KR20110133723A

KR20110133723A - 충진물 압입형 가래떡 성형기

Info

Publication number: KR20110133723A
Application number: KR1020100053274A
Authority: KR
Inventors: 김인호; 신오섭
Original assignee: 김인호
Priority date: 2010-06-07
Filing date: 2010-06-07
Publication date: 2011-12-14
Also published as: WO2011155737A3; WO2011155737A9; WO2011155737A2; KR101212933B1

Abstract

본 고안은 반죽이 보관되는 호퍼와 상기 이송용 중공부에 삽입되는 스크류 또는 쌍축스크류와 이의 연장선상에서 회전력을 발생하는 서보모터와 상기 케이스의 측방에 배치되고 충진물 이송관과 연동되는 노즐속에 노즐개폐장치를 내장하는 충진물 압출노즐 : 충진물 호퍼의 이송 펌푸를 서보모터로 가동시켜 충진물 이송관으로 충진물을 강제 이송시키며 압력센서, 유량(속도)센서, 온도 센서 등이 연설되는 것을 포함하는 충진물 압출장치 및 상기 충진물과 떡 반죽이 합성되는 시작점/투입구에 압력센서, 거리검출센서(정전용량,초음파)등을 부설하고 투출구까지 길게 형성되는 가래떡 성형 압출장치에서 압출되는 가래떡을 절단하는 절단장치를 포함하는 모든 성형공정을 PLC연산제어와 통신제어하며 실시간 생산공정 보정제어가 되도록 콘트롤기와 모니터가 부설된 충진물 압입형 가래떡 성형기이다

Description

충진물 압입형 가래떡 성형기{ A rice cake bar extruding machine }

본 고안은 가래떡 성형기에 관한 것이며, 특히 가래떡 또는 절편떡에 쓰이는 떡 살과 같이 쌀 또는 밀가루의 반죽 안에 유동성 또는 반유동성 충진물을 압입하고 소정의 격실을 유지하며 연속 압출하여 일정길이의 바아 형상으로 성형하도록 한 것이다.

주지된 바와 같이 가래떡 성형장치는 널리 알려져 있으며, 많은 특허 실용기술이 등록 공개되고 있다.

단일 소재의 압출 성형이거나 고형 충진물 떡가래로 성형. 절단후 응고시켜 떡국용으로 잘게 썰어 식용으로 사용되고 있고, 또 최근에는 꿀. 조청. 쨈 등의 유동체를 충진물로 압입코져 많은 노력을 하고 있다.

출원 번호 10-2001-0066178에서는 충진물이 일정간격으로 주입과 정지를 반복할 수 있도록 기구적인 회전캠 작동으로 주입과 정지를 반복하도록 하는 특징이며, 등록번호 20-0376232에서는 충진물 압출장치를 가동시켜 주입과 정지를 반복하며 충진물 압출을 하고, 동력 구동부의 일정 부위에 장착된 센서부로 동력 구동여부 시작/정지 신호를 전기적 신호로 검출하여 일정시간 경과후 절단 장치를 작동시켜 충진물 누출없이 절단을 하도록 하는 기술도 있다.

일반적으로, 증숙된 재료는 호퍼를 통하여 스크류 회전력으로 케이스 안으로 인입되며 이송용 중공부를 거치면서 반죽이 되어 점점 가압과 극심한 조직변화를 격다가 이송용 중공부 말단에 설치된 압출 다이스에 투입되고 형상 마감이 되며 투출 되는데 가압력이 해제되면서 압출물 직경은 굵어지고 길이는 축소되는 특성으로 가래떡이 생성된다.

즉, 변화무쌍한(반죽 압력과 이송속도 등등) 압출 상태와 조건들이 짧은 시간에 이루어져서 가래떡이 생성된다.

