KR20120023331A

KR20120023331A - 발효차 자동 제조방법

Info

Publication number: KR20120023331A
Application number: KR1020100086204A
Authority: KR
Inventors: 이정대; 이진호; 김영걸; 이민석; 서종옥; 강승일
Original assignee: 주식회사 장원
Priority date: 2010-09-02
Filing date: 2010-09-02
Publication date: 2012-03-13
Anticipated expiration: 2030-09-02
Also published as: KR101266393B1

Abstract

본 발명은 발효차를 자동으로 생산할 수 있도록 하는 발효차 자동 제조방법에 관한 것이다.
이러한 본 발명에 의하면, 생엽보관 컨테이너에 생엽을 보관하는 단계와, 투입컨베이어를 통한 생엽의 1차 이송단계와, 경사컨베이어를 통한 생엽의 2차 이송단계와, 분배컨베이어를 통해 발효기 내부에 생엽을 골고루 투입하는 단계와, 열원을 발생시키는 단계와, 송풍기에 의해 공기(Air)를 발생시켜 열원을 발효기 측으로 공급시키는 단계와, 생엽 발효 단계와, 발효되어 배출된 찻잎을 취출컨베이어를 통해 살청공정으로 이송시키는 단계를 포함함으로써, 품질 및 가격의 경쟁력을 향상시키고, 품질을 균일화함과 아울러 위생적인 발효차를 생산할 수 있게 된다.

Description

발효차 자동 제조방법{FERMENTED TEA AUTOMATIC MANUFACTURING METHOD}

본 발명은 발효차 자동 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 발효차를 제조하기 위한 실외위조, 실내위조, 살청, 유념, 발효 및 건조공정을 자동화하여 대량 생산체계를 갖추도록 함으로써, 품질 및 가격의 경쟁력을 향상시키고, 품질을 균일화함과 아울러 대량으로 위생적인 발효차를 생산할 수 있도록 한 발효차 자동 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 차(茶)란 식사 후와 여가 시에 즐겨 마시는 기호 음료로서, 기를 내리고 숙식(熟食)을 소화하며 머리를 맑게 하고 소변을 편하게 하며 소갈(消渴)을 그치게 하고 잠을 편하게 취할 수 있게 하며 독을 풀어줌과 아울러 심장을 건강하게 하는 등 그 효능이 알려지면서 점점 소비가 증대되고 있다.

차의 주성분은 탄닌, 테아닌, 카페인, 단백질인 아미노산 비타민 C등 각종 무기질 등으로 이루어져 있는 바, 이러한 인체에 유익한 성분의 상호 작용으로 인체에 유해한 질병을 예방 치료하는 효능이 있다.

이러한 차는 제조방법에서 발효 여부에 따라 고유의 향과 색이 만들어 지는데 비발효차(녹차), 반발효차(우롱차), 완전발효차(홍차), 후발효차(보이차, 황차) 등으로 구분된다.

발효차의 제조 공정은 실외위조(일광위조라고도 하며, 약한 햇빛에 펼쳐 널어 놓아 수분을 증발시켜 잎을 부드럽게 한 후, 일정시간이 경과하면 부드럽던 잎이 단단해지며 잎의 수분이 잎자루와 잎맥을 통해 빠져 나가면서 진한 녹색에서 연한녹색으로 변하는 주수(走水)현상이 나타나고, 맛과 향기에 필요한 생화학 반응이 쉽게 일어나도록 하는 과정), 실내위조(실내에 옮겨 그늘에 펼쳐 놓는 정치과정과 찻잎을 흔들면서 상처를 주는 요청과정에 의해 발효가 진행됨), 살청(고온의 솥에서 찻잎을 덖어 찻잎속의 산화효소를 불활성화 시키는 과정), 유념(찻잎에 힘을 가하여 수분이 균일하게 함과 동시에 찻잎 세포조직을 적당히 파괴해 잘 우러나게 하고 형상도 좋아지게 하는 과정), 건조(차의 보관 중 변질을 막기 위해 실시하는 과정)의 순서로 수행된다.

그러나, 현재 상기 발효차의 제조 공정은 모두 수작업으로 실시해야 하기 때문에 품질의 균일화와 대량생산이 어렵다는 단점을 가지고 있다.

또한, 한국에서 중국의 발효차 수입량은 지속적으로 증가하고 있는 실정으로, 중국차는 품질의 규격 등에 많은 문제점을 지고 있지만, 가격적인 경쟁력에서는 국내의 발효차에 비해 우위를 점하고 있다. 따라서, 발효차의 여러 공정 중 품질과 생산단가에 가장 영향을 많이 미치는 실외위조, 실내위조, 발효공정의 자동화를 통해 대량 생산체계를 갖추는 것이 시급히 요구되고 있는 실정이다.

아울러, 반발효차를 제조하는 공정은 모든 작업이 수작업에 의해 이루어지기 때문에 작업의 효율성이 없고, 비위생적이며 전 공정에 거쳐 많은 인력이 소요되며 작업 당일의 날씨에 의해 품질 좋고 나쁨이 결정되는 단점을 가지고 있다.

특히, 제품의 향과 맛을 결정 짖는 실외위조, 실내위조, 발효화 공정은 다른 공정에 비해 인력과 시간이 많이 소요되기 때문에 이를 자동화하고 대량생산할 수 있는 설비를 개발하여 가격경쟁력과, 품질의 균일화, 위생적인 측면에서 우위를 점할 수 있도록 하는 것이 시급히 요구되고 있는 실정이다.

또한, 환경자원, 식물자원은 매우 다양하면서 기능성이 높아 이러한 유용자원을 탐색하여 발효차 제조기술을 적용함으로써, 다양한 품질, 형태, 기능성을 가진 다양한 다류제품의 개발과 고부가가치 확대에 대한 연구가 요구되고 있다.

