KR20110107891A - 과일주스 제조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 식품가공기술에 관한 것으로서, 좀 더 자세하게는 천연 과일로부터 주스를 제조하는 장치에 관한 것이다.
본 발명의 무첨가 과일 주스 제조장치는 추출장치(100), 살균장치(200), 농축장치(300), 혼합장치(400), 그리고 포장장치(500)를 파이프로 순차적으로 연결하여 주스를 일괄 생산할 수 있게 한다. 상기 추출장치(100)와 살균장치(200)의 뒤에는 저장탱크(600)를 더 구비할 수 있다.
본 발명의 과일 주스 제조장치는 원심분리기를 이용하여 주스를 추출하고, 순간 냉온 살균장치를 사용하여 주스를 살균하고, 진공저온비등방식의 농축기를 사용하여 주스의 농도를 조절한다.
본 발명의 주스 제조장치로 제조된 주스는 100℃보다 낮은 저온에서 다수회 반복적으로 살균되고 농축되므로, 완벽한 살균이 이루어지고, 과일의 맛과 향을 훼손시키지 않고 주스를 대량으로 생산 할 수 있다.

Description

과일주스 제조장치{Extraction Installation of Fruit Juice}

본 발명은 식품가공기술에 관한 것으로서, 좀 더 자세하게는 천연 과일로부터 주스를 제조하는 장치에 관한 것이다.

최근 국민의 생활 수준이 향상됨에 따라, 특유의 맛과 향을 가지고 또한 비타민을 위시한 영양성분을 다량 함유하고 있는 과일 주스에 대한 선호도가 높아지고, 특히 인공 첨가물을 전혀 첨가하지 않은 무첨가 순수 과일 주스가 선호되고 있다.

주스를 상업적으로 제조하여 유통시키려면, 대량생산이 가능하고, 보존기간이 충분히 길고, 그리고 품질이 균일하여야 한다. 그러나 첨가물을 전혀 첨가하지 않은 무첨가 과일 주스는 방부제를 이용하여 살균을 할 수도 없고, 품질을 균일하게 하기 위한 첨가물도 첨가할 수 없다. 따라서 첨가물의 첨가 없이도 과일 고유의 맛과 향을 유지하도록 살균을 하여야 하고, 가장 중요한 품질 인자인 당도를 기준으로 한 농도가 균일하여야 한다.

과일 주스의 경우, 미생물이 증식하기 좋은 영양성분들이 다량 함유되어 있어 살균 후에 사멸하지 않고 살아남은 소수의 미생물이 급격하게 증식하여 쉽게 변질되므로 가열을 하여 살균을 하여야 한다. 그리고 무첨가 과일 주스의 경우, 농도를 조정하기 위해서 과일즙 중의 수분을 일부 증발시켜 농도를 일정하게 유지하는 방법을 사용하는데, 단시간에 주스의 수분을 증발시키려면 주스를 가열하여 비등시켜, 수분을 수증기 형태로 증발시킬 수밖에 없다.

과일 주스에는 과일 특유의 맛과 향을 내는 휘발성 성분들이 많이 함유되어 있는데, 살균 또는 농도 조절을 위하여 가열을 하면 이들 휘발성분이 증발하여 과일 고유의 맛과 향이 사라지고 소위 군내라고 하는 불쾌한 맛이 나게 된다. 그리고 가열과정에서 과일에 함유된 영양성분들이 파괴되거나 변성되는 문제점이 있다.

상업적으로 대량의 과일 주스를 생산하는 방법으로는 과일의 과육을 압착하여 과즙을 추출하고, 이렇게 추출한 과즙은 살균과정, 그리고 첨가물 첨가과정을 거쳐 주스를 생산하는 방법이 보편적으로 사용되고 있다. 그러나 이와 같이 과일을 압착하여 주스를 추출하면 과육 중의 고형물이 과즙 속으로 많이 유입되므로 주스가 탁하고 장시간 보관할 경우 침전물이 많이 생기게 되어 시각적으로 좋지 않고, 마시기에도 불편하다.

상업적으로 대량 생산되는 과일 주스는 종래의 살균방법과 농축방법으로는 주스에서 과일 고유의 향과 맛이 훼손되고, 충분한 살균이 이루어지지 않는 문제점이 있다.

