KR20200053811A - 식품 용기 밀봉장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 식품 용기 밀봉장치에 관한 것으로, 히터가 내장된 상부 베셀과, 리드필름으로 밀봉할 용기를 수용하며 상기 상부 베셀에 대하여 고압상태로 가압하도록 기밀 상태로 유지하여 리드필름을 열융착시키도록 밀봉 위치와 용기 장입을 위한 분리 위치로 이동가능한 하부 베셀, 상기 하부 베셀을 이동시키기 위해 구동하는 구동수단을 포함하며, 상기 구동수단은 하부 베셀의 저면측에 연결된 플런저를 전후진시키는 유압실린더와, 상기 유압실린더 내부에 배치된 플런저의 전후측 공간에 오일을 선택적으로 공급하여 플런저를 전후진시키도록 제어하는 실린더 제어 유압밸브, 상기 실린더 제어 유압밸브로 오일을 공급하는 모터로 구동되는 유압펌프를 포함하고, 상기 유압펌프는 하부 베셀을 상부 베셀에 대하여 미리 설정된 고압의 압력으로 유지하기 위해 오일을 실린더로 공급하는 고압 펌프와, 하부 베셀를 상부 베셀에 밀착시키거나 분리시키기 위해 실린더의 플런저를 가동시키도록 상대적으로 저압의 오일을 공급하는 저압 펌프를 포함하는 것을 특징으로 하여 구성됨으로써, 압력 발생을 위해 소형 펌프를 사용하고 대기시간에 에너지를 충전하는 방식으로 에너지를 절감할 수 있고, 종래 대용량 펌프를 사용하는 것과 비교하여 장비 제조비용을 절감할 수 있으며, 소형 펌프를 사용함으로써 소음과 진동의 발생이 감소되는 효과가 있다는 데에 그 특징이 있다.

Description

식품 용기 밀봉장치{A Sealing Apparatus For Food Container}

본 발명은 식품 용기 밀봉장치에 관한 것으로, 특히 즉석밥에 사용되는 생쌀을 공급하고 생쌀이 용기에 수용된 상태에서 용기 상단에 리드필름을 저압, 저유량의 펌프를 사용하여 열융착하여 생쌀을 스팀을 이용하여 찔 수 있도록 밀봉하도록 개선된 식품 용기 밀봉장치에 관한 것이다.

최근에 사회가 복잡화, 고속화됨에 따라서 음식 문화에도 상당한 변화가 이루어져 왔으며, 전통적인 식품인 밥의 경우에도 개별 용기에 수용되어 조리된 즉석밥이 개발되어 대량으로 생산되고 광범위하게 소비되고 있다.

이러한 즉석밥의 용기는 폴리에틸렌과 같은 내열성의 재료로 사출성형한 것으로, 여기에 쌀을 넣고 예를들어 폴리에틸렌 리드필름으로 실링한 상태로 밥을 하여 즉석밥을 생산한다.

이러한 즉석밥을 생산하는 장치의 예로서, 한국 공개특허공보 10-2012-0003307(2012년 01월 10일)에, 일정 이상의 고온고압 스팀이 공급되는 하나의 챔버 내에 복수의 공정 모듈을 가지는 일반적 쌀밥 또는 혼합밥의 제조장치로서, 고온고압의 조절된 스팀으로 채워져 상부 개방 용기에 담긴 내용물을 멸균함과 동시에 일차로 익히는 단계를 수행하는 찜 모듈과, 고온고압의 조절된 스팀으로 채워져 상기 개방 용기에 담긴 내용물을 추가 멸균함과 동시에 상기 내용물에 수분을 공급하여 완전 조리하는 단계를 수행하는 쿠킹 모듈과, 완전 조리된 내용물에 청정 질소가스 공급 및 용기 상단에 리드 필름지로 씰링하는 단계를 수행하는 씰링 모듈을 포함하고 찜 모듈, 쿠킹 모듈 및 씰링 모듈은 하나의 챔버 내에 상기 상부 개방 용기의 반입 및 반출이 가능하게 순차적으로 연결 구비되도록 구성된 즉석밥 제조장치가 개시되어 있다.

