KR20170059809A

KR20170059809A - 함수물질 건조용 또는 생균제 제조용 팽화 장치와 상기 장치에 사용되는 교반 이송용 스크류

Info

Publication number: KR20170059809A
Application number: KR1020150164244A
Authority: KR
Inventors: 김중관
Original assignee: 김중관
Priority date: 2015-11-23
Filing date: 2015-11-23
Publication date: 2017-05-31

Abstract

본 발명은 분말 형태로 건조가능한 부산물 또는 버섯 배지나 생초 등과 같은 피처리물의 수분 함량을 원하는 수준까지 낮춤으로써, 이들의 건조물을 가축사료의 원료나 농산품의 원료 또는 첨가제 등으로 활용할 수 있도록 함과 아울러, 양호한 상태로 장기 보관할 수 있도록 한, 함수물질 건조용 또는 생균제 제조용 팽화 장치 및 이 팽화 장치에 적용되는 교반 이송용 스크류에 관한 것이다.
본 발명에 따른 교반 이송용 스크류는 샤프트와, 샤프트의 양 단부로부터 샤프트의 중앙부를 향해 피처리물이 이송될 수 있도록 샤프트의 중앙부를 기점으로 샤프트의 좌측구간에 연속으로 형성되는 것과 우측구간에 연속으로 형성되는 것의 회전이송 진행방향이 반대로 된 나선형 날개와, 샤프트의 좌우측 구간에 각각 연속으로 형성되는 나선형 날개의 일정 피치에 걸쳐 나선형 날개의 가장자리 부분에 결합되는 분산 유닛을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

함수물질 건조용 또는 생균제 제조용 팽화 장치와 상기 장치에 사용되는 교반 이송용 스크류{Puffing apparatus for drying moisture materials or producing probiotics, and screw applied in said apparatus}

본 발명은, 콩비지(두유나 두부의 부산물), 지게미(주정 박), 버섯 배지, 생초 등과 같은 피처리물의 수분 함량을 원하는 수준까지 낮추거나 분말 상태로 가공함으로써, 피처리물의 건조물을 가축사료의 원료나 농산품 원료 또는 첨가제 등으로 활용할 수 있도록 함과 아울러 장기간에 걸쳐 양호한 상태로 보관할 수 있도록 한, 함수물질 건조용 또는 생균제 제조용 팽화 장치와 이 장치에 적용되는 교반 이송용 스크류에 관한 것이다.

본 발명의 선행기술로, 예를 들면 특허문헌 1에는 야채, 어류의 내장, 비지, 진흙 등의 함수물질을 열풍으로 건조하는 함수물질의 건조장치가 개시되어 있다.

그러나 이 건조장치는 열풍과의 접촉을 통해 함수물질 속의 수분이 증발하여 건조가 이루어지는 형태이기 때문에, 대량 처리에는 적합하지 않다.

특허문헌 1: 공개번호 10-2011-0056701

본 발명은 식품가공 부산물 또는 버섯 배지나 생초 등과 같은 피처리물의 수분 함량을 원하는 수준까지 낮춤으로써, 피처리물의 건조물을, 사료의 원료나 가공식품의 원료 또는 첨가제 등으로 활용할 수 있도록 함과 아울러, 장기간에 걸쳐 양호한 상태로 보관할 수 있도록 한, 함수물질 건조용 또는 생균제 제조용 팽화 장치를 제공하는 데에 목적이 있다.

또한, 본 발명은 대량의 피처리물을 신속하게 건조 처리할 수 있는 함수물질 건조용 또는 생균제 제조용 팽화 장치를 제공하는 데에 목적이 있다.

또한, 본 발명은 이러한 팽화 장치에 적합한 교반 이송용 스크류를 제공하는 데에 목적이 있다.

본 발명에 따른 함수물질 건조용 또는 생균제 제조용 팽화 장치와 이 장치에 사용되는 교반 이송용 스크류의 구성상 특징은 다음과 같다.

