KR20090000943A - 발효주 제조장치 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 발효주의 일련의 제조공정을 자동화하여 가정에서 누구나 쉽고 간단하게 만들 수 있고, 공간과 시기에 따른 제약없이 발효주를 제조할 수 있는 장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.

이를 위해, 발효주 원료가 저장되는 공간으로서 발효용기와, 상기 발효용기를 가열하거나 냉각시키는 열공급부와, 상기 열공급부를 제어하여 상기 발효주 원료의 발효온도를 조절하는 제어부를 포함하는 발효주 제조장치 및 그 제어방법을 제공한다.

발효주, 열공급부, 발효온도

Description

발효주 제조장치 및 그 제어방법{Apparatus for manufacturing an alcohol and controlling method at the same}

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 발효주 제조장치를 나타낸 단면도,

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 발효주 제조장치의 블럭도이다.

<도면의 주요부호에 대한 설명>

110: 발효용기

120: 하우징

130: 열공급부

131: 온열부

132: 냉각부

133: 열전소자식 가열체

135: 송풍팬

140: 제어부

본 발명은 발효주 제조장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 발효주 제조공정을 자동화하여 가정에서 누구나 쉽고 간단하게 만들 수 있고, 수시로 온도를 조절할 수 있어 계절 등의 시기 또는 공간의 제약을 받지 않고 발효주를 제조하는 장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.

술은 인류와 함께 공존했다고 해도 과언이 아니다. 우리나라에서 살펴보면, 삼한시대 이래로 전통적인 방법을 간직한 술들이 만들어져 왔고, 특히 조선시대에는 수백 종의 술들이 만들어졌으며 오늘날에도 이러한 전통술의 제조 방법이 전해져 오고 있다.

또한, 세계 모든 나라에서도 고유의 전통술이 전해져 오고 있는데, 가령, 몽골의 양 및 말의 젖을 발효시킨 양주, 말주, 일본의 청주, 유럽지역의 포도주, 중국의 백주, 우리나라의 막걸리 등 각 나라마다 특색 있는 술 제조법이 정립되고 발전되어 그 맛을 자랑하고 있다.

특히, 발효주는 건강에 도움이 되는 여러가지 물질이 포함되어 있으며, 가령, 유기산, 당분, 아미노산 등 백여 종이 넘는 원소들이 다량으로 들어 있어 항암효과에도 그 효능이 검증되고 있다. 이외에도, 발효주에 대한 연구가 계속 진척되어 현재 그 효능에 대한 많은 분석 결과가 나오고 있는 실정이다.

전술한 발효주의 제조방법에 대해 살펴보면 다음과 같다. 일반적으로 술을 만드는 효소를 갖는 곰팡이를 곡류에 번식시킨 누룩과 찹쌀, 보리 등 곡류를 물에 불린 후 찌는 과정에서 나온 고두밥을 발효시킬 수 있는 독에 담아 일정 비율의 물을 혼합하여 적정한 온도와 시간을 두어 발효시킨다. 여기에, 발효 후 남은 고두 밥의 잔존 찌꺼기를 걸러줌으로써, 발효주가 완성되게 된다. 이후 발효주의 충분한 숙성과정을 거치게 됨으로써, 그 맛과 영양이 풍부해지게 된다.

이러한 일련의 발효주 제조 과정을 가정에서 직접 만들기는 상당히 어려운데, 현재 이러한 점을 고려해 직접 가정에서 술을 만들 수 있는 몇몇 제조기가 판매되고 있다.

그러나, 현재의 제조기는 거의 수동식이고, 단순한 발효 통만 제공되고 있는 실정이며, 자체적으로 온도, 시간, 숙성 및 냉장보관의 기능이 없어 진정한 의미에서의 발효주 제조기라고 보기 어렵다.

가령, 이러한 제조기는 제조 과정에서의 온도와 습도의 조절 및 유지 기능이 없어 발효가 가능한 온도를 직접 가정에서 맞춰야 하는 불편함이 있고, 적정 발효 온도를 유지하기도 어렵다.

또한, 적정 발효 온도와 편차가 큰 계절(여름, 겨울)에는 발효주 제조 자체가 어렵다.

