KR20190015005A - 유산균 파우더를 균일하게 혼합할 수 있는 분유 제조시스템 - Google Patents

유산균 파우더를 균일하게 혼합할 수 있는 분유 제조시스템 Download PDF

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Abstract

유산균 파우더를 균일하게 혼합할 수 있는 분유 제조시스템이 개시된다. 본 발명에 따른 유산균 파우더를 균일하게 혼합할 수 있는 분유 제조시스템은 조제분유 파우더를 건조 및 냉각하는 유동층 건조기; 및 조제분유 파우더와 유산균 파우더가 균일하게 혼합되도록 유산균 파우더를 유동층 건조기에 공급하는 유산균 파우더 공급장치를 포함하며, 유산균 파우더 공급장치는 유산균 파우더가 저장되는 저장탱크; 저장탱크로부터 유산균 파우더를 공급받는 리필호퍼; 리필호퍼에 연통되게 마련되며 리필호퍼로부터 정량의 유산균 파우더를 공급받아 수용하는 수용유닛; 및 일측에 수용유닛이 연통되게 연결되고 타측에 공기를 공급하는 공기 공급장치가 연통되게 연결되는 본체부와 본체부에 연통되게 결합되어 공기를 분사하되 수용유닛에 수용된 유산균 파우더가 벤츄리 효과에 의해 분사되는 공기에 혼합되는 제1 분사노즐을 구비하여 유산균 파우더를 함유한 공기를 유동층 건조기에서 건조 및 냉각이 완료된 제조분유 파우더에 공급하는 유산균 파우더 공급유닛을 포함한다.

Description

유산균 파우더를 균일하게 혼합할 수 있는 분유 제조시스템{DRIED MILK PRODUCTION SYSTEM WITH CAPABLE OF MIXING LACTIC ACID BACTERIA CONTAINING POWDER AND DRIED MILK UNIFORMLY}
본 발명은 유산균 파우더를 균일하게 혼합할 수 있는 분유 제조시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 제조분유에 유산균 파우더를 균일하게 혼합할 수 있는 분유 제조시스템에 관한 것이다.
일반적으로 아기들이 태어난 후 모유수유를 못하는 경우에 분유류(분유 및 이에 유청단백질이나 비타민등 각종 영양소를 첨가한 조제분유)를 먹이게 되고 출생후 약 3~6개월이 지나면 단계별로 수년간을 이유식을 먹이게 된다.
그런데 이들 분유류나 이유식은 아이의 영양공급측면을 고려하여 비타민류나 무기질등 각종 성분을 첨가하고 있으나 막상 아이가 이를 섭취했을 때 이의 소화를 돕는 유산균등의 세균을 공급하는 측면은 충분히 고려되지 않고 있다.
원래 모유를 먹어야 할 아이들이 분유를 먹게 되니 소화 흡수능력도 떨어지고 질병에 대한 저항력도 약해져서 잦은 배탈 설사나 알레르기 등 각종 질병에 시달리기가 쉬운 실정이다.
더구나 모유에는 루테리균(reuteri)등 천연적인 유산균도 존재하여 지속적으로 아기들이 유산균을 섭취할 수 있으나 조제분유류를 먹는 아기들은 최초의 장내에 본래 유산균이 있었더라도 아기가 감기라도 걸려서 항생제등의 약을 쓰게 되면, 이 항생제등에 의해 장내의 균류(유산균등 유익한 균이나 병원성 균이나 모두)가 거의 죽게 되므로 음식물로 유산균을 보충해 줄 필요가 있는 실정이나, 대개의 경우 유산균음료나 약을 따로 보충해 주지 않아 아기들의 장내에 유산균이 부족하게 되는 경우가 많았다. 이에 제조분유에 유산균을 함유한 분유가 시판되고 있다.
한편, 종래에 제조분유에 유산균을 투입함에 있어서 일예로 제조분유를 살균 후 분무 건조 전에 액상의 유산균을 희석하여 투입하였으나 분무 건조 과정에서 유산균이 사멸하는 문제점이 있었으며, 또한 다른 예로 제조분유 분무 건조 후 저장호퍼로 이송되는 라인 상에 유산균이 함유된 파우더를 투입하였으나 제조분유와 유산균이 함유된 파우더가 균일하게 혼합되지 않는 문제점이 있었다.
이에 대량생산 과정에서 제조분유에 유산균이 함유된 파우더를 균일하게 혼합할 수 있는 제조시스템에 연구가 필요하다.
대한민국 공개특허 제10-2005-0012212호(2005.01.31.공개)
따라서 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 제조분유를 대량생산함에 있어서 유산균이 함유된 파우더를 제조분유에 균일하게 혼합할 수 있는 유산균 파우더를 균일하게 혼합할 수 있는 분유 제조시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 조제분유 파우더를 건조 및 냉각하는 유동층 건조기; 및 조제분유 파우더와 유산균 파우더가 균일하게 혼합되도록 상기 유산균 파우더를 상기 유동층 건조기에 공급하는 유산균 파우더 공급장치를 포함하며, 상기 유산균 파우더 공급장치는 상기 유산균 파우더가 저장되는 저장탱크; 상기 저장탱크로부터 상기 유산균 파우더를 공급받는 리필호퍼; 상기 리필호퍼에 연통되게 마련되며 상기 리필호퍼로부터 정량의 상기 유산균 파우더를 공급받아 수용하는 수용유닛; 및 일측에 상기 수용유닛이 연통되게 연결되고 타측에 공기를 공급하는 공기 공급장치가 연통되게 연결되는 본체부와 상기 본체부에 연통되게 결합되어 공기를 분사하되 상기 수용유닛에 수용된 상기 유산균 파우더가 벤츄리 효과에 의해 분사되는 공기에 혼합되는 제1 분사노즐을 구비하여 상기 유산균 파우더를 함유한 공기를 상기 유동층 건조기에서 건조 및 냉각이 완료된 상기 제조분유 파우더에 공급하는 유산균 파우더 공급유닛을 포함하는 유산균 파우더를 균일하게 혼합할 수 있는 분유 제조시스템이 제공될 수 있다.
