KR102516424B1 - 진공가압·감압·정압과 다채널 일렉트로포레이션으로 이루어진 하이브리드형 감미수침투챔버식 고당도 과채류생성·포장 자동화장치 및 방법 - Google Patents
진공가압·감압·정압과 다채널 일렉트로포레이션으로 이루어진 하이브리드형 감미수침투챔버식 고당도 과채류생성·포장 자동화장치 및 방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명에서는 종래 과채류의 감미수 침투 장치 및 그 방법의 경우에, 과채류의 종류 및 겉껍질상태를 고려하지 않고, 일괄적으로 동일하게 진공 상태에서 첨가물을 주입하거나 가압 상태에서 첨가물을 주입하는 방법으로 이루어져 있어, 과채류 표면이 쭈글쭈글해지거나, 으깨짐, 터짐현상으로 인해 불량이 많이 발생되는 문제점과, 과채류를 세척하고, 이송시키며, 감미수를 혼합하고, 진공챔버에 투입하는 과정이 일일이 수동방식으로 이루어져 있어서, 작업자의 안전에 취약하고, 수요에 비해 일일생산량이 적은 문제점을 개선하고자, 과채류수납부(100), 경사형 버켓컨베이어(200), 역경사형 펼침스크린부(300), 라인세척컨베이어부(400), 챔버수납용 메쉬바구니(500), 호이스트부(600), 천연감미수 교반탱크부(700), 하이브리드형 감미수침투챔버(800), 냉풍건조·낙하부(900), 자동포장부(900a), 스마트제어부(900b)로 구성됨으로서, 겉껍질자극용 다채널 일렉트로포레이션(Electroporation)부를 통해, 과채류의 겉껍질쪽에 미세한 홀을 형성시킬 수 있고, 이와 함께, 다단압축기의 가압, 감압, 정압세기 및 시간을 과채류에 맞게 설정할 수 있어, 임의로 가압, 감압, 정압시킴으로 인해 발생되는 과채류의 으깨짐이나 터짐현상없이, 과채류의 원상태 그대로 보호하면서, 천연감미수를 심지(Core)까지 침투시킬 수 있고, 당도를 1.5배~3배까지 높일 수가 있고, 과채류세척, 호이스트이송, 천연감미수 교반, 천연감미수 공급, 진공가압·감압·정압과 일렉트로포레이션(Electroporation)으로 이루어진 하이브리드형 천연감미수침투를 자동화시키도록 제어시킬 수 있어, 적은 인원으로도, 작업의 안전성을 기존에 비해 80% 향상시킬 수 있고, kg단위가 아닌 톤 단위로 대량생산할 수가 있으며, 과채류의 종류, 크기, 겉껍질두께에 따른 다단압축기의 가압, 감압, 정압세기 및 시간, 그리고, 겉껍질자극용 다채널 일렉트로포레이션(Electroporation)부의 미세전류세기와 시간을 테이블표화한 다채널방식으로 구성됨으로서, 비전문가도 천연감미수가 심도(Core)까지 침투한 고품질의 과채류를 생산할 수 있어, 수익성이 높은 고당도 과채류 시장을 활성화시킬 수가 있는 진공가압·감압·정압과 다채널 일렉트로포레이션으로 이루어진 하이브리드형 감미수침투챔버식 고당도 과채류생성·포장 자동화장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
Description
본 발명은 바나나, 사과, 망고, 수박, 토마토, 방울토마토, 키위, 멜론, 고구마, 귤 등의 과채류에 적용되는 것으로서, 보다 상세하게는 과채류세척, 호이스트이송, 천연감미수 교반, 천연감미수 공급, 진공가압·감압·정압과 다채널 일렉트로포레이션(Electroporation)으로 이루어진 하이브리드형 천연감미수침투, 교반탱크세척, 냉풍건조, 포장을 자동화시키도록 제어시킬 수 있는 진공가압·감압·정압과 다채널 일렉트로포레이션으로 이루어진 하이브리드형 감미수침투챔버식 고당도 과채류생성·포장 자동화장치 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.
일예로, 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 방법으로는 국내등록특허공보 제10-2373671호( "과일 및 과채류의 감미수 침투 장치 및 그 방법"), 국내등록특허공보 제10-2358060호("식품에 첨가물을 주입하기 위한 장치 및 방법")이 제시된 바 있으나, 이는 과채류의 종류 및 겉껍질상태를 고려하지 않고, 일괄적으로 동일하게 진공 상태에서 첨가물을 주입하거나 가압 상태에서 첨가물을 주입하는 방법으로 이루어져 있어, 과채류 표면이 쭈글쭈글해지거나, 으깨짐, 터짐현상으로 인해 불량이 많이 발생되는 문제점이 있었다.
또한, 과채류를 세척하고, 이송시키며, 감미수를 혼합하고, 진공챔버에 투입하는 과정이 일일이 수동방식으로 이루어져 있어서, 작업자의 안전에 취약하고, 수요에 비해 일일생산량이 적은 문제점이 있었다.
상기의 문제점을 해결하기 위해 본 발명에서는 겉껍질자극용 다채널 일렉트로포레이션(Electroporation)부를 통해, 과채류의 겉껍질쪽에 미세한 홀을 형성시킬 수 있고, 이와 함께, 다단압축기의 가압, 감압, 정압세기 및 시간을 과채류에 맞게 설정할 수 있고, 과채류세척, 호이스트이송, 천연감미수 교반, 천연감미수 공급, 진공가압·감압·정압과 일렉트로포레이션(Electroporation)으로 이루어진 하이브리드형 천연감미수침투를 자동화시키도록 제어시킬 수 있으며, 과채류의 종류, 크기, 겉껍질두께에 따른 다단압축기의 가압, 감압, 정압세기 및 시간, 그리고, 겉껍질자극용 다채널 일렉트로포레이션(Electroporation)부의 미세전류세기와 시간을 테이블표화한 다채널방식으로 구성할 수 있어 진공가압·감압·정압과 다채널 일렉트로포레이션으로 이루어진 하이브리드형 감미수침투챔버식 고당도 과채류생성·포장 자동화장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 진공가압·감압·정압과 다채널 일렉트로포레이션으로 이루어진 하이브리드형 감미수침투챔버식 고당도 과채류생성·포장 자동화장치는
과채류세척, 호이스트이송, 천연감미수 교반, 천연감미수 공급, 진공가압·감압·정압과 다채널 일렉트로포레이션(Electroporation)으로 이루어진 하이브리드형 천연감미수침투, 교반탱크세척, 냉풍건조, 포장을 자동화시키도록 제어시키도록 구성됨으로서 달성된다.
상기 하이브리드형 감미수침투챔버식 고당도 과채류생성·포장 자동화장치는 보다 구체적으로,
과채류를 수납시킨 후, 경사형 버켓컨베이어로 과채류를 투입시키는 과채류수납부(100)와,
과채류수납부 일측에 위치되고, 정경사진구조로 형성되어, 복수개의 버켓에 과채류를 담아서 정경사방향을 따라 이송시킨 후, 역경사형 펼침스크린부쪽으로 버켓에 담아진 과채류를 쏟아붓는 역할을 하는 경사형 버켓컨베이어(200)와,
경사형 버켓컨베이어와 대칭구조인 역경사진구조로 형성되어, 메쉬망을 가진 스크린상에서 과채류에 뭍은 이물질을 분리시키면서, 하단방향으로 펼쳐지도록 안내시키는 역경사형 펼침스크린부(300)와,
일렬구조로 형성된 컨베이어를 따라 이송되는 과채류쪽으로 물을 분사시켜 라인세척시키는 라인세척컨베이어부(400)와,
라인세척컨베이어부의 배출구 하단 일측에 위치되어, 세척된 과채류가 담아지도록 수납공간을 형성시키고, 호이스트를 통해 이송되어 하이브리드형 감미수침투챔버의 내부공간쪽에 정위치되도록 지지해주는 챔버수납용 메쉬바구니(500)와,
하나의 공간의 천장 부위에 위치되어, 챔버수납용 메쉬바구니를 들어서, 하이브리드형 감미수침투챔버의 내부공간에 정위치 이송시키거나, 또는 하이브리드형 감미수침투챔버를 통해 감미수침투가 완료되어 생성된 고당도 과채류가 담긴 챔버수납용 메쉬바구니를 들어서, 냉풍건조·낙하부쪽으로 이송시키는 호이스트부(600)와,
원통드럼형상으로 형성되어, 천연감미수를 교반시켜 저장시킨 후, 스마트제어부의 제어신호에 따라 천연감미수를 하이브리드형 감미수침투챔버쪽으로 공급시키는 천연감미수 교반탱크부(700)와,
직립의 수직구조를 갖는 원통드럼형상으로 형성되어, 진공가압·감압·정압과 다채널 일렉트로포레이션(Electroporation)으로 이루어진 하이브리드방식으로, 과채류의 겉껍질쪽에 미세한 홀을 형성시킨 후, 형성시킨 미세한 홀을 통하여 천연감미수를 심지(Core)까지 침투시켜 고당도 과채류를 생성시키는 하이브리드형 감미수침투챔버(800)와,
하이브리드형 감미수침투챔버 일측에 위치되어, 하이브리드형 감미수침투챔버를 통해 감미수침투가 완료되어 생성된 고당도 과채류를 컨베이어 이송시키면서 냉풍건조시킨 후, 용기자동포장부쪽으로 고당도 과채류를 낙하시키는 냉풍건조·낙하부(900)와,
냉풍건조·낙하부 하단에 X축의 길이방향으로 형성되어, 포장용기를 공급받아, 냉풍건조·낙하부 하단에 정위치시킨 후, 냉풍건조부 하단에서 낙하되는 고당도 과채류를 포장용기에 담아지도록 안내시키고, 뚜껑을 닫아서 포장완료시키는 자동포장부(900a)와,
과채류수납부, 경사형 버켓컨베이어, 역경사형 펼침스크린부, 라인세척컨베이어부, 챔버수납용 메쉬바구니, 호이스트부, 천연감미수 교반탱크부, 하이브리드형 감미수침투챔버, 냉풍건조·낙하부, 자동포장부의 전반적인 동작을 제어하면서, 과채류세척, 호이스트이송, 천연감미수 교반, 천연감미수 공급, 진공가압·감압·정압과 다채널 일렉트로포레이션(Electroporation)으로 이루어진 하이브리드형 천연감미수침투, 교반탱크세척, 냉풍건조, 포장을 자동화시키도록 제어시키는 스마트제어부(900b)로 구성되는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에서는
첫째, 겉껍질자극용 다채널 일렉트로포레이션(Electroporation)부를 통해, 과채류의 겉껍질쪽에 미세한 홀을 형성시킬 수 있고, 이와 함께, 다단압축기의 가압, 감압, 정압세기 및 시간을 과채류에 맞게 설정할 수 있어, 임의로 가압, 감압, 정압시킴으로 인해 발생되는 과채류의 으깨짐이나 터짐현상없이, 과채류의 원상태 그대로 보호하면서, 천연감미수를 심지(Core)까지 침투시킬 수 있고, 당도를 1.5배~3배까지 높일 수가 있다.
둘째, 과채류세척, 호이스트이송, 천연감미수 교반, 천연감미수 공급, 진공가압·감압·정압과 다채널 일렉트로포레이션(Electroporation)으로 이루어진 하이브리드형 천연감미수침투, 교반탱크세척, 냉풍건조, 포장을 자동화시키도록 제어시킬 수 있어, 적은 인원으로도, 작업의 안전성을 기존에 비해 80% 향상시킬 수 있고, kg단위가 아닌 톤 단위로 대량생산할 수가 있다.
셋째, 과채류의 종류, 크기, 겉껍질두께에 따른 다단압축기의 가압, 감압, 정압세기 및 시간, 그리고, 겉껍질자극용 다채널 일렉트로포레이션(Electroporation)부의 미세전류세기와 시간을 테이블표화한 다채널방식으로 구성됨으로서, 비전문가도 천연감미수가 심도(Core)까지 침투한 고품질의 과채류를 생산할 수 있어, 수익성이 높은 고당도 과채류 시장을 활성화시킬 수가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 진공가압·감압·정압과 다채널 일렉트로포레이션으로 이루어진 하이브리드형 감미수침투챔버식 고당도 과채류생성·포장 자동화장치(1)의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 2는 본 발명에 따른 진공가압·감압·정압과 다채널 일렉트로포레이션으로 이루어진 하이브리드형 감미수침투챔버식 고당도 과채류생성·포장 자동화장치(1)의 구성요소를 도시한 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 경사형 버켓컨베이어의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 4는 본 발명에 따른 버켓컨베이어 벨트종동롤러부의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 5는 본 발명에 따른 경사형 버켓컨베이어의 구성요소를 도시한 사시도,
도 6은 본 발명에 따른 역경사형 펼침스크린부의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 7은 본 발명에 따른 챔버수납용 메쉬바구니의 구성요소를 도시한 사시도,
도 8은 본 발명에 따른 호이스트부의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 9는 본 발명에 따른 천연감미수 교반탱크부의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 10은 본 발명에 따른 천연감미수 교반탱크부의 구성요소를 도시한 사시도,
도 11은 본 발명에 따른 천연감미수 교반탱크부의 내부구성요소를 도시한 내부사시도,
도 12는 본 발명에 따른 하이브리드형 감미수침투챔버의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 13은 본 발명에 따른 하이브리드형 감미수침투챔버의 구성요소를 도시한 사시도,
도 14는 본 발명에 따른 겉껍질자극용 다채널 일렉트로포레이션(Electroporation)부의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 15는 본 발명에 따른 정전류형 HCS(Howland Current Source)부의 설계를 위해 키르히호프의 전류법칙이 적용된 것을 도시한 일실시예도,
도 16은 본 발명에 따른 정전류형 HCS(Howland Current Source)부의 구성요소를 도시한 회로도,
도 17은 본 발명에 따른 디지털 포텐션미터부의 구성요소를 도시한 회로도,
도 18은 본 발명에 따른 겉껍질자극용 다채널 일렉트로포레이션(Electroporation)부의 구성요소 중 -)그라운드단자형 집게부가 과채류를 담은 챔버수납용 메쉬바구니의 하단 바닥부위에 형성됨으로서, 전해질 역할을 하는 천연감미수에 흐르는 미세전류가 (+)단자형 칩봉, 천연감미수를 지나, 과채류겉껍질, (-)그라운드단자형 집게부쪽으로 흐르도록 형성시키는 것을 도시한 일실시예도,
도 19는 본 발명에 따른 껍질자극용 다채널 일렉트로포레이션(Electroporation)부를 통해 과채류의 겉껍질쪽으로 순간적, 반복적으로 미세전류를 가하여, 과채류의 겉껍질쪽에 미세한 홀을 형성시키는 것을 도시한 일실시예도,
도 20은 본 발명에 따른 냉풍건조·낙하부의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 21은 본 발명에 따른 냉풍건조·낙하부의 구성요소를 도시한 사시도,
도 22는 본 발명에 따른 일렬컨베이어이송부의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 23은 본 발명에 따른 냉풍분사부의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 24는 본 발명에 따른 호퍼형 낙하부의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 25는 본 발명에 따른 "V"자형 배출부에서, "V"자형상 배출을 통해 자동개폐수납부쪽으로 배출시키는 것을 도시한 일실시예도,
도 26은 본 발명에 따른 자동개폐수납부가 스마트제어부의 제어신호에 따라 개폐구동되어, 벌어짐형 호퍼수납부쪽으로 배출시키는 것을 도시한 일실시예도,
도 27은 본 발명에 따른 벌어짐형 호퍼수납부가 호퍼형상으로 형상되어, 수납된 고당도 과채류를 포장용기쪽으로 벌어지면서 낙하시키는 것을 도시한 일실시예도,
도 28은 본 발명에 따른 자동포장부의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 29는 본 발명에 따른 자동포장부의 구성요소를 도시한 사시도,
도 30은 본 발명에 따른 포장용기 적층부가 포장용기 이송컨베이어부 상단에 동일선상으로 위치되고, 포장용기 이송컨베이어부 일측에 포장용기 위치용 푸쉬바(900a-1a)가 직립의 수직구조로 올라가서, 포장용기 적층부 하단부를 푸쉬시키면, 포장용기 적층부에 적층된 포장용기가 포장용기 위치용 푸쉬바에 올려진 채 포장용기 이송컨베이어부 상에 위치시키는 것을 도시한 일실시예도,
도 31은 본 발명에 따른 포장용기 이송컨베이어부의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 32는 본 발명에 따른 누름바식 뚜껑닫음부의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 33은 본 발명에 따른 수평누름바가 누름바액츄에이터로부터 수평누름의 힘을 전달받아, 수평구조로 눌러지는 누름바를 통해 뚜껑이 닫아지도록 형성시키는 것을 도시한 일실시예도,
도 34는 본 발명에 따른 스마트제어부의 구성요소를 도시한 회로도,
도 35는 본 발명에 따른 스마트제어부의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 36은 본 발명에 따른 하이브리드형 감미수침투챔버식 고당도 과채류생성·포장 자동화장치를 통해, 과채류세척, 호이스트이송, 천연감미수 교반, 천연감미수 공급, 진공가압·감압·정압과 다채널 일렉트로포레이션(Electroporation)으로 이루어진 하이브리드형 천연감미수침투, 교반탱크세척, 냉풍건조, 포장을 자동화시키도록 제어시키는 것을 도시한 일실시예도,
도 37은 본 발명에 따른 진공가압·감압·정압과 다채널 일렉트로포레이션으로 이루어진 하이브리드형 감미수침투챔버식 고당도 과채류생성 자동화방법을 도시한 순서도,
도 38은 본 발명에 따른 스마트제어부의 제어신호에 따라 하이브리드형 감미수침투챔버가 구동되어, 진공가압·감압·정압과 다채널 일렉트로포레이션(Electroporation)으로 이루어진 하이브리드방식의 구체적인 과정을 도시한 순서도.
