KR20230065243A - 커피 정제 등을 제조하기 위한 시스템 및 방법(system and method for the preparation of coffee tablets and the like) - Google Patents
커피 정제 등을 제조하기 위한 시스템 및 방법(system and method for the preparation of coffee tablets and the like) Download PDFInfo
- Publication number
- KR20230065243A KR20230065243A KR1020237006908A KR20237006908A KR20230065243A KR 20230065243 A KR20230065243 A KR 20230065243A KR 1020237006908 A KR1020237006908 A KR 1020237006908A KR 20237006908 A KR20237006908 A KR 20237006908A KR 20230065243 A KR20230065243 A KR 20230065243A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- cavity
- molding
- subsystem
- portioned
- microwave oven
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims abstract description 88
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 claims abstract description 31
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 27
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 23
- 238000011068 loading method Methods 0.000 claims abstract description 17
- 235000013361 beverage Nutrition 0.000 claims abstract description 14
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims abstract description 12
- 235000021056 liquid food Nutrition 0.000 claims abstract description 12
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 32
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 claims description 24
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 22
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 16
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 14
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 14
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 13
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 10
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 8
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 8
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 7
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 claims description 7
- 230000032258 transport Effects 0.000 claims description 5
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 claims description 4
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 75
- 239000000463 material Substances 0.000 description 41
- 235000013353 coffee beverage Nutrition 0.000 description 20
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 13
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 12
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 9
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 description 8
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 7
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 7
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 6
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 6
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 5
- 238000013461 design Methods 0.000 description 5
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 5
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 5
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 4
- 239000004696 Poly ether ether ketone Substances 0.000 description 3
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002775 capsule Substances 0.000 description 3
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 3
- 235000015114 espresso Nutrition 0.000 description 3
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 3
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 3
- 229920002530 polyetherether ketone Polymers 0.000 description 3
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 3
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 3
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 3
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 description 3
- 244000046052 Phaseolus vulgaris Species 0.000 description 2
- 235000010627 Phaseolus vulgaris Nutrition 0.000 description 2
- 238000005411 Van der Waals force Methods 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- 235000020291 caffè lungo Nutrition 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 2
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000010410 dusting Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000006187 pill Substances 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 235000014347 soups Nutrition 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 238000013022 venting Methods 0.000 description 2
- 238000010146 3D printing Methods 0.000 description 1
- 240000005979 Hordeum vulgare Species 0.000 description 1
- 235000007340 Hordeum vulgare Nutrition 0.000 description 1
- 229920000271 Kevlar® Polymers 0.000 description 1
- GXCLVBGFBYZDAG-UHFFFAOYSA-N N-[2-(1H-indol-3-yl)ethyl]-N-methylprop-2-en-1-amine Chemical compound CN(CCC1=CNC2=C1C=CC=C2)CC=C GXCLVBGFBYZDAG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000131316 Panax pseudoginseng Species 0.000 description 1
- 235000005035 Panax pseudoginseng ssp. pseudoginseng Nutrition 0.000 description 1
- 235000003140 Panax quinquefolius Nutrition 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 1
- 244000269722 Thea sinensis Species 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000000740 bleeding effect Effects 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 235000020289 caffè mocha Nutrition 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 210000003195 fascia Anatomy 0.000 description 1
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 1
- 235000008434 ginseng Nutrition 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 235000012171 hot beverage Nutrition 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 238000001802 infusion Methods 0.000 description 1
- 239000004761 kevlar Substances 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 238000009448 modified atmosphere packaging Methods 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 238000012536 packaging technology Methods 0.000 description 1
- 235000010987 pectin Nutrition 0.000 description 1
- 229920001277 pectin Polymers 0.000 description 1
- 239000001814 pectin Substances 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 238000012805 post-processing Methods 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
- 235000018102 proteins Nutrition 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 238000011002 quantification Methods 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 1
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 description 1
- 150000008163 sugars Chemical class 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- 239000012815 thermoplastic material Substances 0.000 description 1
- 230000007723 transport mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23F—COFFEE; TEA; THEIR SUBSTITUTES; MANUFACTURE, PREPARATION, OR INFUSION THEREOF
- A23F5/00—Coffee; Coffee substitutes; Preparations thereof
- A23F5/10—Treating roasted coffee; Preparations produced thereby
- A23F5/12—Agglomerating, flaking or tabletting
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23F—COFFEE; TEA; THEIR SUBSTITUTES; MANUFACTURE, PREPARATION, OR INFUSION THEREOF
- A23F3/00—Tea; Tea substitutes; Preparations thereof
- A23F3/16—Tea extraction; Tea extracts; Treating tea extract; Making instant tea
- A23F3/30—Further treatment of dried tea extract; Preparations produced thereby, e.g. instant tea
- A23F3/32—Agglomerating, flaking or tabletting or granulating
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23F—COFFEE; TEA; THEIR SUBSTITUTES; MANUFACTURE, PREPARATION, OR INFUSION THEREOF
- A23F5/00—Coffee; Coffee substitutes; Preparations thereof
- A23F5/10—Treating roasted coffee; Preparations produced thereby
- A23F5/12—Agglomerating, flaking or tabletting
- A23F5/125—Tablets or other similar solid forms
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23L—FOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
- A23L2/00—Non-alcoholic beverages; Dry compositions or concentrates therefor; Their preparation
- A23L2/385—Concentrates of non-alcoholic beverages
- A23L2/39—Dry compositions
- A23L2/395—Dry compositions in a particular shape or form
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23L—FOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
- A23L23/00—Soups; Sauces; Preparation or treatment thereof
- A23L23/10—Soup concentrates, e.g. powders or cakes
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23L—FOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
- A23L5/00—Preparation or treatment of foods or foodstuffs, in general; Food or foodstuffs obtained thereby; Materials therefor
- A23L5/30—Physical treatment, e.g. electrical or magnetic means, wave energy or irradiation
- A23L5/34—Physical treatment, e.g. electrical or magnetic means, wave energy or irradiation using microwaves
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23P—SHAPING OR WORKING OF FOODSTUFFS, NOT FULLY COVERED BY A SINGLE OTHER SUBCLASS
- A23P10/00—Shaping or working of foodstuffs characterised by the products
- A23P10/20—Agglomerating; Granulating; Tabletting
- A23P10/28—Tabletting; Making food bars by compression of a dry powdered mixture
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
- H05B6/64—Heating using microwaves
- H05B6/6402—Aspects relating to the microwave cavity
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
- H05B6/64—Heating using microwaves
- H05B6/78—Arrangements for continuous movement of material
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
- H05B6/64—Heating using microwaves
- H05B6/78—Arrangements for continuous movement of material
- H05B6/782—Arrangements for continuous movement of material wherein the material moved is food
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
- H05B6/64—Heating using microwaves
- H05B6/80—Apparatus for specific applications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23L—FOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
- A23L3/00—Preservation of foods or foodstuffs, in general, e.g. pasteurising, sterilising, specially adapted for foods or foodstuffs
- A23L3/005—Preservation of foods or foodstuffs, in general, e.g. pasteurising, sterilising, specially adapted for foods or foodstuffs by heating using irradiation or electric treatment
- A23L3/01—Preservation of foods or foodstuffs, in general, e.g. pasteurising, sterilising, specially adapted for foods or foodstuffs by heating using irradiation or electric treatment using microwaves or dielectric heating
Landscapes
- Polymers & Plastics (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Nutrition Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Preparation And Processing Of Foods (AREA)
- Tea And Coffee (AREA)
- Seeds, Soups, And Other Foods (AREA)
- Non-Alcoholic Beverages (AREA)
- Formation And Processing Of Food Products (AREA)
Abstract
액상 식음 제품의 추출을 위한 정제를 생산하기 위한 방법이 기술되고, 각각의 정제는 과립 또는 분말 형태의 적어도 하나의 성분으로부터 시작하여 형성되고, 각각의 정제를 성형하기 위해서, 분량화되고 가습된 양의 성분이, 한정된 체적부 내에 수용되어 있는 동안, 마이크로파로 조사된다. 이러한 방법은:
a) 분말 또는 과립 형태의 성분을 제공하는 단계;
b) 적어도 하나의 분량화된 양의 성분을 각각의 성형 공동 내로 적재하는 단계;
c) 적어도 하나의 분량화되고 가습된 양의 성분을, 각각의 성형 공동 내에 수용되어 있는 동안, 조사하는 단계를 포함한다.