또한, 발효주를 제조했다고 하더라도 충분한 숙성기간이 필요한데, 일반 가정에서는 숙성에 필요한 환경을 제공하기가 쉽지 않아 발효주 맛이 변질되거나, 혹은 숙성 동안에 다른 잡균에 의한 오염의 원인을 제공할 수 있어 발효주의 품질에도 영향을 주게 되는 단점이 있다.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 발효주 제조과정을 자동화하여 가정에서 누구나 쉽고 간단히 발효주를 만들 수 있는 발효주 제조장치 및 그 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 최적화된 프로그램을 통해 계절 등의 시기 또는 공간의 제약을 받지 않고 발효주를 제조할 수 있는 장치 및 그 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 열전소자식 가열체를 이용하여 전극변경만으로도 간단히 냉각 및 가열이 가능하여, 상온발효 및 저온발효를 위한 가열수단 및 냉각수단을 별도로 구비하지 않고 단일 모듈화한 열공급부를 구비하여 소형화, 경량화 할 수 있는 발효주 제조장치 및 그 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 발효주 제조장치는, 발효주 원료가 저장되는 공간으로서 발효용기와, 상기 발효용기를 가열하거나 냉각시키는 열공급부와, 상기 열공급부를 제어하여 상기 발효주 원료의 발효온도를 조절하는 제어부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 열공급부는, 상기 발효주 원료가 상온 발효되도록 상기 발효용기를 가열시키는 온열부와, 상기 발효주 원료가 저온 발효되도록 상기 발효용기를 냉각시키는 냉각부와, 상기 온열부 및 냉각부와 연결되어 전류 방향에 따라 흡열 또는 발열하는 열전소자식 가열체와, 상기 열전소자식 가열체에 전원을 공급하는 전원부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 온열부에는 송풍팬이 구비되고, 상기 전원부는 열선을 이용하여 상기 열전소자식 가열체에 열을 가하거나 히팅장치인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 발효주 원료의 온도를 측정하는 온도센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 발효용기의 재질은 부식되지 않으며 열전도성이 좋은 재질인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 발효용기의 상부에 발효용기 뚜껑이 체결되고, 발효용기 뚜껑과 상기 발효용기의 밀폐를 위한 패킹부가 포함되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 발효주 제조장치에 있어서, 온도센서가 상기 발효용기 내의 온도를 측정하고, 측정된 온도값을 상기 제어부로 전송하는 제1단계와, 상기 제어부는 상기 온도센서를 통해 측정된 온도값을 기준치와 비교하여, 상기 기준치보다 낮으면 상기 열공급부를 통해 상기 발효용기를 가열시키고, 상기 기준치보다 낮으면 상기 열공급부를 통해 상기 발효용기를 냉각시키는 것을 특징으로 하는 제2단계와, 상기 제어부와 상기 온도센서의 피드백 제어를 상기 발효용기 내의 온도를 최적화하는 제3단계를 포함하는 발효주 제조장치의 제어방법을 제공한다.

또한, 상기 제2단계에서, 열전소자식 가열체에 전원을 공급할 때 전류의 방향을 전환하여 가열 또는 냉각 상태로 스위칭시키는 것을 특징으로 한다.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 다른 발효주 제조장치 및 그 제어방법을 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 발효주 제조장치를 나타낸 단면도이고, 도 2는 상기 발효주 제조장치의 블럭도이다.

상기 발효주 제조장치는, 술 만드는 일련의 공정을 자동화한 가정용 발효주 제조기로써, 그 구성은 술 원료를 발효하여, 물과 알콜을 포함하는 액체를 제조하는 발효주 제조장치를 제공한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 발효주 제조장치(100)는, 물과 발효주 원료(이하, 발효주 원료)가 저장되는 공간으로서 발효용기(110)와, 상기 발효용기를 커버하며 외부에 설치되는 하우징(120)과, 상기 발효용기(110)를 가열하거나 냉각시키는 열 공급부(130)와, 상기 열 공급부(130)를 제어하여 상기 발효용기(110) 내 발효주 원료의 고온발효, 저온발효, 숙성온도 등(이하, 발효온도)를 조절하는 제어부(140)를 구비한다.

여기서, 발효주 원료가 수납되는 공간인 발효용기(110)는 그 단면이 원형, 사각형, 다각형 등 다양한 형태로 그 형태에 있어 구애를 받지 않는데, 도 1에서는 원형으로 구성된 예를 설명한다. 또한, 상기 발효용기의 재질은 저장된 발효주 원료의 발효시 부식되지 않는 재질로서 플라스틱류나 금속 재질로 구성될 수 있으며, 특히 열전도성이 뛰어난 금속재질로 제조되는 것이 바람직하다.

발효용기(110)의 상부에는 발효용기 뚜껑(115)이 체결되어 내부에 저장된 발효주 원료의 발효시 발효가스가 외부로 유출되지 않게 커버한다. 이때, 발효용기 뚜껑(115)이 발효용기(110)와 체결되는 방식은 접이식 힌지 등 다양한 형태로 그 체결방식에 특별한 구애를 받지 않는다. 또한, 발효용기 뚜껑(115)으로 커버하더라도 미세한 틈새로 발효가스가 유출될 수 있어 상기 발효용기 뚜껑(115)과 발효용기(110) 상부와의 밀폐를 위한 패킹부(미도시)가 더 구비될 수 있다. 또한, 패킹부 는 미세 틈새를 밀폐할 수 있게 고무패킹이나 오-링 등의 형태로 구현 가능하다.