도 2는 본 발명에 따른 진공가압·감압·정압과 다채널 일렉트로포레이션으로 이루어진 하이브리드형 감미수침투챔버식 고당도 과채류생성·포장 자동화장치(1)의 구성요소를 도시한 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 경사형 버켓컨베이어의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 4는 본 발명에 따른 버켓컨베이어 벨트종동롤러부의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 5는 본 발명에 따른 경사형 버켓컨베이어의 구성요소를 도시한 사시도,
도 6은 본 발명에 따른 역경사형 펼침스크린부의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 7은 본 발명에 따른 챔버수납용 메쉬바구니의 구성요소를 도시한 사시도,
도 8은 본 발명에 따른 호이스트부의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 9는 본 발명에 따른 천연감미수 교반탱크부의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 10은 본 발명에 따른 천연감미수 교반탱크부의 구성요소를 도시한 사시도,
도 11은 본 발명에 따른 천연감미수 교반탱크부의 내부구성요소를 도시한 내부사시도,
도 12는 본 발명에 따른 하이브리드형 감미수침투챔버의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 13은 본 발명에 따른 하이브리드형 감미수침투챔버의 구성요소를 도시한 사시도,
도 14는 본 발명에 따른 겉껍질자극용 다채널 일렉트로포레이션(Electroporation)부의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 15는 본 발명에 따른 정전류형 HCS(Howland Current Source)부의 설계를 위해 키르히호프의 전류법칙이 적용된 것을 도시한 일실시예도,
도 16은 본 발명에 따른 정전류형 HCS(Howland Current Source)부의 구성요소를 도시한 회로도,
도 17은 본 발명에 따른 디지털 포텐션미터부의 구성요소를 도시한 회로도,
도 18은 본 발명에 따른 겉껍질자극용 다채널 일렉트로포레이션(Electroporation)부의 구성요소 중 -)그라운드단자형 집게부가 과채류를 담은 챔버수납용 메쉬바구니의 하단 바닥부위에 형성됨으로서, 전해질 역할을 하는 천연감미수에 흐르는 미세전류가 (+)단자형 칩봉, 천연감미수를 지나, 과채류겉껍질, (-)그라운드단자형 집게부쪽으로 흐르도록 형성시키는 것을 도시한 일실시예도,
도 19는 본 발명에 따른 껍질자극용 다채널 일렉트로포레이션(Electroporation)부를 통해 과채류의 겉껍질쪽으로 순간적, 반복적으로 미세전류를 가하여, 과채류의 겉껍질쪽에 미세한 홀을 형성시키는 것을 도시한 일실시예도,
도 20은 본 발명에 따른 냉풍건조·낙하부의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 21은 본 발명에 따른 냉풍건조·낙하부의 구성요소를 도시한 사시도,
도 22는 본 발명에 따른 일렬컨베이어이송부의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 23은 본 발명에 따른 냉풍분사부의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 24는 본 발명에 따른 호퍼형 낙하부의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 25는 본 발명에 따른 "V"자형 배출부에서, "V"자형상 배출을 통해 자동개폐수납부쪽으로 배출시키는 것을 도시한 일실시예도,
도 26은 본 발명에 따른 자동개폐수납부가 스마트제어부의 제어신호에 따라 개폐구동되어, 벌어짐형 호퍼수납부쪽으로 배출시키는 것을 도시한 일실시예도,
도 27은 본 발명에 따른 벌어짐형 호퍼수납부가 호퍼형상으로 형상되어, 수납된 고당도 과채류를 포장용기쪽으로 벌어지면서 낙하시키는 것을 도시한 일실시예도,
도 28은 본 발명에 따른 자동포장부의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 29는 본 발명에 따른 자동포장부의 구성요소를 도시한 사시도,
도 30은 본 발명에 따른 포장용기 적층부가 포장용기 이송컨베이어부 상단에 동일선상으로 위치되고, 포장용기 이송컨베이어부 일측에 포장용기 위치용 푸쉬바(900a-1a)가 직립의 수직구조로 올라가서, 포장용기 적층부 하단부를 푸쉬시키면, 포장용기 적층부에 적층된 포장용기가 포장용기 위치용 푸쉬바에 올려진 채 포장용기 이송컨베이어부 상에 위치시키는 것을 도시한 일실시예도,
도 31은 본 발명에 따른 포장용기 이송컨베이어부의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 32는 본 발명에 따른 누름바식 뚜껑닫음부의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 33은 본 발명에 따른 수평누름바가 누름바액츄에이터로부터 수평누름의 힘을 전달받아, 수평구조로 눌러지는 누름바를 통해 뚜껑이 닫아지도록 형성시키는 것을 도시한 일실시예도,
도 34는 본 발명에 따른 스마트제어부의 구성요소를 도시한 회로도,
도 35는 본 발명에 따른 스마트제어부의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 36은 본 발명에 따른 하이브리드형 감미수침투챔버식 고당도 과채류생성·포장 자동화장치를 통해, 과채류세척, 호이스트이송, 천연감미수 교반, 천연감미수 공급, 진공가압·감압·정압과 다채널 일렉트로포레이션(Electroporation)으로 이루어진 하이브리드형 천연감미수침투, 교반탱크세척, 냉풍건조, 포장을 자동화시키도록 제어시키는 것을 도시한 일실시예도,
도 37은 본 발명에 따른 진공가압·감압·정압과 다채널 일렉트로포레이션으로 이루어진 하이브리드형 감미수침투챔버식 고당도 과채류생성 자동화방법을 도시한 순서도,
도 38은 본 발명에 따른 스마트제어부의 제어신호에 따라 하이브리드형 감미수침투챔버가 구동되어, 진공가압·감압·정압과 다채널 일렉트로포레이션(Electroporation)으로 이루어진 하이브리드방식의 구체적인 과정을 도시한 순서도.
먼저, 본 발명에서 설명되는 채소의 이용부위를 기준으로 할 때의 한 가치이며, 사과, 토마토, 수박 등과 같이 과실의 이용을 목적으로 하는 채소를 말한다.
즉, 줄기에서 자라지만 열매를 먹는 채소를 과채류로 본다.
본 발명에서는 바나나, 사과, 망고, 수박, 토마토, 방울토마토, 키위, 멜론을 과채류로 설정하여 설명한다.
이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 첨부하여 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 진공가압·감압·정압과 다채널 일렉트로포레이션으로 이루어진 하이브리드형 감미수침투챔버식 고당도 과채류생성·포장 자동화장치(1)의 구성요소를 도시한 블럭도에 관한 것이도, 도 2는 본 발명에 따른 진공가압·감압·정압과 다채널 일렉트로포레이션으로 이루어진 하이브리드형 감미수침투챔버식 고당도 과채류생성·포장 자동화장치(1)의 구성요소를 도시한 사시도에 관한 것으로, 이는 과채류세척, 호이스트이송, 천연감미수 교반, 천연감미수 공급, 진공가압·감압·정압과 다채널 일렉트로포레이션(Electroporation)으로 이루어진 하이브리드형 천연감미수침투, 교반탱크세척, 냉풍건조, 포장을 자동화시키도록 제어시키도록 구성된다.
상기 하이브리드형 감미수침투챔버식 고당도 과채류생성·포장 자동화장치(1)는 보다 구체적으로, 과채류수납부(100), 경사형 버켓컨베이어(200), 역경사형 펼침스크린부(300), 라인세척컨베이어부(400), 챔버수납용 메쉬바구니(500), 호이스트부(600), 천연감미수 교반탱크부(700), 하이브리드형 감미수침투챔버(800), 냉풍건조·낙하부(900), 자동포장부(900a), 스마트제어부(900b)로 구성된다.
먼저, 본 발명에 따른 과채류수납부(100)에 관해 설명한다.
상기 과채류수납부(100)는 과채류를 수납시킨 후, 경사형 버켓컨베이어로 과채류를 투입시키는 역할을 한다.
이는 상단이 개통된 구조를 갖는 박스형상으로 형성되고, 경사형 버켓컨베이어 일측에 과채류투입구(110)가 형성되어 구성된다.
바닥면 일측에 과채류를 감지시키는 과채류감지센서(120)가 포함되어 구성된다.
다음으로, 본 발명에 따른 경사형 버켓컨베이어(200)에 관해 설명한다.
상기 경사형 버켓컨베이어(200)는 과채류수납부 일측에 위치되고, 정경사진구조로 형성되어, 복수개의 버켓에 과채류를 담아서 정경사방향을 따라 이송시킨 후, 역경사형 펼침스크린부쪽으로 버켓에 담아진 과채류를 쏟아붓는 역할을 한다.
이는 도 3에 도시한 바와 같이, 버켓컨베이어본체(210), 버켓컨베이어 벨트구동롤러부(220), 버켓컨베이어 벨트종동롤러부(230), 버켓컨베이어 벨트구동모터(240), 버켓컨베이어 벨트(250), 버켓 이송셀(260)로 구성된다.
첫째, 본 발명에 따른 버켓컨베이어본체(210)에 관해 설명한다.
상기 버켓컨베이어본체(210)는 정경사진구조로 형성되어, 각 기기를 외압으로부터 보호하고 지지하는 역할을 한다.
이는 도 5에 도시한 바와 같이, 정경사진구조의 상단방향 일측에 버켓컨베이어 벨트종동롤러가 형성되고, 과채류수납부 일측에 버켓컨베이어 벨트구동롤러부가 형성되고, 그 버켓컨베이어 벨트구동롤러부 일측에 버켓컨베이어 벨트구동모터가 형성되며, 버켓컨베이어 벨트종동롤러부와 버켓컨베이어 벨트구동롤러부 사이에 버켓컨베이어 벨트가 형성되고, 버켓컨베이어 벨트 사이에 과채류수납부로부터 과채류를 받아서 역경사형 펼침스크린부쪽으로 쏟아붓는 버켓 이송셀이 형성된다.
상기 버켓컨베이어본체는 정경사진구조로 형성되도록 하기 위해, 지지프레임에 의해 지지되어 형성된다.
둘째, 본 발명에 따른 버켓컨베이어 벨트구동롤러부(220)에 관해 설명한다.
상기 버켓컨베이어 벨트구동롤러부(220)는 버켓컨베이어 벨트구동모터로부터 회전력을 전달받아 버켓컨베이어 벨트를 지지하면서 회전구동시키는 역할을 한다.
이는 구동롤러베어링이 포함된 벨트구동롤러기어, 제1 회전축기어, 제1 체인으로 구성된다.
여기서, 제1 체인은 벨트구동롤러기어와 버켓컨베이어 벨트종동롤러부의 구성요소인 제1 축상회전기어 사이를 연결시켜, 제1 축상회전기어쪽으로 회전력을 전달시키는 역할을 한다.
셋째, 본 발명에 따른 버켓컨베이어 벨트종동롤러부(230)에 관해 설명한다.
상기 버켓컨베이어 벨트종동롤러부(230)는 버켓컨베이어 벨트구동롤러부의 회전에 따라 회전되면서, 버켓컨베이어 벨트를 지지하면서 회전구동시키는 역할을 한다.
이는 도 4에 도시한 바와 같이, 벨트종동롤러용 회전봉(231), 제1 축상회전기어(232), 벨트종동롤러기어(233)로 구성된다.
여기서, 벨트종동롤러용 회전봉(231)은 제1 축상회전기어를 형성시키는 역할을 한다.
즉, 벨트종동롤러용 회전봉은 버켓컨베이어본체의 하단인 수평의 길이방향으로 수중에 위치된다.
그리고, 벨트종동롤러용 회전봉 상에 버켓컨베이어 벨트구동롤러부와 동일선상에 위치하는 제1 축상회전기어가 형성된다.
상기 제1 축상회전기어(232)는 벨트종동롤러용 회전봉의 회전축 상에 위치되고, 버켓컨베이어 벨트구동롤러부와 동일선상에 위치되어, 버켓컨베이어 벨트구동롤러부로부터 회전력을 전달받아, 벨트종동롤러기어쪽으로 전달시킨다.
여기서, 버켓컨베이어 벨트구동롤러부와 제1 축상회전기어는 버켓컨베이어 벨트를 지지하면서, 버켓컨베이어벨트를 일측방향으로 회전시킨다.
그리고, 제1 축상회전기어가 버켓컨베이어 벨트구동롤러부와 제1 체인으로 연결되어, 버켓컨베이어 벨트구동롤러부로부터 회전력을 전달받는다.
상기 벨트종동롤러기어(233)는 수조탱크몸체 외벽 중단 일측에 형성되어, 축상회전기어로부터 회전력을 전달받아, 내부에 구성된 벨트종동롤러베어링에 의해 회전된다.
넷째, 본 발명에 따른 버켓컨베이어 벨트구동모터(240)에 관해 설명한다.
상기 버켓컨베이어 벨트구동모터(240)는 회전력을 생성시켜 버켓컨베이어 벨트구동롤러쪽으로 회전력을 전달시키는 역할을 한다.
다섯째, 본 발명에 따른 버켓컨베이어 벨트(250)에 관해 설명한다.
상기 버켓컨베이어 벨트(250)는 버켓컨베이어 벨트구동롤러부와 버켓컨베이어 벨트종동롤러부 사이에 위치되어, 버켓 이송셀를 지지하면서, 일방향으로 회전구동시키는 역할을 한다.
여섯째, 본 발명에 따른 버켓 이송셀(260)에 관해 설명한다.
상기 버켓 이송셀(260)은 일자형상의 받침구조가 버켓컨베이어 벨트상에 복수개로 형성되어, 버켓컨베이어 벨트에 의해 회전되면서, 과채류를 담아서, 역경사형 펼침스크린부쪽으로 쏟아붓는 역할을 한다.
이는 주걱형상 또는 바구니형상으로 형성된다.
다음으로, 본 발명에 따른 역경사형 펼침스크린부(300)에 관해 설명한다.
상기 역경사형 펼침스크린부(300)는 경사형 버켓컨베이어와 대칭구조인 역경사진구조로 형성되어, 메쉬망을 가진 스크린상에서 과채류에 뭍은 이물질을 분리시키면서, 하단방향으로 펼쳐지도록 안내시키는 역할을 한다.
이는 도 6에 도시한 바와 같이, 스크린지지대(310), 스크린망(320), 진동발생기(330)로 구성된다.
상기 스크린지지대(310)는 스크린망이 역경사진구조로 형성되도록 지지해주는 역할을 한다.
상기 스크린망(320)은 스크린지지대에 의해 지지되어, 역경사진구조로 형성되면서, 메쉬망을 가진 스크린상에서 과채류에 뭍은 이물질을 분리시키면서, 하단방향으로 펼쳐지도록 안내시키는 역할을 한다.
상기 진동발생기(330)는 스크린망 하단 일측에 위치되어, 스크린망상에 진동을 발생시키는 역할을 한다.
다음으로, 본 발명에 따른 라인세척컨베이어부(400)에 관해 설명한다.
상기 라인세척컨베이어부(400)는 일렬구조로 형성된 컨베이어를 따라 이송되는 과채류쪽으로 물을 분사시켜 라인세척시키는 역할을 한다.
이는 도 2에 도시한 바와 같이, 일렬구조의 컨베이어상에 "
"형상의 라인세척분사노즐이 복수개로 형성되어 구성된다.
그리고, 라인세척분사노즐 일측에 세척수공급파이프(411)가 형성되며, 그 세척수공급파이프 일측에 세척수흡입펌프(412)가 형성되고, 그 세척수흡입펌프 일측에 세척수저장탱크(413)가 형성되어 구성된다.
상기 라인세척컨베이어부에서는 과채류에 뭍은 이물질(잔류농약, 착색제)를 물분사시켜 제거시킨다.
다음으로, 본 발명에 따른 챔버수납용 메쉬바구니(500)에 관해 설명한다.
