KR20160122366A - 텔레스코픽 식품 성형 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 생육이나 다짐육, 각종 반죽을 원료로 하여 돈가스, 패티, 빵, 과자, 떡 등과 같은 가공식품을 원하는 모양으로 성형했을 때, 성형된 그 가공식품의 평면 면적과 형상을 일정하게 할 수 있고, 또, 여러 개의 가공식품을 동시에 성형할 수 있는 텔레스코픽 식품 성형 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 텔레스코픽 식품 성형 장치는, 판상의 설치 부재(10)와, 설치 부재를 승강시킬 수 있는 실린더 기구(40)와, 둘 이상의 성형 구멍(23)이 관통형성된 성형 틀(20)과, 설치 부재와 성형 틀 사이를 연결하며 하단부가 성형 틀의 둘레에 고정되고 상단부가 설치 부재에 대해 승강 가능하게 관통결합되는 복수의 지지 로드(21)와, 설치 부재와 성형 틀의 사이에 위치되도록 지지 로드가 끼워진 형태로 지지 로드마다 배치되는 스프링(22)과, 성형 틀의 성형 구멍 내를 승강할 수 있도록 성형 구멍마다 하나씩 배치되고 공기빼기 구멍이 형성되어 있는 가압 부재(30)와, 설치 부재와 가압 부재의 사이를 연결하며 하단부가 가압 부재의 둘레에 고정되고 상단부가 설치 부재에 대해 승강 가능하게 관통결합되는 복수의 안내 로드(31)와, 설치 부재와 가압 부재의 사이에 위치되도록 안내 로드가 끼워진 형태로 안내 로드마다 배치되는 스프링(32)으로 구성되어 있다.

Description

텔레스코픽 식품 성형 장치{TELESCOPIC FOOD SHAPING APPARATUS}

본 발명은 식품 성형 장치에 관한 것으로서, 고기나 반죽 등의 식품가공원료를, 소비자의 취향에 맞춰 다양한 모양으로 성형하기 위하여 성형틀과 가압부재가 순차적으로 작동되는 텔레스코픽 식품 성형 장치에 관한 것이다.

보다 구체적으로, 생육, 다짐육(mince), 반죽(밀 반죽, 쌀 반죽, 고기 반죽) 등을 원료로 하여, 돈가스나 패티(patty), 빵, 과자, 떡 등과 같은 가공식품을 원하는 모양으로 성형했을 때, 성형된 그 가공식품의 평면 면적과 형상을 일정하게 할 수 있고, 또한, 여러 개의 가공식품을 동시에 성형할 수 있는 텔레스코픽 식품 성형 장치에 관한 것이다.

더 나아가, 식품가공원료의 1회 공급량이 기준 함량보다 많든 적든 상관없이 밀도와 식감이 일정한 가공식품을 제조할 수 있고, 청소가 용이하여 식품위생을 확보할 수 있는 텔레스코픽 식품 성형 장치에 관한 것이다.

식품가공원료를 성형하는 기술은 그 유형을 2가지 정도로 구분할 수 있다.

그 중 하나는, 반죽(고기반죽이나 쌀 반죽과 같은 곡물 반죽)처럼 점성도 있고 유동성도 있는 식품가공원료를 압출기에 투입하고, 그 압출기의 구금을 통해 밀어내는 압출 성형 방식이다.

다른 하나는, 식품가공원료를 성형 틀에 넣고 압착하는 압착 성형 방식이다.

본 발명은 상술한 2가지 성형 방식 중에서도 특히 압착 성형 방식에 관한 것으로, 배경이 된 선행기술로서, 예를 들면 특허문헌 1에 기재된 「돈까스 성형기」가 있다.

도 8은 이 「돈까스 성형기」의 주요 구성요소 중 하나인 회전 펀칭 수단의 구조를 나타낸 것으로, 이 회전 펀칭 수단(200)은, 도 8에 예시된 바와 같이, 구동모터의 구동력을 전달받아 회전하는 종동 샤프트(201)가 일측에 편심 고정되고 이 종동 샤프트와 편심을 이루는 안내홈부(202)가 일측면에 형성된 편심 회전판(203)과, 이 안내홈부에 끼워질 핀이 고정되며 편심 회전판의 편심 회전 거리만큼 승강 가능한 연결대(205)와, 모터(208)를 장착하고 있는 설치박스(207)가 연결대의 승강 동작에 연동하여 승강 가능하게 하는 슬라이딩 봉과, 이 모터에 의해 회전구동되어 성형틀체(110) 상에 올려진 성형 대상물을 회전 펀칭하는 펀칭구(209)와, 성형 대상물을 누를 수 있고 또 펀칭구가 출입 가능한 통공(211)이 형성된 압지판(210)과, 모터의 플랜지(212)와 압지판(210) 사이를 연결함과 아울러 그 바깥쪽으로 압축 스프링(213)이 끼워지는 가이드 봉으로 이루어져 있다.

