KR20130125043A - 식물성 젤라틴 캡슐 제조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 식물성 젤라틴을 원료로 하는 캡슐의 제조장치에 관한 것으로, 시트상으로 공급하는 젤라틴 공급라인 및 성형 라인 상에 히팅수단을 장착하여 젤라틴이 일정한 온도를 유지한 상태로 공급되어지도록 하면서도 성형이 완료된 캡슐을 경화시키는 과정에서 안정건조를 위한 컨베어 이송과정을 추가하면서 그 컨베어의 온도를 조절을 통하여 온도를 제어할 수 있도록 하고, 그 건조라인의 길이를 좁은 공간에서도 최대로 연장함으로써 식물성 젤라틴으로 이루어진 캡슐의 피막이 캡슐의 경화 및 건조과정에서 급격한 온도의 변화없이 서서히 건조되어 캡슐에 크랙이 발생하거나 접합부분에 터지는 것을 방지하고 캡슐의 상품성을 높일 수 있도록 한 것이다.

Description

식물성 젤라틴 캡슐 제조장치{A manufacturing equipment of vegetable gelatin capsule}

본 발명은 식물성 젤라틴을 원료로 하는 캡슐의 제조장치에 관한 것으로, 캡슐을 성형한 후 경화과정에서 급격한 온도 변화없이 서서히 경화시키도록 하고, 경화가 일정한 시간동안 진행된 후 건조과정을 거치도록 하여 캡슐이 경화되고 건조되는 과정에서 급격한 변화에 의하여 찢어지거나 터지는 것을 방지하고 만족할 만한 캡슐경도를 갖도록 한 것이다.

일반적으로 캡슐의 피막 형성재료로는 체내에서 쉽게 분해되면서도 피막강도 및 안정된 흡방습성을 갖는다는 점에서 젤라틴이 주로 사용되는 것으로, 대부분 경우에 가축을 원료로 하는 동물성 젤라틴을 사용하였던 것이다.

하지만, 이러한 동물성 젤라틴은 성분이 동물성 단백질이기 때문에 캡슐 내용물로서 단백질과 반응하는 물질을 함유하지 못한다는 단점과, 섭취 후에 알러지를 발생시키거나 특히 채식주의자는 섭취가 곤란하다는 문제가 있고, 특히 최근에는 가축으로부터 인간에게 전염되는 광우병 및 구제역 등을 이유로 동물성 젤라틴의 사용이 더욱 꺼려지고 있는 실정이다.

따라서 최근에는 이에 대한 대안으로 변형 전분(modified starch)과 카라기난(caragenaaan) 등의 식물성 원료에 글리세린, 정제수 등을 혼합하여 식물성으로 이루어지는 캡슐이 제안되었으나, 이러한 것의 문제가 식물성 젤라틴의 경우 동물성 젤라틴에 비해서는 상대적으로 쉽게 물성이 변질되므로 제조가 어려울 뿐만 아니라, 성형하는 과정에서 불량률이 많으며, 또한 성형한 후에도 크랙이 발생되는 등의 문제가 있어 상품가치로서의 안정성이 매우 떨어지는 문제가 있는 실정이다.

즉, 종래의 동물성 젤라틴을 이용하여 캡슐을 제조하는 장치를 그대로 활용하여 식물성 젤라틴 캡슐을 성형할 경우 종래의 동물성 젤라틴은 젤라틴을 가열시킨 후 액상의 동물성 젤라틴을 공급부로 이송시키면 자중에 의하여 흘러내리면서 공급되는데 반하여, 식물성 젤라틴은 점도가 높아서 자중에 의하여 흘러내리지 않아서 균일한 두께의 시트형태로 공급할 수 없으므로 이러한 물성의 차이로 캡슐의 성형 자체가 불가능하며, 또한 동물성 젤라틴의 경우 점성이 높아 급속하게 낮은 온도로 건조할 경우에도 안정적으로 건조되는데 반하여 식물성 젤라틴의 경우 온도차이가 급격하게 발생하면 물성이 변하게 되면서 캡슐의 형태를 유지하지 못하고 외관 형태가 변형되거나 크랙이 발생하면서 캡슐이 터지는 등의 문제가 발생하는 것이다.

