KR200400405Y1 - 액체질소절약형 냉동분쇄법에 의한 고품질의 전지활성 생대두 미세분말 제조장치 - Google Patents

액체질소절약형 냉동분쇄법에 의한 고품질의 전지활성 생대두 미세분말 제조장치 Download PDF

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KR200400405Y1
KR200400405Y1 KR20-2005-0015072U KR20050015072U KR200400405Y1 KR 200400405 Y1 KR200400405 Y1 KR 200400405Y1 KR 20050015072 U KR20050015072 U KR 20050015072U KR 200400405 Y1 KR200400405 Y1 KR 200400405Y1
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soybean
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KR20-2005-0015072U
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황인석
창 열 이
이진우
박정수
정우전
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소이젠주식회사
창 열 이
황인석
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Abstract

본 고안은 액체질소절약형 냉동분쇄법에 의한 고품질의 전지활성 생대두 미세분말 제조장치에 관한 것이다.
종래기술의 생대두를 사용한 전지활성 생대두 미세분말의 제조방법은 생대두를 선별하고 원적외선 건조시킨 후 표피와 자엽을 분리하고 원적외선 건조시킨 후, 조분쇄(90∼100메쉬), 미분쇄(300∼600메쉬), 입도분리 및 질소순환하기 때문에, 분쇄물인 대두의 중심온도가 10℃∼20℃로 되어 대두 단백질의 다소의 열변성으로 활성도가 떨어지며 지질의 과산화 가가 비교적 높아 고품질의 전지활성 생대두 미세분말을 제조하는 데 어려운 문제점이 있으며, 조분쇄, 미분쇄 및 입도분리 공정을 거쳐 전지활성 생대두 미세분말을 생산하기 때문에 런닝코스트가 많이 소요되는 문제점이 있었다.
또한, 냉동분쇄시에도 냉매인 액체질소의 사용이 필연적이며 분쇄중에도 계속적으로 냉매인 액체질소를 공급해야 하므로 런닝코스트가 많이 소요되는 문제점이 있었다.
본 고안은 생대두를 저온 원적외선 전자파 심달력으로 수분함수율 5％로 건조시킨 후, 생대두의 자엽과 표피를 분리하고 분리된 자엽부분에 순간적으로 -196℃의 냉매 액체질소를 분사하여 -30 ∼ -100℃로 동결한 후, 단열이 되어 -30℃에서 -50℃로 내부온도를 유지하는 냉동분쇄기에 투입함으로써 대두단백질의 열변성과 지질의 산화작용이 없이 위생적이며 양질일 뿐만 아니라, 입도가 400메쉬인 고품질의 전지활성 생대두 미세분말을 생산할 수 있도록 하는 제조장치에 관한 것이다.

Description

액체질소절약형 냉동분쇄법에 의한 고품질의 전지활성 생대두 미세분말 제조장치{The equipment for producing full-fat activated raw soybean flour of high quality through the method of freezing and crushing soybean that results in saving of liquid nitrogen.}
본 고안은 액체질소절약형 냉동분쇄법에 의한 고품질의 전지활성 생대두 미세분말 제조장치에 관한 것으로, 특히 대두단백질의 활성도가 높고 과산화물 가가 낮으며 입도가 400 메쉬 이상이고 소화성이 높으며 항상 균질한 고품질의 전지활성 생대두 미세분말을 제조할 수 있으며 이물질이 없고 위생적인 고품질의 전지활성 생대두 미세분말을 제조할 수 있도록 한, 액체질소 절약 냉동분쇄법에 의한 고품질의 전지활성 생대두 미세분말 제조장치에 관한 것이다.
종래기술의 질소를 이용한 안정화된 고기능성의 전지활성 생대두 미세분말 제조방법은 본 고안자가 특허출원 제10-2004-0078489호로 개발한 바 있다. 이러한 제조방법은 생대두의 이물질을 제거하는 단계; 원적외선 전자파 건조단계; 생대두의 표피와 자엽을 분리하는 단계; 자엽 부분을 원적외선 전자파로 건조하는 단계; 건조된 자엽 부분을 90∼100 메쉬로 조분쇄(coarse-crushing)하는 단계; 조분쇄된 전지활성 생대두 분말을 2∼5℃의 질소(99.9％)를 사용하여 미분쇄기와 입도분리기에 이송하여 입도가 300∼ 600 메쉬인 전지활성 생대두 미세분말을 질소충전 포장하는 단계로 이루어진다.