상기 본체부의 타측에 공기를 공급하도록 상기 공기 공급장치와 상기 본체부의 타측을 연통되게 연결하는 제1 공기유로가 마련되고, 상기 제1 분사노즐을 통해 상기 유산균 파우더가 함유된 공기가 분사되는 경우에 상기 수용유닛 내에 진공이 걸리는 것을 방지하기 위해 상기 수용유닛에 공기를 공급하도록 상기 공기 공급장치와 상기 수용유닛을 연통되게 연결하는 제2 공기유로가 마련될 수 있다.
상기 제2 공기유로에는 상기 수용유닛에 공급되는 공기의 압력을 일정하게 유지시켜주는 제1 릴리프밸브가 설치될 수 있다.
상기 제1 릴리프밸브는 상기 제2 공기유로에 연통되게 연결되어 상기 제2 공기유로를 따라 공급되는 공기가 유입되며, 중심부에서 반경방향으로 이격되고 원주방향을 따라 연속되게 형성된 다수의 격벽과 방사방향으로 상기 격벽을 관통하는 다수의 관통홀을 구비한 홈부가 형성된 밸브본체; 상기 밸브본체의 상면에 안착되고 다수의 상기 격벽에 의해 지지되며 상기 밸브본체의 상면을 밀폐하는 실링판; 상기 실링판의 상면에 안착되는 압력판; 및 상기 압력판의 상면에 안착되고 상기 밸브본체와 상기 실링판 및 상기 압력판을 감싸는 형상으로 형성되며 하면이 개방된 밸브하우징을 포함할 수 있다.
상기 유산균 파우더 공급장치는 상기 제1 공기유로에 마련되어 정전기 발생을 방지하는 이오나이저를 더 포함할 수 있다.
상기 유산균 파우더 공급장치는 상기 리필호퍼의 하부에 설치되어 상기 리필호퍼에 저장된 상기 유산균 파우더의 양을 확인가능하게 하는 제1 로드셀을 더 포함할 수 있다.
상기 유동층 건조기는 일측 끝단부에 상기 조제분유 파우더가 공급되는 조제분유 공급구가 형성되고 타측 끝단부에 건조되고 냉각된 상기 조제분유 파우더가 배출되는 조제분유 배출구가 형성되며 상기 조제분유 배출구의 전방에 바닥면에서 상방으로 돌출된 댐퍼가 형성된 건조기 몸체; 및 상기 조제분유 배출구가 형성된 상기 건조기 몸체의 상부에 설치되며 상기 조제분유 파우더와 상기 유산균 파우더가 균일하게 혼합되도록 상기 제1 분사노즐에 연통되게 연결되어 상기 제1 분사노즐을 통해 공급되는 상기 유산균 파우더를 함유한 공기를 하방으로 분사하는 제2 분사노즐을 포함할 수 있다.
상기 제2 분사노즐은 상기 제1 분사노즐로부터 상기 유산균 파우더를 함유한 공기를 공급받아 분사하되 길이방향을 따라 단면적이 증가되는 노즐몸체; 및 상기 노즐몸체를 감싸도록 배치되며 상기 노즐몸체에서 분사되는 상기 유산균 파우더를 함유한 공기가 선회류를 형성하도록 측부에 상기 공기 공급장치로부터 공기를 공급받는 공기 공급구가 형성된 노즐 하우징을 포함할 수 있다.
상기 노즐 하우징에 공기를 공급하도록 상기 공기 공급장치와 상기 노즐 하우징을 연통되게 연결하는 제3 공기유로가 마련되고, 상기 노즐몸체에 상기 유산균 파우더가 함유된 공기를 공급하도록 상기 제1 분사노즐과 상기 노즐몸체를 연통되게 연결하는 파우더 공급유로가 마련될 수 있다.
상기 파우더 공급유로의 외면에는 스프링이 감겨지고 접지될 수 있다.
상기 조제분유 배출구에는 적어도 하나의 메쉬망이 높이방향으로 이격되게 설치될 수 있다.
상기 저장탱크는 상기 유산균 파우더가 저장되고 보온재가 내재되며 상부에 개구부가 형성된 탱크본체; 상기 탱크본체의 상부에 회동가능하게 설치되어 상기 탱크본체의 개구부를 개폐하는 제1 덮개부; 상기 제1 덮개부에 회동가능하게 설치되어 상기 탱크본체의 내부를 확인가능하게 하는 제2 덮개부; 및 상기 탱크본체의 상부에 상기 제1 덮개부를 감싸도록 설치되는 제3 덮개부를 포함할 수 있다.
상기 저장탱크는 상기 탱크본체의 하부에 설치되어 상기 탱크본체에 저장된 상기 유산균 파우더의 양을 확인가능하게 하는 제2 로드셀을 더 포함할 수 있다.
상기 저장탱크와 상기 리필호퍼 내에 질소 양압을 형성하도록 상기 저장탱크와 상기 리필호퍼에 질소가스를 공급하는 질소 공급장치를 더 포함할 수 있다.
상기 저장탱크에 질소가스를 공급하도록 상기 질소 공급장치와 상기 저장탱크를 연통되게 연결하는 제1 질소 공급유로가 마련되고, 상기 리필호퍼에 질소가스를 공급하도록 상기 질소 공급장치와 상기 리필호퍼를 연통되게 연결하는 제2 질소 공급유로가 마련되며, 상기 제1 질소 공급유로에는 상기 저장탱크에 공급되는 질소가스의 압력을 일정하게 유지시켜주는 제2 릴리프밸브가 설치될 수 있다.
