KR20080097962A

KR20080097962A - 생콩의 미세분말 제조시스템

Info

Publication number: KR20080097962A
Application number: KR1020080061855A
Authority: KR
Inventors: 최성록
Original assignee: 문경화
Priority date: 2008-06-27
Filing date: 2008-06-27
Publication date: 2008-11-06

Abstract

본 발명은 일반 생콩에 비해 비린내가 적고 단맛이 강한 특수 처리된 콩 종자로 생산한 생콩을 건식으로 미세분말화하는 제조 시스템에 관한 것으로, 본 발명에 의하면 특수 처리된 콩 종자로 생산한 생콩은 일반 생콩에 비해 비린내가 적고 단맛이 강해 이를 원료 콩으로 사용할 경우 콩의 씨눈을 제거하지 않아도 떫은맛과 쓴맛이 전혀 없으며 단백질, 이소플라본, 올리고당, 레시틴, 사포닌 등 콩의 전성분을 그대로 함유하게 되어 기존 전두유 및 전두부(건식, 습식)가 가지고 있는 떫은맛, 콩비린내로 인한 향미감 저하 및 콩 씨눈 제거로 인한 영양 및 기능성 성분의 저하 등을 극복할 수 있으며, 콜로이드밀과 카터믹서를 조합 사용하게 되면 평균입경 700Mesh의 미세분말 습식분쇄시 발생되는 비지를 효소 사용 없이 완벽하게 처리함으로써 양질의 전두유 및 전두부를 생산할 수 있게 되는 것이다.

Description

생콩의 미세분말 제조시스템 {manufacturing system of raw soybean fine powder}

본 발명은 생콩의 미세분말 제조시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 일반 생콩에 비해 비린내가 적고 단맛이 강하도록 특수 처리된 생콩을 미세한 분말로 가공하고, 그 미세분말을 수용액 상태로 분쇄하는 미세분말 제조시스템이다.

종래의 습식 제조방법에 의한 전두유 및 전두부 제조방법은, 일반 생콩을 물에 불려서 콜로이드밀로 1차 마쇄한 후 이것을 500Bar 이상의 균질기에 넣어 1,2,3차에 걸쳐 균질화하기 때문에 이 과정에서 생콩 입자 형상이 찢어지면서 순간적으로 단백질이 열해를 받기 때문에 효소를 많이 사용하여도 응고 및 성형 후 식감 저하 및 영양분 손실이 발생하게 되는 문제점이 있었다.

또한 콩 씨눈이 제거된 평균 입경 13㎛(1,000Mesh)의 미세분말로 전두유 및 전두부를 제조하고 있으나 콩 씨눈 제거로 인하여 2%이상 수율이 저하되고, 콩의 씨눈에 50%이상 함유된 이소플라본과 사포닌 등 주요 영양 및 기능성 성분의 손실 로 인하여 효율적인 전두유 및 전두부 제조가 이루어지지 못하고 있는 실정이다.

한편 일반 생콩을 석발, 정선하여 열풍건조 후 탈피하여 기류식 분쇄 시스템에 의하여 미세분말화한 후 카터믹서에 수용액 상태로 1,2차 분쇄 및 불림을 하고 진공 탈포하여 전두유 및 전두부를 제조하는 방식은, 기존 방식보다 우수한 이점은 있으나 건식 분쇄 시스템의 설비의 비용이 과다하게 발생하고 시스템 내에서 생콩 미세분말의 부착 발생이 심하며 2차 습식 분쇄시 1개의 카터믹서로는 혀의 촉감에 이물감이 느껴지지 않는 평균입경 3㎛(약 4,000Mesh)의 입자 제조가 어려워 껄끄러움이 남는 문제점이 있다.

특히 비린내 성분과 쓴맛이 강한 일반 생콩을 원료로 건식 및 습식 분쇄하여 전두유 및 전두부를 제조하기 때문에 일반적으로 콩의 비린내를 유발시키는 효소인 리폭시게나아제(Lipoxygenase)가 지방질과 결합하여 과산화지질이 많이 생성돼 비린내 등 이취미가 남아 있을 뿐만 아니라 탈피 과정에서 이소플라본, 사포닌 등이 많이 함유된 씨눈을 제거하지 않은 상태에서 분말을 제조하여 이 분말을 이용하여 전두유 및 전두부를 생산하기 때문에 이소플라본과 사포닌 특유의 떫은맛과 쓴맛 등을 완전히 제거하지 못하는 문제점이 있다.