그러나 상기한 종래의 즉석밥 생산장치는 그 구조가 복잡하여 제조비용이 많이 소요되며, 전체 생산과정을 무균실에서 수행하여야 하는데, 그러한 무균 상태를 유지하기 어려운 문제가 있었다.

또한, 리드필름을 용기 상단에 접착하여 밀봉하기 위하여 가열과 함께 고압으로 가압하는 공정을 수행하기 위하여 모터로 구동되는 대형펌프를 사용하여 발생시킨 유압을 이용하였으나, 밀봉 대기시간 중에도 대형 펌프를 계속 구동해야 하므로 에너지 낭비가 많은 문제점이 있었다.

한국 공개특허공보 10-2012-0003307(2012년 01월 10일)

본 발명의 목적은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 즉석밥 제조공정에서 가열접착에 의해 용기를 리드필름으로 가압하에서 가열접착시키는 실링공정에서, 소형 펌프를 사용하여 실링 대기시간 중에 발생되는 에너지를 이용하여 에너지 소모를 저감하고 설비 제조비용을 저감시키도록 개선된 식품 용기 밀봉장치를 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 식품 용기밀봉장치는, 히터가 내장된 상부 베셀과, 리드필름으로 밀봉할 용기를 수용하며 상기 상부 베셀에 대하여 고압상태로 가압하도록 기밀 상태로 유지하여 리드필름을 열융착시키도록 밀봉 위치와 용기 장입을 위한 분리 위치로 이동가능한 하부 베셀, 상기 하부 베셀을 이동시키기 위해 구동하는 구동수단을 포함하며,

상기 구동수단은 하부 베셀의 저면측에 연결된 플런저를 전후진시키는 유압실린더와, 상기 유압실린더 내부에 배치된 플런저의 전후측 공간에 오일을 선택적으로 공급하여 플런저를 전후진시키도록 제어하는 실린더 제어 유압밸브, 상기 실린더 제어 유압밸브로 오일을 공급하는 모터로 구동되는 유압펌프를 포함하고,

상기 유압펌프는 하부 베셀을 상부 베셀에 대하여 미리 설정된 고압의 압력으로 유지하기 위해 오일을 실린더로 공급하는 고압 펌프와, 하부 베셀를 상부 베셀에 밀착시키거나 분리시키기 위해 실린더의 플런저를 가동시키도록 상대적으로 저압의 오일을 공급하는 저압 펌프를 포함하는 것을 특징으로 하여 구성된다.

리드필름의 열융착이 이루어지는 동안 상부 베셀에 대해 하부 베셀이 소정의 압력으로 유지되도록 고압 펌프에 의해 오일이 실린더 제어 유압밸브를 통해 공급된 다음, 상기한 소정의 압력에서 상기 실린더 제어 유압밸브의 모든 포트가 폐쇄된 상태로 미리 설정된 대기시간 동안 유지되며, 이때 상기 고압 펌프는 정지된다.

상기 저압 펌프는 상기 대기시간 동안 상대적으로 저압의 오일을 어큐물레이터로 충진하고, 상기 어큐물레이터에 충진된 오일로 실린더의 플런저를 상하 이동시켜 상부 베셀에 대해 하부 베셀을 밀착시키거나 분리시키도록 되는 것이 바람직하다.

상기 저압 펌프에서 공급되는 오일은 오일 공급관에 제공된 역류방지용 체크밸브와 방향제어밸브를 통해 어큐물레이터로 상대적으로 저압의 오일을 충진시키도록 되고, 상기 어큐물레이터에 충진된 오일은 오일 공급관을 통해 실린더 제어 유압밸브으로 공급되며, 상기 고압 펌프에서 공급되는 오일은 역류방지용 체크밸브와 방향제어밸브가 제공되고 오일 공급관에 연통된 오일 공급관을 통해 공급되며,

상기 오일 공급관에는 공급 오일 압력을 체크하기 위하여 압력센서가 제공되고, 상기 고압 펌프에 의해 상대적으로 고압의 오일이 오일 공급관으로 공급될 때에는 상기 어큐물레이터의 오일이 실린더 제어 유압밸브로 공급되는 것을 차단하도록 방향제어밸브가 고압 펌프로 부터의 오일 공급관 앞쪽에서 오일 공급관에 제공된다.

