KR102607941B1 - 글루텐 모니터링을 이용한 글루텐 함량이 제어된 분말의 제조 장치 및 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 글루텐 함량이 제어된 분말의 제조 공정에 있어서 분말에 포함된 글루텐의 모니터링을 통한 의사결정을 통해서 글루텐 함량이 제어된 분말을 제조하는 글루텐 모니터링을 이용한 글루텐 함량이 제어된 분말의 제조 장치 및 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명은 글루텐 함량이 제어된 분말의 제조 장치로서, 글루텐을 함유하는 원료분말을 공급하는 원료 공급부, 원료 공급부로부터 공급받은 원료분말을 수화하여 슬러리로 제조하는 수화부, 수화부로부터 수화된 슬러리를 공급받아 고액분리하는 고액분리부, 고액분리된 슬러리를 공급받아 가열, 건조 및 냉각을 통하여 글루텐 함량이 제어된 분말로 제조하는 후처리부, 및 글루텐 모니터링부를 포함한다. 글루텐 모니터링부는 고액분리부, 고액분리부와 후처리부 사이, 또는 후처리부에 설치되며, 고액분리된 슬러리에 포함된 글루텐 농도를 감지하고, 감지한 글루텐 농도를 기반으로 글루텐 함량이 제어된 분말의 제조를 위한 의사결정을 수행한다.
Description
본 발명은 분말의 제조 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 식품, 곡물 또는 바이오 기반의 분말 제조 공정에 있어서 분말에 포함된 글루텐의 모니터링을 통한 의사결정을 통해서 글루텐 함량이 제어된 분말을 제조하는 글루텐 모니터링을 이용한 글루텐 함량이 제어된 분말의 제조 장치 및 제조 방법에 관한 것이다.
글루텐(gluten)은 밀, 호밀, 보리, 귀리 및 이들의 교배종을 포함하는 밀족(triticeae) 곡물에서 발견되는 불용성 단백질로서 몇가지 단백질이 혼합된 단백질 복합체이다. 일반적으로 글루텐은 글루테닌(Glutenin)과 글리아딘(Gliadin)이 결합된 불용성 단백질이다.
밀분말에 포함되어 있는 글루텐은 무수히 많은 베이커리 및 기타 식품에 식감 및 맛을 제공한다. 글루텐은 상업용 식품 제조자 뿐만 아니라 홈 베이커(home baker) 모두에게 가공적성(processing quality)을 제공한다.
쌀분말과 메밀분말과 같은 글루텐 미함유 곡분을 사용하여 빵을 제조하는 것은 매우 어렵다. 글루텐을 함유하는 밀분말 또는 호밀분말을 사용하는 도우(dough)의 경우, 도우가 효모로 발효될 때 발생하는 이산화탄소 가스가 글루텐에 의해 계속 유지되어 글루텐 망상구조가 확대되고 도우가 부풀어 오른다. 글루텐 미함유 곡분을 사용하는 도우의 경우, 발효에 의해 발생한 이산화탄소 가스가 도우 내에 유지되지 않아서 도우가 효과적으로 부풀지 않는다. 이러한 이유로 글루텐은 일반적으로 베이커리 및 기타 식품의 핵심 성분으로 간주되고 있다.
하지만 글루텐은 소장에서 일어나는 알레르기 질환인 셀리악병(celiac disease) 및 소화장애를 유발하는 것으로 알려져 있다. 이로 인해 최근에는 글루텐 함량이 제어된 식품, 예컨대 글루텐-프리 식품에 대한 요구가 증가하고 있다. 글루텐-프리 식품에 대한 정의는 국가별로 다소 차이가 있다. 일반적으로 글루텐-프리 식품은 제조 과정에 있어서 밀의 전분입자와 유사한 글루텐-프리 전분을 사용하여 글루텐 함량을 일정 수준 이하로 낮춘 식품을 의미한다.
그리고 글루텐-프리 식품이 건강식품 및 프리미엄 식품이라는 인식이 확산되고 있는 실정이다.