그리고 생콩은 수침 상태에 따라 자기체적중량의 2.5배까지 팽대하는 특성 때문에 종래의 평균입경 400Mesh 이하의 입자로는 전두유 및 전두부 제조에 어려움이 있다. 또한 미세화된 분말은 수용액 상태에서 팽대현상이 급격히 이루어져 평균입경 700Mesh 입자가 300~350Mesh 크기로 팽대해지기 때문에 일정량의 비지 발생이 필연적이며 이로 인한 영양 및 기능성 손실이 크며 성형시 탄력성과 촉감이 저하되 어 전두부 제조에 많은 어려움이 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같이 종래 기술의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 습식 방법을 사용하여 일반 콩에 비해 비린내가 적고 단맛이 강한 콩 종자로 생산한 생콩을 미세분말 하여 콩 씨눈이 포함된 영양 및 기능이 풍부하고 떫은맛, 비린내 등 이취미가 전혀 없는 전두유 및 전두부를 제조하기 위한 생콩의 미세분말 제조시스템을 제공함에 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명 생콩의 미세분말 제조시스템은, 카터믹서에서 이송된 전두유를 초미세 분쇄하도록 구성되는 콜로이드밀과; 상기 콜로이드밀에서 초미세 분쇄된 전두유를 일정 입자로 걸러내도록 구성된 하우징 필터(Housing Filter)로 구성되는 특징이 있다.

본 발명에 의한 특수처리된 콩 종자로 생산한 생콩 미세분말의 제조시스템은 일반 생콩에 비해 비린내가 적고 단맛이 강한 특수처리된 콩 종자로 생산한 생콩을 미세분말화 함으로써 수율 향상, 풍부한 영양 및 기능성 함유, 비린내 및 이취미 제거 등 풍미가 뛰어난 양질의 전두유 및 전두부를 제조할 수 있는 이점이 있다.

또한 본 발명에 의한 카터믹서와 콜로이드밀을 사용하면 평균입경 700Mesh의 생콩 미세분말을 사용해도 비지의 발생이 거의 없는 전두유 및 전두부 제조가 가능하다.

특히 본 발명에 의한 분쇄기를 사용하여 각종 한약재, 농수산물을 미세분말화하여 본 발명에 의해 제조된 전두유에 혼합할 경우 각종 기능성 전두유 및 전두부 제조가 가능하며, 또한 만두소 등 극히 제한적으로 식품소재로 활용되는 기존 두부와는 달리 본 발명에 의해 제조된 전두부는 전분, 밀가루 등의 분말과도 자유롭게 혼합 가능함에 따라 다양한 식품소재로 활용될 수 있다.

본 발명의 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 의한 생콩 미세분말 제조시스템의 구성을 나타내는 공정도이고, 도 2는 본 발명에 의한 미세분말 제조시스템의 분쇄기를 나타내는 단면도이며, 도 3은 본 발명에 의한 습식분쇄 시스템의 콜로이드밀과 카터믹서의 장치를 나타내는 단면도이다.

본 발명에 의한 생콩 미세분말 제조시스템은 도 1에 도시된 바와 같이 수분 8% 이하로 건조되어 탈피 및 조파쇄된 생콩이 공급되는 호퍼(C)가 구비되고, 호퍼(C)의 하부에 미분쇄하기 위한 분쇄기(1)가 구비되며, 분쇄기(1)에서 분쇄된 생콩 중에서 조분을 포집하기 위한 1차사이크론(2)이 구비되고, 상기 1차사이크론(2) 내부에 생콩 미세분말이 부착되는 것을 방지하기 위해 외부에 장착된 냉각자켓(2-1)이 형성된다.

