KR102366843B1 - 식품농축장치 - Google Patents

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KR102366843B1 KR1020220002798A KR20220002798A KR102366843B1 KR 102366843 B1 KR102366843 B1 KR 102366843B1 KR 1020220002798 A KR1020220002798 A KR 1020220002798A KR 20220002798 A KR20220002798 A KR 20220002798A KR 102366843 B1 KR102366843 B1 KR 102366843B1
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(주)에프엘씨엔피
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Abstract

본 발명은 식품농축장치를 개시한다. 구체적으로, 수평으로 배치되고 내부에 수용된 식품원료를 가열 및 교반하여 농축액을 추출하는 농축기와, 상기 농축기에서 증발한 증기를 응축시키는 응축기와, 상기 응축기에서 응축된 응축수를 저장하는 응축수탱크와, 상기 응축기에 냉매를 냉각시켜 공급, 순환시키는 칠러와, 상기 응축수탱크와 응축기에 음압을 형성시키는 진공펌프를 포함하는 식품농축장치에 있어서, 상기 응축기는, 양단이 각각 제1커버와 제2커버로 밀폐되고, 외주면에 냉매가 유입되는 냉매유입구가 형성되며, 상기 제2커버의 중앙에 냉매가 배출되는 냉매배출구가 형성된 응축하우징; 상기 제2커버의 가장자리를 관통하여 상기 응축하우징의 길이방향을 따라 삽입되는 증기유입관; 일단이 상기 증기유입관과 연통되고, 내향 벤딩되어 스파이럴(spiral) 형상을 이루며, 복수개가 상기 증기유입관을 따라 배열되는 스파이럴튜브; 상기 냉매배출구 및 응축하우징을 관통하고 상기 스파이럴튜브의 타단과 연통되어 응축수를 배출하는 응축수배출관; 상기 스파이럴튜브의 내부로 스파이럴 경로를 따라 삽입되도록 스파이럴 형상으로 벤딩된 곡판 형상의 배플;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

식품농축장치{Apparatus for extracting concentrate from food materials}
본 발명은 식품농축장치에 관한 것으로서, 상세하게는 식품원료를 가열하고 수분을 증발시켜 농축액을 추출할 수 있는 식품농축장치에 관한 것이다.
일반적으로 홍삼, 마늘, 각종 과일 등과 같은 식품들은 식품 농축장치를 통해 원료에 물 또는 에탄올 등과 같은 용매를 투입하여 열과 압력을 가함으로써 원료에 함유된 주성분을 추출하고 이렇게 추출된 추출액의 농도를 높이기 위하여 압력이 가해진 상태에서 일정한 온도를 유지함으로써 수분을 증발시켜 고형물 즉 농축액을 생성하게 된다.
이와 같은 식품 농축장치의 일례로, 대한민국 등록특허공보 제10-0746427호(200783공고)는 인삼, 한약재 등에 함유하고 있는 유효성분을 추출하여 고점도로 농축하는 장치로서, 전기히터를 부착하여 가온이 가능하며, 압력조절밸브가 부착되는 등의 특징이 있다.
그러나 이와 같은 종래기술은 충분한 농축액의 추출이 어렵고 추출 및 농축에 지나치게 시간이 오래 걸린다는 문제점이 있어서, 이를 해결하기 위한 지속적인 연구개발이 요구되는 실정이다.
종래 농축장치는 응축기의 열교환율이 낮아서 농축기에서 증발된 증기를 응축기에서 신속하게 응축시키는데 많은 시간이 걸리는 문제가 있었다. 왜냐하면, 농축기에서 발생하는 증기를 빠르게 응축해야 증기압이 낮아져 농축기에서 더 빠르게 증발이 일어나기 때문이다.
그래서 농축기 가동시간이 길어지고 가동에 따른 비용증가와 농축액 생산시간이 지연되는 단점이 있었다.
대한민국 등록특허 10-1606328(2016.3.18.) 대한민국 등록특허 10-1795796(2017.11.2.) 대한민국 등록특허 10-2059179(2019.12.18.)
