KR20170037812A - 콘플레이크 제조 장치 및 방법 - Google Patents

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KR20170037812A KR1020160088006A KR20160088006A KR20170037812A KR 20170037812 A KR20170037812 A KR 20170037812A KR 1020160088006 A KR1020160088006 A KR 1020160088006A KR 20160088006 A KR20160088006 A KR 20160088006A KR 20170037812 A KR20170037812 A KR 20170037812A
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이성민
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Abstract

본 발명은 콘플레이크 제조 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 적외선 열원에 의한 열처리를 이용하여 콘플레이크를 제조하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명에 의하면, 스팀에 의한 열처리 방식을 사용하지 않고 적외선을 이용한 건열 가공방식을 사용하여 곡류의 익힘과 동시에 건조를 수행함으로써 공정 및 설비를 단순화하고, 에너지를 절감하며, 다른 열처리 방식과 달리 침투력이 좋은 적외선을 이용함으로써 곡류 알갱이의 내부까지 균일하게 익힐 수 있을 뿐 아니라 열처리 과정을 더욱 빠른 속도로 수행할 수 있게 한다.

Description

콘플레이크 제조 장치 및 방법{CORN FLAKES MANUFACTURING APPARATUS AND METHOD}
본 발명은 콘플레이크 제조 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 적외선 열원에 의한 열처리를 이용하여 동물 사료 등의 용도로 사용하는 콘플레이크를 제조하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
종래 동물 사료 등의 용도로 사용하는 콘플레이크의 생산을 위한 장치는, 스팀 열처리에 의해 곡류를 익히는 설비와 건조하는 설비가 분리되어 공정이 복잡할 뿐만 아니라, 이에 따라 곡류를 익히는 경우의 에너지와 별도의 건조 에너지가 필요하여 에너지 소모량이 많은 문제점이 있었다. 또한 익힐 때 곡류 알갱이의 내부까지 균일하게 익히기 어렵고, 건조시 곡류 입자가 깨져 미분이 많이 발생하는 문제점이 있었다.
KR 10-2013-0098817 A
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 스팀에 의한 열처리 방식을 사용하지 않고 적외선을 이용한 건열 가공방식을 사용하여 곡류의 익힘과 동시에 건조를 수행함으로써 공정 및 설비를 단순화하고, 에너지를 절감하며, 다른 열처리 방식과 달리 침투력이 좋은 적외선을 이용함으로써 곡류 알갱이의 내부까지 균일하게 익힐 수 있을 뿐 아니라 열처리 과정을 더욱 빠른 속도로 수행할 수 있게 하는데 그 목적이 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 콘플레이크(corn flake) 제조 장치는, 적외선 열원에 의하여 곡류를 열처리하여 익힘과 건조를 수행하는 적외선 열처리부; 상기 적외선 열처리부로 곡류를 공급하는 곡류 공급부; 및 상기 적외선 열처리부에서 열처리된 곡류를 일정 두께의 콘플레이크가 되도록 압착 가공하는 가공부를 포함한다.
상기 적외선 열처리부는, 상기 곡류를 상기 가공부로 이송시키는 이송 트라프; 및 상기 이송 트라프 내부에 설치되어, 곡류에 적외선을 투사하는 적외선 투사기를 포함하고, 상기 이송 트라프 내부 바닥면은 세라믹 플레이트로 구성될 수 있다.
상기 콘플레이크 제조 장치는, 상기 이송 트라프 바닥면 아래쪽에 설치되어, 상기 이송 트라프에 진동을 일으킴으로써, 상기 곡류를 이송 트라프를 통하여 상기 가공부로 이송시키는 가진기를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 콘플레이크(corn flake) 제조 장치가 콘플레이크를 제조하는 방법은, (a) 곡류 공급부를 통하여, 콘플레이크 가공할 곡류를 적외선 열처리부에 공급하는 단계; (b) 상기 적외선 열처리부에서, 공급받은 곡류를 적외선 열원에 의하여 열처리하여 익힘과 건조를 수행하는 단계; 및 (c) 가공부에서, 상기 적외선 열처리부에서 열처리된 곡류를 일정 두께의 콘플레이크가 되도록 압착 가공하는 단계를 포함한다.
상기 단계(b)의 열처리는, 상기 곡류를 이송 트라프를 통하여 상기 가공부로 이송시키면서, 상기 이송 트라프 내부에 설치된 적외선 투사기에서 곡류에 적외선을 투사하는 방식으로 이루어질 수 있다.
