KR200389639Y1 - 질소충진장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 스낵 등이 제품을 포장할 때 포장내부에 질소를 충진하는 장치에 관한 것으로, 질소가스를 충진하기 위한 질소공급관은 포머관 내에 설치되는 제1영역내에서 질소가스가 배출되도록 개구되고 길이방향으로 서로 소정간격 이격된 상단공급구 및 중단공급구와, 제1영역으로부터 소정길이 연장형성된 제2영역은 외경방향으로 개구된 다수개의 관통홀로 이루어진 하단공급부를 포함한다.

또한, 제1영역내에서 단면이 삼각형으로 형성되어 일면이 상기 포머관에 밀착되고, 제2영역은 포머관의 중심축방향으로 절곡되고 끝단은 폐쇄된다.

따라서, 질소가 포장봉지의 하부쪽으로 강하게 분사되면서 질소와 내용물이 역류하여 포머관을 막는 현상이 방지되며, 상단공급부 및 중단공급부에서 분출되는 질소가스는 산소의 유입을 차단하는 효과가 있다.

또한, 포장봉지내에서 질소가스가 와류 현상을 일으키지 않아 포장작업이 원활히 이루어지고, 가스 주입량 미달로 인한 포장 불량을 막을 수 있다.

Description

질소충진장치 {Nitrogen charger}

본 고안은 질소 충진장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스낵류 제품의 신선도를 유지하기 위해 제품포장시 내부에 주입하는 질소가스의 충진효율을 높이기 위해 상부, 중간 및 하부로 이루어진 다단계 분출구조를 가진 질소가스 공급관을 포함하는 질소충진 장치에 관한 것이다.

일반적으로 스낵 제품은 쉽게 부서지므로 유통단계에서의 제품이 파손되어 상품가치가 떨어질 수 있고 제조일로부터 시간이 지남에 따라 스낵에 포함되어 있는 유지가 포장내부의 산소와 반응하여 산화되어 제품의 품질이 저하되며 이에 따라 유통기한이 단축될 수 있다.

이러한 문제를 해결하기 위해 제품포장시 내용물과 함께 질소가스를 포장내에 충진하기도 하는데, 이때 사용되는 것이 질소충진장치이다.

도 3은 종래의 질소충진기의 구조를 개략적으로 나타난 사시도이다.

도면을 참조하면, 종래의 질소충진장치(50)는 제품의 생산효율을 높이기 위해 일정한 폭을 가진 평면상의 포장용지(61)를 봉투형태로 제조하기 위한 포머 어셈블리와 함께 구성된다.

상기 포머 어셈블리는 포장용지(61)를 봉투형태로 가공하기 위해 튜브형상으로 구성된 포머관(60)을 구비하고 있으며, 상기 포머관(60)에는 포장용지(61)의 좌,우 양측을 중첩시켜 봉합하는 수직봉합장치(62)와, 포장용지(61)의 수평방향의 상,하단을 봉합하기위한 수평봉합장치(63)와, 포장용지(61)가 포머관(60)내에서 아래로 이송될 수 있도록 하는 이송기(64)를 포함하고 있다.

포장용지(61)가 봉투형태로 제작되어 내용물(미도시)이 담겨짐과 동시에 질소가 충진될 수 있도록 포머관(60)내에는 질소충진관(65)이 설치된다.

상기 질소충진관(65)은 포머관(60)내를 따라 설치되어 말단은 질소가스가 배출되도록 개구되어 있고 타단은 질소가스 제어장치(미도시) 및 질소공급원(미도시)와 연결되어 있다.

이러한 구성을 갖는 종래 질소충진장치의 동작과정을 살펴보면 다음과 같다.

포장용지(61)가 튜브형상으로 이루어진 포머관(60)내로 공급되면 이송기(64)에 의해 계속 아래로 이송되고, 포장용지(61)는 포머관(60)의 형상대로 튜브형상이 된다.