이러한 종래기술의 전지활성 생대두 미세분말은 상술한 조분쇄 공정과 미분쇄 공정에서 생대두의 분쇄시 충격열(10℃∼20℃)로 인하여, 분쇄물인 대두단백질이 다소 열변성되고 결과적으로 전지활성 생대두 미세분말의 활성도가 떨어지며 조분쇄, 미분쇄 및 입도분리 공정에서, 99.9％ 질소를 순환시키는 공정에서 대두내 지질의 다소의 산화에 의해 과산화물 가가 낮아져서 전지활성 생대두 미세분말의 품질이 저하되는 문제점이 있을 뿐만 아니라 조분쇄, 미분쇄 및 입도분리 공정으로 인하여 런닝코스트가 상승되어 제조원가가 높아지는 문제점이 있었다. 또한, 종래기술의 냉동분쇄시에도 냉매인 액체질소의 사용이 필연적이며 분쇄중에도 계속적으로 냉매인 액체질소를 공급해야 하므로 런닝코스트가 많이 소요되는 문제점과 냉동분쇄기에 단열이 필요하므로 설비비가 과다하게 요구되는 문제점이 있었다.
따라서, 본 고안의 목적은 작업자의 숙련도와 무관하게 단백질의 활성도가 높고, 지질의 과산화물 가가 낮고 입도가 400 메쉬 이상인 소화성이 높은 고품질의 전지활성 생대두 미세분말을 제조할 수 있도록 한 액체질소절약형 냉동분쇄법에 의한 고품질의 전지활성 생대두 미세분말 제조장치를 제공하려는 것이다.
이러한 고안의 목적을 달성하기 위하여, 생대두 저장물량과 연결되는 바켓 엘레베이트(1); 당해 바켓 엘레베이트(1)와 연결되는 생대두 저장탱크(2); 상기 생대두 저장탱크(2) 하부에 스크류 컨베이어(3)와 바켓 엘레베이트(4)로 연결되고, 생대두의 이물질 분리수단이 내장된 석발자력선별기(5); 상기 석발자력선별기(5) 하부에 스크류 컨베이어(6)와 바켓 엘레베이트(7)로 연결된 생대두 저장탱크(8); 상기 생대두 저장탱크(8) 하부에 스크류 컨베이어(6)와 바켓 엘레베이트(7)로 연결된 저온 원적외선 전자파 건조장치(11)가 설치되어 있고; 상기 저온 원적외선 전자파 건조장치(11) 하부에 스크류 컨베이어(12)와 바켓 엘레베이트(13)로 연결되는, 생대두의 표피와 자엽부분을 분리하는 수단이 내장된 표피 및 자엽 분리장치(14); 상기 표피 및 자엽 분리장치(14) 하부에 스크류 컨베이어(12)와 바켓 엘레베이트(13)로 연결되고, 냉매 액체질소 분사노즐과 온도감지 센서가 내장되고 외벽이 단열재로 이루어진 생대두 자엽동결 단열탱크(17); 상기 생대두 자엽동결 단열탱크(17) 하부에 연결되고, 외벽이 자켓으로 단열되고 내부에 스크류 파쇄기가 내장된 스크류 정량공급기(20); 상기 스크류 정량공급기(20)와 연결된 단열 냉동분쇄기(21); 단열 액체질소 이송관을 통해 상기 단열 냉동분쇄기(21)와 연결된 액체질소탱크(19); 상기 단열 냉동분쇄기(21)와 연결된, 고품질의 전지활성 생대두 미세분말을 포집할 수 있는 포집기(22); 및 상기 생대두 자엽동결 단열탱크와 단열 냉동 분쇄기(21)에 송풍이송관으로 연결된 송풍기(23)로 구성됨을 특징으로 하는, 액체질소절약형 냉동분쇄법에 의한, 고품질의 전지활성 생대두 미세분말 제조장치가 제공된다.