상기 챔버수납용 메쉬바구니(500)는 라인세척컨베이어부의 배출구 하단 일측에 위치되어, 세척된 과채류가 담아지도록 수납공간을 형성시키고, 호이스트를 통해 이송되어 하이브리드형 감미수침투챔버의 내부공간쪽에 정위치되도록 지지해주는 역할을 한다.
이는 도 7에 도시한 바와 같이, 하이브리드형 감미수침투챔버의 내부공간의 형상과 동일한 원통형 또는 사각박스형으로 형성되고, 상단부가 개통된 구조로 형성되며, 과채류가 담아지도록 요홈의 수납공간이 형성되어 구성된다.
그리고, 도 7에 도시한 바와 같이, 하이브리드형 감미수침투챔버의 내부공간으로 유입된 천연감미수에 침수되도록 하기 위해, 표면상에 복수개의 메쉬망(510)이 형성되어 구성되고, 그 메쉬망 일측에 0.5mm~1.5mm 두께의 구리도선(520)(노란색)이 코팅되어 구성된다.
여기서, 0.5mm~1.5mm 두께의 구리도선은 겉껍질자극용 다채널 일렉트로포레이션(Electroporation)부의 (+)단자형 칩봉과 접촉되어, 100mA 미세전류를 인가받아 챔버수납용 메쉬바구니 전체에 100mA 미세전류가 흐르도록 형성시킨다.
또한, 테두리 상단 일측에 호이스트와 연결되도록 연결지그 또는 연결홈이 형성되어 구성되고, 하단 바닥부위에 겉껍질자극용 다채널 일렉트로포레이션(Electroporation)부의 (-)그라운드단자형 집게부가 연결되어 구성된다.
상기 챔버수납용 메쉬바구니는 가볍고, 부식이 잘 안되며, 내구성이 우수한 스테인레스(SUS)재질로 이루어진다.
다음으로, 본 발명에 따른 호이스트부(600)에 관해 설명한다.
상기 호이스트부(600)는 하나의 공간의 천장 부위에 위치되어, 챔버수납용 메쉬바구니를 들어서, 하이브리드형 감미수침투챔버의 내부공간에 정위치되도록 지지해주는 역할을 한다.
이는 도 8에 도시한 바와 같이, 호이스트와이어(610), 와이어감김드럼부(620), 호이스트직선이송레일부(630), 이송모터(640)로 구성된다.
상기 호이스트와이어(610)는 챔버수납용 메쉬바구니와 연결되어, 챔버수납용 메쉬바구니를 들어서 지지해주는 역할을 한다.
상기 와이어감김드럼부(620)는 호이스트와이어를 감거나 풀어주는 역할을 한다.
상기 호이스트직선이송레일부(630)는 이송모터로부터 직선운동의 힘을 전달받아, 천장에서 X축 길이방향을 따라 직선운동하면서, 호이스트와이어에 연결된 챔버수납용 메쉬바구니를 하이브리드형 감미수침투챔버쪽으로 이송시키는 역할을 한다.
상기 이송모터(640)는 직선운동의 힘을 발생시켜, 호이스트직선이송레일부쪽으로 전달시키는 역할을 한다.
다음으로, 본 발명에 따른 천연감미수 교반탱크부(700)에 관해 설명한다.
상기 천연감미수 교반탱크부(700)는 원통드럼형상으로 형성되어, 천연감미수를 교반시켜 저장시킨 후, 스마트제어부의 제어신호에 따라 천연감미수를 하이브리드형 감미수침투챔버쪽으로 공급시키는 역할을 한다.
이는 도 9에 도시한 바와 같이, 공급탱크본체(710), 교반날개(720), 교반날개용회전모터(730), 항온기(740), 천연감미수공급펌프(750), 천연감미수공급파이프(760), 천연감미수 공급용 온오프자동밸브(770), 감미수세척용 노즐분사세척부(780), 드레인배출부(790)로 구성된다.
첫째, 본 발명에 따른 공급탱크본체(710)에 관해 설명한다.
상기 공급탱크본체(710)는 원통드럼형상으로 형성되어, 각 기기를 외압으로부터 보호하고 지지해주는 역할을 한다.
이는 도 10에 도시한 바와 같이, 상단 헤드부상에 힌지구조의 뚜껑이 형성되어 구성되고, 내부공간의 중심에 중심축을 형성시키는 중심봉이 형성되며, 중심봉 일측에 교반날개가 복수개로 형성되어 구성된다.
그리고, 바닥면 일측에 항온기가 형성되고, 측면 일측에 하이브리드형 감미수침투챔버쪽으로 천연감미수를 공급시키는 공급파이프가 형성되어 구성된다.
공급파이프 상에는 천연감미수 공급용 온오프자동밸브가 포함되어 구성된다.
또한, 내벽 일측에 천연감미수의 수위를 센싱시키는 천연감미수 수위센서부(711)가 포함되어 구성된다.
둘째, 본 발명에 따른 교반날개(720)에 관해 설명한다.
상기 교반날개(720)는 도 11에 도시한 바와 같이, 공급탱크본체의 내부공간 중심축에 수직의 길이방향을 따라 형성되어, 천연감미수를 회전시키면서 교반시키는 역할을 한다.
셋째, 본 발명에 따른 교반날개용회전모터(730)에 관해 설명한다.
상기 교반날개용회전모터(730)는 공급탱크본체의 상단 일측에 위치되어, 회전력을 생성시켜, 회전날개쪽으로 전달시키는 역할을 한다.
넷째, 본 발명에 따른 항온기(740)에 관해 설명한다.
상기 항온기(740)는 공급탱크본체의 하단 바닥부위쪽에 위치되어, 온도조절기를 통해 공급탱크본체의 내부공간의 온도를 10도~90도에 맞게 일정하게 유지시키는 역할을 한다.
다섯째, 본 발명에 따른 천연감미수공급펌프(750)에 관해 설명한다.
상기 천연감미수공급펌프(750)는 공급탱크본체 일측에 위치되어, 1kg/cm2~8kg/cm2의 펌프힘을 생성시켜, 천연감미수 공급파이프쪽으로 전달시키는 역할을 한다.
여섯째, 본 발명에 따른 천연감미수공급파이프(760)에 관해 설명한다.
상기 천연감미수 공급파이프(760)는 공급탱크본체의 측면 일측에 위치되고, 천연감미수공급펌프로부터 1kg/cm2~8kg/cm2의 펌프힘을 전달받아 하이브리드형 감미수침투챔버쪽으로 천연감미수를 공급시키는 역할을 한다.
일곱째, 본 발명에 따른 천연감미수 공급용 온오프자동밸브(770)에 관해 설명한다.
상기 천연감미수 공급용 온오프자동밸브(770)는 천연감미수 공급파이프 상에 위치되어, 공급탱크본체의 내부공간에 저장된 천연감미수를 하이브리드형 감미수침투챔버쪽으로 공급되도록 온오프 자동밸브의 역할을 수행한다.
여덟째, 본 발명에 따른 감미수세척용 노즐분사세척부(780)에 관해 설명한다.
상기 감미수세척용 노즐분사세척부(780)는 도 11에 도시한 바와 같이, 공급탱크본체의 내부공간 상단쪽에 X축 길이방향을 따라 형성되어, 공급탱크본체의 내부공간쪽으로 세척수를 분사시켜 내벽에 뭍거나 남아 있는 천연감미수를 세척시키는 역할을 한다.
이는 감미수세척용 노즐분사(781), 감미수세척용 세척수공급탱크(782), 감미수세척용 흡입펌프(783)가 구성된다.
상기 감미수세척용 노즐분사(781)는 감미수세척용 흡입펌프로부터 공급된 세척수를 공급탱크본체의 내부공간쪽으로 분사시켜 세척시키는 역할을 한다.
이는 급탱크본체의 내부공간 상단쪽에 X축 길이방향을 따라 형성된다.
상기 감미수세척용 세척수공급탱크(782)는 감미수세척용 흡입펌프를 통해 세척수를 감미수세척용 노즐분사로 공급시키는 역할을 한다.
상기 감미수세척용 흡입펌프(783)는 흡입의 힘을 생성시킨다.
이는 스마트제어부의 제어신호에 따라 구동된다.
아홉째, 본 발명에 따른 드레인배출부(790)에 관해 설명한다.
상기 드레인배출부(790)는 공급탱크본체의 바닥면 일측에 위치되어, 공급탱크본체의 내부공간에 남아 있는 천연감미수, 또는 노즐분사세척부를 통해 세척되는 세척수를 드레인배출시키는 역할을 한다.
상기 천연감미수 교반탱크부에 저장된 후, 하이브리드형 감미수침투챔버쪽으로 공급되는 천연감미수의 배합비율에 관해 설명한다.
상기 천연감미수는 하이브리드형 감미수침투챔버의 공가압과 일렉트로포레이션(Electroporation)으로 이루어진 하이브리드방식으로, 과채류의 겉껍질쪽에 미세한 홀을 형성시킨 후, 형성시킨 미세한 홀을 통하여 심지(Core)까지 침투되어, 과채류 당도를 5~6브릭스에서 12~14브릭스까지 향상시키는 역할을 한다.
본 발명에 따른 천연감미수는 물 85wt%~95wt%, 감미료 2wt%~10wt%, 착향료 0.5wt%~3wt%, 구연산 0.5wt%~2wt%, 칼슘 0.2wt%~1wt%, 안토시아닌 0.8wt%~2wt%, 소금 0.5wt%~3wt%가 혼합되어 조성된다.
그리고, 본 발명에서 설명되는 천연감미수에서 천연이라는 것은 인체에 무해하고 자연상태에서 채취한 구성요소인 꿀, 메이플 시럽, 코코넛 당, 대추야자, 블랙스트랩 당밀, 아가베 시럽, 수카나트, 스테비오사이드, 효소 처리 스테비아의 천연 감미료가 포함되어 조성되기 때문이다.
먼저, 천연감미수의 핵심구성요소인 감미료에 관해 설명한다.
[감미료]
과채류의 당도(브릭스)를 향상시키는 물질로서, 아스파르탐, 아세설팜칼륨 , 네오테임, 수크랄로스 , 타우마틴, 글리시리진, 또는 그들의 조합을 포함한 인공 감미료；및 꿀, 메이플 시럽, 코코넛 당, 대추야자, 블랙스트랩 당밀, 아가베 시럽, 수카나트, 스테비오사이드, 효소 처리 스테비아, 레바우디오시드 Ａ, 또는 그들의 조합을 포함한 천연 감미료；로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종의 혼합물로 이루어진다.
<아스파르탐>
설탕보다 200배의 단맛을 자랑하는 인공감미료로서, 백색의 밀가루 같은 결정성 분말 형태이다. 아미노산의 일종이라 열을 가하면 분해되어 단맛을 잃어버린다. 160도 이상이면 단맛이 급격히 줄어든다.
설탕과 달리 뮤탄스균이 분해하지 못하여 충치를 유발하지 않는다.
<아세설팜칼륨>
백색의 결정성 분말로 냄새가 없으며 물에 잘 녹는다. 설탕보다 200배 강한 단맛을 내는 무열량 감미료로서, 열이나 pH에 안정적이며, 사카린처럼 약간 쓴 뒷맛을 가지고 있다.
아스파탐과 수크랄로스와 함께 더 단맛을 만들기 위해 거의 항상 다른 감미료와 함께 사용된다.
<네오테임>
물에 용해되는 투명 파우더로 현재의 설탕 보다 당도가 7천에서 1만3천배로 달아 설탕 대용으로 많이 사용된다.
제빵과 비알코울 음료, 껌, 당제, 과자류, 빙과류, 젤라틴(Felatins), 잼, 젤리, 과일, 쥬스, 시럽 등에 첨가물 등으로 널리 사용된다.
<수크랄로스>
설탕으로부터 만들어지며 설탕에 비해 약 600배의 감미도와 설탕과 유사한 감미 특성을 갖는다.
이는 열에 매우 안정적이므로 초고온살균, 저온살균, 베이킹과 같은 고온처리 식품의 가공에서도 감미가 그대로 유지된다.
또한 낮은pH에서 장기 보관되는 식품에서도 높은 안정성을 나타내며 무 칼로리(non-caloric)이고 충치를 발생시키지 않는다.
수크랄로스는 인체에 매우 안전하다.
우수한 안정성과 고품질의 단맛을 가지고 있어 탄산음료, 알코올음료, 유음료, 유가공품,제과, 과일 및 야채통조림, 시리얼, 피클과 소스, 잼류, 츄잉껌 등 다양한 분야에 적용된다.
<타우마틴(Thaumatin)>
설탕의 약 3,000배에 달하는 감미도를 가진 식물단백질로서, 아프리카 서중부의 나이지리아, 자이르, 콩코 등에서 나는 katemfe라는 식물의 씨앗에 존재한다.
설탕과 거의 유사한 감미도를 지니고 있기에 다른 감미료보다 매우 우수한 장점을 가진다.
<글리시리진>
글리시린산(glycyrrhic acid)의 나트륨염. 감초의 뿌리에 존재하는 감미성분으로 감미도는 설탕의 약 50배 정도이나 설탕과는 다른 단맛을 가지고 있으며 입안에서 단맛을 느끼는데 시간이 걸린다.
<꿀>
인류가 오랫동안 사용해 온 천연 감미료다. 꿀 한 티스푼으로 설탕 한 스푼만큼의 단맛을 낼 수 있어 설탕이나 물엿 대신 사용하기에 안성맞춤이다. 천연 감미료 역할을 톡톡히 하는 꿀은 맛뿐만 아니라 다양한 영양소와 항산화 성분, 항균 성분, 항바이러스 성분 등을 함유한 건강식품이기도 하다.
<메이플시럽>
단풍나무 수액을 끓여 만든 것으로 시럽은 물론이고 건조와 분말화를 거쳐 메이플 설탕으로 판매되기도 한다. 단맛이 강해 설탕 사용량의 3/4만 사용해도 되며, 마그네슘이 풍부하게 함유되어 있어 건강에도 좋다.
<코코넛 당>
코코넛 야자나무 싹에서 추출한 수액인 코코넛 당 역시 설탕 대신 사용하기에 매우 적합한 천연 감미료다. 단맛을 내는 것은 기본이고, 티아민, 철분, 구리, 아연, 마그네슘, 칼슘, 칼륨, 항산화 성분 등 건강에 유익한 성분들이 함유되어 있으며, 이 밖에도 장 건강의 핵심인 장내 유익균의 먹이가 되는 난소화성 탄수화물도 함유되어 있다.
<대추야자>
달고 끈적거리는 특징이 있는 대추야자는 설탕의 2/3만 사용해도 단맛을 낼 수 있다. 대추야자에는 칼륨과 망간, 마그네슘, 구리, 칼슘, 비타민 B, 비타민 K 등의 영양 성분이 풍부하게 함유되어 있어 설탕 대용으로 사용하는 것 외에도 대추야자를 건조해 아이들에게 과자 대신 주어도 좋다.
<블랙스트랩 당밀>
사탕수수에서 설탕이 결정되고 난 후 남은 어두운색의 액체를 블랙스트랩 당밀이라고 한다. 한 티스푼으로 하루 철분과 칼슘의 일일 섭취 권장량의 6%를 보충할 수 있으며, 이 밖에도 칼륨과 비타민 B6, 구리, 셀레늄, 망간 등의 다양한 영양소가 함유되어 있다.
<아가베 시럽>
멕시코의 용설란(Agave Americana)이라는 다육 식물에서 추출한 수액으로, 과일에서 얻을 수 있는 과당이 많이 함유된 천연 감미료다. 설탕보다 약 1.4배 정도 높은 당도를 자랑하며, 맛은 꿀과 비슷하지만, 농도는 꿀보다 묽어서 차가운 물에도 잘 섞인다. 음료를 만들 때 설탕이나 시럽 대신 사용하기에도 좋다.
<수카나트>
사탕수수의 즙을 이용해 만든 것으로 테이블스푼당 45㎈로, 단맛의 강도는 설탕과 비슷하다. 수카나트는 백설탕과는 달리 정제되지 않았기 때문에 영양분이 더욱 풍부하게 잘 함유되어 있으며, 찬물에 잘 섞이고 맛도 순해서 음료에 섞어 마시기 좋다.
<스테비오사이드(stevioside)>
스테비아의 잎에 들어 있는 단맛이 나는 감미료이다. 내열성, 내산성, 내알칼리성의 특성이 있다.
천연감미료로서, 열과 산에 안정성이 있으며, Maillard 반응을 일으키지 않고 갈변되지 않으며, 음료, 유가공품, 제과, 주류 등에 널리 사용된다.
스테비아 감미료는 뒷맛이 떫고 쓴맛이 잔존하기 때문에 타감미료, 타기능성소재와 혼합사용하여 뒷맛을 개선함으로써 제품의 맛을 증가시킬 수 있다.
<효소 처리 스테비아>
테비아추출물에 α-글루코실전이효소 등을 이용하여 글루코오스를 부가시켜 얻어지는 것으로서 그 성분은 α-글루코실스테비오사이드 등이다.
