KR102608525B1 - 자유 유동성의 냉동 보조 제품의 제조 및 보관 - Google Patents

자유 유동성의 냉동 보조 제품의 제조 및 보관 Download PDF

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Abstract

냉동시키기 위한 보조 조성물을 준비하는 단계, 냉동 챔버에 보조 조성물을 적하하는 단계, 상기 적하된 보조 조성물을 비드 형상으로 냉동시키는 단계, 및 컨베이어벨트에 의해 상기 냉동 비드들을 상기 냉동 챔버 밖으로 운반하는 단계를 포함하는 자유 유동성의 냉동 보조 제품을 제조 및 보관하는 방법.

Description

자유 유동성의 냉동 보조 제품의 제조 및 보관
본 발명은 일반적으로 냉동 보조 제품 분야에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 당과 제품, 아이스크림, 요거트와 같은 자유 유동성의 냉동 보조 제품, 프로바이오틱스와 같은 배양균, 의약품 등을 제조하는 고유의 방법에 관한 것이다.
냉동 아이스크림 및 요거트의 판매는 최근 몇 년 동안 급격히 성장했다. 이러한 성장은 주로 대규모의 광고 및 매스 마케팅의 노력을 통해 달성되었다. 특히, 낙농 협동조합은 아이스크림과 요거트를 건강식품으로 홍보하고 있다. 또한, 신규 및 개발중의 다수의 아이스크림 가게 프랜차이즈들은 시장에서 확고하게 자리매김하기 위해 적극적인 광고 캠페인을 실시하고 있다.
하지만, 오늘날의 경쟁시장에서 판매의 증가 추세가 지속된다면, 차별화된 소비자들을 끌어들이기 위해서는 보다 고가공의 제품이 개발되어야 하는 점은 명백하다. 따라서 이러한 제품에 대한 필요성이 확인된다.
본 발명의 실시형태들은 자유 유동성의 냉동 보조 제품을 제조하고 보관하는 방법에 관한 것이며, 냉동시키기 위한 보조 조성물을 준비하는 단계, 냉동 챔버에 영양 조성물을 적하하는 단계, 상기 적하된 영양 조성물을 비드 형상으로 냉동시키는 단계, 및 상기 냉동된 비드들은 컨베이어 벨트에 의해 냉동 챔버 밖으로 운반시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 추가의 실시형태들은 극저온 액체를 포함하는 냉동 챔버, 전달원으로부터 액체 조성물을 수용하도록 배치 및 적용된 냉동 챔버에 놓인 적어도 하나의 공급 트레이, 냉동 챔버 바닥에 배치된 컨베이어벨트를 포함하는 컨베이어벨트 어셈블리를 포함하는 냉동 보조 비드를 극저온으로 제조하기 위한 장치를 포함하며, 상기 트레이는 상기 공급 트레이로부터 조성물의 균일한 크기의 액적들을 배출하기 위한 복수의 오리피스들을 가짐으로써, 상기 액적들은 중력에 의해 냉동 챔버 아래로 전달되어 냉동 비드들을 형성한다.
본 발명의 추가의 실시형태들은 유입단부로부터 배출단부의 슈트(chute)까지 냉동 제품의 전달을 위한 채널을 형성하고 극저온 프로세서로부터 냉동 제품을 수용하도록 구성된 가늘고 긴 하우징, 상기 유입단부로부터 상기 배출단부까지 냉동 제품을 이동시키기 위해 상기 가늘고 긴 하우징 내에 배치되는 컨베이어벨트, 상기 컨베이어벨트를 회전시키도록 구성된 구동모터 어셈블리, 및 상기 가늘고 긴 하우징의 유입단부 부근에 배치된 개방 가능한 세척 배수관을 포함하는 극저온 프로세서를 위한 운반 어셈블리를 포함한다.
도 1은 본 발명의 원리에 따른 자유 유동성의 냉동 제품을 제조하기 위한 장치의 단면도를 도시한다.
도 2는 본 발명의 원리에 따른 장치의 컨베이어벨트를 보다 상세히 나타낸 도 1의 장치에 대한 단면도를 도시한다.
도 3은 본 발명의 원리에 따른 도 2의 장치와 함께 사용하기 위한 메쉬 컨베이어벨트의 탑-다운도를 도시한다.
도 4a는 본 발명의 원리에 따른 도 3의 컨베이어벨트의 비스듬히 잘라낸 측면도를 도시한다.
도 4b는 본 발명의 원리에 따른 도 3의 컨베이어벨트의 측면도를 도시한다.
도 5는 본 발명의 원리에 따른 도 2의 장치와 함께 사용하기 위한 대안의 컨베이어벨트의 측면도를 도시한다.
도 6은 본 발명의 원리에 따른 컨베이어벨트 어셈블리의 측면도를 도시한다.
도 7은 본 발명의 원리에 따른 컨베이어벨트 어셈블리의 유입단부를 도시한다.
도 8은 본 발명의 원리에 따른 컨베이어벨트 어셈블리의 유입단부에 대한 다른 도면을 도시한다.
도 9는 자동 세척 연장부를 포함하는 도 1의 장치를 도시한다.
도 10은 본 발명의 원리에 따른 도 1의 장치의 롤러와 하우징의 상호작용의 예시를 도시한다.
극저온으로 냉동 비드들을 제조하기 위한 종래의 방법들 및 장치들은 챔버 바닥의 극저온의 액체 냉매로부터 셰이커로, 그리고 셰이커로부터 패키징을 위한 용기로 비드들을 운반하기 위한 오거(auger)를 포함한다. 하지만, 오거에 의한 비드들의 운반으로 주변 튜브의 외벽에 부딪혀 일부 비드들이 잘게 부서진다. 상기 잘게 부서진 비드들은 최종생성물에 대해 요구되는 것보다 더 작아질 수 있어서, 패키징 전에 셰이커를 이용하여 분리되어야 한다. 따라서, 셰이커를 사용하여 비드들을 분리하는 것이 더 이상 필요하지 않도록 비드들을 잘게 부수는 일 없이 비드들을 운반하는 것이 바람직할 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 "약"이라는 용어는 마지막에 기재된 숫자의 플러스 또는 마이너스 1의 범위 내를 의미한다. 예를 들면, 약 1.00은 1.00±0.01 단위를 의미한다.
단위 또는 퍼센트를 기술하는데 사용되는 "대략"이라는 용어는 플러스 또는 마이너스 1 단위, 또는 플러스 또는 마이너스 1퍼센트 포인트 범위 내를 의미한다.
다수의 물체들의 일 세트 중 한 물체에 대한 일 요소의 위치를 기술하는데 사용되는 "근접한"이라는 용어는 상기 요소가 상기 세트 중 임의의 다른 물체보다 어느 한 물체에 더 가깝게 위치된 경우를 의미한다.
각도에 관하여 본 명세서에서 사용되는 "실질적으로"라는 용어는 1°범위 내를 의미한다. 예를 들면, "실질적으로 평면인"이라는 용어는 평면 방향의 반시계 방향으로 1°, 시계 방향으로 1°의 범위 내를 의미한다.
형상에 관하여 본 명세서에서 사용되는 "실질적으로"라는 용어는 언급된 형상뿐만 아니라 상기 언급된 형상에 대한 균등론(doctrine of equivalents) 범위 내에 포함되는 임의의 다른 형상을 제조하는 제조 허용오차 범위 내를 의미한다.
본 명세서에서 사용되는 "실질적으로 유사한"이라는 용어는 언급된 구조물에 개시된 추가 구조물을 더한 적어도 각각의 특성들을 갖는 것을 의미한다. 상기 추가 구조물이 상충한다면, 상기 추가 구조물은 참조에 의해 포함된 구조물로 대체한다.
