KR20020063105A - 마이크로파 해동장치 및 해동방법 - Google Patents

Abstract

균일해동을 실현하는 마그네트론을 이용한 마이크로파 해동장치 및 해동방법을 제공한다. 마그네트론(2)을 발생하는 마이크로파를 냉동식품(W)에 조사하여 해동하는 마이크로파 해동장치(20)에 있어서, 상기 냉동식품(W)을 직선왕복이동시키는 DC모터 또는 AC 서보모터(4)로 구동되는 이동바닥(3)으로 구성되는 반송수단과, 상기 반송수단에서 반송되는 상기 냉동식품(W)의 바로 밑에 개구부(1a)를 도출하여 상기 마그네트론(2)을 발생하는 마이크로파를 조사하도록 설치된 복수의 도파관(1)과, 상기 반송수단의 직선왕복운동의 DC모터 또는 AC서보모터(4)의 구동제어와 마그네트론(2)의 출력타이밍제어를 제어용 마이크로컴퓨터(2)에 의해 행하는 제어장치(5)와, 상기 반송수단과 마그네트론(2)과 도파관(1)과 제어장치(5)를 수납하고 마이크로파를 외부와 차단시키는 케이스(9)로 이루어지는 것을 특징으로 하며, 컴팩트하고 효율적인 균일해동을 실현한다.

Description

마이크로파 해동장치 및 해동방법{Apparatus and method for thawing using the micro wave}

본 발명은 마이크로파를 이용한 냉동식품의 해동장치에 관한 것이다.

냉동식품(냉동식재 기타 냉동원료 일반을 포함함)의 해동에는 저온 공기중에서의 자연해동이 드립(Drip)이 적어 품질저하가 적으므로 양호하지만, 이 방법은 장시간을 요하므로 효율이 매우 나쁘다.

한편, 물, 뜨거운 물이나 고온 증기에 의한 외부로부터의 강제적인 가열에 의한 식품해동방법에서는, 표면측만이 해동되고 내부가 언 상태인 경우가 많으며, 식품내의 단백질의 유출에 의한 품질의 열화, 배수처리 등에서도 문제가 있다.

그 밖의 해동방법으로서, 공지의 기술이지만, 업무용 내지 일반가정용 전자 레인지로 냉동식품을 신속하게 해동하는 마이크로파에 의한 해동방법이 있다.

대부분의 전자레인지는 레인지내에 천천히 회전하는 턴테이블이 설치되어 있고, 랩으로 싼 냉동식품, 예컨대 고기나 생선, 밥 등을 턴테이블에 올려 놓고 중량에 따라 10초에서 수십분간, 출력 400W∼1000W의 마그네트론으로 발생시킨 마이크로파를 조사한다. 상기 턴테이블은 냉동식품의 도파관의 개구부로부터의 거리, 상대적 위치를 시시각각 바꾸어 균일하게 마이크로파를 조사하고자 하는 가열불균일방지의 한 수단인데, 만족할만한 균일 해동은 얻을 수 없다는 것이 현 실정이다.

왜냐하면, 이상적으로는 냉동식품에 마이크로파를 균일하게 흡수시키면 되지만, 일단 냉동식품의 일부분이 해동되어 물이 되면, 얼음에 대하여 손실계수가 훨씬 높은 물 부분에 발열이 집중된다(손실계수=ε(비유전율)×tanδ(유전체 손실각)로서, 마이크로파가 열로 변환되는 기준이 된다). 즉, 한번 물에 용해된 부분이 생기면, 그 부분만이 뜨거워지고 다른 곳은 아직 언 상태가 된다.

다만, 이와 같은 마이크로파에 의한 해동자체는 해동대상인 식품자체 및 식품 내부에 존재하는 세균에 포함되는 주로 물분자가 직접 마이크로파 에너지를 흡수하여 분자운동을 일으켜 내부 발열하므로(유전가열이라 함), 뜨거운 물이나 고온증기에 의한 외부로부터의 식품해동방법과 비교하면, 고주파 전계자체의 살균효과와 어우러져 단시간에 해동되고, 뜨거운 물 등의 열매체를 필요로 하지 않으므로 취급이 용이해지는 등의 이점을 갖는다. 따라서, 마이크로파에 의한 균일해동(-5℃정도의 저온상태의 반해동 상태로 멈추어 두는 해동으로서 이상적인 템퍼링을 포함함)의 실현이 절실히 요구되는 것이다.