건조물로 환산한 것은 스테비올배당체 80.0% 이상을 함유하고 미반응스테비올배당체 15.0% 이하를 함유한다.
백색 또는 엷은 황색의 분말, 박편 또는 과립으로서 냄새가 없거나 또는 약간 특유한 냄새를 가지며 청량한 감미를 갖는다.
<레바우디오시드 Ａ>
스테비올배당체 중 단 맛이 가장 강하고(설탕의 약 350배), 쓴 맛이 적어 맛도 가장 좋은 성분을 갖는다. 전체 잎의 2~4% 밖에 없는 성분으로 가장 고가의 성분이다.
다음으로, 천연감미수의 구성요소인 착향료에 관해 설명한다.
[착향료]
과채류의 맛과 향을 상승시키기 위해 사용하는 첨가물로서, 냄새를 없애거나, 강화, 변화시키는 기능을 가진다.
이는 과일향, 발효유향, 크림향기 및 밀크향기로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 또는 둘 이상이 혼합되어 이루어진다.
여기서, 과일향은 액상성분으로 이루어져, 과즙, 망고향(열대과일 추출), 망고향(일반과일 추출), 사과향, 포도향, 바나나향 중 어느 하나 또는 둘이상의 혼합되어 조성된다.
본 발명에서는 천연감미수에 과일향(액상)을 첨가하여, 과채류 중 망고에서 사과향이 나거나, 바나나에서 포도향이 나거나, 사과에서 포도향이 나도록 하여, 소비자로 하여금 냄새와 풍미를 자극시킬 수가 있다.
다음으로, 천연감미수의 기능성 구성요소인 구연산에 관해 설명한다.
[구연산]
레몬이나 밀감 따위의 과실 속에 풍부하게 들어 있는 유기산으로, 이온화되어 3가의 음이온으로 작용하는 하이드록시트라이카복실산의 한 종류이나 다른 카복실산보다는 강한 산성을 띤다.
무색무취의 고체 결정으로 물에 잘 녹고 신맛이 있어, 청량음료, 의약품의 첨가제로 쓰인다. 화학식은 C6H8O7이다. 그리고, 방부효과가 뛰어난 특성을 가진다.
본 발명에서 구연산을 사용하는 이유는 기준시간보다 천연감미수의 사용시간이 늘어나거나 운송기간이 늘어났을 때, 천연방부제 역할을 수행하도록 하기 위함이다.
다음으로, 천연감미수의 기능성 구성요소인 칼슘에 관해 설명한다.
[칼슘]
몸을 지탱하는 뼈와 치아를 튼튼하게 유지해주는 물질로서, 근육이 수축하고 이완하는 전해질, 그리고 혈액응고에 영향을 미치는 특성을 가진다. 본 발명에서 칼슘을 사용하는 이유는 과채류의 겉껍질이나 심지부위에 있는 전분을 젤(겔)상태로 변형시켜, 과채류의 겉껍질과 심지에서 물이 빠져나오는 것을 방지해주는 역할을 한다.
다음으로, 천연감미수의 기능성 구성요소인 안토시아닌(Anthocyanin)에 관해 설명한다.
[안토시아닌(Anthocyanin)]
꽃이나 과실 등에 포함되어 있는 안토시아니딘의 색소배당체(色素配當體:색소 글리코시드)로 가수분해에 의해 하나 또는 둘의 단당류와 아글리콘으로 분류된다.
가수분해에 의하여 하나 또는 둘의 단당류(單糖類)와 아글리콘으로 분류된다.
펠라르고니딘의 배당체인 펠라르고닌·시아니딘의 배당체인 시아닌 등 많은 것이 알려져 있으나 이들은 당의 부착방식에 따라 6군(群) 18클래스로 분류된다.
또 당은 글루코스·갈락토스·람노스·자일로스 등으로 자연계에서는 3자리, 5자리 또는 양쪽의 하이드록시기에 결합되어 있다.
알러지증상완화효과, 당뇨예방효과, 암예방 및 눈시력개선의 효과가 있다.
다음으로, 천연감미수의 기능성 구성요소인 소금에 관해 설명한다.
[소금]
짠맛이 나는 백색의 결정체로서, 대표적인 조미료이며 동물에게 있어 체내 삼투의 유지라는 중요한 역할을 하는 필수 물질이다.
본 발명에서는 소금을 사용하는 이유는 하이브리드형 감미수침투챔버에 충전되는 천연감미수쪽으로 겉껍질자극용 다채널 일렉트로포레이션(Electroporation)부에 의해 미세전류가 인가되면, 천연감미수에 포함된 소금이 Na+, Cl-로 이온화되어 전해질 역할을 수행하도록 하여, 천연감미수에 포함된 Na+, Cl-에 의해 미세전류가 과채류의 겉껍질쪽으로 흘러서, 과채류의 겉껍질에 미세홀을 형성시키도록 하기 위함이다.
일실시예로서, 본 발명에 따른 천연감미수의 제조는 80℃ 물 90wt%에다가 감미료의 핵심구성요소인 수크랄로스 6wt%, 스테비오사이드(stevioside) 1%를 투입한 후, 교반날개 150rpm 속도로 30분간 교반시킨 후, 착향료의 핵심구소인 과일향 중 망고향 0.5wt%, 구연산 0.5wt%, 칼슘 0.2wt%, 안토시아닌 0.8wt%, 소금 1wt%를 추가로 투입시킨 후, 교반날개 250rpm 속도로 60분간 교반시킨 후, 항온기의 구동을 오프시켜 자연냉각시켜 10℃~25℃의 천연감미수 제조를 완료한다.
여기서, 10℃~25℃로 천연감미수를 제조하는 이유는 10℃이하에서는 분자간의 활성화율이 떨어져 과채류 침투가 잘안되고, 25℃이상에서는 열에 의해 과채류 표면이 짖눌러지거나 녹아내리는 현상이 발생되기 때문에, 10℃~25℃로 천연감미수를 제조하는 것이 가장 바람직하다.
다음으로, 본 발명에 따른 하이브리드형 감미수침투챔버(800)에 관해 설명한다.
상기 하이브리드형 감미수침투챔버(800)는 직립의 수직구조를 갖는 원통드럼형상으로 형성되어, 진공가압·감압·정압과 다채널 일렉트로포레이션(Electroporation)으로 이루어진 하이브리드방식으로, 과채류의 겉껍질쪽에 미세한 홀을 형성시킨 후, 형성시킨 미세한 홀을 통하여 천연감미수를 심지(Core)까지 침투시켜 고당도 과채류를 생성시키는 역할을 한다.
이는 도 12에 도시한 바와 같이, 챔버본체(810), 감미수유입파이프(820), 감미수필터부(830), 진공흡입부(840), 다단압축기(850), 겉껍질자극용 다채널 일렉트로포레이션(Electroporation)부(860), 감미수배출펌프(870), 배출파이프(880)로 구성된다.
첫째, 본 발명에 따른 챔버본체(810)에 관해 설명한다.
상기 챔버본체(810)는 직립의 수직구조를 갖는 원통드럼형상으로 형성되어, 각 기기를 외압으로부터 보호하고 지지하는 역할을 한다.
이는 도 13에 도시한 바와 같이, 힌지구조와 밀폐클립바로 이루어진 헤드부뚜껑이 형성되고, 헤드부뚜껑 표면을 따라 외부 일측에 진공 흡입부가 형성되며, 그 진공 흡입부 일측에 다단압축기가 형성되어 구성된다.
그리고, 챔버본체의 하단측벽에 겉껍질자극용 다채널 일렉트로포레이션(Electroporation)부가 형성되고, 그 겉껍질자극용 다채널 일렉트로포레이션(Electroporation)부 일측에 감미수배출펌프와 배출파이프가 형성되어 구성된다.
또한, 챔버본체의 상단 측벽 일측에 감미수유입파이프가 형성되고, 그 감미수유입파이프상에 감미수필터부가 형성되어 구성된다.
그리고, 내벽 일측에 내부공간의 압력을 센싱시키는 압력센서(811)와, 내부공간의 온도를 센싱시키는 온도센서(812)가 포함되어 구성된다.
챔버본체의 중단 외벽 일측에 터치스크린부(813)가 형성되어 구성된다.
여기서, 터치스크린부(813)는 스마트제어부의 제어신호에 따라 각 기기의 구동상태를 표출시키고, 미세전류파형의 파라미터를 조절할 수 있는 조절버튼부가 활성화된다.
둘째, 본 발명에 따른 감미수유입파이프(820)에 관해 설명한다.
상기 감미수유입파이프(820)는 챔버본체의 하단에서 상단까지 지그재그형상으로 형성되어, 천연감미수 교반탱크부로부터 천연감미수를 공급받아 챔버본체의 내부공간으로 유입시키는 역할을 한다.
이는 파이프 공간상에 유입되는 천연감미수를 감지시키는 천연감미수감지센서(821)가 포함되어 구성된다.
셋째, 본 발명에 따른 감미수필터부(830)에 관해 설명한다.
상기 감미수필터부(830)는 감미수유입파이프 상에 형성되어, 감미수에 포함된 이물질을 필터링시키는 역할을 한다.
넷째, 본 발명에 따른 진공흡입부(840)에 관해 설명한다.
상기 진공 흡입부(840)는 챔버본체의 내부공간에 있는 공기를 흡입하여 진공압력을 형성시키는 역할을 한다.
이는 챔버본체의 헤드부뚜껑 외부 표면을 따라 내부공간까지 진공흡입구(841)가 형성되고, 그 진공흡입구 일측에 진공흡입펌프(842)가 형성되어 구성된다.
여기서, 진공흡입펌프는 챔버본체의 외부 일측에 형성되어 구성된다.
다섯째, 본 발명에 따른 다단압축기(850)에 관해 설명한다.
상기 다단압축기(850)는 진공흡입부 일측에 위치되어, 챔버본체의 내부공간쪽으로 공기를 공급하여 가압시키거나, 또는 공기를 배출하여 감압시키거나 또는 정압시키는 역할을 한다.
이는 진공흡입부의 진공흡입구 일측에 다단압축구 형성되고, 그 다단압축구 일측에 압축기가 형성되어 구성된다.
상기 다단압축기는 과채류의 종류와 무게, 그리고, 과채류의 겉껍질두께에 따라 5초~90초동안 0.3Mpa~0.5Mpa로 가압시키거나, 또는 10초~30초동안 -0.1Mpa~-0.3Mpa로 감압시키거나, 또는 3초~7초동안 0.2Mpa~0.4Mpa로 정압시키도록 구성된다.
즉, 겉껍질자극용 다채널 일렉트로포레이션(Electroporation)부를 통해, 과채류의 겉껍질쪽에 미세한 홀을 형성시키면, 형성된 미세한 홀쪽으로 다단압축기의 가압, 감압, 정압을 통해 천연감미수를 심지(Core)까지 침투시킬 수 있다.
이때, 겉껍질자극용 다채널 일렉트로포레이션(Electroporation)부를 통해, 과채류의 겉껍질쪽에 미세한 홀을 형성시킬 수 있고, 이와 함께, 다단압축기의 가압, 감압, 정압세기 및 시간을 과채류에 맞게 설정할 수 있어, 임의로 가압, 감압, 정압시킴으로 인해 발생되는 과채류의 으깨짐이나 터짐현상없이, 과채류의 원상태 그대로 보호하면서, 천연감미수를 심지(Core)까지 침투시킬 수 있고, 당도를 1.5배~3배까지 높일 수가 있다.
여섯째, 본 발명에 따른 겉껍질자극용 다채널 일렉트로포레이션(Electroporation)부(860)에 관해 설명한다.
상기 겉껍질자극용 다채널 일렉트로포레이션(Electroporation)부(860)는 챔버내부공간의 천연감미수에 침수된 과채류의 겉껍질쪽으로 순간적, 반복적으로 미세전류를 가하여, 과채류의 겉껍질쪽에 미세한 홀을 형성시킨 후, 형성시킨 미세한 홀을 통하여 천연감미수를 심지(Core)까지 침투시키는 역할을 한다.
여기서, 미세전류는 100mA~1000마이크로A의 전류를 말한다.
그리고, 다채널이라는 것은 과채류의 종류, 크기, 겉껍질두께에 따른 다단압축기의 가압, 감압, 정압세기 및 시간, 그리고, 겉껍질자극용 다채널 일렉트로포레이션(Electroporation)부의 미세전류세기와 시간을 테이블표하여 다양하게 구성시키는 것을 말한다.
즉, 과채류 중에서 신맛을 내는 레몬이나, 오렌지, 사과, 배의 경우에 약한 산이 들어 있어서, 꼬마전구를 구동시킬 수 있는 80mA~100mA 미세전류가 흐르게 된다.
본 발명에서는 꼬마전구를 구동시킬 수 있는 과채류 미세전류와 비슷한 낮은 강도를 가지는 100mA 미만을 천연감미수쪽으로 송출하는 전기장치를 사용하여 과채류의 겉껍질쪽에 미세한 홀을 형성시킨다.
즉, 과채류의 겉껍질에는 세포막이 있고, 세포핵이 있으며, 그 세포핵이 미세전류 100mA~1000㎂에 의해 반응하여, 세포막과 세포막사이의 간극을 넓게 형성시켜, 미세한 홀을 형성시킨다.
이로 인해, 도 19에 도시한 바와 같이, 과채류의 겉껍질쪽으로 순간적, 반복적으로 미세전류를 가하여, 과채류의 겉껍질쪽에 미세한 홀을 형성시킨다.
상기 겉껍질자극용 다채널 일렉트로포레이션(Electroporation)부(860)는 도 14에 도시한 바와 같이, 정전류형 HCS(Howland Current Source)부(861), 미세전류출력제어부(862), 디지털 포텐션미터부(863), (+)단자형 칩봉(864), (-)그라운드단자형 집게부(865)로 구성된다.
[정전류형 HCS(Howland Current Source)부(861)]
이는 주파수 0~1000Hz, 전압 5V의 정현파 신호를 입력받아 (+)단자형 칩봉쪽으로 100mA 미세전류를 흘러보내고, (-)그라운드단자형 집게부쪽에 그라운드처리시키는 역할을 한다.
과채류에 적용되는 전류의 안전성은 전압이 아닌, 인가된 전류의 크기에 의해 제한되기 때문에 전압원보다 전류원이 사용된다.
도 15에 도시한 바와 같이, RL에 인가되는 출력전류는 저항들 뿐만 아니라, 입력전압 V+와 V-에 의해 결정된다.
i1,i2,i3,i4,i5,iload는 다음의 수학식 1과 같이 표현된다.
키르히호프의 전류법칙에 의해서 수학식 1은 다음의 수학식 2, 수학식 3, 수학식 4와 같이 표현된다.
상기 수학식 2는 다음의 수학식 5와 같이 표현된다.
상기 수학식 3은 다음의 수학식 6과 같이 표현된다.
상기 수학식 4는 다음의 수학식 7과 같이 표현된다.
수학식 6과 수학식 7에 의해서 다음의 수학식 8과 같이 표현된다.
수학식 7에 수학식 8을 대입하면 다음의 수학식 9와 같이 표현된다.
만약, R이 Rt에 비해 충분히 크다면 수학식 9에서의 i2는 충분히 무시가 가능해지면, 따라서 iload= Vinput/Rt가 된다.
이로 인해, 정전류형 HCS(Howland Current Source)부(861)는 폭넓은 출력 스윙과 저전력소모가 가능하도록 구성된다.
상기 정전류형 HCS(Howland Current Source)부(861)는 도 16에 도시한 바와 같이, 미세전류출력제어부의 PWM신호를 인가받고, 디지털 포텐션미터부의 R11W, R11L신호를 인가받아 제1 비교기의 입력단에 주파수 0~1000Hz, 전압 5V의 정현파 신호를 인가시키도록 구성된다.
그리고, 제2 비교기에서 한번 더 필터링해서, PWM으로 출력된 5V의 전압을 분배하여 전류세기를 조절한다.
상기 디지털 포텐션미터부의 저항범위는 0에서 10,000옴이며, 가변저항의 탭수는 256개로 구성된다.
이로 인해, 정전류형 HCS(Howland Current Source)부의 최대 전류세기는 100mA이므로, 전압분배범위는 0에서 100mA까지 출력이 되도록 구성된다.
이에, 도 16에 도시한 바와 같이, 디지털 포텐션미터부의 고정저항 R21의 크기는 최대 366,19.4옴이 필요하므로, 계산값 보다 큰 표준저항에서 가장 가까운값인 36kΩ을 사용한다.
[미세전류출력제어부(862)]
이는 각 기기의 전반적인 구동을 제어하면서, 미세전류파형이 발생되도록 제어시키는 역할을 한다.
이는 PWM의 주파수와 듀티비 계산, 디지털 포텐션미터부의 탭수 계산을 통한 전압분배제어, 상태 발광다이오드 점멸제어를 제어시키도록 구성된다.
