KR20160081522A

KR20160081522A - 흑마늘 숙성제조기

Info

Publication number: KR20160081522A
Application number: KR1020140195464A
Authority: KR
Inventors: 구본건; 이상훈
Original assignee: 영산대학교산학협력단; 이상훈
Priority date: 2014-12-31
Filing date: 2014-12-31
Publication date: 2016-07-08

Abstract

본 발명의 실시 예는, 외관을 형성하고, 내부에 저장되는 마늘을 열과 스팀으로 숙성시키는 숙성 챔버; 상기 숙성 챔버 내부로 열과 스팀을 공급하고 이를 제어하는 제어 챔버; 상기 본체 일측에 구비되고, 상기 숙성 챔버 내부로 열을 공급하는 열 공급부; 상기 숙성 챔버 내부 일측에 구비되어 내부 온도를 체크하는 온도센서; 상기 숙성 챔버 내부 일측에 구비되어 내부 습도를 체크하는 습도센서; 상기 드로어의 일측에 구비되어 적재된 마늘의 중량변화를 체크하고, 무선주파수를 발사하여 기록된 데이터를 상기 리더로 송신하는 태그안테나와, 정보의 저장과 제어를 담당하는 아이씨칩(IC Chip), 외부압력의 변화를 감지하는 압전체를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 중량센서; 상기 온도센서, 습도센서 및 중량센서로부터 수신된 정보를 해독하는 리더와; 상기 리더에서 해독된 정보를 처리가능하고, 데이터의 처리가 가능한 컴퓨터나 휴대용 단말기임을 특징으로 하는 호스트;그리고, 상기 숙성 챔버 내부에 선택적으로 장착되고, 숙성되는 마늘을 저장하는 드로어;을 포함해서 구성되어있고, 상기 숙성 챔버 내부 측면에는 드로어에 열과 스팀과 냉기를 직접 공급하는 측면 스팀구가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 흑마늘 숙성제조기를 제공한다.

Description

흑마늘 숙성제조기 { Black garlic aging system }

본 발명은 흑마늘 숙성제조기에 관한 것이다. 구체적으로는, 본 발명은 원료인 마늘을 복수의 마늘 숙성을 위한 드로어에 담은 후, 이를 숙성 챔버 내부로 제공한다. 이렇게 제공된 마늘을 정해진 소정의 온도 범위에서 소정의 시간동안 숙성한 후 건조시킴으로써 흑마늘을 숙성하는 제조기에 관한 것이다.

일반적으로, 마늘은 일반 가정은 물론 음식점 등에서 사용되는 향신료 중의 하나로 음식의 재료로 널리 사용되고 있다.

최근들어, 마늘이 면역력을 증강시키는 효과가 있고, 병원균과 암세포에 대한 저항력을 높히고, 순환기병의 예방과 치료효과를 가지고 있다는 점이 많은 동물실험 및 임상시험에 의해 입증되고, 콜레스테롤과 혈압을 낮추는 효과 등이 일반인들에게 널리 알려짐으로써 기능성 건강식품으로 인식되고 있다.

그러나, 마늘은 주성분인 알리인(Alliin)은 마늘조직이 파쇄될 때 알리나아 제(Alliinase)에 의해서 알리신(Allicin)으로 분해되면서, 독특한 냄새가 발생하고 자극성이 심해서 구취를 유발함으로 인해서 생마늘 그대로를 섭취하기 어렵고 생마늘을 많이 섭취하면 간에 자극을 주어서 건강에 오히려 해로울 수도 있다는 문제점이 있다.

이러한 점들로 인해서, 마늘분말, 구운마늘 및 무취마늘 등의 형태로 마늘을 가열처리한 제품이 사용되고 있다.

그러나, 마늘을 가열처리하면 마늘 고유의 성분을 그대로 유지하기 어렵고, 향신료로 사용하는 경우에도 그 맛을 내기 어렵다는 문제가 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 여러가지 방법이 제안되었다. 그중에서, (주)코스트플러스코리아의 특허 제10-0530386호에는 일정 온도와 습도에서 자가 발효시켜서 마늘 본래의 성분과 효능을 손상시키는 일 없이 항산화력 및 폴리페놀 함량이 증가된 숙성마늘의 제조방법이 개시되어있다.

상기 특허의 숙성마늘의 제조방법은 생마늘을 40~90℃에서 280~320시간 열풍으로 숙성하고, 이를 38~42시간 자연건조한 후, 다시 20~30℃의 열풍을 가해서 30~50시간정도 숙성시켜서 제조하는 것을 특징으로 하고 있다.

또한, 상기 특허의 제조방법은 상기 40~90℃에서 280~320시간 열풍으로 숙성하는 단계에서는 생마늘을 스틸 용기에 다수개 넣은 후 다수개의 스틸 용기를 컨테이너에서 숙성하고, 상기 스틸 용기 아래에서 숯을 배치하거나, 또는 상기 40~90℃에서 280~320시간 열풍으로 숙성하는 단계에서는 상기 각 스틸 용기에 수분을 공급하는 것을 특징으로 하고 있다.

그러나, 상기 특허의 제조방법에서는 전기 열풍기을 이용하여 1차 숙성단계, 자연건조단계, 및 1차 숙성단계를 포함하여, 1차 및 2차 숙성단계사이에 건조단계를 포함시켜야 하므로, 마늘 숙성이 연속적으로 이루어지지 않아 번거롭다는 단점이 있었다.

아울러, 상기 특허의 제조방법에서는 숙성시간이 지나치게 길어지므로, 실질적으로 숙성이 잘 이루어지지 않는다는 문제점이 있었다. 또한, 상기 특허의 제조방법에서는 장시간의 숙성시간으로 인해 필연적으로 마늘 내부에 함유된 수분이 과도하게 증발하게 되고, 이로 인하여 마늘이 건조되면서 딱딱해지는 문제를 방지하기 위해서 외부에서 별도로 수분을 공급하는 과정을 거쳐야 한다.