단계 b)는 복수의 분량화된 양의 성분을 다수-공동 성형 장치의 각각의 성형 공동 내로 적재하는 것을 포함하고, 단계 c)는 다수-공동 성형 장치를 마이크로파 오븐의 다중 모드 공동 내로 도입하고, 그 후에 다수-공동 성형 장치를 그러한 공동으로부터 제거하는 것을 포함한다.
다중 모드 공동은, 내부로의 마이크로파의 조사가 다수-공동 성형 장치의 각각의 성형 공동 내의 모든 분량화된 양의 성분을 가열시켜, 자가-지지 구조를 각각 가지는 복수의 정제를 동시에 성형하도록 하는 방식으로 미리 배열된다.
a) 분말 또는 과립 형태의 성분을 제공하는 단계;
b) 적어도 하나의 분량화된 양의 성분을 각각의 성형 공동 내로 적재하는 단계;
c) 적어도 하나의 분량화되고 가습된 양의 성분을, 각각의 성형 공동 내에 수용되어 있는 동안, 조사하는 단계를 포함한다.
단계 b)는 복수의 분량화된 양의 성분을 다수-공동 성형 장치의 각각의 성형 공동 내로 적재하는 것을 포함하고, 단계 c)는 다수-공동 성형 장치를 마이크로파 오븐의 다중 모드 공동 내로 도입하고, 그 후에 다수-공동 성형 장치를 그러한 공동으로부터 제거하는 것을 포함한다.
다중 모드 공동은, 내부로의 마이크로파의 조사가 다수-공동 성형 장치의 각각의 성형 공동 내의 모든 분량화된 양의 성분을 가열시켜, 자가-지지 구조를 각각 가지는 복수의 정제를 동시에 성형하도록 하는 방식으로 미리 배열된다.
Description
본 발명은 일반적으로 액상 식음 제품의 제조에 관한 것으로, 특히 과립 또는 분말 형태의 적어도 하나의 성분, 특히 커피 분말로부터 시작하여, 액상 식음 제품의 추출을 위한 정제(또는 필(pill))의 생산을 위해서 개발되었다. 본 발명에 따른 시스템 및 방법에 의해서 획득할 수 있는 정제는 자동 및 반자동 제조 기계에서 바람직하게 사용하도록 고안되었지만, "모카" 유형 또는 "나폴리탄" 유형의 커피 메이커, 또는 프레스 필터 커피 메이커 또는 퍼컬레이터 장치(percolator device)와 같은, 다른 제조 장치에서의 사용을 위한 설계도 배제되지 않는다.
미리 정해진 일정량(pre-portioned dose)의 전구 물질로부터 시작하는 제조 기계 또는 장치를 이용하여 액상 식음 제품, 특히 에스프레소 커피와 같은 뜨거운 음료를 제조하는 것이 널리 이용되고 있다.
일부 종래 기술의 해결책에서, 일정량의 음료 전구 물질이 다소 강성인 캡슐 내에서 패키지화되고, 대응하는 제조 기계는, 임의의 경우에, 제조 액체(일반적으로 물)가 그러한 캡슐을 통과하여, 유출 음료를 분배할 수 있도록 설계된다.
다른 제조 장치에서, 일정량의 전구 물질은, 일반적으로 "포드(pod)"로 지칭되는, 가요성의 물-투과성 케이싱, 일반적으로 종이 케이싱 내에 포함된다. 일부 경우에, 포드는 자동 또는 반자동 제조 기계에서 사용되도록 의도되는 한편, 다른 경우에, 이들은 커피 메이커 또는 퍼컬레이터에서 사용되도록 의도된다. 또한, 이러한 해결책에서, 임의의 경우에 제조 액체의 유동이 통과하도록 포드가 제조된다.
일정량의 단일 전구 물질의 패키징은, 더 높은 제품 비용, 더 복잡한 생산 프로세스, 최종 캡슐 또는 포드의 올바른 생태학적 폐기 요건과 관련된, 다양한 단점을 수반한다.
그러한 문제는, 외부 케이싱을 필요로 하지 않는 자가-지지 구조을 갖는, 일정량의 전구 물질의 정제 생산에 관한 제안에 의해서 과거에 해결되었다. 그러한 필 또는 정제는 하나의 그리고 동일한 컨테이너, 예를 들어 양호한 산소 장벽 특성을 갖는 재료로 제조된 백 내에서 그룹으로 패키지화될 수 있고, 그에 따라 (일반적으로 산화 현상으로 인한) 제품의 빠른 열화(劣化)를 방지할 수 있다.
예를 들어, WO2014/064623A2 및 WO2020/003099A1은, 마이크로파의 이용을 기초로, 대응하는 분말 전구 물질로부터 시작하여, 커피 또는 유사 제품과 같은 음료를 고온으로 추출하기 위한 정제의 제조 시스템 및 방법이 개시되어 있다.
WO2014/064623A2에서 설명된 방법은 기구(arrangement)의 사용을 제공하고, 이러한 기구는 본질적으로:
- 주어진 양의 물을 분말 전구 물질에 첨가하기 위한, 가습 시스템;
- 분말 전구 물질을 혼합하고 실질적으로 균일하게 가습된 혼합물을 제공하기 위한, 균질화 장치;
- 가습된 혼합물을 미리 정해진 일정량으로 분리하기 위한, 분량화 유닛;
- 일정량의 가습된 혼합물을 수용하기에 적합한 중공형 본체를 갖는, 성형 장치;
- 일정량의 가습 혼합물을 능동적으로 압축하고 원하는 형상의 정제를 성형하기 위한, 중공형 본체와 연관된 압축 장치;
- 일정량의 혼합물이 능동적으로 압축되는 동안, 고정 주파수 마이크로파 빔을 중공형 본체로 향하게 하고, 그에 따라 전구 물질을 과열 및/또는 소결시켜, 외부 코팅이 필요없는, 비교적 콤팩트하고 자가-지지되는 구조를 갖는 정제를 획득하기 위한, 상대 안테나에 연결된 마이크로파 발생기를 포함한다.