본 발명에 따라, 용기에의 리드필름 가압 열융착에 의한 밀봉을 위한 압력 발생을 위해 소형 펌프를 사용하고 대기시간에 에너지를 충전하는 방식으로 대기시간 중에 소모되는 에너지를 이용하여 에너지를 절감할 수 있고, 종래 대용량 펌프를 사용하는 것과 비교하여 장비 제조비용을 절감할 수 있으며, 소형 펌프를 사용함으로써 소음과 진동의 발생이 감소되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 의한 식품 용기 밀봉장치에서 리드필름의 가열, 가압접착을 위한 구성도이다.

이하에서는 본 발명의 실시예를 도시한 첨부 도면을 참고하여 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 1에 있어서, 본 발명에 의한 식품 용기 밀봉장치는 예를들어 폴리에틸렌 용기에 쌀을 넣고 리드필름으로 가압하에 가열 융착하기 위하여 도면에 미도시된 히터가 내장되고 고정된 상부 베셀(vessel: 1), 리드필름으로 밀봉할 용기를 수용하며 상기 상부 베셀(1)에 대하여 고압상태로 가압하도록 기밀 상태로 유지하여 리드필름을 열융착시키도록 하는 밀봉 위치와 용기 장입을 위한 분리 위치로 이동가능한 하부 베셀(2), 상기 하부 베셀을 이동시키기 위해 구동하는 구동수단을 포함한다.

상기 구동수단은 유압을 이용하여 예를들어 250bar와 같은 고압을 발생시켜 하부 베셀(2)을 상부 베셀(1)에 결합시키도록 한다. 이를 위하여, 상기 하부 베셀(2)의 저면측에 연결된 플런저(31)를 전후진시키는 유압 실린더(3)와, 상기 유압 실린더(3) 내부에 배치된 플런저(31)의 전후측 공간에 연통된 오일 공급관(32,33)들로 오일을 선택적으로 공급하여 플런저를 전후진시키도록 제어하는 실린더 제어 유압밸브(4), 상기 실린더 제어 유압밸브(4)로 오일을 공급하는 모터(5)로 구동되는 유압펌프를 포함한다.

상기 실린더 제어 유압밸브(4)는 하부 베셀(2)을 상향 이동시키기 위해 오일 공급관(32)를 통해 실린더(3) 내의 플런저(31) 하측의 공간으로 오일을 공급하는 한편 오일 공급관(32)을 개방하여 실린더(3) 내의 플런저(31) 상측의 공간으로 부터 오일이 배출되게 하거나 하부 베셀(2)을 하향 이동시키는 경우에는 상기와 반대로 작동하여 플런저(31)를 상향 또는 하향 이동시도록 제어한다. 상기 실린더 제어 유압밸브(4)의 배출포트는 오일배출관을 통해 오일 저장조(8)로 오일을 귀환시킨다.

상기 유압펌프는 고압 펌프(6)와 저압 펌프(7)를 포함하며, 고압 펌프(6)는 하부 베셀(2)을 상부 베셀(1)에 대하여 고압으로 유지하도록 오일 저장조(8)로 부터 오일을 고압으로, 예를들어 250bar로 실린더 제어 유압밸브(4)를 통해 실린더(3)의 플런저 하측의 공간으로 공급하는 한편, 저압 펌프(7)는 오일 저장조(8)로 부터 오일을 실린더 제어 유압밸브(4)를 통해 실린더(3) 내의 플런저(31)의 상하측의 공간으로 상대적으로 저압으로 공급하여 플런저(31)를 이동시키도록 한다.

이와 같이, 상기 저압의 오일을 공급하는 저압 펌프(7)는 플런저(31)를 상하 방향으로 구동시키기 위해 비교적 저압의 오일을 어큐물레이터(9)에 충진하고 어큐물레이터의 오일로 상기 플런저(31)를 가동하도록 됨으로써, 대형의 고압 펌프(6)를 가동하지 않아도 되므로 에너지를 절약할 수 있다.