상기 단계(b)에서, 상기 이송 트라프 바닥면 아래쪽에 설치된 가진기에 의해 상기 이송 트라프에 진동을 일으킴으로써, 상기 곡류를 이송 트라프를 통하여 상기 가공부로 이송시킬 수 있다.
본 발명에 의하면, 스팀에 의한 열처리 방식을 사용하지 않고 적외선을 이용한 건열 가공방식을 사용하여 곡류의 익힘과 동시에 건조를 수행함으로써 공정 및 설비를 단순화하고, 에너지를 절감하며, 다른 열처리 방식과 달리 침투력이 좋은 적외선을 이용함으로써 곡류 알갱이의 내부까지 균일하게 익힐 수 있고 열처리 과정을 더욱 빠른 속도로 수행할 수 있게 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 콘플레이크 제조 장치에 의한 콘플레이크 제조 과정의 개략적 시퀀스를 나타내는 도면.
도 2는 본 발명에 따른 콘플레이크 제조 장치의 전체 구성을 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 콘플레이크 제조 장치의 표면가공장치 및 가수 장치를 도시한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 콘플레이크 제조 장치의 곡류 숙성부를 도시한 도면.
도 5는 본 발명에 따른 콘플레이크 제조 장치의 적외선 열처리부의 내부를 나타내는 단면도.
도 6은 본 발명에 따른 콘플레이크 제조 장치의 적외선 열처리부의 내부를 나타내는 사시도.
도 7은 본 발명에 따른 콘플레이크 제조 방법을 테스트하기 위한 콘플레이크 제조 장치를 테스트용으로 구현한 사진.
도 8은 본 발명에 따른 콘플레이크 제조 장치의 가공부를 도시한 도면.
도 9는 본 발명에 따른 콘플레이크 제조 장치의 작동에 의한 콘플레이크 제조 방법을 나타내는 순서도.
도 10은 본 발명에 따른 콘플레이크 장치를 이용한 콘플레이크 제조시, 제조 과정에서의 테스트 팩터(factor)의 변경에 따른 결과값의 변화를 표로써 도시한 도면.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 콘플레이크 제조 장치(100)에 의한 콘플레이크 제조 과정의 개략적 시퀀스를 나타내는 도면이다.
이하 도 1을 참조한 설명은 본 발명의 콘플레이크 제조 과정을 우선 개괄하여 나타내기 위한 것으로서, 본 발명의 콘플레이크 제조 장치(100)의 세부적 구성요소는 도 2 내지 도 8을 참조하여 상세히 후술되며, 또한 본 발명의 콘플레이크 제조 과정의 더욱 세부적인 순서도는 도 9에 도시되어 있다.
콘플레이크 제조 장치(100)에 공급된 곡류(10)는, 수분이 잘 흡수될 수 있도록 먼저 표면가공장치(110)에서 표면에 스크래치를 내는 가공이 이루어지고, 가수장치(120)에서는 진동 방식으로 곡류의 수분 흡수를 촉진한다(S110). 이후, 곡류 숙성부(130)에서는, 템퍼링 스크류(132)의 작동에 의해 곡류와 물이 섞인 상태로 상하 교반을 통하여 곡류가 전체적으로 균일한 가수 상태를 확보할 수 있도록 처리한다(S120). 이후 곡류는 적외선 열처리부(150)로 공급되고(S130), 적외선 열처리부(150)의 이송 트라프(151)를 통하여 곡류가 이송되면서 적외선 열처리 과정을 수행하게 된다(S140). 열처리 과정을 거친 곡류는, 가공부(160)에서, 로울러(161,162)에 의하여 압착 처리됨으로써 최종 산출되는 콘플레이크로써 성형 가공된다(S150). 이후 성형 가공된 콘플레이크는 냉각 처리를 거칠 수 있다(S160).
도 2는 본 발명에 따른 콘플레이크(corn flake) 제조 장치(100)의 전체 구성을 도시한 도면이다.
최초 곡류공급부(101)는, 콘(corn) 등의 곡류(10)를 표면가공장치(110)로 공급한다. 표면가공장치(110)에는 곡류(10)와 물을 함께 넣게 되는데, 표면가공장치(110)는 그와 같이 공급된 콘(corn)과 같은 곡류(10)의 표면에 미세한 스크래치를 내는 가공을 한 후에 가수 장치(120)에 그 곡류(10)와 물을 전달하게 된다. 가수 장치(120)에서는 진동을 가하여, 곡류(10) 알갱이로 물이 잘 스며들 수 있도록(가수) 한다.
