KR20080022847A - 진공 건조 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 식품 가공을 위한 진공 건조 장치에 관한 것이다.

본 발명의 진공 건조 장치는, 내부에 피건조물이 적재되는 함체형의 챔버; 상기 챔버에 연결되어 챔버 내부를 진공 상태로 유지하기 위한 펌핑 수단; 상기 챔버 내의 피건조물로부터 발생된 수분이 외부로 배출됨과 동시에 응축시키기 위한 열교환기; 및 상기 열교환기를 통해 응축된 수분이 배출되는 배수라인;을 포함하며, 상기 챔버 내에 적재된 피건조물의 건조 효율을 동일하거나 향상시키면서 에너지 효율이 극대화될 수 있는 장점이 있다.

챔버, 열판, 피건조물, 펌핑수단, 건식 스크류 진공펌프, 냉각수 순환펌프, 라디에이터, 열교환기, 배수라인

Description

진공 건조 장치{Apparatus For Vacuum Drying}

도 1은 종래 진공 건조 장치의 구성도

도 2는 본 발명에 따른 진공 건조 장치의 구성도

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10. 챔버 11. 열판

12. 피건조물 20. 펌핑수단

21. 건식 스크류 진공펌프 22. 냉각수 순환펌프

23. 라디에이터 30. 열교환기

40. 배수라인

본 발명은 식품 가공을 위한 진공 건조 장치에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 건식 스크류 진공펌프가 설치되어 펌프의 실링을 위한 냉각수 및 스팀 방사기 없이도 챔버 내부가 고진공 상태가 유지될 수 있도록 한 진공 건조 장치에 관한 것이다.

최근에 이르러 즉석 식품의 종류가 다양해지고 그 보존 기간을 증가시키기 위하여 다양한 방식의 식품 건조 방식이 도입되고 있다.

이때, 식품의 건조 과정 중 또는 보존 기간중에 식품의 영양소나 고유의 색상을 포함하는 생화학적 성질이 변질되지 않도록 진공의 저온 상태에서 식품의 농축이나 건조가 이루어지도록 한 진공 건조 장치가 사용되고 있다.

도 1은 종래 진공 건조 장치의 구성도로서, 도시된 바와 같이 종래의 진공 건조 장치는 내부에 피건조물을 진공 상태로 유지하기 위한 챔버(1)와, 상기 챔버(1)를 1차 진공하기 위한 수봉식 진공펌프(2)와, 상기 챔버(1)를 2차 진공하기 위한 스팀 방사기(3)와, 상기 챔버(1)내에서 발생된 수분을 응축시키는 열교환기(4) 및 응축된 수분을 배출시키기 위한 배수라인(5)으로 구성된다.

상기 챔버(1)는 그 내부에 피건조물을 가열하기 위한 열판(6)이 구비되고, 상기 열판(6)은 그 내부로 열수순환펌프(7)에 의해서 공급되는 고온의 물이 순환되 면서 열판(6) 상부에 적재된 피건조물이 가열된다.

또한, 상기 챔버(1)는 열교환기(4)를 통해 연결된 수봉식 진공펌프(2)에 의해서 650㎜Hg 이하의 압력으로 1차 진공되고, 고압의 스팀(steam)을 발생시키는 스팀 방사기(3)의 2차 진공에 의해서 750㎜Hg 이하의 고진공 상태로 유지된다.

이때, 상기 챔버(1) 내의 피건조물(8)이 고진공 상태에 노출되어 고온의 온수에 의해서 가열되면서 피건조물 내에 포함된 수분이 증발(vapour)됨에 따라 상기 피건조물(8)의 건조된다.

따라서, 종래의 진공 건조 장치는 수분 증발 능력과 진공도 유지 능력에 의해 건조 능력이 좌우되는 바, 상기 챔버(1)를 진공 상태로 유지하면서 고온의 온수에 의해 피건조물을 가열시키면 45~65℃에서 피건조물에 포함된 수분의 증발이 이루어지게 된다.

한편, 증발된 수분은 열교환기(4)를 통해 응축되어 상기 수봉식 진공펌프(2)에 연결된 배수라인(5)을 통해 외부로 배출된다.

이와 같은 종래의 진공 건조 장치는, 상기 챔버(1) 내부를 고진공 상태로 유지시키기 위하여 수봉식 진공펌프(2)와 스팀 방사기(3)를 동시에 사용할 수 밖에 없기 때문에 장치의 구성이 복잡해지고 진공 효율이 저하됨에 따라 건조 효율이 현저하게 감소되는 단점이 있다.

또한, 수봉식 진공펌프(2) 내의 실링(sealing)을 위하여 일정량의 냉각수가 연속적으로 순환되어야 하고, 상기 스팀 방사기(3)를 통해 비교적 고압(7~8㎏/㎤)의 에어나 스팀을 발생시켜야 하기 때문에 다량의 에너지가 소비될 수 밖에 없으 며, 분당 물 소비량이 20ℓ에 달하는 수봉식 진공펌프(2)에 의해서 물을 비롯한 에너지 소비 효율이 현저하게 저하되는 문제점이 지적되고 있다.