상기 저압 펌프(7)가 실린더 제어 유압밸브(4)를 통해 실린더(3)의 플런저(31)를 상향 이동시켜 하부 베셀(2)을 상부 베셀(1)에 밀착시킨 다음, 고압 펌프(6)가 작동하여 고압의, 바람직하게는 250bar의 압력으로 상부 베셀(1)에 대하여 하부 베셀(2)을 바람직하게는 약 15초간 유지시키며, 이때 상부 베셀에 내장된 히터에 의해 리드필름이 하부 베셀(2)에 수용된 용기 상단에 열융착된다.

상기 열융착이 수행되는 시간, 즉 대기시간 동안에 실린더 제어 유압밸브(4)는 모든 포트를 폐쇄시켜 상기한 고압 상태를 유지하도록 하며, 이러한 대기시간 동안에는 고압 펌프(6)는 가동중지되고, 저압 펌프(7)는 플런저를 구동할 오일을 어큐물레이터(9)로 공급하여 충진하고, 상기한 대기시간이 경과되어 리드필름이 열융착 완료된 다음에 상기 어큐물레이터(9)에 충진된 오일이 실린더 제어 유압밸브(4)를 통해 실린더(3)의 플런저 상측의 공간으로 공급하여 플런저(31)를 하향 구동하여 상부 베셀(1)에 대해 하부 베셀(2)을 분리시키도록 한다.

상기 저압 펌프(7)에서 공급되는 오일은 오일 공급관(21)에 제공된 역류방지용 체크밸브(12)와 방향제어밸브(13)를 통해 어큐물레이터(9)로 상대적으로 저압의 오일을 충진시키고, 상기 어큐물레이터(9)에 충진된 오일은 오일 공급관(20)을 통해 실린더 제어 유압밸브(4)에서 라인 실린더(3)의 플런저(31) 하측 또는 상측의 공간으로 를 가동시켜 하부 베셀(2)을 상부 베셀(1)에 밀착시키거나 분리시키도록 하는데 이용된다. 상기 방향제어밸브(13)는 어큐물레이터(9)에 오일이 완충되었을 때 저압 펌프(7)에서 공급되는 오일을 드레인시키도록 한다.

또한, 고압 펌프(6)에서 공급되는 오일은 역류방지용 체크밸브(14)와 방향제어밸브(15)가 제공된 오일 공급관(22)이 상기 오일 공급관(20)에 연통되어 실린더 제어 유압밸브(4)로 공급된다.

상기 저압 펌프(7)와 고압 펌프(6)로 부터 공급되는 오일은 오일 공급관(20)을 통해 실린더 제어 유압밸브(4)로 공급된 다음, 실린더(3)로 공급되며, 상기 오일 공급관(20)에는 공급 오일 압력을 체크하기 위하여 압력센서(10)가 제공된다.

또한, 상기 고압 펌프(6) 작동으로 고압의 오일이 오일 공급관(20)으로 공급될 때에는 저압 펌프(7)의 오일이 충진된 어큐물레이터(9)의 오일이 실린더 제어 유압밸브(4)로 공급되는 것을 차단하도록 방향제어밸브(11)가 고압 펌프(6)로 부터의 오일 공급관(22) 앞쪽에서 오일 공급관(20)에 제공된다.

위에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 밀봉장치는 고압의 펌프로 가압하여 용기에 리드필름을 열융착시켜 밀봉하는 동안, 실린더 제어 유압밸브의 포트를 닫아 고압의 압력을 유지하며, 그 동안 저압 펌프로 어큐물레이터에 오일을 충진하고, 그 충진된 오일을 실린더의 플런저를 가동시키는데 이용함으로써, 종래 보다 소형의 펌프를 사용하게 되어 제조비용을 절감할 수 있고, 에너지를 절약할 수 있으며, 소형 펌프를 사용함에 따라 대형 펌프를 사용하는 경우 보다 소음도 저감시킬 수 있게 된다.