이와 같이 가수 처리된 곡류는 곡류 숙성부(130)로 전달되고, 곡류 숙성부(130)에서는 그와 같이 가수된 곡류를 균일한 수분 함량이 되도록 숙성시키게 된다. 수분 함량은 약 24~28%가 바람직하다. 2개의 용기로 이루어진 곡류 숙성부(130)에서는, 하나의 용기에서 적외선 열처리부(150)로 곡류의 공급이 이루어지는 동안, 나머지 하나의 용기로는 가수 장치(120)로부터 가수된 곡류의 공급이 이루어지도록 할 수 있다.
곡류 공급부(140)는 곡류 숙성부(130)에서 숙성시킨 곡류 알갱이들을 적외선 열처리부(150)로 정량을 균일하게 공급하는 역할을 수행한다. 이를 위해 곡류 공급부(140)는, 곡류 숙성부(130)로부터 전달받은 숙성된 곡류 알갱이를 계량하는 계량부(141), 계량된 곡류를 스프레딩 피더(143)로 전달하는 이송부(142), 전달받은 곡류가 뭉치지 않고 균일하게 펴진 상태로 일정량씩 적외선 열처리부(150)로 들어가도록 하는 스프레딩 피더(143)를 구비한다.
적외선 열처리부(150)는, 곡류 공급부(140)로부터 공급되는 곡류 알갱이들을 적외선 열원에 의하여 열처리하면서 이송 트라프(151) 내부를 통과시켜 가공부(160)로 이송하게 된다. 여기서 '적외선'은, 근적외선, 중적외선, 원적외선 중 어느 것을 선택하여 사용하는 것도 가능하며, 이하에서의 '적외선' 용어는 근적외선, 중적외선, 원적외선을 모두 포괄하는 용어로 사용하기로 한다. 다만 테스트 결과로는, 이중 근적외선의 효과가 가장 우수하였다.
종래 콘플레이크 생산 장치는, 전술한 바와 같이 스팀 열처리에 의해 곡류를 익히고, 익힌 곡류 알갱이들을 압착하여 콘플레이크로 만든 후, 이를 다시 건조기에 의해 건조시키는 과정을 거치도록 하였다. 이에 따라 스팀 열처리에 의해 곡류를 익히는 설비와 건조하는 설비가 분리되어 공정이 복잡할 뿐만 아니라, 이에 따라 곡류를 익히는 경우의 에너지와 별도의 건조 에너지가 필요하여 에너지 소모량이 많은 문제점이 있었다.
그러나 본 발명에 따른 콘플레이크 제조 장치(100)는 스팀을 사용하지 않고 적외선 열처리부(150)에서, 적외선 열원으로부터 발생하는 초단파를 이용하여 곡류를 열처리하는 과정을 통해, 곡류의 익힘 및 건조를 동시에 수행하면서 건열에 의한 열처리를 수행한다. 이로부터 공정 및 설비를 단순화하고, 에너지를 절감하게 된다. 이를 위해, 이송 트라프(151) 내부에는, 이송 중인 곡류(10)에 적외선을 투사하는 적외선 투사기(152)를 구비한다.
이와 같이 적외선을 사용할 경우 공기를 데우지 않고, 물체에 직접 열을 전달하며, 적외선의 침투 깊이는 약 10mm~40mm이 되어 높은 침투력을 갖게 되는데, 이에 의하여 곡류 알갱이의 내부까지 균일하게 익힐 수 있고, 열처리 과정을 더욱 빠른 속도로 수행할 수 있게 되며, 높은 열효율을 가지게 된다.
이송 트라프(151) 아래에는 가진기(154)가 설치되어 이로부터 이송 트라프(151)에 진동을 가하게 되며, 이와 같은 진동에 의해 곡류(10)가 이송 트라프(151) 내부를 통과하여 가공부(160)로 이송되게 된다. 적외선 열처리부(150)의 이송 트라프(151) 내부 바닥면은 세라믹 플레이트(153)로 구성되어 있을 수 있는데, 전술한 바와 같이, 진동에 의해 곡류(10)가 이송 트라프(151) 내부를 통과하여 가공부(160)로 이송되고, 또한 진동에 의해 곡류(10)가 세라믹 플레이트(153)에 눌러 붙지 않도록 하는 역할도 수행할 뿐 아니라, 곡류가 진동에 의해 이송중 뒤집어지기도 함으로써 곡류 알갱이의 각 부분이 균일하게 익혀지게 되는 효과도 있게 된다.