상기 생대두 자엽동결 단열탱크는 상부에 덮개가 설치되고 내부에는 냉매인 액체질소 분사노즐과 온도감지센서가 설치되며, 생대두 자엽 동결 단열탱크 외부는 단열재로 구성됨을 특징으로 한다.
상기 스크류 정량공급기는 외부에 액체질소 단열 자켓이 설치되고 내부에는 냉매인 액체질소로 -30 ∼ -100℃로 동결된 대두 자엽을 파쇄하는 스크류가 내장 설치되고, 생대두 자엽 투입구와 생대두 자엽 출구로 구성됨을 특징으로 한다.
상기 단열 냉동분쇄기에는 생대두 자엽투입구, 전지활성 생대두 미세분말 출구, 5,000RPM의 분쇄 로-터, 충격판 입도조절판, 입도조절핸들과 온도센서감지기, 액체질소 분사노즐이 내장되어 구성됨을 특징으로 한다.
이하, 본 고안에 의한 액체질소 절약 냉동분쇄법에 의한, 고품질의 전지활성 생대두 미세분말의 제조방법을 첨부도면에 도시한 실시예에 따라서 상세히 설명한다.
도 1은 본 고안에 의한 액체질소 절약 냉동분쇄법에 의한, 고품질의 전지활성 생대두 미세분말의 제조방법과 주요기계 구성요소와 배치상태를 보인 전개도이다.
도 2는 생대두 동결 단열 탱크의 단면도이다.
도 3은 스크류 정량공급기의 단면도이다.
도 4는 단열 냉동분쇄기의 단면도이다.
도 5는 액체질소절약형 냉동분쇄법에 의한 고품질의 전지활성 생대두미세분말의 제조방법과 그 제조장치의 공정도이다.
본 고안에 의한 액체질소절약형 냉동분쇄기로 고품질의 전지활성 생대두 미세분말을 제조하는 장치는 도 1에 도시한 바와 같이,
생대두 저장물량과 연결되는 바켓 엘레베이트(1); 이 바켓 엘레베이트(1)와 연결되어 설치된 생대두 저장탱크(2); 이의 하부의 스크류 컨베이어(3) 및 바켓 엘레베이트(4)와 연결된 석발자력선별기(5); 이의 하단부에 스크류 컨베이어(6)에 연결된 바켓 엘레베이트(7)와 연결된 생대두 저장탱크(8); 이의 하단부 스크류 컨베이어(9)와 연결된 바켓 엘레베이트(10)와 연결된 저온 원적외선 전자파 건조장치(11); 이의 하단부 스크류 컨베이어(12) 및 바켓 엘레베이트(13)와 연결된 표피 및 자엽 분리장치(14); 이의 하단부에 연결된 스크류 컨베이어(15) 및 바켓 엘레베이트(16)와 연결된 생대두 자엽 동결 단열 탱크 덮개(18); 및 이의 하부에 온도감지센서기(TS1) 및 분사노즐(PS1)이 내장된 생대두 자엽 동결 단열탱크(17); 이의 하부에 스크류 파쇄기(20-6)와 액체질소 투입구(20-2), -30 ∼ -100℃의 대두 자엽 투입구(20-4) 및 -30 ∼ -100℃의 대두 자엽 출구(20-5)가 내장된 스크류 정량공급기(20)에 연결되고, 스크류 정량공급기(20)와 연결된 분쇄 로-터(21-1), 충격판(21-2), 생대두 자엽 투입구(21-3), 전지활성 생대두 미세분말 출구(21-4), 입도조절 핸들(21-5), 입도조절판(21-6), 단열판(21-7), 모-타 뿌리(21-8)이 내장된 단열 냉동분쇄기(21)에 연결된 포집기(24)로 구성된다. 상기 생대두 자엽 단열 동결탱크(17)와 연결된 압력계(PG)가 내장된 액체질소탱크(19)가 설치된다. 상기 액체질소탱크(19)와 단열 액체질소 이송관(26), 자동 밸브(V1) 및 자동 밸브(V3)는 생대두 자엽 동결 단열탱크(17)와 연결되어 있고, 액체질소탱크(19), 자동밸브(V2) 및 단열 냉동분쇄기(21)와 연결설치된다. 상기 송풍기(23)와 자동밸브(V5)와 생대두 자엽 동결 단열탱크(17)에 연결 설치된다. 상기 송풍기(23)와 자동밸브(V6)와 생대두 포집기(24)에 연결 설치된다.
