KR20120085373A - 아이스크림 제조기의 카브레이터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 아이스크림 제조기에 관한 것으로, 상세히는 아이스크림 원료에 공기를 주입하여 교반함으로써 부드러운 식감을 주도록 하기 위한 오버런 공정에서 공기와 아이스크림 원료의 주입량을 조절하기 위한 원료-공기 혼합기인 카브레이터의 구조를 개선한 것이며, 기존 아이스크림 제조기용 카브레이터의 문제점인 원료 및 공기의 주입량 조절의 불분명한 점과 위생상의 문제를 개선하여 오버런 유지에 있어 오류를 최소화하여 냉동조건을 일정하게 맞추고 균일한 아이스크림 입자를 형성할 수 있도록 조절할 수 있도록 한 것인바, 상,하단 측부에 각각 아이스크림 원료와 공기의 주입을 위한 홀(H1,H2)이 파여진 내통(12); 상기 내통(12)과 같은 위치에 같은 크기의 홀(H3,H4)이 파여진 외통(11); 상기 내통(12)의 상단에 결합되며 상기 외통(11)과 내통(12)의 홀(H1,H3)(H2,H4)을 일치하게 한 후 내통(12)을 회전시킴으로써 믹스 주입구로 공급되는 원료의 양을 조절하는 원료 주입량 조절노브(14); 및 상기 외통(11)의 상단에 회동가능하게 설치되며, 상기 홀(H1,H3)과 대응되는 위치에 공기유입홀(H5)이 천공되어 공기의 주입량을 조절하는 공기량 조절노브(13); 를 포함하여 이루어진다.

Description

아이스크림 제조기의 카브레이터 {Carbrater for Ice-cream Manufacturing Device}

본 발명은 아이스크림 제조기에 관한 것으로, 상세히는 아이스크림 원료에 공기를 주입하여 교반함으로써 부드러운 식감을 주도록 하기 위한 오버런 공정에서 공기와 아이스크림 원료의 주입량을 조절하기 위한 원료-공기 혼합기인 카브레이터의 구조를 개선한 것이며, 기존 아이스크림 제조기용 카브레이터의 문제점인 원료 및 공기의 주입량 조절의 불분명한 점과 위생상의 문제를 개선하여 오버런 유지에 있어 오류를 최소화하여 냉동조건을 일정하게 맞추고 균일한 아이스크림 입자를 형성할 수 있도록 조절할 수 있도록 한 것이다.

아이스크림 제조에 있어 냉동이라는 것은 아이스크림 믹스를 단순히 냉동하는 것을 의미하는 것뿐만 아니라 아이스크림 믹스를 냉동시켜서 급격히 열에너지를 빼앗는 동시에 적당량의 공기를 주입시키면서 공기, 빙결정 및 지방을 비롯한 성분들이 믹스 중에 균일하게 분포할 수 있도록 해서 냉동 후에는 소위 소프트 아이스크림 상태로 만들어 주는 것으로 아이스크림의 품질을 직접 좌우할 수 있는 매우 중요한 제조공정이다. 동일한 조성의 믹스를 사용하더라도 냉동의 조건에 따라서 우수한 조직을 갖는 아이스크림이 될 수도 있고, 또 반대로 거친 조직의 아이스크림이 될 수도 있다.

이러한 아이스크림 제조공정 중에는 공기가 주입되서 부풀어지게 하는 오버런(Over-run)이라는 공정이 있는데, 이를 통해 아이스크림은 보다 부드러워지고 식감이 개선되며 입에서 잘 녹는 성질을 갖게 된다. 오버런의 정도는 아이스크림의 조성 및 가공 작업에 따라서 달라지는데, 가장 중요한 요점은 공기의 주입 및 냉동이 어떻게 결정되느냐에 따른 조건이 중점이 된다.