그에 따라, 그러한 종래 기술의 해결책은 정제를 생산할 수 있게 하고, 이러한 정제는 제조 기계 및 장치에서 사용될 수 있고, 대응하는 케이싱 내에서 각각 패키지화될 필요가 없으며, 그 대신, 예를 들어 하나의 백(bag) 내에서, 그룹으로 적절히 패키지화될 수 있다.
그러나, 정제가 개별적으로, 즉 한 번에 하나씩 성형되고 처리되어야 한다는 사실에 비추어 볼 때, 인용된 종래 기술의 문헌에서 제시된 방법 및 기구의 생산성은 제한된다. 또한, 후속되는 WO2020/003099A1에 기재된 바와 같이, WO2014/064623A2에서 제공된 바와 같은 분말 전구 물질의 가습 및 균질화 단계는, 특히 복잡한 수단을 이용하여, 수동으로 실행되어야 하고, 결과적으로 각각의 정제를 생산하는 시간을 증가시킨다.
이러한 단점 및 다른 단점을 극복하기 위해서, WO2020/003099A1에는 마이크로파에 의해서 정제를 생산하는 데 필요한 모든 동작 유닛, 그에 따라 이하를 실질적으로 통합하는 자동화된 기기가 제안되어 있다:
- 입자 또는 잎과 같은 전구 물질을 공급하기 위한 탱크,
- 전구 물질을 분쇄하기 위한 장치,
- 분쇄된 전구 물질을 가습하기 위한 장치,
- 분쇄되고 가습된 전구 물질을 혼합 및 균질화하기 위한 장치,
- 분쇄되고 가습된 단일 용량의 전구 물질을 수득하기 위한, 분량화 장치,
- 분쇄되고 가습된 일정량의 전구 물질을 수용하고 그로부터 미리 결정된 체적의 정제를 성형하기 위한, 연관 압력 장치를 갖는, 성형 장치,
- 성형 장치 내에서 압축 상태로 유지되는 동안, 일정량의 입자를 과열시켜 부분적으로 로스팅(roasting) 및/또는 소결하기 위해서, 마이크로파로 분쇄되고 가습된 일정량의 전구 물질을 조사하기 위한, 조사 장치(irradiating device).
심지어 상이한 특성들을 가지는 정제를 생산할 수 있도록, 전술한 동작 유닛, 그리고 그에 따라 대응하는 프로세스 매개변수(분쇄, 가습, 균질화, 중량 화(weighing), 성형 및 조사)가 단일 제어 시스템에 의해서 차별화된 방식으로 관리될 수 있다.
WO2020/003099A1에 의해서 개시된 전술한 성형 장치는, 복수의 공동을 수반하는, 실질적으로 커로우셀 유형(carousel type)의, 변위 지지부를 포함하고, 각각의 공동은 분쇄되고 가습된 일정량의 각각의 전구 물질을 수용하도록 의도된다. 이러한 방식으로, 변위 장치를 작동시킴으로써, 각각의 공동은 공동이 일정량의 가습 전구 물질을 수용하는 적재 위치로부터, 마이크로파 생성 장치가 동작하는 적절한 조사 챔버 내에 공동이 위치되는 처리 위치까지 개별적으로 변위될 수 있다. 처리 위치에서, 공동은, 축방향으로, 조사 단계 중에 공동 내에 포함된 일정량을 능동 압축 상태에서 유지시키도록 작동되는 압력 장치 아래에 정렬된다. 가열 후에, 그리고 그에 따라 능동 압력이 차단된 후에, 공동은 방출 위치로 이동될 수 있고, 방출 위치에서 정제가 대응 공동으로부터 토출된다.
WO2020/003099A1에 개시된 장치는, 생산성 향상을 위해서, 복수의 분쇄, 가습, 분량화, 성형, 및 조사 장치를 포함하는 것으로 생각될 수 있다. 이러한 관점에서, 제안된 장치는 선행 기술 WO2014/064623A2에 따른 해결책과 관련하여, 프로세스 시간 및 시간 단위로 얻을 수 있는 정제의 수와 또한 관련하여 유리하다.
그러나, WO2020/003099A1에 따른 해결책은 또한, 매번 하나의 공동을 수용하고 그 내용물을 프레스하는 것으로 설계된 조사 챔버 내로, 각각의 정제를 개별적으로 성형하고 마이크로파로 처리하고, 그에 따라 기기의 생산 용량을 크게 제한한다는 것을 암시한다.
일반적으로, 본 발명은 전술한 단점을 극복하는 것, 특히 생산 및 에너지의 관점에서 더 효율적인 전술한 유형의 정제의 생산을 위한 방법 및 시스템을 제공하는 것을 목표로 한다. 본 발명의 보조적인 목표는, 인용된 종래 기술의 해결책에 비해서 비교적 적은 양의 에너지를 제공하면서, 고품질의 정제를 획득할 수 있게 하는 것이다.
본 발명에 따라, 전술한 목적 중 적어도 하나가 첨부된 청구범위에 기재된 특성을 가지는 시스템, 방법 및 정제에 의해서 달성된다.
청구범위는 본 발명과 관련하여 본원에서 제공된 기술적 교시 내용을 포함하는 부분이다.
본 발명의 추가적인 목적, 특성 및 장점은, 순전히 비제한적인 예로서 제공된 첨부 도면을 참조한 이하의 설명으로부터 더 명확해질 것이다.
도 1은 가능한 실시형태에 따른, 액상 식음 제품의 추출을 위한 정제의 개략적인 사시도이다.
도 2은 가능한 실시형태에 따른, 액상 식음 제품의 추출을 위한 정제의 개략적인 단면이다.
도 3은 가능한 실시형태에 따른 방법 및 시스템에서 이용될 수 있는 몰드의 부분적으로 분해된 개략적 사시도이다.
도 4는 가능한 실시형태에 따른 방법 및 시스템에서 이용될 수 있는 몰드의 상세 부분이다.
도 5 및 도 6은 가능한 실시형태에 따른, 액상 식음 제품의 추출을 위한 정제를 생산하기 위한 프로세스(및 시스템)의 가능한 연속적인 단계(및 동작 유닛)의 예시하기 위한 개략도이다.
도 7은 가능한 실시형태에 따른 방법 및 시스템에서 이용될 수 있는 성형 장치를 조사하기 위한, 오븐의 다중 모드 공동 내에서 마이크로파를 전파시키기 위한 가능한 모드를 예시하는 것을 목적으로 하는 개략적 횡단면이다.
도 8은 마이크로파를 이용한 처리 후에 정제의 중량을 감소시키기 위한 동역학(dynamics)을 도시하는 것을 목적으로 하는 도면이다.
도 1은 가능한 실시형태에 따른, 액상 식음 제품의 추출을 위한 정제의 개략적인 사시도이다.
도 2은 가능한 실시형태에 따른, 액상 식음 제품의 추출을 위한 정제의 개략적인 단면이다.