특히 무첨가 과일 주스를 상업적으로 생산하여 유통시키기 위해서는, 대량생산이 가능하고, 수율이 높아야 하며, 충분한 정도로 살균을 하여 정상적인 유통에 필요한 유통기간을 확보하여야 하고, 품질 특히 농도가 균일하여야 하고, 살균 및 농축 과정에서 과일 고유의 맛과 향이 훼손되지 않고 또한 영양성분이 파괴되거나 변성되지 않아야 한다.

본 발명의 무첨가 과일 주스 제조장치는 추출장치(100), 살균장치(200), 농축장치(300), 혼합장치(400), 그리고 포장장치(500)를 파이프로 순차적으로 연결하여, 주스를 일괄 생산할 수 있게 하였다. 상기 추출장치(100)와 살균장치(200)의 뒤에는 저장탱크(600)를 더 구비할 수 있다.

본 발명의 과일 주스 제조장치는 원심분리기를 이용하여 주스를 추출하고, 순간 냉온 살균장치를 사용하여 주스를 살균하고, 진공저온비등방식의 농축기를 사하여 주스의 농도를 조절한다.

본 발명의 과일 주스 제조장치는 원심분리기를 이용하여 주스를 추출하므로,주스의 품질이 높다. 그리고 원심분리기에서 추출된 찌꺼기를 다시 압착하여 주스를 추출하므로, 주스의 수율이 높다. 또한 자동화가 가능하여 주스를 대량으로 생산할 수 있다.

본 발명의 과일 주스 제조장치는 순간 냉온 살균장치를 사용하여 주스가 파이프를 따라 흐르면서 가열과 냉각을 반복하게 되므로 다수 회의 살균과정을 거치는 것과 같은 효과가 있고, 짧은 시간 동안 고온과 저온을 반복하여 완벽한 살균이 이루어진다. 그리고 기본적으로 저온 살균법을 적용하되 고온에 노출되는 시간을 극히 짧게 하여, 특히 과일 주스의 맛과 향을 훼손시키지 않고 주스를 살균한다.

본 발명의 과일 주스 제조장치는 진공저온비등방식의 농도조절기를 사용하여, 100℃보다 낮은 저온에서 주스를 비등시켜 수분을 증발시킴으로써, 저온에서 단시간에 주스를 농축하여 주스의 맛이 잘 보존되고 또한 생산성이 높다. 그리고 본 발명에 사용되는 진공저온비등방식의 농도조절기는 주스 원액의 일부를 고농도로 농축하고, 이를 농축하지 않은 주스 원액에 혼합하는 방법으로 최종적으로 주스의 농도를 조절하므로, 농축되지 않은 주스 원액의 과일의 향과 맛이 최종 주스에 남아 있다. 따라서 주스의 농도는 일정하게 유지되면서도 과일 고유의 향과 맛은 보존된다.

도 1은 본 발명의 주스 제조장치 전체 구성도이다.
도 2는 추출장치의 구성도이다.
도 3은 살균장치의 구성도이다.
도 4는 농축장치의 구성도이다.
도 5는 혼합탱크의 구성도이다.

본 발명의 무첨가 과일 주스 제조장치는 도 1에 도시한 바와 같이, 추출장치(100), 살균장치(200), 농축장치(300), 혼합장치(400), 그리고 포장장치(500)를 파이프로 순차적으로 연결하여, 주스를 일괄 생산할 수 있게 하였다. 상기 추출장치(100)와 살균장치(200)의 뒤에는 저장탱크(600)를 더 구비할 수 있다.

추출장치(100)는 통상의 압착식 주스 추출장치를 사용할 수 있으나, 도 2에 도시한 바와 같은 원심분리형 주스 추출장치를 사용하는 것이 주스의 품질을 높일 수 있어서 좋다.

본 발명에 사용되는 원심분리형 주스 추출장치(100)는 도 2에 도시한 바와 같이, 프레임(101), 상기 프레임(101)에 고정되는 외부용기(102), 상기 외부용기(102)의 내부에서 회전하는 원심분리기(103), 상기 원심분리기(103)의 내부에서 회전하는 절단기(104), 상기 원심분리기(103)와 절단기(104)를 회전시키는 구동장치(105), 그리고 상기 외부용기(102)의 하부에 연결되는 찌꺼기추출장치(106)로 구성된다.