따라서, 본 발명의 목적은, 발효차를 제조하기 위한 실외위조, 실내위조, 살청, 유념, 발효 및 건조공정을 자동화하여 대량 생산체계를 갖추도록 함으로써, 품질 및 가격의 경쟁력을 향상시키고, 품질을 균일화함과 아울러 위생적인 발효차를 생산할 수 있도록 한 발효차 자동 제조방법을 제공하는 데 있다.

상기 목적은, 생엽을 생엽보관 컨테이너에 보관하는 단계; 상기 생엽보관 컨테이너에 보관된 생엽을 투입컨베이어를 통해 발효기 측으로 1차 이송시키는 단계; 상기 투입컨베이어에 의해 이송된 생엽을 경사컨베이어를 통해 발효기 측으로 2차 이송시키는 단계; 상기 경사컨베이어를 통해 이송된 생엽을 분배컨베이어를 통해 발효기 내부에 골고루 분배하여 투입하는 단계; 전기히터에 의해 상기 발효기 내부에 공급되는 열원을 발생시키는 단계; 송풍기에 의해 공기(Air)를 발생시켜 열원을 상기 발효기 측으로 공급시키는 단계; 상기 발효기 내부에 열원을 지속적으로 공급하여 생엽을 기설정된 상기 발효기의 회전수 및 회전시간에 의해 선향제법 또는 운향제법 중 어느 하나의 제법으로 발효시키는 단계; 및 상기 발효기에서 발효되어 배출된 찻잎을 취출컨베이어를 통해 살청공정으로 이동시키는 단계; 를 포함하는 발효차 자동 제조방법에 의해 달성된다.

상기 운향제법은, 수제로 제조시 채엽하는 공정과, 채엽된 찻잎을 1시간 동안 일광위조하는 공정과, 일광위조된 찻잎을 1시간 동안 1차 실내정치하는 공정과, 발효기를 3분ㅁ2분 동안 21rpm의 속도로 회전시키는 1차요청하는 공정과, 1차요청된 찻잎을 1.5시간 동안 2차 실내정치하는 공정과, 발효기를 5분ㅁ2분 동안 23rpm의 속도로 회전시키는 2차요청하는 공정과, 2차요청된 찻잎을 2시간 동안 3차 실내정치하는 공정과, 발효기를 12분ㅁ2분동안 23rpm의 속도로 회전시키는 3차요청하는 공정과, 3차요청된 찻잎을 2시간 동안 4차 실내정치하는 공정과, 발효기를 20분ㅁ2분동안 24rpm의 속도로 회전시키는 4차요청하는 공정과, 4차요청된 찻잎을 2시간 동안 5차 실내정치하는 공정과, 발효기를 10분ㅁ2분동안 24rpm의 속도로 회전시키는 5차요청하는 공정과, 5차요청된 찻잎을 4시간 동안 6차 실내정치하는 공정과, 6차 실내정치된 찻잎을 3분 동안 280~300℃의 온도로 살청하는 공정과, 살청된 찻잎을 5분 동안 유념하는 공정과, 유념된 찻잎을 15분 동안 130℃의 온도로 건조하는 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 운향제법은 찻잎이 모두 개엽된 7일 후 수행됨을 특징으로 한다.

상기 운향제법은 찻잎을 40~60% 발효하여 반발효차를 제조하게 됨을 특징으로 한다.

상기 운향제법은, 자동화 라인에 의해 제조시 1 내지 25단계로 세분화하여 발효공정을 진행하되, 1 내지 13단계는 실외위조 단계로 차온이 43℃ 이상이 되지 않도록 열풍과 냉풍을 병행하여 공급하고 건조드럼 내부와 외부의 잎이 골고루 섞일 수 있도록 회전시켜 발효되게 하고, 14 내지 25단계는 실내위조 단계로 차온이 43℃ 이하가 되도록 열풍과 냉풍을 이용하여 수분을 날리는 상태를 유지하여 찻잎에 상처를 주기위해 실외위조 단계에 비해 장시간 회전시켜 발효되게 함을 특징으로 한다.

상기 선향제법은, 수제로 제조시 채엽하는 공정과, 채엽된 찻잎을 0.5시간 동안 일광위조하는 공정과, 일광위조된 찻잎을 1시간 동안 1차 실내정치하는 공정과, 발효기를 3분ㅁ2분 동안 16rpm의 속도로 회전시키는 1차요청하는 공정과, 1차요청된 찻잎을 2시간 동안 2차 실내정치하는 공정과, 발효기를 5분ㅁ2분동안 16rpm의 속도로 회전시키는 2차요청하는 공정과, 2차요청된 찻잎을 3시간 동안 3차 실내정치하는 공정과, 발효기를 8분ㅁ2분 동안 16rpm의 속도로 회전시키는 3차요청하는 공정과, 3차요청된 찻잎을 2시간 동안 4차 실내정치하는 공정과, 4차 실내정치된 찻잎을 6~7분 동안 280?300℃의 온도로 살청하는 공정과, 살청된 찻잎을 6분ㅁ2분 동안 유념 또는 포유하는 공정과, 유념 또는 포유된 찻잎을 15분 동안 100℃의 온도로 건조하는 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 선향제법은 찻잎이 모두 개엽된 4일 후 수행됨을 특징으로 한다.

상기 선향제법은 찻잎을 20~30% 발효하여 반발효차를 제조하게 됨을 특징으로 한다.

상기 선향제법은, 자동화 라인에 의해 제조시 1 내지 16단계로 세분화하여 발효공정을 진행하되, 1 내지 13단계는 실외위조 단계로 차온이 43℃ 이상이 되지 않도록 열풍과 냉풍을 병행하여 공급하고 건조드럼 내부와 외부의 잎이 골고루 섞일 수 있도록 회전시켜 발효되게 하고, 14 내지 16단계는 실내위조 단계로 차온이 43℃ 이하가 되도록 열풍과 냉풍을 이용하여 수분을 날리는 상태를 유지하여 찻잎에 상처를 주기위해 건조드럼을 일정시간 회전시켜 발효되게 하고, 상기 발효기에서 찻잎을 꺼내 채반에 얇게 펼쳐 15시간 이상 방치하며, 이후의 공정은 수제 제법과 동일한 방법으로 제조하였다.