이에 본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하고자 개발한 것으로서, 본 발명의 목적은 스파이럴튜브를 사용한 응축기의 구조를 제시함으로써 열교환율을 크게 향상시켜 대량의 응축수를 신속하게 배출할 수 있는 식품농축장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 농축탱크를 수평으로 배치하여 농축시간을 단축하고, 스크레이퍼가 구비된 식품농축장치를 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 식품농축장치는, 수평으로 배치되고 내부에 수용된 식품원료를 가열 및 교반하여 농축액을 추출하는 농축기와, 상기 농축기에서 증발한 증기를 응축시키는 응축기와, 상기 응축기에서 응축된 응축수를 저장하는 응축수탱크와, 상기 응축기에 냉매를 냉각시켜 공급, 순환시키는 칠러와, 상기 응축수탱크와 응축기에 음압을 형성시키는 진공펌프를 포함하는 식품농축장치에 있어서, 상기 응축기는, 양단이 각각 제1커버와 제2커버로 밀폐되고, 외주면에 냉매가 유입되는 냉매유입구가 형성되며, 상기 제2커버의 중앙에 냉매가 배출되는 냉매배출구가 형성된 응축하우징; 상기 제2커버의 가장자리를 관통하여 상기 응축하우징의 길이방향을 따라 삽입되는 증기유입관; 일단이 상기 증기유입관과 연통되고, 내향 벤딩되어 스파이럴(spiral) 형상을 이루며, 복수개가 상기 증기유입관을 따라 배열되는 스파이럴튜브; 상기 냉매배출구 및 응축하우징을 관통하고 상기 스파이럴튜브의 타단과 연통되어 응축수를 배출하는 응축수배출관; 상기 스파이럴튜브의 내부로 스파이럴 경로를 따라 삽입되도록 스파이럴 형상으로 벤딩된 곡판 형상의 배플;을 포함하여 이루어질 수 있다.
이때, 상기 배플의 양 표면에는 난류를 형성시키도록 돌출된 돌기편이 다수개 형성될 수 있다.
여기서, 상기 돌기편은, 상기 배플에서 일부가 절개되고 절곡되어 경사지게 형성될 수 있다.
그리고 상기 증기유입관과 응축하우징의 내주면 사이에는 제1차단판이 구비되고, 상기 증기유입관에 연결되는 상기 스파이럴튜브의 연결부와 상기 증기유입관 사이에는 제2차단판이 구비되어, 상기 냉매유입구로 유입되는 냉매가 역류하는 것을 차단하여 상기 스파이럴튜브의 외측을 둘러 유동할 수 있다.
또 상기 증기유입관과 응축수배출관의 외주면에는 나선형의 열교환핀이 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 농축기는, 수평으로 설치되고 원통형상으로 이루지며 내부에 식품원료가 투입되어 농축이 진행되는 농축탱크; 상기 농축탱크의 중심을 수평으로 가로질러 회전 가능하게 구비되는 교반축; 상기 교반축을 회전 구동하는 교반모터; 상기 교반축에 길이방향을 따라 서로 다른 방향으로 결합되는 복수개의 교반빔; 상기 교반빔의 외주면에 각각 연장 형성되는 교반날개; 상기 농축탱크 하부를 둘러싸도록 구비되고 내부에 열매체를 수용하는 열매체통; 상기 열매체통 하부면에 부착되어 상기 열매체통 내부의 열매체를 가열시키는 히터;를 포함하여 이루어질 수 있다.
여기서, 상기 교반빔의 상단에는 상기 농축탱크의 내주면에 고착된 원료를 긁어내도록 경사지게 결합된 평판형상의 제1스크레이퍼가 더 구비되고, 상기 교반빔 중 최양단에 위치하는 교반빔에는 지지빔이 수직으로 결합되며, 상기 지지빔에는 상기 농축탱크의 양단 내면에 고착된 원료를 긁어내도록 경사지게 결합된 평판형상의 제2스크레이퍼가 더 구비되는 것이 바람직하다.