이때, 가열된 발열체(미도시)를 포함하고 있는 수직봉합장치(62)를 포장용지(61)가 통과하면 양측이 연속적으로 봉합되어 수직봉합부(66)를 갖게되고, 이송기(64)를 따라 계속 아래로 이송된다.

수직봉합부(66)를 갖는 포장용지(61)는 아래에 있는 수평봉합장치(63)에서 가로방향으로 봉합되어 수평봉합부(67)를 갖게되고, 포머관(60) 상단으로부터 공급되어 아래로 하강하는 내용물과 질소공급관(65)의 말단의 개구부로부터 배출되는 질소가스가 충진되면, 다시 아래로 이송되어 상기 수평봉합장치(63)에서 수평봉합부(67)가 형성된다.

상기 수평봉합장치(63)에서의 봉합과 동시에 수평봉합면의 중앙을 절단하는 절단기(미도시)에 의해 수평봉합부(67)의 중앙이 절단되게 되는데, 이러한 수평봉합장치(63)에서의 봉합과 절단과정이 소정의 시간간격으로 반복적으로 행해지면서 수직봉합부(66)와 상,하부의 수평봉합부를 갖는 하나의 제품이 완성된다.

그러나, 질소공급관(65)에 의해 질소가 충진되는 과정에 있어, 질소의 분출이 질소공급관(65) 말단의 개구부를 통해 아랫방향으로만 강하게 이루어지므로 배출된 질소가스는 포장용지내에서 순간적으로 와류 및 역류를 일으키게 된다.

이러한 와류는 포장용지내의 질소의 충진과 산소의 배출이라는 질소 및 산소의 치환과정을 방해하는 요소로서, 산소가 완전히 배출되지 못한 채 재유입되는 문제가 있다.

따라서, 이러한 질소충진과정 없이 공기만을 주입하거나 포장용지를 밀폐시킨 상태에서 질소를 주입하는 경우는 물론, 상술한 바대로 질소를 충진하는 경우 제품내에 다량의 잔존 산소가 포함되는 문제점이 있다.

또한, 생산속도를 높일 경우 질소충진이 원활이 이루어지지 못하고 제품의 역류를 발생시킬 수 있어 생산속도를 높이는 데는 한계가 있으므로, 저속의 포장기계를 많이 도입하여야 하는 문제가 있었다.

본 고안은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 질소공급관으로부터 배출된 질소가스가 포장용지내에서 순간적으로 와류 및 역류를 일으키지 않아 질소충진효율이 향상되며, 제품이 포장속도를 증가시킬 수 있는 질소충진장치의 제공을 목적으로 한다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 고안은; 포장용지가 외측을 감싸며 성형되고 내측에는 내용물이 통과되는 포머관과, 상기 포머관의 내측면에 설치되는 질소공급관을 포함하는 질소충진장치에 있어서,

상기 질소공급관은 상기 포머관 내에 설치되는 제1영역내에서 질소가스가 배출되도록 개구되고 길이방향으로 서로 소정간격 이격된 상단공급구 및 중단공급구와, 상기 제1영역으로부터 소정길이 연장형성된 제2영역은 외경방향으로 개구된 다수개의 관통홀로 이루어진 하단공급부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 질소공급관은 제1영역내에서 단면이 삼각형으로 형성되어 일면이 상기 포머관에 밀착되고, 제2영역내에서는 단면이 원형인 것을 특징으로 한다.

상기 제2영역은 포머관의 중심축방향으로 절곡되고 끝단은 폐쇄되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기 질소공급관은 상기 제1영역내에서 상기 포머관 내측으로 향하는 두 면에 소정길이만큼 축방향으로 개구된 두 개의 슬롯으로 각각 이루어진 산단공급부와 중단공급부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 고안에 따른 하나의 바람직한 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1을 참조하면, 본 고안에 따른 질소충진장치(10)는 포머 어셈블리와 함께 구성되는데, 포머 어셈블리는 포장용지를 봉투형상으로 성형하기 위한 것으로 포장용지(40)를 안내하는 안내깃(미도시) 및 포머관(20)을 포함한다.