최고의 품질을 위해서는 적당량의 공기와 유지방이 혼합되어 적정한 오버런을 맞춰야 하는데, 공기 35% : 유지 65% 정도로 혼합된 아이스크림이 스폰지처럼 말랑말랑 하면서 부드러운 식감으로 가장 맛있는 맛과 질감을 형성한다. 이렇게 적당한 혼합비율의 오버런으로 유지시키려면 공기와 유지의 혼합 비율이 항상 일정하게 지속되어야 할 필요가 있다.

한 예로, 자동차의 기화기(카브레이터)에서 휘발유와 공기의 양이 적절치 못하면 엔진이 힘이 없든가 아니면 연료 소비가 많든가 혹은 매연을 일으키기 때문에 카브레이터 기술은 자동차 성능에 있어서 매우 중요한 위치를 차지한다. 즉, 아이스크림의 품질도 카브레이터라는 장치를 통해서 아이스크림 제조기의 성능 결정에 중요한 역할을 하고 있는 것이다.

현재 아이스크림 제조기에는 원료 저장통(이하, 호퍼;Hopper)에 공기 주입을 하는 에어튜브인 카브레이터(Carbrater)를 설치하여 아이스크림 냉동과정에서 필요한 공기 및 원료를 주입하고 있는데, 이는 단순히 공기와 유지를 적당하게 혼합하는 부속품으로써의 기능뿐만 아니라 공기와 원료인 유지를 막아주는 차단기 역할도 겸하고 있다.

또한, 카브레이터는 단순히 공기 및 원료의 투입관으로써의 역할 외에도 아이스크림 냉동기(이하, 실린더;Cylinder)와 호퍼 사이의 압력 평형 조절 역할도 담당한다.

도 1에는 종래 아이스크림 제조기의 카브레이터 구조를 도시한 것으로, 이는 중공(中空)의 튜브 형태로 이루어진 카브레이터 본체(1)와 오리피스(6)를 포함하여 이루어져 있는데, 카브레이터 본체(1)의 상부(2)와 하부(3) 외측에는 각각 O-링(5)이 끼워져 있으며, 카브레이터 본체(1)의 측 하부에는 아이스크림 원료가 유입되는 홀(4)이 천공되어 있다.

이와 같은 구조로 이루어진 종래의 카브레이터는 O-링(5)에 윤활유를 바르고 믹스 주입구에 삽입시켜 사용하는데, 아이스크림이 생산되어 배출될 때마다 호퍼에서는 새로운 믹스 및 공기가 카브레이터의 홀(4)과 오리피스(6)를 통해 냉동 실린더로 유입된다. 이렇게 하면 냉동 실린더가 가동되어 아이스크림이 생산된다.

한편, 단시간에 다량의 아이스크림을 생성하기 위해서는 판매 속도를 높이기 위해 호퍼에 꼽혀 있는 카브레이터를 완전 제거한 후 원료가 유입되도록 하며, 만약 장기간 판매가 없는 'No sale'중에는 홀이 없는 카브레이터 본체(1)의 상부(2)에 끼워진 오리피스(6)을 제거한 후 O-링에 윤활유를 발라 뒤집어 끼워 넣는 방식으로 해서 원료 주입을 막는다.

즉, 오리피스(6)는 아이스크림 제조공정에서 중요 요소인 오버런을 맞추기 위해 냉동 실린더에 주입되는 공기량을 측정할 때 사용하고 있으며, 이는 On-Off의 단순 패턴으로 조절이 이뤄지고 있다.

그러나 이와 같은 기존의 방식은 다음과 같은 문제가 있다. 먼저, 판매량이 많아 다량의 아이스크림을 생산하기 위해서는 공기와 원료의 오버런 조절을 위한 카브레이터 자체의 기능은 없어지게 된다. 오리피스(6)를 통해 들어온 공기와 홀(4)을 통해 들어온 원료가 함께 카브레이터 하부(4)에서 만나 실린더로 주입되던 초기 세팅과는 달리 다량의 원료를 냉동기에 주입시키기 위해 카브레이터 자체는 제거되고 아이스크림 원료만 실린더로 들어가게 된다.