따라서, 본 발명은 종래 진공 건조 장치에서 제기되고 있는 상기 제반 단점과 문제점을 개선하기 위하여 창안된 것으로서, 피건조물을 건조시키기 위한 챔버가 건식 스크류 진공펌프에 의해서 고진공 상태로 유지되도록 함으로써, 진공 효율을 향상시키기 위한 방사기가 불필요하고, 에너지 효율을 향상시킨 진공 건조 장치가 제공됨에 발명의 목적이 있다.

본 발명의 상기 목적은, 내부에 피건조물이 적재되는 챔버와, 상기 챔버에 연결되어 챔버 내부를 진공 상태로 유지하기 위한 펌핑 수단과, 상기 챔버 내에서 피건조물로부터 발생된 수분을 응축시키는 열교환기와, 응축된 수분이 배출되는 배수라인을 포함한다.

상기 챔버는 내부에 피건조물이 적재되는 적재대와, 상기 적재대 상에 놓여진 피건조물이 내부 순환되는 온수에 의해서 가열되는 열판이 설치되며, 상기 열판은 챔버 외부에 설치된 순환펌프에 일측이 연결되어 내부로 열수의 순환 공급이 이루어진다.

또한, 상기 챔버는 열교환기를 통해 연결된 펌핑 수단에 의해 내부 공기가 배출되면서 진공(vacuum) 상태로 유지된다.

상기 펌핑 수단은 챔버의 고진공 상태를 유지시킬 수 있는 건식 스크류 진공펌프가 주로 사용되며, 상기 건식 스크류 진공펌프를 과열 방지를 위한 냉각수 순환 펌프와 라디에이터로 구성된다. 이때, 상기 챔버 내의 압력은 건식 스크류 진공펌프의 구동에 의해서 750㎜Hg 이하의 고진공 상태로 유지되도록 함이 바람직하다.

한편, 상기 건식 스크류 진공펌프의 작동에 의해 고진공 상태가 유지되는 챔버 내부에는 열수 순환에 의해서 가열되는 열판 상에 피건조물이 적재되고, 상기 열판에 적재된 피건조물은 챔버의 진공 압력에 의해서 농축됨과 동시에 상기 열판을 통한 피건조물의 가열에 의해서 함유 수분이 건조됨에 따라 고유의 색상이나 영양소가 파괴되지 않고 건조될 수 있도록 함에 기술적 특징이 있다.

본 발명에 따른 진공 건조 장치의 상기 목적에 대한 기술적 구성을 비롯한 작용효과에 관한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예가 도시된 도면을 참조한 아래의 상세한 설명에 의해서 명확하게 이해될 것이다.

먼저, 도 2는 본 발명에 따른 진공 건조 장치의 구성도로서, 도시된 바와 같이 본 발명의 진공 건조 장치는, 피건조물(12)이 내장된 챔버(10)와, 상기 챔버(10)에 연결된 펌핑 수단(20)과, 상기 챔버(10)와 펌핑 수단(20) 사이에 배치되어 배수라인(40)이 결합된 열교환기(30)로 구성된다.

상기 챔버(10)는 내부에 열수가 순환되는 열판(11)이 구비되고, 상기 열판(11)은 일단부에 열수를 연속적으로 공급하기 위한 열수순환펌프(13)가 연결되 며, 상기 열판(11) 상에는 원형의 모습을 최대한 간직한 상태로 함유 수분을 농축 건조시키기 위한 피건조물(12)이 적재된다.

또한, 상기 챔버(10)는 내부 공기가 외부에서 흡입됨에 의해서 내부 압력이 점차 높아지게 되며, 이때 상기 챔버(10) 내부는 펌핑 수단(20)을 통해 750㎜Hg 이상의 고진공 상태가 된다.

상기 열판(11) 상에 적재된 피건조물(12)은 챔버(10) 내의 진공도에 따라 대략 45~65℃의 온도로 가열되어 함유된 수분이 증발되고, 증발된 수분은 열교환기(30)에 연결된 배수라인(40)을 통해 외부로 배출된다.

또한, 상기 피건조물(12)은 열판(11)을 통해 소정 시간 가열됨에 의해서 원형을 간직한 채로 건조된다.

한편, 상기 챔버(10)는 내부 압력 조절이 내부 공기를 외부로 배출하기 위한 펌핑 수단(20)이 결합되는 바, 상기 펌핑 수단(20)은 건식 스크류 진공펌프(21)와 상기 진공펌프(21)의 과열을 방지하기 위한 냉각수 순환펌프(22)와, 상기 냉각수 순환펌프(22)를 통해 순환되는 냉각수의 열을 제거하기 위한 라디에이터(23)로 구성된다.