따라서 본 발명의 목적은 식품, 곡물 또는 바이오 기반의 분말 제조 공정에 있어서, 원료분말에 포함된 글루텐의 모니터링을 통한 의사결정을 통해서 글루텐 함량이 제어된 분말을 제조하는 글루텐 모니터링을 이용한 글루텐 함량이 제어된 분말의 제조 장치 및 제조 방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 글루텐 함량이 제어된 분말의 제조 장치로서, 글루텐을 함유하는 원료분말을 공급하는 원료 공급부; 상기 원료 공급부로부터 공급받은 상기 원료분말을 수화하여 슬러리로 제조하는 수화부; 상기 수화부로부터 수화된 슬러리를 공급받아 고액분리하는 고액분리부; 고액분리된 슬러리를 공급받아 가열, 건조 및 냉각을 통하여 글루텐 함량이 제어된 분말로 제조하는 후처리부; 및 상기 고액분리부, 상기 고액분리부와 상기 후처리부 사이, 또는 상기 후처리부에 설치되며, 상기 고액분리된 슬러리에 포함된 글루텐 농도를 감지하고, 감지한 글루텐 농도를 기반으로 글루텐 함량이 제어된 분말의 제조를 위한 의사결정을 수행하는 글루텐 모니터링부;를 포함하는 글루텐 모니터링을 이용한 글루텐 함량이 제어된 분말의 제조 장치를 제공한다.
상기 글루텐 모니터링부는, 상기 고액분리부와 상기 후처리부 사이의 연결관에 설치되며, 상기 연결관을 통과하는 상기 고액분리된 슬러리와 대면적으로 접촉하여 글루텐 농도를 감지하는 글루텐 감지 센서; 및 상기 글루텐 감지 센서로부터 수신한 글루텐 농도를 기반으로 글루텐 함량이 제어된 분말의 제조를 위한 의사결정을 수행하는 제어기;를 포함할 수 있다.
상기 글루텐 감지 센서는 상기 연결관에 링 형태로 배열된 복수의 자기화학센서를 포함한다.
상기 복수의 자기화학센서는 각각 상기 연결관을 통과하는 고액분리된 슬러리와 복수의 지점에서 상기 고액분리된 슬러리에 포함된 글루텐 농도를 감지한다.
상기 자기화학센서는 SAW(Surface Acoustic Wave) 센서, 바이오 센서(MEMS(Micro Electro Mechanical System), Bio-MEMS, RF-바이오센서) 및 수분센서 중에 적어도 하나이다.
상기 의사결정은 글루텐 함량이 제어된 분말의 제조 장치의 운전 시간, 원료분말 공급량, 슬러리의 농도, 슬러리 공급량, 글루텐 함량이 제어된 분말의 생산량, 글루텐 농도, 탄수화물 농도, 단백질 농도 및 지방 농도 중에 적어도 하나를 포함한다.
본 발명에 따른 글루텐 함량이 제어된 분말의 제조 장치는, 상기 연결관에서 분기되어 상기 수화부에 연결되는 회송관; 및 상기 제어기의 제어에 따라 상기 연결관과 회송관의 연결을 개폐하는 밸브;를 더 포함한다.
상기 제어기는, 상기 글루텐 감지 센서에서 감지한 글루텐 농도가 설정된 기준 농도를 초과하는 경우, 상기 밸브로 상기 연결관과 회송관을 연결하여 상기 고액분리된 슬러리를 상기 수화부로 회송한다.
상기 제어기는, 감지한 글루텐 농도가 설정된 기준 농도 이하인 경우, 상기 밸브로 상기 연결관과 회송관의 연결을 차단하고, 상기 고액분리된 슬러리를 상기 후처리부로 공급한다.
본 발명은 또한, 글루텐 함량이 제어된 분말의 제조 방법으로서, 글루텐을 함유하는 원료분말을 공급하는 단계; 공급된 상기 원류분말을 수화하여 슬러리로 제조하는 단계; 수화된 슬러리를 공급받아 고액분리하는 단계; 고액분리된 슬러리에 포함된 글루텐 농도를 감지하는 단계; 및 감지한 글루텐 농도를 기반으로 글루텐 함량이 제어된 분말의 제조를 위한 의사결정을 수행하는 단계;를 포함하는 글루텐 모니터링을 이용한 글루텐 함량이 제어된 분말의 제조 방법을 제공한다.