이상에서 설명한 본 발명에 의하면, 아래와 같은 효과가 있다.
첫째, 스파이럴튜브를 사용하므로 증기가 응축기 내에서 체류하는 시간이 증가되므로 열교환율이 높아진다.
둘째, 배플이 구비되어 냉매가 배플 사이로 유동하면서 열교환이 균일하게 일어날 수 있고, 돌기편에 의해 난류화 되어 열교환 효율이 높아진다. 따라서, 신속하게 응축수가 만들어지며, 이로 인해 농축기에서의 증발도 더욱 촉진된다.
둘째, 농축기를 수평으로 배치하여 열매체와의 전열면적이 커지므로 빠르게 가열될 수 있으므로 증발율이 향상되고 농축액이 신속하게 만들어질 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예를 따른 식품농축장치를 나타내는 정면도
도 2는 도 1에 도시된 본 발명의 측면도
도 3은 도 1에 도시된 본 발명의 평면도
도 4는 도 1에 도시된 본 발명의 농축기의 내부구조를 나타내는 단면도
도 5는 도 4에 도시된 본 발명의 농축기의 단면도
도 6은 도 1에 도시된 본 발명의 응축기의 내부구조를 나타내는 사시도
도 7은 도 6에 도시된 본 발명의 응축기의 단면도
이하, 본 발명에 따른 일 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.
참고로, 도면을 참조한 설명은 본 발명을 더 쉽게 이해하기 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단될 경우, 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예를 따른 식품농축장치를 나타내는 정면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 본 발명의 측면도이며, 도 3은 도 1에 도시된 본 발명의 평면도를 나타낸다.
본 발명은 식품 원료를 가열, 교반하여 수분을 증발시킴으로써 농축액이나 농축물을 추출할 수 있는 식품농축장치에 관한 것으로서 도시된 바를 참조하면, 크게 농축기(100), 응축기(200), 응축수탱크(300), 칠러(400), 진공펌프(500)를 포함해서 구성될 수 있다.
먼저, 도 4 및 5를 함께 참조하여 상기 농축기에 대해 설명한다. 도 4는 도 1에 도시된 본 발명의 농축기의 내부구조를 나타내는 단면도이고, 도 5는 도 4에 도시된 본 발명의 농축기의 단면도를 나타낸다.
상기 농축기(100)는 식품 원료를 가열 및 교반하여 지속적으로 수분을 증발시킴으로써 농축액이나 농축물을 추출하기 위한 것으로서, 농축탱크(110), 교반축(120), 교반모터(130), 교반빔(140), 교반날개(150), 열매체통(160), 히터(170)를 포함해서 구성될 수 있다.
상기 농축탱크(110)는 농축이 발생되는 공간을 제공하기 위한 탱크로서, 내부가 빈 원통형상을 이루며, 본 발명에서는 종래와 달리 수평으로 배치된다.
상기 농축탱크(110)의 상부에는 개폐할 수 있는 덮개(111)가 구비되어 내부에 식품 원료를 투입할 수 있고, 하부에는 농축액을 배출시킬 수 있는 배출구(미도시)가 구비될 수 있다.
그리고 상기 농축탱크(110)의 중심을 가로질러 상기 교반축(120)이 관통, 삽입된다.
상기 교반축(120)은 상기 농축탱크(110)의 외부에 설치된 별도의 교반모터(130)에 의해 회전 구동된다. 상기 교반모터(130)와 교반축(120) 사이에는 감속기가 구비될 수 있다.
또 상기 교반축(120)에는 교반빔(140)이 수직으로 결합될 수 있다.
상기 교반빔(140)은 봉이나 빔 형상을 이루며, 상기 교반축(120)의 외주면으로부터 연장되도록 구비되고, 상기 농축탱크(110)의 내주면까지 연장될 수 있다.
이때, 상기 교반빔(140)은 복수개가 구비되는데, 각각 도 4에 도시된 바와 같이 상기 교반축(120)의 길이방향을 따라 일정 간격으로 구비되고, 도 5에 도시된 바와 같이 각각 서로 다른 방향으로 결합되는 것이 바람직하다.