이하, 본 고안의 생대두를 액체질소절약형 냉동분쇄기로 전지활성 생대두 미세분말의 제조방법과 그 제조장치에 의한 전지활성 생대두 미세분말을 제조하는 과정을 설명한다.
〈생대두 석발자력선별공정〉
초기상태에서 콘트롤판넬(25)의 전원스위치(SW1)를 온(ON)으로 하고 생대두 저장탱크(2)에 저장된 생대두가 스크류 컨베이어(3)에 이송되어 바켓엘레베이트(4)에 이송되어 석발자력선별기(5)에서 이물질 선별이 이루어지게 된다.
〈저온 원적외선 전자파 건조공정〉
석발자력선별기(5)에서 이물질이 제거된, 함수율 12∼14％ 내외의 생대두가 스크류 컨베이어(6)에 이송되어 바켓엘레베이트(7)로 이송된 다음, 생대두 저장탱크(8)에 저장되고 다시 스크류 컨베이어(9)로 이송되어 바켓 엘레베이트(10)를 통해 동결 감압 건조장치(11)에 이송되어, 함수율 12∼14％의 생대두를 저온에서 원적외선 전자파에너지의 심달력에 의해, 생대두의 단백질의 열변성없이 수분함수율 5％로 건조된다.
〈생대두 표피 자엽 분리공정〉
함수율 5％로 건조된 생대두는 스크류 컨베이어(12)로 이송되어, 바켓 엘레베이트(13)에 연결되어 원심분리기가 내장된 표피 자엽 분리장치(14)에 이송되며, 여기서 생대두는 표피와 자엽 부분으로 분리된다.
〈생대두 자엽 동결공정〉
생대두 자엽은 스크류 컨베이어(15)에 이송되어 바켓엘레베이트(16)로 생대두 자엽동결 단열 탱크덮개(18)를 통하여 생대두 자엽 동결 단열탱크(17)에 투입되면 액체질소 탱크(19)의 압력계(PG)의 조정으로 액체질소 탱크(19)에서 -196℃의 냉매액체질소의 일정량을 자동밸브(V1)와 자동밸브(V3)가 열려 단열 액체질소 이송관(26)을 통하여 생대두 자엽 동결 단열탱크(17)에 내장된 분사노즐(PS)를 통하여 생대두 자엽에 분사하여 -196℃의 액체질소가 기화하면서 -100℃동결이 이루어지면 이때 온도감지센서(TS1)에서 -100℃가 감지되면 액체질소의 공급이 중단된다.
생대두 자엽이 -30 ∼ -100℃의 동결이 이루어질 때에만 -196℃의 냉매인 액체질소를 사용하기 때문에, 액체질소 사용량을 80％ 줄일 수 있다.
〈단열 냉동 분쇄공정 및 고품질 전지활성 생대두 미세분말의 완성 공정〉
액체질소 탱크(19)에서 자동 밸브(V2)를 열어 단열액체질소 이송관(26)을 통하여, -196℃의 냉매인 액체질소가 분사노즐(PS2)을 통하여, 상온의 단열 냉동분쇄기(21)에 분사 및 기화되어 단열 냉동분쇄기의 내부온도가 -50℃가 되면 내장된 온도감지센서(TS2)에 감지되고, 이 경우 -196℃의 냉매인 액체질소의 공급이 중단된다. 이때, -30 ∼ -100℃로 동결된 생대두 자엽은 스크류 정량공급기(20)에 의해서 단열 냉동 분쇄기(21)의 투입구(21-3)에 파쇄되어 공급되며 모-타 뿌리(21-8)의 회전으로 분쇄 로-터(21-1)는 5,000RPM으로 회전하여 충격판(21-2)에 충격이 가해져서 분쇄가 이루어지면서 입도조절 핸들(21-5)의 조정에 따른 입도조절판(21-6)에 의해서 입도 300∼400 메쉬로 입도분리된, 단백질의 변성이 없고, 지질의 과산화물가가 없는 위생적인 고품질의 전지활성 생대두 미세분말이 생산된다. 수득된 미세분말은 미세분말출구(21-4)를 통하여 송풍기(23)에서 풍속 100m/sec, 풍량 50루베로 송풍이송관(27)을 통하여 단열 냉동분쇄기(21)로 이송된 풍속으로 전지활성생대두 미세분말 출구(21-4)를 통하여 포집기(24)로 이송되어 포집저장된다.