도 3은 가능한 실시형태에 따른 방법 및 시스템에서 이용될 수 있는 몰드의 부분적으로 분해된 개략적 사시도이다.
도 4는 가능한 실시형태에 따른 방법 및 시스템에서 이용될 수 있는 몰드의 상세 부분이다.
도 5 및 도 6은 가능한 실시형태에 따른, 액상 식음 제품의 추출을 위한 정제를 생산하기 위한 프로세스(및 시스템)의 가능한 연속적인 단계(및 동작 유닛)의 예시하기 위한 개략도이다.
도 7은 가능한 실시형태에 따른 방법 및 시스템에서 이용될 수 있는 성형 장치를 조사하기 위한, 오븐의 다중 모드 공동 내에서 마이크로파를 전파시키기 위한 가능한 모드를 예시하는 것을 목적으로 하는 개략적 횡단면이다.
도 8은 마이크로파를 이용한 처리 후에 정제의 중량을 감소시키기 위한 동역학(dynamics)을 도시하는 것을 목적으로 하는 도면이다.
이러한 설명에서 "실시형태"에 대한 언급은, 실시형태와 관련하여 설명된 특정 구성, 구조, 또는 특징이 적어도 하나의 실시형태에 포함된다는 것을 나타낸다. 그에 따라, 이러한 설명의 상이한 부분들에 존재할 수 있는, "실시형태에서", "여러 실시형태에서" 등과 같은 문구가 반드시 하나의 동일한 실시형태를 언급하는 것은 아니다. 또한, 이러한 설명에서 규정된 특정 형상, 구조, 또는 특성은 하나 이상의 실시형태에서, 심지어 도시된 것과 달리, 임의의 적합한 방식으로 조합될 수 있다. 본원에서 사용된 바와 같은 수치적 및 공간적 언급(예를 들어, "상부", "하부", "상단", "하단" 등)은 단지 편의를 위한 것이고, 그에 따라 이들은 보호 범위 또는 실시형태의 범위를 규정하지 않는다. 도면에서, 동일한 참조 번호를 이용하여 유사하거나 기술적으로 동등한 요소를 나타낸다.
이하의 설명 및 첨부된 청구범위에서, 그리고 달리 명시되지 않는 한, "성분" 또는 "전구 물질"와 같은 용어는, 특별히 구분하지 않고, 단일 물질 또는 여러 물질의 혼합물을 지칭하는 것으로 이해할 수 있을 것이다.
도 1에서, 참조 번호 1은, 분말 또는 과립 형태인 전구 물질 또는 성분, 특히 물에서 실질적으로 불용성인 전구 물질 또는 성분으로부터 시작하여 형성된, 가능한 실시형태에 따른, 액상 식음 제품의 추출을 위한 정제를 전체적으로 표시한다: 이하에서, 전구 물질은, 예를 들어 아라비카 원두에서 얻어진, 분쇄되고 로스팅된 커피 분말, 또는 아라비카 및 로부스타 원두로부터 얻어진 혼합물인 것으로 가정한다. 본 발명은, 임의의 경우에, 자체적으로 공지된 프로세스에 따라, 분말 또는 입자 형태로 변환될 수 있고 물과 조합될 때 액상 식음 제품(예를 들어, 보리, 맥아, 차, 인삼, 주입물, 국 또는 수프를 위한 제조)을 생산하기에 적합한 다른 유형의 전구 물질에도 적용될 수 있다.
일반적으로, 정제(1)는 2개의 단부 표면(2, 3), 및 주변 표면(4)을 갖는 고체 본체(solid body)를 갖는다. 도시된 예에서, 정제(1)는 본질적으로 디스크-형상이고, 그에 따라 이는 실질적으로 원통형인 주변 표면을 갖는다. 물론, 다른 형상도 가능하다.
정제는 약 20 내지 60 mm(예를 들어, 약 40 mm)의 직경, 및 5 내지 50 mm(예를 들어, 에스프레소 커피의 경우 12 내지 13 mm, 그리고 "더블(double)"/"룽고(lungo)" 커피 또는 필터 커피의 경우에 25 내지 30 mm)의 두께를 가질 수 있다. 그 중량은 3 내지 30 g(예를 들어, 에스프레소 커피의 경우에 8 내지 10 g 그리고 "더블"/"룽고" 커피 또는 필터 커피의 경우에 12 내지 15 g)일 수 있다.
또한 도 2를 참조하면, 여러 실시형태에서, 정제(1)의 본체는, 모두가 동일 전구 물질(이러한 경우, 커피 분말)로 성형되나 상이한 정도의 압밀도(compactness)를 가지는, 껍질 또는 외부 쉘(crust or outer shell)(5) 및 내부 코어(6)의 존재에 의해서 구분되는, 자가-지지 구조를 갖는다. 특히, 바람직하게는 단부 표면(2, 3) 및 주변 표면(4) 모두를 형성하는 외부 쉘(5)은, 덜 콤팩트한 구조를 가지는 내부 코어(6)를 위한 "컨테이너"로서 작용하는, 콤팩트하고 실질적으로 강성인 구조를 갖는다. 특히, 코어(6)에서, 전구 물질은 또한 실질적으로 느슨한 분말 또는 과립 형태로 유지될 수 있다. 이하에서 알 수 있는 바와 같이, 정제(1)의 그러한 차별화된 구조는, (예를 들어) 정제(1)를 성형하는 일정량의 전구 물질의 관능적 특성(organoleptic property)의 변화를 줄일 수 있도록 하는 특정 처리 프로세스에 의해서 얻어질 수 있다.
본 발명에 따른 생산 방법에서, 각각의 정제(1)는 각각의 분량화되고 가습된 양의 전구 물질로부터 시작하여 성형되고, 이러한 전구 물질은 한정된 체적부 내에 수납되어 있는 동안 마이크로파로 조사된다.
본 발명에 따라, 복수의 분량화된 양의 전구 물질이 다수-공동 성형 장치의 각각의 공동 내로 적재되고, 이러한 성형 장치는 마이크로파 오븐의 다중 모드 공동 내에 도입된다. 오븐의 다중 모드 공동은, 공동 내의 마이크로파의 분배 자체가 성형 장치의 각각의 성형 공동 내의 모든 분량화된 양의 성분을 동시에 가열하는 방식으로, 미리 배열되고; 그 후에, 다수-공동 성형 장치가 마이크로파 오븐의 다중 모드 공동으로부터 제거된다. 이는 복수의 정제(1)를 동시에 그리고 신속한 방식으로 성형할 수 있게 한다. 이하에서 알 수 있는 바와 같이, 제시된 방법은 또한 에너지 절감과 관련하여 장점을 획득할 수 있게 한다.