프레임(101)은 주스추출장치의 각 구성품들을 고정하는데 필요한 브래킷들과 베어링들이 부착되는 골격(1011), 상기 골격(1011)의 측면 상단에 구비되어 원료 과일을 원심분리기(103) 안으로 투입하는 원료투입기(1012), 그리고 골격(1011)의 상면에 구비되어 절단기(104)의 축과 구동장치(105)의 축이 각각 결합되는 절단기베어링(1013)과 구동기어베어링(1014)으로 구성된다. 그리고 프레임(101)에는 상기 골격(1011)의 측면 상단에 부착되어 전진과 후진을 반복하면서 원심분리기(103)의 외벽을 타격하는 타격기(1015)를 추가로 구비할 수 있다.

외부용기(102)는 원통 형상의 용기로서 상기 프레임(101)에 고정되고, 원심분리기에서 추출되어 나오는 주스를 모아 주스추출관(1021)로 배출한다. 외부용기(102)의 바닥 중심부에는 용기의 내부로 함몰되어 원심분리기(103)를 지지하는 지지부(1022)가 있고, 외부로 돌출하여 찌꺼기추출장치(106)와 결합되는 결합플랜지(1023)가 구비된다. 지지부(1022)는 파이프(10221)의 상부에 플랜지(10222)가 형성되고, 플랜지(10222)의 상면에 베어링(10223)이 구비되어 원심분리기(103)가 원활하게 회전하게 한다.

원심분리기(103)는 고속으로 회전하여 잘게 절단된 과육으로부터 주스를 추출하는 장치로서, 고속으로 회전하는 원통 형상의 회전용기(1031), 상기 회전용기(1031)의 하단 중심부에 구비되어 상기 외부용기(102)의 지지부(1022)에 결합되는 결합부(1032), 상기 회전용기(1031)의 상면 중심부에 구비되는 원심분리기축(1033), 그리고 상기 원심분리기축(1033)에 결합되는 원심분리기기어(1034)로 구성된다. 원심분리기축(1033)은 속이 빈 중공 축으로서, 그 내부로는 절단기의 축이 통과한다.

상기 회전용기(1031)의 측벽에는 다수개의 주스추출공(10311)이 뚫려 있고, 상기 주스추출공(10311)의 내면에는 거름망(10312)이 부착되어 액체상태의 주스만 통과할 수 있게 한다. 회전용기(1031)의 상면은 내부를 향하여 경사지게 하고, 다수개의 큰 원료투입공(10313)이 뚫려 있다. 그리고 회전용기(1031)의 하면도 중심을 향하여 기울어지는 깔대기 형상으로 하여, 주스를 추출하고 남은 찌꺼기가 잘 배출되게 하는 것이 좋다.

절단기(104)는 통상의 믹서의 절단기와 유사한데, 고속으로 회전하면서 원심분리기(103)의 회전용기(1031) 내에 투입된 과일을 절단하는 기능을 하는 것으로서, 다수 매의 칼날이 원주를 따라 부착된 절단날결합체(1041), 상기 절단날결합체(1041)의 중심부에 결합되는 절단기축(1042), 절단기축(1042)의 상단에 부착되는 절단기기어(1043)로 구성된다. 절단기축(1042)은 상기 프레임의 절단기베어링(1013)에 고정되어 회전한다. 절단기축(1042)은 중공축인 상기 원심분리기축(1033)을 관통하고, 그 상단에 절단기기어(1043)가 결합된다.

구동장치(105)는 상기 원심분리기(103)와 상기 절단기(104)를 회전시키는 장치로서, 모터(1051), 상기 원심분리기기어(1034)와 상기 절단기기어(1043)와 각각 물리는 2개의 기어를 가진 구동기어결합체(1052), 그리고 상기 모터(1051)의 회전동력을 구동기어결합체(1052)에 전달하는 전동장치(1053)로 구성된다. 모터(1051)는 프레임(101)에 고정되고, 전동장치(1053)는 여러 가지 전동장치를 사용할 수 있으나 V-벨트와 풀리로 하는 것이 편리하다.