냉동기로 유입된 공기는 일차적으로 단백질을 함유한 막층으로 둘러싸여 휘핑 과정에서 믹스에 전단력이 가해지면서 실린더 내 빙결정이 형성돼 조직 구조를 형성하게 되는데, 위와 같이 주입되는 공기가 부족할 경우에는 아이스크림 형성을 저해하고 부드러운 소프트 질감의 아이스크림이 아닌 무겁고 부피감이 낮은 거친 조직의 아이스크림이 형성되게 된다.

반대로 공기 주입량을 늘리기 위해 오리피스(6)를 열어놓은 채(떼어낸 채) 아이스크림이 생성될 경우에는 실린더로 과도한 공기가 주입이 된다. 이 경우 실린더에 형성된 얼음층은 실린더 내벽의 층에 과도하게 얼어붙어 일종의 보호막과 같이 작용하여 아이스크림 믹스의 냉동을 방해하는 원인이 되며, 주입된 공기의 빙결들은 내부 벽면에 축적되어 실린더로부터 열을 빼앗아 액상에서 기체 상태로 변하는 냉매의 변화 속도를 더욱 느리게 한다는 것이다. 이와 같이 생성된 아이스크림은 부드러운 질감의 아이스크림이 아닌 지나치게 유연한 조직의 아이스크림이 되어 과도한 상쾌한 느낌과 입에서의 용해감을 해치게 된다는 문제점을 가져온다.

즉, 최적의 아이스크림의 구조를 얻기 위해서는 이들 불안정 환경에서 균형을 맞춰주어야 하는데, 이는 공기의 주입량과 원료의 배합이 적절히 유지되어야 하며 규칙적이고 체계적인 장치에 의해 인위적인 조절이 가능해야 함을 의미한다.

또한, 종래와 같이 카브레이터 본체(1)의 상부(2), 하부(3)를 돌려가며 위치를 바꿔 끼워주는 기존의 아날로그 방식은 원료가 닿는 부분과 닿지 말아야 하는 부분이 불분명하여 식품기기로써의 위생 관리가 어렵다는 문제점을 갖고 있다.

본 발명은 위에서 설명한 문제점을 해소하기 위해 고안된 것으로, 아이스크림 제조공정에서 필요한 공기를 인위적으로 주입하는 과정에서 원료대비 공기량 조절이 가능하도록 하여 오버런을 일정하게 갖도록 해 품질의 안정화 및 연속적인 공정의 안정화를 지향하며, 더불어 아이스크림 생성공정에서의 가장 기초단계인 원료저장고에서부터 위생상의 문제점을 해결해 식품기기로써의 안정성을 갖도록 하는 데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 아래위로 각각 아이스크림 원료와 공기의 주입을 위한 삼각형의 홀이 파여진 내통; 상기 내통과 같은 위치에 같은 크기의 삼각형 홀이 파여진 외통; 및 외통과 내통의 홀을 일치하게 한 후 내통을 회전시킴으로써 믹스 주입구로 공급되는 원료의 양을 조절하는 원료 주입량 조절노브 및 상기 외통의 상단에 회동가능하게 설치되어 공기량의 주입량을 조절하는 공기량 조절노브를 포함하여 이루어지는 아이스크림 제조기의 카브레이터를 제공한다.

본 발명의 바람직한 실시 예에서 상기 외통과 내통의 상,하단 측부에는 각각 대응되는 위치에 공기와 아이스크림 원료의 유입을 위한 홀이 천공되어 있으며, 공기량 조절노브에도 상기 홀과 대응되는 위치에 공기유입홀이 천공되어 있다.

본 발명은 오버런 공정에서 호퍼 외부로 노출되어 있는 원료 주입량 조절노브와 공기량 조절노브를 조절하는 것에 의해 원료와 공기의 주입량을 효과적으로 조절할 수 있으므로 식감이 우수한 아이스크림의 제조가 가능하게 되며, 판매 중지시에도 단순히 원료 주입량 조절노브를 조절하여 닫아주기만 하면 되므로 위생성을 확보할 수 있는 유용한 효과를 갖는다.