포장용지(40)가 성형되는 과정을 살펴보면, 포장용지(40)는 상기 안내깃 및 포머관(20)을 따라 양측단이 모아지고 수직봉합장치(41)를 통과하면서 양측단이 봉합되어 수직봉합부(43)가 형성된다.

수직봉합부(43)가 형성된 포장용지(40)는 계속 아래로 하강하다가 수평봉합장치(44)에 의해 수평봉합부(45)가 형성되고, 이 상태에서 포머관(20) 상부의 투입구(21)에서 공급되는 내용물(미도시)이 낙하하여 하단에 수평봉합부(44)가 형성된 포장용지(40)에 쌓이게 된다.

상기 수평봉합장치(44)는 전기에 의해 가열되는 열선(미도시)을 포함하고 있어 포장용지(40)를 가열하게 되고, 가열된 상태에서 가압하여 수평봉합부(45)가 형성된다.

포장용지(40)내에 내용물이 담기는 과정과 동시에 질소공급관(30)을 통해 포장용지내에는 질소가 충진된다.

도 2를 참조하면, 질소공급관(30)은 포머관(20)내에 설치되는 제1영역(34)과 포머관 하단으로부터 연장형성되는 제2영역(35)으로 나뉘어지는데, 상기 제1영역(34)은 삼각형의 단면을 갖고, 일면은 포머관(20)에 밀착 설치된다. 이러한 구조는 내용물이 질소공급관(30)에 의해 간섭되지 않고 원활히 포머관(20)내에서 낙하되도록 하기 위함이다.

질소공급관(30)의 제1영역(34)에 각각 형성되는 상단공급부(31) 및 중단공급부(32)는 삼각형의 질소공급관(30)의 두 면에 길이방향으로 절개된 형상의 슬릿(32a)구조를 갖는데, 포머관(20)내로의 질소배출을 위해 포머관(20)에 밀착된 면을 제외한 나머지 두면에 형성되며 두 슬릿(32a)간의 경사각은 대략 120도로 되는 것이 바람직하다.

상기 제2영역(35)은 원형 단면의 배관으로 구성되며, 포머관(20)으로부터 끝단은 폐쇄되어 있고, 배관의 외주방향으로 다수개의 관통공(33a)으로 이루어진 하단공급구로 구성된다.

또한, 제2영역(35)은 하단공급구(33)로부터 배출되는 질소가스가 하단에 수평봉합부(45)가 형성된 상태인 포장용지(40)내에서 역류하거나 와류를 일으키지 않도록 포머관(20)의 중심축방향으로 절곡되어 형성됨이 바람직하다.

본 고안에 의한 질소공급관에 의해 포장용지내에 질소가 충진되는 과정을 설명하면 다음과 같다.

포장용지내의 질소충진은 주로 하단공급부(33)로부터 이루어지며, 상단공급부(31) 및 중단공급부(32)에서 배출되는 질소가스는 하단공급부(33)에 의해 이루어질 본 충진에 앞서 수직봉합부(43) 및 수평봉합부(45)가 형성되는 과정중에 포장용지내에 질소를 예비충진함과 동시에 하단공급부(33)에서 배출된 질소가스 및 내용물이 포머관(20)의 투입구(21)쪽으로 역류되는 것을 방지하는 일종의 에어커튼 역할을 하게 된다.

또한, 상단공급구(31) 및 하단공급부(32)는 삼각형상의 단면을 갖고 일면이 포머관(20)에 밀착된 질소공급관의 포머관 내측방향의 나머지 두 면에 길이방향으로 연장된 슬릿(31a)(32a)구조로 이루어져, 포머관(20) 상부의 투입구(21)로 공급된 내용물의 자유낙하를 방해하지 않도록 구성된다.

상기 제2영역은 하부쪽으로의 질소분출을 차단하기 위해 끝단은 폐쇄되며, 대신 외주방향으로 개구되고 서로 소정간격 이격된 다수개의 관통공(33a)으로 이루어진 하단공급부(33)를 통해 질소공급관의 반경방향으로 질소가스가 분출되어 포장용지내에 확산된다. 이 과정에서 내부에 존재하던 산소는 빠져나가 질소로 치환된다.