이렇게 마늘에 수분을 공급하면서 숙성시키는 경우,숙성마늘에서 최종 제조된 숙성마늘은 맛과 품질이 떨어지는 문제가 발생한다.

또한, 마늘을 숙성하는 과정에서 메일라드 반응(Maillard reaction,갈변화 반응)이 수반된다. 이는 당류의 카르보닐기와 단백질의 아미노기가 가열에 의해 갈색물질(Melanoidins)을 생성하는 반응이며, 자연적으로 생성되는 식품의 대표적인 비효소적인 갈변화 반응이다.

이러한 메일라드 반응은 식품의 가공과정에서나 혹은 저장시에도 발생할 수 있는 자연발생적으로 일어나며, 식품의 향기나 점도 또는 색상에 영향을 미치는 매주 중요한 반응이다.

메일라드 반응은 억제하기가 어렵다. 이와같은 메일라드 반응은 고수분하에서는 중온으로도 발생되나, 저수분의 환경하에서는 고온을 가해야만 발생하게 된다. 따라서, 메일라드 반응은 흑마늘 숙성제조기에 있어서는 전력의 소요량과 관련해서 중요한 과정에 해당하며, 이를 제어하는 것이 흑마늘 숙성과 관련해서 관건이다.

한편, 일반적으로 무선주파수인식장치(RFID system:Radio Frequency IDentification system)란 모든 사물에 전자태그(tag)를 부착하고 무선통신 기술을 이용하여 사물의 정보 및 주변 상황정보를 감지하는 인식 기술이다.

무선주파수인식장치(RFID system)는 필요한 모든 것(곳)에 태그(tag)를 부착하고, 이를 통하여 기본적인 사물의 인식정보는 물론이고 센싱(Sensing)기술과 결합되는 경우 주변의 환경정보(온도, 습도, 오염정보, 균열정보 등)까지 탐지하여 이를 실시간 네트워크로 연결하여 수신된 정보를 관리한다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 마늘의 매운맛은 감소시키면서, 마늘이 가지는 고유의 영양소들은 그대로 보존하는 고품질의 기능성 건강식품으로 사용될 수 있는 흑마늘을 제공하기 위한 것으로서, 마늘의 손질상태,크기 및 생산시기 등의 전처리 과정은 거치지 않고, 숙성 챔버 내부의 온도,습도 및 시간을 최적상태로 유지하여 고품질의 흑마늘을 제조하는 흑마늘 숙성제조기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

아울러, 무선주파수인식시스템(RFID)을 이용하여 관련된 해당 데이터를 실시간으로 유무선으로 송수신함으로써, 흑마늘 숙성을 보다 체계적이고 효율적으로 관리 및 수행하는 것을 목적으로 한다.

그리고, 상기 리더는, 무선주파수를 송/수신하기 위한 리더안테나와, 상기 리더안테나에서 송신된 신호를 변조하는 아날로그 신호처리부와, 상기 아날로그 신호처리부에서 수신된 신호를 해석하여 상기 호스트로 전달하는 디지털 신호처리부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 제어 챔버에는 상기 숙성 챔버로 공급할 열과 스팀 그리고 냉기를 발생시키는 컴프레서와 스팀열 공급부가 구비되어 있고, 이를 제어하는 제어부가 구비되어 있고, 상기 제어부는 동작여부를 표시하는 전원표시부, 숙성 챔버 내부의 상태를 표시하는 데이터 표시부 그리고, 컴프레서와 대용량 스팀발생기의 동작을 제어하는 작동부로 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어부는 원격지에서 네트워크로 접속된 호스트에 의해서 유선 또는 무선으로 제어가능한 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 숙성 챔버 내부의 상측에는 내부에 발생된 가스 및 수분을 외부로 강제로 배출시키는 환풍셔터가 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성을 이루는 본 발명의 실시예에 따른 흑마늘 숙성제조기에 의하면, 흑마늘을 제조하기 전 생마늘을 세척한다든지, 껍질을 제거하거나, 일정한 크기로 자르는 등의 전처리과정이 불필요하게 되고, 숙성 챔버 내부에 온도,습도 및 중량센서를 구비함으로써, 숙성 챔버 내부의 숙성을 위한 조건을 최적화시킴으로써 숙성에 필요한 온도 및 제조 공정을 최적화할 수 있게 된다.

아울러, 숙성시키고자 하는 마늘이 껍질을 제거한 상태인지, 통마늘 상태인 지 그리고 햇마늘인지 여부에 따라서 그에 맞는 숙성 모드를 선택해서 숙성된 흑마늘을 제조할 수 있어서 숙성 및 사용자의 편의성이 향상되고, 최적의 상태로 마늘을 숙성시킴에 따라서 숙성에 필요한 기간이 단축되고, 숙성에 필요한 전력소모량이 최소화되는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 흑마늘 숙성제조기의 정면사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 흑마늘 숙성제조기의 구성에 관한 내부사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 흑마늘 숙성제조기의 숙성 챔버 내부 측면에 관한 상세도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 흑마늘 숙성제조기의 숙성 챔버 내부구조에 관한 정면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 흑마늘 숙성제조기의 작동에 따른 온도별, 단계별 흑마늘 숙성과정을 나타낸 표이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 흑마늘 숙성제조기의 작동에 따른 단계별 온도와 습도의 변화를 나타낸 표이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 흑마늘 숙성제조기의 작동에 따른 단계별 습도의 변화추이를 나타낸 그래프이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 흑마늘 숙성제조기의 작동에 따른 마늘의 중량변화를 나타낸 표이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 흑마늘 숙성제조기의 후면 구조에 관한 사시도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 흑마늘 숙성제조기의 드로어의 구조에 관한 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 흑마늘 숙성제조기의 제어부 구성에 관한 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 흑마늘 숙성제조기의 압전체를 이용한 무선주파수인식(RFID) 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 블럭도이다.