[1] 구동원에 의해 회전구동되는 샤프트와, 샤프트의 양 단부로부터 샤프트의 중앙부를 향해 피처리물이 이송될 수 있도록 샤프트의 중앙부를 기점으로 샤프트의 좌측구간에 연속으로 형성되는 것과 우측구간에 연속으로 형성되는 것의 회전이송방향이 반대로 된 나선형 날개와, 샤프트의 양측 구간에 각각 연속으로 형성된 나선형 날개의 일정 피치에 걸쳐 나선형 날개의 가장자리 부분에 결합되는 분산 유닛을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 교반 이송용 스크류.

[2] 상기 [1]에 기재된 교반 이송용 스크류가 회전 자유롭게 배치되는 트로프가 내측 하부에 형성됨과 아울러 피처리물의 투입과 건조물의 토출이 수동 또는 자동으로 행해지는 투입구와 토출구가 각각 구비된 밀폐형 챔버와, 밀폐형 챔버 내의 온도, 습도, 압력이 검출되도록 밀폐형 챔버에 설치된 측정 모듈과, 피처리물을 팽화시키는 고온고압의 스팀이 밀폐형 챔버 내에 공급되도록 밀폐형 챔버에 설치된 팽화 모듈과, 밀폐형 챔버 내가 부압 상태로 되도록 밀폐형 챔버에 설치된 진공 모듈과, 밀폐형 챔버 내의 온습도가 조절될 수 있도록 밀폐형 챔버에 설치된 열교환 모듈을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 함수물질 건조용 또는 생균제 제조용 팽화 장치.

[3] 상기 [2]에 있어서, 밀폐형 챔버는 피처리물의 건조처리 중에 발생하는 침출수를 챔버 밖으로 배출하기 위한 배수관을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 함수물질 건조용 또는 생균제 제조용 팽화 장치.

[4] 상기 [2] 또는 [3]에 있어서, 교반 이송용 스크류의 양측 구간에 각각 둘 이상의 분산 유닛이 배치됨과 아울러 동일 구간에 배치되는 둘 이상의 분산 유닛은 교반 이송용 스크류의 원주방향에 대해 일정 각도로 이격된 위치에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 함수물질 건조용 또는 생균제 제조용 팽화 장치.

[5] 상기 [4]에 있어서, 밀폐형 챔버의 중앙부에 밀집되는 피처리물을 밀폐형 챔버의 양측 단부로 반송하는 분산 이송용 스크류가 교반 이송용 스크류와 간섭하지 않는 위치에 더 설치된 것을 특징으로 하는 함수물질 건조용 또는 생균제 제조용 팽화 장치.

본 발명에 따르면, 교반 이송용 스크류("오거"라고 하는 경우도 있다)에 구비된 분산 유닛의 퍼올림 작용 및 사방 흩어짐 작용에 의해, 콩비지처럼 어느 정도의 점성이 있으면서 함수율이 높고 또 건조를 통해 분말화가 가능한 피처리물을 용이하게 대량으로 처리할 수 있다.

또한, 챔버에 구비된 열교환 모듈과 팽화 모듈과 진공 모듈을 각각 독립적으로 또는 서로 간에 상관 관계를 갖고 제어함으로써, 밀폐된 챔버 내의 온습도와 압력을 조절할 수 있으므로, 하나의 챔버에서 피처리물에 대한 건조처리뿐 아니라 피처리물에 대한 발효처리도 실시가능한 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 팽화 장치의 일부분을 단면해서 본 정면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 팽화 장치의 일부분을 단면해서 본 측면도.