예를 들어, 4개의 교반빔(140)이 각각 12, 3, 6, 9시 방향을 향하도록 구비될 수 있다.
여기서, 상기 교반빔(140)의 외주면 양측에는 한 쌍의 교반날개(150)가 연장 형성될 수 있다.
상기 교반날개(150)는 상기 교반축(120)의 회전에 의해 상기 농축탱크(110) 내의 식품 원료를 교반시킬 수 있다.
물론, 상기 교반빔(140)은 더 많은 수가 구비되게 할 수 있음은 당연하다.
또한, 상기 농축탱크(110)의 하부에는 상기 열매체통(160)이 이격되어 둘러싸도록 설치된다. 즉, 상기 농축탱크(110)와 열매체통(160) 사이에 공간이 형성되며, 이 공간 내에 파라핀과 같은 열매체(161)가 수용된다.
상기 열매체통(160)을 가열하기 위해 상기 열매체통(160)의 하부면에 히터가 구비된다.
따라서, 상기 히터(170)에 의해 가열되어 용융된 열매체(161)가 상기 농축탱크(110) 내부에 열을 가하여 식품 원료를 가열할 수 있다.
여기서, 종래와 달리 상기 농축탱크(110)가 수평으로 설치되므로 전열면적이 커져 신속한 가열 및 증발이 이루어진다.
바람직한 것은, 상기 교반빔(140)의 상단에는 각각 제1스크레이퍼(180)가 더 구비될 수 있다.
상기 제1스크레이퍼(180)는 상기 농축탱크(110)의 내주면에 부착, 고착되는 원료나 농축물을 긁어(scraping)내어 탈리시킨다. 즉, 식품 원료가 잘 뒤섞이게 하여 열전달이 균등하게 이루어지게 할 수 잇다.
따라서, 식품 원료가 부분적으로 타거나 눌러붙는 것을 방지할 수 있다.
이를 위해, 상기 제1스크레이퍼(180)는 평판 형상으로 이루어지고, 상기 교반빔(140)의 상단에 경사지게 결합되는 것이 바람직하다.
그리고 상기 제1스크레이퍼(180)의 단부는 쐐기와 같이 날이 형성되고 상기 농축탱크(110)의 내주면에 근접하도록 배치되는 것이 좋을 것이다.
또 상기 농축탱크(110)의 양단부면에 고착되는 농축물을 긁어낼 수 있도록 제2스크레이퍼(190)가 더 구비될 수 있다.
상기 제2스크레이퍼(190)의 장착을 위해 복수개의 상기 교반빔(140) 중에서 최양측에 위치하는 두 교반빔에 수직으로 지지빔(191)이 더 결합되게 한다.
그리고 상기 지지빔(191)의 단부에 상기 제2스크레이퍼(190)가 장착될 수 있다.
상기 제2스크레이퍼(190)는 평판형상을 이루거나 상기 농축탱크(110)의 양단부의 형상에 대응하여 곡판형상일 수 있다.
한편, 본 발명에서 상기 농축탱크(110)의 상부 외주면에는 단열재(112)로 둘러싸도록 부착하여 보온기능을 높일 수 있다.
다음으로 상기 도 6, 7을 함께 참조하여 본 발명의 핵심적 특징인 상기 응축기(200)에 대해 상세하게 설명한다. 도 6은 도 1에 도시된 본 발명의 응축기의 내부구조를 나타내는 사시도이고, 도 7은 도 6에 도시된 본 발명의 응축기의 단면도를 나타낸다.
상기 응축기(200)는 상기 농축기(100)에서 증발된 증기를 냉각시켜 응축수로 만들기 위한 구성으로서, 크게 응축하우징(210), 증기유입관(220), 스파이럴튜브(230), 응축수배출관(240), 배플(250)을 포함하여 구현될 수 있다.