이하에서는 본 발명의 구체적인 실시 예를 도면과 함께 상세히 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명의 사상이 제시되는 실시 예에 제한된다고 할 수 없으며, 또 다른 구성요소의 추가, 변경, 삭제 등에 의해서, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 의한 흑마늘 숙성제조기(10)는, 내부에 숙성을 시키기 위한 마늘이 저장되는 복수의 드로어(300)이 저장되는 숙성 챔버(100)와, 상기 숙성 챔버(100)의 일측에 구비되고 상기 숙성 챔버(100) 내부로 열,스팀과 냉기를 공급하는 제어 챔버(200)에 의해서 외형이 형성된다.

상기 숙성 챔버(100)의 외형은 상기 도어(120)에 의해서 좌우로 구획되고, 상기 도어(120)의 일측에는 상기 숙성 챔버(100) 내부상태를 확인할 수 있는 확인창(110)이 구비되어 있다.

그리고, 상기 숙성 챔버(100)를 선택적으로 차폐하는 도어(120)는 상기 순성장치(10)에 회동 가능하도록 힌지결합되어 장착되고, 상기 도어(120)는 도어 체결구에 의해서 상기 숙성 챔버(100)를 외부환경으로 부터 밀폐된다.

그리고, 상기 제어 챔버(200) 정면에는 상기 숙성 챔버(100) 내부의 온도, 습도 등의 내부상태를 표시하고, 내부의 구비된 대용량 스팀발생기(220) 및 컴프레서(230)를 동작 및 제어할 수 있는 제어부(210)가 구비된다.

한편, 상기 숙성 챔버(100)의 상측면에는 상기 숙성 챔버(100) 내부에서 발생하는 습도 및 온도를 유지에 따른 열과 수분 및 유황 가스를 외부로 방출하기 위한 환풍셔터(140)가 구비된다.

상기 숙성장치(10)의 상측 모서리 부분에는 이동 및 설치시에 크레인 등과의 결합을 위한 연결구가 구비된다.

이렇게 형성된 상기 흑마늘 숙성제조기(10)는 상기 숙성 챔버(100) 내부의 환경이 외부 환경조건으로 부터 영향을 받지 아니할 수 있는 구조를 가지게 된다.

도 2는 본 발명의 실시예에 의한 흑마늘 숙성제조기(10)의 내부 구조에 관한 내부 사시도이다.

도 2를 참조하면, 상기 흑마늘 숙성제조기(10)의 좌측에 구비된 제어 챔버(200) 내부에는 상기 숙성 챔버(100) 내부로 열과 스팀 그리고 냉기를 각 숙성단계에 맞춰서 공급하기 위해서, 대용량 스팀발생기(220)와 냉기를 발생하기 위한 컴프레서(230)가 구비된다.

상세히 살펴보면, 상기 대용량 스팀발생기(220)를 통해서 발생된 스팀은 상방향으로 연통된 스팀용 덕트을 통해서 상기 숙성 챔버(100) 상단 일측에 형성된 스팀구로 토출된다.

이렇게 공급된 스팀은 상기 숙성 챔버(100)의 내부 상단에서 하단으로 공급되며, 숙성시킬 마늘이 저장된 드로어(300)을 가열하게 되고, 내부에 저장된 마늘에 스팀을 공급하게 된다.

또한, 흑마늘의 최종단계에서는 숙성된 흑마늘의 쫀득한 조직감을 유지시키기 위해서 저온으로 숙성시키는 과정에서는 상기 숙성 챔버(100) 내부를 저온으로 장시간 냉각시키는 조건을 유지해야 하므로, 이 과정에서는 상기 제어 챔버(200) 내부에 구비된 냉기용 컴프레서(230)를 가동시키게 된다.

상기 컴프레서(230)에서 발생된 냉기는 상방향으로 연통된 냉기용 덕트를 통해서 상기 숙성 챔버(100) 상단 일측에 형성된 냉풍구를 통해서 숙성 챔버(100) 내부로 토출된다.

상기 제어 챔버(200) 일측에는 숙성 챔버(100)가 구비된다.

상기 숙성 챔버(100)는 상기 마늘이 저장된 복수의 드로어(300)의 내부의 전후방향 인출입의 이동을 안내하고, 정위치에 고정시키는 드로어가이드(180), 상기 숙성 챔버(100) 내부 바닥면에 구비되어서 각 숙성단계별로 필요로 하는 적정 내부 습도 및 온도를 유지시키기 위해 스팀을 발생시키는 스팀발생기(130)를 포함하여 구성된다.

도면을 살펴보면, 상기 숙성 챔버(100)의 후면 상측에는 열풍구(150)가 구비되며, 하면에는 전기히터(160)가 구비된다.

그리고, 상기 숙성 챔버(100)의 내부 상면에는 환풍셔터(140))가 구비된다.

상기 스팀발생기(130)의 스팀발생량,발생지속시간 그리고 온/오프 등은 후술할 제어부(210)에서 제어하게 된다.

한편, 상기 숙성 챔버(100) 후면의 하측부분에는 전기히터(160)가 장착된다.

상기 전기히터(160)는 상기 숙성 챔버(100)의 내부온도를 각 숙성단계에서 요구하는 온도에 맞추어주는 열원이며, 그 작동여부 및 산출열량 등은 후술할 제어부(210)가 그 제어를 관장하게 된다.

다음으로, 상기 숙성 챔버(100) 후면의 상측부분에는 상기 숙성장치(10) 외측에 설치된 열 공급부(700)에서 발생시킨 열이 연통된 덕트(720)를 통해서 상기 숙성 챔버(100) 내부로 공급되는 열풍구(150)가 설치된다.

상기 열풍구(150)를 통해서 상기 숙성 챔버(100) 내부 상측으로 부터 유입된 열풍과 상기 전기히터(160)로 상기 숙성 챔버(100) 하부에서 공급되는 이중의 열원을 통해서 숙성시키고자 하는 마늘의 각 단계에서 필요로 하는 온도를 상기 숙성 챔버(100) 내부의 온도 편차없이 일정하게 조절할 수 있도록 한다.

한편, 상기 숙성 챔버(100) 내부의 상측면에는 환풍셔터(140)가 장착된다.

