수 있도록 상기 압축 유로(132)에 설치된 압력 레귤레이터(135)로 압력을 조절한다. 상기 주입 탱크(111) 내 압력의 크기는 압축 유로(132)에 장착된 압력 게이지(136)로 관찰될 수 있다.
다음의 식품 잠김 단계(214)에서는, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 공급 유로(142)에 장착된 제1 순환펌프(141)를 가동하여, 저장탱크(101) 내의 첨가물(S)을 공급 유로(142)와 공급 유로(142)와 연결된 분사 노즐(144)을 통해 주입 탱크(111)로 공급하여 식품(F)이 첨가물(S)에 완전히 잠기도록 제5 수위 센서(117)가 위치한 수위까지 이루어지도록 한다.
다음의 잠김 가압 주입 단계(216)는, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 식품 잠김 단계(214)가 완료된 후 이루어진다. 식품(F)이 첨가물(S)에 잠긴 상태에서, 상기 압축 유로(132)에 설치된 제2 개폐 밸브(134)를 개방하고 압축 유로(132)에 설치된 공기압축기(131)를 가동하여 주입 탱크(111) 내부로 공기를 공급함으로써 압력을 상승시켜, 상승한 압력에 의해 식품(F)에 첨가물(S)의 주입이 이루어진다.
이때 주입 탱크(111) 내부의 압력이 설정된 압력으로 일정하게 유지될 수 있도록 상기 압축 유로(132)에 설치된 압력 레귤레이터(135)로 압력이 조절될 수 있으며, 주입 탱크(111) 내 압력의 크기는 압축 유로(132)에 장착된 압력 게이지(136)로 관찰될 수 있다.
다음은 첨가물 복귀 단계(218)로, 도 10에 도시된 바와 같이, 복귀 유로(152)에 장착된 제4 개폐 밸브(153)가 개방된 상태에서 제2 순환펌프(151)를 가동하여 복귀 유로(152)를 통해 주입 탱크(111) 내의 첨가물(S)을 저장탱크(101)로 복귀시킨다. 상기 첨가물(S)의 복귀는 주입 탱크(111) 내 첨가물(S)의 위치가 제3 수위 센서(115) 위치에 이를 때까지 이루어진다. 상기 복귀 단계는 상기 잠김 가압 주입단계(216)가 완료되었을 때 이루어진다.
한편, 분사 진공 주입단계(210)와 분사 가압 주입단계(212)가 작동되는 중 첨가물(S)이 제4 수위 센서(116) 위치까지 상승했을 때도 첨가물(S)의 복귀가 이루어지도록 한다.
다음은 주입 완료 단계(220)로, 도 11에 도시된 바와 같이, 주입 탱크(111)에서 식품(F)에 첨가물(S)을 주입하는 과정이 완료되면 주입 탱크(111)에 장착된 제2 차단 밸브(118)를 개방하여 주입 탱크(111) 내부의 압력을 대기압으로 만든 후, 커버(112)를 개방하고 식품(F)이 담긴 저장 용기(113)를 꺼내는 과정이다.
다음은 첨가물 회수 단계(222)로, 도 12에 도시된 바와 같이, 첨가물(S) 주입 작업이 여러 번 반복된 후, 첨가물(S) 교환이 필요한 시점이 되면, 제1 회수 유로(163)에 설치된 제5 개폐 밸브(165)와 제2 회수 유로(164)에 설치된 제6 개폐 밸브(166)를 개방한 상태에서 제1 회수 유로(163)에 설치된 제3 순환펌프(161)를 가동하여, 저장탱크(101)와 주입 탱크(111) 내부의 첨가물(S)을 제1 회수 유로(163) 및 제2 회수 유로(164)를 통해 회수 탱크(161)로 회수한다.
회수 탱크(162)로 회수된 첨가물(S)은 제3 차단 밸브(167)를 개방하여 외부로 제거될 수 있게 된다.