상기 발효기에서 발효되는 원료는 녹차, 돌외, 진귤, 온주밀감, 댕유지, 삼백초, 꾸지뽕, 왕벚나무, 남오미자, 초피 중 어느 하나의 잎과 줄기로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

따라서, 본 발명에 따른 발효차 자동 제조방법에 의하면, 발효차를 제조하기 위한 실외위조, 실내위조, 살청, 유념, 발효 및 건조공정을 자동화하여 대량 생산체계를 갖추도록 함으로써, 품질 및 가격의 경쟁력을 향상시키고, 품질을 균일화함과 아울러 위생적인 발효차를 생산할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 자동생산장치를 이용한 발효차 제조공정을 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 운향제법공정을 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명에 따른 선향제법공정을 도시한 블록도이다.
도 4는 본 발명에 따른 발효차 생산 자동화 장치를 도시한 구성도이다.
도 5는 본 발명에 따른 발효기를 절개하여 도시한 부분단면 사시도이다.
도 6은 도 5의 측단면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 발효기의 투입문이 개방된 상태를 도시한 평면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 발효기의 투입문이 폐쇄된 상태를 도시한 평면도이다.

상기 본 발명의 목적과 이를 달성하는 본 발명의 구성 및 그의 작용효과는 첨부한 도면을 참조한 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 이하의 설명에 의해서 좀 더 명확히 이해될 수 있을 것이다.

먼저, 본 발명에 따른 발효차 자동 제조방법은, 운향(韻香)과 선향(僊香)제품을 수제로 제조하였을 때 만들어 지는 전통적 발효차의 향과 맛을 최대한 살릴 수 있도록 발효차 제조 원리를 적용하였고, 인력 및 위생성, 품질균일화를 위해 녹차 자동화 라인을 응용하여 설계하였으며, 향후 발효차 제조 농가의 소득을 증대시킴은 물론 품질 향상과 한국형 발효차의 차별화 및 제조단가의 절감을 통한 발효차 시장을 증대시킴은 물론 국제 경쟁력 향상을 목표로 하여 개발한 것임을 밝혀둔다.

본 발명에 따른 발효차 자동 제조방법에 의하면, 생엽보관 컨테이너에 생엽을 보관하는 단계(S1)와, 투입컨베이어(130)를 통한 생엽의 1차 이송단계(S2)와, 경사컨베이어(140)를 통한 생엽의 2차 이송단계(S3)와, 분배컨베이어(150)를 통해 발효기(120) 내부에 생엽을 골고루 투입하는 단계(S4)와, 열원을 발생시키는 단계(S5)와, 송풍기(170)에 의해 공기(Air)를 발생시켜 열원을 발효기(120) 측으로 공급시키는 단계(S6)와, 생엽 발효 단계(S7)와, 발효되어 배출된 찻잎을 취출컨베이어(180)를 통해 살청공정으로 이송시키는 단계(S8)를 포함하여 이루어진다.

생엽보관 컨테이너에 생엽을 보관하는 단계(S1)에서는 생엽을 채취하여 생엽보관 컨테이너(110)에 수납하여 보관하게 된다.

투입컨베이어(130)를 통한 생엽의 1차 이송단계(S2)에서는 생엽보관 컨테이너(110)에 보관된 생엽을 투입컨베이어(130)를 통해 발효기(120) 측으로 1차 이송시키게 된다.

발효기(120)는 생엽보관 컨테이너(110)와 일정간격으로 이격되게 설치된다. 발효기(120)는 생엽보관 컨테이너(110)로부터 이송된 생엽을 발효시켜 향과 맛을 실현 - 찻잎은 스트레스를 받으면 독특한 향과 맛이 만들어 지는 바, 찻잎에 스트레스를 가하는 방법은 발효기(120) 내에 부착된 송풍통을 통해 열풍과 냉풍을 불어 넣어 찻잎에 수분스트레스를 주는 방법과 발효기(120)를 회전시킴에 따라 찻잎의 가장자리가 서로 부딪치면서 상처를 입혀 스트레스를 가하는 방법이 적용됨 - 하게 된다.

발효기(120)는 공기(Air)가 이동하는 송풍통(122)과 찻잎을 건조시키는 건조드럼(124)으로 구성된다.

송풍통(122)에는, 도 5 또는 도 6에 도시된 바와 같이, 후술할 전기히터(160) 및 송풍기(170)에 의해 이송되는 열풍을 발효기(120)의 내부에 균일하게 비산시키는 공기유로를 형성하는 다수개의 통공(122a)이 일정간격으로 배치된다.

또한, 송풍통의 내경부에는 가장자리부가 밀착 고정되는 다수개의 비산공(123a)이 형성된 원판형의 비산날개(123)가 설치된다.

건조드럼(124)의 내경부에는, 도 5 또는 도 6에 도시된 바와 같이, 일정간격으로 형성되는 나선형의 교반날개(124a)를 구비하여 찻잎을 골고루 섞어줄 수 있도록 한다.

발효기(120)의 일측에는 슬라이드 방식으로 자동 개폐되어 찻잎을 발효기(120) 내부로 투입되게 하는 투입문(126)이 설치되고, 타측에는 유압프레스기(129)에 의해 자동 개폐되어 찻잎을 발효기(120) 외부로 취출되게 하는 취출문(128)이 설치된다.

생엽보관 컨테이너(110)로부터 발효기(120) 측으로의 생엽 이송 및 투입은, 도 1에 도시된 바와 같이, 투입컨베이어(130)와, 경사컨베이어(140) 및 분배컨베이어(150)에 의해 수행된다.