또한 조분을 재분쇄하기 위해 상기 호퍼(C)에 리사이클링하기 위한 사이크론형 집진기(4) 와 터보팬(6)이 구성되고, 미세분말을 포집하기 위한 2차사이크론(3)이 구성되고, 이 2차사이크론 내부에 생콩 미세분말이 부착되는 것을 방지하기 위해 외부에 장착된 냉각자켓(3-1)이 형성된다.

또한 2차사이크론(3)에 공기이송(Pneumatic Conveying)을 하기 위하여 한 집진기(5) 및 터보팬(7)이 구성되고, 분쇄기(1)에서 분쇄할 때 발생되는 열을 냉각시키도록 냉풍기(8)가 구성된다.

이러한 냉풍기(8)는, 생콩에 함유된 조지방은 분쇄시 핀과 핀 사이에서 전단력으로 인하여 분쇄기 내부에 부착(Sticking)되어 산패되며 조단백질은 분쇄시 발생되는 열로 인하여 변성이 되기 때문에 이를 방지하는 10℃이하의 냉풍을 공급하도록 구성한다.

그리고 상기 1,2차 사이크론(2)(3)의 외부에 장착된 냉각 자켓(2-1)(3-1)은 냉각기(Chiller)에 의해 처리된 5℃ 냉각수가 계속 순환되어 사이크론 내부에서 발생하는 장애(응집, 고착, 고결)를 방지하여 원활한 분체 흐름으로 정상적인 생산을 하며 생콩이 평균입경 700Mesh 이상 분쇄되면 발생하는 정전기는 분체의 유동성에 많은 문제를 유발하므로 사이크론 및 이송배관 내부에 정전기 방지용 테프론(PTFE)이 코팅된다.

상기와 같이 구성된 분쇄기(1)로 공급되는 냉풍의 온도는 10℃ 이하이며 집진기(4)(5) 내의 여과포에 부착된 분진을 털어내기 위해 제습된 공기를 5㎏/㎠의 압력으로 운용하면 가장 바람직하다.

또한 생콩 조분쇄물을 미분쇄하는 분쇄기(1)는 도 2에 도시된 바와 같이 마름모 형상의 핀(11a)(12b)이 고정자(11)와 회전자(12)에 대응하도록 구성되어 상호 반대방향으로 회전시키고 고정자(11)와 회전자(12)의 회전속도를 달리하여 전단력을 최대로 하여 평균입경 700Mesh의 생콩 미세분말을 제조할 수 있으며, 특히 분쇄기(1) 하부에 장착된 타공망 아래에 호퍼(C)와 벤츄리(Venturi)형 이송장치(H)를 설치하고 집진기(5) 및 터보팬(7)에 의하여 흡입(Suction)하여 공기를 이송시킴에 따라 정상적인 선입선출의 어려움으로 인한 분쇄물의 탄화, 소음발생, 막힘 현상으로 인한 파손(타공망 찢어짐), 수율저하, 분진발생 등을 개선할 수 있다.

본 발명에서 사용되는 특수 처리된 콩이란 일반 콩 종자에 제오라이트 등을 액화시킨 천연광물질 추출액을 분사하여 처리를 한 종자를 통해 재배하여 생산한 콩으로서 도 7에 도시된 바와 같이 헥산알(Hexanal)이 감소되어 비린내가 적고 단맛이 강한 것이 특징이다.

도 3은 본 발명에 의한 습식분쇄 시스템 구성도이다.

상기 습식분쇄 시스템(200)은, 카터믹서(9)에서 이송된 전두유를 초미세분쇄하는 콜로이드밀(12)이 구비된다. 상기 콜로이드밀(12)은, 간극100㎛(0.1㎜)를 유지하여 3500RPM의 속도로 반시계방향으로 회전하는 빗살무늬 형상의 회전자(R)와 고정자(S)로 구성된다. 또한 초미분쇄된 전두유를 일정 입자로 걸러내는 하우징 필터(Housing Filter)(14)가 구성된다.

도 6은 본 발명에 의한 전두유 및 전두부 제조시스템의 구성을 나타내는 구성도이다.