도 1은 종래기술에 의한 아이스크림 제조기의 카브레이터를 도시한 분해사시도,
도 2는 본 발명에 의한 아이스크림 제조기의 카브레이터를 도시한 분해사시도,
도 3은 본 발명에 의한 카브레이터의 분해단면도,
도 4는 결합단면도,
도 5는 카브레이터의 설치상태도이다.

도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명의 카브레이터(10)는 아이스크림 제조기의 호퍼(20) 하부의 믹스 주입구(30)에 삽입되어 실린더(40)로 호퍼 내부의 아이스크림 원료와 공기를 주입하게 되는데, 이는 외통(11)과 내통(12) 및 외통 상단에 회동가능하게 부착된 공기량 조절노브(13)와 상기 내통 상단에 부착된 원료 주입량 조절노브(14)로 이루어져 있다.

본 발명의 카브레이터(10)를 이루는 외통(11)과 내통(12)의 상,하단 측부에는 각각 대응되는 위치에 공기와 아이스크림 원료의 유입을 위한 홀(H1,H2,H3,H4)이 천공되어 있으며, 공기량 조절노브(13)에도 상기 홀(H1,H3)과 대응되는 위치에 공기유입홀(H5)이 천공되어 있다.

상기 내통(12)은 외통(11) 안에 삽입되어 상단에 부착된 원료 주입량 조절노브(14)를 조작하는 것에 의해 믹스 주입구(30)에 끼워져 고정된 외통(11)과 상대적인 회전이 가능하게 됨으로써 아이스크림 원료의 주입량을 조절할 수 있도록 되어 있다.

또한, 상기 외통(11)의 상단에는 공기량 조절노브(13)가 회동가능하게 결합되어 이 공기량 조절노브(13)를 회전시키는 것에 의해 카브레이터 내부로 유입되는 공기량을 조절할 수 있도록 되어 있다.

즉, 본 발명에서는 외통(11)과 내통(12)을 결합하여 하나의 몸체를 만들어 내통(12)과 외통(11)의 대응되는 위치에 형성된 복수의 홀(H1,H3,H5)(H2,H4)을 좌우로 회전시켜 실린더(40)로 주입되는 원료의 양과 공기의 양을 조절할 수 있도록 된 것이다.

위에서 설명한 바와 같이 내,외통(12,11)의 하단부에 형성된 홀(H2,H4)은 호퍼 내부에 채워진 원료의 주입통로가 되며, 내,외통(12,11)의 상단부에 형성된 홀(H1,H3)은 원료가 닿지 않는 부분으로 공기의 주입 통로가 된다.

도면 중 부호 15는 외통(11)의 하단 내측에 삽입되어 내통(12)과 외통(11) 사이의 기밀을 유지하기 위한 O-링이고, 부호 16은 외통(11)의 하단 외측에 삽입되어 믹스 주입구(30)와 기밀을 유지하기 위한 O-링이며, 부호 17은 외통(11)의 상단 외측에 삽입되어 공기량 조절노브(13)와의 기밀을 유지하기 위한 O-링이다.

본 발명에서 상기 홀(H1~H5)은 도면에 도시된 바와 같이 내,외통(12,11)의 회전방향을 따라 형성되는 가상의 선에 하나의 꼭지점과 이 꼭지점에 대응되는 변의 중간부분이 접하는 이등변삼각형태로 형성되어 내,외통(12,11)을 상대적으로 회전시키는 것 또는 공기량 조절노브(13)를 회전시키는 것에 의해 원료 및 공기의 주입량이 점진적으로 증가 또는 감소하는 그래프를 그리도록 하는 것이 바람직하며, 이 홀의 형태는 이등변삼각형에만 한정되는 것은 아니며, 직각삼각형태나 기타 다양한 형태의 삼각형으로 형성할 수 있음은 물론이다.