투입컨베이어(130)는 생엽보관 컨테이너(110)의 일측에 왕복 회전운동이 가능하게 설치된다. 투입컨베이어(130)는 생엽보관 컨테이너(110)로부터 생엽을 발효기(120) 측으로 1차 이송시키게 된다.

투입컨베이어(130)의 일측에는 생엽보관 컨테이너(110)로부터 투입컨베이어(130)로의 생엽 이동여부를 제어하는 투입조작스위치(132)가 더 구비될 수 있다.

투입조작스위치(132) 작동시 생엽보관 컨테이너(110) 내의 찻잎을 후방부로부터 앞으로 밀어주는 장치(실린더 방식 등에 의해 밀어줌)와 투입컨베이어(130)가 구동된다.

경사컨베이어(140)를 통한 생엽의 2차 이송단계(S3)에서는 투입컨베이어(130)에 의해 이송된 생엽을 경사컨베이어(140)를 통해 발효기 측으로 2차 이송시키게 된다.

경사컨베이어(140)는 투입컨베이어(130)의 일측에 일정 경사각을 이루어 왕복 회전운동이 가능하게 설치된다. 경사컨베이어(140)는 일측이 투입컨베이어(130) 측으로 하향 경사지게 구비되고, 타측이 발효기(120)의 상부면과 동일하게 수평하게 구비된다. 이러한 경사컨베이어(140)는 투입컨베이어(130)로부터 공급되는 생엽을 발효기(120) 측으로 2차 이송시키는 역할을 수행한다.

분배컨베이어(150)를 통해 발효기(120) 내부에 생엽을 골고루 투입하는 단계(S4)에서는 경사컨베이어(140)를 통해 이송된 생엽을 분배컨베이어(150)를 통해 발효기(120) 내부에 골고루 분배하여 투입하게 된다.

분배컨베이어(150)는 발효기(120)의 상부면에 수평하게 구비된 경사컨베이어(140)의 일측에 일정간격으로 수평 왕복이동이 가능하게 설치된다. 분배컨베이어(150)는 발효기(120)의 좌/우 폭만큼 수평 왕복이동하면서 경사컨베이어(140)에 의해 이송된 생엽을 발효기(120) 측으로 골고루 분배하여 투입되도록 한다.

열원을 발생시키는 단계(S5)에서는 전기히터(160)에 의해 발효기(120) 내부에 공급되는 열원을 발생시키게 된다.

전기히터(160)는 발효기(120) 일측에 구비되어 발효기(120) 측으로 공급되는 일정온도의 열원을 발생시킨다.

이러한 열원의 공급방식으로 등유, 가스, 전기를 이용하는 방식을 검토하였는 바, 등유는 가스에 비해 가격이 비싸다는 단점과 기름의 유출시 차의 품질 저하를 일으킬 위험성을 가지고 있고, 가스는 가격이 저렴하고 취급이 용이하다는 장점이 있지만 버너의 구입을 위한 초기 투자비가 전기히터에 비해 비싸며 작업도중 부주의에 의한 폭발 등의 위험성을 가지고 있으나, 전기를 통해 열원을 공급하는 경우 가스나 등유에 비해 취급이 용이하고 특히 온도조절을 쉽게 할 수 있는 장점을 가지고 있기 때문에 전기히터를 사용함이 바람직하다.

열원이 발생되면 송풍기(170)에 의해 공기(Air)를 발생시켜 열원을 발효기(120) 측으로 공급시키게 된다.

송풍기(170)는 전기히터(160)와 인접되게 설치된다. 송풍기(170)는 공기(Air)를 발생시켜 전기히터(160)에서 발생된 열원(열풍)을 발효기(120) 측으로 공급시키게 된다.

송풍기 모델에 따른 성능

모델명	DSB-F29FT	DTB-3803S	DTB-411	DTB-414	수제제품
풍 량	75m³/min	52m³/min	27m³/min	19.4m³/min	-
풍 속	62mmAq	325mmAq	300mmAq	1,100mmAq	-
관능총점	64	97	73	51	100
문제점	풍속부족	-	풍량부족	풍량부족	-

<표 1>에서 보는 바와 같이, 송풍기로서는 동건공업의 4가지 모델을 이용하여 검토를 진행하였다.

송풍기에서 풍량이 적을 경우 수분이 휘발되지 않아 품질의 불균일을 일으키며, 풍량이 많을 경우 짧은 시간에 과하게 수분을 휘발시켜 발효가 충분히 진행되지 않는 문제점을 야기시키게 된다. 또한, 풍속이 약할 경우 발효기 앞과 뒤의 품질이 균일하지 않고, 풍속이 강할 경우 빠른 시간에 잎이 건조되어 발효가 충분히 진행되지 않는다.

따라서, 제조된 샘플은 수제제법과 품질을 비교하기 위해 운향제법에 의해 제조 후 평가하였다. DSB-F29FT모델은 풍량의 부족에 의해 발효기 전체가 균일하게 발효되지 않았고, 발효시간 또한 DTB-3803S에 비해 길어지는 문제점이 발생하였으며, DTB-411와 DTB-414는 풍속은 충분하나 풍량의 부족으로 DSB-F29FT와 동일한 문제점이 발생하였다. 관능평가에서도 수제제품과 가장 비슷한 품질의 제품이 만들어지는 송풍기는 DTB-3803S모델임을 알 수 있었는 바, 본 발명에서는 DTB-3803S모델을 적용함이 가장 적합함을 알 수 있다.

생엽 발효 단계(S7)에서는 발효기(120) 내부에 공급된 열원에 의해 생엽을 발효시키는 공정을 수행한다.

차의 맛과 향은 품종이나 찻잎에 함유된 성분에 따라서 달라지지만, 가공방법의 차이에 따라서도 크게 달라진다.