따라서 본 발명은 식물성 젤라틴을 이용하여 캡슐을 제조하는 장치에 있어서, 변형전분과 카라기난을 포함하여 액상으로 멜팅한 원료를 성형장치로 자동 공급하면서도 그 자동공급된 액상의 젤라틴을 시트상으로 공급하는 라인 및 성형 라인에서의 냉각 및 건조온도를 최적화하고, 또한 건조라인을 최대로 연장하여 성형된 캡슐이 서서히 경화가 이루어지도록 함으로써 캡슐이 안정적으로 건조되어 캡슐에 크랙이 발생하거나 접합부분에 터짐이 발생치 않고 캡슐의 상품성을 높일 수 있도록 한 것이다.

이를 위하여 본 발명은 변형 전분 및 카라기난을 포함한 식물성 원료를 혼합하여 액상으로 제조한 액상의 젤라틴을 히팅수단이 내장된 서비스탱크를 이용하여 일정한 온도를 유지할 수 있도록 하고, 그 서비스탱크에는 미터링스테이션을 연결하여 펌프에 의하여 캡슐성형기로 액상의 젤라틴을 자동 공급하도록 하며, 젤라틴 시트를 공급하는 공급드럼에 히팅수단을 내장하여 젤라틴 시트가 고온을 유지한 상태에서 성형틀로 이송되어 젤라틴의 점도유지가 가능토록 하고, 캡슐 성형기와 텀블드라이어의 사이에는 캡슐의 경화공정의 추가를 위한 드라이 컨베어를 장착하여 캡슐 성형기에서 접합되어진 캡슐이 텀블드라이어로 바로 공급되지 않고 드라이 컨베어를 경유하면서 경화공정을 거친 후 텀블드라이어로 공급되어 경화가 완료된 상태에서 캡슐의 표면 건조가 이루어지도록 한 것이다.

그리고 드라이 컨베어의 구조를 다단으로 형성하여 드라이 컨베어의 경로길이를 연장하면서도 각 층의 컨베어의 온도를 각각 달리함으로써 캡슐이 각 층의 온도에 맞추어 서서히 경화가 이루어질 수 있도록 한 것이다.

또한, 상기 캡슐 성형기는 캡슐의 접합이 이루어지도록 되는 성형틀측으로 송풍관을 형성하고, 그 송풍관을 통하여 에어컨에서 발생된 냉풍을 주입함으로써 성형틀에서 캡슐의 성형시 냉풍에 의하여 젤라틴이 성형틀 표면에 달라붙지 않도록 한 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명은 식물성 젤라틴의 제조 및 공급과정을 포함하여 전체 라인에서의 급격한 온도변화가 없이 설정된 온도를 일정하게 유지할 수 있고, 이에 따라 식물성 젤라틴을 안정적인 상태로 공급하면서도 균일한 두께의 젤라틴 시트로 제공함으로써 기존 캡슐기의 구성과 운용방식을 이용하면서도 간단하게 캡슐을 성형할 수 있고, 만족할 만한 캡슐 형태와 캡슐경도를 갖도록 캡슐을 제조하여 불량률을 최소화함과 동시에 안정성을 높여 캡슐의 상품성이 향상되는 효과가 있는 것이다.

또한, 캡슐의 피막이 식물성 젤라틴으로 이루짐으로 인하여 약복용에 따른 부작용이나 사용상 제한을 최소화하면서도 복용자의 거부감을 줄일 수 있는 것이다.

도 1은 본 발명의 장치구성을 나타낸 평면도
도 2는 도 1의 컨베어의 상세 구조를 나타낸 부분 확대도
도 3는 본 발명의 장치구성을 나타낸 측면도
도 4는 도 3의 컨베어의 상세 구조를 나타낸 부분 확대도
도 5는 본 발명의 식물성 젤라틴의 제조를 위한 교반기와 서비스탱크의 틸팅구조를 나타낸 개략도
도 6은 본 발명의 액상 젤라틴의 공급경로를 나타낸 측면 개략도
도 7은 본 발명의 액상 젤라틴의 공급경로를 나타낸 평면 개략도
도 8은 본 발명의 캡슐성형기의 구조를 나타낸 정면도

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 하기 첨부도면에서는 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조번호를 사용하였다.