또한 세라믹 플레이트(153)는, 적외선 열처리부(150)의 적외선 투사기(152)에서 투사되는 적외선에 의한 열을 저장하여 재방출하기도 하며, 적외선을 직접 반사하기도 하여, 열효율을 높게 하는 효과를 낸다.
적외선 열처리부(150)로부터 열처리된 곡류 알갱이를 이송 전달받은 가공부(160)는, 곡류 알갱이를 일정 두께의 콘플레이크로 압착 가공하는 역할을 수행하게 된다.
또한 콘플레이크 제조 장치(100)는, 실시예에 따라 가공부(160)에 의해 압착 가공된 콘플레이크를 냉각하는 냉각부(미도시)를 더 포함할 수도 있으나, 냉각부 없이 구성할 수도 있다.
도 3은 본 발명에 따른 콘플레이크 제조 장치(100)의 표면가공장치(110) 및 가수 장치(120)를 도시한 도면이다.
최초 곡류공급부(101)의 곡류는 표면가공장치(110)의 곡류 투입구(111)를 통해 표면가공장치(110)에 투입된다. 도 2를 참조하여 전술한 바와 같이, 표면가공장치(110)에는 곡류(10)와 물을 함께 넣게 되며, 표면가공장치(110)는 그와 같이 공급된 콘(corn)과 같은 곡류(10)의 표면에 미세한 스크래치를 내는 가공을 한 후에 가수 장치(120)에 그 곡류(10)와 물을 전달한다. 표면가공장치(110)의 회전축(112)은 화살표 방향(2)로 회전하고, 회전축(112)에 수직하게 다수개 설치된 회전바(bar)(113)가 같이 회전하면서 낙하하는 곡류(10)에 스크래치를 내게 된다. 경우에 따라 이와 같은 회전바(113)의 표면을 거칠게 함으로써 곡류(10)에 스크래치를 내는 효과를 더욱 크게 할 수도 있다.
도 2를 참조하여 전술한 바와 같이 가수 장치(120)에서는 진동을 가하여, 곡류(10) 알갱이로 물이 잘 스며들 수 있도록(가수) 한다. 즉, 도 3의 가수 장치(120)를 참조하면, 가수 장치(120)에는 표면가공장치(110)를 통해 표면에 스크래치가 내어진 곡류가 물과 함께 가수 장치(120)에 구비된 다수의 수직방향의 진동 파이프(121)로 낙하하여 들어가게 된다. 진동 파이프(121)는, 진동 모터(122)의 구동에 의해 화살표 방향(3)으로 진동하게 되어, 진동 파이프(121) 내에서 낙하하는 곡류(10)에 물이 더욱 잘 스며들 수 있도록 하는 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 콘플레이크 제조 장치(100)의 곡류 숙성부(130)를 도시한 도면이다.
가수 장치(120)를 거쳐 전술한 바와 같이 가수 처리된 곡류(10)는 곡류 숙성부(130)로 전달되고, 곡류 숙성부(130)에서는 그와 같이 가수된 곡류 알갱이(10)를 곡류 전체가 균일한 수분 함량이 되도록 숙성시키게 된다. 즉, 중앙에 있는 템퍼링 스크류(132)를 회전시키면, 물이 하부로 쓸려내려가지 않고, 곡류 알갱이(10)와 물이 함께 섞여서 상하 방향으로 오르내리며 교반하게 되고, 이에 의해 각 곡류 알갱이의 내부까지 물이 충분히 침투하게 됨으로써 곡류 알갱이 전체를 균일한 수분 함량이 되도록 숙성(tempering)시키게 되는 것이다. 도 2를 참조하여 전술한 바와 같이 수분 함량은 약 24~28%가 바람직하며, 2개의 용기로 이루어진 곡류 숙성부(130)에서는, 하나의 용기에서 적외선 열처리부(150)로 곡류의 공급이 이루어지는 동안, 나머지 하나의 용기로는 가수 장치(120)로부터 가수된 곡류의 공급이 이루어지도록 할 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 콘플레이크 제조 장치(100)의 적외선 열처리부(150)의 내부를 나타내는 단면도이며, 도 6은 본 발명에 따른 콘플레이크 제조 장치(100)의 적외선 열처리부(150)의 내부를 나타내는 사시도이다.