그리고 상기 의사결정을 수행하는 단계는, 감지한 글루텐 농도가 설정된 기준 농도를 초과하는 경우, 고액분리된 슬러리를 상기 수화하는 단계로 회송하는 단계; 및 감지한 글루텐 농도가 설정된 기준 농도 이하인 경우, 상기 고액분리된 슬러리를 가열, 건조 및 냉각을 통하여 글루텐 함량이 제어된 분말로 제조하는 단계;를 포함한다.
본 발명에 따르면, 원료분말을 액상이 아닌 슬러리 형태로 취급하기 때문에, 글루텐 함량이 제어된 분말을 제조하는 과정에서 사용되는 에너지를 절감하고, 수분 공급량과 운전 시간을 줄이고, 생산량을 증대시킬 수 있다.
글루텐 함량이 제어된 분말의 제조 공정에 있어서, 원료분말의 슬러리에 포함된 글루텐을 대면적으로 감지하여 모니터링하고, 모니터링한 정보를 글루텐 함량이 제어된 분말의 제조를 위한 의사결정에 활용하기 때문에, 글루텐 함량이 제어된 분말 제조 장치의 운용 효율을 높여 글루텐 함량이 제어된 분말을 안정적으로 생산할 수 있다. 즉 글루텐 모니터링을 수행함으로써, 글루텐 함량이 제어된 분말의 제조 장치의 운전 시간을 줄이고, 원료분말의 공급량을 적절히 조절하고, 글루텐 함량이 제어된 분말의 생산량을 높이고, 제조되는 글루텐 함량이 제어된 분말의 글루텐 농도를 안정적으로 관리할 수 있다.
글루텐 감지 센서는 고액 분리 공정 후 고액분리된 슬러리가 배출되는 연결관에 설치되어, 연결관을 통과하는 고액분리된 슬러리와 대면적으로 접촉하여 고액분리된 슬러리에 포함된 글루텐 농도를 감지하기 때문에, 고액분리된 슬러리를 샘플링하여 글루텐 농도를 감지하는 것보다는 고액분리된 슬러리에 포함된 글루텐 농도를 더욱 정확하게 감지하여 모니터링할 수 있다. 글루텐 농도의 모니터링 결과, 설정된 기준 농도를 초과하는 경우 고액분리된 슬러리를 수화부로 다시 보냄으로써, 제조할 분말의 글루텐 농도를 안정적으로 관리할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 글루텐 모니터링을 이용한 글루텐 함량이 제어된 분말의 제조 장치를 보여주는 블록도이다.
도 2는 도 1의 글루텐 모니터링부가 연결관에 설치된 상태를 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 글루텐 모니터링을 이용한 글루텐 함량이 제어된 분말의 제조 방법에 따른 흐름도이다.
도 2는 도 1의 글루텐 모니터링부가 연결관에 설치된 상태를 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 글루텐 모니터링을 이용한 글루텐 함량이 제어된 분말의 제조 방법에 따른 흐름도이다.
하기의 설명에서는 본 발명의 실시예를 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
[분말 제조 장치]
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 글루텐 모니터링을 이용한 글루텐 함량이 제어된 분말의 제조 장치를 보여주는 블록도이다. 그리고 도 2는 도 1의 글루텐 모니터링부가 연결관에 설치된 상태를 보여주는 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 글루텐 함량이 제어된 분말의 제조 장치(100; 이하 '분말 제조 장치'라 함)는 글루텐 함량이 제어된 분말(80)의 제조 공정에 있어서 원료분말(10)에 포함된 글루텐의 모니터링을 통한 의사결정을 통해서 글루텐 함량이 제어된 분말(80)을 제조하는 장치이다.