그러나, 마이크로파에 의한 해동에서는, 상술한 바와 같이 일반적으로 마이크로파의 전계집중에 의해 식품 전체에 대한 균일한 가열이 곤란하다는 단점을 수반한다. 따라서, 종래에는 이러한 가열불균일의 대책으로서, (가) 금속판 등에 의해 대상식품의 고온이 되기 쉬운 부분을 차폐하여 마이크로파를 반사시키는 반사 방식이나, (나) 함수율이 작은 식품에 대하여 물, 알코올 등의 마이크로파 에너지 흡수체를 부가하여 식품의 흡수효율을 부분적으로 적당히 바꾸는 흡수(감쇠)방식, 나아가서는 (다) 다른 파장의 마이크로파(침투깊이가 바뀜)를 조사하는 방식이 제안된 바 있다.

그러나, 상기 (가), (나)의 방식에 의한 가열불균일대책은, 한편으로 마이크로파에너지의 흡수효율의 저하를 초래하여, 단시간에 해동시킨다는 소기의 목적을 달성할 수 없다는 문제점이 있었다.

또한, 전자레인지에 사용되는 마이크로파의 주파수는 현행 전파법에서는 2450MHz가 할당주파수로 되어 있으며, 이 이외의 주파수를 사용하는 것은 사실상 곤란하다. 원래, 상기 전자레인지의 할당주파수 2450MHz의 마이크로파는 물분자의고유진동수와 잘 맞고, 식품에 대한 침투깊이가 표면으로부터 5∼7cm정도이므로 전자레인지로 가열할 정도의 크기의 식품의 유전가열에는 딱 좋은 주파수이다. 마이크로파의 발진주파수가 이보다 높으면 침투깊이가 너무 얕아지고, 낮으면 깊이 침투는 하지만 대부분 열로 교환되지 않고 통과되어 버리므로, 상기 마이크로파의 주파수를 바꾸는 (다) 방식은 채용할 수 없다.

한편, 마이크로파를 발진하는 마그네트론은 가정용 전자레인지에 사용되는 2450MHz인 것(출력 400W∼1000W 정도)이 저렴하게 구입하기 쉬움은 물론이므로, 마이크로파 식품 해동장치에 있어서도 널리 사용되고 있는 전자레인지용 마그네트론을 이용하는 것이 비용면에서 바람직하다.

또한, 공업적으로는 대량의 냉동식품을 효율적으로 단시간에 해동처리가능한 것이 필수이다.

그러나, 현재의 마이크로파에 의한 해동장치를 보면, 아직 상기 요청을 만족할만한 장치 및 방법은 실현되고 있지 않다. 예컨대, 업무용 으깬 생선살 등은 수kg∼수십kg단위로 냉동되어 있으므로 이와 같이 비교적 큰 용적의 냉동식품에 대하여는 특히 균일한 해동이 요청되는데, 현 단계에서는 단시간에 균일한 해동처리를 가능하게 하는 마이크로파에 의한 해동장치 및 해동방법은 아직 실현 되고 있지 않다.

다만, 업무용으로서 마이크로파에 의해 식품을 100℃ 가까이 고온으로 유전가열하여 살균하는 살균장치가 몇개인가 이미 고안된 바 있는데, 이들은 모두 다수의 마그네트론과 도파관 및 벨트 컨베이어 등의 반송장치가 조합되어 대규모의 시스템으로 되어 있어 소비전력, 설치공간, 처리효율 등에 문제가 있으며, 그 상태로는 해동장치로 전용하기 어렵다. 냉동식품의 균일해동과 식품의 살균에서는 전제조건, 조사조건을 달리 하며, 마이크로파 조사의 의미, 제어방법도 다르다.

본 발명은, 상기 종래의 마이크로파에 의한 냉동식품의 균일해동의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 상기 요청을 충분히 만족하는 컴팩트한 해동장치와 해동방법을 제공하는 것이다.