본 명세서에서 사용되는 "자유 유동성"이라는 용어는 이러한 주입(pouring)시 서로 응집되거나 달라붙는 일이 거의 없거나 전혀 없이 제품이 개별 비드들로서 유동할 수 있는 능력을 포함하는 광범위한 용어이다. 보관 기간이 지나고 나서는 약간의 달라붙음이 있을 수 있으나, 용기를 가볍게 두드리면 비드들을 달라붙지 않게 할 수 있어 이들이 자유 유동성을 갖게 할 수 있다. 일반적으로 구형상은 자유 유동성의 주입가능한 제품을 만드는데 도움을 준다. 비드형 제품은 쉽게 주입할 수 있도록 자유 유동성의 형태인 것이 바람직할 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 "보조"라는 용어는 영양, 음식물, 의약품 및 프로바이틱스 중 적어도 하나를 의미한다.
본 명세서에서 사용되는 "위생 롤러"는 차폐형 롤러 또는 개방형 롤러 중 어느 하나를 의미한다. 차폐형 위생 롤러들은 롤러 내로의 유체의 유입을 방지 및/또는 제한하기 위한 메커니즘을 포함한다. 예를 들면, 차폐형 위생 롤러들은 왕복운동, 회전운동 또는 진동운동하는 밀폐부들을 포함할 수 있다. 예시적인 밀폐부는 O-링, 더블 O-링, X-링, 정사각형-링 및/또는 U-컵을 포함한다. 또한, 각각의 밀폐부는 밀폐부가 롤러 및/또는 하우징과의 접촉을 유지하도록 대응되는 홈 내에 배치될 수 있다. 개방형의 위생 롤러들은 롤러를 통해 유체를 통과시킬 수 있는 개구들을 포함할 수 있다. 개방형 롤러들은 롤러를 통해 유체를 통과시킴으로써 용이하게 세척할 수 있다.
본 개시의 목적을 달성하기 위해, "및"과 "또는"이라는 용어는 "및"과 "또는"의 각 사용예에서 어느 것이 가장 넓은 범위의 개시를 제공하든 결합적 또는 분리적으로 해석되어야 한다.
본 개시의 목적을 달성하기 위해, 특별하게 달리 언급되지 않는 한, 단수형태로 개시된 구조물들은 단일 구조물로 한정되지 않으며, 개시된 구조물의 다수의 경우들을 포함할 수 있다.
첨부도면과 관련하여 이하에 설명되는 발명의 상세한 설명은 본 발명의 다양한 실시형태들을 설명하려고 한 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 실시형태들만을 나타내기 위한 것은 아니다. 본 발명의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해 특정 세부사항들을 포함한다. 하지만, 본 발명이 이러한 특정 세부사항들 없이 실시될 수 있음은 당업자에게 명백할 것이다. 어떤 경우에, 공지의 구조물들 및 구성요소들은 본 발명의 개념을 모호하게 하는 것을 방지하도록 블록도 형태로 도시되어 있다.
도 1은 본 발명의 원리에 따른 자유 유동성의 냉동 보조 제품을 제조하기 위한 장치(10)의 단면도를 도시한다. 이 장치(10)가 단지 이러한 목적으로 설계된 장치의 일 유형의 예시로서 기술되었다는 점을 이해해야 한다. 물론, 자유 유동성의 냉동 보조 제품을 제조하기 위해 본 방법에 따라 다른 설계들이 활용될 수 있다.
도시된 바와 같이, 장치(10)는 내벽(14)과 외벽(16)을 갖는 냉동 챔버(12)를 포함할 수 있다. 일부 실시형태들에 있어서, 벽들(14 및 16) 모두는 스테인리스강으로 구성되어 강도와 내식성 둘 다 제공할 수 있다. 하지만, 벽들(14 및 16)은 냉동 챔버(12)의 구조적 완성성을 유지하면서 극저온의 온도를 견디기에 충분한 임의의 재료를 포함할 수 있다. 상기 챔버(12)의 내부와 주변환경 사이의 벽들(14 및 16)을 통하는 열전달을 감소시킴으로써 냉동 챔버의 효율을 향상시키기 위해, 벽들(14 및 16) 사이에 단열 구조물(18)의 두꺼운 층이 제공될 수 있다. 일부 실시형태들에 있어서, 단열 구조물(18)은 유리섬유와 같은 절연재를 포함할 수 있다. 다른 실시형태들에는 벽들(14 및 16) 사이에 진공 상태를 포함하는 단열 구조물(18)을 포함한다.
상기 챔버(12)는 냉매원(20)으로부터 전달관(22)을 통해 냉매를 직접 첨가함으로써 냉각될 수 있다. 액화질소를 포함하는 다수의 다른 냉매들이 활용될 수 있다. 액화질소는 용이하게 사용가능하며, 비교적 저렴하고, 식품들에 대해 비교적 불활성이다. 이는 또한 상기 식품의 비교적 빠른 냉각을 제공하기에 충분히 차갑다. 이와 같이, 이는 특히 본 발명에 따른 자유 유동성의 보조 제품들의 처리에 액화질소가 적용된다.
냉동 챔버의 온도뿐만 아니라 액체 냉매의 레벨은 당업계에서 공지된 서모스탯(thermostat)과 같은 온도 조절 수단들(24)을 활용하여 특정 범위 내로 유지될 수 있다. 보다 구체적으로, 온도 조절 수단들(24)은 서모커플(thermocouple)(26)에 연결될 수 있다. 서모커플(26)은 상기 챔버 내의 온도를 감지하기 위해 상기 챔버 바닥으로부터 예를 들면, 4인치~18인치 위쪽의 선택된 높이에서 냉동 챔버(12) 내로 연장되도록 배치될 수 있다. 예를 들면, 액화질소가 냉매로 활용되는 경우, 서모스탯은 서모커플(26)에서의 냉동 챔버(12) 내의 온도를 약 -184℃(-300℉)~약 -195℃(-320℉)의 온도로 유지되도록 설정될 수 있다. 냉동 챔버(12)의 바닥으로부터 약 4인치~약 18인치 위쪽에 서모커플(26)을 배치하는 것은 보조 조성물의 액적들을 급속냉각시키는데 필요한 냉매 저장소를 제공할 수 있다. 극저온의 냉매는 제품이 냉동될 때의 얼음 결정의 형성을 제한할 수 있다. 유리하게는, 형성된 얼음 결정들의 전체 크기를 감소시킴으로써 얻어지는 냉동 제품은 보다 진하고, 크리미한 질감을 가질 수 있으며, 전반적인 풍미가 양호해질 수 있다.
예를 들면, 서모커플(26)의 상기 냉동 챔버(12) 내의 온도가 설정된 작동 범위(즉, -300℉~-320℉) 이상으로 상승한다면, 이는 액체 냉매의 레벨이 서모커플 이하로 떨어졌다는 의미일 수 있다. 온도 조절 수단들(24)의 작동의 결과로서, 냉매원(20)으로부터 상기 관(22)을 통해 상기 냉동 챔버(12)로 액화질소를 전달할 수 있도록 밸브(27)가 개방될 수 있다. 상기 냉동 챔버(12) 내의 액체 냉매의 레벨이 서모커플(26)에 도달하여 접촉하게 되면, 조성물을 냉동시키기 위한 액체 냉매의 소망의 레벨이 복원되며 밸브(27)는 폐쇄될 수 있다.
물론, 대안적인 온도 또는 레벨 조절시스템이 활용될 수 있다. 예를 들면, 다수의 서모커플들(26)이 냉동 챔버(12) 내의 다양한 높이에 배치될 수 있다. 그 후 유지되어야 하는 소망의 액체 냉매 레벨에서의 서모커플(26)은 상술한 바와 같이 선택되고 활용될 수 있다. 다른 대안예에 있어서, Minnesota Valley Engineering, Inc.에 의해 상표명 CRYO-MED(Medel LL-450)으로 제조되고 시판되는 액화질소 레벨 조절장치가 활용될 수 있다.
통풍구들(29)이 냉동 챔버(12)의 상부 근처 벽들(14 및 16)에 제공될 수 있다. 이러한 통풍구들(29)은 냉동 챔버(12)로부터 상승하는 질소 증기를 방출하는 역할을 할 수 있으며, 상기 챔버 내의 압력의 어느 정도의 상승 또는 상부 근처의 어느 정도의 과도한 온도 저하를 방지하여 시간이 지남에 따라 적하 시스템이 냉각된다. 이러한 배기는 댐퍼에 의해 제어될 수 있는 배출 파이프를 통해 통풍됨으로써 수동으로 제어될 수 있다. 대안적으로, 배기가스는 배기 팬을 사용하여 진공하에 수집될 수 있다. 이러한 냉기는 냉기가 보관 공간들 내에서 또는 패키징 기계들을 이용하는 것과 같이 활용될 수 있는 프로세스의 다른 부분들로 전달될 수 있다.