도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 바람직한 식품에 첨가물을 주입하는 방법을 단계별로 나타낸 것으로, 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도시된 바와 같이, 먼저, 첨가물 저장 단계(202)에서, 제1 차단 밸브(102)를 개방하고 저장탱크(101)에 첨가물(S)을 투입하여 저장한다.
다음으로, 주입 준비단계(204)에서, 공급 유로(142)에 설치된 제3 개폐 밸브(143)를 개방한 상태에서 상기 공급 유로(142)에 장착된 제1 순환펌프(141)를 가동하여, 저장탱크(101) 내의 첨가물(S)을 공급 유로(142)와 분사 노즐(144)을 통해 주입 탱크(111)로, 제3 수위 센서(115)가 위치한 수위까지 공급한다.
다음으로, 식품 준비단계(206)에서, 주입 탱크(111)의 커버(112)를 개방한 후, 첨가물(S)이 주입될 식품(F)을 저장 용기(113)에 담아, 주입 탱크(111) 내의 받침대(114) 위에 거치한다.
다음으로, 진공 흡입단계(208)에서는, 제1 개폐 밸브(124)를 개방한 상태에서, 진공 펌프(121)를 가동하여 주입 탱크(111)와 연결된 흡입 유로(122)를 통해 주입 탱크(111) 내부의 공기를 흡입하여, 주입 탱크(111) 내부의 압력이 설정된 진공 압력이 되도록 한다. 이때, 희망하는 진공 압력과 진공 흡입 시간을 설정한다.
다음으로, 분사 진공 주입을 하는 경우, 분사 진공 주입단계(210)에서, 제3 개폐 밸브(143)를 개방한 상태에서 공급 유로(142)에 장착된 제1 순환펌프(141)를 가동하여, 저장탱크(101) 내의 첨가물(S)을 상기 공급 유로(142)와 공급 유로(142)에 연결된 분사 노즐(144)을 통해 저장 용기(113)에 담긴 식품(F) 상부로 분사시켜 진공 상태에서 첨가물(S)이 식품(F)에 주입되도록 한다. 이때, 희망하는 진공 압력과 진공 주입 시간을 설정한다.
한편, 진공 흡입 단계(208) 실시 후에 분사 가압 주입을 하는 경우, 분사 가압 주입단계(212)에서, 제3 개폐 밸브(143)를 개방한 상태에서 공급 유로(142)에 장착된 제1 순환펌프(141)를 가동하여, 저장탱크(101) 내의 첨가물(S)을 상기 공급 유로(142)와 공급 유로(142)에 연결된 분사 노즐(144)을 통해 저장 용기(113)에 담긴 식품(F) 상부로 분사시켜 가압 상태에서 첨가물(S)이 식품(F)에 주입되도록 한다. 이때, 희망하는 가압 압력과 가압 주입 시간을 설정한다.
한편, 진공 흡입 단계(208) 실시 후에 잠김 가압 주입을 하는 경우, 식품 잠김 단계(214)가 이루어져, 공급 유로(142)에 장착된 제1 순환펌프(141)를 가동하여, 저장탱크(101) 내의 첨가물(S)을 공급 유로(142)와 분사 노즐(144)을 통해 주입 탱크(111)로 공급한다. 이때 첨가물(S)의 공급은 식품(F)이 첨가물(S)에 완전히 잠기도록 제5 수위 센서(117)가 위치한 수위까지 공급한다.
다음으로, 식품(F)이 첨가물(S)에 잠긴 상태에서, 잠김 가압 주입단계(216)가 이루어져, 상기 압축 유로(132)에 설치된 제2 개폐 밸브(134)를 개방하고 압축 유로(132)에 설치된 공기압축기(131)를 가동하여 주입 탱크(111) 내부로 공기를 공급함으로써 압력을 상승시켜 식품(F)에 첨가물(S)의 주입이 이루어진다. 이때, 희망하는 가압 압력과 가압 주입 시간을 설정한다.