구동기어결합체(1052)는 구동기어축(10521)에 원심분리기기어(1034)와 물리는 원심분리기구동기어(10522)와 절단기기어(1043)와 물리는 절단기구동기어(10523)로 구성된다. 구동기어축(10521)은 프레임(1)의 구동기어베어링(1014)에 결합되어 회전한다.

원심분리기(103)은 큰 원심력을 얻기 위하여 10,000RPM 이상으로 고속회전을 해야하는 반면 절단기는 2,000RPM 정도로 회전하면 되므로, 원심분리기구동기어(10522)는 이 수가 많은 기어를 사용하여 이 수가 적은 원심분리기기어(1034)와 물리게 하고, 절단기구동기어(10523)는 이 수가 적은 기어를 사용하여 이 수가 많은 절단기기어(1043)과 물리게 하는 것이 좋다.

찌꺼기추출장치(106)는 외부용기(102)의 하부에 연결되는 결합플랜지(1023)에 연결되어 고정되는데, 찌꺼기가 배출되는 통로인 배출관(1061), 배출관(1061)의 수직부에 구비되는 배출밸브(1062), 배출관(1061)의 수평부에 구비되는 이송스크류(1063), 그리고 이송스크류(1063)를 구동하는 이송모터(1064)로 구성된다.

상기 찌꺼기추출장치(106)의 배출밸브(1062)가 열리고 이송스크류(1063)가 회전하면, 원심분리기(103)의 회전용기(1031)에서 낙하한 주스를 추출하고 남은 과일 찌꺼기가 배출관(1061)의 출구로 추출된다. 찌꺼기가 배출될 동안 찌꺼기는 이송스크류(1063)에 의하여 압착되어 원심분리기에서 추출되지 않은 과일즙이 압착되어 나오는데, 이 과일즙은 배출관(1061)의 하단에 구비된 추출구(1065)로 추출된다.

찌꺼기추출장치(106)의 추출구(1065)에서 추출되는 과일즙은 상기 외부용기(102)의 주스추출관(1021)으로 추출되는 주스와 혼합하여 사용할 수도 있으나, 과일 찌꺼기를 압착하여 추출된 것으로서 고형성분이 많이 포함되어 있으므로 별도로 수거하여 사용하는 것이 좋다.

구동장치(105)의 모터(1051)가 멈춘 상태에서 원료투입기(1012)를 통하여 원료 과일을 원심분리기(102)의 회전용기(1031)에 투입한 후, 모터(1051)를 가동하면, 원심분리기(103)의 회전용기(1031)와 절단기(104)가 고속으로 회전을 하여 투입된 원료 과일을 미세하게 절단되고, 원심력에 의하여 주스가 추출되어 외부용기(102)의 주스추출관(1021)으로 추출된다.

투입된 원료 과일에서 충분한 정도로 주스가 추출되면, 구동장치(105)의 모터(1051)를 멈추고, 찌꺼기추출장치(106)의 배출밸브(1062)를 열고, 이송모터(1064)를 작동시켜 이송스크류(1063)를 회전시킨다. 이때 프레임(101)의 타격기(1015)를 작동시키면 타격기(1015)가 원심분리기(103)의 회전용기(1031)를 타격하여 회전용기(1031)의 벽에 부착되어 있는 과일 찌꺼기가 찌꺼기추출장치(106)로 떨어지게 한다.

상기와 같이 찌꺼기 추출작업이 완료되면, 이송스크류(1063)를 멈추고, 찌꺼기추출장치(106)의 배출밸브(1062)를 닫고, 다시 원료투입기(1012)를 통하여 원료 과일을 원심분리기(103)의 회전용기(1031)에 투입한 후, 모터(1051)를 가동하여 주스를 추출한다.

상기와 같이 구성된 주스추출장치에 상기 모터(1051), 이송모터(1064), 배출밸브(1062), 타격기(1015), 그리고 원료투입기(1012)를 제어할 수 있는 제어장치를 구비하여 주스추출장치를 자동화할 수 있고, 주스를 대량으로 생산하는 것이 가능하다.