본 발명의 실시예는 유산균 파우더를 함유한 공기를 유동층 건조기에서 건조 및 냉각이 완료된 제조분유에 분사함으로써 제조분유에 유산균 파우더를 균일하게 혼합할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 분유 제조시스템을 개략적으로 나타내는 구조도이다.
도 2는 본 발명에 따른 유산균 파우더 공급유닛을 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 제1 릴리프밸브를 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 제1 릴리프밸브를 나타내는 분해사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 유동층 건조기에서 유산균 파우더와 제조분유 파우더의 혼합동작을 나타내는 동작상태도이다.
도 6은 본 발명에 따른 제2 분사노즐을 나타내는 확대도이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
이하, 본 실시예에서 유산균 파우더는 유산균이 함유된 파우더로 정의되며, 본 실시예에서 유산균과 백색파우더의 함량 비율이 1.4%:98.4%인 유산균 파우더가 사용될 수 있으나, 본 발명의 권리범위가 이에 의해 제한되는 것은 아니다.
한편, 본 실시예에서 사용되는 유산균의 종류는 현재 상업적으로 많이 이용하고 있는 루테리균(reuteri), 락토바실러스균(Lactobacillus), 비피더스균(비피도박테리움: Bifidobacterium), 스트렙토코커스(Streptococcus), 류코노스톡 (Leuconostoc), 페디오코카스(Pediococcus), 락토코커스(Lactococcus) 등이 있으며, 이들 유산균들을 각각 또는 혼합하여 사용할 수 있다.
유산균은 식중독균이나 유해균으로 인해 급성 설사가 발생한 경우 설사 증세를 완화시켜주며, 유해균의 활성을 약화시키고 장 부패 물질의 생성을 감소시키는 효능이 있다. 또한 유산균은 장내의 부패성 세균의 증식을 억제하는 외에도 장내 유해물질의 독성을 억제시키며 영양소로써 비타민 B 복합제를 주로 생성함과 동시에 혈중 콜레스테롤치 저하와 항암작용, 면역증강작용 등에도 커다란 효능이 있는 것으로 보고되어 있다. 또한 유산균은 단백질과 지방의 소화흡수성을 증대시키고 위장장해를 억제하며 유산균이 생성하는 유산과 초산은 장(腸)의 연동운동을 촉진시켜 주며 변비를 개선하는 효능이 있는 것으로 알려져 있다.
도 1은 본 발명에 따른 분유 제조시스템을 개략적으로 나타내는 구조도이고, 도 2는 본 발명에 따른 유산균 파우더 공급유닛을 나타내는 단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 제1 릴리프밸브를 나타내는 단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 제1 릴리프밸브를 나타내는 분해사시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 유동층 건조기에서 유산균 파우더와 제조분유 파우더의 혼합동작을 나타내는 동작상태도이고, 도 6은 본 발명에 따른 제2 분사노즐을 나타내는 확대도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 유산균 파우더를 균일하게 혼합할 수 있는 분유 제조시스템(100)은 조제분유 파우더를 건조 및 냉각하는 유동층 건조기(500)와, 유동층 건조기(500)에 유산균 파우더를 함유한 공기를 분사하여 조제분유 파우더와 유산균 파우더가 균일하게 혼합되도록 하는 유산균 파우더 공급장치(400)와, 압축공기를 공급하는 공기 공급장치(200)와, 질소가스를 공급하는 질소 공급장치(300)를 포함한다.
본 발명에 따른 유산균 파우더를 균일하게 혼합할 수 있는 분유 제조시스템(100)은 유동층 건조기(500)에서 건조 및 냉각이 완료된 제조분유 파우더에 유산균 파우더를 함유한 공기를 분사하여 제조분유 파우더와 유산균 파우더를 균일하게 혼합하고자 한다.
먼저 본 실시예에 따른 공기 공급장치(200)는 제습 및 제균과정을 거친 후에 유산균 파우더 공급장치(400)로 압축공기를 공급한다. 예를들어 공기압축기(compressor)에 의해 6~7 기압(bar)으로 압축된 공기는 다수의 필터와 유수 및 기수분리기를 거치면서 이물질이 제거되고 제습되며, 스팀이 공급되는 제균필터를 거치면서 제균된다.
상기한 제습 및 제균과정을 거친 공기는 유산균 파우더 공급장치(400)와 유동층 건조기(500)에 공급된다. 그리고 공기 공급장치(200)에서 유산균 파우더 공급장치(400)로 공급된 공기는 유산균 파우더 공급장치(400)를 거치면서 유산균 파우더를 함유한 상태에서 유동층 건조기(500)에 분사된다.
그리고 본 실시예에 따른 질소 공급장치(300)는 다수의 필터를 거치면서 이물질이 제거되고, 다수의 압력조절기를 거치면서 안정적인 압력(예를들어 7기압(bar))을 유지하며 후술할 유산균 파우더 공급장치(400)의 저장탱크(410) 및 리필호퍼(430)에 공급된다.
그리고 본 실시예에 따른 유산균 파우더 공급장치(400)는 정량의 유산균 파우더를 유동층 건조기(500)에 공급하며 유동층 건조기(500) 내의 제조분유 파우더에 유산균 파우더가 분무되게 분사하는 역할을 한다.
유산균 파우더 공급장치(400)는 유산균 파우더가 저장되는 저장탱크(410)와, 저장탱크(410)로부터 유산균 파우더를 공급받는 리필호퍼(430)와, 리필호퍼(430)로부터 정량의 유산균 파우더를 공급받아 수용하는 수용유닛(450)과, 유산균 파우더를 함유한 공기를 유동층 건조기(500)에 공급하는 유산균 파우더 공급유닛(470)을 포함한다.