즉, 도 5는 도 2에서 화살표(1) 방향으로 적외선 열처리부(150)를 바라보았을 때의 적외선 열처리부(150)의 단면을 나타내고 있으며, 도 6은 위에서 비스듬히 바라본 도면이다.
적외선 열처리부(150)는, 전술한 바와 같이 곡류 공급부(140)로부터 공급되는 곡류 알갱이들(10)을 적외선 열원에 의하여 열처리하면서 가공부(160)로 이송하기 위해, 곡류를 가공부(160)로 이동시키는 이송 트라프(151) 및, 이송 트라프(151) 내부에 설치되어, 이송 중인 곡류(10)에 적외선을 투사하는 적외선 투사기(152)를 구비한다.
또한, 콘플레이크 제조 장치(100)는, 적외선 열처리부(150)의 이송 트라프(151) 아래에 설치되어, 이송 트라프(151)에 진동을 일으키는 가진기(154)를 더 포함할 수 있다. 이와 같은 가진기(154)는 모터로 구성될 수 있는데, 이와 같은 가진기(154)의 모터의 구동 및 이에 따른 진동 용수철(155)의 진동으로, 이송 트라프(151) 내부 바닥면을 구성하는 세라믹 플레이트(153)에 진동이 발생되고, 이에 따라 이송중인 이송 트라프(151) 내부의 곡류 알갱이(10)에도 진동이 전달되어, 이러한 진동 방식에 의해 곡류 알갱이(10)가 이송 트라프(151) 내부를 통과하여 가공부(160)로 이송되도록 하는 것이다. 또한 곡류 알갱이들(10)이 세라믹 플레이트(153) 위에 정지되어 있는 것이 아니라 진동에 의하여 이송중에 끊임없이 튀는 작용을 하게 된다. 곡류 알갱이들(10)이 적외선에 의해 가열 중에 바닥면(153)에 정지되어 있다면 바닥면에 늘어 붙게 되고, 지속적인 가열에 의해 타는 현상이 발생하여, 이때 발생하는 탄소에 의해 경우에 따라 화재의 위험성마저 있게 된다. 곡류 알갱이(10)를 진동시켜 이러한 위험성을 감소시키기 위해 전술한 바와 같이 가진기(154) 및 진동 용수철(155)을 구비하는 것이다. 또한 이러한 진동에 의해 곡류가 진동함에 의해 이송중 뒤집어지기도 함으로써 곡류 알갱이의 각 부분이 균일하게 익혀지게 되는 효과도 있게 된다.
한편, 전술한 바와 같이 적외선 열처리부(150)의 이송 트라프(151)의 바닥면은 세라믹 플레이트(153)로 구성될 수 있는데, 이와 같은 세라믹 재질에 의해 곡류(10)가 바닥면에 늘어붙거나 이로부터 타는 현상을 더욱 감소시킬 수 있을 뿐 아니라, 전술한 바와 같이 세라믹 플레이트(153)는, 적외선 열처리부(150)의 적외선 투사기(152)에서 투사되는 적외선에 의한 열을 저장하여 재방출하기도 하며, 또한 적외선을 직접 반사하기도 하여, 열효율을 높게 하는 효과를 낸다.
도 7은 본 발명에 따른 콘플레이크 제조 방법을 테스트하기 위한 콘플레이크 제조 장치를 테스트용으로 구현한 사진이다.
도 7에서는 특히, 그와 같은 콘플레이크 제조 장치의 적외선 열처리부(150) 형태의 2가지 실시예(410,420)를 사진으로 나타내었다. 도면(410,420)에는, 이송 트라프(151)의 곡류 배출 단부의 단면이 나타나 있는데, 즉, 이송 트라프(151) 내부를 통과한 콘(corn) 등의 곡류(10)가 압착 가공을 위해 배출되는 부분을 보여주고 있다. 이송 트라프(151) 내부에서 적외선 투사기(152)에 의해 적외선 열이 가해지고 있는 모습이 도시되어 있다.