즉, PWM 기능을 활성화시킨 후, 대기모드 진입을 하였다는 신호를 스마트제어부로 전송시킨다.
이때, 대기모드 진입 신호를 받은 스마트제어부에서는 비활성화되어있던 미세전류파형의 파라미터를 조절할 수 있는 조절버튼부가 스마트제어부의 제어하에 터치스크린창에 활성화된다.
이어서, 스마트제어부에서 사용자가 원하는 5개의 파라미터들을 설정하고, 시작 버튼을 클릭하면 설정된 파라미터들이 통신망을 통해 미세전류출력제어부로 전달된다.
수신받은 제어명령신호에는 패킷 검사를 통하여 출력 극성, 주파수, 전류세기, 듀티비, 켜짐/꺼짐의 데이터를 분류하여, 해당 데이터값에 따라 PWM 조절 및 전압분배 저항 조절을 하라는 신호가 포함되어 구성된다.
설정된 시간이 모두 경과하면 스마트제어부에서 자동으로 꺼짐 신호를 보내서 수신받은 미세전류출력제어부는 해당 채널의 PWM을 모두 종료시킨다.
[디지털 포텐션미터부(863)]
이는 미세전류출력제어부의 제어신호에 따라 구동되어, 전압분배하여 미세전류 세기를 제어시키는 역할을 한다.
이는 도 17에 도시한 바와 같이 구성된다.
[(+)단자형 칩봉(864)]
이는 챔버내부공간의 천연감미수쪽으로 침수되도록 수직의 길이방향을 갖는 봉형상으로 형성되고, 끝단쪽에 정전류형 HCS(Howland Current Source)부가 연결되어, 정전류형 HCS(Howland Current Source)부로부터 100mA 미세전류를 인가받아 챔버내부공간의 천연감미수쪽으로 침지시킨상태에서 흘러보내는 역할을 한다.
이때, 천연감미수에 포함되어 녹아있는 이온화 물질(Na+, Cl-)이 전해질역할을 하면서 천연감미수에 침수된 과채류의 겉껍질을 지나, (-)그라운드단자형 집게부까지 흐르게된다.
천연감미수쪽으로 100mA 미세전류가 흐르게 되면, 또 다른 임피던스, 부하장애물 때문에 1000마이크로A의 미세전류만이 흐르게 되어, 과채류의 겉껍질쪽에 접촉시, 미세한 홀을 형성시키게 된다.
그리고, 도 18에 도시한 바와 같이, (-)그라운드단자형 집게부가 과채류를 담은 챔버수납용 메쉬바구니의 하단 바닥부위에 형성됨으로서, 전해질 역할을 하는 천연감미수에 흐르는 미세전류가 (+)단자형 칩봉, 천연감미수를 지나, 과채류겉껍질, (-)그라운드단자형 집게부쪽으로 흐르도록 형성시킬 수가 있다.
[(-)그라운드단자형 집게부(865)]
이는 과채류를 담은 챔버수납용 메쉬바구니의 하단 바닥부위에 형성되어, 천연감미수에 흐르는 미세전류가 천연감미수를 지나, 과채류겉껍질, (-)그라운드단자형 집게부쪽으로 흐르도록 형성시키는 역할을 한다.
이처럼, 정전류형 HCS(Howland Current Source)부, 미세전류출력제어부, 디지털 포텐션미터부, (+)단자형 칩봉, (-)그라운드단자형 집게부로 이루어진 겉껍질자극용 다채널 일렉트로포레이션(Electroporation)부가 형성됨으로서, 과채류의 겉껍질쪽에 미세한 홀을 형성시키고, 형성시킨 미세한 홀에 다단압축기의 가압, 감압, 정압을 가하여, 천연감미수를 심지(Core)까지 침투시킬 수 있어, 기존의 진공가압식 감미료 투입장치에 비해, 과채류의 으깨짐이나 터짐현상없이, 원상태 그대로 보호하면서, 천연감미수를 심지(Core)까지 침투시킬 수 있고, 당도를 1.5배~3배까지 높일 수가 있다.
일곱째, 본 발명에 따른 감미수배출펌프(870)에 관해 설명한다.
상기 감미수배출펌프(870)는 챔버본체의 하단 일측에 위치되어, 스마트제어부의 제어신호에 따라 구동되어, 배출파이프쪽으로 배출펌프의 힘을 전달시키는 역할을 한다.
여덟째, 본 발명에 따른 배출파이프(880)에 관해 설명한다.
상기 배출파이프(880)는 감미수배출펌프로부터 배출펌프의 힘을 전달받아, 쳄버본체의 내부공간에 충전된 천연감미수를 배출파이프쪽으로 배출시키는 역할을 한다.
다음으로, 본 발명에 따른 냉풍건조·낙하부(900)에 관해 설명한다.
상기 냉풍건조·낙하부(900)는 하이브리드형 감미수침투챔버 일측에 위치되어, 하이브리드형 감미수침투챔버를 통해 감미수침투가 완료되어 생성된 고당도 과채류를 컨베이어 이송시키면서 냉풍건조시킨 후, 용기자동포장부쪽으로 고당도 과채류를 낙하시키는 역할을 한다.
이는 도 20 및 도 21에 도시한 바와 같이, 일렬컨베이어이송부(910), 냉풍분사부(920), 호퍼형 낙하부(930)로 구성된다.
첫째, 본 발명에 따른 일렬컨베이어이송부(910)에 관해 설명한다.
상기 일렬컨베이어이송부(910)는 일렬컨베이어구조로 형성되어, 하이브리드형 감미수침투챔버를 통해 감미수침투가 완료되어 생성된 고당도 과채류를 호퍼형 낙하부쪽으로 컨베이어 이송시키는 역할을 한다.
이는 도 22에 도시한 바와 같이, 벨트컨베이어(911), 일렬컨베이어구동롤러(912), 구동롤러용 구동모터(913), 일렬컨베이어 종동롤러(914)로 구성된다.
상기 벨트컨베이어(911)는 고당도 과채류가 놓여지도록 받침역할과, 이송역할을 수행시키는 역할을 한다.
상기 일렬컨베이어구동롤러(912)는 구동롤러용 구동모터로부터 회전력을 전달받아 벨트컨베이어를 구동시키는 역할을 한다.
상기 구동롤러용 구동모터(913)는 회전력을 생성시켜 일렬컨베이어구동롤러쪽으로 전달시키는 역할을 한다.
상기 일렬컨베이어 종동롤러(914)는 일렬컨베이어구동롤러와 대칭되는 반대편에 위치되어, 벨트컨베이어를 지지해주면서 회전되는 역할을 한다.
둘째, 본 발명에 따른 냉풍분사부(920)에 관해 설명한다.
상기 냉풍분사부(920)는 일렬컨베이어이송부의 측면에 복수개로 형성되어, 일렬컨베이어이송부를 따라 이송되는 고당도 과채류쪽으로 냉풍을 분사시켜 건조시키는 역할을 한다.
이는 도 23에 도시한 바와 같이, 분사노즐거치대(921), 냉풍에어컴퓨레셔(922), 에어분사노즐(923)로 구성된다.
상기 분사노즐거치대(921)는 일렬컨베이어이송부의 측면에 위치되어, 복수개의 에어분사노즐을 지지해주는 역할을 한다.
상기 냉풍에어컴퓨레셔(922)는 냉풍에어를 생성시켜 에어분사노즐쪽으로 공급시키는 역할을 한다.
상기 에어분사노즐(923)은 일렬컨베이어이송부를 따라 이송되는 고당도 과채류쪽으로 냉풍을 분사시키는 역할을 한다.
이처럼, 상기 냉풍분사부는 하이브리드형 감미수침투챔버를 통해 감미수침투가 완료되어 생성된 고당도 과채류에 묻어있는 물기형태의 천연감미수를 냉풍분사시켜 건조시키도록 구성된다.
여기서, 냉풍분사시켜 건조시키는 이유는 자동포장부를 통해 포장되는 고당도 과채류에 물기형태의 천연감미수가 남아있을 경우에, 겉껍질을 상하게 하거나, 짖물림현상이 발생되기 때문이다.
셋째, 본 발명에 따른 호퍼형 낙하부(930)에 관해 설명한다.
상기 호퍼형 낙하부(930)는 호퍼형상으로 형성되고 일렬컨베이어이송부 끝단에 위치되어, 낙하되는 고당도 과채류를 호퍼형상으로 수납시킨 후, 동일선상의 하단쪽에 포장용기가 위치되었을 때, 호퍼출력쪽을 자동으로 오픈시켜 고당도 과채류를 낙하시키는 역할을 한다.
이는 도 24에 도시한 바와 같이, "V"자형 배출부(931), 자동개폐수납부(932), 벌어짐형 호퍼수납부(933), 레이저근접센서(934)로 구성된다.
상기 "V"자형 배출부(931)는 일렬컨베이어이송부 끝단에 위치되어, 일렬컨베이어이송부를 통해 이송된 고당도 과채류를 전달받아, 도 25에 도시한 바와 같이, 배출쪽에 형성된 "V"자형상 배출을 통해 자동개폐수납부쪽으로 배출시키는 역할을 한다.
여기서, 배출쪽에 "V"자형상으로 형성되는 이유는 고당도 과채류를 한꺼번에 배출시키지 않고, 낱개씩 배출시키도록 하기 위함이다.
상기 자동개폐수납부(932)는 "V"자형 배출부 하단에 동일선상으로 위치되고, 박스형상으로 형성되어, "V"자형 배출부를 통해 배출되는 고당도 과채류를 전달받아 수납시킨 후, 도 26에 도시한 바와 같이, 스마트제어부의 제어신호에 따라 개폐구동되어, 벌어짐형 호퍼수납부쪽으로 배출시키는 역할을 한다.
이는 사용목적과 형태에 따라, 힌지구조개폐, 또는 슬라이드개폐 중 어느 하나가 선택되어 구성된다.
그리고, 상기 자동개폐수납부의 개폐유지시간은 고당도 과채류가 벌어짐형 호퍼수납부에 낙하되어 수납되는 양을 결정시키기 때문에, 다양한 고당도 과채류의 종류에 따라 다양한 개폐유지시간을 갖도록 프로그램설정된다.
일예로, 고당도 과채류가 방울토마토일 때, 개폐유지시간을 3초로 설정할 경우에, 자동개폐수납부에 수납된 방울토마토가 20개~30개 정도가 벌어짐형 호퍼수납부에 낙하되도록 구동된다.
상기 벌어짐형 호퍼수납부(933)는 자동개폐수납부 하단에 동일선상으로 위치되고, 도 27에 도시한 바와 같이, 호퍼형상으로 형상되어, 수납된 고당도 과채류를 포장용기쪽으로 벌어지면서 낙하시키는 역할을 한다.
이는 포장용기와 동일선상에 위치한 호퍼배출구쪽이 벌어지도록 일측에 벌어짐 유도형 액츄에이터가 형성되어 구성된다.
그리고, 포장용기쪽으로 갈수록 호퍼크기가 점점 작아지는 형상으로 형성된다.
여기서, 포장용기쪽으로 갈수록 호퍼크기가 점점 작아지는 형상으로 형성되는 이유는 포장용기쪽으로 낱개씩 고당도 과채류가 낙하되어, 짖눌러지거나, 낙하충돌없이, 포장용기에 정위치수납되도록 하기 위함이다.
상기 레이저근접센서(934)는 벌어짐형 호퍼수납부의 배출쪽 헤드부 일측에 위치되어, 동일선상의 하단쪽에 포장용기가 위치되었음을 센싱시키는 역할을 한다.
다음으로, 본 발명에 따른 자동포장부(900a)에 관해 설명한다.
상기 자동포장부(900a)는 냉풍건조·낙하부 하단에 X축의 길이방향으로 형성되어, 포장용기를 공급받아, 냉풍건조·낙하부 하단에 정위치시킨 후, 냉풍건조부 하단에서 낙하되는 고당도 과채류를 포장용기에 담아지도록 안내시키고, 뚜껑을 닫아서 포장완료시키는 역할을 한다.
이는 도 28 및 도 29에 도시한 바와 같이, 포장용기 적층부(900a-1), 포장용기 이송컨베이어부(900a-2), 누름바식 뚜껑닫음부(900a-3)로 구성된다.
첫째, 본 발명에 따른 포장용기 적층부(900a-1)에 관해 설명한다.
상기 포장용기 적층부(900a-1)는 포장용기 이송컨베이어부 상단에 동일선상으로 위치되어, 포장용기 이송컨베이어부쪽으로 포장용기를 위치시키는 역할을 한다.
이는 도 30에 도시한 바와 같이, 포장용기 이송컨베이어부 일측에 포장용기 위치용 푸쉬바(900a-1a)가 직립의 수직구조로 올라가서, 포장용기 적층부 하단부를 푸쉬시키면, 이때 포장용기 적층부에 적층된 포장용기가 포장용기 위치용 푸쉬바에 올려진 채 포장용기 이송컨베이어부 상에 위치된다.
둘째, 본 발명에 따른 포장용기 이송컨베이어부(900a-2)에 관해 설명한다.
상기 포장용기 이송컨베이어부(900a-2)는 포장용기 적층부에서 포장용기를 공급받아 냉풍건조·낙하부 하단에 정위치시킨 후, 포장용기에 담아진 고당도 과채류를 누름바식 뚜껑닫음부쪽으로 이송시키는 역할을 한다.
이는 도 31에 도시한 바와 같이, 포장용기용 벨트컨베이어(900a-2a), 포장용기용 이송컨베이어 구동롤러(900a-2b), 포장용기용 구동롤러 구동모터(900a-2c), 포장용기용 이송컨베이어 종동롤러(900a-2d)로 구성된다.
상기 포장용기용 벨트컨베이어(900a-2a)는 포장용기가 놓여지도록 받침역할과, 이송역할을 수행시키는 역할을 한다.
상기 포장용기용 이송컨베이어 구동롤러(900a-2b)는 포장용기용 구동롤러 구동모터로부터 회전력을 전달받아 포장용기용 벨트컨베이어를 구동시키는 역할을 한다.
상기 포장용기용 구동롤러 구동모터(900a-2c)는 회전력을 생성시켜 포장용기용 이송컨베이어 구동롤러쪽으로 전달시키는 역할을 한다.
상기 포장용기용 이송컨베이어 종동롤러(900a-2d)는 포장용기용 이송컨베이어 구동롤러와 대칭되는 반대편에 위치되어, 포장용기용 벨트컨베이어를 지지해주면서 회전되는 역할을 한다.
셋째, 본 발명에 따른 누름바식 뚜껑닫음부(900a-3)에 관해 설명한다.
상기 누름바식 뚜껑닫음부(900a-3)는 고당도과채류가 담아진 포장용기의 뚜껑을 누름바식으로 닫아서, 포장을 완료시키는 역할을 한다.
이는 도 32에 도시한 바와 같이, 뚜껑 푸쉬바(900a-3a), 푸쉬바액츄에이터(900a-3b), 수평누름바(900a-3c), 누름바액츄에이터(900a-3d)로 구성된다.
상기 뚜껑 푸쉬바(900a-3a)는 푸쉬바액츄에이터로부터 밀어주는 힘을 전달받아, 고당도과채류가 담아진 포장용기의 뚜껑을 푸쉬바로 밀어줘서, 고당도과채류가 덮어지도록 형성시키는 역할을 한다.
상기 푸쉬바액츄에이터(900a-3b)는 뚜껑 푸쉬바에 밀어주는 힘을 생성시키는 역할을 한다.
상기 수평누름바(900a-3c)는 도 33에 도시한 바와 같이, 누름바액츄에이터로부터 수평누름의 힘을 전달받아, 수평구조로 눌러지는 누름바를 통해 뚜껑이 닫아지도록 형성시키는 역할을 한다.
상기 누름바액츄에이터(900a-3d)는 수평누름바에 수평누름의 힘을 생성시키는 역할을 한다.
다음으로, 본 발명에 따른 스마트제어부(900b)에 관해 설명한다.
상기 스마트제어부(900b)는 과채류수납부, 경사형 버켓컨베이어, 역경사형 펼침스크린부, 라인세척컨베이어부, 챔버수납용 메쉬바구니, 호이스트부, 천연감미수 교반탱크부, 하이브리드형 감미수침투챔버, 냉풍건조·낙하부, 자동포장부의 전반적인 동작을 제어하면서, 과채류세척, 호이스트이송, 천연감미수 교반, 천연감미수 공급, 진공가압·감압·정압과 다채널 일렉트로포레이션(Electroporation)으로 이루어진 하이브리드형 천연감미수침투, 교반탱크세척, 냉풍건조, 포장을 자동화시키도록 제어시키는 역할을 한다.
이는 마이크로컴퓨터, PIC원칩마이컴, 마이크로프로세서 중 어느 하나가 선택되어 구성된다.