다음으로, 첨가물 복귀 단계(218)에서, 복귀 유로(152)에 장착된 제4 개폐 밸브(153)를 개방한 상태에서 제2 순환펌프(151)를 가동하여 복귀 유로(152)를 통해 주입 탱크(111) 내의 첨가물(S)을 저장탱크(101)로 복귀시킨다. 이때 주입 탱크(111) 내의 첨가물(S)이 제3 수위 센서(115) 위치에 이를 때까지 복귀가 이루어진다.
다음으로, 주입 완료 단계(220)에서는, 주입 탱크(111)에 장착된 제2 차단 밸브(118)를 개방하여 주입 탱크(111) 내부의 압력을 대기압으로 만든 후, 커버(112)를 개방하고 식품(F)이 담긴 저장 용기(113)를 꺼낸다.
상기 첨가물 주입 과정이 반복되는 동안, 첨가물(S) 교환 시점이 되면, 제1 회수 유로(163)에 설치된 제5 개폐 밸브(165)와 제2 회수 유로(164)에 설치된 제6 개폐 밸브(166)를 개방한 상태에서 제1 회수 유로(163)에 설치된 제3 순환펌프(161)를 가동하여, 저장탱크(101) 및 주입 탱크(111) 내부의 첨가물(S)을 제1 회수 유로(163) 및 제2 회수 유로(164)를 통해 회수 탱크(161)로 회수한다.
상기 진공 흡입 단계(208)에서, 식품(F)이 방울토마토이고 첨가물(S)이 스테비오사이드인 경우, 일반적으로 진공 게이지압으로 0.05bar 정도 유지하며 30초에서 60초 동안 진공 흡입이 이루어지고 있으나, 이것은 일실시예일 뿐이며, 식품(F)과 첨가물(S)의 종류 및 특성에 맞게 설정되어야 할 것이다.
상기 진공 흡입은 첨가물(S) 주입 탱크(111) 내의 압력을 진공이 되게 함으로써 식품(F) 내부의 공기가 외부로 배출되어, 식품(F) 내부로 첨가물(S) 주입이 쉽게 이루어지도록 하기 위한 것이다.
식품(F)이 방울토마토이고 첨가물(S)이 스테비오사이드인 경우, 일반적으로 상기 분사 진공 주입 단계(210)에서는 진공 게이지압으로 압력 0.05bar에서 0.15bar 정도로 유지하고 5분에서 15분 동안 진공 주입이 이루어지고 있으며, 상기 분사 가압 주입 단계(212)서는 압력을 0.10bar에서 0.30bar 정도로 유지하고 상기 잠김 가압 주입단계(216)에서는 압력을 1.5bar에서 3.0bar 정도로 유지하며, 5분에서 15분 동안 가압 주입이 이루어지고 있으나, 이것은 일실시예일 뿐이며, 식품(F)과 첨가물(S)의 종류 및 특성에 맞게 설정되어야 할 것이다.
같은 식품(F)에 같은 첨가물(S)을 주입하더라도, 압력의 크기와 주입 시간에 따라 첨가물(S)의 주입 상태가 변하므로 희망하는 당도에 맞게 설정되어야 함은 물론이다.
본 발명은 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명했지만, 본 발명의 범위가 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 범위는 이하의 특허청구범위에 의하여 정해지는 것으로 본 발명과 균등 범위에 속하는 다양한 수정 및 변형을 포함할 것이다.
아래의 특허청구범위에 기재된 도면부호는 단순히 발명의 이해를 보조하기 위한 것으로 권리 범위의 해석에 영향을 미치지 아니함을 밝히며 기재된 도면부호에 의해 권리 범위가 좁게 해석되어서는 안 될 것이다.