그러나 이 「돈까스 성형기」는 생육 그대로의 돈까스를 성형하는 데에 적합하도록 구성된 것이기 때문에, 다짐육이나 반죽(고기 반죽, 밀 반죽 등)을 성형 대상물로 할 경우에는 전혀 사용할 수 없다는 단점이 있다.

또한, 이 「돈까스 성형기」는, 돈까스의 두께를 일정하게 하는 데에만 초점이 맞춰져 있을 뿐이어서, 돈까스의 평면 면적(크기)과 외형을 늘 똑같게 만들 수는 없었다.

뿐만 아니라, 특허문헌 1처럼 성형틀체(110)의 표면에 성형 대상물(생육, 다짐육, 반죽 등)을 올려놓고 가압성형할 경우, 성형완료된 가공식품의 하면(바닥면)이 성형틀체(110)의 표면에 눌러 붙어, 이 가공식품을 성형틀체(110)로부터 분리할 때, 가공식품의 일부분이 뜯겨져 나가 성형틀체(110)의 표면에 잔류하는 단점이 있다. 이러한 단점은, 예를 들면, 가공식품의 외형을 나쁘게 함으로써 제품 불량률을 높이고 따라서 품질관리를 어렵게 한다는 문제와, 성형틀체를 자주 청소해야 한다는 청결성 유지 문제를 야기한다.

게다가 이 특허문헌 1에 개시된 「돈까스 성형기」를 비롯한 종래 구성의 식품 성형기는 식품가공원료의 1회 투입량이 기준 함량(이하, 「규정량」이라고 하는 경우도 있다)보다 많거나 적을 경우(이러한 일은 비일비재하게 발생한다), 다음과 같은 문제를 야기한다.

예로서, 식품가공원료가 기준 함량을 초과하여 과량으로 공급된 경우, 식품가공원료에 대한 압축이 과도하게 이루어지고, 이에 따라, 지나치게 딱딱해져 식감이 나쁜 가공식품이 제조된다.

이와 반대로, 식품가공원료가 기준 함량에 못 미치게 공급된 경우, 식품가공원료에 대한 가압성형이 제대로 이루어지지 않아, 표면이 고르지 못하고 외형이 나쁜 가공식품이 제조된다.

물론, 성형 구멍이 하나뿐이어서 1회의 성형작업으로 1개의 가공식품만 제조할 경우는, 실린더 기구의 스트로크(stroke, 행정 거리)를 조정함으로써, 식품가공원료의 1회 투입량이 기준 함량을 초과하든 기준 함량에 못 미치든 상관없이 완벽한 가공식품을 생산할 수 있다. 그렇지만, 실린더 기구의 스트로크를 매번 조정하는 형태로 가공식품을 제조해야 한다면, 공정 자동화는 꿈도 꿀 수 없게 된다.

한편, 성형 구멍이 둘 이상(즉, 다수 개)인 경우는, 실린더 기구의 스트로크를 조정하더라도 각(各) 성형 구멍 내의 식품가공원료를 누르는 압착력은 개별적으로 조절할 수 없기 때문에, 최소한 가공식품의 절반 이상은 불량품일 수밖에 없다.

특허문헌 1: 공개특허공보 공개번호 특2002-0086136

본 발명은 식품가공원료를 압착 성형 방식으로 성형할 경우의 종래 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 성형완료된 가공식품의 평면 형상과 평면 면적을 늘 일정하게 할 수 있는 텔레스코픽 식품 성형 장치를 제공하는 데 목적이 있다.

따라서, 본 발명에 의하면, 가공식품의 품질관리가 용이하고, 불량률도 낮아지므로 생산 효율을 높일 수 있다.

또한, 본 발명은 각종 생육(生肉)뿐 아니라 다짐육이나 반죽도 성형할 수 있는 식품 성형 장치를 제공하는 데에도 목적을 두고 있다.

따라서, 소비자 취향에 맞춰 다양한 모양으로 성형한 돈가스, 쇠고기 너비아니, 치킨 너겟(nugget), 햄버거나 돈가스용 패티(patty), 빵, 과자, 떡 등과 같은 가공식품을 제조·판매할 수 있다.

또한, 본 발명은 식품가공원료가 규정량보다 많이 공급되거나 적게 공급되는 경우에도, 가공식품의 평면 형상과 평면 면적에 차이가 없고, 또 밀도와 식감이 균일한 가공식품의 제조를 가능하게 한 텔레스코픽 식품 성형 장치를 제공하는 데에 또 다른 목적이 있다.

이에 따라, 가공식품의 품질관리가 보다 용이하게 달성될 수 있고, 제품 불량률도 현저히 낮아지게 되어 생산 효율을 최대로 높일 수 있다.

상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명이 제안하는 식품 성형 장치의 구성상 특징은 다음과 같다.