본 발명에서는 마이크로프로세서로 구성된다.
즉, 도 34에 도시한 바와 같이, 입력단자 일측에 과채류감지센서(120)가 연결되어, 과채류수납부에 수납된 과채류를 감지시키는 센싱신호가 입력되고, 또 다른 입력단자 일측에 천연감미수 수위센서부(711)가 연결되어, 천연감미수의 수위를 센싱시키는 센싱신호가 입력되며, 또 다른 입력단자 일측에 압력센서(811)가 연결되어, 챔버본체의 내부공간의 압력을 센싱시키는 센싱신호가 입력되고, 또 다른 입력단자 일측에 온도센서(812)가 연결되어, 챔버본체의 내부공간의 온도를 센싱시키는 센싱신호가 입력되며, 또 다른 입력단자 일측에 천연감미수감지센서(821)가 연결되어, 파이프 공간상에 유입되는 천연감미수를 감지시키는 센싱신호가 입력되며, 또 다른 입력단자 일측에 레이저근접센서(934)는 벌어짐형 호퍼수납부의 배출쪽 헤드부 일측에 레이저근접센서(934)가 연결되어, 동일선상의 하단쪽에 포장용기가 위치되었음을 센싱시키는 센싱신호가 입력되고, 출력단자 일측에 버켓컨베이어 벨트구동모터(240)가 연결되어, 회전력을 생성시켜 버켓컨베이어 벨트구동롤러쪽으로 회전력을 전달시키도록 출력신호를 출력시키고, 또 다른 출력단자 일측에 진동발생기(330)가 연결되어, 스크린망상에 진동을 발생시키도록 출력신호를 출력시키며, 또 다른 출력단자 일측에 세척수흡입펌프(412)가 연결되어, 세척수저장탱크에 저장된 세척수를 흡입시켜 세척수공급파이프쪽으로 세척수를 공급시키도록 출력신호를 출력시키고, 또 다른 출력단자 일측에 와이어감김드럼부(620)가 연결되어, 호이스트와이어를 감거나 풀어주는 출력신호를 출력시키며, 또 다른 출력단자 일측에 이송모터(640)가 연결되어, 직선운동의 힘을 발생시켜, 호이스트직선이송레일부쪽으로 전달시키도록 출력신호를 출력시키고, 또 다른 출력단자 일측에 교반날개용회전모터(730)가 연결되어, 회전력을 생성시켜, 회전날개쪽으로 전달시키도록 출력신호를 출력시키며, 또 다른 출력단자 일측에 항온기(740)가 연결되어, 공급탱크본체의 내부공간의 온도를 10도~90도에 맞게 일정하게 유지시키도록 출력신호를 출력시키며, 또 다른 출력단자 일측에 천연감미수공급펌프(760)가 연결되어, 1kg/cm2~8kg/cm2의 펌프힘을 생성시켜, 공급파이프쪽으로 전달시키도록 출력신호를 출력시키고, 또 다른 출력단자 일측에 천연감미수 공급용 온오프자동밸브(770)가 연결되어 공급탱크본체의 내부공간에 저장된 천연감미수를 하이브리드형 감미수침투챔버쪽으로 공급되도록 출력신호를 출력시키며, 또 다른 출력단자 일측에 감미수세척용 흡입펌프(783)가 연결되어, 감미수세척용 세척수공급탱크에 저장된 세척수를 흡입하여, 감미수세척용 노즐분사쪽으로 공급시키도록 출력신호를 출력시키고, 또 다른 출력단자 일측에 진공흡입펌프(842)가 연결되어, 진공흡입의 힘을 생성시켜 챔퍼본체의 내부공간에 진공압력이 생기도록 출력신호를 출력시키며, 또 다른 출력단자 일측에 다단압축기(850)가 연결되어, 챔버본체의 내부공간쪽으로 공기를 공급하여 가압시키거나, 또는 공기를 배출하여 감압시키거나 또는 정압시키도록 출력신호를 출력시키고, 또 다른 출력단자 일측에 미세전류출력제어부(862)가 연결되어, 채널별로 미세전류파형이 발생되도록 제어신호를 출력시키고, 또 다른 출력단자 일측에 구동롤러용 구동모터(913)가 연결되어, 구동롤러용 구동모터쪽으로 회전력을 생성시켜 일렬컨베이어구동롤러쪽으로 전달시키도록 출력신호를 출력시키며, 또 다른 출력단자 일측에 냉풍에어컴퓨레셔(922)가 연결되어, 냉풍에어를 생성시켜 에어분사노즐쪽으로 공급시키도록 출력신호를 출력시키고, 또 다른 출력단자 일측에 자동개폐수납부(932)가 연결되어, 개폐구동을 통해, 벌어짐형 호퍼수납부쪽으로 배출시키도록 출력신호를 출력시키며, 또 다른 출력단자 일측에 벌어짐형 호퍼수납부(933)가 연결되어, 수납된 고당도 과채류를 포장용기쪽으로 벌어지면서 낙하시키도록 출력신호를 출력시키고, 또 다른 출력단자 일측에 포장용기 적층부(900a-1)가 연결되어, 포장용기 이송컨베이어부 상단에 동일선상으로 위치되어, 포장용기 이송컨베이어부쪽으로 포장용기를 위치시키도록 출력신호를 출력시키며, 또 다른 출력단자 일측에 포장용기 위치용 푸쉬바(900a-1a)가 연결되어, 직립의 수직구조로 올라가서, 포장용기 적층부 하단부를 푸쉬시키도록 출력신호를 출력시키고, 또 다른 출력단자 일측에 포장용기용 구동롤러 구동모터(900a-2c)가 연결되어, 회전력을 생성시켜 포장용기용 이송컨베이어 구동롤러쪽으로 전달시키는 출력신호를 출력시키며, 또 다른 출력단자 일측에 푸쉬바액츄에이터(900a-3b)가 연결되어, 뚜껑 푸쉬바에 밀어주는 힘을 생성시키도록 출력신호를 출력시키고, 또 다른 출력단자 일측에 누름바액츄에이터(900a-3d)는 수평누름바에 수평누름의 힘을 생성시키도록 출력신호를 출력시키도록 구성된다.
상기 스마트제어부(900b)는 도 35에 도시한 바와 같이, 과채류세척제어모드(900b-1), 호이스트이송제어모드(900b-2), 천연감미수 교반제어모드(900b-3), 천연감미수 공급제어모드(900b-4), 다채널 일렉트로포레이션(Electroporation)제어모드(900b-5), 교반탱크세척제어모드(900b-6), 냉풍건조모드(900b-7), 고당도 과채류 낙하모드(900b-8), 자동포장모드(900b-9)가 프로그램설정되어 구성된다.
상기 과채류세척제어모드(900b-1)는 라인세척컨베이어부와 연결되어, 라인세척컨베이어부를 구동시켜, 이송되는 과채류쪽으로 물을 분사시켜 라인세척시키도록 제어시키는 역할을 한다.
상기 호이스트이송제어모드(900b-2)는 호이스트부와 연결되어, 호이스트부를 구동시켜 챔버수납용 메쉬바구니를 직선이송시켜 하이브리드형 감미수침투챔버의 내부공간쪽에 정위치되도록 이송제어시키는 역할을 한다.
상기 천연감미수 교반제어모드(900b-3)는 천연감미수 교반탱크부와 연결되어, 천연감미수 교반탱크부를 구동시켜, 천연감미수를 교반시키도록 제어시키는 역할을 한다.
상기 천연감미수 공급제어모드(900b-4)는 천연감미수 공급용 온오프자동밸브쪽으로 출력신호를 보내어, 천연감미수를 하이브리드형 감미수침투챔버쪽으로 공급시키도록 제어시키는 역할을 한다.
상기 하이브리드형 천연감미수침투자동제어모드(900b-5)는 진공흡입부, 다단압축기, 겉껍질자극용 다채널 일렉트로포레이션(Electroporation)부와 연결되어, 진공가압·감압·정압과 일렉트로포레이션(Electroporation)으로 이루어진 하이브리드방식으로, 과채류의 겉껍질쪽에 미세한 홀을 형성시킨 후, 형성시킨 미세한 홀을 통하여 천연감미수를 심지(Core)까지 침투시키도록 제어시키는 역할을 한다.
이는 진공 흡입부를 통해, 챔버본체의 내부공간에 있는 공기를 흡입하여 진공압력을 형성시킨다.
이어서, 겉껍질자극용 다채널 일렉트로포레이션(Electroporation)부를 통해, 챔버내부공간의 천연감미수에 침수된 과채류의 겉껍질쪽으로 순간적, 반복적으로 미세전류를 가하여, 과채류의 겉껍질쪽에 미세한 홀을 형성시킨다.
이어서, 다단압축기를 통해, 챔버본체의 내부공간쪽으로 공기를 공급하여 가압시키거나, 또는 공기를 배출하여 감압시키거나 또는 정압시킨다.
이때, 과채류의 겉껍질쪽에 미세한 홀이 형성시킨 상태에서 다단압축기를 통해 챔버본체의 내부공간쪽으로 공기를 공급하여 가압시키면, 천연감미수가 과채류의 겉껍질쪽에 형성된 미세한 홀을 지나, 과채류의 심지(Core)까지 침투시키도록 유도시킨다.
그리고, 과채류의 겉껍질쪽에 미세한 홀이 형성시킨 상태에서 다단압축기를 통해 챔버 본체의 내부공간을 감압시키면, 과채류의 심지(Core)까지 침투시킨 천연감미수가 과채류의 겉껍질에 형성된 미세한 홀을 통해 빠져나도록 유도시킨다. 이때, 과채류의 조직속에 천연감미수가 스며들어 충전되도록 형성시킬 수 있다.
또한, 과채류의 겉껍질쪽에 미세한 홀이 형성시킨 상태에서 다단압축기를 통해 챔버본체의 내부공간을 정압시키면, 천연감미수가 과채류의 겉껍질쪽에 형성된 미세한 홀을 지나, 과채류의 심지(Core)까지 침투시킨 상태를 그대로 유지하여, 과채류의 조직속에 천연감미수가 스며들어 충전되도록 형성시킬 수 있다.
여기서, 진공가압·감압·정압은 표 1과 같이, 과채류의 종류와 겉껍질두께에 따라 하나 또는 둘이상을 혼합하여 다채널구조 테이블표로 프로그램설정된다.
| 채널 | 과채류종류 | 과채류크기(길이) | 겉껍질두께 | 압력종류 | 압력세기(Mpa) | 압력시간(Sec) | 미세전류세기 | 일렉트로포레이션 시간(Sec) |
| 1 | 바나나 | 10cm~15cm | 1mm~3mm | 감압 | -0.1 | 30 | 100mA~1000㎂ | 30 |
| 2 | 사과 | 8cm~12cm | 0.5mm~1mm | 가압 | 0.5 | 90 | 100mA~1000㎂ | 60 |
| 3 | 망고 | 8cm~12cm | 0.8mm~1.3mm | 정압 | 0.2 | 5 | 100mA~1000㎂ | 20 |
| 4 | 수박 | 15cm~30cm | 1.5mm~5mm | 가압 | 0.3 | 120 | 100mA~1000㎂ | 90 |
| 5 | 토마토 | 6cm~10cm | 0.2mm~1mm | 정압 | 0.2 | 5 | 100mA~1000㎂ | 30 |
| 6 | 방울토마토 | 2cm~5cm | 0.2mm~1mm | 가압 | 0.5 | 5 | 100mA~1000㎂ | 30 |
| 7 | 키위 | 6cm~10cm | 0.5mm~1mm | 정압 | 0.2 | 5 | 100mA~1000㎂ | 20 |
| 8 | 멜론 | 15cm~20cm | 1.5mm~5mm | 가압 | 0.5 | 90 | 100mA~1000㎂ | 60 |
| 9 | 고구마 | 10cm~16cm | 0.5mm~0.8mm | 감압 | -0.1 | 30 | 100mA~1000㎂ | 30 |
| 10 | 귤 | 5cm~10cm | 0.8mm~1.2mm | 정압 | 0.2 | 5 | 100mA~1000㎂ | 20 |
상기 교반탱크세척제어모드(900b-6)는 감미수세척용 노즐분사세척부와 연결되어, 감미수세척용 노즐분사세척부를 구동시켜, 천연감미수 교반탱크부의 내부공간의 내벽에 뭍거나 남아 있는 천연감미수를 세척시키도록 제어시키는 역할을 한다.
상기 냉풍건조모드(900b-7)는 하이브리드형 감미수침투챔버를 통해 감미수침투가 완료되어 생성된 고당도 과채류를 컨베이어 이송시키면서 냉풍건조시키도록 제어시키는 역할을 한다.
상기 고당도 과채류 낙하모드(900b-8)는 호퍼형 낙하부를 구동시켜, 낙하되는 고당도 과채류를 호퍼형상으로 수납시킨 후, 동일선상의 하단쪽에 포장용기가 위치되었을 때, 호퍼출력쪽을 자동으로 오픈시켜 고당도 과채류를 낙하시키도록 제어시키는 역할을 한다.
상기 자동포장모드(900b-9)는 자동포장부를 구동시켜, 포장용기를 공급받아, 냉풍건조·낙하부 하단에 정위치시킨 후, 냉풍건조부 하단에서 낙하되는 고당도 과채류를 포장용기에 담아지도록 안내시키고, 뚜껑을 닫아서 포장완료시키도록 제어시키는 역할을 한다.
이하, 본 발명에 따른 진공가압·감압·정압과 다채널 일렉트로포레이션으로 이루어진 하이브리드형 감미수침투챔버식 고당도 과채류생성 자동화방법의 구체적인 과정에 관해 설명한다.
도 37은 본 발명에 따른 진공가압·감압·정압과 다채널 일렉트로포레이션으로 이루어진 하이브리드형 감미수침투챔버식 고당도 과채류생성 자동화방법을 도시한 순서도에 관한 것이다.
먼저, 과채류수납부에 과채류를 수납시킨 후, 경사형 버켓컨베이어로 과채류를 투입시킨다(S10).
다음으로, 스마트제어부의 제어신호에 따라 경사형 버켓컨베이어가 구동되어, 복수개의 버켓에 과채류를 담아서 정경사방향을 따라 이송시킨 후, 역경사형 펼침스크린부쪽으로 버켓에 담아진 과채류를 쏟아붓는다(S20).
다음으로, 스마트제어부의 제어신호에 따라 역경사형 펼침스크린부가 구동되어, 메쉬망을 가진 스크린상에서 과채류에 뭍은 이물질을 분리시키면서, 하단방향으로 펼쳐지도록 안내시킨다(S30).
다음으로, 스마트제어부의 제어신호에 따라 라인세척컨베이어부가 구동되어, 일렬구조로 형성된 컨베이어를 따라 이송되는 과채류쪽으로 물을 분사시켜 라인세척시킨다(S40).
다음으로, 챔버수납용 메쉬바구니에 세척된 과채류가 담아지도록 수납공간을 형성시키고, 호이스트를 통해 이송되어 하이브리드형 감미수침투챔버의 내부공간쪽에 정위치되도록 지지해주도록 형성시킨다(S50).
다음으로, 스마트제어부의 제어신호에 따라 천연감미수 교반탱크부가 구동되어, 천연감미수를 교반시켜 저장시킨 후, 천연감미수를 하이브리드형 감미수침투챔버쪽으로 공급시킨다(S60).
여기서, 천연감미수는 물 85wt%~95wt%, 감미료 2wt%~10wt%, 착향료 0.5wt%~3wt%, 구연산 0.5wt%~2wt%, 칼슘 0.2wt%~1wt%, 안토시아닌 0.8wt%~2wt%, 소금 0.5wt%~3wt%가 혼합되어 조성된다.
다음으로, 스마트제어부의 제어신호에 따라 하이브리드형 감미수침투챔버가 구동되어, 진공가압·감압·정압과 다채널 일렉트로포레이션(Electroporation)으로 이루어진 하이브리드방식으로, 과채류의 겉껍질쪽에 미세한 홀을 형성시킨 후, 형성시킨 미세한 홀을 통하여 천연감미수를 심지(Core)까지 침투시켜 고당도 과채류를 생성시킨다(S70).
즉, 도 38에 도시한 바와 같이, 진공 흡입부를 통해, 챔버본체의 내부공간에 있는 공기를 흡입하여 진공압력을 형성시킨다(S71).
이어서, 겉껍질자극용 다채널 일렉트로포레이션(Electroporation)부를 통해, 챔버내부공간의 천연감미수에 침수된 과채류의 겉껍질쪽으로 순간적, 반복적으로 미세전류를 가하여, 과채류의 겉껍질쪽에 미세한 홀을 형성시킨다(S72).
이어서, 다단압축기를 통해, 챔버본체의 내부공간쪽으로 공기를 공급하여 가압시키거나, 또는 공기를 배출하여 감압시키거나 또는 정압시킨다(S73).