상기 언급한 기존의 기술은 충진물 압출장치의 작동상태를 이분법적 작동/정지로 규정하여 충진물 압입과 단속을 제시된 불분명한 수단으로 밀봉하게 되어있는데, 노즐 말단에 반죽의 역류와 충진물 점성 누출이 명확하게 차단되지 않으면 절단된 가래떡의 충진물 밀봉 상태를 보장할 수 없다.

즉, 상기에 언급한 압출 상태와 조건들을 수용하는 최적의 공정보정(FEED BACK)과 충진물 노즐 개폐장치 등등의 수단이 없이는 규격.품질등 안정된 생산작업에 어려움이 많다.

본 고안에서는 증숙 압출물 내부에 충진 유동체를 압입시킨 가래떡 성형을 하기 위해, 기언급된 압출 가래떡 특성을 이해하며 생산기계의 공정 부위별 생산 영향인자 (parameter)를 제어하기 위한 수단으로 압력, 거리검출(정전용량, 초음파),유량,온도 센서등을 설치하고 실시간 검출된 공정 데이터가 PLC 연산 제어부에 인지되고 기 설정된 콘트롤기 (판넬) 설정치의 대비수치 내에서 상기 생산 영향인자에 영향을 끼치는 모터, 펌프, 히터 등에 자동적으로 실시간 공정 보정하여 안정적 생산공정이 이뤄지도록 항시 실시간 공정보정을 연산하는 PLC가 내장된 콘트롤기와 모니터, 기록계가 부설된 충진물 압입형 가래떡 성형기를 제공하는데 있다.

상기 목적 달성하기 위하여 본 고안은, 반죽이 보관되는 호퍼와, 상기 호퍼와 연동되는 이송용 중공부를 갖는 케이스와 외주면에 나선형날개를 구비하고 상기 이송용 중공부에 삽입되는 스크류또는 쌍축스크류와, 상기 호퍼를 통해 이송용 중공부로 유입된 반죽이 상기 케이스의 일방으로 이송되도록 상기 스크류에 회전력을 전달하는 모터와, 상기 케이스의 측방에 배치되고, 충진물이 이송되는 주입관과 연동되는 노즐속에 노즐 개폐장치를 내장하는 충진물 압출노즐 ; 충진물 호퍼에 연설된 펌푸에 서보 모터가 작동되고, 충진물을 상기 주입관으로 강제 이송시키며, 압력, 유량(속도),온도센서 등이 연설되는 충진물 압출장치 ; 상기 충진물과 떡 반죽이 합성되는 시작점/투입구에 압력;거리검출(정전용량;초음파),센서가 설치되고 투출구까지 길게 형성되는 가래떡 성형 압출 장치에서 압출되는 가래떡을 절단하는 절단장치를 포함하는 모든 성형공정을 PLC연산제어와 통신제어하기 위한 실시간 공정보정‘real time feed back’용 콘트롤기와 모니터가 부설된 충진물 압입형 가래떡 성형기이다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 고안은 상기 떡성형기에 있어서, 노즐 개폐 장치는 충진물 압출노즐의 내부에 위치하여 충진물 압입시 밸브(공이)가 열리고 충진물 압입 종료후 즉시 닫히면서 밸브말단의 공이가 충진물 압출 노즐을 막고 떡 반죽 압출물의 역류와 충진물 유동체의 점성 유출을 완전 차단하여야 한다.

또한, 성형 작업일과후 충진물 청소가 용이하도록 노즐 개폐 장치와 충진물이송관 일단면등에 연설하여 온수청소 할 수 있도록.온수배관과 개폐밸브가 필요하며 충진물 장치로부터 연설되는 노즐 개폐장치 케이싱 및 공이 뭉치 덮개의 일정부위까지 적절한 온도 발생장치(히터)가 부설되어야 한다.