이러한 본 실시예에 따른 분말 제조 장치(100)는 원료 공급부(20), 수화부(30), 고액분리부(40), 후처리부(70) 및 글루텐 모니터링부(50)를 포함한다. 원료 공급부(20)는 글루텐을 함유하는 원료분말(10)을 공급한다. 수화부(30)는 원료 공급부(20)로부터 공급받은 원료분말(10)을 수화하여 슬러리 상태로 만든다. 고액분리부(40)는 수화부(30)로부터 수화된 슬러리를 공급받아 고액분리한다. 후처리부(70)는 고액분리된 슬러리를 공급받아 가열, 건조 및 냉각을 통하여 글루텐 함량이 제어된 분말(80)로 제조한다. 그리고 글루텐 모니터링부(50)는 고액분리부(40), 고액분리부(40)와 후처리부(70) 사이, 또는 후처리부(70)에 설치되며, 고액분리된 슬러리에 포함된 글루텐 농도를 감지하고, 감지한 글루텐 농도를 기반으로 글루텐 함량이 제어된 분말(80)의 제조를 위한 의사결정을 수행한다. 본 실시예에서는 글루텐 모니터링부(50)가 고액분리부(40)와 후처리부(70) 사이에 설치된 예를 개시하였다.
여기서 원료 공급부(20)는 글루텐을 함유하는 원료분말(10)을 공급받아 수화부(30)에 제공한다. 원료분말(10)은 공정 처리를 수행하기 전의 분말로서 글루텐을 함유하는 곡물분말, 식품, 바이오를 포함할 수 있다. 곡물분말은 예컨대 밀, 호밀, 보리, 귀리 및 이들의 교배종을 포함하며, 이것에 한정되는 것은 아니다.
수화부(30)에서는 원료분말(10)에 물과 소금(소금물)을 투입하여 수화하여 슬러리로 제조한다. 원료분말(10)을 수화하는 공정으로 일반적인 수화 공정과 동일하게 진행될 수 있다.
본 실시예에서는 원료분말(10)을 액상이 아닌 슬러리로 제조 공정에 투입하는 이유는, 액상으로 취급하는 것과 비교하여, 글루텐 함량이 제어된 분말(80)을 제조하는 과정에서 사용되는 에너지를 절감하고, 수분 공급량과 운전 시간을 줄이고, 생산량을 증대시킬 수 있기 때문이다.
고액분리부(40)는 수화된 슬러리를 공급받아 고액분리함으로써, 슬러리로부터 글루텐을 제거할 수 있다. 고액분리부(40)는 원심분리 방식을 사용할 수 있다. 예컨대 원심분리는 700 내지 900 ㎛의 공극을 갖는 체(sieve)를 이용하여 4,000 내지 8,000 rpm의 속도로 수행될 수 있다. 그 외 고액분리부(40)는 여과법이나 역삼투압법을 함께 활용하여 고액분리를 수행할 수 있다.
후처리부(70)는 고액분리된 슬러리로부터 수분을 제거한 후 분말화하여 글루텐 함량이 제어된 분말(80)로 제조한다. 이러한 후처리부(70)는 가열부(71), 건조부(73) 및 냉각부(75)를 포함한다. 가열부(71)는 고액분리된 슬러리를 공급받아 가열한다. 건조부(73)는 가열된 슬러리를 건조한다. 그리고 냉각부(75)는 건조된 슬러리를 냉각하여 글루텐 함량이 제어된 분말(80)로 제조한 후 배출한다. 예컨대 글루텐 함량이 제어된 분말(80)은 글루텐-프리 분말일 수 있다.
여기서 가열부(71) 및 건조부(73)는 전기열원, 가스열원, 스팀열원을 기반으로 고액분리된 슬러리를 가열 및 건조한다. 가열부(71) 및 건조부(73)는 고액분리된 슬러리에 대한 가열 및 건조 과정을 수행하면서, 수분을 보다 효과적으로 제거하기 위해서 원심분리를 함께 수행할 수 있다.
냉각부(75)는 가열 및 건조된 슬러리에 대한 동결 건조를 통하여 글루텐 함량이 제어된 분말(80)로 제조할 수 있다.
이러한 후처리부(70)는 가열부(71), 건조부(73) 및 냉각부(75)가 별도의 장치로 구현될 수 있고, 일체로 구현될 수 있다. 예컨대 후처리부(70)는 고액분리된 슬러리가 투입되는 챔버와, 챔버를 가열, 건조 및 냉각시킬 수 있는 열원 공급기를 포함할 수 있다. 후처리부(70)는 챔버를 회전시켜 고액분리된 슬러리에서 수분을 분리할 수 있는 모터와 같은 회전부재를 더 포함할 수 있다.