상기 환풍셔터(140)는 마늘을 숙성시키는 과정에서 발생하는 유황가스와, 각 단계에서 발생한 불필요한 수분 및 열원을 외부로 강제로 배출시켜 주는 장치이다.

상기 환풍셔터(140)는 상기 숙성장치(10)의 외부 상측면으로 연통되며, 그 작동여부에 따라서 상하로 이동이 가능한 구조이다.

상기 환풍셔터(140)는 강제 배기가 필요없는 경우에는 외부 환경으로 부터 노출되지 않도록 상기 숙성 챔버(100) 내측으로 내려와 있고, 배기가 필요한 경우에만 상기 숙성장치(10) 상측의 외부로 노출될 수 있도록 상하로 이동이 가능한 구조이다.

상기 환풍셔터(140)에는 환풍 및 배기를 강제하는 가스배출 팬(Fan)(미도시)이 함께 구성된다.

상기 환풍셔터(140) 또한 그 작동여부 및 위치 등은 후술할 제어부(210)에 의해서 제어가 된다.

상세하게는, 상기 드로어가이드(180)는 상기 숙성 챔버(100) 측면에 장착된다. 상기 드로어가이드(180)는 절곡되어 형성된 철재 구조물로써, 상기 숙성 챔버(100)의 입구에서부터 후면의 내벽까지 연장되어 장착된다.

상기 드로어가이드(180)는 상기 숙성 챔버(100)의 측면에 나사결합 또는 용접 등에 의해서 고정결합되며, 숙성시킬 마늘을 저장한 상기 드로어(300)의 상기 숙성 챔버(100) 내부로의 인출입을 가이드하는 역할을 하고, 숙성작업시 상기 드로어(300)을 안정적으로 지지하고 저장하는 역할을 한다.

상기 숙성 챔버(100) 내부의 후면에는 아래에서 상세하게 설명할 열풍구(150),환풍셔터(140)와 전기 히터(400)가 구비된다.

한편, 상기 선반(80)의 어느 일측에는 상기 숙성 챔버(100) 내부의 온도를 측정해서 그 데이터를 호스트(400)로 송신하는 온도센서(800)가 장착된다.

상기 온도센서(800)는 상기 드로어(300)이나 상기 숙성 챔버(100) 일측에 탈부착이 가능하며, 유선 또는 무선으로 호스트(400)와 연결된다.

그리고, 상기 숙성 챔버(100) 내부의 습도를 측정하기 위해서 상기 숙성 챔버(100)의 일측이나 상기 드로어(300)에 습도센서(900)가 장착되고, 측정된 내부 습도를 상기 호스트(400)로 송신한다.

상기 습도센서(900)는 상기 드로어(300) 등에 탈부착가능하며, 유선 또는 무선으로 상기 호스트(400)와 연결된다.

또한, 상기 드로어(300)의 하면 일측과 상기 드로어가이드(180) 사이에 중량센서(500)가 장착된다. 상기 중량센서(500)는 상기 드로어(300)에 저장된 마늘의 최초 무게와 측정당시의 무게간의 중량변화를 측정하여서 상기 호스트(400)로 그 데이터를 송신한다.

상기 중량센서(500)도 마찬가지로 탈부착가능한 구조이며, 유선 또는 무선으로 상기 제어부(210)와 연결된다.

그리고, 상기 숙성 챔버(100)의 내부 하면에는 상기 숙성 챔버(100) 내부의 습도를 일정하게 유지시키기 위해 스팀을 발생시키는 스팀발생기(130)가 장착된다.

상기 스팀발생기(130)는 흑마늘의 제조하는 공정의 각 단계에서 필요로 하는 습도를 유지하기 위해서, 상기 숙성 챔버(100) 내부에 스팀형태로 수분을 공급하는 장치이다.

상기 스팀발생기(130)는 외부 전원에 의해서 작동을 하게 되며, 상기 제어 챔버(200)의 제어부(210)에 의해서 그 작동여부 및 작동시간 그리고 스팀발생량 등이 제어된다.

상기 제어 챔버(200) 내부에 구비된 대용량 스팀발생장치에 의해 공급된 스팀이 상기 숙성 챔버(100) 상단 일측에 형성된 스팀구를 통해서 공급되게 된다.

다만, 상기 숙성 챔버(100) 상단 일측에 형성된 상기 스팀구를 통해서 공급된 스팀이 상기 숙성 챔버(100) 내부에 균일하게 분포하지는 않게 된다.

따라서, 상기 숙성 챔버(100) 내부에 구비된 상기 스팀발생장치는 이러한 스팀의 불균일한 분포를 균일하게 하고 상기 숙성 챔버(100) 상하간의 스팀량의 균일 뿐 아니라 온도의 편차를 보정하는 역할을 수행하게 된다.

한편, 상기 숙성 챔버(100) 후면에 장착된 열 공급부(700)를 통해서 발생한 열은 덕트로 연결된 열풍구를 통해서 챔버 내부로 유입하게 된다.

그리고, 상기 숙성 챔버(100) 내부의 상하 간의 균일한 온도를 유지하기 위해서 챔버 후면 내측면의 하측에는 전기히터(160)가 구비되고, 숙성단계별로 필요로 하는 온도를 유지시키게 된다.

상기 모든 스팀과 열 및 냉기 발생장치들은 유,무선으로 접속된 호스트(400)에 의해서 유,무선으로 그 동작여부가 유,무선으로 자동으로 제어될수도 있으며, 상기 제어 챔버(200)에 장착된 상기 제어부(210)를 작업자가 수동으로 조작하여서 제어할 수 있는 구조이다.

한편, 상기 도어(120)는 상기 숙성장치(10)와 회동가능하도록 상하 일측이 힌지결합되어 있고, 걸림고리 등과 같은 일반적인 체결구를 이용해서 상기 숙성 챔버(100)를 차폐하게 된다.

한편, 상기 숙성 챔버(100) 상면에는 상기 숙성 챔버(100) 내부에 형성된 환풍구와 연통되어 구비된 환풍셔터가 구비된다.