열 공급부(130)는, 발효주 원료가 상온 발효되도록 발효용기(110)를 가열시키는 온열부(131)와, 발효주 원료가 저온 발효되도록 발효용기(110)를 냉각시키는 냉각부(132)와, 상기 온열부(131)와 냉각부(132)와 연결되어 전류 방향에 따라 흡열 또는 발열하는 열전소자식 가열체(133)와, 상기 열전소자식 가열체(133)에 전원을 공급하는 전원부(미도시)를 구비한다.

여기서, 온열부(131)는 발효용기(110)와 연결되어 상기 발효용기(110)를 가열시켜 고온 발효시키고, 냉각부(132)는 발효용기(110)와 연결되어 상기 발효용기(110)를 냉각시켜 저온 발효시키는 역할을 수행하는데, 상기 온열부(131)와 냉각부(132)는 서로 다른 종류의 금속판 또는 전기전도방식이 서로 다른 반도체판이 바람직하다. 또한, 전원부는 열선을 이용하여 열전소자식 가열체(133)에 열을 가하는 장치 또는 히터 등의 히팅장치(heating) 장치로 구현될 수 있다.

열전소자식 가열체(133)는 온열부(131) 및 냉각부(132)와 연결되는데, 상기 전원부를 통해 상기 열전소자식 가열체(133)에 전류를 흘려보내면, 전류방향에 따라 온열부(131)는 흡열되어 발효용기(110)를 고온 발효시키고, 냉각부(132)는 발열되어 발효용기(110)를 저온발효시킨다. 이는 2종류의 금속 끝을 접속시켜, 여기에 전류를 흘려보내면, 전류 방향에 따라 한쪽 단자는 흡열하고, 다른 쪽 단자는 발열을 일으키는 펠티에 효과를 이용한 형태로, 전류 방향에 따라 흡열/발열의 전이가 용이하다.

가령, 정(+) 전류 방향으로 온열부(131)를 연결시켜 발효용기(110)를 가열시 키고, 반면에 부(-) 전류방향으로 냉각부(132)를 연결시켜 발효용기(110)를 냉각시킬 수 있다. 이처럼 전류 방향에 따라 가열상태 또는 냉각상태로 만들 수 있으며, 그 역으로 전류방향을 설정하여도 무방하다.

이와 같이, 열전소자식 가열체(133)는 간단히 전극변경만으로(전류방향에 따라) 가열 및 냉각이 가능하므로, 손쉽게 발효주 제조를 할 수 있다. 특히, 흡열/발열의 전이가 가능할 뿐만아니라 전류량에 따라 흡열/발열량이 조절되므로, 용량이 적은 가정식 발효주 제조에 보다 유리하다.

또한, 열공급부(130)는 열전소자식 가열체(133)를 사용하여 간단히 전극변경만으로 가열 및 냉각상태를 전환시킬 수 있어, 종래와 같은 발효용기의 가열을 위한 가열수단과 발효용기의 냉각을 위한 냉각수단을 각각 구비함 없이 하나의 열공급부로서 구성할 수 있다.

상기 온열부(131)에는 송풍팬(135)이 구비되는데, 상기 송풍팬(136)은 가열된 온열부(131)를 냉각시키는 것을 목적으로 한다.

상기 발효용기(110) 내의 발효주 원료의 온도를 측정하는 온도센서(미도시)와, 열공급부(130)를 제어하는 제어부(140)를 구비하는데, 상기 제어부(140)는 발효용기(110)내의 발효주 원료의 온도를 조절하고 유지하는 역할을 한다. 또한, 발효상태 및 제어 상태 등 표시하는 디스플레이부(170)와, 사용자 키 입력을 위한 입력부(190)가 더 구비될 수 있다.

일반적으로 발효온도는 대략 18~20℃에서 발효가 이루어져야 최상을 유지하므로 여름 또는 겨울에는 발효주 제조에 곤란함이 있으나, 본 발명에 따른 제조장 치에서는 이에 따른 제약 없이 발효주의 종류에 따라 최적의 상태로 온도를 설정할 수 있다. 가령, 상온 발효를 위한 온도는 25~27℃의 상태를 유지하고, 저온 발효를 위한 온도는 15~17℃의 상태를 유지하는 것이 바람직하다.

이하에서, 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 발효주 제조장치에서의 제어과정을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 온도센서(117)를 통해 발효용기(110) 내의 온도를 측정하고, 온도센서(117)를 통해 감지된 신호는 제어부(140)에 전송된다(단계 110). 이때, 발효주의 종류에 따른 최적의 발효상태를 유지하는 온도, 숙성온도 등(이하, 기준치)에 대하여 최적화된 프로그램으로 설정될 수 있다. 이때, 상기 기준치는 최적화된 프로그램으로 고온발효, 저온 발효, 숙성시의 온도 등이 설정될 수 있다. 또한, 상기 프로그램이 저장되는 별도의 메모리(180)를 더 구비하거나 제어부(140) 내에 프로그램화되어 내장될 수 있다. 또한, 상기 최적화된 프로그램은 실시간으로 업데이트 될 수 있다.