도 7의 테스트용 콘플레이크 제조 장치에서 이송 트라프(151)를 포함하는 적외선 열처리부(150)의 크기는 일 실시예로서, 길이가 3m, 폭이 300mm이며, 경우에 따라 도 2에 도시된 바와 같이 이송 트라프(151)가 2개 연속 설치될 수도 있다. 적외선을 가하기 위한 할로겐 램프는 열처리 설비 1개당 220mm x 20ea x 3set 가 구비되어 있고, 램프의 간격은 50mm이다. 또한 로울러(161,162)의 크기는 Φ600 x 400L이다. 또한 공급되는 곡류(옥수수 알갱이)의 습도는 24%~28%이다.
도 8은 본 발명에 따른 콘플레이크 제조 장치의 가공부(160)를 도시한 도면이다.
적외선 열처리부(150)로부터 열처리된 곡류 알갱이를 이송 전달받은 가공부(160)는, 곡류 알갱이를 일정 두께의 콘플레이크로 압착 가공하는 역할을 수행하게 된다. 또한 이러한 압착 가공 과정에서도 수증기가 계속 증발하게 되고 이에 따라 수분도 감소하게 된다.
가공부(160)는 로울러(161,162)를 구비할 수 있는데, 2개의 로울러(161,162)는 기 설정된 이격 거리를 두고 회전한다. 적외선 열처리부(150)의 이송 트라프(151)를 통해 적외선 열처리되면서 이송된 후 가공부(160)로 주입된 곡물 알갱이들(10)은, 화살표 방향(4)으로 떨어지게 되어, 회전하고 있는 2개의 로울러(161,162) 사이로 들어와 압착 가공되어 일정 두께의 납작한 콘플레이크로 성형된 후, 로울러(161,162) 아래의 수집부(미도시)에서 수집되게 된다. 가공부(160)의 각 로울러(161,162)는 등속으로 움직이며, 빗살무늬가 서로 반대로 설치되어 원료를 부서지지 않게 하면서 얇게 압착할 수 있게 된다. 로울러(161,162) 회전시의 충격을 완화시키는 완충 용수철(164)을 더 구비할 수 있으며, 로울러(161,162) 표면에 붙은 미세한 곡류 부스러기(미분)을 제거하기 위해, 로울러(161,162) 주위에 미분 제거 브러쉬(163)가 지속적으로 회전하고 있게 된다.
도 9는 본 발명에 따른 콘플레이크 제조 장치(100)의 작동에 의한 콘플레이크 제조 방법을 나타내는 순서도이다.
도 2 내지 도 8을 참조하여 콘플레이크 제조 장치(100)의 구성 및 동작에 대하여 이미 상세히 설명한 바 있으므로, 도 9를 참조하여서는 그러한 전체 공정을 간략히 정리하기로 한다.
최초 곡류공급부(101)는, 콘(corn) 등의 곡류(10)를 표면가공장치(110)로 공급한다(S301). 표면가공장치(110)에는 곡류(10)와 물을 함께 넣게 되는데, 표면가공장치(110)는 그와 같이 공급된 콘(corn)과 같은 곡류(10)의 표면에 미세한 스크래치를 내는 가공을 한 후에(S302) 가수 장치(120)에 그 곡류(10)와 물을 전달하게 된다. 가수 장치(120)에서는 진동을 가하여, 곡류(10) 알갱이로 물이 잘 스며들 수 있도록(가수) 한다(S303).
이와 같이 가수 처리된 곡류는 곡류 숙성부(130)로 전달되고, 곡류 숙성부(130)에서는 그와 같이 가수된 곡류를 균일한 수분 함량이 되도록, 템퍼링 스크류(132)를 이용하여 물과 곡류 알갱이(10)를 함께 상하 교반시키는 방법으로 숙성시키게 된다(S304).
곡류 공급부(140)는 곡류 숙성부(130)에서 숙성시킨 곡류 알갱이들을 적외선 열처리부(150)로 정량을 균일하게 공급하는 역할을 수행한다(S305). 이를 위해 곡류 공급부(140)는, 곡류 숙성부(130)로부터 전달받은 숙성된 곡류 알갱이를 계량하는 계량부(141), 계량된 곡류를 스프레딩 피더(143)로 전달하는 이송부(142), 전달받은 곡류가 뭉치지 않고 균일하게 펴진 상태로 일정량씩 적외선 열처리부(150)로 들어가도록 하는 스프레딩 피더(143)를 구비한다.