[1] 설치 부재와; 설치 부재를 승강시킬 수 있는 실린더 기구와; 둘 이상의 성형 구멍이 형성된 성형 틀과; 설치 부재와 성형 틀의 사이를 연결하며, 하단부가 성형 틀의 둘레에 고정되고 상단부가 설치 부재에 대해 승강 가능하게 관통 결합되어 있는 복수의 지지 로드와; 각(各) 지지 로드로부터 떨어진 지점에 위치되도록, 설치 부재와 성형 틀의 사이에 배치되어 있는 스프링과; 성형 틀의 성형 구멍 내를 승강할 수 있도록 각(各) 성형 구멍에 하나씩 배치되는 가압 부재와; 설치 부재와 가압 부재의 사이를 연결하며, 하단부가 가압 부재의 둘레에 고정되고 상단부가 설치 부재에 대해 승강 가능하게 관통 결합되어 있는 복수의 안내 로드와; 설치 부재와 가압 부재의 사이에 위치되도록, 안내 로드가 끼워진 형태로, 안내 로드마다 배치되는 스프링을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 식품 성형 장치.

[2] 설치 부재와; 설치 부재를 승강시킬 수 있는 실린더 기구와; 둘 이상의 성형 구멍이 형성된 성형 틀과; 설치 부재와 성형 틀의 사이를 연결하며, 하단부가 성형 틀의 둘레에 고정되고 상단부가 설치 부재에 대해 승강 가능하게 관통 결합되어 있는 복수의 지지 로드와; 설치 부재와 성형 틀의 사이에 위치되도록, 지지 로드가 끼워진 형태로, 지지 로드마다 배치되는 스프링과; 성형 틀의 성형 구멍 내를 승강할 수 있도록 각(各) 성형 구멍에 하나씩 배치되는 가압 부재와; 설치 부재와 가압 부재의 사이를 연결하며, 하단부가 가압 부재의 둘레에 고정되고 상단부가 설치 부재에 대해 승강 가능하게 관통 결합되어 있는 복수의 안내 로드와; 설치 부재와 가압 부재의 사이에 위치되도록, 안내 로드가 끼워진 형태로, 안내 로드마다 배치되는 스프링을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 식품 성형 장치.

[3] 상기 [1] 또는 [2]에 있어서, 가압 부재는 공기빼기 구멍을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 식품 성형 장치.

[4] 상기 [1] 또는 [2]에 있어서, 상기 식품 성형 장치는, 식품가공원료를 이송함과 아울러, 식품가공원료의 성형시, 작업대 역할을 수행하는 벨트 컨베이어를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 식품 성형 장치.

[5] 상기 [1] 또는 [2]에 있어서, 성형 틀의 저면과 가압 부재의 저면(底面)에는 공기빼기 라인이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 식품 성형 장치.

[6] 상기 [3]에 있어서, 가압 부재는 공기빼기 구멍을 개폐하는 개폐구가 더 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 식품 성형 장치.

[7] 상기 [4]에 있어서, 성형 틀에 형성된 각(各) 성형 구멍에서의 각(各) 가압 부재의 최종 하강 위치는, 해당 성형 구멍 내에 놓여 있는 식품가공원료의 양에 따라 달라지는 것을 특징으로 하는 식품 성형 장치.

[8] 상기 [4]에 있어서, 성형 틀의 성형 구멍의 횡단면(橫斷面)과 가압 부재의 횡단면의 형상은 동일한 형상으로서, 원형 형상이거나 단일 폐곡선으로 이루어진 임의의 형상이며, 가압 부재의 저면에는 오목 패턴 또는 볼록 패턴이 부여되어 있는 것을 특징으로 하는 식품 성형 장치.

본 발명에 따르면, 식품가공원료를 압착 성형할 때, 소정 형상의 성형 구멍이 형성된 성형 틀로 식품가공원료의 둘레를 차단한 후, 그 뒤를 이어 순차적으로 가압부재로 식품가공원료를 압착하기 때문에, 식품가공원료가 규정량보다 많이 공급되거나 적게 공급되는 경우에도, 평면 형상과 평면 면적이 일정한 가공식품을 제조할 수 있다.

또한, 식품가공원료의 압착 성형시, 가압 부재에 형성되어 있는 공기빼기 구멍이나 공기빼기 라인을 통해, 성형 틀(성형 구멍의 둘레벽)과 가압부재 및 식품가공원료 사이에 모여 있는 공기를 바깥으로 배출할 수 있다.

따라서, 가압부재를 통해 식품가공원료에 가해지는 압착력은 식품가공원료의 전체 평면 면적에 걸쳐 균일하게 되어, 평면 형상과 평면 면적이 일정하면서도 표면이 매끈한 가공식품을 제조할 수 있다.

게다가, 이 공기빼기 구멍에는 식품가공원료의 압착 개시에서부터 압착 완료까지의 사이에 걸쳐 공기빼기 구멍의 개구(開口)를 서서히 폐쇄하는 개폐구가 설치되어 있기 때문에, 압착 개시시에는 배기(排氣)가 원활하게 이루어지고 압착 완료시에는 공기빼기 구멍이 완전히 가로막혀 가공식품의 표면이 매끈한 상태가 될 수 있다.