본 실시예에 따른 저장탱크(410)는 유산균 파우더를 저장하며 리필호퍼(430)에 유산균 파우더를 공급한다. 유산균 파우더는 저장탱크(410)의 하부에 마련된 조절밸브(417)를 통해 리필호퍼(430)에 공급된다.
그리고 저장탱크(410)의 하부 외면에는 저장탱크(410)의 내부에 적체된 유산균 파우더가 조절밸브(417) 측으로 낙하 또는 이동될 수 있도록 복수의 바이브레이터(416)가 설치될 수 있다.
저장탱크(410)는 유산균 파우더가 저장되며 상부에 개구부가 형성된 탱크본체(411)와, 탱크본체(411)의 상부에 회동가능하게 설치되어 탱크본체(411)의 개구부를 개폐하는 제1 덮개부(412)와, 제1 덮개부(412)에 회동가능하게 설치되는 제2 덮개부(413)와, 탱크본체(411)의 상부에 제1 덮개부(412)를 감싸도록 설치되는 제3 덮개부(414)와, 상기 탱크본체(411)의 하부에 설치되어 탱크본체(411)에 저장된 상기 유산균 파우더의 양을 확인가능하게 하는 제2 로드셀(415)을 포함한다.
탱크본체(411)는 유산균 파우더가 수용되며, 내외부 온도차로 인한 결로발생을 방지하기 위해 보온재가 내재되는 구조로 형성된다. 탱크본체(411)의 상부에는 유산균 파우더가 투입되는 개구부가 형성된다.
한편, 탱크본체(411)에 수용된 유산균 파우더의 양을 확인하게 위해 탱크본체(411)의 하부에 제2 로드셀(415)이 설치된다. 작업자는 제2 로드셀(415)을 모니터링하여 탱크본체(411) 내의 유산균 파우더의 양을 실시간 확인할 수 있으며, 이에 따라 부족한 경우에 탱크본체(411)에 유산균 파우더를 보충할 수 있다. 본 실시예에서 탱크본체(411)에 수용되는 유산균 파우더는 약 60Kg이다.
또한 개구부가 형성된 탱크본체(411)의 상부는 제1 내지 제3 덮개부(412,413,414)가 설치된다. 제1 덮개부(412)는 탱크본체(411)의 개구부를 개폐하도록 탱크본체(411)의 상부에 회동가능하게 설치된다. 탱크본체(411)에 유산균 파우더를 보충할 필요가 있는 경우에 제1 덮개부(412)를 회동시켜 개구부를 개방한 후 유산균 파우더를 탱크본체(411)에 투입한다.
또한 작업자가 탱크본체(411)의 내부를 확인할 필요가 있는 경우에는 제1 덮개부(412)에 설치된 제2 덮개부(413)를 회동시켜 탱크본체(411)의 내부를 확인할 수 있다.
또한 탱크본체(411)의 내외부 온도차로 인한 결로발생을 방지하도록 제3 덮개부(414)가 제1 덮개부(412)를 감싸도록 탱크본체(411)의 상부에 설치된다.
한편 탱크본체(411)에 수용된 유산균 파우더의 보존성을 향상시키고 유산균 파우더를 리필호퍼(430)에 공급하는 경우에 탱크본체(411)의 내부에서 발생할 수 있는 진공걸림을 방지하고자 탱크본체(411)에 질소가스를 공급하여 충진한다.
이를 위해 질소 공급장치(300)와 탱크본체(411)를 연통되게 연결하는 제1 질소 공급유로(P5)가 마련되며 제1 질소 공급유로(P5)에는 제4 유량 조절밸브(V4)와 제4 유량계(F4)가 마련된다. 본 실시예에서는 제4 유량 조절밸브(V4)를 조정하여 0.36 m3/h(공기 기준)의 유량을 갖는 질소가스가 탱크본체(411)에 공급된다.
또한 탱크본체(411)에 공급되는 질소가스의 압력이 일정하게 유지되도록 제1 질소 공급유로(P5)에는 제2 릴리프밸브(650)가 설치된다. 본 실시예에서 제2 릴리프밸브(650)는 탱크본체(411)에 공급되는 질소가스의 압력이 17.5mmH2O를 초과하지 않도록 한다.
그리고 본 실시예에 따른 리필호퍼(430)는 저장탱크(410)로부터 유산균 파우더를 공급받아 임시저장하며, 수용유닛(450)에 정량의 유산균 파우더를 공급하는 역할을 한다.
또한 작업자가 리필호퍼(430)에 저장된 유산균 파우더의 양을 실시간 확인할 수 있도록 리필호퍼(430)의 하부에는 제1 로드셀(431)이 설치된다. 작업자는 제1 로드셀(431)을 모니터링하여 리필호퍼(430) 내의 유산균 파우더의 양이 부족한 경우에 탱크본체(411)의 하부에 마련된 조절밸브(417)를 제어하여 리필호퍼(430)에 유산균 파우더를 보충할 수 있다. 본 실시예에서 리필호퍼(430)에 공급되는 유산균 파우더의 양은 3.72Kg/h이다.
또한 리필호퍼(430)의 내부에서 발생할 수 있는 진공걸림을 방지하고자 리필호퍼(430)에 질소가스를 공급하여 충진한다.
이를 위해 질소 공급장치(300)와 리필호퍼(430)를 연통되게 연결하는 제2 질소 공급유로(P6)가 마련되며, 제2 질소 공급유로(P6)는 제1 질소 공급유로(P5)에서 분기될 수 있다.
제2 질소 공급유로(P6)를 따라 리필호퍼(430)에 공급되는 질소가스는 전술한 바와 같이 제4 유량 조절밸브(V4)와 제4 유량계(F4) 및 제2 릴리프밸브(650)에 의해 조정된다.