살균장치(200)로는 통상의 주스 살균장치가 사용될 수도 있으나, 도 3에 도시한 바와 같이, 충분한 정도로 단열이 되는 상자 형상의 살균챔버(201), 상기 살균챔버(201)의 내부를 다수개의 공간으로 구분하는 단열판인 격판(202), 상기 격판(202)에 의하여 구분되는 다수 개의 가열실(203)과 냉각실(204), 가열실의 내부에 설치되는 가열코일(205), 그리고 냉각실의 내부에 설치되는 냉각코일(206), 가열코일(205)에 전기를 공급하는 전선(207), 냉각코일(206)에 냉매를 순환시키는 냉매관(208), 그리고 내부로 살균하고자 하는 주스가 흐르는 관인 살균관(209)으로 구성된다.

살균챔버(201)는 격판(202)에 의하여 주스가 유입되는 쪽에서부터 가열실-냉각실-가열실-냉각실-가열실-냉각실의 순서로 구분되는데, 살균챔버(201)로 최초로 유입되는 주스가 가열실에서 가열되고, 최후로 주스가 냉각실에서 냉각되어 추출된다.

상기 가열실(203)의 가열코일(205)와 냉각실(204)의 냉각코일(206)은 내부로 살균관(209)이 통과할 수 있도록 코일 형상으로 제작한다. 그리고 냉매관(208)은 냉동기(미도시)와 연결되는데, 냉각된 냉매를 냉각실(204)의 냉각코일(206)에서 증발하여 냉각실(204)을 냉각시킨다.

가열실(203)과 냉각실(204)에는 온도계(210)를 구비하여 내부 온도를 모니터링할 수 있게 하고, 냉매관(208)을 따라 흐르는 냉매를 공급 또는 차단하고, 가열코일(205)에 전기를 공급 또는 차단하는 방법으로 가열실(203)과 냉각실(204)의 온도를 제어할 수 있다.

가열실(203)의 온도는 살균관(209) 내부의 주스 온도가 75℃가 되도록 하고, 냉각실(204)의 온도는 살균관(209) 내부의 주스 온도가 0℃ 내지 -5℃ 범위에 들도록 한다.(과일 주스와 같은 주스의 경우 일정한 당도를 유지하고, 살균관 내부의 압력이 대기압보다 상당히 높으므로, -5℃의 온도에서도 주스가 얼지 않는다.)

살균관(209)은 그 내부로 살균하고자 하는 주스가 흐르는 관으로서, 열전달이 잘 일어나고 부식에 강한 금속관으로 제작한다. 살균관(209)은 상기 살균챔버(201) 내부의 가열실(203)과 냉각실(204)을 지그재그로 지나간다.

주스가 살균관(209)을 따라 흐르게 되면, 주스는 가열실(203)을 지나면서 가열되고, 냉각실(204)을 지나면서 냉각되는 것을 반복한다. 살균관(209)을 따라 흐르는 주스의 유속을 가열실(203)을 통과하는 시간이 15초 정도가 되도록 하면 주스가 가열실(203)을 통과하는 동안 충분한 살균이 일어난다. 그리고 주스는 냉각실(204)을 지날 동안 0℃ 이하로 냉각된다.

주스가 살균관(209)을 따라 흐르면서 가열실(203)과 냉각실(204)을 순차적으로 통과하면 주스는 가열과 냉각을 반복하게 된다. 주스를 상하게 하는 미생물은 가열실(203)을 통과할 동안 열에 의하여 대부분 사멸하지만, 이와 같은 저온살균을 3회 이상 살균하여야 비교적 완전한 살균이 이루어진다는 연구가 있다.(국내 등록특허 10-0687900, 천연 식품첨가물 및 저온살균을 이용하여 저장성을 향상한 김치의 제조방법 참조) 따라서 가열실(203)과 냉각실(204)을 각각 3개 이상씩 구비하면 비교적 완전한 살균을 할 수 있음을 알 수 있다.

본 발명에 사용되는 살균장치는 기본적으로 다수회의 저온살균을 연속적으로 하는 것과 유사하지만, 가열시간과 가열시간 사이에 주스가 0℃ 이하로 냉각되는 시간이 있는 점이 통상의 저온살균법과 상이하다. 미생물이 짧은 시간 동안 0℃ 이하의 저온과 75℃의 고온 사이의 온도변화에 반복적으로 노출되면, 세포막이 파열되어 사멸하므로 더욱 완벽한 살균이 이루어진다.