본 발명의 방법의 제 1 단계는 냉동시키기 위한 보조 조성물을 준비하는 단계일 수 있다. 일부 실시형태들에 있어서, 상기 조성물은 유제품일 수 있으며, 크림, 우유, 버터 및/또는 계란과 같은 재료들을 포함할 수 있다. 추가 재료들에는 설탕, 과일추출물 또는 바닐라추출물과 같은 일부 다른 착향료 성분을 포함할 수 있다. 하지만, 실시형태들에는 냉동 제과 비드들을 형성하기 위한 프로바이오틱스 제제, 의약품 제제, 비유제품 제제 등을 포함한다.
조성물을 준비한 후, 냉동 챔버(12) 내로 조성물을 천천히 적하하는 단계가 행해진다. 이는 다수의 방법들로 달성될 수 있다. 예를 들면, 도 1에 도시된 바와 같이, 조성물(C)은 공급 용기(30)로부터 냉동 챔버(12)의 상단을 가로질러 배치된 트레이(32)를 포함한 드롭퍼 시스템 내로 펌핑될 수 있다. 보다 구체적으로는, 상기 조성물은 펌프(31)에 의해 펌핑되어 튜브(33)를 통과하여, 공기 내 잔여물 또는 먼지가 조성물 내로 들어오는 것을 방지하기 위해 트레이를 폐쇄하는 트레이 상부의 유입구(35)를 통해 전달될 수 있다. 트레이(32)의 바닥은 일련의 개구들(34)을 포함하여 이를 통해 상기 조성물이 냉동 챔버(12) 내로 적하될 수 있다. 상기 구멍들은 비드 형상으로 냉동시키기 위한 조성물의 소망의 크기의 액적을 제공하기 위해 약 0.3175cm(0.125인치)~0.794cm(0.3125인치) 직경을 가질 수 있다. 물론, 액적들의 크기와 유속은 구멍들의 크기에 의해 결정될 뿐만 아니라 조성물의 두께 및 일부 경우에 있어서 트레이의 두께에 의해서도 결정될 수 있다.
조성물의 액적들(D)이 냉동 챔버 내에서 하향으로 적하되면, 이들은 상기 냉동 챔버(12) 바닥에서 액화질소의 웅덩이(P)로부터 급속히 증발된 차가운 질소가스와 접촉한다. -162℃(-260℉)~-195℃(-320℉)의 범위(액화질소(N2)의 경우) 내의 온도로 인하여, 조성물의 액적이 급속하게 냉동된다. 생성되는 작은 비드들(B)은 비교적 작은 얼음 결정들만 포함할 수 있다. 비드들(B)은 부드러우며 구형의 외관을 가질 수 있다.
비드들(B)을 수집하기 위한 컨베이어벨트 어셈블리(50)는 가늘고 긴 하우징(36)의 유입단부에서 상기 챔버(12)의 바닥 내로 연장될 수 있다. 컨베이어벨트 어셈블리(50)는 하우징(36) 내에 컨베이어벨트(38)를 포함할 수 있다. 또한, 컨베이어벨트(38)는 하우징(36)의 유입단부로부터 슈트(40)를 포함하는 배출단부까지 연장될 수 있다. 도시된 바와 같이, 컨베이어벨트(38)는 수평면에 대해 대략 55°내지 대략 60°의 범위를 갖는 이송각도(102)로 배치될 수 있다. 도시된 바와 같이, 컨베이어벨트(38)는 하우징(36)과 실질적으로 평행할 수 있다. 수평면은 상기 장치(10)의 길이 방향 평면에 수직인 평면을 지칭한다. 또한, 수평면은 상기 장치(10)가 지면상에 똑바로 세워진 자세일 때 지면과 평행할 수 있다. 본 발명의 실시형태들은 수평면으로부터 대략 50°및 수평면으로부터 45°의 각도를 포함할 수도 있다. 컨베이어벨트(38)는 중력에 대항하여 슈트(40)를 통해 비드들(B)을 냉동 챔버(12) 바닥의 외부로 이동시키는 운반 구조물(도 1에는 도시되어 있지 않음)을 포함할 수 있다.
컨베이어벨트(38)가 회전하면, 비드들(B)은 컨베이어벨트(38) 및/또는 운반 구조물들 상의 화살표 작용 방향(E)으로 상향으로 당겨질 수 있다. 하지만, 액체 냉매는 액화질소가 웅덩이(P)로 다시 배출될 수 있기 때문에 냉동 챔버(12)로부터 반드시 빼낼 필요는 없을 수 있다.
컨베이어벨트(38)는 극저온의 환경에서 구부러지기 때문에 탄성을 갖는 임의의 재료로 구성될 수 있다. 재료들의 예시로는 고무 및 결합 금속 구조를 포함한다. 결합 금속 구조를 갖는 실시형태들에 있어서, 금속 결합 사이의 작은 구멍들은 극저온의 액체가 비드들(B)로부터 상기 챔버(12)로 스며 나오도록(strain) 사용될 수 있다.
비드들(B)이 컨베이어벨트(38) 상부에 도달하면, 이들은 슈트(40)에 의해 체(sieve)(42) 상에 침전될 수 있다. 체(42)는 당업계에 공지되어 있는 바와 같이 셰이킹 장치(44)에 연결될 수 있다. 이러한 셰이킹 장치(44)는 체(42) 상의 비드들(B)을 진동시킬 수 있다. 따라서, 비드들(B)을 거르면 예를 들어 대략 2mm 이상의 직경을 갖는 비교적 큰 비드들이 체의 표면에 남아있는 반면, 더 작은 비드들과 부서진 비드들의 단편화된 부분들은 체를 통과하여 회수 팬(46)으로 떨어질 수 있다. 상기 팬(46) 내에 회수된 재료는 용해되어, 상술한 바와 같이 트레이(32)에 추가된 조성물(C)과 다시 혼합되어 재처리될 수 있다.
적합한 크기의 비드들(예: 2mm를 초과하는 직경을 갖는 비드들)은 체를 통해 배출 슈트(48)로 흐를 수 있으며, 여기서 비드들은 용기(미도시) 내에 침전될 수 있다. 비드들의 표면 상에 또는 표면 내에 보유한 임의의 잔여 질소 냉매가 증발될 수 있도록 이러한 용기는 실질적으로 1분~10분 동안 개방된 채로 유지될 수 있다. 그 후에, 용기를 밀봉하고 보관을 위해 냉동고에 넣을 수 있다.
보관 중에 비드들(B)이 서로 달라붙는 것을 방지함으로써 이들의 자유 유동성을 유지시키기 위해, 비드들은 비교적 저온에서 유지될 수 있다. 보다 구체적으로는, 비드들(B)이 대략 30시간 이상 보관되어야 한다면, 이들은 적어도 -28.9℃(-20℉) 정도의 저온의 냉동고에 보관되어야 한다. 보다 바람직하게는, 비드들은 -1.1℃(-30℉)~-40℃(-40℉)의 온도에서 보관되는 것이 보다 바람직하다.
대안적으로, 비드들(B)이 30시간(또는, 특정 조성물의 경우에 10시간~12시간의 더 짧은 시간)내에 소비되는 경우, 이들은 -28.9℃(-20℉) 이상의 온도의 냉동고에 보관될 수 있다. 하지만, 비드들(B)은 대략 -23.3℃(-10℉)~-28.9℃(-20℉)의 온도에서 제공될 수 있으며, -26℃(-15℉)의 온도에서 좋은 결과가 제공될 수 있다. 보다 따뜻한 온도가 비드들을 서로 달라붙게 하며, 고유한 자유 유동성을 잃게 하여 제품 선호도를 감소시킬 수 있다. 보다 차가운 온도에서 제공될 때, 다수의 사람들은 제품이 충분히 즐기기에 너무 차갑다는 것을 발견할 수 있다.