한편 본 실시예에 따른 수용유닛(450)은 리필호퍼(430)로부터 정량의 유산균 파우더를 공급받아 수용하며 유산균 파우더 공급유닛(470)에 유산균 파우더를 정량 공급하는 역할을 한다. 즉 수용유닛(450)은 공기 공급장치(200)에서 유산균 파우더 공급유닛(470)으로 공기가 공급되어 분사되는 경우에 공기에 함유되는 유산균 파우더의 양이 정량을 유지하도록 한다.
수용유닛(450)에 수용된 유산균 파우더는 유산균 파우더 공급유닛(470)에서 공기가 분사되는 경우에 벤츄리 효과에 의해 유산균 파우더 공급유닛(470)으로 흡입된다.
그리고 도 2를 참조하면 본 실시예에 따른 유산균 파우더 공급유닛(470)은 일측에 수용유닛(450)이 연통되게 연결되고 타측에 공기 공급장치(200)에 연통되게 연결되는 본체부(471)와, 본체부(471)에 연통되게 결합되어 유산균 파우더를 함유한 공기를 분사하는 제1 분사노즐(473)을 포함한다.
본체부(471)의 일측은 상부에 배치되는 수용유닛(450)에 연통되게 연결되어 수용유닛(450)으로부터 유산균 파우더를 공급받으며, 본체부(471)의 타측은 공기 공급장치(200)에 연통되게 연결되어 공기 공급장치(200)로부터 공기를 공급받는다. 본 실시예에서는 본체부(471)의 타측과 공기 공급장치(200)를 연통되게 연결하는 제1 공기유로(P1)가 마련된다.
그리고 본체부(471)의 타측에 공급된 공기는 본체부(471)에 결합된 제1 분사노즐(473)을 통해 후술할 유동층 건조기(500)측으로 분사되는데, 제1 분사노즐(473)을 통해 공기가 분사되는 경우에 수용유닛(450)에 수용된 유산균 파우더는 벤츄리 효과에 의해 분사되는 공기에 혼합되어 함께 분사된다.
제1 분사노즐(473)은 벤츄리 효과를 이용하여 유산균 파우더를 함유한 공기를 유동층 건조기(500)에 분사하므로, 유산균 파우더가 유동층 건조기(500) 내에서 분무되어 제조분유 파우더와의 혼합을 원활하게 할 수 있다.
그리고 제1 공기유로(P1)에는 제1 유량 조절밸브(V1)와 제1 유량계(F1)가 마련된다. 본 실시예에서는 제1 유량 조절밸브(V1)를 조정하여 137.78m3/h(공기 기준)의 유량을 갖는 공기가 본체부(471)에 공급된다.
한편, 제1 분사노즐(473)을 통해 공기가 분사되는 경우에 벤츄리 효과에 의해 수용유닛(450)에 수용된 유산균 파우더는 제1 분사노즐(473)로 흡입되어 공기와 함께 분사되는데, 이로 인해 수용유닛(450)에 진공이 걸릴 수 있으며 수용유닛(450)에 진공이 걸리는 경우에는 수용유닛(450)에서 제1 분사노즐(473) 방향으로 유산균 파우더의 이동이 원활하지 못하는 문제가 발생된다. 이에 본 실시예에서는 수용유닛(450)에 공기를 공급하여 수용유닛(450)에 진공걸림 현상이 발생하는 것을 방지한다.
본 실시예에서는 공기 공급장치(200)와 수용유닛(450)을 연통되게 연결하는 제2 공기유로(P2)가 마련된다. 또한 제2 공기유로(P2)에는 제2 유량 조절밸브(V2)와 제2 유량계(F2)가 마련된다. 본 실시예에서는 제2 유량 조절밸브(V2)를 조정하여 5.0m3/h(공기 기준)의 유량을 갖는 공기가 수용유닛(450)에 공급된다.
또한 수용용기에 공급되는 공기의 압력이 일정하게 유지되도록 제2 공기유로(P2)에는 제1 릴리프밸브(600)가 설치된다. 본 실시예에서 제1 릴리프밸브(600)는 수용용기에 공급되는 공기의 압력이 25mmH2O를 초과하지 않도록 한다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 제1 릴리프밸브(600)는 제2 공기유로(P2)에 연통되게 연결되어 제2 공기유로(P2)를 따라 공급되는 공기가 유입되며 중심부에서 반경방향으로 이격되고 원주방향을 따라 연속되게 형성된 다수의 격벽(613)과 방사방향으로 격벽(613)을 관통하는 다수의 관통홀(614)을 구비한 홈부(612)가 형성된 밸브본체(610)와, 밸브본체(610)의 상면에 안착되고 다수의 격벽(613)에 의해 지지되며 밸브본체(610)의 상면을 밀폐하는 실링판(620)과, 실링판(620)의 상면에 안착되는 압력판(630)과, 압력판(630)의 상면에 안착되고 밸브본체(610)와 실링판(620) 및 압력판(630)을 감싸는 형상으로 형성되며 하면이 개방된 밸브하우징(640)을 포함한다.
밸브본체(610)에는 홈부(612)가 형성되며 중심부에 공기가 유입되는 공기 유입공(611)이 형성된다. 그리고 밸브본체(610)의 홈부(612)에는 중심부에서 반경방향으로 이격되고 원주방향을 연속되게 형성된 다수의 격벽(613)이 형성된다. 그리고 다수의 격벽(613)에는 방사방향으로 격벽(613)을 관통하는 다수의 관통홀(614)이 형성된다. 공기 유입공(611)으로 유입된 공기는 격벽(613)에 형성된 관통홀(614)을 따라 홈부(612) 내부에 균일하게 분포되어 상부에 안착되는 실링판(620)과 압력판(630)의 전면적에 걸쳐 균일하게 가압한다.