농축장치(300)는 저장탱크(600)의 주스 일부가 유입되어 고농도로 농축되는 곳으로서, 진공저온비등방식의 농축장치가 사용되는데, 여러가지 형태의 농축기를 사용할 수 있으나, 도 4에 도시한 바와 같이, 농축탱크(301), 상기 농축탱크(301)의 내부를 진공으로 유지할 수 있는 진공펌프(302), 그리고 농축탱크(301)의 외부에 구비되어 농축탱크(301)를 일정한 온도로 가열하는 가열수단(303)을 가진 농축장치로 구성하는 것이 좋다. 그리고 농축탱크(301)에는 내부의 압력과 온도를 파악할 수 있게 하는 압력계(304)와 온도계(305), 농축된 주스의 농도를 파악할 수 있는 농도계(306) 그리고 농축탱크(301)에 공기를 주입할 수 있는 공기밸브(307)를 추가로 구비하는 것이 좋다.

농축탱크(301)는 열전도계수가 크고 부식에 강한 금속재질로 제작한 압력용기인데, 상부에는 주스 원액이 유입되는 유입구(3011)가 구비되고, 하부에는 농축이 완료된 농축 주스를 추출할 수 있는 취출구(3012)가 구비된다.

진공펌프(302)는 상기 농축탱크(301)의 상단에 구비되어, 농축탱크(301) 내부의 공기 또는 수증기를 외부로 배출하여 진공(본 명세서에서 "진공"의 의미는 기체성분이 전혀 없는 상태가 아니고, 대기압보다 낮은 압력상태를 의미한다.)을 유지할 수 있게 한다. 이러한 목적의 진공펌프는 시판되고 있다.

가열수단(303)으로는 온수 또는 스팀가열수단을 사용하는 것이 열효율이 좋고 온도 조절이 용이하여 편리하다. 스팀가열수단은 상기 농축탱크(301)의 외부에 온수 또는 스팀(이하 이를 통칭하여 "온수"라 칭함.)이 체류할 수 있는 온수용기(3031)를 구비하고, 온수용기(3031)에 온수유입관(3032)과 온수유출관(3033)을 구비하여, 온수를 농축탱크(301) 주변으로 순환시킴으로써 농축탱크(301)를 가열한다.

가열수단(303)으로는 전기가열수단을 사용할 수 있는데, 전기발열선을 농축탱크(301) 외부에 감고, 열이 외부로 유출되지 않도록 전기발열선의 외부를 보온재 등으로 차폐하면 된다.

농축탱크(301)에 주스 원액을 투입하고 가열수단(303)을 작동하여 내부 온도를 100℃ 이하의 농축온도로 가열하고, 진공펌프(302)를 가동하여 농축탱크(301) 내부의 압력을 낮추면, 농축탱크(301) 내의 주스가 100℃ 이하의 농축온도에서 비등하면서 주스 중의 수분이 급격히 증발하여 농축된다. 농축온도를 60℃이하의 저온으로 하면, 주스가 비등하는 과정에서 영양성분이 파괴되거나 변성되지 않아 과일 주스 고유의 맛을 비교적 잘 유지하게 된다.

상기와 같이 작동하는 농축장치(300)에서는 주스가 100℃보다 낮은 온도에서 비등을 하여 단시간에 주스 중의 수분이 증발되므로, 주스의 맛이 잘 보존되고 또한 생산성이 크게 향상된다.

혼합장치(400)는 상기 농축장치(300)에서 농축된 농축 주스와 농축되지 않은 주스 원액이 적절한 비율로 혼합하여, 원액의 농도에 변동이 있더라도 항상 균일한 농도의 주스가 되게 한다.

상기 혼합장치(400)는 도 5에 도시한 바와 같이, 농축 주스와 주스 원액이 혼합되는 혼합탱크(401), 농축 주스 및 주스 원액이 유입되는 각 파이프와 혼합탱크(401) 내부에 구비되는 농도계(402), 농축 주스 및 주스 원액이 유입되는 각 파이프에 구비되는 유량제어벨브(403), 그리고 제어장치(404)를 포함하여 구성된다.

제어장치(404)는 주스의 목표 농도값과 혼합탱크(401)로 유입되는 농축 주스와 주스 원액의 현재 농도값으로 농축 주스와 주스 원액의 혼합비를 계산한다. 그리고 농축 주스와 주스 원액의 각각의 필요 유량을 계산하고, 농축 주스가 흐르는 파이프와 주스 원액이 흐르는 파이프에 구비된 각 유량제어벨브(403)를 제어하여, 주스가 목표 농도를 유지하도록 한다.