특히 유리한 실시형태에서, 마이크로파 오븐의 다중 모드 공동은 실질적으로 터널로서 구성되고, 다수-공동 성형 장치는 다중 모드 공동의 입구와 출구 사이에서 전진 방향을 따라 변위된다. 그러한 해결책은 생산성을 더욱 높일 수 있게 하고, 그에 따라 단위 시간에 대량의 제품을 생산하는데 적합한 실질적으로 연속적인 프로세싱을 가능하게 할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 마이크로파 오븐의 다중 모드 공동을 통해서 성형 장치를 도입하기 전에, 각각의 분량화된 양의 성분의, 즉 그 표면 층에서만의 선택적인 가습을 위한 단계가 제공된다. 그러한 가습 단계는 특히, 각각의 분량화된 양의 성분이 성형 장치의 각각의 성형 공동 내로 적재된 후에 실행된다. 각각의 일정량의 전구 물질의 이러한 국소화된 가습은 예를 들어 도 2를 참조하여 전술한 구조를 획득할 수 있게 하고, 후술되는 바와 같이, 에너지 절감, 처리 시간의 단축, 및 분진 현상의 경감과 관련된 장점이 얻어질 수 있게 한다.
바람직한 실시형태에서, 마이크로파는 복수의 마이크로파 공급원으로부터 시작하여 오븐의 다중 모드 공동 내에서 조사되거나, 임의의 경우에 마이크로파는 복수의 상이한 지역들로부터 다중 모드 공동 내로 도입된다. 그러한 해결책은 다중 모드 공동 내의 에너지의 분배를 개선할 수 있게 하여, 결과적으로 성형 장치의 성형 공동 내에 포함된 복수의 일정량의 전구 물질의 균일한 가열을 가능하게 한다.
바람직한 실시형태에서, 오븐 내의 다중 모드 공동 내의 조사 중에, 분량화된 양의 전구 물질은 능동 압축이 없는 상태에서 성형 장치의 각각의 성형 공동 내에 수용된다. 관찰될 수 있는 바와 같이, 그러한 해결책은, 오븐의 다중 모드 공동 내에서의 성형 장치의 처리를 위해서, 성형 장치를 상당히 단순화할 수 있게 한다. 임의의 경우에, 성형 장치를 오븐 내로 도입하기 전에, 성형 공동 내에 포함된 분량화된 양의 성분에 능동적인 압축을 적어도 일시적으로 인가하는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 능동 압축은 상대 성형 공동 내의 분량의 초기 압밀을 결정하는데 있어서, 또는 그 초기 크기 및 밀도를 결정하는데 있어서 유용할 수 있다.
여러 실시형태에서, 본 발명에 따른 정제 생산 방법은, 성형 장치의 하나 이상의 부분이 전진 방향을 따라 통과하는, 연속적인 서브 시스템 또는 동작 스테이션을 포함하는, 실질적으로 연속적인 생산 라인으로 구성된 시스템을 통해서 구현된다.
일반적으로, 전술한 시스템은 적어도:
- 미리 결정된 형상을 정제에 부여하도록 구성된(즉, 그러한 수단을 포함하는), 하나의 성형 서브 시스템;
- 전구 물질을, 분량화된 양으로, 성형 서브 시스템의 각각의 성형 공동 내로 공급하도록 구성된(즉, 그러한 수단을 포함하는), 하나의 적재 서브 시스템;
- 각각의 일정량의 전구 물질의 적어도 일부를 가습하도록 구성된(즉, 그러한 수단을 포함하는), 하나의 가습 서브 시스템;
- 성형 서브 시스템의 각각의 성형 공동 내에 수용되어 있는 동안 성분을 마이크로파를 이용하여 조사하도록 구성된(즉, 그러한 수단을 포함하는), 하나의 가열 서브 시스템;
- 적어도 가열 서브 시스템을 통한 성형 서브 시스템의 변위를 유발하도록 구성된(즉, 그러한 수단을 포함하는), 하나의 운반 서브 시스템을 포함한다.
성형 서브 시스템은 전술한 다수-공동 성형 장치를 포함하고, 적재 서브 시스템은 복수의 분량화된 양의 성분을 성형 장치의 각각의 성형 공동 내에 적재하도록 설계된다. 가열 서브 시스템은 대응 다중 모드 공동을 가지는 전술한 마이크로파 오븐을 포함하고, 마이크로파가 각각의 성형 공동 내의 모든 분량화된 양의 성분을 가열하도록 하는 방식으로, 성형 장치가 운반 서브 시스템에 의해서 대응 다중 모드 공동 내로 도입되고 그로부터 제거된다.
관찰될 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 생산 시스템의 바람직한 실시형태에서, 운반 서브 시스템은 또한 연속적인 다른 동작 유닛들 또는 스테이션들 사이에서 전진 방향으로 성형 장치의 적어도 하나의 부분을 변위시키도록 구성되고(즉, 그러한 수단을 포함하고), 이러한 연속적인 다른 동작 유닛들 또는 스테이션들은:
- 마이크로파 오븐 상류의, 성형 장치의 부분을 핸들링하기 위한 하나 이상의 제1 유닛 또는 스테이션;
- 마이크로파 오븐 상류의, 복수의 분량화된 양의 성분을 적재하기 위한, 적재 유닛 또는 스테이션;
- 마이크로파 오븐 상류의, 복수의 분량화된 양의 성분을 프레스하기 위한, 프레싱 유닛 또는 스테이션;
- 마이크로파 오븐 상류의, 복수의 분량화된 양의 성분을 부분적으로 가습하기 위한, 가습 유닛 또는 스테이션;
- 마이크로파 오븐 하류의, 성형 장치의 부분을 핸들링하기 위한 하나 이상의 제2 유닛 또는 스테이션;
- 마이크로파 오븐 하류의, 정제를 성형 장치로부터 또는 그 부분으로부터 제거하기 위한, 분리 유닛 또는 스테이션;
- 마이크로파 오븐 하류의, 정제를 탈수 및/또는 건조 및/또는 냉각하기 위한 유닛 또는 스테이션; 및
- 정제를 패키지화하기 위한 유닛 또는 스테이션으로부터 선택된다.
도 3은, 실질적으로 몰드인, 전체가 10으로 표시된, 본 발명에 따라서 이용될 수 있는 가능한 다수-공동 성형 장치를 개략적으로 도시한다.
여러 실시형태에서, 성형 장치(10)는 주 부분(11) 및 적어도 하나의 제2 부분(12)을 포함하고, 주 부분(11) 내에는 복수의 성형 공동(11a)이 부분적으로 형성되고, 제2 부분(12)은, 축방향 단부의 적어도 하나에서 공동(11a)을 폐쇄하기 위해서, 주 부분(11)에 해제 가능하게 커플링될 수 있다. 예시된 경우에, (여기에서 평행 6면체-형상인) 주 부분(11)의 2개의 더 큰 면들 사이에서, 바람직하게는 실질적으로 원형 횡단면을 가지는 복수의 홀(11a')이 연장되고, 이러한 복수의 홀(hole)은 공동(11a)의 주변 표면을 형성한다. 장치(10)는, 2개의 대향 단부들에서 대응 공동(11a)을 폐쇄하기 위해서, 주 부분(11)의 더 큰 면들에 중첩되도록 의도된, 하단 부분(121) 및 헤드 부분(122) 모두를 더 포함한다. 도시되지 않은 다른 실시형태에서, 본체(11 및 121)는 단일 본체에 의해서 대체될 수 있고, 이러한 단일 본체는, 예시된 홀에 비해서 더 낮은 높이를 가지는 한쪽이 막힌 홀로서 구성되는 홀(11a')을 갖는다. 개략적인 예에서, 장치(10)는 40개의 성형 공동(11a)을 형성하도록 구성되나, 분명하게 이러한 수는 그보다 많거나 적을 수 있다.