상기 가래떡 성형 압출장치는 상기 케이스의 또 다른 측방에 배치되고, 충진물 압출 노즐 압출 방향과 일치되어야 하며 가래떡 성형 압출 장치 내부로 충진물 압출 노즐 선단부가 공간에 떠 있는 상태로 조립되어 있는 형태이다. 이때. 충진물 압출 노즐선단부 직각 가상 원주면 상의 가래떡 성형 압출장치에 압력,거리검출(정전용량, 초음파)센서 등은 압출물에 수직면과 평면을 유지하며 설치되어야 한다.

즉, 센서 검지부에서 압출 반죽물과 충진물 압출의 압력, 거리검출(속도) 유량, 온도 센서등의 전기출력이 동일시간, 동일 위치에서 검출된 데이터로 손실없이 PLC에 전달되고 콘트롤기에 설정된 데이터에 비교후 가감된 데이터가 PLC의 지령으로 피드 백(Feed back)된 데이터 대로 각종 작동장치들이 가동되어 최적의 조건으로 충진물 압입형 가래떡성형이 되도록 하는 것이다.

본 가래떡 성형 압출 장치는 투입구에서 떡 성형과 다짐이 이루어져 투출구로 나오며 가래떡이 절단되는데 제품의 길이보다도 넉넉히 길게 설계되어야 하며 절단위치의 기준은 충진물 압입 종료와 충진물 압입 시작점의 중간을 계상하여 위치를 정하고 가래떡길이, 충진물직경 등 치수별로 절단 여유길이를 더하여 콘트롤러 및 터치스크린에 입력하여 가래떡 성형작업을 한다.

또, 베이스는 떡 성형기 전반을 지지하는 견고성과 이동이 용이한 바퀴 부착형이고

또, 충진물 압입형 가래떡 성형기 부분품 장치마다 필요시 압력,거리검출,유량,온도 센서를 설치하여 장치의 작동정보가 PLC에 전달되는 과정을 거쳐 피드백된 데이터가 각종 작동장치의 더 좋은 결과를 이끌어 내게 하므로 연동장치라 명하였다.

또, PLC 연산제어, 통신 제어하도록 하기 위해 생산 제품의 제원 데이터와 공정조건, 환경 데이터등을 수치화된 입력정보대로 본 가래떡 성형기가 작동되며, 실시간으로 연동장치의 모든 정보는 설정된 입력정보에 이르도록 , 각종 작동장치가 오차 범위내 끊임없이 공정보정(Feed back)작동이 된다. 이렇듯 본 가래 떡 성형기는 자동제어와 통신제어 등이 가능하도록 씨스템이 구비된 콘트롤기와 모니터링이 구비되어야 한다.

이상과 같은 본 고안은 가래떡 또는 절편떡에 쓰이는 떡 살과 같이 쌀 또는 밀가루의 반죽 안에 유동성 또는 반유동성 충진물을 압입하고 소정의 격실을 유지하며 연속 압출하여 일정길이의 바아 형상으로 성형할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 고안에 따른 수평형 떡성형기를 나타낸 도면
도 2는 본 고안에 따른 수직형 떡성형기를 나타낸 도면
도 3은 본 고안에 따른 절편떡 수직형 떡 성형기를 나타낸 도면
도 4는 도 1의 A-A’선 단면도
도 5는 도 1의 A-A’선 단면도 절편떡용
도 6은 도 1의 B-B’선 단면도
도 7은 도 1의 B-B'선 단면도 절편떡용
도 8은 본 고안 충진물 압출장치의 개략도
도 9는 본 고안 충진물 압출장치와 노즐개폐장치의 개략도
도 10은 본 고안 충진물 압출장치와 노즐개폐장치의 개략도 절편떡용
도 11은 본 고안에 의해 성형된 가래떡의 실시 예를 나타낸 도면
도 12는 본 고안에 의해 성형된 절편떡의 실시 예를 나타낸 도면
도 13은 본 고안의 블럭도