상기 응축하우징(210)은 내부에서 열교환이 일어날 수 있도록 내부가 빈 중공형상의 원통이다. 그리고 상기 응축하우징(210)의 양측은 제1커버(211)와 제2커버(212)로 각각 밀폐될 수 있다.
그리고 상기 응축하우징(210)의 일측 외주면에는 외부로부터 냉매가 유입될 수 있도록 냉매유입구(213)가 하나 이상 형성될 수 있다. 참고로 상기 냉매유입구(213)는 후술하는 상기 칠러(400)와 연결된다. 이러한 상기 냉매유입구(213)는 상기 응축하우징(210)의 외주면에 길이방향을 따라 하나 이상 형성될 수 있다.
또 상기 응축하우징(210)의 제2커버(212)에 냉매배출구(214)가 형성된다.
상기 냉매배출구(214)는 상기 냉매유입구(213)를 통해 상기 응축하우징(210) 내부로 유입된 냉매가 유동하면서 열교환을 수행한 후 외부로 배출하기 위한 출구로서, 원형관 형상으로 이루어질 수 있다.
냉매는 상기 응축하우징(210)의 외주면에서 유입되어 후술하는 스파이럴튜브(230)의 주위를 유동하면서 상호 열교환이 이루어지고 상기 응축하우징(210)의 중앙에서 상기 냉매배출구(214)를 통해 배출되도록 상기 냉매배출구(214)는 상기 제2커버(212)의 중앙에 연통하도록 구비된다.
그리고 상기 냉매배출구(214)의 측면에는 배출되는 냉매의 배출방향을 전환하도록 별도의 분기관(215)이 형성될 수 있고, 상기 분기관(215)은 상기 칠러(400)와 연결된다.
참고로 배출된 냉매는 상기 칠러(400)에 의해 냉각 처리되어 다시 상기 냉매유입구(213)로 보낼 수 있도록 순환될 수 있다.
다음으로 상기 증기유입관(220)은 상기 농축탱크(110)에서 증발된 증기가 상기 응축하우징(210)의 내부로 유입될 수 있게 하는 파이프이다.
상기 증기유입관(220)은 상기 농축탱크(110)와 연결되는 파이프 형상을 이루고, 상기 응축하우징(210)을 길이방향을 따라 관통하여 내부의 가장자리에 수평으로 설치, 수용된다.
이때, 상기 증기유입관(220)의 일단은 상기 제1커버(211)를 관통하고, 타단은 상기 제2커버(212)에 결합된다.
상기 증기유입관(220)은 상기 냉매유입구(213)와 인접하게 구비되는 것이 좋다. 왜냐하면, 상기 냉매유입구(213)로 유입된 열매체는 바로 상기 증기유입관(220)과 만나게 되면서 상기 증기유입관(220)에 수용된 증기와 먼저 1차적인 열교환이 이루어질 수 있기 때문이다.
그리고 후술하는 제1차단판(261)이 상기 증기유입관(220)과 응축하우징(210) 사이를 차단하도록 설치되기 때문에 상기 냉매유입구(213)로 유입된 열매체가 상기 제1차단판(261)에 의해 역류하지 않고 바로 스파이럴튜브(230)의 외측 경로를 따라 유동할 수 있도록 하기 위해서 상기 증기유입관(220)은 상기 냉매유입구(213)와 인접하게 구비되는 것이 좋다.
바람직하게는, 상기 증기유입관(220)의 외주면에 열교환 효율을 높이기 위해 열교환핀(221)이 형성될 수 있다.
상기 열교환핀(221)은 열교환 면적을 넓혀주기 위한 것으로서, 다양한 형상을 가질 수 있으나 도시된 바와 같이 나선형으로 형성되게 할 수 있다.
또 상기 증기유입관(220)은 상기 응축하우징(210)의 내주면에 직접 부착된 상태로 구비될 수 있으나, 도시된 바와 같이 이격되고, 상술한 바와 같이 그 사이에 제1차단판(261)이 구비되는 것이 바람직히다.