〈포집공정 및 포장공정〉
수분의 결로현상을 막기 위하여 단열된 포집기(22)에 입도가 300∼400 메쉬이고 함수율이 3∼5％인 고품질 전지활성 생대두 미세분말이 이송되어 로타리 밸브(V8)를 통하여 질소충전 포장기(24)에서 EVOH 필름 또는 은박지에서 포장이 이루어진다.
이상과 같이 본 고안에 따른 액체질소 절약형 냉동분쇄기를 사용한 전지활성 생대두 미세분말의 제조방법 및 그 제조장치는 생대두를 저온 원적외선 전자파 건조장치로 열변성없이 건조한 다음, 냉매 액체질소(-196℃)의 압력에 의하여 일정량을 분사하여 순간적으로 생대두 자엽을 -30 ∼ -100℃로 동결함으로써 액체질소를 절약하면서 냉동분쇄 효율성을 높여 1회 단열 냉동분쇄기에서 단백질의 변성이 없고 지질의 산화가 없는 입도 300 ~ 400 메쉬의 균일한 고품질의 전지활성 생대두 미세분말을 제조할 수 있는 효과가 있다.
또한, 고품질의 전지활성 생대두 미세분말은 단백질의 활성도가 높고, 지질의 과산화가가 없으며, 입도 300∼400메쉬의 소화성이 96％로 높으며, 농업생명공학의 고부가가치 대두생리활성물질(이소플라본, 레시틴, 사포닌 등)의 발굴로 생활습관병(비만, 고지혈증, 심장병, 당뇨병예방제) 예방제의 실용화로 국민건강증진에 크게 이바지하는 효과가 있을 뿐만 아니라, 생산성이 100％ 향상되며 비지와 폐수가 발생하지 않는 환경친화적 전두부 및 전두유를 생산하는 신소재로 사용할 수 있으며 아미노산 음료, 효소분해간장 등의 바이오식품 신소재로 사용되는 현저한 효과가 있다.
도 1은 본 고안에 따르는 액체질소절약형 냉동분쇄법에 의한 고품질의 전지활성 생대두 미세분말의 제조방법과 그 제조장치의 주요기계 구성요소와 배치상태를 보인 전개도이다.
도 2는 본 고안에 의한 생대두 자엽 동결 단열 탱크의 단면도이다.
도 3은 본 고안에 의한 스크류 정량공급기의 단면도이다.
도 4는 본 고안에 의한 단열 냉동분쇄기의 단면도이다.
도 5는 본 고안에 의한 액체질소절약형 냉동분쇄법에 의한 고품질의 전지활성 생대두 미세분말의 제조방법과 그 제조장치의 공정도이다.
- 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 -
1 : 바켓엘레베이트 15 : 스크류 컨베이어
2 : 생대두 저장탱크 16 : 바켓엘레베이트
3 : 스크류 컨베이어 17: 생대두 자엽 동결 단열 탱크
4 : 바켓엘레베이트 18 : 생대두 자엽 동결 단열 탱크 덮개
5 : 석발 자력 선별기 19 : 액체질소탱크
6 : 스크류 컨베이어 20 : 스크류 정량공급기
7 : 바켓엘레베이트 21 : 단열 냉동분쇄기
8 : 생대두 저장탱크 22 : 포집기
9 : 스크류 컨베이어 23 : 송풍기
10 : 바켓엘레베이트 24 : 포집기
11 : 저온 원적외선 전자파 건조장치 25 : 콘트롤 판넬
12 : 스크류 컨베이어 26 : 단열 액체질소 이송관
13 : 바켓엘레베이트 27 : 송풍 이송관
14 : 자엽과 표피 분리장치:
17-1 : 단열재 21-2 : 충격판
20-1 : 액체질소 단열 자켓 21-3 : 생대두 자엽 투입구
20-2 : 생대두 자엽 투입구 21-4 : 전지활성 생대두 미세분말 출구
20-3 : 생대두 자엽 출구 21-5 : 입도조절 핸들
20-4 : 액체질소 투입구 21-6 : 입조조절판
20-5 : 액체질소 투입구 21-7 : 단열판
20-6 : 스크류 파쇄기 21-8 : 모-타 뿌리
21-1 : 분쇄 로-터
SW1 :전원 스위치 V5 : 자동 밸브 PS1 : 분사 노즐
V1 : 자동 밸브 V6 : 자동 밸브 PS2 : 분사 노즐