상기 환풍셔터는 상기 숙성 챔버(100) 내부에서 발생된 열과 스팀 그리고 유황가스 등을 배출하는 역할을 한다. 이러한 상기 환풍셔터의 개폐는 수동으로 작동시킬수도 있으며, 모터 등에 의해서 그 개폐여부가 상기 호스트(400)의 유무선 신호에 의해서 자동으로 제어될 수도 있다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 흑마늘 숙성제조기(10)의 숙성 챔버(100) 내부의 구비된 측면스팀구(170)에 관한 사시도이다.

살펴보면, 상기 숙성 챔버(100) 내부에는 상기 드로어가이드(180)에 의해서 상하 일정간격에 의해서 적층된 드로어(300)이 저장된다.

이렇게 적층된 드로어(300)에는 상기 스팀구 및 열풍구(150) 또는 상기 스팀발생기(130)에 의해서 공급되는 열과 스팀이 균일하게 전달되지 않게 되어 각 드로어(300)에 저장된 마늘의 숙성정도가 일정하지 않게 된다.

따라서, 상기 숙성 챔버(100) 내부 측면에 구비된 각각의 드로어가이드(180) 사이에는 측면스팀구(170)가 형성되어 있다.

상기 측면스팀구(170)는 상기 숙성 챔버(100)의 도어가 설치된 전면에서 후면 내측까지 일정간격으로 연장형성되어 있다.

상기 측면스팀구(170)는 상기 제어 챔버(200) 내부에 구비된 대용량 스팀발생기(220)와 덕트(222)로 연통되어 있는 구조이다.

이렇게 형성된 상기 측면스팀구(170)를 통해서 상기 대용량 스팀발생기(220)에서 생성된 스팀과 열이 토출되게 되어서, 상기 숙성 챔버(100) 내부에 저장된 상기 드로어(300)에 고르게 열과 스팀이 공급되게 된다.

도 4는 본 발명의 실시예에 다른 흑마늘 숙성제조기(10)의 중량센서(500)의 설치에 관한 도면이다.

도면을 살펴보면, 상기 숙성 챔버(100)의 좌우 내측면에는 2회 수직절곡되어 형성된 상기 드로어가이드(180)가 각기 대응되는 위치에 구비된다.

이렇게 구비된 상기 드로어가이드(180)의 상측에 마늘이 저장된 드로어(300)이 층층이 놓여지게 된다.

상기 드로어(300)과 드로어가이드(180)사이에는 일정 면적의 접촉면이 생기게 되고, 이러한 접촉면에는 상기 중량센서(500)가 위치하게 된다.

상기 중량센서(500)는 도면에서와 같이 좌우 접촉부위에 각각 하나씩 그리고 전후면에 각각 하나씩 구비되게 되며, 하나의 드로어(300)에 적어도 4개 이상의 중량 센서(500)가 설치된다.

이렇게 설치된 상기 중량센서(500)는 각 단계별로 각 드로어(300)의 총중량의 변화를 측정하여 그 데이터를 호스트(400)로 송신하게 된다.

상기 호스트(400)로 송신된 상기 드로어(300)의 중량변화에 따라서 숙성단계가 진행되게 된다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 흑마늘 숙성제조기(10)의 작동에 따른 온도별, 단계별 흑마늘 숙성과정을 나타낸 표이다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 흑마늘 숙성제조기(10)의 작동에 따른 피마늘과 깐마늘의 단계별 온도,시간,습도등에 관한 표를 나타낸 표이다.

도 5를 살펴보면, 본 발명의 실시예에 따른 흑마늘 숙성제조기(10)를 이용해서 흑마늘을 제조하는 과정은 5단계로 나뉘어진다.

우선, 전처리 과정으로써, 흑마늘의 재료가 되는 생마늘을 준비해야 한다. 이 과정에서 재료가 되는 마늘은 그 상태가 동일한 것끼리 분별해서 준비해야 한다. 예를들어, 껍질을 제거하지 않은 통마늘은 통마늘끼리, 껍질을 제거한 생마늘은 생마늘끼리, 그리고 일정한 크기로 자르거나 으깬 마늘은 그런 마늘끼리 따로 분리하는 과정이 필요하다.

그리고, 이렇게 분류된 마늘을 상기 드로어(300)에 일정량만큼씩 저장하게 된다. 이렇게 마늘이 저장된 각 드로어(300)을 상기 숙성 챔버(100)의 상기 드로어가이드(180)에 의해 상하로 구획된 저장공간에 장착하게 된다.

이때, 상기 드로어(300)과 상기 드로어가이드(180) 사이에 중량 센서(500)가 상기와 장착된다.

다음으로, 상기 숙성 챔버(100) 내부의 일측에 각각의 온도센서(800), 습도센서(900)가 장착되게 된다.

상기와 같은 숙성을 위한 준비가 완료된 다음, 상기 숙성실 내부의 온도, 습도 그리고 저장된 마늘의 중량을 체크해서 그 정보를 확인한다.

이렇게 입력된 정보와 함께 숙성시키고자 하는 마늘의 조건 및 상태를 포함해서 숙성시키고자 숙성모드를 선택해서 작동을 시킨다.

상기와 같이 동작을 시작한 다음에는, 아래와 같은 5단계의 과정을 거쳐서 흑마늘이 최종적으로 제조되게 된다.

아래에서는 하나의 실시예로써 피마늘의 경우를 예로 설명하기로 한다.

우선, 1단계로써 스팀(증숙)과정에 해당한다.

이를 통해서 고온고습의 단시간의 마늘냄세 분해과정을 거치게 된다. 이 과정은 대략 85~100℃ 정도의 고온으로 대략 1 내지 3 시간에 걸쳐서 진행된다.

습도는 100%RH의 조건으로 진행된다. 즉, 스팀과 열로 저장된 마늘을 찌는 과정에 해당한다.

상기 1단계 과정은 고온,고습의 환경을 제공함으로써, 마늘을 찌는 과정에 해당한다. 본 과정을 통해서 마늘의 맵고 아린맛을 분해하는 과정이다.