본 발명은, 상기 종래의 전자레인지 등의 마이크로파 해동장치 및 그 해동방법의 문제점을 해결하기 위하여,

(1) 마그네트론을 발생하는 마이크로파를 냉동식품에 조사하여 해동하는 마이크로파 해동장치에 있어서,

상기 냉동식품을 직선왕복운동시키는 반송수단과, 상기 반송수단에서 반송되는 상기 냉동식품의 바로 위 또는/및 바로 밑에 개구부를 도출하여 상기 마그네트론을 발생하는 마이크로파를 조사하도록 설치된 도파관과, 상기 반송수단의 직선왕복운동의 구동제어와 마그네트론의 출력타이밍 제어를 제어용 마이크로컴퓨터에 의해 행하는 제어장치와, 상기 반송수단과 마그네트론과 도파관과 제어장치를 수납하고, 마이크로파를 외부와 차단시키는 케이스로 이루어지는 것을 특징으로 하는 마이크로파 해동장치를 제공한다.

(2) 특히, 상기 (1)에 기재된 마이크로파 해동장치에 있어서, 상기 도파관의 개구부의 개구단면적이 49㎠이상 100㎠이하이고, 복수의 개구부가 상기 냉동식품의진행방향 및 그에 직각인 폭방향으로 소정간격을 두고 지그재그 모양으로 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 마이크로파 해동장치를 제공한다.

(3) 또한, 상기 (2)에 기재된 마이크로파 해동장치의 반송수단에 의해 냉동식품을 마이크로파 조사실내에서 여러번 직선왕복운동시키고, 복수의 도파관으로부터 조사되는 마이크로파를 위치센서에서 검출한 냉동식품의 소정위치에 대응시켜 다른 조사 타이밍으로 제어하는 것을 특징으로 하는 해동방법을 제공한다.

(4) 또한, 마그네트론을 발생하는 마이크로파를 냉동식품에 조사하여 해동하는 마이크로파 해동장치에 있어서, 상기 냉동식품을 직사각형 궤도로 박스이동시키는 반송수단과, 상기 직사각형 궤도의 대략 중심부의 바로 위 또는/및 바로 밑에 개구부 중심이 도출되어 상기 반송수단에서 반송되는 상기 냉동식품에 상기 마그네트론을 발생하는 마이크로파를 조사하도록 설치된 도파관과, 상기 반송수단의 구동제어와 마그네트론의 출력제어를 제어용 마이크로컴퓨터에 의해 행하는 제어장치와, 상기 반송수단과 마그네트론과 도파관 및 제어장치를 수납하고, 마이크로파를 외부와 차단시키는 케이스로 이루어지는 것을 특징으로 하는 마이크로파 해동장치를 제공한다.

또한, 본 발명에서 말하는 여러번의 직선왕복운동이란, 편도의 직선운동을 1패스로 하여 상기 패스가 여러번 행해지는 것을 의미한다. 또한, 박스이동이란 방향을 바꾸지 않고 전우후좌의 사각형으로 이동하는 것, 비유적으로 말하면 사교댄스의 박스 스텝과 동일한 이동이다.

도 1은 도파관의 단면치수와 대상물의 폭방향의 가열온도분포의 실험결과를 나타낸 그래프이고,

도 2는 폭이 넓은 대상물에 대한 폭방향의 온도분포이고,

도 3은 상기 폭방향의 대상물의 입체온도분포를 나타낸 것이고,

도 4는 진행방향 정면에서 본 간격을 둔 3개의 도파관의 경우의 폭방향의 냉동식품의 온도분포이고,

도 5는 2개의 도파관을 근접시킨 경우의 폭방향의 온도분포이고,

도 6은 지그재그 모양으로 배치한 경우의 폭방향의 온도분포이고,

도 7은 으깬 대구살의 냉동블럭의 해동시의 폭방향의 온도분포이고,

도 8은 본 발명의 실시형태의 마이크로파 해동장치의 구성을 나타낸 측면도이고,

도 9는 상기 마이크로파 해동장치의 평면도이고,

도 10은 조사 타이밍의 제1 경우의 1패스공정을 설명하는 도면이고,

도 11은 상기 조사 타이밍의 제l 경우의 1패스공정 및 그 온도분포이고,

도 12는 조사 타이밍의 제2 경우의 l패스공정을 설명하는 도면이고,

도 13은 상기 조사 타이밍의 제2 경우의 1패스공정 및 그 온도분포이고,

도 14는 냉동된 으깬 대구살의 냉동블럭의 해동처리의 일예를 나타낸 도면이고,

도 15는 본 발명의 제2 실시형태의 마이크로파 해동장치의 구성을 나타낸 평면도이고,

도 16은 본 발명의 제2 실시형태의 마이크로파 해동장치의 구성을 나타낸 측면도이고,

도 l7은 본 발명의 제2 실시형태의 마이크로파 해동장치의 반송수단의 기구를 설명하는 평면도이다.