그리고 글루텐 모니터링부(50)는 글루텐 감지 센서(51)와 제어기(53)를 포함한다. 글루텐 감지 센서(51)는 고액분리부(40)와 후처리부(70) 사이의 연결관(61)에 설치되며, 연결관(61)을 통과하는 고액분리된 슬러리와 대면적으로 접촉하여 글루텐 농도를 감지한다. 그리고 제어기(53)는 글루텐 감지 센서(51)로부터 수신한 글루텐 농도를 기반으로 글루텐 함량이 제어된 분말(80)의 제조를 위한 의사결정을 수행한다.
여기서 글루텐 감지 센서(51)는 연결관(61)에 링 형태로 배열되게 설치되는 복수의 자기화학센서(magneto-chemical sensor)를 포함한다. 복수의 자기화학센서는 각각 연결관(61)을 통과하는 고액분리된 슬러리와 복수의 지점에서 고액분리된 슬러리에 포함된 글루텐 농도를 감지한다. 예컨대 자기화학센서는 SAW(Surface Acoustic Wave) 센서, 바이오 센서(MEMS(Micro Electro Mechanical System), Bio-MEMS, RF-바이오센서) 및 수분센서 중에 적어도 하나를 포함한다.
이와 같이 글루텐 감지 센서(51)는 고액 분리 공정 후 고액분리된 슬러리가 배출되는 연결관(61)에 설치되어, 연결관(61)을 통과하는 고액분리된 슬러리와 대면적으로 접촉하여 고액분리된 슬러리에 포함된 글루텐 농도를 감지하기 때문에, 고액분리된 슬러리를 샘플링하여 글루텐 농도를 감지하는 것보다는 고액분리된 슬러리에 포함된 글루텐 농도를 보다 정확하게 감지하여 모니터링할 수 있다.
제어기(53)에서 수행되는 의사결정은 분말 제조 장치(100)의 운전 시간, 원료분말(10) 공급량, 슬러리의 농도, 슬러리 공급량, 글루텐 함량이 제어된 분말(80)의 생산량 및 글루텐 농도 중에 적어도 하나를 포함할 수 있다. 그 외 의사결정은 슬러리 또는 글루텐 함량이 제어된 분말(80)의 탄수화물 농도, 단백질 농도 및 지방 농도 중에 적어도 하나를 포함할 수 있다.
그 외 제어기(53)는 감지한 글루텐 농도를 메모리에 저장할 수 있다. 제어기(53)는 기준 농도를 설정하여 메모리에 저장할 수 있다. 제어기(53)는 글루텐 감지 센서(51)의 캘리브레이션, 오동작 체크와 같은 자가진단 기능 등을 수행할 수 있다.
본 실시예에 따른 분말 제조 장치(100)는, 의사결정에 따라서 글루텐 함량이 제어된 분말(80)에 포함된 글루텐 농도를 제어하기 위해서, 회송관(63) 및 밸브(65)를 더 포함할 수 있다.
회송관(63)은 연결관(61)에서 분기되어 수화부(30)에 연결된다.
그리고 밸브(65)는 제어기(53)의 제어에 따라 연결관(61)과 회송관(63)의 연결을 개폐한다. 여기서 밸브(65)는 글루텐 감지 센서(51)가 설치된 연결관(61) 부분과 후처리부(70)가 연결되는 연결관(61)의 말단 사이에 설치된다. 밸브(65)가 연결관(61)과 회송관(63)을 연결하는 경우, 연결관(61)과 후처리부(70)의 연결은 차단된다. 밸브(65)가 연결관(61)과 회송관(63)의 연결을 차단하는 경우, 연결관(61)과 후처리부(70)가 연결된다. 그리고 밸브(65)는 연결관(61)에 대한 회송관(63) 및 후처리부(70)의 연결을 함께 차단할 수도 있다.
이때 제어기(53)는 글루텐 감지 센서(51)에서 감지한 글루텐 농도가 설정된 기준 농도를 초과하는 경우, 밸브(65)로 연결관(61)과 회송관(63)을 연결하여 고액분리된 슬러리를 수화부(30)로 회송한다. 즉 고액분리된 슬러리가 기준 농도 이하가 될 때까지, 회송된 슬러리에 대한 수화 및 고액분리를 다시 수행하도록 할 수 있다.