본 과정을 통해서 마늘의 조직을 연화시키고, 매운 맛과 아린 냄세를 제거하게 된다. 아울러, 메일라아드(비효소적 갈변 반응) 반응이 용이한 구조로 만드는 과정에 해당한다.

상기 1단계 과정을 거치면서, 마늘에 포함된 성분중에서 매운 맛을 내는 성분을 제거하게 된다. 상기와 같은 과정을 거치기 위해서 고온고습의 조건을 유지시켜줘야 한다. 상기 대략 85℃ 이상의 온도에서 마늘이 함유하고 있는 매운 맛을 내는 성분은 효소가 열분해되어 마늘 밖으로 빠져나오게 되고, 아울러, 다습의 조건을 유지시킴으로써 마늘 표면밖으로 나온 매운 맛의 성분을 공기중의 수분들이 용해시켜서 상기 숙성 챔버(100) 일측에 구비된 순환팬(710)에 의한 강제 순환으로 상기 숙성실 상측면에 구비된 환풍셔터(140)를 통해서 외부로 배출시키게 된다.

상기 1단계 과정을 통해서, 마늘이 가지는 고유의 매운 맛 성분을 제거하게 된다.

다음으로, 2단계과정인 주숙성과정을 거치게 된다.

상기 2단계과정은 숙성하고자 하는 마늘의 수분을 보존하고, 메일라드(비효소적 갈변화 반응)반응을 촉진시키게 과정에 해당한다.

상기 2단계과정에서는 중고온 중습 장기간의 조건을 부과함으로써 마늘의 수분보존력을 유지시키는 과정을 거치게 된다.

상기 2단계의 과정을 살펴보면, 대략 72~78℃ 정도의 온도로 대략 140 시간을 지속하게 된다. 그리고, 습도는 60~70%RH로 유지한다.

상기 2단계의 중고온 중습 조건에서는 간헐적인 스팀수분공급으로 정해진 장시간작업을 수행하게 된다. 본 과정을 거친 후에는 마늘의 당도가 최고치에 도달하게 된다.

다음으로, 상기 2단계 과정을 마치고 되면, 3단계 과정이 진행된다.

상기 3단계 과정은 후숙성의 과정으로써, 중고온 저습 단시간의 과정이다.

상기 3단계 과정을 살펴보면, 대략 60~69℃의 온도로 대략 50 내지 60을 지속하게 된다. 그리고, 습도는 50~60%RH로 유지시킨다.

상기 3단계 과정에서는 대략 60~69℃의 중온의 저습조건으로 진행된다. 본 과정을 통해서 마늘표면의 수본을 제거하는 과정을 거치게 된다.

이러한 과정을 거친 마늘은 쫄깃한 조직의 젤리상으로 변화되며, 원하는 관능 맛 수준에 도달하게 된다.

이 과정을 거치고 나면, 숙성된 마늘의 맛은 단맛과 신맛이 나게 되어서, 맛이 최고조에 달하게 된다.

본 과정을 거쳐야만 최고의 맛을 지닌 숙성된 흑마늘이 되는 것이다.

상기의 마늘이 원하는 관능 맛 수준에 도달했는 지 여부는 중량센서(500)를 통해서 목표수분감량값에 도달했는 지를 통해서 숙성여부를 판단하게 되고, 도달한 경우 상기 3단계 과정의 진행을 종료하게 된다.

다음으로, 4단계 과정이 진행된다.

상기 4단계 과정은 건조 과정으로써, 대략 50~58℃의 온도로 대략 40 내지 50시간을 지속하게 된다. 그리고, 습도는 40~50%RH로 유지시킨다.

상기 4단계의 과정을 통해서 상기 3단계 과정을 거치면서 만들어진 젤리상으로 변한 마늘의 겉표면을 건조시키는 과정에 해당한다.

상기 과정을 통해서, 마늘의 겉표면의 수분을 건조시키는 표면건조과정에 해당된다. 상기 4단계 과정을 마치고 나면, 마늘의 내부 조직은 상기 3단계과정을 통해서 쫄깃한 조직의 젤리상이며 당도는 최고치에 도달해 있는 상태에서, 겉표면 조직은 건조가 되어서 숙성된 마늘끼리 서로 접촉해도 덩어리지지 않고 관리하게 용이한 상태가 된다.

상기와 같은 4단계의 과정을 통해서 생마늘은 마늘 특유의 매운 맛과 냄새가 제거된 흑색의 젤리조직을 갖춘 흑마늘로 숙성된다.

상기 4단계 과정을 거치게 되면 젤리상을 가진 숙성된 흑마늘의 표면이 건조되어서, 저장성이 향상되는 효과를 가지게 된다.

마지막으로, 5단계 과정은 저온후 숙성과정이다. 저온의 장시간과정에 해당한다.

상기 5단계과정은 대략 0~5℃의 온도로 대략 168시간을 지속하게 된다.

그리고, 습도는 20~30%RH로 유지시킨다.

본 과정을 실시하기 위해서는 상기 콘트롤 챔버에 구비된 상기 냉기용 컴프레서(230)를 작동시켜야 한다.

본 과정에 의한 상기 숙성 챔버(100) 내부의 환경은 냉장고의 냉장온도에 해당하는 환경을 유지시켜줘야 한다.

상기 5단계과정을 거친 숙성된 흑마늘은 그 질감이 쫄깃쫄깃하게 되어서 흑마늘로써 상품성을 구비하게 된다.

상기 5단계과정을 수행하기 위해서는 필히 저온의 조건으로 장시간 지속시켜야 한다. 따라서, 냉기용 컴프레서(230)의 동작에 따른 냉기의 발생이 필수적으로 필요한 과정이다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 흑마늘의 숙성중 중량변화에 대한 센서에 대한 단계별 판단범위를 나타낸 그래프이다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 각 단계별 중량변화를 나타낸 표이다.

그래프 및 표를 상세하게 비교해서 살펴보면, 상기 숙성 챔버(100) 내부에 장착된 중량센서(500)의 측정한 최초 저장된 마늘의 중량 대비 중량의 변화율에 따른 각 숙성 단계별 진행여부를 판단하는 범위를 나타내고 있다.