도 3에서 예시된 실시형태와 같은, 여러 실시형태에서, 하단 부분(121) 및 헤드 부분(122)은 실질적으로 플레이트-형상이고, 그 각각은 플러그-유사(plug-like) 방식으로 홀(11a') 내로 적어도 부분적으로 삽입되도록 의도된 복수의 돌출부(12a)를 갖는다. 이를 위해서, 돌출부(12a)는 바람직하게는, 직경이 약간 더 작은, 홀(11a')의 횡단면 형상에 실질적으로 대응하는 횡단면 형상을 갖는다. 돌출부(12a)와 홀(11a') 사이의, 또는 보다 일반적으로 한편으로 부분들(121 및 122,)과 다른 한편으로 부분(11) 사이의 커플링은 반드시 밀봉 유형일 필요가 없고: 이는, 이하에서 설명되는 이유로(그리고, 임의의 경우에, 부분들(11, 12)이 공동(11a)으로부터의 증기의 통기를 위한 적절한 통로를 제공할 수 있다는 사실을 손상(prejudice)시키지 않으면서), 발생 가능한 증기가 공동(11a)으로부터 통기될 수 있게 하기 위한 것이다.
돌출부(12a)를 제공하는 것은, 비록 바람직할 수 있지만, 부분(11)의 대응 면에 커플링되도록 의도된 부분(121 및 122) 중 하나 또는 둘 모두의 면이 평평할 수 있다는 점을 고려할 때(이러한 경우에, 홀(11a')은 도 3에 예시된 홀보다 낮은 높이를 가질 것이다), 본질적인 특성을 나타내는 것은 아니다.
도 3으로부터 알 수 있는 바와 같이, 돌출부들(12a)의 높이들의 합은 홀들(11a')의 높이보다 낮을 수 있다: 이러한 방식으로, 장치(10)가 조립된 상태에서, 각각의 일정량의 전구 물질을 수용하는 데 적합한 체적이 공동(11a) 내에 형성된다. 그러한 수납 체적은 홀(11a')의 주변 표면의 중간 원통형 면체(fascia)에 의해서 측방향으로 경계지어지고, 이는 (하부 부분 및 상부 부분에서) 부분(121 및 122)의 돌출부들(12a)의 단부 표면들에 의해서 각각 경계지어진다.
다양한 바람직한 실시형태에서, 성형 장치, 또는 그 부분의 하나 이상은, 가습 유체를 각각의 성형 공동 내로 공급하도록 구성된(즉, 그러한 수단을 포함하는), 적어도 하나의 유체 회로를 갖는다. 이를 위해서, 각각의 성형 공동은 바람직하게는, 전술한 유압 회로와 유체 연통되게 연결된, 각각의 가습 통로를 가지며, 그러한 통로는 각각의 공동을 경계짓는 적어도 하나의 표면이다.
예시된 경우에, 홀(11a') 내로 삽입되도록 의도된 부분(121 및 122)의 돌출부(12a)의 단부 표면에서, 가습 유체를 공동(11a) 내로 도입하는 데 적합한 통로(12b)가 형성된다. 이러한 방식으로, 유체는 각각의 공동(11a)의 2개의 축방향 단부에서 도입될 수 있다.
통로(12b)는, 여기에서 대응하는 부분(121 및/또는 122)의 주변 측면에 형성된, 각각의 유입구(13a)를 구비하는, 개략적으로만 도시되고 전체적으로 13으로 표시된, 전술한 유압 회로에 속하는 각각의 도관에 연결된다. 개략적인 예에서, 비록 다양한 통로(12b)의 어레이가 유압 회로(13)의 각각의 분지(branch)에 병렬로 연결되지만, 임의의 자체적으로 공지된 기술에 따라, 유체가 공급될 수 있게 하는 다른 회로 해결책이 분명히 가능하다.
여러 실시형태에서, 부가적으로 또는 대안적으로, 유사한 가습 통로가 또한 공동(11a)의 주변 표면의 적어도 일부에 제공된다. 예를 들어 도 4를 참조하면, 통로(11b)의 어레이는, 일정량의 전구 물질을 수용하기에 적합한 체적을 측방향으로 경계짓도록 의도된 대응 환형 면체에서, 홀(11a')의 원통형 표면 내에 형성된다. 이를 위해서, 전술한 면체는, 대응 유압 회로(13)에 의해서 공급되는 각각의 챔버(13b)에 의해서 둘러싸인, 통로(11b)를 구비하는 원통형 벽에 의해서 형성될 수 있다. 또한 이러한 경우에, 공동(11a)의 주변 벽 상에 형성된 여러 통로에 가습 유체를 공급하기 위한 다른 회로 해결책이 명백하게 가능하다.
분명하게, 가능한 변형예에서, 성형 장치의 유체 시스템은 분량화된 양의 전구 물질의 축방향 단부 영역들 중 단지 하나 또는 둘 모두, 또는 단지 그 주변 영역의 국소화된 가습을 결정하도록 설계 또는 제어될 수 있다: 그러한 경우에, 최종 정제는 그에 따라 전술한 유형의 완전한 쉘을 가지지 않고, 이전에 선택적으로 가습된 지역에서만 유사한 특성을 가지는 하나 이상의 껍질(예를 들어, 표면(2) 및/또는 표면(3)에만 위치되는 껍질(5), 또는 주변 표면(4)에만 위치되는 껍질(5), 그리고 가능하게는 다른 조합)을 가질 것이다.
적어도, 성형 공동(11a)을 형성하는 장치(10)의 부분들이 마이크로파에 대해서 투과적인 재료로, 바람직하게는 중합체, 예를 들어 열가소성 재료로 제조된다.
예를 들어, 이러한 목적을 위해서 사용될 수 있는 재료는, 예를 들어 작은 마찰과 함께, 우수한 기계적 특성(강도, 경도, 저밀도), 우수한 열적 특성(고온에 견디는 능력 및 열피로에 대한 저항성), 우수한 화학적 강도, 그리고 높은 내마모 특성을 갖는 유기 열가소성 중합체인 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK)이다. (예를 들어 유리 섬유로) 충진될 수 있는 이러한 재료는 식품 제품을 취급하는 데 있어서 완벽하게 적합하다. 임의의 경우에, 사용되는 재료에는 또한 재료의 방출을 방지하기에 적합한 (예를 들어, PTFE를 이용한) 코팅이 제공될 수 있다.