그리고 밸브본체(610)의 상부에 순차로 안착되는 실링판(620), 압력판(630) 및 밸브하우징(640)의 무게에 의해 압력이 조정된다. 즉, 밸브본체(610)에 유입된 공기압이 실링판(620), 압력판(630) 및 밸브하우징(640)의 무게를 초과하는 경우에 밸브본체(610)의 상면에서 실링판(620), 압력판(630) 및 밸브하우징(640)이 이격되어 초과되는 압력이 밸브하우징(640)의 개방된 하면으로 배출되어 공기압이 조정된다.
한편, 제1 릴리프밸브(600)의 구성은 전술한 제2 릴리프밸브(650)의 구성과 동일하므로 제2 릴리프밸브(650)에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
한편, 본 발명에 따른 유산균 파우더 공급장치(400)는 정전기로 인한 화재발생을 방지하도록 제1 공기유로(P1)에 마련되는 이오나이저(ionizer,490)를 더 포함할 수 있다. 제1 공기유로(P1)를 따라 공급되는 공기는 이오나이저(490)를 통과한 후 유산균 파우더 공급유닛(470)의 본체부(471)의 타측에 공급된다.
전술한 바와 같이 유산균 파우더 공급유닛(470)은 유산균 파우더가 함유된 공기를 유동층 건조기(500)에 공급한다.
도 1, 도 5 및 도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 유동층 건조기(500)는 조제분유 파우더를 건조 및 냉각하며, 유산균 파우더 공급장치(400)에서 공급된 유산균 파우더를 조제분유 파우더와 균일하게 혼합하는 역할을 한다.
유동층 건조기(500)는 조제분유 파우더를 건조 및 냉각하는 건조기 몸체(510)와, 건조기 몸체(510)의 하면에 장착된 진동모터(550)와, 건조기 몸체(510)의 하면 양측에 각각 장착된 스프링 브라켓(570)과, 조제분유 배출구(512)가 형성된 건조기 몸체(510)의 상부에 설치되어 유산균 파우더를 함유한 공기를 하방으로 분사하는 제2 분사노즐(530)을 포함한다.
건조기 몸체(510)의 상부 일측 끝단부에는 조제분유 파우더가 공급되는 조제분유 공급구(511)가 형성되고, 건조기 몸체(510)의 하부 타측 끝단부에는 건조되고 냉각된 조제분유 파우더가 배출되는 조제분유 배출구(512)가 형성되고, 조제분유 배출구(512)의 전방에는 바닥면에서 상방으로 돌출된 댐퍼(517)가 형성된다. 본 실시예에서 조제분유 공급구(511)로 공급되는 조제분유 파우더의 양은 3100Kg/h이며, 조제분유 공급구(511)로 유입되는 조제분유 파우더는 약 65℃온도를 가지며 상대습도는 4.5% 정도이다.
건조기 몸체(510)의 내부 바닥면에는 타공이 형성되어 공기가 통과될 수 있으며 건조기 몸체(510)의 하면에 장착된 진동모터(550)에 동작하면 건조기 몸체(510)의 하면에 장착된 스프링 브라켓(570)의 경사각도에 의해 건조기 몸체(510) 내부의 조제분유 파우더는 건조기 몸체(510)의 바닥면에서 5~10mm 부상되고 조제분유 배출구(512) 방향으로 전진된다. 그리고 조제분유 파우더는 건조기 몸체(510)의 내부 바닥면에 돌출된 댐퍼(517)의 높이에 대응되는 두께로 건조기 몸체(510)의 내부 바닥면에 적층된다.
그리고 조제분유 파우더가 조제분유 배출구(512) 방향으로 전진하는 동안 건조기 몸체(510)의 하부에 형성된 제1 건조공기 공급구(514)와 제2 건조공기 공급구(515)를 통해 공급되는 고온의 건조공기 및 저온의 건조공기를 통해 조제분유 파우더가 건조되고 냉각된다. 이에 조제분유 배출구(512)로 배출되는 조제분유 파우더는 약 30℃온도를 가지며 상대습도는 2.5~3.0% 정도이다. 한편 건조기 몸체(510)의 상부에는 다수의 공기 배출구(516)가 형성된다.
한편, 상기와 같은 건조 및 냉각공정을 거친 조제분유 파우더는 조제분유 배출구(512)의 전방에 형성된 댐퍼(517)에 의해 상부로 부상되고 얇게 펼쳐진 상태로 조제분유 배출구(512)의 경사면을 따라 낙하된다.
이처럼 본 실시예에서는 조제분유 배출구(512)로 낙하되는 조제분유 파우더가 상부로 부상되고 얇게 펼쳐지도록 하고 얇게 펼쳐진 조제분유 파우더에 유산균 파우더를 분사하여 조제분유 파우더와 유산균 파우더가 균일하게 혼합되게 한다.
이를 위해, 본 실시예에 따른 제2 분사노즐(530)은 조제분유 배출구(512)가 형성된 건조기 몸체(510)의 상부에 설치되며, 제1 분사노즐(473)을 통해 유산균 파우더를 함유한 공기를 공급받아 유산균 파우더를 함유한 공기를 조제분유 파우더 방향으로 하방 분사하여 조제분유 파우더와 유산균 파우더가 균일하게 혼합되게 한다.
도 5 및 도 6에서 도시한 바와 같이, 제2 분사노즐(530)은 제1 분사노즐(473)로부터 유산균 파우더를 함유한 공기를 공급받아 분사하되 길이방향을 따라 단면적이 증가되는 노즐몸체(531)와, 노즐몸체(531)를 감싸도록 배치되며 노즐몸체(531)에서 분사되는 유산균 파우더를 함유한 공기가 선회류를 형성하도록 측부에 공기 공급장치(200)로부터 공기를 공급받는 공기 공급구(534)가 형성된 노즐 하우징(533)을 포함한다.
노즐몸체(531)는 유산균 파우더를 함유한 공기가 조제분유 배출구(512) 상부에서 분무형태로 분사되도록 하방으로 갈수록 단면적이 증가되는 콘모양의 디퓨져형상으로 형성된다.