또한, 본 발명에서 상기 아이스크림 원료의 주입을 위한 홀(H2,H4)은 회전방향에 대하여 하나만 형성될 수도 있으나, 필요에 따라서는 방사상으로 대칭되게 하나 이상을 형성할 수도 있음은 물론이다.

이와 같이 구성된 본 발명은 아이스크림의 판매가 연속적으로 증가하여 대량 생산 시에는 노브(13,14)를 회전시켜 홀(H1,H3,H5)(H2,H4)을 모두 최대한 겹치도록 개방하여 원료와 공기를 최대로 주입시킬 수 있으며, 판매 속도를 줄이고자 할 때에는 좀더 회전시켜 홀(H1,H3,H5)(H2,H4)의 겹치는 정도를 줄여가며 생산속도에 맞춰서 아이스크림의 원료량과 공기량을 제어할 수 있다.

또한, 판매 일시 중지 시에는 원료 주입량 조절노브(14)를 사용하여 내통(12)을 완전히 회전시켜 외통(11)과 내통(12)의 홀이 하나도 겹치지 않고 어긋나도록 함으로써 실린더로 유입되는 아이스크림이 없도록 쉽게 조절할 수 있다.

본 발명은 기존의 카브레이터가 앞뒤 즉, 위아래를 돌려서 세워가며 카브레이터를 믹스 주입구에 꼽는 원시적인 방식이 아니라 초기 기계 가동시 꼽힌 상태에서 그대로 내통(12)과 공기량 조절노브(13)만을 돌려가며 조절이 용이하기에 한번의 장착으로 모든 세팅이 가능하며, 부품의 세척 및 분해가 편리하다.

또한, 본 발명은 원료가 닿는 부분과 닿지 않는 부분이 확연히 구분되어 이물질의 유입을 막고, 일정한 양의 원료와 공기의 혼합비를 통해 어느 시간대나 균일하고 일관된 아이스크림을 생산할 수 있는 장점을 갖는다.

10 : 카브레이터
11 : 외통
12 : 내통
13 : 공기량 조절노브
14 : 원료 주입량 조절노브
15,16,17 : O-링
20 : 호퍼
30 : 믹스 주입구
40 : 실린더

Claims (4)

1. 상,하단 측부에 각각 아이스크림 원료와 공기의 주입을 위한 홀(H1,H2)이 파여진 내통(12);
   상기 내통(12)과 같은 위치에 같은 크기의 홀(H3,H4)이 파여진 외통(11);
   상기 내통(12)의 상단에 결합되며 상기 외통(11)과 내통(12)의 홀(H1,H3)(H2,H4)을 일치하게 한 후 내통(12)을 회전시킴으로써 믹스 주입구로 공급되는 원료의 양을 조절하는 원료 주입량 조절노브(14); 및
   상기 외통(11)의 상단에 회동가능하게 설치되며, 상기 홀(H1,H3)과 대응되는 위치에 공기유입홀(H5)이 천공되어 공기의 주입량을 조절하는 공기량 조절노브(13); 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 아이스크림 제조기의 카브레이터.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 홀(H1~H5)은 삼각형인 것을 특징으로 하는 아이스크림 제조기의 카브레이터.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 홀(H1~H5)은 내,외통(12,11)의 회전방향을 따라 형성되는 가상의 선에 하나의 꼭지점과 이 꼭지점에 대응되는 변의 중간부분이 접하는 이등변삼각형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 아이스크림 제조기의 카브레이터.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 외통(11)의 하단 내측에는 내통(12)과 외통(11) 사이의 기밀을 유지하기 위한 O-링(15)이 설치되고, 상기 외통(11)의 하단 외측에는 믹스 주입구와 기밀을 유지하기 위한 O-링(16)이 설치되며, 상기 외통(11)의 상단 외측에는 공기량 조절노브(13)와의 기밀을 유지하기 위한 O-링(17)이 설치되는 것을 특징으로 하는 아이스크림 제조기의 카브레이터.

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