이하, 본 고안을 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 1은 충진물 압입형 수평형 가래떡 성형기의 사시도이고, 본 고안에 따른 성형기(10)는 , 반죽이 보관되는 반죽 호퍼(120)와 연동되는 이송용 중공부(130-1)를 갖는 케이스(130)와, 외주면에 나선형 날개를 구비하고 상기 이송용 중공부(130-1)에 삽입되는 스크류(140)와, 상기 스크류에 회전력을 전달하는 서보 모터(150)와, 센서부(170)가 설치된 가래떡 성형 압출장치(160)와 절단장치(300)가 부착된 떡 반죽 압출장치(100) 및 유동체 충진물 호퍼(220)와 펌푸(241), 서보 모터(250)와 밸브부(240)센서부(270)가 연설된 충진물 압출노즐 (230)에 충진물 압출노즐장치(280)와 노즐 개폐장치(290)와 온도 발생장치(260)가 부착된 충진물 압출장치(200) 및 연동장치(500)가 연설된 상기 장치(100,200,300)들과 자동제어 (600)가 내설되고 콘트롤.모니터링기(700)가 부착된 베이스(400)로 이루어진 충진물 압입형 가래떡 성형기이다.

도 2는 충진물 압입형 수직형 가래떡 성형기의 사시도로써, 도 1의 충진물 압출장치(200)및 절단장치(300)부가 성형기 본체에 수직축 위치로 변형된 구조이다.

도 3은 충진물압입형 수직형 절편떡 성형기의 사시도로써 도 1중 또 다른 성형기 본체를 대칭위치하는 2중 본체 구조이다.

도 4는 도 1의 A-A’선 단면도인바 이를 부연 설명하면 떡 반죽 압출장치(100)의 일측방에 충진물 압출장치(200)를 직교 90도 방향에서 내삽한 단순한 체결 구조로 떡 반죽 흐름저항을 저감하고 동시에 충진물 압출장치(200)에 연관하는 충진물 압출노즐 (230)벨브부(240), 센서부(270),충진물 입출 노즐장치(280), 노즐 개패장치 (290)등의 설치를 용이하게 하는 구조이다.

도 5는 도 1의 A-A’선 단면도의 절편떡용 도시이다.

도 6은 도 1의 B-B' 선 단면도 인바 이를 참조하여 설명한다.

떡반죽 압출장치(100)와 충진물 압출장치(200)가 서로 직교 90도 방향에서 만나는 구조이고 떡반죽 압출장치(100)에 설치된 센서부 (170)의 압력과 거리검출(속도)이 실시간으로 콘트롤기(700)에 정보제공되고 자동 제어되어 서보모터(150)의 끊임없는 공정보정으로 떡반죽이 정압, 정속을 이룬 상태에서 충진물 압입이 되도록 충진물 압출장치(200)의 충진물 압출노즐 (230) 선단부 직각 가상원주면 상의 가래떡 성형 압출장치(160)에 센서부(170)를 설치하여야 하며 상기 압출장치(160) 말단에 절단장치(300) 수단을 부설하여야 한다.

도 7은 도 1의 B-B' 선 단면도의 절편떡용 도시이다.

도 8은 충진물 압출장치 개요도로서, 꿀, 조청, 쨈 등의 유동체의 총진물 호퍼(220)와 펌푸(241)와 서보모터(150)와 밸브부(240)와 센서부 (270)와 온도 발생장치(260)와 충진물압출노줄(230)로 연설하여 이루어진다.

도 9는 충진물 압출 노즐장치, 노즐 개폐장치 단면도는 충진물 압출장치(200)의 중요 부분품으로서 충진물 압출 노즐 장치(280;280C,280F,280B)의 내부에 위치하여 노즐 개폐 장치 (290)가 구성되고 공이스프링(290d)반발력과 공이 뭉치 (290b)유압 구동방식이 교번구동 방식으로 충진물 압출노즐(230)의 개폐를 이루는 방식으로 떡 반죽 압출물의 역류와 충진물 유동체의 점성유출을 완전 차단하는 중요 부속도이다.