젤라틴을 이용하여 캡슐의 피막을 형성하도록 되는 캡슐성형기의 일반적인 공정은 서비스탱크(100)에 담겨진 젤라틴을 이송라인을 통하여 캡슐성형기(200)로 보내 캡슐성형기(200)의 양측에 서로 대응되게 형성된 공급드럼(210)에 시트상태로 도포시킨 후 시트상태의 젤라틴을 중앙부로 보내 캡슐의 형태로 합지하여 젤라틴이 캡슐 피막으로 이루어질 수 있도록 성형하는 것이고, 이렇게 성형된 캡슐은 텀블드라이어(400)로 보내져 피막의 건조가 이루어지게 된다.

본 발명에서는 저온에서 성형하여 건조시키는 동물성 젤라틴 캡슐과는 달리 식물성 젤라틴을 이용하여 캡슐을 성형하면서도 성형완료된 캡슐이 형태를 유지하면서도 적절한 경도를 유지할 수 있도록 한 것으로, 식물성 젤라틴을 시트형태로 공급하고 성형하는 과정에서 고온상태로 유지함과 동시에 캡슐성형기(200)에서 성형이 완료된 캡슐(1)을 텀블드라이어(400)로 보내 건조를 하기 전에 캡슐이 드라이컨베어(300)를 경유하도록 하여 냉각공정, 즉 캡슐의 경화가 드라이컨베어(300)를 타고 이송하는 과정에서 서서히 안정적으로 이루어질 수 있도록 한 것이다.

이를 위하여 도 1 내지 도 2a에 도시된 바와 같이 캡슐성형기(200)와 텀블드라이어(400)의 사이에 캡슐(1)의 이송과 경화를 위한 드라이컨베어(300)를 장착하고, 상기 드라이컨베어(300)에서 캡슐을 실어 이송하는 컨베어벨트(330)가 히팅블로워(310)와 냉각블로워(320)에 의하여 온도의 조절이 가능토록 하여 캡슐의 이송중의 온도를 설정할 수 있도록 한 것이다.

즉, 식물성 젤라틴을 이용하여 캡슐을 성형할 경우에는 고온으로 히팅되어진 액상의 젤라틴을 급속히 냉각시키면 캡슐이 찢어지거나 터지는 상황이 발생하므로 모든 공정에서 일정한 온도를 유지시킨 상태로 점차 서서히 냉각 및 경화를 시켜주어야 하는데, 상술한 바와 같이 캡슐성형기(200)와 텀블드라이어(400)의 사이에 드라이컨베어(300)를 장착함으로써 캡슐의 이송과 함께 냉각과정이 이루어질 수 있도록 되는 것이고, 동시에 컨베어벨트(330)의 온도를 조절함으로써 캡슐이 급격한 온도변화없이 안정적으로 온도를 점차 낮아지게 냉각시킬 수 있는 것이다.

이때, 상기 드라이컨베어(300)는 컨베어벨트(330)가 2단 또는 3단, 그 이상의 다층으로 형성되도록 하면 성형이 완료된 상태의 캡슐(1)의 이송경로를 연장하여 캡슐의 냉각 및 경화공정이 더욱 서서히 이루어질 수 있도록 할 수 있는 것이고, 이때 각각의 컨베어층(330a,330b,…,330n)의 설정온도를 서로 달리함으로써 캡슐의 냉각온도를 점차 낮아지도록 설정할 수 있는 것이다.

즉, 식물성 젤라틴을 이용하여 캡슐을 제조하는 경우 공급드럼(210)에서의 온도를 대략 45℃ 내외로 유지하게 되는데, 컨베어층을 3층으로 형성할 경우 3층은 30~40℃, 1층과 2층은 20~25℃로 온도로 설정함으로써 캡슐(1)이 드라이컨베어(300)를 통하여 이송되는 과정에서 냉각 및 경화가 서서히 이루어질 수 있게 되는 것이다.