도 2는 본 발명의 원리에 따른 상기 장치(10)의 보다 상세하게 설명된 컨베이어벨트(38)를 구비한 도 1의 장치에 대한 단면도를 도시한다. 예를 들면, 컨베이어벨트(38)는 하나 이상의 롤러(205a 및 205b) 주변에 마찰에 의해 끼워지는 벨트(207)를 포함할 수 있다. 롤러(205a 또는 205b) 중 어느 하나의 회전은 벨트(207)의 회전을 일으킬 수 있다. 예를 들면, 롤러(205b)는 구동 롤러일 수 있으며, 롤러(205a)는 지지 롤러일 수 있다. 또한, 벨트(38)의 회전은 상기 챔버(12) 바닥으로부터 슈트(40)로 비드들(B)을 전달할 수 있다. 일부 실시형태들에 있어서, 옹벽(retaining wall)(201)은 벨트(207)의 외측으로부터 스트레이닝 거리(straining distance)(203)로 이격될 수 있다. 스트레이닝 거리(203)는 2mm 이상의 직경을 갖는 냉동 비드들이 벨트(207) 상에 모일 수 있도록 2mm 미만의 크기를 가질 수 있다. 일부 실시형태들에 있어서, 보다 작은 비드들은 벨트(207)에 의해 슈트(40)로 운반되지 않는다. 또한, 컨베이어벨트(38)의 일부 실시형태들은 오거 플라이트(auger flight)와 하우징(36)의 외부 튜브(209) 사이의 비드들(B)이 잘게 부서지는 것을 방지함으로써 비드들(B)이 더 작은 비드들로 잘게 부서지지 않는다. 따라서, 컨베이어벨트를 구현하는 일부 실시형태들은 더 작은 직경을 갖는 비드들로부터 2mm 이상의 직경을 갖는 비드들을 분리하기 위한 체(42) 및 셰이커(44)가 반드시 필요한 것은 아니다.
알 수 있는 바와 같이, 냉동 비드들(B)을 슈트(40)로 운반하는 것을 가이딩하는 가이드 레일들(211)이 컨베이어벨트의 양측을 따라 제공될 수 있다. 가이드 레일들(211)은 극저온의 허용오차로 냉동 비드들(B)을 가이딩하기에 충분한 강성을 갖는 재료를 포함할 수 있다. 예시로는 복합재료, 특정 고무, 특정 폴리머, 금속 등을 포함한다.
또한, 컨베이어벨트(38 및 207)는 이송각도(102)로 구성될 수 있다. 이송각도(102)는 적합한 크기의 비드들의 운반, 극저온 액체의 추출 및/또는 부적합한 크기의 비드들의 제거에 도움을 줄 수 있다. 예를 들면, 이송각도(102)는 수평면으로부터 대략 55°~대략 60°일 수 있다.
도 3은 본 발명의 원리에 따른 도 2의 장치와 함께 사용하기 위한 메쉬 컨베이어벨트(300)의 탑-다운도를 도시한다. 메쉬 컨베이어벨트(300)는 강(steel) 등의 금속, 플라스틱, 복합재료, 고무, 천 등을 포함할 수 있다. 도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 컨베이어벨트(300)는 링크들(302)을 포함할 수 있다. 링크들(302)은 윙 힌지들(wing hinges)(308)에 의해 연결된 크로스바들(310)을 포함할 수 있다. 실제, 크로스바들(310)은 윙 힌지들(308)의 각 구멍들을 통해 연장될 수 있다. 크로스바들(310)은 각 윙 힌지들(308)과 피봇 가능하게 연결될 수 있다.
또한, 로드들(rods)(312)은 2개의 개별 크로바스들(310) 사이로 연장될 수 있다. 로드들(312)은 개별 크로스바들(310) 모두와 피봇 관계에 있을 수 있다. 또한, 로드들(312)은 로드 갭(314)에 의해 서로 이격될 수 있다. 로드 갭(314)은 운반시 비드들(B)을 컨베이어벨트(300) 상에 유지시킬 수 있는 크기일 수 있다. 또한, 로드 갭(314)은 유체를 통과하게 할 수 있다. 일부 실시형태에 있어서, 로드 갭(314)은 부적합하게 작은 비드들이 통과하게 할 수 있다. 따라서, 로드 갭(314)은 적합한 크기의 비드들이 상기 챔버(12)로부터 슈트(40)로 운반되도록 각각의 로드들(312) 사이가 2mm 미만일 수 있다.
각각의 크로스바(310)의 직경은 컨베이어벨트(300)의 외면으로부터 수직으로 연장될 수 있다. 예를 들면, 컨베이어벨트(300)의 표면이 상기 챔버(12)로부터 슈트(40)로 움직임에 따라, 로드 갭들(314)은 비드들을 밀어내기 위한 운반 구조물일 수 있다. 컨베이어벨트(300) 상의 로드 갭(314)의 개수, 크기 및 표면적 밀도는 비드들(B)의 운반 속도와 크기를 제어하도록 선택될 수 있다. 또한, 컨베이어벨트(300)의 회전속도는 비드들(B)의 유입(uptake)을 조작하기 위해 변경될 수 있다.
컨베이어벨트(300)의 메쉬(307)는 로드들(312)과 크로스바들(310)의 교차영역을 포함할 수 있다.
가이드 레일들(211)은 벨트(300)와 실질적으로 평행할 수 있으며, 벨트(300)에 대해 배치될 수 있다. 예를 들면, 가이드 레일들(211)은 컨베이어벨트(300) 상의 냉동 비드들(B)을 유지하기 위해 배치될 수 있다. 따라서, 가이드 레일들(211)은 컨베이어벨트(300)의 약간 위쪽에 배치될 수 있다. 또한, 가이드 레일들(211)은 컨베이어벨트(300)의 폭보다 약간 넓게 벌려질 수 있다. 따라서, 가이드 스팬(guide span)(304)은 컨베이어벨트(300)의 외부 에지로부터 최근접 가이드 레일(211)의 가장 가까운 표면까지의 거리를 칭할 수 있다. 가이드 레일들(211)은 비드들(B)이 슈트(40)로 운반됨에 따라서 비드들(B)을 컨베이어벨트(300) 상에 유지하도록 구성될 수 있기 때문에, 소정의 크기의 비드들(B)이 컨베이어벨트(300) 상에 유지될 수 있도록 가이드 스팬(304)의 크기가 결정될 수 있다. 따라서, 가이드 스팬(304)은 매우 작은 비드들이 떨어질 수 있도록 2mm 이하일 수 있다. 일부 실시형태들에 있어서, 가이드 스팬(304)은 4mm 이하일 수 있다. 또한, 적합한 크기의 비드들(B)이 윙 힌지들(308)을 통해 떨어질 수 있도록 윙 힌지들(308)의 크기가 결정될 때, 가이드 스팬(304)은 마이너스(negative)일 수 있다.
일부 실시형태들에 있어서, 가이드 레일들은 메쉬(307) 위에 배치될 수 있다. 따라서, 가이드 레일들(211)이 메쉬(307)의 외부 경계 내에 배치되는 경우, 메쉬(207)의 외측으로부터 각각의 가이드 레일(211)의 외측까지의 거리를 나타내는 메쉬 가이드 스팬(305)은 2mm 미만일 수 있거나 심지어 마이너스일 수 있다.
가이드 레일들(211)은 주변 하우징(36)의 내면에 부착될 수 있는 지지부들(306)에 부착될 수 있다. 추가 실시형태들에 있어서, 지지부들(306)에의 가이드 레일들(211)의 부착은 핀, 클립 또는 기타 부착 메커니즘 등에 의해 제거가능할 수 있다. 지지부들(306)의 이러한 부착 메커니즘은 하우징(36)의 내부를 아래로 움직이게 하는 영구 앵커 레일(permanent anchor rail)을 포함할 수 있다. 상기 앵커 레일은 컨베이어벨트(300)의 측면의 옆과 평행할 수 있으며, 컨베이어벨트(300)의 길이를 따라 움직일 수 있다. 상기 앵커 레일은 컨베이어벨트(300)를 따라 비드들(B)을 가이딩하는 작업을 위해 가이드 레일(211)의 위치에 제거가능한 가이드 레일(211)의 수(male) 그루브가 삽입될 수 있는 길이 방향의 암(female) 그루브를 포함할 수 있다. 다른 실시형태들은 하우징 길이의 일부를 따라 움직이며 가이드 레일(211)을 수용하기 위한 지지부들(306)에 부착된 암(female) 앵커 레일을 포함한다.