특히, 발효차의 제조 공정 중 가장 중요한 공정으로 알려져 있는 실외, 실내 공정에서 찻잎을 어느 정도 발효시킬 것인가, 어떤 방법에 의해 발효시킬 것인가에 따라 전혀 다른 맛과 향을 가지게 된다.

현재, 발효차는 아직 맛과 향을 살리면서도 대량신속처리가 가능한 발효기계가 개발되지 않아 수작업 형태를 벗어나지 못하고 있다. 대만이나 일본에서 자동화 기계의 개발을 진행하고 있지만 수작업을 통해 제조된 발효차에 비해 품질이 떨어지기 때문에 실용화되지 않고 있다.

실내외 위조 시 맛과 향에 영향을 주는 요인은 여러가지가 있지만, 특히, 실내에서 찻잎의 수분이 줄어들면서 수분 스트레스를 주기위한 방치과정, 찻잎을 흔드는 공정에서 찻잎이 서로 부딪치면서 상처를 입게 되는데, 이때, 상처를 잎은 부위의 세포가 파괴되면서 스트레스를 받게 하는 요청공정 등이 있다.

본 발명에 따른 발효차 자동화 설비 개발을 위해 실내외 위조 중 수작업을 통해 제조시 수분스트레스에 의해 발생되는 수분 및 부피 감소율을 분석하여 본 발명에 따른 발효설비 개발에 적용하고자 실험한 결과를 하기 <표 2>에 나타내었다.

실/내외 위조시 찻잎의 수분 및 부피 감소율

제법	항목	생엽	실외 위조	실내위조
제법	항목	생엽	실외 위조	1차 요청	2차 요청	3차 요청	4차 요청	5차 요청	6차 요청	살청 전(前)
선향	수분 (%)	76.7	73.9	72.4	71.9	71.6	70.9	-	-	62.4
선향	부피 (%)	100	71.5	68.7	62.5	60.7	58.9	-	-	58.9
운향	수분 (%)	74.8	71.4	70.9	68.5	67.8	67.2	66.9	66.3	66.1
운향	부피 (%)	100	70.5	62.5	62.5	59.8	58.9	58.9	58.9	58.9

<표 2>에서 보는 바와 같이, 선향제법의 경우 생엽의 수분함수율이 76.7%(WB)였으며 공정이 진행됨에 따라 서서히 감소하다 4차요청 후 수분함수량이 70.9%(WB)임을 알 수 있다.

또한, 살청 전(前) 수분함수율은 62.4%(WB)였는데, 제법의 특성상 수분스트레스를 주기 위해 실내에서 장시간 방치하는 동안 수분이 증발되었다. 운향제법의 경우 생엽의 수분함수율은 74.8%(WB)였으며 공정이 진행됨에 따라 선향제법과 같은 경향을 나타내었다. 부피의 경우 선향과 운향제법 모두 공정이 진행됨에 따라 감소하다 4차 요청 이후부터는 더 이상 부피가 감소되지 않음을 알 수 있다.

발효설비의 단계는, 총 25단계로 열풍, 냉풍, 회전, 방치 네가지 조건을 단계별로 잎의 상태를 보면서 설정하였다.

실험에 사용된 공시시료는 제주도 설록다원 내 식재된 녹차품종인 금곡록 20년생을 사용하였고, 수확시기는 첫물차기 5월 중순 1심 5엽기와 두물차기 6월 말의 1심 4엽기의 출개 - 출개라는 말은 차에서 사용되는 말로 잎이 더이상 개엽(펼쳐진 후)이 될수 없는 상태 - 4일 후 원료를 사용해 사용하였다.

또한, 실내외 위조 중 수분 측정은 OHAUS社의 MD-45 수분 측정계를 사용하였고, 부피의 측정은 직경이 30cm의 원통형 아크릴 판을 제작 생엽의 부피를 100으로 기준하여 시간 경과에 의해 줄어드는 부피를 백분율로 나타내었다.

이 공정에서, 발효차 자동화 설비를 제작을 위해 열원, 열풍, 풍량을 검토하였으며, 자동화 설비를 이용 제조 중 수분 감소 및 부피감소율을 측정 발효도별 최적 제조 기술을 정립하였다. 제조된 샘플은 수제제법과 비교하기 위해 하기 <표 3>의 관능검사 채점기준표에 의해 품질을 평가하였다.

관능검사 채점기준표

구분	외관		내질			계
구분	형상	색택	향기	맛	수색	계
	10	10	35	35	10	100

이 때, 내질검사는 차 시료 5g에 100의 끓는 물을 넣은 직후 향기를 평가하였으며, 수색과 맛은 3분간 침출 후 평가하였다. 제품의 향에서 이취, 풀내음이 나고 맛이 싱그럽지 못하고 역겨운 경우와 수색이 맑지 못하고 탁한 경우 감점의 대상으로 하였다. 외관검사와 내질검사를 합쳐 100점 만점으로 하여 외관이 20%, 차가 갖고 있는 내면의 특성에 80%를 배점으로 하여 조사하였다.

발효설비의 최적 제조기술 개발을 위해, 하기 <표 4>에서 보는 바와 같이, 원료의 투입량 300kg, 12회/분을 기준으로 열풍온도 40℃, 50℃, 60℃에서 단계가 진행됨에 따라 수분 감소율 및 부피 감소율을 측정하였다.