성형 장치의 부분(11 및 12)은, 예를 들어, 임의의 공지된 기술에 따라, 예를 들어 적층 기술(additive technique) 또는 3D 프린팅에 따라 생산될 수 있고, 이는 비교적 단순한 방식으로 예시된 유형의 구조물을 생산할 수 있게 한다. 그러한 기술은 부분(11, 12) 내에 유압 회로를 형성하기 위한 목적을 위해서도 유리하고, 상기 부분은 적층 기술에 의해서 얻어지고 이어서, 필요한 경우, (예를 들어, 밸브 또는 유동 전환기와 같은) 가능한 제어 부재를 그러한 단편들 사이에 배치한 후에, 밀봉 방식으로 함께 조립되는 여러 단편으로 제조하기에 적합하다.
가습 통로(11b 및/또는 12b) 그리고 대응 유압 회로는 각각 마이크로-통로 및 마이크로-도관의 형태일 수 있다. 언급된 바와 같이, 하나 이상의 부분(11, 12)의 유압 회로는, (예를 들어, MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)를 이용하여 획득될 수 있는) 가능하게는 소형화 유형의 기술의, 예를 들어 밸브와 같은, 적절한 전기 동력형 제어 장치를 구비할 수 있다.
바람직하게는, 장치(10)의 부분(11, 12)은 적절한 해제 가능한 커플링 요소들에 의해서 그 조립된 위치에서 유지된다. 도 3에서 예시된 경우에, 예를 들어, 하단 부분(121) 및 헤드 부분(122)은, 주 부분(11)에 해제 가능하게 커플링되도록 의도된, 15a 및 15b로 표시된, 측방향 결합 부재를 갖는다. 분명하게, 부가적으로 또는 대안적으로, 상호 커플링 부재들이, 부분(11) 상에서가 아니라, 부분들(121 및 122) 사이에 제공될 수 있고, 다시 말해서 서로 커플링되도록 의도될 수 있다. 사용되는 커플링 요소들은 예를 들어 스냅-커플링을 위해서 설계된 임의의 공지된 설계일 수 있으나, 임의의 경우에, 그 디-커플링(de-coupling)을 가능하게 하기 위해서, 그리고 그에 따라 부분들(11 및 12) 사이의 후속 분리를 가능하게 하기 위해서, (예를 들어) 누르는 것에 의해서 작동될 수 있는 해제 메커니즘을 구비할 수 있다.
도 5 및 도 6은, 복수의 서브 시스템 또는 동작 스테이션을 포함하는 프로세싱 라인으로서 구성된, 본 발명에 따른 정제의 생산을 위한 가능한 시스템을 개략적으로 도시한다. 그러한 도면에 관한 설명에서, 이러한 도면에 도시되지 않은 장치(10)의 다양한 요소(예를 들어, 공동(11a), 홀(11a'), 돌출부(12a), 통로(11b ~ 12b), 부재(15a ~ 15b), 회로(13))에 대한 참조가 이루어질 것이며, 이에 대한 참조는 도 3에 대해서 이루어질 것이다.
다양한 바람직한 실시형태에서, 시스템은, 다양한 동작 스테이션들 사이에서, X로 표시된, 전진 방향을 따른, 성형 장치(10)의 또는 그 부분들(11, 121, 122)의 변위를 획득하도록 구성된(즉, 그러한 수단을 포함하는), 운반 서브 시스템을 포함한다. 바람직하게는, 운반 시스템은 연속으로 배열된 복수의 컨베이어 장치(20)를 포함한다. 이하에서, (간결함을 위해서) 컨베이어 장치(20)가 각각의 동작 스테이션에서 제공되는 경우를 설명할 것이나, 이러한 것은, 하나의 그리고 동일한 컨베이어(20)가 적어도 2개의 연속적인 동작 스테이션들을 위한 역할을 할 수 있다는 것을 고려할 때, 본질적인 특성으로 간주되지 않아야 한다.
바람직한 실시형태에서, 컨베이어 장치(20)는 벨트 컨베이어이다. 바람직하게는, 벨트(21)는, 재료의 방출을 방지하기에 적합한 코팅을 구비할 수 있는, 마이크로파에 대해서 투과적인 재료, 예를 들어 중합체 또는 합성 재료로 적어도 부분적으로 제조된다. 사용될 수 있는 재료는, PTFE 또는 기타로 제조된 코팅을 가질 수 있는, 예를 들어 PEEK, 또는 PP, 또는 PTFE, 또는 Kevlar 또는 유리 섬유, 그리고, 더 일반적으로 식품 산업에서 해당 목적을 위해서 일반적으로 사용되는 임의의 재료이다. 임의의 경우에, 식품 산업에서 현재 이용되는 유형의, 예를 들어 스테인리스 강으로 제조된, 금속 벨트를 (비록 그 사용이 오븐 조사 시스템의 설계를 특정 범위까지 복잡하게 할 수 있지만) 본 발명의 범위로부터 배제할 수 없을 것이다.
도 5를 참조하면, 각각의 돌출부(12a)가 위쪽으로 대면되는 상태로, 성형 장치(10)의 하단 부분(121)이 운반 서브 시스템 상으로, 특히 대응 컨베이어 장치(201)의 벨트(21) 상으로 적재되는 시작 동작 스테이션이 A로 표시되어 있다. 하단 부분(121)은, 예를 들어 공기 또는 다른 가스를 이용하는, 예를 들어 대응하는 세정 및/또는 건조 사이클을 거친 후에, 자체적으로 공지된 기술에 따라, 예를 들어 조작 장치에 의해서, 자동화된 방식으로 벨트(21) 상에 배열될 수 있다.
그에 따라, 부분(121)은, 대응 컨베이어(202) 상에서, B로 표시된 스테이션으로 전진하고, 여기에서 자동화된 장치(30)가 성형 장치의 주 부분(11)을 대응 하단 부분(121) 상에 배치하고, 하단 부분의 돌출부(12a)는 부분(11)의 홀(11a')의 하부 단부 내로 삽입된다. 이러한 단계에서, 2개의 부분(11 및 121)은 또한, 예를 들어 부분(11) 상으로 스냅-결합되는 도 3의 부재(15a)를 이용하여, 서로 기계적으로 커플링된다. 장치(30)는 예를 들어 부분(11)을 수직으로 병진 운동시킬 수 있는 조작기일 수 있다. 이러한 배치는 제어기에 의해서 관리될 수 있고, 제어기는, 자체적으로 공지된 설계의 센서 시스템 또는 검출기를 이용하여 실행되는 검출을 기초로, 프로세싱 라인 또는 스테이션(B)의 동작을 감독한다. 또한 이러한 경우에, 부분(11)은, 세정 및/또는 건조 사이클을 거친 후에, 벨트(21) 상에 배열될 수 있다. 분명하게, 스테이션(A 및 B)을 참조하여 설명된 기능들이 단일 스테이션에서 실행될 수 있거나, 이전에 커플링된 부분들(11 및 121)이 (심지어 수동으로) C로 표시된 후속 스테이션 상으로 직접 적재될 수 있다.
그에 따라, 함께 조립된 부분들(11 및 121)은, 대응 컨베이어(203) 상에서, C로 표시된 스테이션으로 진행되고, 이러한 스테이션(C)은 대응 성형 공동 내에서, 즉 부분(11)의 홀(11a')의 상부 단부로부터 분량화된 양의 전구 물질을 공급하도록 구성된다. 스테이션(C)은, 예를 들어, 분말 또는 과립 형태의 이전에 획득된 전구 물질이 직접적으로 공급되는 탱크(40)를 포함할 수 있다. 스테이션 또는 서브 시스템(C)은, 탱크(4)의 상류에서, 40a에서 개략적으로 표시된, 적절한 분쇄 시스템을 포함할 수 있다.