로드 갭들(314)은 컨베이어벨트(300)에 오목부들을 포함할 수 있다. 일부 실시형태들에 있어서, 비드들(B)이 극저온의 액체로부터 스며나오도록 로드 갭들(214)은 컨베이어벨트(300)를 통하는 구멍들을 포함할 수 있다. 또한, 세척액들이 로드 갭들(214)을 통과할 수 있다.
도 4a는 본 발명의 원리에 따른 도 3의 컨베이어벨트(300)의 비스듬히 잘라낸 측면도를 도시한다. 옹벽(401)은 모든 측면에서 옹벽(201)과 유사할 수 있다. 또한, 옹벽(401)은 옹벽(201)과 유사하게 이격될 수 있다. 따라서, 스트레이닝 거리(403)는 스트레이닝 거리(203)와 유사할 수 있다. 또한, 갭(407)은 각각의 크로스바들(310)이 옹벽 아래를 통과할 때 각각의 크로스바들(310)의 상부 사이의 거리일 수 있다. 갭(407)은 유체가 통과될 수 있는 크기일 수 있다. 또한, 갭(407)은 매우 작은 비드들이 통과할 수 있게 한다.
비드들(B)은 로드 갭들(314)의 크기 및 형상에 의해 선택될 수 있다. 예를 들면, 약 10.0mm 이상의 직경을 갖는 비드들(B)은 10.0mm 이상의 크기의 로드 갭들(314)에 의해 선택될 수 있다. 또한, 약 4.0mm 이상의 직경을 갖는 비드들(B)은 4.0mm 이하의 로드 갭들(314)에 의해 선택될 수 있다. 또한, 약 2.0mm 이상의 직경을 갖는 비드들(B)은 2.0mm의 로드 갭들(314)에 의해 선택될 수 있다. 보다 작은 직경의 비드들(B)은 보다 작은 직경의 비드들의 직경보다 큰 로드 갭(314)을 통과할 수 있다.
링크 스팬(409)은 각각의 크로스바들(310) 사이의 거리를 나타낼 수 있다. 링크 스팬(409)은 비드들(B)의 유입 밀도를 조정하기 위한 크기일 수 있다. 예를 들면, 비드들(B)이 하부 크로스바(310) 위로 몰려들어 떨어지기 때문에, 크기가 큰 링크 스팬(409)은 유입 밀도를 최대화할 수 없다. 하지만, 크기가 작은 링크 스팬(409)은 불필요한 크로스바들(310)을 포함함으로써 메쉬(307)의 운반 표면적을 감소시킬 수 있다(비드들(B)이 크로스바들(301)에 직접 놓이지 않도록 크로스바들(310)을 구성한다면, 운반하기 위한 컨베이어벨트(300)의 사용가능한 표면적을 감소시킬 수 있다). 링크 스팬(409)은 크로스바들(310)의 직경에 따라 미리 결정될 수 있다.
크로스바들(310)은 크로스바의 높이(411)에서 벨트(300)의 표면으로부터 수직으로 연장될 수 있다. 크로스바의 높이는 컨베이어벨트(300)가 움직임에 따라 비드들(B)을 밀어낼 수 있도록 미리 결정될 수 있다. 예를 들면, 크로스바의 높이(411)는 대응되는 비드들(B)의 직경보다 클 수 있다. 하지만, 크로스바의 높이(411)는 컨베이어벨트의 각도(102)에 따라 대응되는 비드들(B)의 직경의 1/8만큼 작을 수 있다. 보다 작은 크로스바의 높이(411)는 컨베이어벨트(300)의 운반 표면적을 증가시킬 수 있다.
컨베이어벨트 메쉬(307)의 구성에 기초하여, 로드 갭들(314). 스트레이닝 거리(403), 갭(407), 옹벽(401) 및/또는 크로스바의 높이(411), 소정 크기의 비드들(B)은 냉동 비드들(B)로부터 걸러질 수 있다. 예를 들면, 2.0mm 직경을 갖는 비드들이 걸러질 수 있다. 일부 실시형태들에 있어서, 약 2.0mm~10.0mm의 직경을 갖는 비드들은 잔여 비드들로부터 걸러질 수 있다.
도 4b는 본 발명의 원리에 따른 도 3의 컨베이어벨트(300)의 측면도를 도시한다. 구체적으로, 3개의 링크들(302)의 상호 작용이 도시된다. 각각의 크로스바들(310)은 각각의 윙 힌지(308)를 통해 각각 연장된다. 또한, 윙 힌지들(308)은 가이드 높이(405)에서 컨베이어벨트(300)의 표면으로부터 수직으로 연장될 수 있다. 이러한 가이드 높이(405)는 컨베이어벨트 메쉬(307) 상의 적절한 크기의 비드들(B)을 유지시키기에 충분할 수 있다. 예를 들면, 가이드의 높이(405)는 대응되는 비드들(B)의 직경의 적어도 1/8일 수 있다. 가이드의 높이(408)는 대응되는 비드들(B)의 직경보다 클 수 있다.
도 5는 본 발명의 원리에 따른 도 2의 장치와 함께 사용하기 위한 대안의 컨베이어벨트(500)의 측면도를 도시한다. 컨베이어벨트(500)는 클리트들(505) 등의 운반 구조물들을 포함할 수 있다. 클리트들(505)은 로드들(312) 및 크로스바들(310)을 도와 컨베이어벨트(500) 상에 비드들(B)을 운반할 수 있다. 따라서, 클리트들(500)은 상기 챔버(12)로부터 슈트(40)로 비드들(B)을 운반하는 임의의 운반 구조물일 수 있다. 예를 들면, 클리트들(505)은 컨베이어벨트(500)의 폭에 걸쳐 있을 수 있다. 클리트들(505)은 크로스바들(301) 또는 로드들(312)로부터 수직으로 연장될 수 있다. 클리트들(505)은 컨베이어벨트(500)의 폭에 걸쳐 있을 수 있고 컨베이어벨트(500)의 외면으로부터 수직으로 연장될 수 있다. 또한, 클리트들(505)은 컨베이어벨트(500)를 따라 소정 간격(511)으로 이격되어 있을 수 있다. 클리트들(505)은 높이(509) 및 두께(507)를 가질 수 있다. 높이(509) 및 간격(511)은 벨트의 속도와 관련하여 비드들(B)의 형성 속도 또는 비드들(B)의 소망의 운반 속도에 연관될 수 있다. 일부 실시형태들에 있어서, 비드들(B)은 간격(511)의 크기와 관련하여 클리트들(505)의 크기에 의해 선택될 수 있다.
또한, 옹벽(501)은 비드들(B)이 중력의 작용에 의해 컨베이어벨트(500) 상으로 그리고 클리트들(505) 사이에서 가이딩되도록 배치될 수 있다. 옹벽(501)은 클리트들(505)이 옹벽(501) 아래로 통과할 때에 각각의 클리트들(505)의 상부의 유지 거리(retention distence)(503) 내에 배치될 수 있다. 유지 거리는 소망의 최소 비드들의 직경(예: 2mm 직경 미만)보다 작을 수 있다.
일부 실시형태들에 있어서, 클리트들(505)은 고무, 금속 및/또는 합성물과 같이 극저온 환경에서 탄성을 갖는 고체 재료들로 구성될 수 있다. 하지만, 클리트들(505)의 다른 실시형태들은 클리트들(505)이 극저온의 액체로부터 비드들(B)이 스며 나오도록 메쉬 구조물들을 포함한다. 컨베이어벨트(500) 상의 비드들(B)이 2개의 클리트들(500)과 2개의 가이드 레일들(211) 사이의 공간에 국한되도록, 클리트들(505)은 컨베이어벨트(500)로부터 그리고 가이드 레일들(211) 사이에서 수직으로 연장될 수 있다.