F : 식품
L : 참조 수위
S : 첨가물
Z : 합류점
100 : 저장부
101 : 저장탱크
102 : 제1 차단 밸브
103 : 제1 수위 센서
104 : 제2 수위 센서
110 : 주입부
111 : 주입 탱크
112 : 커버
113 : 저장 용기
114 : 받침대
115 : 제3 수위 센서
116 : 제4 수위 센서
117 : 제5 수위 센서
118 : 제2 차단 밸브
120 : 진공 흡입부
121 : 진공 펌프
122 : 흡입 유로
123 : 제1 공기저장탱크
124 : 제1 개폐 밸브
125 : 진공 레귤레이터
126 : 진공 게이지
127 : 배수 밸브
130 : 압축부
131 : 공기압축기
132 : 압축 유로
133 : 제2 공기저장탱크
134 : 제2 개폐 밸브
135 : 압력 레귤레이터
136 : 압력 게이지
137 : 배수 밸브
140 : 공급부
141 : 제1 순환펌프
142 : 공급 유로
143 : 제3 개폐 밸브
144 : 분사 노즐
150 : 복귀부
151 : 제2 순환펌프
152 : 복귀 유로
153 : 제4 개폐 밸브
160 : 회수부
161 : 제3 순환펌프
162 : 회수 탱크
163 : 제1 회수 유로
164 : 제2 회수 유로
165 : 제5 개폐 밸브
166 : 제6 개폐 밸브
167 : 제3 차단 밸브
L : 참조 수위
S : 첨가물
Z : 합류점
100 : 저장부
101 : 저장탱크
102 : 제1 차단 밸브
103 : 제1 수위 센서
104 : 제2 수위 센서
110 : 주입부
111 : 주입 탱크
112 : 커버
113 : 저장 용기
114 : 받침대
115 : 제3 수위 센서
116 : 제4 수위 센서
117 : 제5 수위 센서
118 : 제2 차단 밸브
120 : 진공 흡입부
121 : 진공 펌프
122 : 흡입 유로
123 : 제1 공기저장탱크
124 : 제1 개폐 밸브
125 : 진공 레귤레이터
126 : 진공 게이지
127 : 배수 밸브
130 : 압축부
131 : 공기압축기
132 : 압축 유로
133 : 제2 공기저장탱크
134 : 제2 개폐 밸브
135 : 압력 레귤레이터
136 : 압력 게이지
137 : 배수 밸브
140 : 공급부
141 : 제1 순환펌프
142 : 공급 유로
143 : 제3 개폐 밸브
144 : 분사 노즐
150 : 복귀부
151 : 제2 순환펌프
152 : 복귀 유로
153 : 제4 개폐 밸브
160 : 회수부
161 : 제3 순환펌프
162 : 회수 탱크
163 : 제1 회수 유로
164 : 제2 회수 유로
165 : 제5 개폐 밸브
166 : 제6 개폐 밸브
167 : 제3 차단 밸브
Claims (10)
- 식품(F)에 첨가물(S)을 주입하기 위한 장치에 있어서,
식품(F)에 주입할 첨가물(S)을 저장하는 저장부(100);
식품(F)이 담긴 저장 용기(113)가 거치되고, 식품(F)에 첨가물(S)의 주입이 이루어지는 주입부(110);
주입 탱크(111) 내의 공기를 흡입하여 진공 압력으로 만드는 진공 흡입부(120);
상기 주입 탱크(111) 내부로 공기를 공급하여 압력을 상승시키는 압축부(130);
저장탱크(101) 내의 첨가물(S)을 상기 주입 탱크(111)로 공급하는 공급부(140);
상기 주입 탱크(111) 내의 첨가물(S)을 상기 저장탱크(101)로 복귀시키는 복귀부(150);
상기 저장탱크(101)와 상기 주입 탱크(111) 내의 첨가물(S)을 회수하는 회수부(160); 및
상기 저장부(100), 상기 주입부(110), 상기 진공 흡입부(120), 상기 압축부(130), 상기 공급부(140), 상기 복귀부(150) 및 상기 회수부(160)를 제어하기 위한 제어부를 포함하며,