또한, 본 발명은, 식품가공원료를 이송하는 벨트 컨베이어(엄밀하게는 벨트)가 성형 작업대의 역할을 수행하므로, 특허문헌 1에 개시된 장치의 성형 틀보다 청소하기 편한 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 식품 성형 장치는, 소비자의 다양한 취향에 맞춰, 성형 구멍의 횡단면 형상과 가압 부재의 횡단면 형상이, 하트 형상, 다각형 형상, 또는, 유명한 만화 캐릭터 형상처럼, 단일 폐곡선으로 이루어진 임의의 형상일 수도 있으므로, 다양한 모양으로 성형한 돈가스, 너비아니, 너겟, 패티, 빵, 과자, 떡 등과 같은 가공식품을 제조할 수 있다.

게다가 본 발명이 제안하는 식품 성형 장치는, 식품가공원료에 대한 압착 성형이 개시되기 전까지의 하강 행정(구체적으로는 성형 틀과 가압 부재가 벨트 컨베이어를 향해 하강하는 과정)은 실린더 기구에 의해 달성되고, 식품가공원료에 압착력이 가해져 변형이 일어나는 압착 성형 행정은 스프링의 탄성 복귀(력)에 의해 달성되므로, 식품가공원료의 1회 공급량이 규정량과 차이 나는 경우라도 성형된 가공식품의 밀도와 식감은 항상 일정하게 유지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 식품 성형 장치의 주요 구성요소를 나타낸 것으로, (A)는 설치 부재의 평면도, (B)는 가압 부재의 평면도, (C)는 성형 틀의 평면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 식품 성형 장치의 주요부 종단면도.
도 3a∼도 3e은 본 발명의 일 실시예에 따른 식품 성형 장치의 작동 상태도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 식품 성형 장치에 채용 가능한 가압 부재의 변형예를 나타낸 요부 확대 단면도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 식품 성형 장치에 채용 가능한 성형 틀과 가압 부재의 변형예를 나타낸 저면도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 식품 성형 장치의 주요부 종단면도.
도 7a∼도 7e는 본 발명의 다른 실시예에 따른 식품 성형 장치의 작동 상태도.
도 8은 특허문헌 1에 의해 공지된 「돈까스 성형기」의 회전 펀칭 수단의 구조를 나타낸 도면.

본 발명이 충분히 이해될 수 있도록, 이하에서, 본 발명의 구성 개념과 바람직한 실시예가 첨부도면에 의거하여 구체적으로 설명된다.

여기서, 본 발명에 따른 식품 성형 장치의 구성은, 여러 가지 형태로 변형될 수 있으므로, 본 발명의 범위가 이하의 실시예로 한정되어서는 안 된다. 즉, 아래에서 설명되는 구성은, 이 기술분야에서의 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 더욱 완전하게 이해할 수 있도록 하는 용도로만 제공되는 것이다.

[식품 성형 장치의 제 1 실시예]

도 1 및 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 식품 성형 장치의 개략적인 구성을 설명하기 위한 것으로, 도 1의 (A)는 설치 부재의 평면도이고, (B)는 가압 부재의 평면도이며, (C)는 성형 틀의 평면도이다. 또, 도 2는 본 실시예에 따른 식품 성형 장치의 주요부 종단면도이다.

이들 도면에 나타나 있는 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 식품 성형 장치는, 설치 부재(10)와, 설치 부재(10)를 승강시키는 복수의 실린더 기구(40)와, 둘 이상의 성형 구멍(23)이 관통형성된 성형 틀(20)과, 하단부가 성형 틀(20)의 둘레에 고정되고 상단부가 설치 부재(10)에 대해 승강 가능하게 관통 결합되어 있는 복수의 지지 로드(21)와, 각(各) 지지 로드(21)로부터 떨어진 지점에 위치되도록 설치 부재(10)와 성형 틀(20)의 사이에 배치되어 있는 복수의 스프링(22)과, 성형 틀(20)의 성형 구멍(23) 내를 승강할 수 있도록 각(各) 성형 구멍(23)에 하나씩 배치되는 가압 부재(30)와, 하단부가 가압 부재(30)의 둘레에 고정되고 상단부가 설치 부재(10)에 대해 승강 가능하게 관통 결합되어 있는 복수의 안내 로드(31)와, 설치 부재(10)와 가압 부재(30) 사이에 위치되도록 안내 로드(31)가 가운데에 끼워진 형태로 각(各) 안내 로드(31)에 배치된 스프링(32)과, 식품가공원료를 이송함과 아울러 식품가공원료의 성형시 작업대 역할을 수행하는 벨트 컨베이어(50)로 구성되어 있다.

보다 구체적으로, 평면 형상이 대략 직사각형 모양을 이루고 있는 판상의 설치 부재(10)에는, 지지 로드(21)의 상단부가 끼워질 수 있는 4개의 관통 구멍(11)과 안내 로드(31)의 상단부가 끼워질 수 있는 8개의 관통 구멍(12)이 뚫려 있으며, 이 설치 부재(10)의 네 모퉁이에는 각각, 실린더 기구(40)의 피스톤 로드의 단부가 결합되어 있다. 또한, 스프링(22)의 일단부를 지지시킬 수 있는 3개의 스프링 설치자리(13)와, 스프링(32)의 일단부를 지지시킬 수 있는 8개의 스프링 설치자리(도면부호 미표시)가 마련되어 있다.