V2 : 자동 밸브 V7 : 자동 밸브 TS1 : 온도감지 센서
V3 : 자동 밸브 V8 : 로터리 밸브 TS2 : 온도감지 센서
V4 : 자동 밸브 PG : 압력계

Claims (10)

  1. 생대두 저장물량과 연결되는 바켓 엘레베이트(1);
    당해 바켓 엘레베이트(1)와 연결되는 생대두 저장탱크(2);
    상기 생대두 저장탱크(2) 하부에 스크류 컨베이어(3)와 바켓 엘레베이트(4)로 연결되고, 생대두의 이물질 분리수단이 내장된 석발자력선별기(5);
    상기 선발 자력선별기(5) 하부에 스크류 컨베이어(6)와 바켓 엘레베이트(7)로 연결되는 생대두 저장탱크(8);
    상기 생대두 저장탱크(8) 하부에 스크류 컨베이어(9)와 바켓 엘레베이트(10)로 연결된 저온 원적외선 전자파 건조장치(11);
    상기 저온 원적외선 전자파 건조장치(11) 하부에 스크류 컨베이어(12)와 바켓 엘레베이트(13)로 연결되는 생대두의 표피 및 자엽 분리장치(14);
    상기 표피 및 자엽 분리장치(14) 하부에 스크류 컨베이어(15)와 바켓 엘레베이트(16)로 연결된 생대두 자엽 동결 단열 탱크(17);
    상기 생대두 자엽 동결 단열 탱크(17)의 하부에 연결된 스크류 정량공급기(20);
    상기 스크류 정량공급기(20)와 연결된 단열 냉동분쇄기(21);
    상기 단열 냉동분쇄기(21)와 연결된 액체질소 탱크(19);
    상기 단열 냉동분쇄기(21)와 연결된 포집기(22); 및
    상기 생대두 자엽 동결 단열 탱크(17)와 상기 단열 냉동분쇄기(21)에 송풍이송관으로 연결된 송풍기(23)로 구성됨을 특징으로 하는, 액체질소 절약형 냉동분쇄법에 의한, 고품질의 전지활성 생대두 미세분말 제조장치.
  2. 제1항에 있어서, 생대두 자엽 동결 단열 탱크(17)의 하부에 분사노즐(PS1)과 온도감지 센서(TS1)가 내장되고, 당해 단열 탱크(17)의 외벽이 단열재로 이루어짐을 특징으로 하는, 액체질소 절약형 냉동분쇄법에 의한, 고품질의 전지활성 생대두 미세분말 제조장치.
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  6. 제1항에 있어서, 생대두 자엽 동결 단열 탱크(17)에 송풍기(23)가 연결됨을 특징으로 하는, 액체질소 절약형 냉동분쇄법에 의한, 고품질의 전지활성 생대두 미세분말 제조장치.
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  8. 제1항에 있어서, 단열 냉동분쇄기(21)에 송풍기(23)가 연결됨을 특징으로 하는, 액체질소 절약형 냉동분쇄법에 의한, 고품질의 전지활성 생대두 미세분말 제조장치.
  9. 제1항에 있어서, 저온 원적외선 전자파 건조장치(11)에, 저온 원적외선 전자파 에너지가 발생되는 세라믹 판이 내장됨을 특징으로 하는, 액체질소 절약형 냉동분쇄법에 의한, 고품질의 전지활성 생대두 미세분말 제조장치.
  10. 제1항에 있어서, 생대두의 표피 및 자엽 분리장치(14)에 압착분리기와 원심분리장치가 내장됨을 특징으로 하는, 액체질소 절약형 냉동분쇄법에 의한, 고품질의 전지활성 생대두 미세분말 제조장치.
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KR101085543B1 (ko) * 2010-12-16 2011-11-24 장태균 폐회로 분쇄 분급장치

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