발효설비의 표준 제조 매뉴얼

구분	열풍	냉풍	회전	시간 (분)	열풍온도
					40℃		50℃		60℃
					수분 (%)	부피 (%)	수분 (%)	부피 (%)	수분 (%)	부피 (%)
생엽	-	-	-	-	75.4	100	74.8	100	75.1	100
1단계	×	×	○	3~5	75.4	100	74.7	100	75.1	100
2단계	×	○	×	5	75.3	100	74.7	100	75.1	100
3단계	×	○	○	3	75.3	100	74.6	100	75.0	100
4단계	○	×	×	10	75.1	100	74.3	98.3	74.2	96.6
5단계	×	○	○	5	75.0	98.3	74.1	96.6	74.1	95.0
6단계	○	×	×	10	74.9	96.6	73.7	91.6	73.6	88.3
7단계	×	○	○	5	74.8	96.6	73.6	88.3	73.4	86.6
8단계	○	×	×	10	74.7	93.3	73.1	83.3	72.8	81.6
9단계	×	○	○	5	74.6	91.6	72.9	81.6	72.8	81.6
10단계	○	×	×	15	74.4	90.0	72.3	78.3	72.4	75.0
11단계	×	○	○	5	74.4	90.0	72.1	78.3	72.3	73.3
12단계	○	×	○	20	74.1	86.6	71.5	71.6	71.1	66.6
13단계	×	○	○	3~5	74.1	85	71.2	70.0	70.7	66.6
14단계	×	○	×	60	73.9	85	70.9	68.3	70.4	65
15단계	○	×	○	30	72.5	83.3	68.7	68.3	67.7	61.6
16단계	×	○	×	30	72.3	83.3	68.5	68.3	67.2	61.6
17단계	○	×	○	30	71.7	81.6	66.9	60.0	65.6	60.0
18단계	×	○	×	10	71.6	81.6	66.5	60.0	65.4	60.0
19단계	×	×	×	20	71.6	81.6	66.4	60.0	65.4	60.0
20단계	×	○	○	15	71.5	81.6	66.2	58.3	65.2	60.0
21단계	×	×	○	10	71.5	81.6	66.2	58.3	65.2	60.0
22단계	×	×	×	20	71.5	81.6	66.2	58.3	65.2	60.0
23단계	×	×	○	10	71.3	81.6	66.2	58.3	65.2	60.0
24단계	×		○	15	71.2	81.6	66.1	58.3	65.1	60.0
25단계	×	×	×	60	71.2	81.6	66.1	58.3	65.1	60.0
관능평가 총점 (수제 운향 제품을 기준으로 상대평가한 점수)					61.4		98.5		96.0

여기서, 자동화 설비에 가장 적절한 열풍온도는 품질적인 측면과 에너지 효율성 등을 고려할 경우 50℃가 적합하다고 판단되었다.

운향제품(운치있고 여운이 남는 향과 맛 : 30~40% 정도 발효가 진행된 중발효차)을 자동화 라인에 의해 제조하기 위해 1단계에서 13단계까지는 실외위조 단계로 차온이 43℃ 이상이 되지 않도록 열풍과 냉풍을 적절히 병행하여 하였으며, 원통 내부와 외부의 잎이 골고루 섞이게 하기 위해 회전을 시키면서 제조하였다. 14단계에서 25단계까지는 실내위조 단계로 실외위조와 같이 차온이 43℃ 이하가 되도록 열풍과 냉풍을 이용하여 수분을 날리며 제조였으며, 잎에 상처를 주기위해 실외위조 단계에 비해 장시간 회전을 시키면서 제조하였다. 이러한 수분과 상처에 의해 찻잎에 스트레스를 주는 공정은 발효차 특유의 향기를 발생시키는 중요한 공정이다.

수제제법에 의해 제조된 운향제품은 채엽하는 공정(S200-a)과, 채엽된 찻잎을 1시간 동안 일광위조하는 공정(S200-b)과, 일광위조된 찻잎을 1시간 동안 1차 실내정치하는 공정(S200-c)과, 발효기를 3분ㅁ2분 동안 21rpm의 속도로 회전시키는 1차요청하는 공정(S200-d)과, 1차요청된 찻잎을 1.5시간 동안 2차 실내정치하는 공정(S200-e)과, 발효기를 5분ㅁ2분 동안 23rpm의 속도로 회전시키는 2차요청하는 공정(S200-f)과, 2차요청된 찻잎을 2시간 동안 3차 실내정치하는 공정(S200-g)과, 발효기를 12분ㅁ2분동안 23rpm의 속도로 회전시키는 3차요청하는 공정(S200-h)과, 3차요청된 찻잎을 2시간 동안 4차 실내정치하는 공정(S200-i)과, 발효기를 20분ㅁ2분동안 24rpm의 속도로 회전시키는 4차요청하는 공정(S200-j)과, 4차요청된 찻잎을 2시간 동안 5차 실내정치하는 공정(S200-k)과, 발효기를 10분ㅁ2분동안 24rpm의 속도로 회전시키는 5차요청하는 공정(S200-l)과, 5차요청된 찻잎을 4시간 동안 6차 실내정치하는 공정(S200-m)과, 6차 실내정치된 찻잎을 3분 동안 280~300℃의 온도로 살청하는 공정(S200-n)과, 살청된 찻잎을 5분 동안 유념하는 공정(S200-o)과, 유념된 찻잎을 15분 동안 130℃의 온도로 건조하는 공정(S200-p)을 거치는 제법에 의해 제조된다. 운향제법은 찻잎이 모두 개엽된 7일 후 수행함이 바람직하다. 이러한 운향제법에 의해 찻잎을 40~60% 발효한 반발효차를 제조할 수 있게 된다.

한편, 선향제품(찻잔에 따를 때 피어나는 향기가 춤을 춘다는 의미를 내포, 10~20% 정도 발효가 진행된 발효차)을 자동화 라인에 의해 제조하기 위해 실외위조 단계는 운향제품과 동일한 방법으로 1단계에서 13단계까지 실시하였으며, 실내위조단계는 14단계에서 16단계로 차온이 43℃ 이하가 되도록 열풍과 냉풍을 이용하여 수분을 날리는 상태를 유지하여 찻잎에 상처를 주기위해 건조드럼을 일정시간 회전시켜 발효되게 하고, 발효기에서 찻잎을 꺼내 채반에 얇게 펼쳐 15시간 이상을 방치하였다. 이후의 공정은 수제 제법과 동일한 방법으로 제조하였다.