이하, 본 발명에 따른 교반 이송용 스크류를 구비한 팽화 장치의 일 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 함수물질 건조용 또는 생균제 제조용 팽화 장치는, 도 1 및 도 2에 개략적으로 도시된 바와 같이, 일정 용적의 챔버(100)와; 챔버 내에 회전가능하게 배치된 한 쌍의 교반 이송용 스크류(200) 및 분산 이송용 스크류(300)와; 챔버(100) 내의 온습도 및 압력을 조절하기 위해 챔버에 구비된 열교환 모듈(400), 팽화 모듈(500), 진공 모듈(600)과; 챔버 내의 온습도 및 압력을 검출하기 위해 챔버에 구비된 측정 모듈(700)을 포함한 구성으로 이루어져 있다.

우선, 챔버(100)는, 피처리물의 투입과 가공물 또는 건조물의 토출이 가능하면서, 피처리물의 처리시, 챔버가 밀폐 상태를 유지할 수 있도록 구성되어 있다.

보다 구체적으로, 본 실시예에 따른 팽화 장치의 챔버(100)는, 한 쌍의 교반 이송용 스크류(200)가 회전가능하게 배치되는 반원통형 또는 U자 채널 모양의 트로프(400)가 챔버의 내측 하부에 형성되어 있고, 피처리물의 챔버 내 투입을 가능하게 하는 자동 개폐형 투입구(110)가 챔버의 상벽에 설치되어 있으며, 건조물 또는 가공물이 챔버로부터 토출 가능하게 하는 자동 개폐형 토출구(120)가 챔버의 측벽에 마련되어 있다. 또한, 피처리물의 가공시에 발생하는 침출수를 배출한다거나 챔버의 내부를 물청소할 때 개방하는 배수관(130)이 챔버의 하벽에 설치되어 있다.

자동 개폐형 투입구(110) 및 토출구(120)의 구조에 대해 특별히 제한은 없는데, 예를 들면 본 출원인의 등록특허 제10-0640090호(발명의 명칭: 맞춤형 TMR사료 배합-운송 차량)에 개시된 것과 같은 유압 개폐식이어도 되고, 자동 개폐형이 아닌 수동 개폐형이어도 무방하다.

또한, 챔버로부터 토출되는 건조물이나 가공물을 받아낼 수 있는 컨베이어가 토출구(120) 측에 더 마련되어 있어도 된다.

또한, 투입구(110)와 토출구(120)는 둘 이상 설치되어도 되고, 투입 및 토출과 가공에 지장을 초래하지 않는다면, 설치 위치에 대해서도 제약은 없다.

또한, 배수관(130)은 경우에 따라 설치가 생략되어도 된다.

다음으로, 본 발명의 주된 특징인 교반 이송용 스크류(200)는 이 기술분야에서 소개된 적이 없는 형태로서, 전기모터나 유압모터와 같은 구동원에 의해 회전구동되는 샤프트(210)와, 샤프트의 양 단부로부터 중앙부를 향해 피처리물이 이송될 수 있도록 중앙부를 기점으로 하여 샤프트의 좌측구간과 우측구간에 각각 연속으로 형성된 것의 회전이송방향이 반대로 되어 있는 나선형 날개(220)와, 샤프트의 양측 구간에 각각 형성된 나선형 날개의 일정 피치에 걸쳐 이 날개의 가장자리 부분에 고정된 분산 유닛(230)으로 이루어져 있다.

본 실시예의 경우에는 한 쌍의 교반 이송용 스크류(200)가 사용되는데, 이들 스크류(200)는 2개의 유압모터에 의해 각각 독립적으로 구동되거나, 기어나 체인 또는 벨트 등의 동력전달수단을 사용하여 하나의 유압모터로 동시에 구동되는 형태로 구성되어도 된다.

보다 구체적으로, 샤프트(210)는 자중에 의한 처짐 방지 및 경량화의 관점에서, 중공 파이프 형태인 것이 바람직하다.

또, 교반 이송용 스크류의 좌측구간 및 우측구간에 다수의 분산 유닛(230)이 각각 마련되는 경우, 같은 구간에 배치되는 분산 유닛은 교반 이송용 스크류의 원주방향을 따라 일정 각도로 서로 이격된 위치에 배치되어 있는 것이 바람직하다.