본 발명에 의한 전두유 및 전두부 제조시스템은, 공급 호퍼(C) 건조 탈피 및 조파쇄된 특수처리된 콩 종자로 생산한 생콩을 미세분쇄하기 위한 건식분쇄 시스템(100)과 생콩 미세분말을 분쇄교반하기 위한 습식분쇄 시스템(200)에서 제조된 전두유에서 이물질을 제거하기 위한 하우징필터(14)가 구비되고, 하우징필터(14)를 통과하여 이송된 전두유를 끓이기 위한 증자기(15)가 구비되며, 증자기(15)의 둘레에는 전두유를 끓이기 위한 스팀자켓(17)이 형성되고, 증자기(15)에서 증자된 전두유를 냉각하기 위한 판형 냉각기(20)(21)가 순차적으로 구성되며, 냉각기를 통해 냉각된 전두유를 저장하기 위한 전두유 저장탱크(24)가 구성된다. 또한 응고제 혼합탱크(27)에 응고제투입호퍼(30)와 효소투입호퍼(31)가 구비된다. 또한 상기 응고제 혼합탱크(27)의 출구에는 포장기/충진기(32)와, 이물질 및 금속 검출기(33), 효소반응조(34) 응고살균조(35) 냉각조(36)가 순차적으로 구성된다.

다음은 본 발명에 의한 전두유 및 전두부 제조방법의 실시예를 설명한다.

도 8은 본 발명에 의한 전두유 및 전두부의 제조방법을 나타내는 블록도이다.

도시된 바와 같이 특수 처리된 콩 종자로 생산한 생콩을 건조탈피하고 조분쇄한 후 평균입경 700Mesh로 미분쇄한다.

미분쇄된 분말을 일정한 물과 혼합하여 초미세 분쇄하는 시스템에서 일정시간 순환(Circulation)하며 습식으로 분쇄한다.

습식 분쇄가 완료되면 미세하게 분쇄된 전두유를 간접 스팀에 의하여 증자하고 균질화 한다.

증자된 전두유는 급속냉각하고 5℃의 냉각수와 전두유가 흐르는 2중관의 냉각 및 이송시킨다.

이송된 전두유 중에서 일부 응집되어 있는 미세 알갱이를 균질화 하여 저온에서 숙성시킨다.

응고제와 효소가 냉각 전두유와 적정한 비율로 혼합된 상태에서 균질화 하여 혼합한다.

혼합된 전두유를 일정 용기에 충진시켜 포장한다.

포장된 두유를 65℃의 열탕 속에서 40분간 단백질을 교차 결합시키는 효소반응시킨다.

효소반응단계를 거친 반제품 상태의 포장 전두부를 85℃ 열탕 속에서 40분간 응고 및 살균시킨다. 응고 살균된 전두부를 뜨임(Tempering)하기 위하여 5℃ 냉탕 속에서 30분간 냉각시킨다.

냉탕 처리된 전두부의 내부 이물질을 X-Ray로 검출한다.

도 4는 본 발명에 의한 습식분쇄 후의 입자분포를 나타내는 그래프로서, 상기 시스템에서의 평균입경 700Mesh 미세분말과 물을 적절한 비율로 카터믹서에 공급하여 수용액 상태로 일정시간 카터믹서에서 1차 분쇄교반한 후 콜로이드밀에서 2차 미분쇄하여 평균입경 5㎛의 입자를 제조한다.

한편 제조된 전두유는 증자를 해야 하는데 종래의 전두부(습식, 건식) 제조방법의 증자방식은 전두유에 스팀을 직접 분사하는 방식을 택하고 있다. 이때 고온의 증기가 초미세입자의 수용성 단백질에 가해지기 때문에 단백질 중 일부가 열해 를 입어 불용성 단백질로 바뀌게 되어 결과적으로 전두부의 탄력성이 저하됨에 따라 필요 이상의 효소(Curdlan, Transglucotaminase)를 사용하게 되어 텁텁함 등 이취미를 발생시키며 또한 증자시간이 길게 되면 탄닌 성분이 발생하여 전두유·전두부 제조시 떫고 쓴맛을 내게 된다. 또한 스팀을 파이프를 통하여 직접 분사하기 때문에 파이프 내의 이물질이 혼입될 우려가 있다. 이와 같은 현상을 방지하기 위하여 증자기 외부에 스팀자켓(Steam Jacket)을 설치하여 간접가열방식을 택한다.