수제제법에 의해 제조된 선향제품은 채엽하는 공정(S300-a)과, 채엽된 찻잎을 0.5시간 동안 일광위조하는 공정(S300-b)과, 일광위조된 찻잎을 1시간 동안 1차 실내정치하는 공정(S300-c)과, 발효기를 3분ㅁ2분 동안 16rpm의 속도로 회전시키는 1차요청하는 공정(S300-d)과, 1차요청된 찻잎을 2시간 동안 2차 실내정치하는 공정(S300-e)과, 발효기를 5분ㅁ2분동안 16rpm의 속도로 회전시키는 2차요청하는 공정(S300-f)과, 2차요청된 찻잎을 3시간 동안 3차 실내정치하는 공정(S300-g)과, 발효기를 8분ㅁ2분 동안 16rpm의 속도로 회전시키는 3차요청하는 공정(S300-h)과, 3차요청된 찻잎을 2시간 동안 4차 실내정치하는 공정(S300-i)과, 4차 실내정치된 찻잎을 6~7분 동안 280?300℃의 온도로 살청하는 공정(S300-j)과, 살청된 찻잎을 6분ㅁ2분 동안 유념('포유'라고도 함)하는 공정(S300-k)과, 유념 또는 포유된 찻잎을 15분 동안 100℃의 온도로 건조하는 공정(S300-l)을 거치는 제법에 의해 제조된다. 선향제법은 찻잎이 모두 개엽된 4일 후 수행함이 바람직하다. 이러한 선향제법에 의해 찻잎이 20~30% 발효된 반발효차를 제조할 수 있게 된다.

제조된 샘플의 관능평가 결과에 의하면, 운향제법의 경우 수제제법과 자동화 라인의 품질은 같거나 비슷한 경향을 보여 향후 자동화 라인에 의해 대량 생산이 가능할 것으로 판단된다.

상기와 같이, 수제제법과 발효차 자동화 라인에 의해 제조된 제품의 품질평가는 하기 <표 5>에 나타낸 바와 같다.

구분	외관		내질			계(100)
구분	형상(10)	색택(10)	향기(35)	맛(35)	수색(10)	계(100)
선향(수제)	9.0±0.96	9.0±0.96	33.3±1.26	32.3±0.58	8.7±0.82	92.3±1.5
선향(자동)	9.0±1.29	8.7±0.50	25.0±0.50	27.3±1.41	8.7±0.82	78.7±1.83
운향(수제)	9.3±0.50	9.3±0.82	31.3±1.50	32.7±1.26	9.0±0.50	91.7±1.73
운향(자동)	9.3±1.26	9.0±1.29	31.7±0.58	31.3±0.58	9.0±0.50	90.3±2.08

하여 원료로 사용할 수 있다.

본 발명에 따른 발효차 자동 제조방법에 의하면, 녹차외에 돌외, 진귤, 온주밀감, 댕유지, 삼백초, 꾸지뽕, 왕벚나무, 남오미자, 초피 등의 잎과 줄기를 채취하여 원료로 사용할 수 있다.

찻잎의 발효가 완료되면 발효된 찻잎을 배출하여 취출컨베이어(180)를 통해 살청공정으로 이송시키는 단계(S8)를 수행한다.

취출컨베이어(180)는 발효기(120)의 일측에 일정 경사각을 이루어 왕복 회전운동이 가능하게 설치된다. 취출컨베이어(180)는 발효기(120)로부터 배출된 찻잎을 살청공정으로 이동시키기 위해 찻잎을 자루나 박스(Box)에 포장하는 경우에 사용된다.

취출컨베이어(180)의 일측에는 취출문(128)을 개방시킴과 동시에 발효기(120)를 회전시켜 찻잎을 외부로 배출되게 하는 취출조작스위치(182)가 설치된다.

제어터치판넬(190)은 발효기(120)의 일측에 구비되고, 발효차의 제조 공정을 1 내지 25단계로 세분화하여 입력된 제어프로그램을 조작할 수 있도록 한다.

이상에서는 본원 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본원 발명의 권리 범위는 이같은 특정 실시예에만 한정되는 것이 아니며, 본원 발명이 속하는 당업자에게 자명한 범위는 본원 발명의 특허청구범위내에 기재된 범주내에 속하는 것으로 해석하여야 할 것이다.

S1 : 생엽보관 컨테이너에 생엽을 보관하는 단계,
S2 : 투입컨베이어를 통한 생엽의 1차 이송단계,
S3 : 경사컨베이어를 통한 생엽의 2차 이송단계,
S4 : 분배컨베이어를 통해 발효기 내부에 생엽을 골고루 투입하는 단계,
S5 : 열원을 발생시키는 단계,
S6 : 송풍기에 의해 공기를 발생시켜 열원을 발효기 측으로 공급시키는 단계,
S7 : 생엽 발효 단계,
S8 : 발효되어 배출된 찻잎을 취출컨베이어를 통해 살청공정으로 이송시키는 단계,
100 : 발효차 생산 자동화 장치, 110 : 생엽보관 컨테이너,
120 : 발효기, 122 : 송풍통,
122a : 통공, 124 : 건조드럼,
124a : 교반날개, 126 : 투입문,
128 : 취출문, 130 : 투입컨베이어,
140 : 경사컨베이어, 150 : 분배컨베이어,
160 : 전기히터, 170 : 송풍기,
180 : 취출컨베이어, 190 : 제어터치판넬.