이후, 제어부(140)는 온도센서(117)를 통해 측정된 온도를 상기 기준치와 비교하여, 기준치보다 낮으면 열공급부(130)를 통해 발효용기(110)를 가열시키고 기준치보다 낮으면 열공급부(130)를 통해 발효용기(110)를 냉각시킨다(단계 120).

또한, 열공급부(130)에서의 가열 또는 냉각 방식의 전환은 열전소자에 전원을 공급하는 전극 변경, 즉 전류의 방향을 전환시키는 방식을 이용하는 것으로, 전술하였으므로 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.

이후, 제어부(140)와 온도센서(117)의 피드백 제어과정을 통해 발효용 기(110)내의 발효주 원료는 최적화된 상태로 발효되게 된다(단계 140).

이상에서, 발효주 위주로 설명하였으나 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 형태의 주류, 또는 술 이외의 발효물질의 제조장치 및 그 제어방법에도 적용될 수 있다 할 것이다.

본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 발효주 제조장치 및 그 제어방법은 발효온도를 필요에 따라 조절할 수 있어, 종래의 여름 또는 겨울에는 발효주 제조에 곤란함이 있었던 문제를 해결하여 계절 등의 시기 또는 공간의 제약을 받지 않고 발효주를 제조할 수 있다.

또한, 열전소자식 가열체를 이용하여 전극변경만으로도 간단히 냉각 및 가열이 가능한 장점이 있다. 특히, 상온발효 및 저온발효를 위한 가열수단, 냉각수단을 별도로 구비하지 않고 단일 모듈화한 열공급부를 구비하여 소형화, 경량화 할 수 있는 발효주 제조장치 및 그 제어방법을 제공할 수 있다.

Claims (10)

1. 발효주 원료가 저장되는 공간으로서 발효용기와,

   상기 발효용기를 가열하거나 냉각시키는 열공급부와,

   상기 열공급부를 제어하여 상기 발효주 원료의 발효온도를 조절하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 발효주 제조장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 열공급부는, 상기 발효주 원료가 상온 발효되도록 상기 발효용기를 가열시키는 온열부와, 상기 발효주 원료가 저온 발효되도록 상기 발효용기를 냉각시키는 냉각부와, 상기 온열부 및 냉각부와 연결되어 전류 방향에 따라 흡열 또는 발열하는 열전소자식 가열체와, 상기 열전소자식 가열체에 전원을 공급하는 전원부를 포함하는 것을 특징으로 하는 발효주 제조장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 온열부에 송풍팬이 구비되는 것을 특징으로 하는 발효주 제조장치.
4. 제2항에 있어서,

   상기 전원부는 열선을 이용하여 상기 열전소자식 가열체에 열을 가하거나 히팅장치인 것을 특징으로 하는 발효주 제조장치.
5. 제1항에 있어서,

   상기 발효주 원료의 온도를 측정하는 온도센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 발효주 제조장치.
6. 제1항에 있어서,

   상기 발효용기의 재질은 부식되지 않으며 열전도성이 좋은 재질인 것을 특징으로 하는 발효주 제조장치.
7. 제1항에 있어서,

   상기 발효용기의 상부에 발효용기 뚜껑이 체결되는 것을 특징으로 하는 발효주 제조장치.
8. 제7항에 있어서,

   상기 발효용기 뚜껑과 상기 발효용기의 밀폐를 위한 패킹부가 포함되는 것을 특징으로 하는 발효주 제조장치.
9. 제1항의 발효주 제조장치에 있어서,

   온도센서가 상기 발효용기 내의 온도를 측정하고, 측정된 온도값을 상기 제어부로 전송하는 제1단계와,

   상기 제어부는 상기 온도센서를 통해 측정된 온도값을 기준치와 비교하여, 상기 기준치보다 낮으면 상기 열공급부를 통해 상기 발효용기를 가열시키고, 상기 기준치보다 낮으면 상기 열공급부를 통해 상기 발효용기를 냉각시키는 것을 특징으로 하는 제2단계와,

   상기 제어부와 상기 온도센서의 피드백 제어를 상기 발효용기 내의 온도를 c최적화하는 제3단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 발효주 제조장치의 제어방법.
10. 제9항에 있어서,

    상기 제2단계에서, 열전소자식 가열체에 전원을 공급할 때 전류의 방향을 전환하여 가열 또는 냉각 상태로 스위칭시키는 것을 특징으로 하는 발효주 제조장치의 제어방법.

Images