<부호의 설명>

1도파관

1a개구부

2마그네트론

3이동바닥

4DC모터 또는 AC 서보모터

5제어장치

6금속벽

7마이크로파 조사실

8셔터

9케이스

20, 30마이크로파 식품해동장치

21직사각형의 프레임

24, 25아암

26플레이트

27용기

X프레임내의 가로치수

Y프레임내의 세로치수

r회전반경

x용기의 가로치수

y용기의 세로치수

W, W1, W2‥냉동식품(해동대상재)

TS비접촉 온도센서

S1, S2, ‥위치센서

A, B, C, D, ‥도파관

M반송수단

본 발명의 마이크로파 해동장치와 해동방법의 실시형태를 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

먼저, 본 발명자가 행한 마이크로파에 의한 해동실험을 기초로 본 발명의 유효성에 대하여 설명하기로 한다.

도 1은 도파관의 단면치수와 대상물의 폭방향의 가열온도분포의 실험결과를 나타낸 그래프이고, 도 2는 폭이 넓은 대상물에 대한 폭방향의 온도분포이고, 도 3은 폭방향의 대상물의 입체온도분포를 나타낸 것이다. 도 4는 진행방향 정면에서 본 간격을 둔 3개의 도파관의 경우의 폭방향의 냉동식품의 온도분포이다. 도 5는 2개의 도파관을 근접시킨 경우의 폭방향의 온도분포이다. 도 6은 지그재그 모양으로 배치한 경우의 폭방향의 온도분포이다. 도 7은 으깬 대구살의 냉동블럭의 해동시의 폭방향의 온도분포이다.

도 l의 그래프의 실험에서는, 2450MHz의 마그네트론을 사용한 동일 유니트에 있어서, 도파관만의 개구단면적을 70mm×70mm, 86mm×86mm, 109mm×109mm로 변경하고, 상기 3종류에 대한 조사대상인 곤약(초기 온도 14℃)의 소정시간 조사후의 표면으로부터 l0mm 깊이의 온도분포를 비교하였다. 또한, 도파관의 개구부는 곤약의 중앙부의 바로 위 25mm에 중심을 배치하여 행하였다. 도 1로부터 도파관의 개구부는 86mm×86mm인 것이 가장 가열 효율이 좋다는 결과를 얻을 수 있으며, 부연하면 도파관의 개구부의 개구 단면적이 49㎠이상 l00㎠이하가 바람직하다는 결론이 도출된다.

다음, 도 2의 그래프의 실험은 냉동식품의 해동에 있어서 특히 문제가 되는폭방향의 온도분포, 다시 말하면 냉동식품의 단부분과 중앙부분과의 가열불균일을 실증하는 것으로서, 해동대상재(W)의 바로 위에 배치된 도파관(l)의 개구부(la)로부터 마이크로파가 조사된 경우의 폭방향의 온도상승분포를 나타내고 있다. 예상대로 중앙부가 높고, 단부분으로 갈수록 온도는 내려간다. 또한, 밑부분이 넓어 도파관의 개구부 바로 밑의 주변도 가열되고 있음을 알 수 있다(단시간의 조사에 있어서는 열전도에 의한 열의 확산비율은 작다고 생각됨). 도 3의 3차원 그래프로부터도 해동대상재(W)를 바로 밑에서 이동시킨 경우, 그 중앙부분이 높고, 주변부는 낮은 온도로서, 가열불균일이 발생하고 있음을 알 수 있다.

따라서, 도 4의 그래프의 실험에서는, 복수의 도파관을 가로 및 등간격으로 배치하여 조사한 경우의 해동대상재(W)의 온도분포를 검증하였는데, 도면과 같이 도파관의 개구부의 간격을 너무 크게 하면 상기와 같이 폭방향의 온도분포에 불균일이 발생한다.

한편, 도 5에 나타낸 바와 같이, 서로 이웃하는 도파관의 개구부를 접할 정도로 접근시키면, 마이크로파가 서로 간섭하여 없어져 경계선 주변에 온도가 오르지 않는 영역이 발생하여 폭방향의 온도분포에 불균일이 발생함을 알 수 있었다.