상기 건식 스크류 진공펌프(21)는 챔버(10) 내의 압력을 750㎜Hg 이하의 고진공 상태로 유지시키기 위한 고출력 기기로써, 종래와 같이 챔버(10) 내의 압력을 수봉식 진공펌프와 이젝터를 통해 단계적으로 낮출 필요가 없이 한번에 챔버(10) 내의 진공도 상태를 피건조물(12)의 건조 가능 압력으로 유지시킬 수가 있기 때문에 에너지가 절감되는 이점이 있다.

또한, 상기 냉각수 순환펌프(22)는 건식 스크류 진공펌프(21)의 과열을 방지하기 위하여 라디에이터(23)에서 냉각된 냉각수의 순환을 위하여 이중 쟈켓 형태로 냉각수의 순환이 이루어지도록 한 펌프로써, 종래와 같이 수봉식 진공펌프를 작동시킬 때 수봉식 진공펌프 내의 실링을 위한 별도의 냉각수가 존재하지 않게 됨에 따라 별도의 폐수 처리 장치가 없이 비교적 간단한 구조로 구성될 수 있다.

그리고, 상기 펌핑 수단(20)을 구성하는 건식 스크류 진공펌프(21)를 냉각하기 위한 냉각수 순환펌프(22)에 순환되는 냉각수는 별도의 냉각수 탱크(24)에 저장되어 수시 보충과 소정 기간 경과 후에 교체된다.

한편, 상기 건식 스크류 진공펌프(21)의 작동으로 고진공 상태가 유지되는 챔버(10) 내부에는 열판(11) 상에 적재된 피건조물(12)이 열수순환펌프(13)를 통해 45~65℃ 내외에서 가열됨에 따라 상기 피건조물(12)에 함유된 수분이 저온 진공 상태에서 증발된다.

상기 챔버(10) 내부에서 증발된 수분은 증기의 형태로 외부로 배출되고, 상기 챔버(10) 외부의 열교환기(30)를 거치면서 응축된다. 그리고, 상기 열교환기(30)를 거친 응축수는 배수라인(40)을 통해 외부로 배출된다.

이와 같은 기술적 구성의 본 발명은 건식 스크류 진공펌프(21)의 동작만으로 단번에 피건조물(12)의 건조에 필요한 고진공 분위기의 챔버(10)를 형성하게 됨에 따라 2차 진공을 위하여 고압의 스팀을 발생시키는 스팀 방사기가 필요없으며, 물을 매개체로 구동되는 수봉식 진공펌프와 같이 냉각수를 이용한 실링 구조가 필요없기 때문에 폐수 처리를 위한 별도의 장치나 구성부재가 없어 장치의 간소화를 도 모할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이나, 이러한 치환, 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 외형상의 형태와 영양소 파괴없이 식품군의 피건조물을 건조시키기 위한 챔버가 건식 스크류 진공펌프에 의해 효율적으로 고진공 상태가 유지됨으로써, 상기 챔버 내에 적재된 피건조물의 건조 효율을 동일하거나 향상시키면서 에너지 효율이 극대화될 수 있는 장점이 있다.

또한, 상기 챔버를 고진공 상태로 유지하기 위한 스팀 방사기나 진공펌프의 누수를 방지하기 위한 냉각수 순환 구성을 생략한 채 진공 건조 장치가 구성될 수 있기 때문에 종래에 비해 간단한 구성으로 이루어지며, 이에 따라 장치의 제작 단가를 낮출 수 있는 경제적인 이점이 있다.

Claims (4)

1. 피건조물의 식품을 저온의 고진공 상태에서 함유 수분을 증발시켜 원형의 형상을 유지한 채로 건조시키기 위한 진공 건조 장치에 있어서,

   내부에 피건조물이 적재되는 함체형의 챔버;

   상기 챔버에 연결되어 챔버 내부를 진공 상태로 유지하기 위한 펌핑 수단;

   상기 챔버 내의 피건조물로부터 발생된 수분이 외부로 배출됨과 동시에 응축시키기 위한 열교환기; 및

   상기 열교환기를 통해 응축된 수분이 배출되는 배수라인;

   을 포함하는 진공 건조 장치.
2. 상기 챔버는,

   내부 저면 상에 열수 순환에 의해 가열되는 열판이 내장되고, 상기 열판은 일단부측에 열수를 공급하기 위한 열수순환펌프가 연결된 것을 특징으로 하는 진공 건조 장치.
3. 상기 열판은,

   열수에 의해서 45~65℃ 의 비교적 저온 상태로 가열되는 것을 특징으로 하는 진공 건조 장치.
4. 상기 펌핑 수단은,

   건식 스크류 진공펌프와, 상기 진공펌프의 과열을 방지하기 위한 냉각수 순환펌프와, 상기 냉각수 순환펌프를 통해 순환되는 냉각수의 열을 제거하기 위한 라디에이터로 구성된 것을 특징으로 하는 진공 건조 장치.

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