또, 본 실시예의 경우, 날개(220)의 2피치에 걸쳐 하나의 분산 유닛(230)이 용접되고 또 같은 구간에 배치된 것들은 120°각도(간격)로 이격되어 있는데, 이와는 다른 구조로서, 예컨대 하나의 분산 유닛이 3피치 이상에 걸쳐 용접되고 또 인접해 있는 두 분산 유닛 사이의 각도가 90°, 60° 등이어도 된다.

또한, 분산 유닛(230)은 샤프트(210)의 축심으로부터 거리가 멀어질수록 두께가 얇아지는 형태여도 되고, 축심과의 거리에 상관없이 두께가 일정하게 유지되는 형태여도 된다.

또, 마찰에 따른 소음과 마모를 방지한다는 관점에서, 트로프(140)의 내면과 분산 유닛(230)의 단면 사이에, 피처리물의 종류에 따라, 일정한 크기의 간극이 형성되는 것이 바람직하다. 통상적으로, 이 간극은 1㎝ 이하로 형성된다.

다음으로, 피처리물의 건조처리시, 챔버의 중앙부에 밀집되는 피처리물을 챔버의 양 단부로 반송하여 흐트러지게 하는 하나의 분산 이송용 스크류(300)가 교반 이송용 스크류와 간섭하지 않는 위치에, 예컨대 본 실시예의 경우에는 교반 이송용 스크류의 상방에 설치된다.

경우에 따라서는, 2개 이상의 분산 이송용 스크류(300)가 설치되어도 된다.

분산 이송용 스크류는, 중공형의 샤프트(310)와, 샤프트(310)의 둘레를 따라 연속으로 형성된 나선형 날개(320)로 이루어져 있다.

분산 이송용 스크류는, 별도의 구동원에 의해 독립적으로 구동되는 형태여도 되지만, 교반 이송용 스크류를 구동하는 구동원으로부터 동력전달수단을 통해 동력을 전달받아 구동되는 형태여도 된다.

다음으로, 열교환 모듈(400)은, 챔버(100) 내의 온도를 떨어뜨리거나 올리기 위한 것으로, 본 실시예의 경우에는, 챔버를 감싸는 재킷과, 챔버의 외면과 재킷의 내면 사이에 설치된 배관과, 배관 안으로의 유체 공급을 단속하기 위한 밸브 등으로 이루어져 있다. 또한, 통상적으로, 배관 내에 공급되는 유체로는 스팀이나 냉각수가 사용된다.

다음으로, 팽화 모듈(500)은, 챔버 내의 압력을 올리기 위한 것으로, 고압의 공기를 챔버 내에 공급할 수 있는 배관과 컴프레서 등으로 이루어져 있다.

경우에 따라서는, 고온고압의 스팀을 챔버 내에 공급할 수 있는 배관이 추가로 구비되어도 된다.

통상적으로, 챔버 내의 압력은 팽화 모듈에 의해 약 2기압으로 유지된다.

다음으로, 진공 모듈(600)은, 챔버 내의 압력을 감압하기 위한 것으로, 챔버 내의 공기를 배기하기 위한 배관과 진공펌프 등으로 이루어져 있다.

다음으로, 측정 모듈(700)은, 챔버 내의 온습도와 압력을 검출하기 위한 것으로, 본 출원인의 선출원인 특허출원 제10-2014-0055373호(발명의 명칭: 발효 사료 제조 반응기 및 이를 포함하는 발효 사료 제조 라인)에 개시된 것과 동일하게, 온도센서와 습도센서와 압력센서로 구성되어 있다.

끝으로, 상술한 각 모듈(400, 500, 600, 700)은, 도시하지 않은 제어부와 통신함으로써, 그들 각각의 작동이 처리 레시피에 따라 또는 수동조작에 의해 개별적으로 제어된다.