상기 복귀부(150)는,
상기 주입 탱크(111)의 첨가물(S)이 상기 저장탱크(101)로 복귀될 수 있도록 동력을 제공하는 제2 순환펌프(151);
상기 주입 탱크(111)의 하부와 상기 저장탱크(101)의 상부에 연결되어, 상기 주입 탱크(111)의 첨가물(S)이 상기 저장탱크(101)로 복귀될 수 있도록 안내하는 복귀 유로(152); 및
상기 복귀 유로(152)를 선택적으로 개방하거나 폐쇄하는 제4 개폐 밸브(153)를 포함하는 것을 특징으로 하는 식품에 첨가물을 주입하기 위한 장치. - 제1항에 있어서,
상기 저장부(100)는,
첨가물(S)을 저장하고 첨가물(S)을 주입할 수 있도록 보조하는 상기 저장탱크(101);
상기 저장탱크(101)를 개방하거나 폐쇄할 수 있도록 마련된 제1 차단 밸브(102);
상기 저장탱크(101)에 첨가물(S)을 채울 때, 최대 저장 위치를 감지하는 제1 수위 센서(103); 및
첨가물(S) 주입 작업에 필요한 첨가물(S)의 최소 저장 위치를 감지하는 제2 수위 센서(104)를 포함하는 것을 특징으로 하는 식품에 첨가물을 주입하기 위한 장치. - 제1항에 있어서,
상기 주입부(110)는,
첨가물(S) 주입 작업이 이루어질 수 있도록 공간을 제공하는 상기 주입 탱크(111);
상기 주입 탱크(111)를 개방하거나 폐쇄할 수 있도록 마련된 커버(112);
첨가물(S)이 주입될 식품(F)을 담을 수 있도록 마련된 상기 저장 용기(113);
식품(F)이 담긴 상기 저장 용기(113)를 거치할 수 있도록 마련된 받침대(114);
식품(F)이 첨가물(S)에 잠기지 않아야 할 때의 최소 수위를 감지하는 제3 수위 센서(115);
식품(F)이 첨가물(S)에 잠기지 않아야 할 때의 최대수위를 감지하는 제4 수위 센서(116);
식품(F)이 첨가물(S)에 완전히 잠겼을 때의 수위를 감지하는 제5 수위 센서(117); 및
상기 주입 탱크(111) 내부의 압력을 대기압으로 만들 때 선택적으로 개방하는 제2 차단 밸브(118)를 포함하는 것을 특징으로 하는 식품에 첨가물을 주입하기 위한 장치. - 제1항에 있어서,
상기 진공 흡입부(120)는,
상기 주입 탱크(111) 내부의 공기를 흡입하기 위해 동력을 제공하는 진공 펌프(121);
상기 주입 탱크(111)와 상기 진공 펌프(121) 사이에 연결되어, 상기 주입 탱크(111) 내부의 공기가 흡입되도록 안내하는 흡입 유로(122);
공기를 저장하고, 공기 흡입을 시작하는 순간에 발생하는 충격을 완화해 주는 제1 공기저장탱크(123);
선택적으로 상기 흡입 유로(122)를 개방하거나 폐쇄하는 제1 개폐 밸브(124);
상기 주입 탱크(111) 내부의 압력이 설정된 진공 압력으로 유지되도록 하는 진공 레귤레이터(125);
상기 주입 탱크(111) 내부의 압력 상태를 보여주는 진공 게이지(126); 및
상기 제1 공기저장탱크(123) 내에 고인 수분을 배출하는 배수 밸브(127)를 포함하는 것을 특징으로 하는 식품에 첨가물을 주입하기 위한 장치. - 제1항에 있어서,
상기 압축부(130)는,
상기 주입 탱크(111) 내부로 공기를 공급하기 위해 동력을 제공하는 공기압축기(131);
상기 주입 탱크(111)와 상기 공기압축기(131) 사이를 연결하여 상기 주입 탱크(111) 내부로 공기가 공급되도록 안내하는 압축 유로(132);
공기를 저장하고, 공기 공급을 시작하는 순간에 발생하는 충격을 완화해 주는 제2 공기저장탱크(133);
선택적으로 상기 압축 유로(132)를 개방하거나 폐쇄하는 제2 개폐 밸브(134);