다음으로, 스마트제어부의 제어신호에 따라 하이브리드형 감미수침투챔버의 내부공간에 충전된 천연감미수를 감미수배출펌프를 통해 외부로 배출시키고, 천연감미수 교반탱크부의 내부공간의 내벽에 뭍거나 남아 있는 천연감미수를 세척시킨다(S80).
다음으로, 스마트제어부의 제어신호에 따라 냉풍건조·낙하부가 연결되어, 하이브리드형 감미수침투챔버를 통해 감미수침투가 완료되어 생성된 고당도 과채류를 컨베이어 이송시키면서 냉풍건조시킨 후, 용기자동포장부쪽으로 고당도 과채류를 낙하시킨다(S90).
끝으로, 스마트제어부의 제어신호에 따라 자동포장부가 연결되어, 포장용기를 공급받아, 냉풍건조·낙하부 하단에 정위치시킨 후, 냉풍건조부 하단에서 낙하되는 고당도 과채류를 포장용기에 담아지도록 안내시키고, 뚜껑을 닫아서 포장완료시킨다(S100).
이처럼, 도 36에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 하이브리드형 감미수침투챔버식 고당도 과채류생성·포장 자동화장치를 통해, 과채류세척, 호이스트이송, 천연감미수 교반, 천연감미수 공급, 진공가압·감압·정압과 다채널 일렉트로포레이션(Electroporation)으로 이루어진 하이브리드형 천연감미수침투, 교반탱크세척, 냉풍건조, 포장을 자동화시키도록 제어시킴으로서, 과채류세척에서 천연감미수침투, 고당도 과채류 생성, 고당도 과채류 포장까지 원샷으로 자동화시킬 수가 있다.
1 : 하이브리드형 감미수침투챔버식 고당도 과채류생성·포장 자동화장치
100 : 과채류수납부
200 : 경사형 버켓컨베이어
300 : 역경사형 펼침스크린부
400 : 라인세척컨베이어부
500 : 챔버수납용 메쉬바구니
600 : 호이스트부
700 : 천연감미수 교반탱크부
710 : 공급탱크본체
720 : 교반날개
730 : 교반날개용회전모터
740 : 항온기
750 : 천연감미수공급펌프
760 : 천연감미수공급파이프
770 : 천연감미수 공급용 온오프자동밸브
780 : 감미수세척용 노즐분사세척부
790 : 드레인배출부
800 : 하이브리드형 감미수침투챔버
810 : 챔버본체
820 : 감미수유입파이프
830 : 감미수필터부
840 : 진공흡입부
850 : 다단압축기
860 : 겉껍질자극용 다채널 일렉트로포레이션(Electroporation)부
870 : 감미수배출펌프
880 : 배출파이프
900 : 스마트제어부
100 : 과채류수납부
200 : 경사형 버켓컨베이어
300 : 역경사형 펼침스크린부
400 : 라인세척컨베이어부
500 : 챔버수납용 메쉬바구니
600 : 호이스트부
700 : 천연감미수 교반탱크부
710 : 공급탱크본체
720 : 교반날개
730 : 교반날개용회전모터
740 : 항온기
750 : 천연감미수공급펌프
760 : 천연감미수공급파이프
770 : 천연감미수 공급용 온오프자동밸브
780 : 감미수세척용 노즐분사세척부
790 : 드레인배출부
800 : 하이브리드형 감미수침투챔버
810 : 챔버본체
820 : 감미수유입파이프
830 : 감미수필터부
840 : 진공흡입부
850 : 다단압축기
860 : 겉껍질자극용 다채널 일렉트로포레이션(Electroporation)부
870 : 감미수배출펌프
880 : 배출파이프
900 : 스마트제어부
Claims (15)
- 과채류세척, 호이스트이송, 천연감미수 교반, 천연감미수 공급, 진공가압·감압·정압, 천연감미수침투, 교반탱크세척, 냉풍건조, 포장을 자동화시키도록 제어시키는 진공가압·감압·정압과 다채널 일렉트로포레이션으로 이루어진 하이브리드형 감미수침투챔버식 고당도 과채류생성·포장 자동화장치에 있어서,
상기 하이브리드형 감미수침투챔버식 고당도 과채류생성·포장 자동화장치는
과채류를 수납시킨 후, 경사형 버켓컨베이어로 과채류를 투입시키는 과채류수납부(100)와,
과채류수납부 일측에 위치되고, 정경사진구조로 형성되어, 복수개의 버켓에 과채류를 담아서 정경사방향을 따라 이송시킨 후, 역경사형 펼침스크린부쪽으로 버켓에 담아진 과채류를 쏟아붓는 역할을 하는 경사형 버켓컨베이어(200)와,
경사형 버켓컨베이어와 대칭구조인 역경사진구조로 형성되어, 메쉬망을 가진 스크린상에서 과채류에 뭍은 이물질을 분리시키면서, 하단방향으로 펼쳐지도록 안내시키는 역경사형 펼침스크린부(300)와,
일렬구조로 형성된 컨베이어를 따라 이송되는 과채류쪽으로 물을 분사시켜 라인세척시키는 라인세척컨베이어부(400)와,
라인세척컨베이어부의 배출구 하단 일측에 위치되어, 세척된 과채류가 담아지도록 수납공간을 형성시키고, 호이스트를 통해 이송되어 하이브리드형 감미수침투챔버의 내부공간쪽에 정위치되도록 지지해주는 챔버수납용 메쉬바구니(500)와,
하나의 공간의 천장 부위에 위치되어, 챔버수납용 메쉬바구니를 들어서, 하이브리드형 감미수침투챔버의 내부공간에 정위치 이송시키거나, 또는 하이브리드형 감미수침투챔버를 통해 감미수침투가 완료되어 생성된 고당도 과채류가 담긴 챔버수납용 메쉬바구니를 들어서, 냉풍건조·낙하부쪽으로 이송시키는 호이스트부(600)와,
원통드럼형상으로 형성되어, 천연감미수를 교반시켜 저장시킨 후, 스마트제어부의 제어신호에 따라 천연감미수를 하이브리드형 감미수침투챔버쪽으로 공급시키는 천연감미수 교반탱크부(700)와,
직립의 수직구조를 갖는 원통드럼형상으로 형성되어, 진공가압·감압·정압과 다채널 일렉트로포레이션(Electroporation)으로 이루어진 하이브리드방식으로, 과채류의 겉껍질쪽에 미세한 홀을 형성시킨 후, 형성시킨 미세한 홀을 통하여 천연감미수를 심지(Core)까지 침투시켜 고당도 과채류를 생성시키는 하이브리드형 감미수침투챔버(800)와,
하이브리드형 감미수침투챔버 일측에 위치되어, 하이브리드형 감미수침투챔버를 통해 감미수침투가 완료되어 생성된 고당도 과채류를 컨베이어 이송시키면서 냉풍건조시킨 후, 용기자동포장부쪽으로 고당도 과채류를 낙하시키는 냉풍건조·낙하부(900)와,
냉풍건조·낙하부 하단에 X축의 길이방향으로 형성되어, 포장용기를 공급받아, 냉풍건조·낙하부 하단에 정위치시킨 후, 냉풍건조부 하단에서 낙하되는 고당도 과채류를 포장용기에 담아지도록 안내시키고, 뚜껑을 닫아서 포장완료시키는 자동포장부(900a)와,
과채류수납부, 경사형 버켓컨베이어, 역경사형 펼침스크린부, 라인세척컨베이어부, 챔버수납용 메쉬바구니, 호이스트부, 천연감미수 교반탱크부, 하이브리드형 감미수침투챔버, 냉풍건조·낙하부, 자동포장부의 전반적인 동작을 제어하면서, 과채류세척, 호이스트이송, 천연감미수 교반, 천연감미수 공급, 진공가압·감압·정압, 천연감미수침투, 교반탱크세척, 냉풍건조, 포장을 자동화시키도록 제어시키는 스마트제어부(900b)가 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 진공가압·감압·정압과 다채널 일렉트로포레이션으로 이루어진 하이브리드형 감미수침투챔버식 고당도 과채류생성·포장 자동화장치.
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 경사형 버켓컨베이어(200)는
정경사진구조로 형성되어, 각 기기를 외압으로부터 보호하고 지지하는 버켓컨베이어본체(210)와,
버켓컨베이어 벨트구동모터로부터 회전력을 전달받아 버켓컨베이어 벨트를 지지하면서 회전구동시키는 버켓컨베이어 벨트구동롤러부(220)와,
버켓컨베이어 벨트구동롤러부의 회전에 따라 회전되면서, 버켓컨베이어 벨트를 지지하면서 회전구동시키는 버켓컨베이어 벨트종동롤러부(230)와,
회전력을 생성시켜 버켓컨베이어 벨트구동롤러쪽으로 회전력을 전달시키는 버켓컨베이어 벨트구동모터(240)와,
버켓컨베이어 벨트구동롤러부와 버켓컨베이어 벨트종동롤러부 사이에 위치되어, 버켓 이송셀를 지지하면서, 일방향으로 회전구동시키는 버켓컨베이어 벨트(250)와,
일자형상의 받침구조가 버켓컨베이어 벨트상에 복수개로 형성되어, 버켓컨베이어 벨트에 의해 회전되면서, 과채류를 담아서, 역경사형 펼침스크린부쪽으로 쏟아붓는 버켓 이송셀(260)로 구성되는 것을 특징으로 하는 진공가압·감압·정압과 다채널 일렉트로포레이션으로 이루어진 하이브리드형 감미수침투챔버식 고당도 과채류생성·포장 자동화장치.
- 제1항에 있어서, 상기 챔버수납용 메쉬바구니(500)는
하이브리드형 감미수침투챔버의 내부공간으로 유입된 천연감미수에 침수되도록 하기 위해, 표면상에 복수개의 메쉬망이 형성되어 구성되는 것을 특징으로 하는 진공가압·감압·정압과 다채널 일렉트로포레이션으로 이루어진 하이브리드형 감미수침투챔버식 고당도 과채류생성·포장 자동화장치.
- 제1항에 있어서, 상기 호이스트부(600)는
챔버수납용 메쉬바구니와 연결되어, 챔버수납용 메쉬바구니를 들어서 지지해주는 호이스트와이어(610)와,
호이스트와이어를 감거나 풀어주는 와이어감김드럼부(620)와,
이송모터로부터 직선운동의 힘을 전달받아, 천장에서 X축 길이방향을 따라 직선운동하면서, 호이스트와이어에 연결된 챔버수납용 메쉬바구니를 하이브리드형 감미수침투챔버쪽으로 이송시키는 호이스트직선이송레일부(630)와,
직선운동의 힘을 발생시켜, 호이스트직선이송레일부쪽으로 전달시키는 이송모터(640)로 구성되는 것을 특징으로 하는 진공가압·감압·정압과 다채널 일렉트로포레이션으로 이루어진 하이브리드형 감미수침투챔버식 고당도 과채류생성·포장 자동화장치.
- 제1항에 있어서, 상기 천연감미수 교반탱크부(700)는
원통드럼형상으로 형성되어, 각 기기를 외압으로부터 보호하고 지지해주는 공급탱크본체(710)와,
공급탱크본체의 내부공간 중심축에 수직의 길이방향을 따라 형성되어, 천연감미수를 회전시키면서 교반시키는 교반날개(712)와,
공급탱크본체의 상단 일측에 위치되어, 회전력을 생성시켜, 회전날개쪽으로 전달시키는 교반날개용회전모터(713)와,
공급탱크본체의 하단 바닥부위쪽에 위치되어, 온도조절기를 통해 공급탱크본체 내부공간의 온도를 10도~90도에 맞게 일정하게 유지시키는 항온기(714)와,
공급탱크본체 일측에 위치되어, 1kg/cm2~8kg/cm2의 펌프힘을 생성시켜, 천연감미수 공급파이프쪽으로 전달시키는 천연감미수공급펌프(715)와,
공급탱크본체의 측면 일측에 위치되고, 천연감미수공급펌프로부터 1kg/cm2~8kg/cm2의 펌프힘을 전달받아 하이브리드형 감미수침투챔버쪽으로 천연감미수를 공급시키는 천연감미수 공급파이프(716)와,
천연감미수 공급파이프 상에 위치되어, 공급탱크본체의 내부공간에 저장된 천연감미수를 하이브리드형 감미수침투챔버쪽으로 공급되도록 온오프 자동밸브의 역할을 수행하는 천연감미수 공급용 온오프자동밸브(717)와,
공급탱크본체의 내부공간 상단쪽에 X축 길이방향을 따라 형성되어, 공급탱크본체의 내부공간쪽으로 세척수를 분사시켜 내벽에 뭍거나 남아 있는 천연감미수를 세척시키는 감미수세척용 노즐분사세척부(718)와,
공급탱크본체의 바닥면 일측에 위치되어, 공급탱크본체의 내부공간에 남아 있는 천연감미수, 또는 노즐분사세척부를 통해 세척되는 세척수를 드레인배출시키는 드레인배출부(719)로 구성되는 것을 특징으로 하는 진공가압·감압·정압과 다채널 일렉트로포레이션으로 이루어진 하이브리드형 감미수침투챔버식 고당도 과채류생성·포장 자동화장치.
- 제1항에 있어서, 상기 하이브리드형 감미수침투챔버(800)는
직립의 수직구조를 갖는 원통드럼형상으로 형성되어, 각 기기를 외압으로부터 보호하고 지지하는 챔버본체(810)와,
챔버본체의 하단에서 상단까지 지그재그형상으로 형성되어, 천연감미수 교반탱크부로부터 천연감미수를 공급받아 챔버본체의 내부공간으로 유입시키는 감미수유입파이프(820)와,
감미수유입파이프 상에 형성되어, 감미수에 포함된 이물질을 필터링시키는 감미수필터부(830)와,
챔버본체의 내부공간에 있는 공기를 흡입하여 진공압력을 형성시키는 진공 흡입부(840)와,
진공흡입부 일측에 위치되어, 챔버본체의 내부공간쪽으로 공기를 공급하여 가압시키거나, 또는 공기를 배출하여 감압시키거나 또는 정압시키는 다단압축기(850)와,
챔버내부공간의 천연감미수에 침수된 과채류의 겉껍질쪽으로 순간적, 반복적으로 미세전류를 가하여, 과채류의 겉껍질쪽에 미세한 홀을 형성시킨 후, 형성시킨 미세한 홀을 통하여 천연감미수를 심지(Core)까지 침투시키는 겉껍질자극용 다채널 일렉트로포레이션(Electroporation)부(860)와,
챔버본체의 하단 일측에 위치되어, 스마트제어부의 제어신호에 따라 구동되어, 배출파이프쪽으로 배출펌프의 힘을 전달시키는 감미수배출펌프(870)와,
감미수배출펌프로부터 배출펌프의 힘을 전달받아, 쳄버본체의 내부공간에 충전된 천연감미수를 배출파이프쪽으로 배출시키는 배출파이프(880)로 구성되는 것을 특징으로 하는 진공가압·감압·정압과 다채널 일렉트로포레이션으로 이루어진 하이브리드형 감미수침투챔버식 고당도 과채류생성·포장 자동화장치.
- 제7항에 있어서, 상기 겉껍질자극용 다채널 일렉트로포레이션(Electroporation)부(860)는
주파수 0~1000Hz, 전압 5V의 정현파 신호를 입력받아 (+)단자형 칩봉쪽으로 100mA 미세전류를 흘러보내고, (-)그라운드단자형 집게부쪽에 그라운드처리시키는 정전류형 HCS(Howland Current Source)부(861)와,
각 기기의 전반적인 구동을 제어하면서, 미세전류파형이 발생되도록 제어시키는 미세전류출력제어부(862)와,
미세전류출력제어부의 제어신호에 따라 구동되어, 전압분배하여 미세전류 세기를 제어시키는 디지털 포텐션미터부(863와,
챔버내부공간의 천연감미수쪽으로 침수되도록 수직의 길이방향을 갖는 봉형상으로 형성되고, 끝단쪽에 정전류형 HCS(Howland Current Source)부가 연결되어, 정전류형 HCS(Howland Current Source)부로부터 100mA 미세전류를 인가받아 챔버내부공간의 천연감미수쪽으로 침지시킨상태에서 흘러보내는 (+)단자형 칩봉(864)과,
과채류를 담은 챔버수납용 메쉬바구니의 하단 바닥부위에 형성되어, 천연감미수에 흐르는 미세전류가 천연감미수를 지나, 과채류겉껍질, (-)그라운드단자형 집게부쪽으로 흐르도록 형성시키는 (-)그라운드단자형 집게부(865)로 구성되는 것을 특징으로 하는 진공가압·감압·정압과 다채널 일렉트로포레이션으로 이루어진 하이브리드형 감미수침투챔버식 고당도 과채류생성·포장 자동화장치.