이때, 포장내에 산소 잔존율은 포장봉지 생산 속도 증가에 반비례하고, 단위 면적당 스낵 제품의 밀도에 비례하며 그로 인해 스낵 포장봉지의 면적이 좁을수록 산소 잔존율은 높아진다.

포장용지(40)에 수평봉합부(45)가 형성된 상태에서 상술한 과정에 의해 질소가 충진되면서 이송기에 의해 포장용지가 아래로 이송되고 다시 수평봉합기(44)에 의해 수평봉합부(45)가 생성되는데, 수평봉합부의 가로방향의 중앙은 봉합후 절단기에 의해 절단되어 절단선을 중심으로 상측은 제품의 하부 수평봉합부로, 하측은 상부 수평봉합부가 되면 두 개의 수평봉합부와 한 개의 수직봉합부가 형성된 하나의 제품이 완성된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 고안에 따른 질소충진기는 질소충진관의 하단부에 형성된 하부공급부를 통해 질소를 반경방향으로 분사하고, 상단부와 중단부에 형성된 슬릿구조의 상단공급부 및 중단공급부를 통해 질소를 분사한다.

따라서, 질소가 포장봉지의 하부쪽으로 강하게 분사되면서 질소와 내용물이 역류하여 포머관을 막는 현상이 방지되며, 상단 공급부 및 중단 공급부에서 분출되는 질소가스는 산소의 유입을 차단하는 효과가 있다.

또한, 질소가스가 다수개의 배출공을 통하여 포장봉지내로 공급되어 압력을 크게 받지 않는 상태이므로 와류 현상을 일으키지 않아 포장작업이 원활히 이루어지고, 가스 주입량 미달로 인한 포장 불량을 막을 수 있다.

본 고안에 의한 질소충진기에 의해 제품에 질소를 충진하는 실험을 한 결과, 생산속도를 증가시켜도 잔존산소의 비율이 2%미만으로 유지되는 것을 확인할 수 있었으며, 이로 인하여 제품의 산폐를 방지되어 제품의 유통기한이 증가됨은 물론, 소비자에게 신선한 제품을 제공할 수 있게 된다.

도 1은 본 고안에 의한 질소충진기의 구조를 개략적으로 나타난 사시도이다.

도 2는 본 고안에 의한 질소충진기의 측면도 및 질소공급관의 단면도이다.

도 3은 종래의 질소충진기의 구조를 나타난 사시도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10 : 질소충진장치, 20 : 포머관,

30 : 질소충진관, 31 : 상단공급구

32 : 중단공급구, 33 : 하단공급구,

40 : 포장용지, 41 : 수직봉합장치,

44 : 수평봉합장치,

Claims (4)

1. 포장용지가 외측을 감싸며 성형되고 내측에는 내용물이 통과되는 포머관과, 상기 포머관의 내측면에 설치되는 질소공급관을 포함하는 질소충진장치에 있어서,

   상기 질소공급관은 상기 포머관 내에 설치되는 제1영역내에서 질소가스가 배출되도록 개구되고 길이방향으로 서로 소정간격 이격된 상단공급구 및 중단공급구와, 상기 제1영역으로부터 소정길이 연장형성된 제2영역은 외경방향으로 개구된 다수개의 관통홀로 이루어진 하단공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 질소충진장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 질소공급관은 제1영역내에서 단면이 삼각형으로 형성되어 일면이 상기 포머관에 밀착되고, 제2영역내에서는 단면이 원형인 것을 특징으로 하는 질소충진장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 제2영역은 포머관의 중심축방향으로 절곡되고 끝단은 폐쇄되어 있는 것을 특징으로 하는 질소충진장치.
4. 제2항에 있어서, 상기 질소공급관은 상기 제1영역내에서 상기 포머관 내측으로 향하는 두 면에 소정길이만큼 축방향으로 개구된 두 개의 슬롯으로 각각 이루어진 상단공급부와 중단공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 질소충진장치.