컨베이어벨트(500)의 컨베이어벨트 메쉬의 구성에 대응되는 로드 갭들, 유지 거리(503), 옹벽(501) 및/또는 클리트의 높이(509)와 같은 클리트들(505)의 구성에 기초하여 소정 크기의 비드들(B)이 냉동 비드들(B)로부터 걸러질 수 있다. 예를 들면, 직경 2.0mm의 비드들이 걸러질 수 있다. 일부 실시형태들에 있어서, 약 2.0mm~10.0mm의 직경을 갖는 비드들이 잔여 비드들로부터 걸러질 수 있다.
도 6은 본 발명의 원리에 따른 컨베이어벨트 어셈블리(600)의 측면도를 도시한다. 일부 실시형태들에 있어서, 컨베이어벨트 어셈블리(600)는 실질적으로 컨베이어벨트 어셈블리(50)와 유사할 수 있다.
컨베이어벨트 어셈블리(600)는 로터리 어셈블리(612) 등을 통해 롤러(205b)와 회전가능하게 연결된 모터(602)를 포함할 수 있다. 따라서, 롤러(205b)는 모터(602)에 의해 회전가능하게 구동될 수 있다. 예를 들면, 모터(602)는 롤러(205b)를 중심으로 벨트(604)를 회전시킬 수 있다. 롤러(205b)는 모터(602)와 공통의 축(608)을 공유할 수 있다. 따라서, 벨트(38)의 회전은 롤러(205a)와 같은 지지 롤러(205)를 회전하게 한다. 롤러(205b)와 지지 롤러들(205 및 205a)는 벨트(38)와의 마찰에 의해 끼워져서 회전가능하게 연결될 수 있다. 지지 롤러(205)는 지지 롤러(205a)와 실질적으로 유사할 수 있다.
또한, 컨베이어벨트 어셈블리(600)는 유입구(616)를 포함할 수 있다. 유입구(616)는 벨트(38)가 비드들을 슈트(40)로 운반시킬 수 있도록 비드들(B)을 수용할 수 있다. 유입구(616)는 중력의 작용에 의해 상기 챔버(12)로부터 유입구(616)로 공급될 수 있는 냉동 비드들(B)과 같은 재료를 수용할 수 있다.
컨베이어벨트 어셈블리(600)는 벨 허브(bell hub)(604)를 더 포함할 수 있다. 벨 허브(604)는 물, 세정제 및/또는 살균제와 같은 세척액을 수용하기 위한 연결부를 포함할 수 있다. 따라서, 컨베이어벨트 어셈블리(600)는 정치 세척 어셈블리(clean-in-place assembly)일 수 있다. "정치 세정 어셈블리" 및 "정치 세척 구성"은 상기 장치(10)로부터 컨베이어벨트 어셈블리(600)를 제거하지 않고도 정치 세척 컨베이어벨트 어셈블리(600)를 통해 물, 비누, 세정제, 살균제 등과 같은 세척액을 펌핑함으로써 컨베이어벨트 어셈블리(600)가 세척될 수 있음을 의미한다. 또한, 세척액들은 하우징(636) 내의 각각의 구조물들을 세척할 수 있다. 어셈블리(600)가 세척되면, 유체들은 유입단부(618)로 유동할 수 있다. 유체들은 배수관(도 7과 관련하여 설명됨)을 통해 유입단부(618)로부터 배출될 수 있다.
도 7은 본 발명의 원리에 따른 컨베이어벨트 어셈블리(600)의 유입단부(618)를 도시한다. 실례로, 축(706)은 도 6에 도시된 대안적인 수평각도보다는 배수부(708)에 대해 수직으로 도시되어 있다. 따라서, 축(706)이 회전될 때 벨트(38)가 회전되도록 축(706)은 롤러(205a)와 회전가능하게 맞물릴 수 있다.
유입단부(618)는 커버(712)에 결합될 수 있다. 예를 들면, 유입단부(618) 및 커버(712)는 마찰에 의해 끼워져 볼트(704) 등에 의해 결합될 수 있다. 예를 들면, 커버(712)는 부정확한 크기의 입자 및/또는 다른 잔류물이 포함되도록 돔(702)을 포함할 수 있다. 따라서, 배수관(708)은 부정확한 크기의 입자, 잔류물, 세척액 및/또는 다른 찌꺼기를 제거하는데 사용될 수 있다. 예를 들면, 임의로 포함된 액화질소, 비드들 등이 작동 중에 배출되지 않도록 뚜껑(710)이 배수관(708) 상부에 배치될 수 있다. 하지만, 세척을 위해 일시적으로 작동이 중단될 수 있다. 배수관(708)은 물, 비누, 행굼액 및/또는 살균제로 유입단부(618)를 씻어내기 위한 호스와 연결될 수 있다. 대안적으로, 물, 비누, 행굼액 및/또는 살균제는 슈트(40) 및/또는 벨 허브(604)를 통해 컨베이어벨트(600) 내로 통과할 수 있다.
컨베이어벨트 어셈블리(600)가 재료를 운반하는 동안, 배수관(708)은 예를 들면 배수 뚜껑(710)을 배수관(708)에 고정시키되 제거가능하게 부착시킴으로써 폐쇄된 채 유지할 수 있다. 일 실시형태에 있어서, 배수 뚜껑(710)은 위생적인 트라이 클램프(Tri-Clamp) 이음쇠를 이용하여 배수관(708)에 제거가능하게 부착될 수 있다. 예를 들면, 트라이 클램프 페룰 P/N L14AM7이 배수관(708)에 사용될 수 있다. 이러한 실시형태에서, 배수 뚜껑(710)은 트라이 클램프의 고체단부 뚜껑 P/N 16AMP이다. 트라이 클램프 가스킷 P/N 40MP-UW는 배수관(708) 및 배수 뚜껑(710) 사이에 삽입되며, 트라이 클램프 단일핀 중하중용 클램프 P/N 13MHHM은 배수 뚜껑(710)을 배수관(708)에 제거가능하게 고정시킨다.
도 8은 컨베이어벨트 어셈블리(600)의 유입단부(618)에 대한 다른 도면을 도시한다. 이러한 실시형태는 고체재료를 포함하는 위생 롤러(205a)를 포함한다. 일부 실시형태들에 있어서, 모든 롤러들(205, 205a 및 205b)은 위생 롤러들을 포함한다. 위생 롤러(205a)는 하우징(636)의 일측에서부터 반대측까지 연장될 수 있다. 축은 도시되어 있지 않으며 이는 도 10에 대해서 추가 설명된다. 위생 롤러(205a)는 하우징(636)과 롤러(205a)의 교차점에서 하나 이상의 0-링(801)에 의해 보호될 수 있다. 또한, 지지 롤러들(205)은 위생 지지 롤러들(205a)을 포함할 수 있다.
잔류물은 컨베이어벨트 어셈블리(600)에 의해 운반되는 재료로부터 떨어져 나가 축(706) 및 롤러(205a) 주변에 축적될 수 있다. 따라서, 일부 실시형태들은 테프론(Teflon) 등의 복합 재료들을 포함하는 롤러(205a) 및 축(706)의 고체 구조를 포함한다. 또한, 가스킷들(801)은 축(706) 상에, 그리고 롤러들(205, 205a 및 205b)의 양측 상에 배치될 수 있다. 가스킷들(801)은 잔류물이 베어링들에 유입되는 것을 방지하도록 롤러들(205, 205a 및 205b)의 베어링들 또는 다른 회전 메커니즘을 밀폐할 수 있다. 가스킷들의 예시는 0-링 또는 다른 가스킷들을 포함하며, 테프론, 고무, 실리콘, 금속 등의 합성물들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 롤러들(205a, 205b), 표시가 안된 지지 롤러들 및 임의의 도시되지 않은 롤러들 등의 롤러들 외측에 배치된 O-링 가스킷을 갖는 테프론 축(706)은 롤러들을 깨끗하고, 작동가능하며, 세척하기 용이하게 유지시킬 수 있다.