다음으로 상기 스파이럴튜브(230)는 도시된 바와 같이 선형의 튜브가 소용돌이(spiral) 형상을 이루도록 내향 벤딩된 구조를 가진다. 즉, 한 평면에서 나선형으로 선회하는 형상으로 대략 모기향의 형상과 유사하다.
상기 스파이럴튜브(230)의 일단(가장자리)은 상기 증기유입관(220)과 연통되고, 타단(중심)은 상기 응축수배출관(240)과 연통된다. 즉, 상기 증기유입관(220)을 통해 유입된 증기는 상기 스파이럴튜브(230)의 소용돌이 경로를 따라 중심으로 이동하는 동안 열교환에 의해 응축수로 변한 후 상기 응축수배출관(240)을 통해 배출될 수 있다.
여기서, 상기 스파이럴튜브(230)는 복수개가 상기 응축하우징(210)의 길이방향을 따라 일정간격을 두고 병렬 배열될 수 있다.
한편, 상기 증기유입관(220)에 연결되는 상기 스파이럴튜브(230)의 연결부의 정면에는 상기 냉매유입구(213)와 마주하도록 제2차단판(262)이 구비될 수 있다.
다시 말해서, 상기 스파이럴튜브(230)와 증기유입관(220) 사이에 상기 제2차단판(262)이 구비되어, 상기 냉매유입구(213)로 유입되는 냉매가 바로 상기 스파이럴튜브(230)의 내측으로 진입하지 않고 상기 스파이럴튜브(230)의 외측을 둘러 유동하도록 유도할 수 있다.
물론 상기 제1차단판(261)과 함께 역류를 방지하고 냉매가 일방향으로 흐르도록 유도한다.
따라서, 상기 스파이럴튜브(230)를 흐르는 증기는 상기 응축하우징(210) 내에 유입된 냉매와 열교환이 일어나 액화되면서 응축수로 변화된다.
부가적으로, 도시되지는 않았지만 상기 스파이럴튜브(230)의 간격을 더 좁혀 촘촘하게 하거나 서로 완전히 밀착해서 접합시켜 간격이 없는 일체화된 구조로 할 수 있다. 이 경우 열효율이 매우 높을 수 있다.
다음으로 상기 응축수배출관(240)은 상기 응축하우징(210)의 중앙을 관통하여 내부에 수용된다.
상기 응축수배출관(240)의 일단은 상기 냉매배출구(214)와 제2커버(212)를 관통하고, 타단은 상기 제1커버(211)에 결합될 수 있다. 이를 위해, 상기 냉매배출구(214)의 내경보다 상기 응축수배출관(240)의 외경을 작게하고 서로 중첩되게 배치함으로써, 상기 냉매배출구(214)와 응축수배출관(240) 사이로 냉매가 배출되게 할 수 있다.
그리고 상기 응축수배출관(240)은 상술한 바와 같이 상기 스파이럴튜브(230)의 타단과 연통되어 응축수를 배출할 수 있다.
상기 증기유입관과 마찬가지로 상기 응축수배출관(240)의 외주면에도 나선형의 열교환핀(241)이 더 형성될 수 있다.
다음으로 상기 배플(250)은 상기 스파이럴튜브(230) 사이로 냉매가 통과하는 것을 차단하여 냉매가 스파이럴 경로를 따라 유동하도록 한다.
이를 위해, 상기 배플(250)은 평판을 태엽과 같이 스파이럴형상으로 둥글게 벤딩시킨 구조를 가질 수 있다. 그리고 상기 배플(250)은 상기 스파이럴튜브(230)의 내부 경로를 따라 삽입된다.
즉, 상기 배플(250)은 도 7에 도시된 바와 같이 스파이럴튜브(230)의 유동경로의 중간 궤적을 따라 배치된다.
그리고 상기 배플(250)의 양단은 각각 상기 제1커버(211)와 제2커버(212)에 결합되어 움직이지 않도록 고정될 수 있다.