이때, 상기 드라이컨베어(300)는 다층으로 이루어진 컨베어벨트(330)를 두 개 이상의 복수의 형태로 반복되게 형성하면 캡슐(1)의 이송경로를 더욱 연장시킬 수 있는 것이고, 각각의 컨베어층의 온도차이 격차를 줄여 더욱 서서히 냉각 및 경화가 이루어질 수 있게 되는 것이다.

또한, 드라이컨베어(300)를 복수의 형태로 구성할 경우에는 그 연결부에 미들컨베어(340)를 형성하여 캡슐의 이송경로를 연결해주도록 하여야 하는 것이고, 또한 드라이컨베어(300)와 텀블드라이어의 사이에는 엔드컨베어(350)를 장착함으로써 드라이컨베어(300)로 이송되어진 캡슐(1)을 텀블드라이어(400)로 공급토록 하여야 하는 것이다.

또한, 이때 드라이컨베어(300)를 다층으로 구성할 경우에는 미들컨베어(340)와 엔드컨베어(350)를 하층으로부터 상층으로 견인하도록 하여 각각의 컨베어벨트(330) 간을 연결하거나 컨베어벨트(330)와 텀블드라이어(400)를 연결하면서도 자연낙하에 의하여 용이하게 캡슐을 이송할 수 있도록 되는 것이다.

한편, 상기 드라이컨베어(300)를 경유한 후 건조과정이 이루어지는 텀블드라이어(400)는 다단으로 구성되어 각 단을 거치면서 건조가 이루어지는 것으로, 각각의 단에는 내통의 회전과 함께 바람을 주입하여 건조가 이루어지는데, 이때 식물성 젤라틴의 경우 안정성이 떨어지기 때문에 각 단의 텀블드라이어(400)의 건조구조를 각각 달리함으로써 성형된 캡슐이 더욱 안정적으로 건조가 이루어질 수 있도록 할 수 있는 것이다.

즉, 텀블드라이어(400)의 각 단을 내통의 회전만으로 건조시키거나, 또는 회전과 동시에 송풍을 주입하여 건조가 이루어질 수 있도록 할 수 있는 것으로, 가장 바람직하게는 캡슐이 성형된 상태에서 안정성이 떨어지는 텀블드라이어의 초반부의 단은 회전에 의하여만 건조가 이루어지도록 하면서 후반부의 단은 회전과 함께 송풍을 주입하여 건조가 이루어지도록 함이 바람직한 것이다.

예를 들면 텀블드라이어(400)를 6단으로 구성할 경우에 1,2단 은 송풍을 주입하지 않고, 3~6단은 송풍을 주입하여 후반으로 갈수록 캡슐의 안정성이 높아짐에 비례하여 건조효율을 향상시킬 수 있는 구조로 구성함이 바람직한 것이다.

한편, 이러한 식물성 젤라틴의 원료는 변형 전분과 카라기난을 글리세린 및 정제수와 배합비율을 맞춰서 혼합하여 제조함이 바람직한 것으로, 교반기(500)를 이용하여 식물성 원료를 교반하면서 중탕하여 액상의 젤라틴을 얻을 수 있게 되는 것이다.

이때, 교반기(500)는 서비스탱크(100)가 틸팅되는 구조로 이루어지도록 하면 젤라틴을 액상으로 제조한 후 별도의 저장용기에 옮겨 담을 필요없이 젤라틴이 제조완료된 후 서비스탱크(100) 자체를 이동하여 캡슐성형 라인에 연결할 수 있는 것이고, 이러한 서비스탱크(100)에 히팅장치(101)를 형성하면 젤라틴을 중탕하여 제조하는 공정에서 서비스탱크를 가열하여 젤라틴을 중탕할 수 있음은 물론, 서비스탱크(100)를 이동하는 동안과 서비스탱크(100)를 캡슐 성형라인에 연결하여 젤라틴을 공급하는 공정에서 젤라틴의 온도를 일정하게 유지하여 젤라틴이 고형화 되지않고 액상인 상태를 그대로 유지할 수 있게 되는 것이다.