본 발명은 80~100℃에서 3분간 끓인 후 1차 냉각기(20) 2차 냉각기(21)를 통하여 5℃의 온도로 급속냉각한 후 균질화하기 위하여 5℃를 유지하는 저온숙성탱크에서 일정시간 숙성을 하며, 전두부 성형 후 탄력을 유지하기 위하여 단백질교차결합효소인 일본 아지노모도사의 트랜스글루코타미나아제(Transglucotaminase)를 전두유 중량의 0.1~0.3%, 두부응고제 염화마그네슘을 전두유 중량의 0.1~0.3% 사용하여 적당량의 물에 용해하여 전두유에 첨가하는 것을 특징으로 한다.

냉각기를 통하여 저온숙성탱크까지 이송하는 관(22)은 2중관을 사용하여 내부관은 냉각 전두유가 흐르고 외부관에는 냉각수가 순환되게 하고 또 응고제 혼합탱크(27) 외부에 장착된 냉각 자켓(29) 내부에도 냉각수가 순환되어 전두유 온도를 5℃로 유지하게 하는바, 이와 같이 하는 까닭은 단백질교차결합효소인 트랜스글루코타미나아제가 5℃ 이상 되면 활성화(Activation)되기 때문에 효소반응조에 투입되기 전 활성화를 방지하여 전두부의 탄력성과 식감을 향상하기 위함이다.

또한 본 발명은 충진포장된 전두유를 크기가 일정한 적재함에 적재하여 65℃를 유지하는 효소반응조(34)에 40분간 열탕처리한다. 효소 트랜스글루코타미나아제 가 활성화하기 위해서는 처리시간과 온도가 중요한데 온도가 미달되면 단백질교차결합(Cross-linked Proteins)이 불충분하게 이루어져 결착력이 저하되며 필요 온도 이상 처리하게 되면 단백질 상호간에 실활(Inactive)되어 성형 후 탄력성이 거의 없게 된다.

그리고 본 발명은 1차 효소반응처리된 반제품 상태의 전부두를 85℃의 온도를 유지하는 응고살균조(35)의 열탕 속에서 40분간 응고 및 살균처리한다. 처리시간이 짧거나 길면 성형 후 탄력성과 식감에 좋지 않은 영향을 미치게 된다.

2차 열탕 속에서 응고살균된 전두부는 응고제와 용기 내의 품온이 불균일하기 때문에 뜨임(Tempering) 처리가 필요한데 10℃ 이하의 냉각조(36)에서 30분간 뜨임 처리를 하여 양질의 전두부를 제조한다.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명과 그 청구범위에서 사용되는 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예와 구성에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 발명의 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 본 발명에 의한 생콩 미세분말 제조시스템의 구성을 나타내는 공정도.

도 2는 본 발명에 의한 미세분말 제조시스템의 분쇄기를 나타내는 단면도.

도 3은 본 발명에 의한 습식분쇄 시스템 구성도.

도 4는 본 발명에 의한 습식분쇄 후의 입자분포를 나타내는 그래프.

도 5은 본 발명에 의한 건식분쇄 후의 입자분포를 나타내는 그래프.

도 6은 본 발명에 의한 전두유 및 전두부 제조시스템의 구성을 나타내는 구성도.

도 7은 본 발명에 의한 생콩과 일반 생콩의 성분비교분석표.

도 8는 본 발명에 의한 전두유 및 전두부의 제조방법을 나타내는 블록도.

Claims

카터믹서(9)에서 이송된 전두유를 초미세 분쇄하도록 구성되는 콜로이드밀(12)과;

상기 콜로이드밀(12)에서 초미세 분쇄된 전두유를 일정 입자로 걸러내도록 구성된 하우징 필터(Housing Filter)(14)로 구성되는 것을 특징으로 하는 생콩의 미세분말 제조시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 콜로이드밀(12)은,

간극 100㎛(0.1㎜)를 유지하여 3500RPM의 속도로 반시계방향으로 회전하는 빗살무늬 형상의 회전자(G)와 고정자(H)로 구성되는 것을 특징으로 하는 생콩의 미세분말 제조시스템.