과일 주스에는 과일 특유의 향기를 내는 각종 휘발성분들이 다량 함유되어 있는데, 주스를 농축하는 과정에서 휘발성분들이 수분과 함께 휘발하게 되고, 그에 따라 고유의 향기가 크게 훼손된다. 그러나 본 발명과 같이 주스 원액의 일부를 고농도로 농축하여 이를 주스 원액에 혼합하는 방법으로 주스의 농도를 조절하면, 농축되지 않은 주스 원액에는 과일의 향을 내는 휘발성분들이 그대로 함유되어 있으므로 최종 주스는 농도는 일정하게 유지하면서도 과일 고유의 향과 맛은 보존된다.

포장장치(500)와 저장탱크(600)는 통상의 음료수 제조장치의 포장장치 및 저장탱크와 동일하다.

100 : 추출장치, 200 : 살균장치, 300 : 농축장치, 400 : 혼합장치,
500 : 포장장치, 600 : 저장탱크,
101 : 프레임, 102 : 외부용기, 103 : 원심분리기, 104 : 절단기,
105 : 구동장치, 106 ; 찌꺼기추출장치,
1011 : 골격, 1012 : 원료투입기, 1013 : 절단기베어링,
1014 : 구동기어베어링, 1015 : 타격기,
1021 : 주스추출관, 1022 : 지지부, 1023 : 결합플랜지,
1031 : 회전용기, 1032 : 결합부, 1033 : 원심분리기축,
1034 : 원심분리기기어, 1041 : 절단날결합체, 1042 : 절단기축,
1043 : 절단기기어, 1051 : 모터, 1052 : 구동기어결합체, 1053 : 전동장치,
1061 : 배출관, 1062 : 배출밸브, 1063 : 이송스크류,
1064 : 이송모터, 1065 : 추출구,
201 : 살균챔버, 202 : 격판, 203 : 가열실, 204 : 냉각실, 205 : 가열코일,
206 : 냉각코일, 207 : 전선, 208 : 냉매관, 209 : 살균관, 210 : 온도계,
301 : 농축탱크, 302 : 진공펌프, 303 : 가열수단, 304 : 압력계,
305 : 온도계, 306 : 농도계, 307 : 공기밸브,
401 : 혼합탱크, 402 : 농도계, 403 : 유량제어벨브, 404 : 제어장치.

Claims (4)