이때, 상기 서비스탱크(100)의 상단에는 뚜껑(102)으로 막아 그 내부가 밀폐된 상태를 유지하도록 하고, 뚜껑(102)에 공기주입을 위한 인렛(103)을 형성하여 인렛(103)을 통하여 공기를 주입함으로써 서비스탱크(100)의 내부압력을 높여 액상의 젤라틴이 미터링 스테이션(110)으로 이송될 수 있게 되는 것이다.

그리고 미터링 스테이션(110)으로 이송된 액상의 식물성 젤라틴은 시트형태로 공급드럼(210)에 도포되어지도록 하기 위해서는 슬롯다이(220)를 통하여 밀어주어야 하는데, 미터링 스테이션(110)에 펌프(111)를 장착하고 그 펌프(111)에 슬롯다이(220)와 연결되는 공급라인(112)을 연결함으로써 미터링 스테이션(110)에서 강제로 보내진 액상의 식물성 젤라틴이 슬롯다이(220)를 통하여 시트형태로 강제 배출되면서 공급드럼(210)의 표면에 일정한 두께로 도포되어지도록 한 것이다.

이때, 상기 서비스탱크(100)와 미터링 스테이션(110)을 연결하여 젤라틴을 이송하기 위한 호스(104)에는 개폐밸브(105)를 장착하고, 미터링 스테이션(110)의 내부에는 젤라틴의 저장용량을 감지할 수 있는 센서(115)를 내장하여 그 센서(115)에 의하여 개폐밸브(105)가 동작하도록 하면 미터링 스테이션(110) 내의 젤라틴의 저장용량에 따라서 자동으로 개폐밸브(105)가 개방되거나 차단되면서 젤라틴을 지속적으로 공급할 수 있게 되는 것이다.

따라서 이러한 캡슐의 원료로 사용되는 액상의 젤라틴이 공급되고 배출되는 과정에서 젤라틴을 일정한 온도로 유지할 수 있게 되는 것이고, 또한 캡슐의 피막을 성형하는데 있어서 식물성 젤라틴을 사용함에도 불구하고 젤라틴이 시트형태로 배출되면서도 균일한 압력과 균일한 두께로 도포되는 것이고, 공급드럼의 표면에 얇은 두께로 도포된 상태에서 식물성 젤라틴으로 이루어지는 캡슐의 피막을 성형할 수 있게 되는 것이다.

또한, 상기 캡슐성형기(200)로 공급되는 젤라틴은 히팅된 상태로 서비스탱크(100)로부터 공급되므로 고온 상태를 유지하게 되는데, 공급드럼(210)에 히팅수단(미도시)을 내장함으로써 젤라틴 시트가 고온상태를 유지하면서 성형과정이 이루어지도록 한 것이다.

따라서 공급드럼(210)에서는 히팅수단을 이용하여 시트상태에서는 고온을 유지토록 하고, 캡슐 성형기에서 캡슐이 성형된 이후부터는 점차적으로 온도를 낮춰주면서 건조가 이루어지도록 하여 캡슐이 서서히 경화되고, 이에 따라 접합부위의 터짐을 방지하고 불량률을 최소화하여 캡슐을 안정적으로 제조할 수 있게 되는 것이다.

또한, 고온의 젤라틴을 성형할 경우에 성형한 캡슐의 표면이 성형틀(230)의 내면에 붙는 경우가 발생할 수 있으므로 성형틀(230)측으로 냉풍을 불어 캡슐의 표면을 순간적으로 경화시켜 캡슐이 성형틀에 들러붙지 않도록 함이 바람직한 것으로, 이러한 냉풍을 불어주는 구조는 별도의 에어컨(240)을 구비하고 그 에어컨(240)과 성형틀(230)을 공급관(250)으로 연결하여 에어컨(240)에서 발생된 냉풍을 공급관(250)을 통하여 성형틀(230)로 불어줌으로써 캡슐의 성형시 캡슐표면이 성형틀에 들러붙게 되는 것을 방지하고, 동시에 네트를 강하게 하여 텐션을 주는 효과, 즉 캡슐 성형된 이후의 잔여물이 경화되면서 수축됨으로 인하여 캡슐과 잔여물의 분리가 용이하게 이루어지는 효과가 발생하는 것이다.