반대로 제어기(53)는 감지한 글루텐 농도가 설정된 기준 농도 이하인 경우, 밸브(65)로 연결관(61)과 회송관(63)의 연결을 차단하고, 고액분리된 슬러리를 후처리부(70)로 공급한다.
여기서 기준 농도는 글루텐-프리를 판단하기 위한 글루텐 농도로서, 예컨대 20ppm의 글루텐 농도로 설정될 수 있다.
기준 농도는 복수 개로 설정할 수 있다. 예컨대 기준 농도는 제1 기준 농도와 제2 기준 농도로 설정될 수 있다. 제1 기준 농도가 제2 기준 농도보다는 높은 농도이다.
제어기(53)는 감지한 글루텐 농도가 제1 기준 농도와 제2 기준 농도의 사이값인 경우, 고액분리된 슬러리를 후처리부(70)로 보내는 공정만을 진행할 수 있다.
제어기(53)는 감지한 글루텐 농도가 제2 기준 농도 이하인 경우, 고액분리된 슬러리를 후처리부(70)로 보내는 공정을 진행한다. 더해서 제어기(53)는 다른 의사결정을 진행할 수 있다. 여기서 다른 의사결정은 분말 제조 장치(100)의 운전 시간, 원료분말(10) 공급량, 슬러리의 농도, 슬러리 공급량, 글루텐 함량이 제어된 분말(80)의 생산량 및 글루텐 농도 중에 적어도 하나를 포함할 수 있다.
감지된 글루텐 농도가 제2 기준 농도 이하인 경우, 제어기(53)는 감지할 글루텐 농도가 제1 기준 농도 및 제2 기준 농도의 사이값을 가질 수 있도록, 원료분말(10) 공급량 또는 슬러리의 농도를 조정할 수 있다. 예컨대 기존 보다 원료분말 공급량을 늘려 슬러리의 농도를 높일 수 있다. 또는 원료분말 공급량은 그대로 유지하면서 수분의 공급량을 줄여 슬러리의 농도를 높일 수 있다.
이와 같이 본 실시예에 따른 분말 제조 장치(100)는 원료분말(10)을 액상이 아닌 슬러리 형태로 취급하기 때문에, 글루텐 함량이 제어된 분말(80)을 제조하는 과정에서 사용되는 에너지를 절감하고, 수분 공급량과 운전 시간을 줄이고, 생산량을 증대시킬 수 있다.
글루텐 함량이 제어된 분말(80)의 제조 공정에 있어서, 원료분말(10)의 슬러리에 포함된 글루텐을 대면적으로 감지하여 모니터링하고, 모니터링한 정보를 글루텐 함량이 제어된 분말(80)의 제조를 위한 의사결정에 활용한다. 이로 인해 분말 제조 장치(100)의 운용 효율을 높여 글루텐 함량이 제어된 분말(80)을 안정적으로 생산할 수 있다. 즉 글루텐 모니터링을 수행함으로써, 분말 제조 장치(100)의 운전 시간을 줄이고, 원료분말(10)의 공급량을 적절히 조절하고, 글루텐 함량이 제어된 분말(80)의 생산량을 높이고, 제조되는 글루텐 함량이 제어된 분말(80)의 글루텐 농도를 안정적으로 관리할 수 있다.
글루텐 감지 센서(51)는 고액 분리 공정 후 고액분리된 슬러리가 배출되는 연결관(61)에 설치되어, 연결관(61)을 통과하는 고액분리된 슬러리와 대면적으로 접촉하여 고액분리된 슬러리에 포함된 글루텐 농도를 감지하기 때문에, 고액분리된 슬러리를 샘플링하여 글루텐 농도를 감지하는 것보다는 고액분리된 슬러리에 포함된 글루텐 농도를 더욱 정확하게 감지하여 모니터링할 수 있다.
그리고 글루텐 농도의 모니터링 결과, 설정된 기준 농도를 초과하는 경우 고액분리된 슬러리를 수화부(30)로 다시 보냄으로써, 제조할 글루텐 함량이 제어된 분말(80)의 글루텐 농도를 안정적으로 관리할 수 있다.