설치 부재(10)의 상면 모서리 부분에 각각 배치되는 4개의 실린더 기구(40)의 실린더측은, 예를 들면, 벨트 컨베이어(50)를 감싸는 형태로 된 「ㄷ」자 채널 형태의 장착 프레임(도시하지 않음)의 수평벽에 고정될 수 있으며, 이 수평벽의 양측에 일체로 형성된 수직벽은 하단부가 벨트 컨베이어(50)의 프레임에 각각 고정될 수 있다.

다음으로, 성형 틀(20)은 평면 형상이 대략 직사각형 모양이지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 이 성형 틀(20)에 관통형성되는 성형 구멍(23)의 횡단면 형상은, 소비자의 다양한 요구와 취향에 대응할 수 있도록, 예를 들면, 원형 형상, 하트 형상, 다각형 형상, 또는 유명한 캐릭터 형상과 같이 단일 폐곡선으로 이루어진 임의의 형상일 수 있다.

다음으로, 가압 부재(30)는 횡단면 형상이 성형 구멍(23)의 횡단면 형상과 동일하다. 또한, 각(各) 가압 부재(30)에 형성된 2개의 공기빼기 구멍(33)은 성형 틀(20)과 가압부재(30) 및 식품가공원료 사이에 머무는 공기가 바깥으로 배출될 수 있도록 식품가공원료 쪽(하면 또는 저면)으로 개구된 구멍의 직경이 그 반대 쪽(상면)으로 개구된 구멍의 직경보다 더 크게 되어 있다.

여기서, 식품가공원료와 접촉하는 성형 틀(20)과 가압 부재(30)는, 스테인리스 스틸로 제작되는 것이 바람직하다.

또한, 본 실시예의 경우, 실린더 기구(40)로서 공압 실린더 기구가 사용되었다.

한편, 식품가공원료가 작업 위치(즉, 압착 성형 위치)에 도달한 것을 감지할 수 있는 센서(예를 들면, 수광부와 발광부로 구성된 광센서)를, 벨트 컨베이어(50)의 부근이나 상술한 장착 프레임의 수직벽에 설치함으로써, 이 센서로부터의 신호에 따라, 벨트 컨베이어(50)와 실린더 기구(40)의 구동 상태를 연계시켜 제어할 수 있도록 되어 있다. 이에 의해, 식품 성형 공정의 자동화가 달성된다.

[제 1 실시예의 변형예]

도 4 및 5는 제 1 실시예의 2가지 변형예를 나타낸 것으로, 도 4는 가압 부재(30)의 변형예를 나타낸 확대 단면도이고, 도 5는 성형 틀(20) 및 가압 부재(30)의 변형예를 나타낸 저면도이다.

먼저, 도 4에 예시된 바와 같이, 가압 부재(30)의 공기빼기 구멍(33)에 개폐구(34)가 더 구비될 수 있다.

이 개폐구(34)는 식품가공원료의 압착 개시시에는 배기(排氣)가 원활하게 이루어지고, 압착 완료시에는 공기빼기 구멍(33)이 완전히 가로막혀서 가공식품의 표면이 매끈한 상태가 될 수 있도록, 압착 개시부터 압착 완료까지의 사이에 걸쳐 공기빼기 구멍(33)의 개구(開口)를 서서히 좁힐 수 있는 구성으로 되어 있다.

보다 구체적으로, 개폐구(34)의 종단면 형상은 공기빼기 구멍(33)의 종단면 형상과 거의 동일하다. 또한, 이 개폐구(34)가 공기빼기 구멍(33)으로부터 빠지는 일이 없도록, 설치 부재(10) 쪽으로 노출되어 있는 단부에는, 공기빼기 구멍(33)의 직경보다 더 큰 직경의 머리부가 일체로 형성되어 있다.

공기빼기 구멍(33)의 개방은, 예를 들면 개폐구(34)의 하면에 반력이 작용하지 않을 때 개폐구(34)의 자중에 의해 저절로 이루어지며, 공기빼기 구멍(33)의 폐쇄는, 개폐구(34)의 하면에 식품가공원료가 맞닿아 반력이 작용할 때 저절로 이루어진다.

다음으로, 도 5에 예시된 바와 같이, 성형 틀(20)의 저면과 가압 부재(30)의 저면에, 각각, 그루브 형태의 공기빼기 라인(24, 35)이 더 형성될 수 있다.

[제 1 실시예의 작동 예]

도 3a∼도 3e는 제 1 실시예에 따른 식품 성형 장치의 작동 상태를 시간 순으로 나타낸 것으로서, 지지 로드(21)와 스프링(22)이 서로 분리된 점에 구성상 차이가 있지만, 근본적으로, 그 작동 방식은 후술하는 제 2 실시예와 동일하다.

따라서, 제 2 실시예에서 더 구체적으로 설명하기로 하고, 여기서 그에 관한 설명은 생략한다.