따라서, 상기 배플(250)은 상대적으로 내측에 위치하는 스파이럴튜브(230)와 인접하게 외측에 위치하는 스파이럴튜브(230) 사이에 위치하고, 상기 스파이럴튜브(230)는 내측에 위치하는 배플(250)과 외측에 위치하는 배플(250) 사이에 위치하게 되어 냉매가 스파이럴튜브(230)를 가로질러 통과하는 것을 차단하면서 배플(250) 사이로만 유동하게 된다.
또 상기 배플(250)의 표면에는 다수개의 돌기편(251)이 더 형성되는 것이 바람직하다.
상기 돌기편(251)은 상기 배플(250)의 표면으로부터 돌기와 같이 돌출된 형상은 어느 것이라도 무방하나, 상기 배플(250)의 일부를 절개하고 경사지게 절곡시킨 구조를 가질 수 있다.
예를 들어, 직사각형의 세변만 절개하고 절개되지 않은 나머지 한변을 절곡하여 예각으로 경사지게 하여 돌출시킬 수 있다.
또한, 상기 돌기편(251)을 상기 배플(250)의 높이에 따라 일렬 또는 지그재그로 배열되게 하되, 하나는 좌로 돌출되고 다른 것은 우로 돌출되게 하는 방식으로 번갈아 가며 형성되게 하여 상기 배플(250)의 양 표면으로부터 교대로 돌출되게 하는 것이 바람직하다.
따라서, 상기 배플(250) 사이에 층류로 흐르는 냉매가 상기 돌기편(251)에 충돌하여 난류나 와류 흐름으로 바뀌면서 상기 스파이럴튜브 내에 흐르는 증기와의 열교환율이 향상될 수 있다.
다음으로 상기 응축수탱크(300), 칠러(400), 진공펌프(500)를 함께 설명한다.
상기 응축수탱크(300)는 상기 응축기(200)에서 응축되어 배출되는 응축수를 저장한다. 이를 위해, 상기 응축수탱크(300)의 상부 또는 측면은 상기 응축기(200)의 응축수배출관(240)과 연결된다.
그리고 상기 응축수탱크(300)의 하부에는 응축수를 배출할 수 있는 배출구가 구비될 수 있다.
또 상기 응축수탱크(300)의 상부에는 뚜껑이 더 구비되어 개방할 수 있으며, 상기 응축수탱크(300)에 수용된 응축수의 양을 육안으로 식별하도록 측면에 투시창이 더 형성될 수 있다.
상기 칠러(400)는 상기 응축기(200)에서 사용된 냉매를 다시 냉각시켜 상기 응축기(200)로 다시 보내도록 순환시킨다.
상기 칠러(400)는 펌프가 구비되고, 상기 응축기(200)의 냉매배출구(214)와 배관으로 연결되어 가열된 냉매를 다시 냉각시키고 상기 응축기(200)의 냉매유입구(213)와 배관으로 연결되어 냉각된 냉매를 다시 상기 응축기(200)에 공급할 수 있다.
이때, 상기 칠러(400)는 별도의 공조기 구성을 가진 다양한 형태로 구현될 수 있다.
한편, 상기 진공펌프(500)는 상기 농축기(100)에서 응축기(200)로 이동하는 증기의 유동성을 증가시키기 위해 진공압(음압)을 형성시킬 수 있다.
상기 진공펌프(500)는 상기 응축수탱크(300)와 연결되어 상기 응축수탱크(300)와 응축기(200)에 음압을 형성한다. 상기 진공펌프(500)는 수봉식을 사용하고 물을 공급하기 위한 물공급통(510)이 구비된다.