[글루텐 함량이 제어된 분말 제조 방법]
이와 같은 본 실시예에 따른 분말 제조 장치(100)를 이용한 글루텐 함량이 제어된 분말의 제조 방법에 대해서 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 여기서 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 글루텐 모니터링을 이용한 글루텐 함량이 제어된 분말(80)의 제조 방법에 따른 흐름도이다.
먼저 S10단계에서 원료 공급부(20)는 글루텐을 함유하는 원료분말(10)을 수화부(30)로 공급한다.
다음으로 S20단계에서 수화부(30)는 원료 공급부(20)로부터 공급받은 원료분말(10)을 수화하여 슬러리로 제조한다.
다음으로 S30단계에서 고액분리부(40)는 수화부(30)로부터 수화된 슬러리를 공급받아 원심분리 등을 이용하여 고액분리한다.
다음으로 S40단계에서는 글루텐 감지 센서(51)는 고액분리된 슬러리에 포함된 글루텐 농도를 감지한다.
이어서 S50단계에서 제어기(53)는 감지한 글루텐 농도를 기반으로 글루텐 함량이 제어된 분말(80)의 제조를 위한 의사결정을 수행한다.
감지한 글루텐 농도가 기준 농도를 초과하는 경우, S50단계에서 제어기(53)는 고액분리된 슬러리를 수화부(30)로 공급하여 S20단계부터 다시 수행한다.
감지한 글루텐 농도가 기준 농도 이하인 경우, S50단계에서 제어기(53)는 고액분리된 슬러리를 후처리부(70)로 공급한다.
그리고 S60단계에서 후처리부(70)는 고액분리된 슬러리를 공급받아 가열, 건조 및 냉각을 통하여 글루텐 함량이 제어된 분말(80)로 제조한다. 예컨대 글루텐 함량이 제어된 분말(80)은 글루텐-프리 분말일 수 있다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다.
10 : 원료분말
20 : 원료 공급부
30 : 수화부
40 : 고액분리부
50 : 글루텐 모니터링부
51 : 글루텐 감지 센서
53 : 제어기
61 : 연결관
63 : 회송관
65 : 밸브
70 : 후처리부
71 : 가열부
73 : 건조부
75 : 냉각부
80 : 글루텐 함량이 제어된 분말
100 : 분말 제조 장치
20 : 원료 공급부
30 : 수화부
40 : 고액분리부
50 : 글루텐 모니터링부
51 : 글루텐 감지 센서
53 : 제어기
61 : 연결관
63 : 회송관
65 : 밸브
70 : 후처리부
71 : 가열부
73 : 건조부
75 : 냉각부
80 : 글루텐 함량이 제어된 분말
100 : 분말 제조 장치
Claims (9)
- 글루텐 함량이 제어된 분말의 제조 장치로서,
글루텐을 함유하는 원료분말을 공급하는 원료 공급부;
상기 원료 공급부로부터 공급받은 상기 원료분말을 수화하여 슬러리로 제조하는 수화부;
상기 수화부로부터 수화된 슬러리를 공급받아 고액분리하는 고액분리부;
고액분리된 슬러리를 공급받아 가열, 건조 및 냉각을 통하여 글루텐 함량이 제어된 분말로 제조하는 후처리부; 및
상기 고액분리부, 상기 고액분리부와 상기 후처리부 사이, 또는 상기 후처리부에 설치되며, 상기 고액분리된 슬러리에 포함된 글루텐 농도를 감지하고, 감지한 글루텐 농도를 기반으로 글루텐 함량이 제어된 분말의 제조를 위한 의사결정을 수행하는 글루텐 모니터링부;를 포함하되,
상기 글루텐 모니터링부는,
상기 고액분리부와 상기 후처리부 사이의 연결관에 설치되며, 상기 연결관을 통과하는 상기 고액분리된 슬러리와 대면적으로 접촉하여 글루텐 농도를 감지하는 글루텐 감지 센서;
상기 글루텐 감지 센서로부터 수신한 글루텐 농도를 기반으로 글루텐 함량이 제어된 분말의 제조를 위한 의사결정을 수행하는 제어기;
상기 연결관에서 분기되어 상기 수화부에 연결되는 회송관; 및