[식품 성형 장치의 제 2 실시예]

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 식품 성형 장치의 주요부 종단면도를 나타낸 것이다.

도 6에 예시된 바와 같이, 본 실시예의 식품 성형 장치는, 판상(板狀)의 설치 부재(10)와, 설치 부재(10)를 승강시킬 수 있도록 이 설치 부재(10)의 상면 중앙 부분에 피스톤 로드의 단부를 결합시킨 실린더 기구(40)와, 둘 이상의 성형 구멍(23)이 관통형성된 성형 틀(20)과, 설치 부재(10)와 성형 틀(20) 사이를 연결하며 하단부가 성형 틀(20)의 둘레에 고정되고 상단부가 설치 부재(10)에 대해 승강 가능하게 관통 결합되는 복수(예를 들면 4개, 6개, 8개 등)의 지지 로드(21)와, 설치 부재(10)와 성형 틀(20) 사이에 위치되도록 지지 로드(21)의 바깥쪽으로 끼워지는 스프링(22)과, 성형 틀(20)의 성형 구멍(23) 내를 승강할 수 있도록 각 성형 구멍(23)에 하나씩 배치되고 하나 이상의 공기빼기 구멍(33)이 관통형성되어 있는 판상의 가압 부재(30)와, 판상의 설치 부재(10)와 이 가압 부재(30) 사이를 연결하며 하단부가 가압 부재(30)의 둘레에 고정되고 상단부가 설치 부재(10)에 대해 승강 가능하게 관통결합되는 복수(예를 들면 4개 등)의 안내 로드(31)와, 설치 부재(10)와 가압 부재(30) 사이에 위치되도록 이 안내 로드(31)의 바깥쪽으로 끼우는 스프링(32)과, 식품가공원료를 이송하고 또 식품가공원료를 성형할 때에는 작업대의 역할을 수행하는 벨트 컨베이어(50)로 구성되어 있다.

설치 부재(10)와 성형 틀(20) 및 가압 부재(30)가 가장 높은 위치로 이동해 있는 상태에서, 성형 틀(20)의 저면과 가압 부재(30)의 저면 사이에는 높이 차가 존재한다.

설치 부재(10)의 상면 중앙 부분에 배치되어 있는 실린더 기구(40)의 실린더측은, 예를 들면, 벨트 컨베이어(50)를 감싸는 형태로 된 「ㄷ」자 채널 형태의 장착 프레임(도시하지 않음)의 수평벽에 고정될 수 있으며, 이 수평벽의 양측에 일체로 형성된 수직벽은 하단부가 벨트 컨베이어(50)의 프레임에 각각 고정될 수 있다.

식품가공원료가 맞닿게 되는 성형 틀(20)과 가압 부재(30)는, 스테인리스 스틸로 제작되는 것이 바람직하다.

통상적으로, 성형 틀(20)은 평면 형상이 장방형이지만, 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 성형 구멍(23)의 횡단면 형상과 가압 부재(30)의 횡단면 형상은, 소비자의 다양한 요구와 취향에 대응할 수 있는 형상, 예를 들면, 원형 형상, 하트 형상, 다각형 형상, 또는 유명한 만화 캐릭터 형상처럼 단일 폐곡선으로 이루어진 임의의 형상일 수 있다.

또한, 공기빼기 구멍(33)은 성형 틀(20)과 가압부재(30) 및 식품가공원료 사이에 정체된 공기의 배출이 용이하게 이루어질 있도록, 식품가공원료 쪽(하면)으로 개구된 구멍의 직경이 그 반대 쪽(상면)으로 개구된 구멍의 직경보다 더 크게 되어 있다.

실린더 기구(40)의 예로서는, 공압 실린더 기구를 들 수 있다.

한편, 식품가공원료가 작업 위치(즉, 압착 성형 위치)에 도달한 것을 감지할 수 있는 센서(예를 들면, 수광부와 발광부로 구성된 광센서)를, 벨트 컨베이어(50)의 부근에 설치하거나, 상술한 장착 프레임의 수직벽에 설치해 둘 경우, 이 센서로부터의 신호에 따라, 벨트 컨베이어(50)와 실린더 기구(40)의 구동 상태를 서로 연계시켜 제어할 수 있다. 따라서, 식품 성형 공정의 자동화가 달성될 수 있다.

[제 2 실시예의 작동 예]

도 7a∼도 7e는 상기 실시예에 따른 식품 성형 장치의 작동 상태를 시간 순으로 나타낸 것이다.

본 발명에 따른 식품 성형 장치는, 생육뿐 아니라, 다짐육과 반죽 등도 식품 가공 원료로 사용 가능하지만, 설명의 편의상, 이하에서는 돈가스나 돈가스용 패티를 성형하는 데에 주로 사용되는 돼지고기 다짐육(mince) 또는 돼지고기 반죽을 식품가공원료로서 사용하는 것으로 가정한다. 또한, 압착 성형된 가공식품(2)의 평면 형상은, 예를 들면, 둥근 형상인 것으로 가정한다.