그리고 노즐몸체(531)에서 분사되는 유산균 파우더를 함유한 공기가 하방으로 분사되는 동안 분사속도가 저하되는 것을 방지하여 조제분유 파우더와 빠른 시간 내에 접촉되도록 노즐 하우징(533)의 측부에 공기를 공급한다. 그리고 공기 공급구(534)은 노즐 하우징(533)의 중심부에 대해 편심되게 배치된다.
즉 노즐 하우징(533)의 측부에 공급된 공기는 노즐 하우징(533)의 내면과 노즐몸체(531)의 외면 사이에서 선회되어 조제분유 배출구(512) 상부로 분사되므로 노즐몸체(531)에서 분사되는 유산균 파우더를 함유한 공기가 원뿔모양으로 선회시키며 또한 유산균 파우더를 함유한 공기를 감싸는 형태로 하방으로 분사된다.
상대습도가 2.5~3.0% 정도인 습기를 포함하는 조제분유 파우더가 댐퍼(517)에 의해 상부로 부상되고 얇게 펼쳐진 상태로 조제분유 배출구(512)의 경사면을 따라 낙하되는 동안 노즐몸체(531)에서 흡습성이 강한 성질을 유산균 파우더가 조제분유 파우더에 흡착되어 혼합된다.
그리고 유산균 파우더가 흡착된 조제분유 파우더는 조제분유 배출구(512)에 높이방향으로 이격되게 설치된 적어도 하나의 메쉬망(513)을 거치는 동안 더욱 더 균일하게 혼합된다.
한편, 본 실시예에서는 제2 분사노즐(530)의 노즐몸체(531)에 유산균 유산균 파우더가 함유된 공기를 공급하도록 제1 분사노즐(473)과 제2 분사노즐(530)의 노즐몸체(531)를 연통되게 연결하는 파우더 공급유로(P4)가 마련된다.
한편, 본 실시예에서는 정전기로 인한 화재발생을 방지하도록 파우더 공급유로(P4)의 외면에는 금속재질의 스프링(S)이 감겨지고 접지된다.
그리고, 제2 노즐몸체(531)의 노즐 하우징(533)에 공기를 공급하도록 공기 공급장치(200)와 제2 노즐몸체(531)의 노즐 하우징(533)을 연통되게 연결하는 제3 공기유로(P3)가 마련된다.
그리고 제3 공기유로(P3)에는 제3유량 조절밸브와 제3 유량계(F3)가 마련된다. 본 실시예에서는 제3 유량 조절밸브(V3)를 조정하여 231.3m3/h(공기 기준)의 유량을 갖는 공기가 노즐 하우징(533)에 공급된다.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
100: 분유 제조시스템 200: 공기 공급장치
300: 질소 공급장치 400: 유산균 파우더 공급장치
410: 저장탱크 411: 탱크본체
412: 제1 덮개부 413: 제2 덮개부
414: 제3 덮개부 415: 제2 로드셀
416: 바이브레이터 417: 조절밸브
430: 리필호퍼 431: 제1 로드셀
450: 수용유닛 470: 유산균 파우더 공급유닛
471: 본체부 473: 제1 분사노즐
490: 이오나이저 500: 유동층 건조기
510: 건조기 몸체 511: 조제분유 공급구
512: 조제분유 배출구 513: 메쉬망
514: 제1 건조공기 공급구 515: 제2 건조공기 공급구
516: 공기 배출구 517: 댐퍼
530: 제2 분사노즐 531: 노즐몸체
533: 노즐 하우징 534: 공기 공급구
550: 진동모터 570: 스프링 브라켓
600: 제1 릴리프밸브 610: 밸브본체
611: 공기 유입공 612: 홈부
613: 격벽 614: 관통홀
620: 실링판 630: 압력판
640: 밸브하우징 650: 제2 릴리프밸브

Claims (15)

  1. 조제분유 파우더를 건조 및 냉각하는 유동층 건조기; 및
    조제분유 파우더와 유산균 파우더가 균일하게 혼합되도록 상기 유산균 파우더를 상기 유동층 건조기에 공급하는 유산균 파우더 공급장치를 포함하며,
    상기 유산균 파우더 공급장치는,
    상기 유산균 파우더가 저장되는 저장탱크;
    상기 저장탱크로부터 상기 유산균 파우더를 공급받는 리필호퍼;
    상기 리필호퍼에 연통되게 마련되며 상기 리필호퍼로부터 정량의 상기 유산균 파우더를 공급받아 수용하는 수용유닛; 및
    일측에 상기 수용유닛이 연통되게 연결되고 타측에 공기를 공급하는 공기 공급장치가 연통되게 연결되는 본체부와 상기 본체부에 연통되게 결합되어 공기를 분사하되 상기 수용유닛에 수용된 상기 유산균 파우더가 벤츄리 효과에 의해 분사되는 공기에 혼합되는 제1 분사노즐을 구비하여 상기 유산균 파우더를 함유한 공기를 상기 유동층 건조기에서 건조 및 냉각이 완료된 상기 제조분유 파우더에 공급하는 유산균 파우더 공급유닛을 포함하는 유산균 파우더를 균일하게 혼합할 수 있는 분유 제조시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 본체부의 타측에 공기를 공급하도록 상기 공기 공급장치와 상기 본체부의 타측을 연통되게 연결하는 제1 공기유로가 마련되고,
    상기 제1 분사노즐을 통해 상기 유산균 파우더가 함유된 공기가 분사되는 경우에 상기 수용유닛 내에 진공이 걸리는 것을 방지하기 위해 상기 수용유닛에 공기를 공급하도록 상기 공기 공급장치와 상기 수용유닛을 연통되게 연결하는 제2 공기유로가 마련되는 유산균 파우더를 균일하게 혼합할 수 있는 분유 제조시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2 공기유로에는 상기 수용유닛에 공급되는 공기의 압력을 일정하게 유지시켜주는 제1 릴리프밸브가 설치되는 유산균 파우더를 균일하게 혼합할 수 있는 분유 제조시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 릴리프밸브는,
    상기 제2 공기유로에 연통되게 연결되어 상기 제2 공기유로를 따라 공급되는 공기가 유입되며, 중심부에서 반경방향으로 이격되고 원주방향을 따라 연속되게 형성된 다수의 격벽과 방사방향으로 상기 격벽을 관통하는 다수의 관통홀을 구비한 홈부가 형성된 밸브본체;