이상의 실험결과로부터, 본 발명자는 도 6에 나타낸 바와 같이, 복수의 도파관(A, B, C)의 개구부를 상기 해동대상재(W)의 진행방향 및 그에 직각인 폭방향으로 소정간격을 두고 지그재그 모양으로 배열하면, 폭방향의 온도분포를 균일화할 수 있을까하여 이러한 적정 배치를 창출하고, 실제로 해동대상재(W)로서 으깬 대구살의 냉동블럭(사이즈 600mm×350mm×55mm)에 대하여 상하 네개의 도파관을 지그재그 모양으로 배열하여 가열실험을 행하였더니, 도 7과 같은 온도분포를 얻을 수 있었고, 대략 양호한 균일해동이 달성됨을 알 수 있었다.

다음, 본 발명의 실시형태의 마이크로파 해동장치의 구성을 도 8의 측면도,도 9의 평면도로 대략 설명하기로 한다. 또한, 도 8, 도 9에 있어서는 전원부 그밖의 메카니즘 부분은 생략되어 있다.

마이크로파 해동장치(20)는, 전체 치수가 높이 1m, 길이 1.7m, 폭 0.9m정도로 종래의 마이크로파 살균장치에 비하여 작은 사이즈이고, 그 케이스(9)는 마이크로파를 통과시키지 않는 스테인레스 등의 금속제이다. 또한 마그네트론(2)은 케이스내부에 복수개 고정설치되어 있고, 그로부터 도출되는 도파관(l)이 각각 해동대상재의 냉동식품(W) 바로 밑에 지그재그 모양으로 배치되어 있다(도 9참조).

냉동식품(W)의 반송수단은, DC모터 또는 AC서보모터(4)의 구동으로 직진이동하는 마이크로파 투과성을 가지는 벨트 컨베이어형상의 이동바닥(3)에 의해 반송된다. 이러한 벨트로는 금속이외의 시트, 예컨대 발수성이 있는 합성수지 시트나 방수처리를 한 천을 생각할 수 있다.

마이크로파가 조사되는 조사공간(마이크로파 조사실(7))은 케이스의 일부인 금속벽(6)으로 차폐되어 있고, 냉동식품(W)의 투입구에는 자동개폐식 셔터(8)가 부설되어 있다.

또한, 상기 DC모터 또는 AC서보모터(4)는 제어용 마이크로컴퓨터가 내장된 제어장치(5)에 의해 회전속도, 정회전 및 역회전이 제어되며, 상기 제어장치(5)는 상기 마그네트론(2)의 출력타이밍 제어를 행한다. 예컨대, 냉동식품(W)을 투입구바로 앞의 이동바닥(3)에 올려 놓고(W1로 나타냄) 반송수단을 스타트시키면, 냉동식품(W)은 금속벽(6)으로 둘러싸인 마이크로파 조사실내에서 여러번 직선왕복운동하도록 적당히 배치된 복수의 위치센서(S1, S2, S3, S4··)에 의한 검출신호를 받아 제어용 마이크로컴퓨터에 의해 DC모터(4)가 구동제어된다. 위치센서 S1으로 셔터(8)가 열리고, S2로 도파관(A, B, C)으로부터 마이크로파가 조사 온되어 S3으로 오프, S4로 도파관(D, E, F)로부터 마이크로파가 조사 온되고, S5로 오프되어 DC모터(8)가 반전하는 형태이다. 바로, 마이크로파 조사실(7)내의 길이(L)에 있어서의 도파관(A, B, C, D, E, F)이 설치된 중앙영역의 좌우의 도파관의 바로 위에 위치하지 않는 상태의 냉동식품(W2, W3)이 완전히 마이크로파 조사실내에 수납되어 있도록 마이크로파 조사실(7)내의 길이(L)는 대상으로 하는 냉동식품(W)에 대하여 설계되는 것이 중요하다.

이와 같이 하여 냉동식품(W)은 마이크로파 조사실(7)내에서 여러번 직선왕복운동하고, 복수의 도파관(A, B, C, D, E, F)으로부터 조사되는 마이크로파를 위치센서(S1…)에서 검출한 냉동식품(W)의 소정위치에 대응시켜 상술한 바와 같이 다른 조사 타이밍으로 제어한다. 부언하면, 별도의 비접촉 온도센서(TS)를 부설하여 패스종료마다 또는 항상 냉동식품(W)의 온도측정을 행하여, 제어장치(5)가 최적의 해동최종온도에서 해동을 종료시키도록 패스횟수를 제어하는 것이 바람직하다.