이상에서 도면을 참조하여 본 발명의 대표적인 실시 예를 설명하였지만, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100 : 농축기 110 : 농축탱크
111 : 덮개 112 : 단열재
120 : 교반축 130 : 교반모터
140 : 교반빔 150 : 교반날개
160 : 열매체통 161 : 열매체
170 : 히터 180 : 제1스크레이퍼
190 : 제2스크레이퍼 191 : 지지빔
200 : 응축기 210 : 응축하우징
211 : 제1커버 212 : 제2커버
213 : 냉매유입구 214 : 냉매배출구
215 : 분기관 220 : 증기유입관
221 : 열교환핀 230 : 스파이럴튜브
240 : 응축수배출관 241 : 열교환핀
250 : 배플 251 : 돌기편
261 : 제1차단판 262 : 제2차단판
300 : 응축수탱크
400 : 칠러
500 : 진공펌프 510 : 물공급통

Claims (7)

  1. 수평으로 배치되고 내부에 수용된 식품원료를 가열 및 교반하여 농축액을 추출하는 농축기와, 상기 농축기에서 증발한 증기를 응축시키는 응축기와, 상기 응축기에서 응축된 응축수를 저장하는 응축수탱크와, 상기 응축기에 냉매를 냉각시켜 공급, 순환시키는 칠러와, 상기 응축수탱크와 응축기에 음압을 형성시키는 진공펌프를 포함하는 식품농축장치에 있어서,
    상기 응축기는,
    양단이 각각 제1커버와 제2커버로 밀폐되고, 외주면에 냉매가 유입되는 냉매유입구가 형성되며, 상기 제2커버의 중앙에 냉매가 배출되는 냉매배출구가 형성된 응축하우징;
    상기 제2커버의 가장자리를 관통하여 상기 응축하우징의 길이방향을 따라 삽입되는 증기유입관;
    일단이 상기 증기유입관과 연통되고, 내향 벤딩되어 스파이럴(spiral) 형상을 이루며, 복수개가 상기 증기유입관을 따라 배열되는 스파이럴튜브;
    상기 냉매배출구 및 응축하우징을 관통하고 상기 스파이럴튜브의 타단과 연통되어 응축수를 배출하는 응축수배출관;
    상기 스파이럴튜브의 내부로 스파이럴 경로를 따라 삽입되도록 스파이럴 형상으로 벤딩된 곡판 형상의 배플;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 식품농축장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 배플의 양 표면에는 난류를 형성시키도록 돌출된 돌기편이 다수개 형성되는 것을 특징으로 하는 식품농축장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 돌기편은,
    상기 배플에서 일부가 절개되고 절곡되어 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 식품농축장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 증기유입관과 응축하우징의 내주면 사이에는 제1차단판이 구비되고,
    상기 증기유입관에 연결되는 상기 스파이럴튜브의 연결부와 상기 증기유입관 사이에는 제2차단판이 구비되어,
    상기 냉매유입구로 유입되는 냉매가 역류하는 것을 차단하여 상기 스파이럴튜브의 외측을 둘러 유동하도록 하는 것을 특징으로 하는 식품농축장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 증기유입관과 응축수배출관의 외주면에는 나선형의 열교환핀이 형성되는 것을 특징으로 하는 식품농축장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 농축기는,
    수평으로 설치되고 원통형상으로 이루지며 내부에 식품원료가 투입되어 농축이 진행되는 농축탱크;
    상기 농축탱크의 중심을 수평으로 가로질러 회전 가능하게 구비되는 교반축;
    상기 교반축을 회전 구동하는 교반모터;
    상기 교반축에 길이방향을 따라 서로 다른 방향으로 결합되는 복수개의 교반빔;
    상기 교반빔의 외주면에 각각 연장 형성되는 교반날개;
    상기 농축탱크 하부를 둘러싸도록 구비되고 내부에 열매체를 수용하는 열매체통;
    상기 열매체통 하부면에 부착되어 상기 열매체통 내부의 열매체를 가열시키는 히터;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 식품농축장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 교반빔의 상단에는 상기 농축탱크의 내주면에 고착된 원료를 긁어내도록 경사지게 결합된 평판형상의 제1스크레이퍼가 더 구비되고,
    상기 교반빔 중 최양단에 위치하는 교반빔에는 지지빔이 수직으로 결합되며,
    상기 지지빔에는 상기 농축탱크의 양단 내면에 고착된 원료를 긁어내도록 경사지게 결합된 평판형상의 제2스크레이퍼가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 식품농축장치.
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