상기 주입 탱크(111) 내부의 압력이 설정된 압력으로 유지되도록 하는 압력 레귤레이터(135);
상기 주입 탱크(111) 내부의 압력 상태를 보여주는 압력 게이지(136); 및
상기 제2 공기저장탱크(133) 내에 고인 수분을 배출하는 배수 밸브(137)를 포함하는 것을 특징으로 하는 식품에 첨가물을 주입하기 위한 장치. - 제1항에 있어서,
상기 공급부(140)는,
상기 저장탱크(101)의 첨가물(S)이 주입 탱크(111)로 공급될 수 있도록 동력을 제공하는 제1 순환펌프(141);
상기 저장탱크(101)의 하부와 상기 주입 탱크(111) 상부 사이에 연결되어, 상기 저장탱크(101)의 첨가물(S)이 상기 주입 탱크(111)로 공급될 수 있도록 안내하는 공급 유로(142);
상기 공급 유로(142)를 선택적으로 개방하거나 폐쇄하는 제3 개폐 밸브(143);
상기 공급 유로(142)의 일단에 연결되고 상기 주입 탱크(111) 내 상부에 위치해 식품(F)에 첨가물(S)을 공급하는 분사 노즐(144)을 포함하는 것을 특징으로 하는 식품에 첨가물을 주입하기 위한 장치. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 회수부(160)는,
회수되는 첨가물(S)을 저장하는 회수 탱크(162);
상기 저장탱크(101)와 상기 주입 탱크(111) 내부의 첨가물(S)을 상기 회수 탱크(162)로 회수할 수 있도록 동력을 제공하는 제3 순환펌프(161);
상기 저장탱크(101)의 하부에 연결되어 첨가물(S)을 상기 회수 탱크(162)로 회수할 수 있도록 안내하는 제1 회수 유로(163);
상기 주입 탱크(111)의 하부에 연결되어, 첨가물(S)을 상기 회수 탱크(162)로 회수할 수 있도록 상기 제1 회수 유로(163)의 합류점(Z)까지 안내하는 제2 회수 유로(164);
상기 제1 회수 유로(163)를 선택적으로 개방하거나 폐쇄하는 제5 개폐 밸브(165);
상기 제2 회수 유로(164)를 선택적으로 개방하거나 폐쇄하는 제6 개폐 밸브(166); 및
상기 회수 탱크(162)를 개방하거나 폐쇄하는 제3 차단 밸브(167)를 포함하는 것을 특징으로 하는 식품에 첨가물을 주입하기 위한 장치.
- 삭제
- 삭제
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210139146A KR102358060B1 (ko) | 2021-10-19 | 2021-10-19 | 식품에 첨가물을 주입하기 위한 장치 및 방법 |
| US17/863,516 US20230118783A1 (en) | 2021-10-19 | 2022-07-13 | Apparatus for injecting additive into food and method for injecting additive into food using the same |
| EP22185025.8A EP4169392A1 (en) | 2021-10-19 | 2022-07-14 | Apparatus for injecting additive into food and method for injecting additive into food using the same |
| JP2022116388A JP7397518B2 (ja) | 2021-10-19 | 2022-07-21 | 食品に添加物を注入するための装置、及びこれを利用した食品に添加物を注入する方法 |
| CN202210866546.XA CN115989880A (zh) | 2021-10-19 | 2022-07-22 | 用于将添加剂注入到食品中的设备和方法 |
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