다음, 상술한 마이크로파의 조사 타이밍에 대하여 부언하면, 이상에 가까운 균일해동을 실현하는 조사 타이밍의 바람직한 예로서 2개의 경우가 실험적으로 선택되었다. 1패스공정을 나타내는 도 10, 도 l1의 제1 경우는, 지그재그 모양으로길이방향으로 간격 200mm로 배치된 도파관(A, B, C, D)에 대하여, (a) 냉동식품(W)이 바로 앞에 있어 마이크로파가 오프인 상태, (b) 냉동식품(W)이 도파관(A, B)의 바로 위로 완전히 들어간 상태에서 도파관(A, B)으로부터 마이크로파를 조사개시하고, (c) 냉동식품(W)이 도파관(C, D)의 바로 위로 완전히 들어간 상태에서 도파관(C, D)으로부터 마이크로파를 조사개시하고, (d) 냉동식품(W)이 도파관(A, B)의 바로 위로부터 빠져 나온 상태가 되어 도파관(A, B)으로부터의 마이크로파 조사를 정지하고, (e) 냉동식품(W)이 도파관(C, D)의 바로 위로부터 빠져나온 상태가 되어 도파관(C, D)으로부터의 마이크로파 조사를 정지한다. 또한, 도면상의 사선은 냉동식품(W)의 마이크로파 조사의 이력을 나타낸다. 이와 같이 하여 냉동식품(W)의 대략 모든 영역을 조사할 수 있으며, 그 온도분포는 (f)와 같이 된다. 여기서 양단부는 온도가 다소 내려가 있는데, 이는 냉동식품(W)의 양단부는 조사시간의 중첩이 없고, 실질적으로 조사 시간이 짧은 것에 기인한다.

따라서, 도 12, 도 13의 제2 경우에서는, (b) 냉동식품(W)의 전단이 도파관(A, B)의 중심에 도달하였을 때, 다시 말하면 도파관의 바로 위의 절반의 영역을 차지하였을 때, 도파관(A, B)으로부터 마이크로파 조사를 개시하고, (c) 마찬가지로 냉동식품(W)의 전단이 도파관(C, D)의 중심에 도달하였을 때, 도파관(C, D)으로부터 마이크로파 조사를 개시하고, (d) 냉동식품(W)의 후단이 도파관(A, B)의 중심에 도달하였을 때 도파관(A, B)으로부터 마이크로파 조사를 정지하고, (e) 마찬가지로 냉동식품(W)의 후단이 도파관(A, B)의 중심에 도달하였을 때, 도파관(C, D)으로부터의 마이크로파 조사를 정지한다. 이러한 경우의 온도분포는 도 13의 (f)와 같이 되며, 양단부의 온도가 약간 올라가 있지만, 대략 균일한 온도 분포를 얻을 수 있었다.

이와 같이, 마이크로파의 조사 타이밍을 해동대상인 냉동식품(W)에 대하여 조정하면 원하는 균일해동을 실현할 수 있음을 알 수 있다.

도 l4는 냉동된 상술한 으깬 대구살의 냉동블럭(사이즈 600mm×350mm×55mm)의 해동처리의 일예를 나타낸 도면으로서, 자동운전으로 이하의 조건인 경우의 싸이클타임 및 처리능력의 산출을 행하였다.

전제조건 (가) 으깬 대구살 냉동블럭 600×350×55(㎣)/매, (나) 중량 10kg/매, (다) 해동개시온도 -30℃∼-35℃, (라) 해동후 온도 -5℃ ±5℃, (마) 처리속도 4.94mm/초, (마) 패스(편도)수 ; 4패스. 이러한 전제조건의 경우, 싸이클 타임은 6.3l초/매, 처리능력은 9.5매/시간= 95kg/시간이 된다.

이와 같이, 본 발명의 마이크로파 해동장치(20)에 의하면, 자연해동에 2일 정도 걸렸던 해동이 몇분 정도의 해동시간을 가져, 해동으로서 이상적인 템퍼링을 실현할 수 있음을 알 수 있다.