- 제1항에 있어서, 상기 냉풍건조·낙하부(900)는
일렬컨베이어구조로 형성되어, 하이브리드형 감미수침투챔버를 통해 감미수침투가 완료되어 생성된 고당도 과채류를 호퍼형 낙하부쪽으로 컨베이어 이송시키는 일렬컨베이어이송부(910)와,
일렬컨베이어이송부의 측면에 복수개로 형성되어, 일렬컨베이어이송부를 따라 이송되는 고당도 과채류쪽으로 냉풍을 분사시켜 건조시키는 냉풍분사부(920)와,
호퍼형상으로 형성되고 일렬컨베이어이송부 끝단에 위치되어, 낙하되는 고당도 과채류를 호퍼형상으로 수납시킨 후, 동일선상의 하단쪽에 포장용기가 위치되었을 때, 호퍼출력쪽을 자동으로 오픈시켜 고당도 과채류를 낙하시키는 호퍼형 낙하부(930)로 구성되는 것을 특징으로 하는 진공가압·감압·정압과 다채널 일렉트로포레이션으로 이루어진 하이브리드형 감미수침투챔버식 고당도 과채류생성·포장 자동화장치.
- 제1항에 있어서, 상기 자동포장부(900a)는
포장용기 이송컨베이어부 상단에 동일선상으로 위치되어, 포장용기 이송컨베이어부쪽으로 포장용기를 위치시키는 포장용기 적층부(900a-1)와,
포장용기 적층부에서 포장용기를 공급받아 냉풍건조·낙하부 하단에 정위치시킨 후, 포장용기에 담아진 고당도 과채류를 누름바식 뚜껑닫음부쪽으로 이송시키는 포장용기 이송컨베이어부(900a-2)와,
고당도과채류가 담아진 포장용기의 뚜껑을 누름바식으로 닫아서, 포장을 완료시키는 누름바식 뚜껑닫음부(900a-3)로 구성되는 것을 특징으로 하는 진공가압·감압·정압과 다채널 일렉트로포레이션으로 이루어진 하이브리드형 감미수침투챔버식 고당도 과채류생성·포장 자동화장치.
- 제1항에 있어서, 상기 스마트제어부(900b)는
입력단자 일측에 과채류감지센서(120)가 연결되어, 과채류수납부에 수납된 과채류를 감지시키는 센싱신호가 입력되고, 또 다른 입력단자 일측에 천연감미수 수위센서부(711)가 연결되어, 천연감미수의 수위를 센싱시키는 센싱신호가 입력되며, 또 다른 입력단자 일측에 압력센서(811)가 연결되어, 챔버본체의 내부공간의 압력을 센싱시키는 센싱신호가 입력되고, 또 다른 입력단자 일측에 온도센서(812)가 연결되어, 챔버본체의 내부공간의 온도를 센싱시키는 센싱신호가 입력되며, 또 다른 입력단자 일측에 천연감미수감지센서(821)가 연결되어, 파이프 공간상에 유입되는 천연감미수를 감지시키는 센싱신호가 입력되며, 또 다른 입력단자 일측에 레이저근접센서(934)는 벌어짐형 호퍼수납부의 배출쪽 헤드부 일측에 레이저근접센서(934)가 연결되어, 동일선상의 하단쪽에 포장용기가 위치되었음을 센싱시키는 센싱신호가 입력되고, 출력단자 일측에 버켓컨베이어 벨트구동모터(240)가 연결되어, 회전력을 생성시켜 버켓컨베이어 벨트구동롤러쪽으로 회전력을 전달시키도록 출력신호를 출력시키고, 또 다른 출력단자 일측에 진동발생기(330)가 연결되어, 스크린망상에 진동을 발생시키도록 출력신호를 출력시키며, 또 다른 출력단자 일측에 세척수흡입펌프(412)가 연결되어, 세척수저장탱크에 저장된 세척수를 흡입시켜 세척수공급파이프쪽으로 세척수를 공급시키도록 출력신호를 출력시키고, 또 다른 출력단자 일측에 와이어감김드럼부(620)가 연결되어, 호이스트와이어를 감거나 풀어주는 출력신호를 출력시키며, 또 다른 출력단자 일측에 이송모터(640)가 연결되어, 직선운동의 힘을 발생시켜, 호이스트직선이송레일부쪽으로 전달시키도록 출력신호를 출력시키고, 또 다른 출력단자 일측에 교반날개용회전모터(730)가 연결되어, 회전력을 생성시켜, 회전날개쪽으로 전달시키도록 출력신호를 출력시키며, 또 다른 출력단자 일측에 항온기(740)가 연결되어, 공급탱크본체의 내부공간의 온도를 10도~90도에 맞게 일정하게 유지시키도록 출력신호를 출력시키며, 또 다른 출력단자 일측에 천연감미수공급펌프(760)가 연결되어, 1kg/cm2~8kg/cm2의 펌프힘을 생성시켜, 공급파이프쪽으로 전달시키도록 출력신호를 출력시키고, 또 다른 출력단자 일측에 천연감미수 공급용 온오프자동밸브(770)가 연결되어 공급탱크본체의 내부공간에 저장된 천연감미수를 하이브리드형 감미수침투챔버쪽으로 공급되도록 출력신호를 출력시키며, 또 다른 출력단자 일측에 감미수세척용 흡입펌프(783)가 연결되어, 감미수세척용 세척수공급탱크에 저장된 세척수를 흡입하여, 감미수세척용 노즐분사쪽으로 공급시키도록 출력신호를 출력시키고, 또 다른 출력단자 일측에 진공흡입펌프(842)가 연결되어, 진공흡입의 힘을 생성시켜 챔퍼본체의 내부공간에 진공압력이 생기도록 출력신호를 출력시키며, 또 다른 출력단자 일측에 다단압축기(850)가 연결되어, 챔버본체의 내부공간쪽으로 공기를 공급하여 가압시키거나, 또는 공기를 배출하여 감압시키거나 또는 정압시키도록 출력신호를 출력시키고, 또 다른 출력단자 일측에 미세전류출력제어부(862)가 연결되어, 채널별로 미세전류파형이 발생되도록 제어신호를 출력시키고, 또 다른 출력단자 일측에 구동롤러용 구동모터(913)가 연결되어, 구동롤러용 구동모터쪽으로 회전력을 생성시켜 일렬컨베이어구동롤러쪽으로 전달시키도록 출력신호를 출력시키며, 또 다른 출력단자 일측에 냉풍에어컴퓨레셔(922)가 연결되어, 냉풍에어를 생성시켜 에어분사노즐쪽으로 공급시키도록 출력신호를 출력시키고, 또 다른 출력단자 일측에 자동개폐수납부가 연결되어, 개폐구동을 통해, 벌어짐형 호퍼수납부쪽으로 배출시키도록 출력신호를 출력시키며, 또 다른 출력단자 일측에 벌어짐형 호퍼수납부(933)가 연결되어, 수납된 고당도 과채류를 포장용기쪽으로 벌어지면서 낙하시키도록 출력신호를 출력시키고, 또 다른 출력단자 일측에 포장용기 적층부(900a-1)가 연결되어, 포장용기 이송컨베이어부 상단에 동일선상으로 위치되어, 포장용기 이송컨베이어부쪽으로 포장용기를 위치시키도록 출력신호를 출력시키며, 또 다른 출력단자 일측에 포장용기 위치용 푸쉬바(900a-1a)가 연결되어, 직립의 수직구조로 올라가서, 포장용기 적층부 하단부를 푸쉬시키도록 출력신호를 출력시키고, 또 다른 출력단자 일측에 포장용기용 구동롤러 구동모터(900a-2c)가 연결되어, 회전력을 생성시켜 포장용기용 이송컨베이어 구동롤러쪽으로 전달시키는 출력신호를 출력시키며, 또 다른 출력단자 일측에 푸쉬바액츄에이터(900a-3b)가 연결되어, 뚜껑 푸쉬바에 밀어주는 힘을 생성시키도록 출력신호를 출력시키고, 또 다른 출력단자 일측에 누름바액츄에이터(900a-3d)는 수평누름바에 수평누름의 힘을 생성시키도록 출력신호를 출력시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 진공가압·감압·정압과 다채널 일렉트로포레이션으로 이루어진 하이브리드형 감미수침투챔버식 고당도 과채류생성·포장 자동화장치.
- 제1항에 있어서, 상기 스마트제어부(900b)는
라인세척컨베이어부와 연결되어, 라인세척컨베이어부를 구동시켜, 이송되는 과채류쪽으로 물을 분사시켜 라인세척시키도록 제어시키는 과채류세척제어모드(900b-1)와,
호이스트부와 연결되어, 호이스트부를 구동시켜 챔버수납용 메쉬바구니를 직선이송시켜 하이브리드형 감미수침투챔버의 내부공간쪽에 정위치되도록 이송제어시키는 호이스트이송제어모드(900b-2)와,
천연감미수 교반탱크부와 연결되어, 천연감미수 교반탱크부를 구동시켜, 천연감미수를 교반시키도록 제어시키는 천연감미수 교반제어모드(900b-3)와,
천연감미수 공급용 온오프자동밸브쪽으로 출력신호를 보내어, 천연감미수를 하이브리드형 감미수침투챔버쪽으로 공급시키도록 제어시키는 천연감미수 공급제어모드(900b-4)와,
진공흡입부, 다단압축기, 겉껍질자극용 다채널 일렉트로포레이션(Electroporation)부와 연결되어, 진공가압·감압·정압과 일렉트로포레이션(Electroporation)으로 이루어진 하이브리드방식으로, 과채류의 겉껍질쪽에 미세한 홀을 형성시킨 후, 형성시킨 미세한 홀을 통하여 천연감미수를 심지(Core)까지 침투시키도록 제어시키는 하이브리드형 천연감미수침투자동제어모드(900b-5)와,
감미수세척용 노즐분사세척부와 연결되어, 감미수세척용 노즐분사세척부를 구동시켜, 천연감미수 교반탱크부의 내부공간의 내벽에 뭍거나 남아 있는 천연감미수를 세척시키도록 제어시키는 교반탱크세척제어모드(900b-6)와,
하이브리드형 감미수침투챔버를 통해 감미수침투가 완료되어 생성된 고당도 과채류를 컨베이어 이송시키면서 냉풍건조시키도록 제어시키는 냉풍건조모드(900b-7)와,
호퍼형 낙하부를 구동시켜, 낙하되는 고당도 과채류를 호퍼형상으로 수납시킨 후, 동일선상의 하단쪽에 포장용기가 위치되었을 때, 호퍼출력쪽을 자동으로 오픈시켜 고당도 과채류를 낙하시키도록 제어시키는 고당도 과채류 낙하모드(900b-8)와,
자동포장부를 구동시켜, 포장용기를 공급받아, 냉풍건조·낙하부 하단에 정위치시킨 후, 냉풍건조부 하단에서 낙하되는 고당도 과채류를 포장용기에 담아지도록 안내시키고, 뚜껑을 닫아서 포장완료시키도록 제어시키는 자동포장모드(900b-9)로 구성되는 것을 특징으로 하는 진공가압·감압·정압과 다채널 일렉트로포레이션으로 이루어진 하이브리드형 감미수침투챔버식 고당도 과채류생성·포장 자동화장치.
- 과채류수납부에 과채류를 수납시킨 후, 경사형 버켓컨베이어로 과채류를 투입시키는 단계(S10)와,
스마트제어부의 제어신호에 따라 경사형 버켓컨베이어가 구동되어, 복수개의 버켓에 과채류를 담아서 정경사방향을 따라 이송시킨 후, 역경사형 펼침스크린부쪽으로 버켓에 담아진 과채류를 쏟아붓는 단계(S20)와,
스마트제어부의 제어신호에 따라 역경사형 펼침스크린부가 구동되어, 메쉬망을 가진 스크린상에서 과채류에 뭍은 이물질을 분리시키면서, 하단방향으로 펼쳐지도록 안내시키는 단계(S30)와,
스마트제어부의 제어신호에 따라 라인세척컨베이어부가 구동되어, 일렬구조로 형성된 컨베이어를 따라 이송되는 과채류쪽으로 물을 분사시켜 라인세척시키는 단계(S40)와,
챔버수납용 메쉬바구니에 세척된 과채류가 담아지도록 수납공간을 형성시키고, 호이스트를 통해 이송되어 하이브리드형 감미수침투챔버의 내부공간쪽에 정위치되도록 지지해주도록 형성시키는 단계(S50)와,
스마트제어부의 제어신호에 따라 천연감미수 교반탱크부가 구동되어, 천연감미수를 교반시켜 저장시킨 후, 천연감미수를 하이브리드형 감미수침투챔버쪽으로 공급시키는 단계(S60)와,
스마트제어부의 제어신호에 따라 하이브리드형 감미수침투챔버가 구동되어, 진공가압·감압·정압과 다채널 일렉트로포레이션(Electroporation)으로 이루어진 하이브리드방식으로, 과채류의 겉껍질쪽에 미세한 홀을 형성시킨 후, 형성시킨 미세한 홀을 통하여 천연감미수를 심지(Core)까지 침투시켜 고당도 과채류를 생성시키는 단계(S70)와,
스마트제어부의 제어신호에 따라 하이브리드형 감미수침투챔버의 내부공간에 충전된 천연감미수를 감미수배출펌프를 통해 외부로 배출시키고, 천연감미수 교반탱크부의 내부공간의 내벽에 뭍거나 남아 있는 천연감미수를 세척시키는 단계(S80)와,
스마트제어부의 제어신호에 따라 냉풍건조·낙하부가 연결되어, 하이브리드형 감미수침투챔버를 통해 감미수침투가 완료되어 생성된 고당도 과채류를 컨베이어 이송시키면서 냉풍건조시킨 후, 용기자동포장부쪽으로 고당도 과채류를 낙하시키는 단계(S90)와,
스마트제어부의 제어신호에 따라 자동포장부가 연결되어, 포장용기를 공급받아, 냉풍건조·낙하부 하단에 정위치시킨 후, 냉풍건조부 하단에서 낙하되는 고당도 과채류를 포장용기에 담아지도록 안내시키고, 뚜껑을 닫아서 포장완료시키는 단계(S100)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 진공가압·감압·정압과 다채널 일렉트로포레이션으로 이루어진 하이브리드형 감미수침투챔버식 고당도 과채류생성·포장 자동화 방법.
- 제13항에 있어서, 상기 진공가압·감압·정압과 다채널 일렉트로포레이션(Electroporation)으로 이루어진 하이브리드방식은
진공 흡입부를 통해, 챔버본체의 내부공간에 있는 공기를 흡입하여 진공압력을 형성시키는 단계(S71)와,
겉껍질자극용 다채널 일렉트로포레이션(Electroporation)부를 통해, 챔버내부공간의 천연감미수에 침수된 과채류의 겉껍질쪽으로 순간적, 반복적으로 미세전류를 가하여, 과채류의 겉껍질쪽에 미세한 홀을 형성시키는 단계(S72)와,
다단압축기를 통해, 챔버본체의 내부공간쪽으로 공기를 공급하여 가압시키거나, 또는 공기를 배출하여 감압시키거나 또는 정압시키는 단계(S73)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 진공가압·감압·정압과 다채널 일렉트로포레이션으로 이루어진 하이브리드형 감미수침투챔버식 고당도 과채류생성·포장 자동화 방법.
- 제13항에 있어서, 상기 천연감미수는 물 85wt%~95wt%, 감미료 2wt%~10wt%, 착향료 0.5wt%~3wt%, 구연산 0.5wt%~2wt%, 칼슘 0.2wt%~1wt%, 안토시아닌 0.8wt%~2wt%, 소금 0.5wt%~3wt%가 혼합되어 조성되는 것을 특징으로 하는 진공가압·감압·정압과 다채널 일렉트로포레이션으로 이루어진 하이브리드형 감미수침투챔버식 고당도 과채류생성·포장 자동화 방법.
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| KR1020220128716A KR102516424B1 (ko) | 2022-10-07 | 2022-10-07 | 진공가압·감압·정압과 다채널 일렉트로포레이션으로 이루어진 하이브리드형 감미수침투챔버식 고당도 과채류생성·포장 자동화장치 및 방법 |
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| KR20040086480A (ko) * | 2002-07-16 | 2004-10-08 | 독립행정법인농업생물자원연구소 | 감압/가압의 이용을 포함한 일렉트로포레이션법 |
| KR102244176B1 (ko) * | 2020-07-02 | 2021-04-26 | 정한길 | 토마토에 스테비아를 주입하는 주입장치 |
| KR102358060B1 (ko) | 2021-10-19 | 2022-02-08 | (주)에스엔피시스템 | 식품에 첨가물을 주입하기 위한 장치 및 방법 |
| KR102373671B1 (ko) | 2021-07-22 | 2022-03-16 | 유길곤 | 과일 및 과채류의 감미수 침투 장치 및 그 방법 |
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- 2022-10-07 KR KR1020220128716A patent/KR102516424B1/ko active IP Right Grant
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