상기 제어기의 제어에 따라 상기 연결관과 회송관의 연결을 개폐하는 밸브;를 더 포함하고,
상기 제어기는,
상기 글루텐 감지 센서에서 감지한 글루텐 농도가 기 설정된 제1 기준 농도를 초과하는 경우, 상기 밸브로 상기 연결관과 회송관을 연결하여 상기 고액분리된 슬러리를 상기 수화부로 회송하고,
상기 글루텐 감지 센서에서 감지한 글루텐 농도가 상기 제1 기준 농도 이하인 경우, 상기 밸브로 상기 연결관과 회송관의 연결을 차단하고, 상기 고액분리된 슬러리를 상기 후처리부로 공급하되,
상기 글루텐 감지 센서에서 감지한 글루텐 농도가 상기 제1 기준 농도를 초과하거나 기 설정된 제2 기준 농도 이하인 경우, 상기 원료분말 또는 수분의 공급량을 조절하는 의사 결정을 하는 것을 특징으로 하는 글루텐 모니터링을 이용한 글루텐 함량이 제어된 분말의 제조 장치. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 글루텐 감지 센서는 상기 연결관에 링 형태로 배열된 복수의 자기화학센서를 포함하고,
상기 복수의 자기화학센서는 각각 상기 연결관을 통과하는 고액분리된 슬러리와 복수의 지점에서 상기 고액분리된 슬러리에 포함된 글루텐 농도를 감지하는 것을 특징으로 하는 글루텐 모니터링을 이용한 글루텐 함량이 제어된 분말의 제조 장치. - 제3항에 있어서,
상기 자기화학센서는 SAW(Surface Acoustic Wave) 센서, 및 바이오 센서 중에 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 글루텐 모니터링을 이용한 글루텐 함량이 제어된 분말의 제조 장치. - 제1항에 있어서,
상기 의사결정은 글루텐 함량이 제어된 분말의 제조 장치의 운전 시간, 원료분말 공급량, 슬러리의 농도, 슬러리 공급량, 글루텐 함량이 제어된 분말의 생산량, 글루텐 농도, 탄수화물 농도, 단백질 농도 및 지방 농도 중에 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 글루텐 모니터링을 이용한 글루텐 함량이 제어된 분말의 제조 장치. - 삭제
- 글루텐 함량이 제어된 분말의 제조 방법으로서,
글루텐을 함유하는 원료분말을 공급하는 단계;
공급된 상기 원료분말을 수화하여 슬러리로 제조하는 단계;
수화된 슬러리를 공급받아 고액분리하는 단계;
고액분리된 슬러리에 포함된 글루텐 농도를 감지하는 단계; 및
감지한 글루텐 농도를 기반으로 글루텐 함량이 제어된 분말의 제조를 위한 의사결정을 수행하는 단계;를 포함하되,
상기 의사결정을 수행하는 단계는,
상기 감지한 글루텐 농도가 기 설정된 제1 기준 농도를 초과하는 경우, 상기 고액분리된 슬러리를 상기 수화하는 단계로 회송하는 단계;
상기 감지한 글루텐 농도가 상기 제1 기준 농도 이하인 경우, 상기 고액분리된 슬러리를 가열, 건조 및 냉각을 통하여 글루텐 농도가 제어된 분말로 제조하는 단계; 및
상기 감지한 글루텐 농도가 상기 제1 기준 농도를 초과하거나 기 설정된 제2 기준 농도 이하인 경우, 상기 원료분말 또는 수분의 공급량을 조절하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 글루텐 모니터링을 이용한 글루텐 함량이 제어된 분말의 제조 방법. - 제7항에 있어서,
상기 의사결정은 글루텐 함량이 제어된 분말의 제조 장치의 운전 시간, 원료분말 공급량, 슬러리의 농도, 슬러리 공급량, 글루텐 함량이 제어된 분말의 생산량, 글루텐 농도, 탄수화물 농도, 단백질 농도 및 지방 농도 중에 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 글루텐 모니터링을 이용한 글루텐 함량이 제어된 분말의 제조 방법. - 삭제
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