다음, 도 l5의 평면도 및 도 16의 측면도에 나타낸 마이크로파 해동장치(30)는, 마그네트론(2)을 발생하는 마이크로파를 냉동식품(W2)에 대략 직접 조사하여 해동하는 해동장치에 있어서, 상기 냉동식품(W2)을 직사각형 궤도로 박스이동시키는 반송수단(M)과, 상기 직사각형 궤도의 대략 중심부의 바로 밑(또는 바로 위 또는 바로 밑 바로 위 모두)에 개구부 중심이 도출되어 상기 반송수단(M)에서 반송되는 상기 냉동식품(W2)에 상기 마그네트론(2)을 발생하는 마이크로파를 대략 직접조사하도록 설치된 도파관(l)과, 상기 반송수단(M)의 모터(4)의 구동제어와 마그네트론(2)의 출력제어를 제어용 마이크로컴퓨터에 의해 행하는 제어장치(도시생략)와, 상기 반송수단(M)과 마그네트론(2)과 도파관(1) 및 제어장치를 수납하고, 마이크로파를 외부와 차폐시키는 케이스(9)로 이루어지는 구조이다.

상기 냉동식품(W2)을 직사각형 궤도로 박스이동시키는 반송수단(M)으로는, 예컨대 도 l7의 반송수단(M)의 기구를 설명하는 평면도에 나타낸 바와 같은 기구가 심플하여 바람직하다.

즉, 도 l7에 있어서, 먼저 직사각형의 프레임(21)(프레임내의 가로치수 X, 세로치수 Y로 함)을 수평으로 배치하고, 그 프레임(21) 밑에 소정간격 이격하여 도시하지 않은 모터와 벨트(23)에 의해 링크하여 수평으로 서서히 회전하는 항상 평행인 2개의 아암(24, 25)을 배치하고, 그 두 개의 아암(24, 25)의 선단에서 바닥면측의 두 점(A, B)의 축이 부착된 상기 프레임(21)의 가로 및 세로치수와 동일한 정도의 크기의 마이크로파 투과성 플레이트(26)를 수평으로 설치한다. 이러한 플레이트(26)는 전체의 방향을 바꾸지 않고 아암(24, 25)의 회전반경(r)으로 전체가 수평상태에서 슬라이딩회전한다(네귀퉁이의 위치가 화살표(f)와 같은 상태에서 회전하여 플레이트(26)의 네 변은 평행이동한다).

다음, 상기 프레임(2l)에서의 플레이트(26) 위에 냉동식품(W2)을 넣을 수 있는 마이크로파 투과성 상자형 용기(27)를 올려놓는다(플레이트(26)에는 고정되지 않음). 이러한 용기(27)는 그 세로 및 가로치수(x, y)가 프레임내 치수(X, Y)보다 물론 작으며, 양자의 치수차는 상기 플레이트(26)의 슬라이딩회전반경(r)과, (X-x)/r=(Y-y)/r=√2의 관계를 대략 만족하도록 설계되어 있다. 다만, (X- x)/r=(Y- y)/r≤√2를 조건으로 한다.

상기 구성에 의해 플레이트(26)에 올려진 용기(27)는 플레이트(26)의 슬라이딩회전에 의해 마찬가지로 슬라이딩회전하려 하지만, 프레임(21)의 내측면에 용기 측면이 맞닿아 프레임(21)에 규제되므로, 결과적으로 프레임(21)을 따라 직사각형으로 박스이동하게 된다. 물론, 용기(27)는 플레이트(26) 위를 미끄러지게 되므로, 플레이트(26)와 용기(27)는 상호의 마찰력이 작아지는 재질을 선택하는 것이 바람직하다.

또한, 도파관 개구부(1a)(일점쇄선으로 나타낸 사각형)는 프레임(21)의 중앙에 위치하고, 용기(27)내의 냉동식품(W2)이 박스이동함으로써 그 상면 또는 밑면 모두가 반드시 도파관 개구부(1a)의 마이크로파의 직접조사 영역내에 들어가도록 설계하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하여 용기(27)로 들어간 냉동식품(W2)의 중심(G)부분은 항상 도파관 개구부(1a)내의 주변부근을 따라 점선으로 나타낸 화살표와 같이 박스이동하게 되고, 냉동식품(W2)의 주변부분은 도파관 개구부의 중심부근을 통과하는 시간대나 도파관 개구부(1a)의 직접조사 영역으로부터 벗어난 곳을 이동하는 시간대도 생기는데, 1싸이클로 평균하면 냉동식품(W2)에 빠짐없이 조사되게 되어 냉동식품 전역에서 거의 균일한 가열온도상승이 얻어지게 된다. 물론, 비접촉 온도센서(TS)를 복수개 배치(예컨대, 프레임내의 네귀퉁이 근방)하여 냉동식품(W2)의 각 부의 온도를 리얼타임으로 측정하여 각 부의 조사시간을 제어함으로써, 보다 치밀한 가열온도의 균일화를 도모할 수 있음은 상술한 실시형태와 동일하다.