도 10은 도 9와 같은 기능구조로 절편떡용의 도시이다.

도 11은 성형된 가래떡의 다양한 실시 예를 도시한 단면도로, a는 충진물이 없는 단일 반죽 압출 가래떡으로 기존의 떡국용 가래떡이며, b는 연속 압입된 충진물 가래떡이며, c는 불연속 압입된 충진물 가래떡이다.

b와 c공히 기존의 (종래)특허에서는 충진물 압입 방식을 기구적인 회전캠 또는 회전 구동체의 시작/정지신호를 전기신호로 검출하여 충진물 압입과 가래떡 절단등등 불안정한 방식이었으나. 본 고안, 충진물 압입형 가래떡 성형기에서는 떡 반죽 압출장치(100)에 있는 여러 종류 센서 검출 데이터로 PLC(연산제어)되어 콘트롤기(700)에 설정된 설정치에 도달 되도록 끊임없이 공정보정이 이루어지고 결과적으로 반죽 압출의 환경조건 압력, 속도 등 제 조건을 안정화시킨 기준대에 동일압력 동일속도로 충진물이 압입되는 형태로, 즉 동일 조건으로 동기화 시킨 상태에서 조청 가래떡을 생성시키는 주요 공정이며 또 충진물 압입 전후로 충진물 압출장치 (200)와 충진물 압출 노즐장치(280)와 노즐개 폐장치(290)가 상호 연계되는 최적의 조건으로 작동되도록 거리 검출센서(172a,172b)로 검출된 충진물의 통과시간과 횟수를 PLC 연산 제어하여 충진물 압출장치(200)와 절단장치(300)가 작동되어 규정된 충진물 압입형 가래떡이 생산된다.

즉, 떡 반죽의 밀도는 균일한 떡가래로 형성되고 압입된 충진물 직경과 길이는 일정하고 충진물 유출없이 완벽한 밀봉력이 유지되며 콘트롤기(700)에 설정된 제품 치수대로 생산이 되므로 고품질의 안정된 충진물 압입형 가래떡이 생성된다.

도 12는 도 11과 같은 기능구조로 절편떡용 도시이다.

도 13은 본 고안에 따른 sequence(연관관계)는 제반장치(100,200,280,290,300)들과 연동장치(500)와 콘트롤기(600,700)관계를 도시한 블록도로, 고품질의 안정된 충진물 압입형 가래떡을 성형하기 위해서 생산공정의 환경조건과 개념정립은 아주 중요하다 특히, 떡반죽과 충진물은 상호이형재료이지만 하나의 가래떡으로 합성되어야 하므로 생산공정상의 동일 환경조성과 명확한 단속장치등이 필요하다.

첫째. 떡 반죽과 충진물의 합성조건(압력,속도)은 동일해야 한다;

반죽 호퍼(120)에 인입되어 가래떡 성형 압출장치(160)을 거쳐 압출되는 떡반죽(유사한 과정의 충진물)은 여러 부속물에 의해 안정된 합성조건 맞추기가 용이치않다. 그러므로 본 고안은 안정된 합성조건을 유지하기 위해 압력센서(171.217),거리검출센서(172a,b)유량(속도)센서(272), 온도센서(273)를 적재적소에 설치 운용시 그 전기적 출력치가 PLC 자동연산(500)에 인지되고, 콘트롤기(700)에 설정된 합성조건치에 도달하기 위해 PLC(700)은 서보모터(150.250) 온도발생장치(260)등에 끊임없이 공정보정 프로그렘을 제공하고 상기 서보모터의 회전속도 가감과 온도 가감을 통하여 콘트롤기 (700)의 설정압력. 속도. 온도에 도달되어 안정된 생산공정이 이루어진다.

둘째, 떡 반죽과 충진물의 합성속도는 동일해야 한다.