도 7a에 도시된 바와 같이, 규정량(즉, 1회 분량)의 식품가공원료(1)가 덩어리진 형태로 벨트 컨베이어(50)의 벨트 상에 여러 개가 공급되어 압착 성형 위치로 이송되기 시작한다.

이 식품가공원료(1)의 공급은, 예를 들면 수작업으로 이루어질 수도 있지만, 식품가공원료(1)의 토출량을 제어할 수 있는 호퍼를 사용함으로써 자동화시킬 수도 있다.

벨트 컨베이어(50)의 벨트 상에 얹혀진 식품가공원료(1)가 압착 성형 위치에 도달하면, 즉, 성형 틀(20)에 형성되어 있는 각각의 성형 구멍(23) 바로 아래에 다다르면, 벨트 컨베이어(50)의 부근이나 상술한 장착 프레임의 수직벽에 설치된 센서가 이를 감지하여, 제어부(도시하지 않음)에 감지신호를 송신한다.

감지신호가 제어부에 수신되면, 제어부의 제어를 통해, 벨트 컨베이어(50)의 구동이 일시적으로 정지되는 한편, 정지 상태에 있던 실린더 기구(40)가 구동된다.

도 7b는 벨트 컨베이어(50)의 구동이 정지된 상태에서 실린더 기구(40)가 구동되는 하강 행정의 전반부를 나타낸다.

이 하강 행정의 전반부는 성형 틀(20)과 가압 부재(30)가 벨트 컨베이어(50)를 향해 동시에 하강하기 시작하여, 성형 틀(20)이 벨트 컨베이어(50)의 벨트에 닿을 때까지의 기간이다.

도 7c는 하강 행정의 후반부를 나타낸 것으로서, 이 후반부는 성형 틀(20)이 벨트 컨베이어(50)의 벨트에 닿은 상태에서부터 가압 부재(30)가 식품가공원료(1)에 맞닿을 때까지의 기간이다.

이 후반부에서는, 성형 틀(20)의 둘레에 하단부가 고정됨과 아울러 상단부가 설치 부재(10)에 대해 승강 가능하게 관통 결합된 복수의 지지 로드(21)에 끼운 스프링(22)이 압축되는 한편, 지지 로드(21)의 상단부가 성형 틀(20)의 상면 위로 더 많이 돌출되게 된다.

한편, 하강 행정의 후반부 동안에는, 설치 부재(10)와 가압 부재(30) 사이를 연결하는 안내 로드(31)와, 이 안내 로드(31)의 바깥으로 끼워진 스프링(32)에 아무런 변화도 생기지 않는다.

도 7d는 하강 행정에 연이어서 실시되는 압착 성형 행정을 나타낸 것으로 이 압착 성형 행정에서는, 성형 틀(20)의 성형 구멍(23)을 통해 가압 부재(30)가 식품가공원료(1) 쪽으로 하강하여, 식품가공원료(1)에 압착력을 가한다.

이 압착 성형 행정이 진행되는 동안, 성형 틀(20)의 둘레에 장착된 지지 로드(21)는 그 상단부가 성형 틀(20)의 상면 위로 보다 더 많이 돌출되게 되고, 이에 따라, 지지 로드(21)에 끼워진 스프링(22)은 더 많이 압축되게 된다.

한편, 설치 부재(10)와 가압 부재(30) 사이에 위치해 있도록 안내 로드(31)의 바깥으로 끼워진 스프링(32)은, 식품가공원료(1)로부터의 반력(反力)에 의해 순간적으로 압축된다. 그러나, 이 식품가공원료(1)에는 반력의 크기와 동일한 크기의 압착력이 가해지고 있기 때문에, 어느 정도 유동성이 있는 식품가공원료(1)는 압착력을 견디지 못하고 납작하게 눌려 퍼지게 되고, 이때 압착력이 가해지는 방향으로 길이(두께)의 변화가 생겨, 그 변화량만큼 스프링(32)은 곧바로 탄성 복귀(회복)하게 된다.

그 결과, 반복적으로 일어나는 스프링(32)의 압축과 탄성 복귀를 통해, 성형 틀(20)의 성형 구멍(23) 내에 위치되어 있던 덩어리진 형태의 식품가공원료(1)는 성형 구멍(23) 안을 꽉 채우는 방향으로 변형되고, 따라서, 평면 형상과 평면 면적이 일정한 가공식품(2)을 얻을 수 있게 된다.

게다가, 이 압착 성형 행정은, 유압이나 공압이 아닌, 스프링(32)의 탄성 복귀(력)에 의해 달성되므로, 식품가공원료(1)의 1회 공급량이 규정량과 차이 나는 경우라도, 밀도와 식감이 가공식품(2)을 얻을 수 있다. 즉, 식품가공원료(1)의 1회 공급량이 규정량과 차이 나는 경우, 그 차이 분만큼 가공식품의 두께(높이)는 달라지지만, 가공식품의 밀도와 평면 형상 및 평면 면적은 동일하게 유지될 수 있는 것이다.