일부 실시형태들에 있어서, 컨베이어벨트 어셈블리(600)는 분해하지 않고도 용이하게 세척될 수 있다. 컨베이어벨트 어셈블리를 세척하기 위해, 배수관(710)이 개방될 수 있으며, 세척액 및 행굼액, 그리고 살균제들은 슈트(40) 및/또는 유입구(616)를 통해 하우징(636) 내로 통과될 수 있다. 대안적으로, 노즐은 세척액 및 행굼액을 수용하기 위해 컨베이어벨트 어셈블리(600)의 배출단부에 제공될 수 있다. 세척액 및 행굼액, 그리고 살균제들은 벨트(38) 및 롤러들(205, 205a 및 205b)에 대해 아래로 유동하며, 롤러(205b)의 축(706) 사이에서 자유롭게 통과하며 배수관(708)으로부터 배출될 수 있다. 세척액들 및 살균제들에 의해 생성된 흐름(current) 또는 유체 유동력은 유입단부(618)로부터 잔류물을 효과적으로 제거하여, 컨베이어벨트 어셈블리(600)를 분해하지 않고도 세척될 수 있게 한다. 유입단부(618)의 내부를 점검하기 위해 커버(712)의 제거가 요구되는 경우, 축(706)은 하우징(636)에 부착되는 것이 유리할 수 있으며, 컨베이어벨트(38)를 불안정하게 하는 일 없이 커버(712)를 제거할 수 있도록 하우징(636)에 부착되는 것이 유리할 수 있다.
도 9는 세척 연장부(905)를 포함하는 도 1의 장치(10)를 도시한다. 알 수 있는 바와 같이, 세척 연장부(905)는 장치(10)의 챔버(12) 내로 연장될 수 있다. 따라서, 장치(10)는 정치 세척 구성을 포함할 수 있으며, 세척액들은 본 장치를 분리하지 않고도 장치(10)를 통해 펌핑될 수 있다. 세척 연장부(905)는 하나 이상의 분무 볼들(903a 및 903b)을 포함할 수 있다. 또한, 각각의 분무 볼(903a 및 903b)은 구멍들(909)의 각각의 세트들을 포함할 수 있다. 각각의 구멍(909)은 세척 연장부(905)를 통해 유입구(901)와 유체 연결될 수 있다. 이러한 방식으로, 세척 용액은 분무 볼들(903a 및 903b)의 각각의 구멍들(909)을 통해 세척 연장부(905) 내로 펌핑되어 장치(10)의 내부를 세척할 수 있다. 일부 실시형태들에 있어서, 세척 용액은 물을 포함할 수 있다. 또한 세척 용액들은 하나 이상의 세정제들을 포함할 수 있다.
일부 실시형태들에 있어서, 제 1 분무 볼(903a)은 세척시에 물 및/또는 세정제들이 적하 트레이(32) 상에 분무되어 구멍(34)을 통과할 수 있도록 적하 트레이(32) 상부에 배치될 수 있다. 상부(907)는 분무 볼(903a)로부터 분무될 때 물 및/또는 세정제가 포함될 수 있도록 분무 볼(903a)을 둘러쌀 수 있다. 또한, 제 2 분무 볼(903b)은 챔버(12) 내로 연장될 수 있다. 이러한 실시형태들에서, 물 및/또는 세정제들은 적하 트레이(32)의 하측뿐만 아니라 상기 챔버(12)의 벽들(14) 상에도 분무될 수 있다. 물론, 상기 장치의 내부(예: 상기 챔버(12))는 세척을 위해 극저온의 온도보다 높은 온도로 가온될 수 있다.
유입구(35)의 위치가 조정될 수 있지만, 유입구(35)는 조성물이 상기 장치(10)로 들어가 트레이(32)를 통해 적하될 수 있게 할 수 있다. 따라서, 세척 연장부(905)는 상기 장치(10)로부터 조성물을 세척할 수 있다. 예를 들면, 정기적인 세정 및/또는 착향료를 변경하는 동안에 세정이 수행될 수 있다.
도 10은 본 발명의 원리에 따른 도 1의 장치의 롤러와 하우징의 상호작용의 예시를 부분 분해도를 도시한다. O-링의 오목부(1003)는 O-링(1001)이 내부에 끼워 맞춰질 수 있도록 하우징(36)의 내부에 형성될 수 있다. 일부 실시형태들에 있어서, 이러한 끼워 맞춤은 유체들이 O-링의 오목부로 유입되는 것을 방지하고 유체가 축(706)에 도달하는 것을 방지한다. 일부 실시형태들에 있어서, 축(706)은 축(706)이 O-링(1001)에 끼워 맞춰지도록 롤러(205a)보다 작은 직경일 수 있다. 따라서, 롤러(205a)의 일측은 축(706)이 보호되도록 O-링에 대해 마찰에 의해 끼워질 수 있다.
상술한 설명은 예시 및 설명의 목적으로 제공되었다. 이는 본 발명을 개시된 정확한 형태로 한정하거나 총망라하는 것으로 의도되지 않는다. 상술한 교시에 비추어서 명백한 수정 또는 변경이 가능하다. 실시형태는 본 발명 및 그 실용화에 대한 최적의 예시를 제공하도록 선택되고 설명하여, 그것에 의해 당업자가 본 발명의 다양한 실시형태 내에서의 활용 및 고려되는 실용화에 적합한 다양한 변경예와의 활용을 가능하게 한다. 공정하고, 합법적이며 균등하게 부여된 범위에 따라 해석되는 경우에 이러한 모든 수정예들과 변경예들은 첨부된 청구항들에 의해 결정되는 본 발명의 범위 내에서 존재한다.
요약하면, 본 발명의 개념들을 활용함으로써 얻어지는 다수의 이점들이 기술되었다. 특히, 본 발명의 방법은 고유한 자유 유동성의 냉동 보조 제품을 제조, 보관 및 제공할 수 있게 한다. 상기 제품이 급속히 냉동되기 때문에, 이는 보다 부드럽고 크리미할 수 있으며 풍부한 맛을 제공할 수 있다. 얻어지는 제품은 특별한 것을 원하는 오늘날의 차별화된 소비자에게 어필하는 특정 정교함을 가질 수 있다는 이점이 있다.
이전의 설명은 임의의 당업자가 본 명세서에 기재된 다양한 실시형태들을 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시형태들에 대한 다양한 수정은 당업자에게 있어 용이하게 이해될 것이며, 본 명세서에 규정된 일반적인 원리들은 다른 실시형태들에 적용될 수 있다. 따라서, 청구항들은 본 명세서에서 나타낸 실시형태들에 한정되도록 의도되지 않지만, 각 청구항의 언어와 일치하는 전체 범위에 부합해야 하며, 단수형태의 요소에 대한 언급은 특별히 언급되지 않는 한 "하나 및 단 하나"를 의미하는 것으로 의도되지 않으며 "하나 이상"을 의미하는 것으로 의도된다. 당업자에게 공지되었거나 이후에 공지될 본 개시 전체에 걸쳐 기술된 다양한 실시형태들의 요소들에 대한 모든 구조적 및 기능적 등가물들은 참조에 의해 본 명세서에 명시적으로 포함되며 청구항들에 포함되는 것으로 의도된다. 또한, 본 명세서에 개시된 어떠한 것도 이러한 개시가 청구항들에 명시적으로 인용되는지 여부와 관계없이 공중에 제공하려는 의도는 없다. 요소가 방법의 청구범위의 경우에는 "~을 위한 방법"이라는 어구를 사용하여 명확히 인용되고 상기 요소가 "~하는 단계"라는 어구를 사용하여 인용되지 않는 한, 어떠한 청구항의 요소도 U.S.C 제112조 35항의 여섯 번째 단락의 조항하에 해석되어서는 안된다.