1: 캡슐
100: 서비스탱크 110: 미터링 스테이션
200: 캡슐성형기 210: 공급드럼
220: 슬롯다이 230: 성형틀
240: 에어컨 250: 송풍관
300: 드라이컨베어 310: 히팅블로워
320: 냉각블로워 330: 컨베어밸트
340: 엔드컨베어 350: 미들컨베어
400: 텀블드라이어
500: 교반기
600: 약액공급탱크

Claims (5)

1. 액상의 식물성 젤라틴이 제조되어 이송되는 서비스탱크(100)에 미터링스테이션(110)이 연결되어 미터링스테이션(110)을 통하여 캡슐성형기(200)로 액상의 젤라틴이 공급되고, 상기 캡슐성형기(200)는 성형완료된 캡슐(1)의 이송과 경화를 위한 드라이컨베어(300) 및 텀블드라이어(400)가 순차적으로 연결 장착되며, 상기 드라이컨베어(300)는 히팅블로우(310)와 냉각블로워(320)가 장착되어 캡슐을 이송하는 컨베어밸트(300)의 온도를 제어하여 캡슐의 경화 온도를 설정된 온도대로 적정하게 조절함으로써 캡슐의 경화가 급격한 온도변화가 없이 안정적으로 이루어지도록 됨을 특징으로 하는 식물성 젤라틴 캡슐 제조장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 서비스탱크(100)는 공압식으로 압축공기를 주입하여 서비스탱크(100)에 담겨져 있는 액상의 식물성 젤라틴을 미터링 스테이션(110)으로 이송하고, 상기 미터링 스테이션(110)은 펌프가 장착되어 캡슐성형기(200)의 슬롯다이(220)로 젤라틴을 자동 주입하여 슬롯다이(220)를 통하여 액상의 젤라틴이 시트형태로 강제 배출됨을 특징으로 하는 식물성 젤라틴 캡슐 제조장치.
3. 제 2항에 있어서, 상기 서비스탱크(100)는 히팅장치(101)가 내장되어 젤라틴의 온도를 유지할 수 있도록 되고, 상기 서비스탱크(100)와 미터링 스테이션(110)은 젤라틴을 이송하기 위한 호스(104)로 연결되면서 호스(104)와 미터링 스테이션(110)의 내부에 각각 개폐밸브(105)와 저장용량을 감지하기 위한 센서(115)가 장착되어 미터링 스테이션(110)의 젤라틴 저장용량을 감지하여 젤라틴의 공급이 자동으로 이루어짐을 특징으로 하는 식물성 젤라틴 캡슐 제조장치.
4. 제 1항에 있어서, 캡슐성형기(200)는 공급드럼(210)에 히팅수단이 내장되어 젤라틴 시트가 고온을 유지한 상태로 캡슐 성형기(200)로 공급되고, 캡슐의 성형이 이루어지는 성형틀(230)에는 에어컨(240)에서 발생된 냉풍을 공급하는 공급관(250)이 연결되어 에어컨(240)에서 발생된 냉풍을 공급관(250)을 통하여 불어 캡슐의 성형시 캡슐표면이 성형틀(230)에 들러붙게 되는 것을 방지토록 한 식물성 젤라틴 캡슐 제조장치.
5. 제 1항에 있어서, 상기 드라이 컨베어(300)는 컨베어밸트(330)가 다층으로 형성되어 성형완료된 상태의 캡슐(1)의 이송경로를 연장토록 되고 각각의 컨베어층(330a,330b,…,330n)은 설정온도가 점차 낮아지도록 설정되어 캡슐의 경화가 서서히 이루어질 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 식물성 젤라틴 캡슐 제조장치.

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