도 7e는 상술한 압착 성형 행정의 종료 후에 행해지는 초기화 과정을 나타낸 것으로서, 성형 틀(20)이 최초 위치로 복귀하자마자 실린더 기구(40)의 구동은 정지되고, 벨트 컨베이어(50)는 다시 구동된다.

그 결과, 이 초기화 과정에서는, 새로운 식품가공원료(1)의 도입과, 성형 완료된 가공식품(2)의 후속 공정으로의 이송이 동시에 행해진다.

상기에서 지지로드와 안내로드에는 스프링이 삽입된 형태로 제작될 수도 있고, 또는 지지로드와 안내로드 및 스프링이 개별적으로 설치될 수도 있으며, 이는 당업자에게 자명한 사항이며, 이러한 정도의 변형예는 본 발명의 권리범위에 속한다.

1…식품가공원료
2…가공식품
10…설치 부재
11, 12…관통 구멍
13…스프링 설치자리
20…성형 틀
21…지지 로드
22…스프링
23…성형 구멍
24…공기빼기 라인
30…가압 부재
31…안내 로드
32…스프링
33…공기빼기 구멍
34…개폐구
35…공기빼기 라인
40…실린더 기구
50…벨트 컨베이어

Claims (8)

1. 설치 부재와;
   설치 부재를 승강시킬 수 있는 실린더 기구와;
   둘 이상의 성형 구멍이 형성된 성형 틀과;
   설치 부재와 성형 틀의 사이를 연결하며, 하단부가 성형 틀의 둘레에 고정되고 상단부가 설치 부재에 대해 승강 가능하게 관통 결합되어 있는 복수의 지지 로드와;
   각(各) 지지 로드로부터 떨어진 지점에 위치되도록, 설치 부재와 성형 틀의 사이에 배치되어 있는 스프링과;
   성형 틀의 성형 구멍 내를 승강할 수 있도록 각(各) 성형 구멍에 하나씩 배치되는 가압 부재와;
   설치 부재와 가압 부재의 사이를 연결하며, 하단부가 가압 부재의 둘레에 고정되고 상단부가 설치 부재에 대해 승강 가능하게 관통 결합되어 있는 복수의 안내 로드와;
   설치 부재와 가압 부재의 사이에 위치되도록, 안내 로드가 끼워진 형태로, 안내 로드마다 배치되는 스프링;
   을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 텔레스코픽 식품 성형 장치.
2. 설치 부재와;
   설치 부재를 승강시킬 수 있는 실린더 기구와;
   둘 이상의 성형 구멍이 형성된 성형 틀과;
   설치 부재와 성형 틀의 사이를 연결하며, 하단부가 성형 틀의 둘레에 고정되고 상단부가 설치 부재에 대해 승강 가능하게 관통 결합되어 있는 복수의 지지 로드와;
   설치 부재와 성형 틀의 사이에 위치되도록, 지지 로드가 끼워진 형태로, 지지 로드마다 배치되는 스프링과;
   성형 틀의 성형 구멍 내를 승강할 수 있도록 각(各) 성형 구멍에 하나씩 배치되는 가압 부재와;
   설치 부재와 가압 부재의 사이를 연결하며, 하단부가 가압 부재의 둘레에 고정되고 상단부가 설치 부재에 대해 승강 가능하게 관통 결합되어 있는 복수의 안내 로드와;
   설치 부재와 가압 부재의 사이에 위치되도록, 안내 로드가 끼워진 형태로, 안내 로드마다 배치되는 스프링;
   을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 텔레스코픽 식품 성형 장치.
3. 청구항 1 또는 2에 있어서,
   가압 부재는 공기빼기 구멍을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 텔레스코픽 식품 성형 장치.
4. 청구항 1 또는 2에 있어서,
   상기 식품 성형 장치는,
   식품가공원료를 이송함과 아울러, 식품가공원료의 성형시, 작업대 역할을 수행하는 벨트 컨베이어를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 텔레스코픽 식품 성형 장치.
5. 청구항 1 또는 2에 있어서,
   성형 틀의 저면과 가압 부재의 저면(底面)에는 공기빼기 라인이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 텔레스코픽 식품 성형 장치.
6. 청구항 3에 있어서,
   가압 부재는 공기빼기 구멍을 개폐하는 개폐구가 더 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 텔레스코픽 식품 성형 장치.
7. 청구항 4에 있어서,
   성형 틀에 형성된 각(各) 성형 구멍에서의 각(各) 가압 부재의 최종 하강 위치는, 해당 성형 구멍 내에 놓여 있는 식품가공원료의 양에 따라 달라지는 것을 특징으로 하는 텔레스코픽 식품 성형 장치.
8. 청구항 4에 있어서,
   성형 틀의 성형 구멍의 횡단면(橫斷面)과 가압 부재의 횡단면의 형상은 동일한 형상으로서, 원형 형상이거나 단일 폐곡선으로 이루어진 임의의 형상이며,
   가압 부재의 저면에는 오목 패턴 또는 볼록 패턴이 부여되어 있는 것을 특징으로 하는 텔레스코픽 식품 성형 장치.

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