적외선 열처리부(150)에서는 이송 트라프(151)를 통하여 가공부(160)로 이송시킨다(S306). 이러한 이송 과정에서 공급된 곡류에 대하여 적외선 열원에 의한 열처리를 수행한다(S307). 즉, 이송 트라프(151) 내부에 설치된 적외선 투사기(152)에서 곡류에 적외선을 투사함으로써 적외선 열처리에 의한 곡류의 익힘 및 건조를 동시에 수행하게 된다. 또한 곡류(10)를 이송 트라프(151) 내부를 통하여 가공부(160)로 이송시키는 동안, 이송 트라프(151)의 아래에 설치된 가진기(154)에 의해 이송 트라프(151)에 진동을 일으키고, 이에 의하여 이송 트라프(151) 내부에서 이송중인 곡류(10) 역시 함께 진동함으로써 곡류(10)가 이와 같은 진동 방식에 의해 가공부(160)로 이송될 뿐 아니라, 바닥에 곡류 알갱이가 늘어붙거나 타는 현상을 최대한 방지하도록 한다. 또한 도 3을 참조하여 전술한 바와 같이, 적외선 열처리부(150)의 이송 트라프(151)의 바닥면은 세라믹 플레이트(153)로 구성될 수 있는데, 이와 같은 세라믹 재질에 의해 곡류(10)가 바닥면에 늘어붙거나 이로부터 타는 현상을 더욱 감소시킬 수 있다.
이후, 적외선 열처리된 곡류 알갱이들(10)은 가공부(160)로 전달되고(S308), 가공부(160)에서는, 곡류 알갱이들(10)이 일정 두께의 콘플레이크로 압착 성형 가공된다(S309). 이 과정은 도 8을 참조하여 전술한 바와 같이, 기 설정된 이격 거리를 두고 회전하는 2개의 로울러(161,162) 사이에 상기 곡물 알갱이(10)가 주입되어, 로울러(161,162) 사이에서 압착 성형된 후, 일정 두께로 가공된 콘플레이크로 배출하게 되고, 배출된 콘플레이크를 수집하게 된다(S311).
경우에 따라 콘플레이크 제조 장치(100)가 냉각부를 구비하여, 가공부(160)에 의해 압착 가공된 콘플레이크를 냉각부에서 냉각하는 단계(S310)를 거칠 수도 있고, 그와 같은 냉각 단계를 거치지 않을 수도 있다.
도 10은 이와 같은 도 7의 테스트용 콘플레이크 제조 장치를 이용한 콘플레이크 제조 과정에서, 테스트 팩터(factor)의 변경에 따른 결과값의 변화를 표로써 도시한 도면이다.
본 테스트를 통해 배출되는 콘플레이크의 목표 값은, 각 콘플레이크 알갱이의 두께(product thickness)가 2.5mm, 습도(moisture)는 15%로 설정한 후 테스트를 진행하였다. 이를 위해 테스트 팩터(factor)들을 변경하면서 진행하였다.
도 10을 참조하여 테스트 팩터값 및 그에 따른 결과를 검토해 보면 이하와 같다.
먼저 테스트 팩터값으로서, 열처리되면서 이송되는 시간(feeding time)을 90초, 적외선(할로겐) 램프의 높이(lamp height)를 150mm, 로울러를 거쳐 배출되는 콘플레이크의 온도(outlet temperature)를 120℃로 설정한 경우, case 1, 4, 5에서는 표 1과 같은 결과가 도출되었다.
결과 Case 1 Case 4 Case 5
Poduct thickness(mm) 3.2 3.2 2.5
Moisture(%) 15.5 17.4 15.3
Bulk density
(콘플레이크 밀도)		 0.48 0.52 0.45
다음으로, 테스트 팩터값으로서, 열처리되면서 이송되는 시간(feeding time)을 90초, 로울러 사이의 간격(roll gap)을 0.8mm로 설정한 경우, case 5, 17에서는 표 2와 같은 결과가 도출되었다.
결과 Case 5 Case 17
Product thickness(mm) 2.5 2.5
Moisture(%) 15.3 14.98
소요전력(KW) 12.56 10.88
Bulk density 0.45 0.46
다음으로, 테스트 팩터값으로서, 적외선(할로겐) 램프의 높이(lamp height)를 75mm, 로울러 사이의 간격(roll gap)을 0.8mm로 설정한 경우, case 17, 18, 19에서는 표 3과 같은 결과가 도출되었다.