우선, 상기 중량센서(500)에서 측정한 상기 드로어(300)에 저장된 최초 중량 대비 1단계과정인 증숙과정을 진행하고 난뒤, 2단계과정을 진행하다가 상기 드로어(300)에 저장된 마늘의 중량이 최초 측정된 중량 대비 70%에 해당하게 되어서, 상기 중량센서(500)가 해당 데이터를 상기 호스트(400)로 송신하게 되면, 상기 호스트(400)는 수신된 데이터를 근거로 다음 과정인 3단계 과정을 진행하는 명령을 신호로 보내게 된다.

이에 따라서, 상기 제어 챔버(200) 내부의 대용량 스팀 발생장치 및 상기 숙성 챔버(100) 내부의 스팀발생기(130) 등은 3단계과정을 수행하는 데 필요한 열원 및 스팀을 발생시켜서 상기 숙성 챔버(100) 내부로 공급하게 된다.

이렇게 공급된 열원과 스팀이 상기 3단계 과정에서 필요로 하는 습도 및 온도에 도달되면, 상기 습도 및 온도센서(800)로 부터 상기 호스트(400)는 해당 데이터를 송신받게 되고, 다시 상기 호스트(400)는 상기 제어 챔버(200)에 대해서 명령을 송신하게 됨으로써, 상기 숙성장치는 3단계과정에 필요한 조건을 유지하게 된다.

이러한 과정을 통해서, 상기 흑마늘 숙성제조기(10)는 각 단계를 진행하게 된다.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 흑마늘 숙성제조기(10)의 후면의 구조에 관한 사시도이다.

살펴보면, 상기 숙성장치(10)의 후면의 중앙부 하측면에는 철재의 박스형상의 열 공급부(700)가 장착되어 있다.

상기 열 공급부(700)는 전기적으로 열풍을 발생하는 장치이며, 좌우 양측으로 상기 열 공급부(700)에서 발생한 열풍을 상기 숙성 챔버(100) 내부로 강제 공급하기 위한 순환팬(710)과 연통되어 있다.

상기 순환팬(710)은 일측에 덕트(720)와 연통되어 있으며, 상기 덕트(720)는 상기 숙성 챔버(100) 내부의 열풍구(150)와 연통되어 있다.

상기 열 공급부(700)가 발생시킨 열풍은 상기 순환팬(710)에서 의해서 강제적으로 상기 덕트(720)를 통해서 상기 열풍구(150)로 강제 순환되어 상기 숙성 챔버(100) 내부로 강제 유입되게 된다.

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 흑마늘 숙성제조기(10)의 드로어(300)의 구조에 관한 도면이다.

살펴보면, 상기 드로어(300)은 덮개부(310)와 수납부(320)로 구성된다.

상기 덮개부의 상측에는 긴장공 형태의 다수의 통풍공(311)이 형성되어 있다.

상기 통풍공(311)은 저장된 마늘을 숙성시키는 과정에서 발생한 수분과 유황가스 등의 배출 및 상기 열풍구(150)와 전기히터(160) 등으로 발생한 열이 마늘에 효율적으로 골고루 전달시키기 위해서 마련된 것이다.

그리고, 상기 덮개부(310)에는 작업자의 작업편의성을 위해서 회동이 가능하도록 힌지 결합된 손잡이(313)가 구비되어 있다.

다음으로, 상기 수납부(320)는 그 외면을 형성하는 일측이 개방된 철재의 사각박스(321)와 그 내면에는 일정한 두께를 가지고 상기 사각박스(321)와 외형이 대응되도록 제조된 각기 다른 재질의 저장부(323)로 구성된다.

상기 저장부(323)는 나무,천연고무 또는 황토 등을 재질로 해서 구성된다. 이는 드로어(300)에 대한 가열시 균일한 숙성이 이루어지도록 하기 위함이다.

도 11은 본 발명의 실시예에 따른 흑마늘 숙성제조기(10)의 제어부(210)에 관한 도면이다.

도면을 살펴보면, 상기 제어부(210)는 동작여부를 나타내는 전원표시부(211)와,상기 온도 센서, 습도 센서 및 중량센서(500)로부터 전송된 정보를 나타내는 데이터 표시부(212)와 열 공급부(700) 및 스팀발생장치(130,220)의 작동을 제어하기 위한 작동부(213)로 구성된다.

도 12는 본 발명의 실시예에 따른 압전체(510)를 이용한 무선주파수인식(RFID) 시스템을 이용한 흑마늘 숙성제조기(10)의 구성을 개략적으로 도시한 블럭도이다.

도시된 바와 같이 본 발명에 의한 압전체(510)를 이용한 무선주파수인식(RFID) 시스템은 중량센서(500), 리더(Reader,600), 호스트(Host,400)등으로 구성된다.

상기 중량센서(500)는 정보의 저장 및 송출을 담당하는 것으로 무선주파수 데이터를 송/수신하는 태그안테나(530)와 정보의 저장과 제어를 담당하는 아이씨칩(IC Chip,520), 전원을 생성하는 압전체(壓電體,510)로 구성된다.

상기 태그안테나(530)는 상기 중량센서(500)의 일측에 구비되어, 상기 리더(Reader,110)와 '알에프(RF:Radio Frequency)신호'로 데이터를 주고받는 기능을 수행하는 것으로, 사용목적에 따라 다양한 형태의 형상을 가진다.

상기 알에프(RF)신호는 일반적으로 1기가헤르쯔(Ghz)이하의 방사주파수로 원거리 송신을 가능하게 한다.

상기 아이씨칩(IC Chip, 520)은 상기 압전체(壓電體,510)로부터 전원을 공급받아 정보의 저장과 송/수신회로의 제어를 담당하는 것으로 상기 중량센서(500)의 내부에 구비된다.