1. 과일로부터 주스를 추출하는 추출장치(100);
   상기 추출장치(100)와 파이프로 연결되는 것으로서, 주스를 살균하는 살균장치(200);
   상기 살균장치(200)와 파이프로 연결되어 살균된 주스 중의 일부가 유입되어, 수분이 증발하여 주스가 농축되는 농축장치(300);
   상기 살균장치(200) 및 상기 농축장치(300)와 각각 파이프로 연결되어, 농축장치(300)에서 농축된 농축 주스와 농축되지 않은 주스 원액이 적절한 비율로 혼합되는 곳으로서, 농축 주스와 주스 원액이 혼합되는 혼합탱크(401), 농축 주스 및 주스 원액이 유입되는 각 파이프에 구비되는 농도계(402), 농축 주스 및 주스 원액이 유입되는 각 파이프에 구비되는 유량제어벨브(403), 그리고 농축 주스가 흐르는 파이프와 주스 원액이 흐르는 파이프에 구비된 각 유량제어벨브(403)를 제어하는 제어장치(404)를 포함하여 구성되는 혼합장치(400);
   그리고, 상기 혼합장치(400)에서 파이프를 통하여 공급되는 주스를 용기에 담아 밀봉하는 포장장치(500);
   를 포함하여 구성되는, 과일주스 제조장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 추출장치(100)는,
   추출장치의 각 구성품들을 고정하는데 필요한 브래킷들과 베어링들이 부착되는 골격(1011), 그리고 상기 골격(1011)의 측면 상단에 구비되어 원료 과일을 투입하는 원료투입기(1012)를 포함하는 프레임(101);
   상기 프레임(101)에 고정되는 원통 형상의 용기로서, 추출되어 나오는 주스를 모아 배출하는 주스추출관(1021), 용기의 바닥 중심부에 구비되는 것으로서 용기 내부로 함몰되어 원심분리기(103)를 지지하는 지지부(1022), 그리고 용기의 바닥의 중심부에서 외부로 돌출한 결합플랜지(1023)로 구비되는 외부용기(102);
   상기 외부용기(102)의 내부에서 고속으로 회전을 하여 잘게 절단된 과육으로부터 주스를 추출하는 장치로서, 고속으로 회전하는 원통 형상의 회전용기(1031), 상기 회전용기(1031)의 하단 중심부에 구비되어 상기 외부용기(102)의 지지부(1022)에 결합되는 결합부(1032), 상기 회전용기(1031)의 상면 중심부에 구비되는 속이 빈 중공 축인 원심분리기축(1033), 그리고 상기 원심분리기축(1033)에 결합되는 원심분리기기어(1034)를 포함하는 원심분리기(103);
   원심분리기(103)의 회전용기(1031) 내부에 장착되어 고속으로 회전하면서 원심분리기(103)의 회전용기(1031) 내에 투입된 과일을 절단하는 기능을 하는 것으로서, 회전하면서 과일을 절단하는 다수 매의 칼날이 원주를 따라 부착된 절단날결합체(1041), 상기 절단날결합체(1041)에 결합되고 상기 원심분리기(103)의 원심분리기축(1033)의 내부를 관통하여 프레임(101)에 베어링으로 결합되는 절단기축(1042), 상기 절단기축(1042)의 상단에 부착되는 절단기기어(1043)를 포함하는 절단기(104);
   상기 원심분리기(103)와 상기 절단기(104)를 회전시키는 장치로서, 모터(1051), 상기 원심분리기기어(1034)와 상기 절단기기어(1043)와 각각 물리는 2개의 기어와 축으로 구성되는 구동기어결합체(1052), 그리고 상기 모터(1051)의 회전동력을 상기 구동기어결합체(1052)에 전달하는 전동장치(1053)를 포함하는 구동장치(105);
   그리고, 외부용기(102)의 하부에 구비된 결합플랜지(1023)에 연결되어 고정되는 것으로서, 찌꺼기가 배출되는 통로인 배출관(1061), 상기 배출관(1061)의 수직부에 구비되는 배출밸브(1062), 배출관(1061)의 수평부에 구비되는 이송스크류(1063), 그리고 이송스크류(1063)를 구동하는 이송모터(1064)를 포함하는 찌꺼기추출장치(106);
   를 포함하여 구성되는 원심분리형 주스 추출장치인 것을 특징으로 하는,
   과일주스 제조장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 살균장치(200)는,
   단열이 되는 상자 형상의 살균챔버(201);
   상기 몸체(11)의 내부를 다수개의 공간으로 구분하는 단열판인 격판(202);
   상기 격판(202)에 의하여 구분되는 다수 개의 가열실(203)과 냉각실(204);
   상기 가열실(203)의 내부에 설치되는 가열코일(205);
   상기 냉각실(204)의 내부에 설치되는 냉각코일(206);
   그리고, 살균하고자 하는 주스가 흐르는 관으로서, 열전달이 잘 일어나고 부식에 강한 금속관으로 제작되고, 상기 살균챔버(201)의 가열실(203)과 냉각실(204)을 지그재그로 지나가는 살균관(209);
   을 포함하여 구성되는 살균장치인 것을 특징으로 하는,
   과일주스 제조장치.
4. 제 1항에 있어서, 상기 농축장치(300)는,
   주스 원액이 유입되어 수분이 증발하는 용기인 농축탱크(301);
   상기 농축탱크(301)의 상부에 결합되어 농축탱크(301) 내부를 진공으로 유지하는 진공펌프(302);
   그리고, 상기 농축탱크(301)의 외부에 구비되어 농축탱크(301)를 일정한 온도로 가열하는 가열수단(303);
   을 포함하여 구성되어, 진공에서 100℃보다 낮은 온도로 주스 원액을 가열하여 비등시킴으로써, 주스 중의 수분을 증발시켜 주스를 농축하는 농축장치인 것을 특징으로 하는,
   과일주스 제조장치.

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