상기 마이크로파 해동장치(30)에서는, 중심부에 도파관을 1개 내지 2개 설치하는 것뿐으로서, 냉동식품도 박스이동하므로 장치 전체의 치수를 상술한 실시형태보다 훨씬 컴팩트하게 할 수 있다는 이점이 있다. 게다가, 마이크로파 조사시에는 항상 조사시킬 수 있으므로 마이크로파 출력제어가 용이하다.

또한, 상기 마이크로파 해동장치(20, 30) 및 이 장치를 사용한 상기 해동방법은 으깬 대구살의 냉동에 한정되지 않으며, 녹즙의 냉동이나 다른 각종 음식물, 식품원료 등의 냉동품에도 적용할 수 있음은 말할 것도 없다.

본 발명의 마이크로파 해동장치 및 해동방법은 이하의 효과를 갖는다.

(1) 냉동식품 전체에 대하여 가열불균일이 작은 마이크로파에 의한 균일해동을 실현할 수 있다.

(2) 직접조사에 의해 단시간의 해동이 가능하고, 처리능력이 높아 생산성이 우수하다는 효과가 있다.

(3) 직선왕복운동 또는 박스이동의 반송수단에 의해 장치의 소형화를 실현할 수 있다.

Claims (4)

1. 마그네트론을 발생하는 마이크로파를 냉동식품에 조사하여 해동하는 마이크로파 해동장치에 있어서,

   상기 냉동식품을 직선왕복운동시키는 반송수단과, 상기 반송수단에서 반송되는 상기 냉동식품의 바로 위 또는/및 바로 밑에 개구부를 도출하여 상기 마그네트론을 발생하는 마이크로파를 조사하도록 설치된 도파관과, 상기 반송수단의 직선 왕복운동의 구동제어와 마그네트론의 출력타이밍 제어를 제어용 마이크로컴퓨터에의해 행하는 제어장치와, 상기 반송수단과 마그네트론과 도파관 및 제어장치를 수납하고 마이크로파를 외부와 차폐시키는 케이스로 이루어지는 것을 특징으로 하는 마이크로파 해동장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 도파관의 개구부의 개구단면적이 49㎠이상 100㎠ 이하이고, 복수의 개구부가 상기 냉동식품의 진행방향 및 그에 직각인 폭방향으로 소정간격을 두고 지그재그 모양으로 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 마이크로파 해동장치.
3. 제 2항에 있어서, 마이크로파 해동장치의 반송수단에 의해 냉동식품을 마이크로파 조사실내에서 여러번 직선왕복운동시키고, 복수의 도파관으로부터 조사되는 마이크로파를 위치센서에서 검출한 냉동식품의 소정위치에 대응시켜 다른 조사 타이밍으로 제어하는 것을 특징으로 하는 해동방법.
4. 마그네트론을 발생하는 마이크로파를 냉동식품에 조사하여 해동하는 마이크로파 해동장치에 있어서,

   상기 냉동식품을 직사각형 궤도로 박스이동시키는 반송수단과, 상기 직사각형 궤도의 대략 중심부의 바로 위 또는/및 바로 밑에 개구부 중심이 도출되어 상기 반송수단에서 반송되는 상기 냉동식품에 상기 마그네트론을 발생하는 마이크로파를 조사하도록 설치된 도파관과, 상기 반송수단의 구동제어와 마그네트론의 출력제어를 제어용 마이크로컴퓨터에 의해 행하는 제어장치와, 상기 반송수단과 마그네트론과 도파관 및 제어장치를 수납하고, 마이크로파를 외부와 차단시키는 케이스로 이루어지는 것을 특징으로 하는 마이크로파 해동장치.