본 발명의 밀봉장치는 바람직하게는 즉석밥의 용기에 리드필름을 열융착시키는데 바람직하지만, 여기에 한정되지 않고 다른 식품용의 용기에 리드필름을 열융착시키는 식품 용기에도 이용될 수 있음은 당연하다.

본 발명의 밀봉장치는 즉석밥 용기 상단을 리드필름으로 밀봉하는데에 이용될 수 있다.

1 : 상부 베셀 2 : 하부 베셀
3 : 실린더 31 : 플런저
4 : 실린더 제어 유압밸브 5 : 모터
6, 7 : 펌프 8 : 오일 저장조
9 : 어큐물레이터 10 : 압력센서
11, 13, 15 : 방향제어밸브 12, 14 : 체크밸브

Claims (4)

1. 히터가 내장된 상부 베셀과, 리드필름으로 밀봉할 용기를 수용하며 상기 상부 베셀에 대하여 고압상태로 가압하도록 기밀 상태로 유지하여 리드필름을 열융착시키도록 밀봉 위치와 용기 장입을 위한 분리 위치로 이동가능한 하부 베셀, 상기 하부 베셀을 이동시키기 위해 구동하는 구동수단을 포함하며,
   상기 구동수단은 하부 베셀의 저면측에 연결된 플런저를 전후진시키는 유압실린더와, 상기 유압실린더 내부에 배치된 플런저의 전후측 공간에 오일을 선택적으로 공급하여 플런저를 전후진시키도록 제어하는 실린더 제어 유압밸브, 상기 실린더 제어 유압밸브로 오일을 공급하는 모터로 구동되는 유압펌프를 포함하고,
   상기 유압펌프는 하부 베셀을 상부 베셀에 대하여 미리 설정된 고압의 압력으로 유지하기 위해 오일을 실린더로 공급하는 고압 펌프와, 하부 베셀를 상부 베셀에 밀착시키거나 분리시키기 위해 실린더의 플런저를 가동시키도록 상대적으로 저압의 오일을 공급하는 저압 펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 식품 용기 밀봉장치.
   
2. 제 1항에 있어서,
   리드필름의 열융착이 이루어지는 동안 상부 베셀에 대해 하부 베셀이 소정의 압력으로 유지되도록 고압 펌프에 의해 오일이 실린더 제어 유압밸브를 통해 공급된 다음, 상기한 소정의 압력에서 상기 실린더 제어 유압밸브의 모든 포트가 폐쇄된 상태로 미리 설정된 대기시간 동안 유지되며, 이때 상기 고압 펌프는 정지되도록 된 것을 특징으로 하는 식품 용기 밀봉장치.
   
3. 제 2항에 있어서
   상기 저압 펌프는 상기 대기시간 동안 상대적으로 저압의 오일을 어큐물레이터로 충진하고, 상기 어큐물레이터에 충진된 오일로 실린더의 플런저를 상하 이동시켜 상부 베셀에 대해 하부 베셀을 밀착시키거나 분리시키도록 된 것을 특징으로 하는 식품 용기 밀봉장치.
   
4. 제 1항 내지 제3항중 어느 한 항에 있어서,
   상기 저압 펌프에서 공급되는 오일은 오일 공급관에 제공된 역류방지용 체크밸브와 방향제어밸브를 통해 어큐물레이터로 상대적으로 저압의 오일을 충진시키도록 되고, 상기 어큐물레이터에 충진된 오일은 오일 공급관을 통해 실린더 제어 유압밸브으로 공급되며, 상기 고압 펌프에서 공급되는 오일은 역류방지용 체크밸브와 방향제어밸브가 제공되고 오일 공급관에 연통된 오일 공급관을 통해 공급되며,
   상기 오일 공급관에는 공급 오일 압력을 체크하기 위하여 압력센서가 제공되고, 상기 고압 펌프에 의해 상대적으로 고압의 오일이 오일 공급관으로 공급될 때에는 상기 어큐물레이터의 오일이 실린더 제어 유압밸브로 공급되는 것을 차단하도록 방향제어밸브가 고압 펌프로 부터의 오일 공급관 앞쪽에서 오일 공급관에 제공된 것을 특징으로 하는 식품 용기 밀봉장치.

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