Claims

생엽을 생엽보관 컨테이너에 보관하는 단계;
상기 생엽보관 컨테이너에 보관된 생엽을 투입컨베이어를 통해 발효기 측으로 1차 이송시키는 단계;
상기 투입컨베이어에 의해 이송된 생엽을 경사컨베이어를 통해 발효기 측으로 2차 이송시키는 단계;
상기 경사컨베이어를 통해 이송된 생엽을 분배컨베이어를 통해 발효기 내부에 골고루 분배하여 투입하는 단계;
전기히터에 의해 상기 발효기 내부에 공급되는 열원을 발생시키는 단계;
송풍기에 의해 공기(Air)를 발생시켜 열원을 상기 발효기 측으로 공급시키는 단계;
상기 발효기 내부에 열원을 지속적으로 공급하여 생엽을 기설정된 상기 발효기의 회전수 및 회전시간에 의해 선향제법 또는 운향제법 중 어느 하나의 제법으로 발효시키는 단계; 및
상기 발효기에서 발효되어 배출된 찻잎을 취출컨베이어를 통해 살청공정으로 이동시키는 단계; 를 포함하는 발효차 자동 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 운향제법은,
채엽하는 공정과, 채엽된 찻잎을 1시간 동안 일광위조하는 공정과, 일광위조된 찻잎을 1시간 동안 1차 실내정치하는 공정과, 발효기를 3분ㅁ2분 동안 21rpm의 속도로 회전시키는 1차요청하는 공정과, 1차요청된 찻잎을 1.5시간 동안 2차 실내정치하는 공정과, 발효기를 5분ㅁ2분 동안 23rpm의 속도로 회전시키는 2차요청하는 공정과, 2차요청된 찻잎을 2시간 동안 3차 실내정치하는 공정과, 발효기를 12분ㅁ2분동안 23rpm의 속도로 회전시키는 3차요청하는 공정과, 3차요청된 찻잎을 2시간 동안 4차 실내정치하는 공정과, 발효기를 20분ㅁ2분동안 24rpm의 속도로 회전시키는 4차요청하는 공정과, 4차요청된 찻잎을 2시간 동안 5차 실내정치하는 공정과, 발효기를 10분ㅁ2분동안 24rpm의 속도로 회전시키는 5차요청하는 공정과, 5차요청된 찻잎을 4시간 동안 6차 실내정치하는 공정과, 6차 실내정치된 찻잎을 3분 동안 280~300℃의 온도로 살청하는 공정과, 살청된 찻잎을 5분 동안 유념하는 공정과, 유념된 찻잎을 15분 동안 130℃의 온도로 건조하는 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 발효차 자동 제조방법.
제2항에 있어서,
상기 운향제법은 찻잎이 모두 개엽된 7일 후 수행됨을 특징으로 하는 발효차 자동 제조방법.
제2항에 있어서,
상기 운향제법은 찻잎을 40~60% 발효하여 반발효차를 제조하게 됨을 특징으로 하는 발효차 자동 제조방법.
제2항에 있어서, 상기 운향제법은,
1 내지 25단계로 세분화하여 발효공정을 진행하되, 1 내지 13단계는 실외위조 단계로 차온이 43℃ 이상이 되지 않도록 열풍과 냉풍을 병행하여 공급하고 건조드럼 내부와 외부의 잎이 골고루 섞일 수 있도록 회전시켜 발효되게 하고, 14 내지 25단계는 실내위조 단계로 차온이 43℃ 이하가 되도록 열풍과 냉풍을 이용하여 수분을 날리는 상태를 유지하여 찻잎에 상처를 주기위해 실외위조 단계에 비해 장시간 회전시켜 발효되게 함을 특징으로 하는 발효차 자동 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 선향제법은,
채엽하는 공정과, 채엽된 찻잎을 0.5시간 동안 일광위조하는 공정과, 일광위조된 찻잎을 1시간 동안 1차 실내정치하는 공정과, 발효기를 3분ㅁ2분 동안 16rpm의 속도로 회전시키는 1차요청하는 공정과, 1차요청된 찻잎을 2시간 동안 2차 실내정치하는 공정과, 발효기를 5분ㅁ2분동안 16rpm의 속도로 회전시키는 2차요청하는 공정과, 2차요청된 찻잎을 3시간 동안 3차 실내정치하는 공정과, 발효기를 8분ㅁ2분 동안 16rpm의 속도로 회전시키는 3차요청하는 공정과, 3차요청된 찻잎을 2시간 동안 4차 실내정치하는 공정과, 4차 실내정치된 찻잎을 6~7분 동안 280?300℃의 온도로 살청하는 공정과, 살청된 찻잎을 6분ㅁ2분 동안 유념 또는 포유하는 공정과, 유념 또는 포유된 찻잎을 15분 동안 100℃의 온도로 건조하는 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 발효차 자동 제조방법.
제6항에 있어서,
상기 선향제법은 찻잎이 모두 개엽된 4일 후 수행됨을 특징으로 하는 발효차 자동 제조방법.
제6항에 있어서,
상기 선향제법은 찻잎을 20~30% 발효하여 반발효차를 제조하게 됨을 특징으로 하는 발효차 자동 제조방법.
제6항에 있어서, 상기 선향제법은,
1 내지 25단계로 세분화하여 발효공정을 진행하되, 1 내지 13단계는 실외위조 단계로 차온이 43℃ 이상이 되지 않도록 열풍과 냉풍을 병행하여 공급하고 건조드럼 내부와 외부의 잎이 골고루 섞일 수 있도록 회전시켜 발효되게 하고, 14 내지 16단계는 실내위조 단계로 차온이 43℃ 이하가 되도록 열풍과 냉풍을 이용하여 수분을 날리는 상태를 유지하여 찻잎에 상처를 주기위해 건조드럼을 일정시간 회전시켜 발효되게 하고, 상기 발효기에서 찻잎을 꺼내 채반에 얇게 펼쳐 15시간 이상 방치 함을 특징으로 하는 발효차 자동 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 발효기에서 발효되는 원료는 녹차, 돌외, 진귤, 온주밀감, 댕유지, 삼백초, 꾸지뽕, 왕벚나무, 남오미자, 초피 중 어느 하나의 잎과 줄기로 이루어지는 것을 특징으로 하는 발효차 자동 제조방법.