떡 반죽 내부에 충진물 압입 형태 도 6 b,c를 볼 때 가래떡 성형 압출장치(160)의 투입구(161)부근에 거리 검출센서 (172a)를 설치하고 투출구 (162)부근에 거리검출센서 (172b)를 설치하여 충진물 압입형 가래떡을 생산하면 충진물이 172a 지점통과 시작에서 172b 도착지점까지의 통과거리가 속도 개념으로 치환시켜 첫째 내용과 연계되어 절단장치(300)공정까지 끊임없이 공정보정하며 충진물 규격과 제품규격 일정화를 이룬다

셋째. 또한 충진물 압출 노줄장치 (280)의 노즐 개폐장치(290)구동으로 충진물 압입단속을 명확히하여 충진물 점성유출과 떡 반죽 압출물의 역류 등을 근본적으로 차단하므로 안정된 충진물 압입형 가래떡이 생산된다.

10; 충진물 압입형가래떡 성형기 160 ; 가래떡성형압출장치
100 ; 떡반죽압출장치 161 ; 투입구
120 ; 반죽 호퍼 162 ; 투출구
130 ; 케이스 170 ; 센서부
140 ; 스크류 또는 쌍축스크류 150 ; 서보모터
200 ; 충진물 압출 장치 240 ; 밸브부
220 ; 충진물 호퍼 230 ; 충진물 압출 노즐
239 ; 충진물 이송부 250 ; 충진물 서보 모터
260 ; 온도 발생 장치 270 ; 센서부
271 ; 압력 센서 272 ; 유량(속도) 센서
280 ; 충진물 압축 노즐 장치 292 ; 식용유 유입밸브
293 식용유 배출 밸브 294 ; 펌프
300 ; 절단장치 400 ; 베이스
500 ; 연동장치 600 ; 자동제어
700 ; 콘트롤 모니터링기

Claims

반죽이 보관되는 호퍼와, 상기 이송용 중공부에 삽입되는 스크류 또는 쌍축스크류 이의 연장선상에서 회전력을 발생하는 서보모터와, 상기 케이스의 측방에 배치되고 충진물 이송관과 연동되는 노즐속에 노즐 개폐장치를 내장하는 충진물 압출노즐 : 충진물 호퍼의 이송 펌푸를 서보 모터로 가동시켜 충진물 이송관으로 충진물을 강제 이송시키며 압력센서, 유량센서, 온도센서가 연설되는 충진물 압출장치 및 상기 충진물과 떡 반죽이 합성되는 시작점/투입구에 압력센서, 거리검출센서를 부설하고 투출구까지 길게 형성되는 가래떡 성형 압출장치에서 압출되는 가래떡을 절단하는 절단장치를 포함하고, 상기 모든 성형공정을 PLC연산제어와 통신제어하며 실시간 생산공정 보정제어가 되도록 콘트롤기와 모니터가 부설된 충진물 압입형 가래떡 성형기.
제 1항에 있어서, 상기 노즐 개폐장치는, 충진물 압출노즐 내부 선단에 위치하여 떡반죽 압출물의 역류와 충진물 유동체의 점성유출을 차단하도록 구성된 것을 특징으로 하는 충진물 압입형 가래떡 성형기.
제 1항에 있어서, 상기 충진물압출장치(200) 및 절단장치(300)가, 성형기 본체에 수직위치로 변형된 구조인 것을 특징으로 하는 충진물 압입형 가래떡 성형기.
제 3항에 있어서, 상기 절편떡을 생산키 위해 충진물 압축장치의 노즐선단에는 공이뭉치팁들이 일체형으로 구성된 것을 특징으로 하는 충진물 압입형 가래떡 성형기.
제 4항에 있어서, 충진물 압출장치를 중심축(면)으로 하여 대칭위치에,동일각도로 또 다른 성형기 본체를 설치하는 구조인 것을 특징으로 하는 충진물 압입형 가래떡 성형기.