결과 Case 17 Csse 18 Case 19
Product thickness(mm) 2.5 3.16 2.9
Moisture(%) 14.98 16.3 20.7
Outlet temperature(℃) 118 90 70
Bulk density 0.46 0.47 0.45
다음으로, 테스트 팩터값으로서, 열처리되면서 이송되는 시간(feeding time)을 90초, 로울러 사이의 간격(roll gap)을 0.8mm로 설정한 경우, case 20, 21에서는 표 4와 같은 결과가 도출되었다.
결과 Case 20 Case 21
Product thickness(mm) 2.8 2.8
Moisture(%) 13.1 15.3
Outlet temperature(℃) 152 140
Bulk density 0.38 0.45
이와 같은 결과를 전체적으로 검토해 볼 때, case 17의 경우가, 목표한 값인 콘플레이크 알갱이의 두께(product thickness) 2.5mm, 습도(moisture) 15%에 가장 근접한 결과가 도출되었음을 알 수 있다. 또한 case 22,23은 '호화도'가 가장 좋은 결과이며, case 22는 투입 수분 26%, case 23은 투입 수분 28%이다.물론 본 발명에 따른 콘플레이크 제조 장치(100)를 실제 생산의 규모로 설치할 경우에는 그와 같은 목표값을 위해 설정하는 테스트 팩터값은 조정되어야 함은 물론이다.
10: 곡류
100: 콘플레이크 제조 장치
101: 최초 곡류공급부
110: 표면가공장치
111: 곡류 투입구
112: 회전축
113: 회전바(bar)
120: 가수 장치
121: 진동 파이프
122: 진동 모터
130: 곡류 숙성부
131: 곡류 전달구
132: 템퍼링 스크류
140: 곡류 공급부
141: 계량부
142: 이송부
143: 스프레딩 피더
150: 적외선 열처리부
151: 적외선 열처리부의 이송 트라프
152: 적외선 투사기
153: 세라믹 플레이트
154: 가진기
155: 진동 용수철
160: 가공부
161,162: 가공부의 로울러
163: 미분 제거 브러쉬
164: 완충 스프링

Claims (6)

  1. 콘플레이크(corn flake) 제조 장치로서,
    적외선 열원에 의하여 곡류를 열처리하여 익힘과 건조를 수행하는 적외선 열처리부;
    상기 적외선 열처리부로 곡류를 공급하는 곡류 공급부; 및
    상기 적외선 열처리부에서 열처리된 곡류를 일정 두께의 콘플레이크가 되도록 압착 가공하는 가공부
    를 포함하는 콘플레이크 제조 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 적외선 열처리부는,
    상기 곡류를 상기 가공부로 이송시키는 이송 트라프; 및
    상기 이송 트라프 내부에 설치되어, 곡류에 적외선을 투사하는 적외선 투사기
    를 포함하고,
    상기 이송 트라프 내부 바닥면은 세라믹 플레이트로 구성된 것
    을 특징으로 하는 콘플레이크 제조 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 이송 트라프 바닥면 아래쪽에 설치되어, 상기 이송 트라프에 진동을 일으킴으로써, 상기 곡류를 이송 트라프를 통하여 상기 가공부로 이송시키는 가진기
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 콘플레이크 제조 장치.
  4. 콘플레이크(corn flake) 제조 장치가 콘플레이크를 제조하는 방법으로서,
    (a) 곡류 공급부를 통하여, 콘플레이크 가공할 곡류를 적외선 열처리부에 공급하는 단계;
    (b) 상기 적외선 열처리부에서, 공급받은 곡류를 적외선 열원에 의하여 열처리하여 익힘과 건조를 수행하는 단계; 및
    (c) 가공부에서, 상기 적외선 열처리부에서 열처리된 곡류를 일정 두께의 콘플레이크가 되도록 압착 가공하는 단계
    를 포함하는 콘플레이크 제조 방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 단계(b)의 열처리는,
    상기 곡류를 이송 트라프를 통하여 상기 가공부로 이송시키면서, 상기 이송 트라프 내부에 설치된 적외선 투사기에서 곡류에 적외선을 투사하는 방식으로 이루어지는 것
    을 특징으로 하는 콘플레이크 제조 방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 단계(b)에서,
    상기 이송 트라프 바닥면 아래쪽에 설치된 가진기에 의해 상기 이송 트라프에 진동을 일으킴으로써, 상기 곡류를 이송 트라프를 통하여 상기 가공부로 이송시키는 것
    을 특징으로 하는 콘플레이크 제조 방법.
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