Claims (20)

  1. 냉동시키기 위한 보조 조성물을 준비하는 단계;
    냉동 챔버에 상기 보조 조성물을 적하하는 단계;
    상기 적하된 보조 조성물을, 미리 결정된 크기와 동일하거나 더 큰 크기의 복수의 냉동 비드들과 상기 미리 결정된 크기보다 더 작은 복수의 냉동 비드들을 포함하는, 냉동 비드들로 냉동시키는 단계;
    상기 냉동 비드들을 상기 냉동 챔버로부터, 가늘고 긴 하우징 내에서 채널을 정의하는 상기 가늘고 긴 하우징의 유입구로 전달하는 단계;
    옹벽을 가지는 상기 가늘고 긴 하우징의 채널 내에 적어도 부분적으로 배치된 컨베이어벨트에 의해 상기 냉동 비드들을 운반하는 단계; 및
    상기 컨베이어벨트에 의해 상기 미리 결정된 크기와 동일하거나 더 큰 크기의 상기 복수의 냉동 비드들을 걸러내는 단계를 포함하고,
    상기 옹벽은 상기 컨베이어벨트로부터 스트레이닝 거리에 위치하고, 상기 옹벽은, 상기 스트레이닝 거리가 상기 미리 결정된 크기와 동일하거나 더 큰 크기의 상기 복수의 냉동 비드들의 이동을 물리적으로 한정하는 크기가 되도록 구성되어, 상기 미리 결정된 크기와 동일하거나 더 큰 크기의 상기 복수의 냉동 비드들이 상기 컨베이어벨트의 부분에서 모이고,
    상기 스트레이닝 거리는, 소정 크기 이상의 냉동 비드들이 상기 컨베이어벨트 상에 모일 수 있도록, 상기 소정 크기 미만의 크기를 가지는, 자유 유동성의 냉동 보조 제품을 제조 및 보관 장치를 운용하는 방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 걸러내는 단계는 직경 2.0mm~10.0mm의 상기 냉동 비드들을 선택하는, 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 걸러내는 단계는 직경 2.0mm~4.0mm의 상기 냉동 비드들을 선택하는, 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉동 비드들로부터 극저온의 액체를 상기 냉동 챔버로 스며나오게 하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 컨베이어벨트로부터 셰이커 내로 상기 냉동 비드들을 수용하는 단계; 및
    상기 셰이커의 작동에 의해 소정 크기의 냉동 비드들을 선택하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉동 비드들을 적어도 -28.9℃정도의 저온에서 보관하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 냉동 비드들이 30시간 내에 소비되는 경우, 상기 냉동 비드들을 -23.3℃~-28.9℃의 온도에서 보관하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 컨베이어벨트는 수평면에 대해 55°~ 60°로 배치되는, 방법.
  10. 극저온의 액체를 포함하는 냉동 챔버;
    전달원으로부터 액체 조성물을 수용하는 상기 냉동 챔버에 놓인 적어도 하나의 공급 트레이로서, 상기 적어도 하나의 공급 트레이로부터 상기 액체 조성물의 균일한 크기의 액적들을 배출하기 위한 복수의 오리피스를 가짐으로써 상기 액적들이 중력에 의해 상기 냉동 챔버 아래로 전달되어 냉동 비드들을 형성하는, 적어도 하나의 공급 트레이;
    컨베이어벨트 및 유입구를 포함하는 컨베이어벨트 어셈블리로서, 상기 유입구는 상기 냉동 챔버와 상기 컨베이어벨트 어셈블리를 연결하고, 상기 컨베이어벨트의 적어도 일부가 상기 유입구에 인접하게 배치되어, 상기 컨베이어벨트가 상기 컨베이어벨트 상에 상기 냉동 비드들을 수용하도록 배치되고, 상기 컨베이어벨트는 수평면에 대해 55°내지 60°로 위치되는 컨베이어벨트 어셈블리; 및
    상기 컨베이어벨트의 외면으로부터 스트레이닝 거리만큼 이격된 옹벽을 포함하고,
    상기 컨베이어벨트에 의해, 소정 크기의 냉동 비드들이 걸러지고,
    상기 스트레이닝 거리는, 소정 크기 이상의 냉동 비드들이 상기 컨베이어벨트 상에 모일 수 있도록, 상기 소정 크기 미만의 크기를 가지는, 극저온으로 냉동된 보조 제품의 비드들을 제조하는 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 냉동 챔버는 상기 냉동 챔버의 바닥에 원뿔형의 부분을 포함하며,
    상기 컨베이어벨트는 상기 원뿔형의 부분 아래에 배치되어 상기 컨베이어벨트가 상기 컨베이어벨트 상에 상기 냉동 비드들을 수용하도록 배치되는, 장치.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 컨베이어벨트는 상기 컨베이어벨트를 통과하는 로드 갭들을 포함하며,
    각각의 개별 로드 갭은 소정 크기의 상기 냉동 비드들을 수용하기 위한 크기 및 형상을 갖는, 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 각각의 로드 갭은 2.0mm~10.0mm의 직경을 갖는 적어도 하나의 냉동 비드들을 수용하기 위한 크기 및 형상을 갖는, 장치.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 각각의 로드 갭은 2.0mm~4mm의 직경을 갖는 적어도 하나의 냉동 비드들을 수용하기 위한 크기 및 형상을 갖는, 장치.
  15. 제 10 항에 있어서,
    상기 컨베이어벨트는 상기 컨베이어벨트의 외면으로부터 수직으로 연장되는 하나 이상의 클리트들을 더 포함하는, 장치.
  16. 삭제
  17. 제 10 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 공급 트레이 상에 세척 용액을 분무하기 위해 배치되는 상부 분무 볼을 더 포함하는, 장치.
  18. 제 10 항에 있어서,
    상기 냉동 챔버의 내벽에 세척 용액을 분무하기 위해 배치되는 하부 분무 볼을 더 포함하는, 장치.
  19. 제 10 항에 있어서,
    상기 컨베이어벨트 어셈블리는 정치 세척 구성을 포함하며,
    상기 정치 세척 구성은 적어도 하나의 위생 롤러에 감겨 마찰에 의해 맞물리는 상기 컨베이어벨트를 포함하며,
    상기 정치 세척 구성은 상기 컨베이어벨트를 둘러싼 하우징을 포함하며, 상기 하우징은 세척 유입구 및 배수관을 포함하는, 장치.
  20. 유입단부로부터 배출단부의 슈트(chute)로 냉동 비드들을 전달하기 위한 채널을 형성하는 가늘고 긴 하우징으로서, 상기 가늘고 긴 하우징의 상기 유입단부는 상기 냉동 비드들 아래에 배치되며 극저온으로 냉동된 보조 제품의 비드들을 제조하는 장치로부터 상기 냉동 비드들을 수용하도록 구성된 가늘고 긴 하우징;
    상기 유입단부로부터 상기 배출단부로 상기 냉동 비드들을 이동시키기 위해 상기 가늘고 긴 하우징 내에 적어도 부분적으로 배치된 컨베이어벨트;
    상기 컨베이어벨트가 회전하도록 구성된 구동 모터 어셈블리; 및
    상기 가늘고 긴 하우징의 상기 유입단부와 인접하게 배치된 개방형 세척 배수관을 포함하고,
    상기 컨베이어벨트에 의하여 소정 크기의 냉동 비드들이 걸러지고,
    상기 가늘고 긴 하우징은, 상기 컨베이어벨트로부터 스트레이닝 거리에 위치한 옹벽을 가지고, 상기 옹벽은 상기 스트레이닝 거리가 미리 결정된 크기와 동일하거나 더 큰 크기의 냉동 비드들의 이동을 물리적으로 한정하는 크기가 되도록 구성되고,
    상기 컨베이어벨트는 수평면에 대해 55° 내지 60°로 위치되어, 상기 미리 결정된 크기와 동일하거나 더 큰 크기의 상기 냉동 비드들이 상기 컨베이어벨트의 상기 유입단부에서 모이고,
    상기 스트레이닝 거리는, 소정 크기 이상의 냉동 비드들이 상기 컨베이어벨트 상에 모일 수 있도록, 상기 소정 크기 미만의 크기를 가지는, 상기 극저온으로 냉동된 보조 제품의 비드들을 제조하는 장치를 위한 운반 어셈블리.
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