상기 리더(Reader,600)는 도시된 바와 같이 리더안테나(610), 아날로그 신호처리부(620), 디지털 신호처리부(630), 호스트 인터페이스(Host Interface,632) 등으로 구성되어 상기 중량센서(500)로 부터 수신된 데이터를 해독하고 주파수 발신을 제어한다.

상기 리더안테나(610)는 상기 리더(Reader,600)의 일측에 구비되며 상기 태그안테나(530)와 마찬가지로 '알에프(RF:Radio Frequency)신호'로 데이터를 주고받는 기능을 수행하는 것으로, 사용목적에 따라 다양한 형태로 구성된다.

상기 아날로그 신호처리부(620)는 상기 리더(600)의 내부에 구비되며, 도시되지는 않았지만 수신되는 잡음을 낮춰주는 저잡음증폭기(LAN)와 변조된 신호를 원래 신호로 돌리는 과정을 수행하는 복조기(Demodualtor)등으로 구성된다.

상기 디지털 신호처리부(630)는, 상기 리더(Reader,600)의 내부에 구비되어 호스트 인터페이스(Host Interface,632)와 도시되지는 않았지만 기준클럭을 생성하여 송수신 기준속도를 설정하는 송수신 기준클럭 발생기와 디지털 신호를 아날로그 데이터로 바꿔주는 디코더, 데이터를 산술적/논리적으로 연산하는 디지털프로세서를(Digital Processor) 등으로 구성된다.

상기 호스트(Host,400)는 컴퓨터나 외부장치로 구성되어 상기 리더(Reader,600)로 부터 수신되는 데이터를 처리한다. 또한, 상기 호스트(Host,400)는 상기 리더(Reader,600)에서 수신된 데이터 신호를 처리하고 저장하는 역할을 수행하며 필요에 따라서는 상기 리더(Reader,600)로 데이터를 송신할 수도 있다. 뿐만 아니라, 다수의 리더(Reader)로부터 수신되는 다량의 데이터를 처리하기 위하여 에이전트 기반의 분산 네트워크 시스템으로도 구성할 수 있다.

상기와 같이 압전체(510)를 이용한 무선주파수인식 시스템(RFID)을 흑마늘 숙성제조기(10)에 이용함으로써, 상기 숙성 챔버(100) 내부의 마늘의 숙성단계에 따른 중량변화를 정확히 체크해 냄으로써, 해당 과정의 완료여부를 정확히 진단하고 신속히 다음 과정으로의 진행여부를 판단하고 수행하게 된다.

상기와 같이 무선주파수인식 시스템(RFID)을 이용한 흑마늘 숙성제조기(10)는 흑마늘의 균일한 품질을 보장함과 더불어 숙성에 필요한 장기간의 숙성기간을 단축시킴과 아울러 흑마늘의 숙성에 소요되는 전력량을 감소시킬 수 있다는 이점 또한 보장받을 수 있다.

10 흑마늘 숙성제조기 100 숙성 챔버
200 제어 챔버 210 제어부
220 스팀열 공급부 23 컴프레서
300 드로어 400 호스트(Host)
500 중량센서 510 압전체
520 IC Chip 530 태그 안테나
600 리더(Reader) 610 리더 안테나
620 아날로그 신호처리부 630 디지털 신호처리부
700 열 공급부 800 온도센서
900 습도센서

Claims

외관을 형성하고, 내부에 저장되는 마늘을 열과 스팀으로 숙성시키는 숙성 챔버;
상기 숙성 챔버 내부로 열과 스팀을 공급하고 이를 제어하는 제어 챔버;
상기 본체 일측에 구비되고, 상기 숙성 챔버 내부로 열을 공급하는 열 공급부;
상기 숙성 챔버 내부 일측에 구비되어 내부 온도를 체크하는 온도센서;
상기 숙성 챔버 내부 일측에 구비되어 내부 습도를 체크하는 습도센서;
상기 드로어의 일측에 구비되어 적재된 마늘의 중량변화를 체크하고, 무선주파수를 발사하여 기록된 데이터를 상기 리더로 송신하는 태그안테나와, 정보의 저장과 제어를 담당하는 아이씨칩(IC Chip), 외부압력의 변화를 감지하는 압전체를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 중량센서;
상기 온도센서, 습도센서 및 중량센서로부터 수신된 정보를 해독하는 리더와;
상기 리더에서 해독된 정보를 처리가능하고, 데이터의 처리가 가능한 컴퓨터나 휴대용 단말기임을 특징으로 하는 호스트;그리고,
상기 숙성 챔버 내부에 선택적으로 장착되고, 숙성되는 마늘을 저장하는 드로어;을 포함해서 구성되어있고,
상기 숙성 챔버 내부 측면에는 드로어에 열과 스팀과 냉기를 직접 공급하는 측면 스팀구가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 흑마늘 숙성제조기.
제 1 항에 있어서,
상기 리더는, 무선주파수를 송/수신하기 위한 리더안테나와, 상기 리더안테나에서 송신된 신호를 변조하는 아날로그 신호처리부와,
상기 아날로그 신호처리부에서 수신된 신호를 해석하여 상기 호스트로 전달하는 디지털 신호처리부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 흑마늘 숙성제조기.
제 1항에 있어서,
상기 제어 챔버에는 상기 숙성 챔버로 공급할 열과 스팀 그리고 냉기를 발생시키는 컴프레서와 스팀열 공급부가 구비되어 있고, 이를 제어하는 제어부가 구비되어 있고,
상기 제어부는 동작여부를 표시하는 전원표시부, 숙성 챔버 내부의 상태를 표시하는 데이터 표시부 그리고, 컴프레서와 대용량 스팀발생기의 동작을 제어하는 작동부로 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 흑마늘 숙성제조기.
제 3 항에 있어서,
상기 제어부는 원격지에서 네트워크로 접속된 호스트에 의해서 유선 또는 무선으로 제어가능한 것을 특징으로 하는 흑마늘 숙성제조기.
제 1항에 있어서,
상기 숙성 챔버 내부의 상측에는 내부에 발생된 가스 및 수분을 외부로 강제로 배출시키는 환풍셔터가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 흑마늘 숙성제조기.