종래 구성의 오거(스크류)와 달리, 본 실시예에 따른 팽화 장치에 사용된 교반 이송용 스크류(200)에는, 어느 정도 점성이 있으면서도 함수율이 높은 피처리물을 챔버의 중앙부로 이송함과 아울러 수분 증발이 용이하게 이루어질 수 있도록 함수물질을 흐트러뜨리는 분산 유닛(230)이 구비되어 있기 때문에, 현재는 마땅한 가공방법(건조처리방법)이 없어 버려지고 있는 피처리물(식품가공 부산물) 중에서 장기 보관이 가능한 분말로 가공만 된다면 훌륭한 단백질원으로서 고부가가치를 얻을 수 있는 콩비지나 버섯 배지와 같은 함수물질을 대량으로 건조처리하는 데에 매우 효과적으로 사용될 수 있다.

또한, 본 실시예의 팽화 장치는, 본 출원인의 등록특허 제10-0876521호(발명의 명칭: 혼합사료 발효용 생균제 및 이를 이용한 혼합사료의 발효방법)에 개시된 생균제의 제조에도 매우 적합하게 사용될 수 있다.

100…챔버
110…투입구
120…토출구
130…배수관
140…트로프
200, 300…스크류
210, 310…샤프트
220, 320…날개
230…분산 유닛
400…열교환 모듈
500…팽화 모듈
600…진공 모듈
700…측정 모듈

Claims

구동원에 의해 회전구동되는 샤프트와,
샤프트의 양 단부로부터 샤프트의 중앙부를 향해 피처리물이 이송될 수 있도록, 샤프트의 중앙부를 기점으로, 샤프트의 좌측구간에 연속으로 형성되는 것과 우측구간에 연속으로 형성되는 것의 회전이송방향이 반대로 된 나선형 날개와,
샤프트의 양측 구간에 각각 연속으로 형성된 나선형 날개의 일정 피치에 걸쳐, 나선형 날개의 가장자리 부분에 결합되는 분산 유닛을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 교반 이송용 스크류.
청구항 1에 기재된 교반 이송용 스크류가 회전 자유롭게 배치되는 트로프가 내측 하부에 형성됨과 아울러, 피처리물의 투입과 건조물의 토출이 수동 또는 자동으로 행해지는 투입구와 토출구가 각각 구비된 밀폐형 챔버와,
밀폐형 챔버 내의 온도, 습도, 압력이 검출되도록 밀폐형 챔버에 설치된 측정 모듈과,
피처리물을 팽화시키는 고온고압의 스팀이 밀폐형 챔버 내에 공급되도록 밀폐형 챔버에 설치된 팽화 모듈과,
밀폐형 챔버 내가 부압 상태로 되도록 밀폐형 챔버에 설치된 진공 모듈과,
밀폐형 챔버 내의 온습도가 조절될 수 있도록 밀폐형 챔버에 설치된 열교환 모듈을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 함수물질 건조용 또는 생균제 제조용 팽화 장치.
청구항 2에 있어서,
밀폐형 챔버는 피처리물의 건조처리 중에 발생하는 침출수를 챔버 밖으로 배출하기 위한 배수관을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 함수물질 건조용 또는 생균제 제조용 팽화 장치.
청구항 2 또는 3에 있어서,
교반 이송용 스크류의 양측 구간에 각각 둘 이상의 분산 유닛이 배치됨과 아울러, 동일 구간에 배치되는 둘 이상의 분산 유닛은 교반 이송용 스크류의 원주방향에 대해 일정 각도로 이격된 위치에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 함수물질 건조용 또는 생균제 제조용 팽화 장치.
청구항 4에 있어서,
밀폐형 챔버의 중앙부에 밀집되는 피처리물을 밀폐형 챔버의 양측 단부로 반송하는 분산 이송용 스크류가 교반 이송용 스크류와 간섭하지 않는 위치에 더 설치된 것을 특징으로 하는 함수물질 건조용 또는 생균제 제조용 팽화 장치.