    상기 밸브본체의 상면에 안착되고 다수의 상기 격벽에 의해 지지되며 상기 밸브본체의 상면을 밀폐하는 실링판;
    상기 실링판의 상면에 안착되는 압력판; 및
    상기 압력판의 상면에 안착되고 상기 밸브본체와 상기 실링판 및 상기 압력판을 감싸는 형상으로 형성되며 하면이 개방된 밸브하우징을 포함하는 유산균 파우더를 균일하게 혼합할 수 있는 분유 제조시스템.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 유산균 파우더 공급장치는,
    상기 제1 공기유로에 마련되어 정전기 발생을 방지하는 이오나이저를 더 포함하는 유산균 파우더를 균일하게 혼합할 수 있는 분유 제조시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 유산균 파우더 공급장치는,
    상기 리필호퍼의 하부에 설치되어 상기 리필호퍼에 저장된 상기 유산균 파우더의 양을 확인가능하게 하는 제1 로드셀을 더 포함하는 유산균 파우더를 균일하게 혼합할 수 있는 분유 제조시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 유동층 건조기는,
    일측 끝단부에 상기 조제분유 파우더가 공급되는 조제분유 공급구가 형성되고 타측 끝단부에 건조되고 냉각된 상기 조제분유 파우더가 배출되는 조제분유 배출구가 형성되며 상기 조제분유 배출구의 전방에 바닥면에서 상방으로 돌출된 댐퍼가 형성된 건조기 몸체; 및
    상기 조제분유 배출구가 형성된 상기 건조기 몸체의 상부에 설치되며 상기 조제분유 파우더와 상기 유산균 파우더가 균일하게 혼합되도록 상기 제1 분사노즐에 연통되게 연결되어 상기 제1 분사노즐을 통해 공급되는 상기 유산균 파우더를 함유한 공기를 하방으로 분사하는 제2 분사노즐을 포함하는 유산균 파우더를 균일하게 혼합할 수 있는 분유 제조시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제2 분사노즐은,
    상기 제1 분사노즐로부터 상기 유산균 파우더를 함유한 공기를 공급받아 분사하되 길이방향을 따라 단면적이 증가되는 노즐몸체; 및
    상기 노즐몸체를 감싸도록 배치되며 상기 노즐몸체에서 분사되는 상기 유산균 파우더를 함유한 공기가 선회류를 형성하도록 측부에 상기 공기 공급장치로부터 공기를 공급받는 공기 공급구가 형성된 노즐 하우징을 포함하는 유산균 파우더를 균일하게 혼합할 수 있는 분유 제조시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 노즐 하우징에 공기를 공급하도록 상기 공기 공급장치와 상기 노즐 하우징을 연통되게 연결하는 제3 공기유로가 마련되고,
    상기 노즐몸체에 상기 유산균 파우더가 함유된 공기를 공급하도록 상기 제1 분사노즐과 상기 노즐몸체를 연통되게 연결하는 파우더 공급유로가 마련되는 유산균 파우더를 균일하게 혼합할 수 있는 분유 제조시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 파우더 공급유로의 외면에는 스프링이 감겨지고 접지되는 유산균 파우더를 균일하게 혼합할 수 있는 분유 제조시스템.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 조제분유 배출구에는 적어도 하나의 메쉬망이 높이방향으로 이격되게 설치되는 유산균 파우더를 균일하게 혼합할 수 있는 분유 제조시스템.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 저장탱크는,
    상기 유산균 파우더가 저장되고 보온재가 내재되며 상부에 개구부가 형성된 탱크본체;
    상기 탱크본체의 상부에 회동가능하게 설치되어 상기 탱크본체의 개구부를 개폐하는 제1 덮개부;
    상기 제1 덮개부에 회동가능하게 설치되어 상기 탱크본체의 내부를 확인가능하게 하는 제2 덮개부; 및
    상기 탱크본체의 상부에 상기 제1 덮개부를 감싸도록 설치되는 제3 덮개부를 포함하는 유산균 파우더를 균일하게 혼합할 수 있는 분유 제조시스템.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 저장탱크는,
    상기 탱크본체의 하부에 설치되어 상기 탱크본체에 저장된 상기 유산균 파우더의 양을 확인가능하게 하는 제2 로드셀을 더 포함하는 유산균 파우더를 균일하게 혼합할 수 있는 분유 제조시스템.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 저장탱크와 상기 리필호퍼 내에 질소 양압을 형성하도록 상기 저장탱크와 상기 리필호퍼에 질소가스를 공급하는 질소 공급장치를 더 포함하는 유산균 파우더를 균일하게 혼합할 수 있는 분유 제조시스템.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 저장탱크에 질소가스를 공급하도록 상기 질소 공급장치와 상기 저장탱크를 연통되게 연결하는 제1 질소 공급유로가 마련되고,
    상기 리필호퍼에 질소가스를 공급하도록 상기 질소 공급장치와 상기 리필호퍼를 연통되게 연결하는 제2 질소 공급유로가 마련되며,
    상기 제1 질소 공급유로에는 상기 저장탱크에 공급되는 질소가스의 압력을 일정하게 유지시켜주는 제2 릴리프밸브가 설치되는 유산균 파우더를 균일하게 혼합할 수 있는 분유 제조시스템.
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