전구 물질은 5% 내지 20 중량%, 바람직하게는 8% 내지 12%의 초기 수분 함량을 가질 수 있다. 이를 위해서, 필요한 경우에, 전구 물질의 초기 가습을 위한 시스템 및 대응 혼합 시스템이 탱크(40)의 상류에 (그리고 가능한 분쇄 시스템의 하류에) 제공될 수 있다.
여러 바람직한 실시형태에서, 적재 스테이션(C)은 복수의 분량화된 양의 전구 물질을 복수의 성형 공동들(11a) 내로 동시에 공급하도록 구성된다. 이를 위해서, 도면에 예시된 경우에, 바람직하게는 상부 단부로부터 홀(11a') 내로 적어도 약간 삽입될 수 있게 하는 형상 및 크기를 가지는, 특히 공동(11a)의 수에 대응하는 수의, 복수의 노즐 또는 방출 마우스(discharge mouth)(41)가 탱크(40)와 연관된다. 이를 위해서, 탱크(4) 및/또는 노즐(41)은 바람직하게는 적어도 수직 방향으로 제어 가능하게 병진 운동될 수 있다. 바람직하게는, 노즐(41)은, 각각의 성형 공동(11a) 내로 도입되는 전구 물질의 양을 분량화하기 위한, 공지된 기술(체적 측정, 중량 측정, 시간)에 따른, 적합한 분량화 시스템을 포함하거나 그 상류에서 그러한 분량화 시스템과 연관된다.
전구 물질을 적재하기 위한 단계 후에, 부분들(11 및 121)은, 대응 컨베이어(204) 상에서, 후속 스테이션(D)으로 전진되고, 이러한 후속 스테이션은, 각각의 성형 공동(11a) 내에 포함된 복수의 분량화된 양의 전구 물질을 일시적으로 능동 압축시키도록 구성된 스테이션이다. 프레싱 스테이션(D)은, 특히 공동(11a)의 수에 대응하는 수의 복수의 프레싱 요소(51)를 수직으로 병진 운동시킬 수 있는, 예를 들어 공압식으로 작동되는, 단일 프레싱 장치(50)를 포함할 수 있다. 프레싱 요소(51)는 바람직하게는, 내부에 포함된 분량화된 양의 전구 물질을 정확하게 프레스하기 위해서, 부분(11)의 홀(11a') 내로 최소 유극(clearance)을 가지고 삽입될 수 있도록 하는 형상 및 크기를 갖는다.
능동 압축 단계의 종료 시에, 부분(11 및 121)은, 대응 컨베이어(205) 상에서, 후속 스테이션(E)으로 전진되고, 이러한 후속 스테이션에서 (예를 들어, 스테이션(B)의 장치(3)와 유사한) 자동화된 장치(60)가 성형 장치의 헤드 부분(122)을 주 부분(11) 상에 배치하고, 헤드 부분의 돌출부(12a)는 주 부분(11)의 홀(11a')의 상부 단부 내로 삽입된다. 이러한 단계에서, 부분(122)은, 성형 장치(10)의 완료를 위해서, 예를 들어 부분(11)에 스냅-결합되는 도 3의 부재(15b)를 이용하여, 부분(11)에 기계적으로 커플링된다. 부분(11) 상의 부분(122)의 배치 후에, 성형 공동(11a)이 이제 폐쇄된다. 이러한 경우에, 배치는, 공지된 설계의 검출기의 센서 시스템을 이용하여 실행되는 검출을 기초로, 프로세싱 라인의 또는 스테이션(E)의 제어기에 의해서 관리될 수 있다.
앞서 언급된 바와 같이, 부분들(121 및 122)의 돌출부들(12a)의 높이들의 합은 부분(11)의 홀들(11a')의 높이보다 낮고, 그에 따라 장치(10)의 조립된 상태에서, 각각의 분량화된 양의 전구 물질을 수용하는 데 적합한 체적이 공동(11a) 내에 형성된다. 여러 실시형태에서, 그러한 체적은 임의의 경우에, 높이-폭에 있어서, 대응 공동(11a) 내에 수용된 프레스된 분량의 전체 치수보다 크다. 다시 말해서, 단계/스테이션(D)의 프레싱 후에, 프레스된 일정량의 전구 물질의 높이는, 부분들(121 및 122)의 돌출부들(12a)의 단부 표면들 사이의 거리로 이해되는, 대응 성형 공동의 높이보다 낮을 수 있다. 이러한 방식으로, 각각의 분량 위에서 (1 mm 이하로 표시되는) 균등한 최소 자유 공간이 공동 내에 존재할 수 있고, 그에 따라 후속 가열 중에 체적의 약간의 팽창을 허용할 수 있다. 다른 실시형태에서, 추가적으로, 부분들(121 및 122)의 돌출부들(12a)의 높이는, 장치(10)의 조립된 상태에서, 수납 체적이 분량화된 양의 체적에 실질적으로 대응하거나, 상기 돌출부(12a)가 적어도 약간의 압축 조건에서 분량화된 양을 유지하도록 선택될 수 있다.
이어서, 성형 장치(10)는, 대응 컨베이어(206) 상에서, 후속 스테이션(F)으로 전진하고, 이러한 후속 스테이션은, 대응 공동(11a) 내에 수용된, 복수의 분량화된 양의 전구 물질의 부분적인 또는 국소화된 가습을 제공하도록 구성된다. 가습 스테이션은, 성형 장치(10) 내에 통합된 유압 시스템, 특히 도 3 및/또는 도 4의 회로(13)를 이용하는, 가습 유체를 공동(11a) 내로 공급하도록 설계된, 유체 시스템(70)을 포함한다. 이를 위해서, 여러 실시형태에서, 유체 시스템(70)은 하나 이상의 이동 가능 유압 도관 또는 커플링(71)을 포함하고, 이러한 유압 도관 또는 커플링의 각각은, 장치(10)의 전술한 유압 시스템의 각각의 유입구(13a)에 대한 자동화된 커플링 및 해제를 위해서 설계된다.
시스템(70) 및 유압 회로는 실질적으로 미리 결정된 양의 가습 유체가 통로(12b 및 11b)(도 3 및 도 4)를 통해서 성형 공동 내로 유동할 수 있게 허용하도록 설계된다. 그러한 유체, 예를 들어 순수한 물의 공급은 바람직하게는 기계적으로, 즉 액체를 공동 내로 밀어 넣는 데 적합한 펌프 또는 유사 장치를 이용하여 이루어진다. 부가적으로 또는 대안적으로, 예를 들어 모세관 현상 또는 흡수 현상을 이용하여 실질적으로 피동적인 방식으로 분량화된 양의 전구 물질을 피상적으로 가습할 수 있는 가능성이 본 발명의 범위로부터 배제되지 않는다. 주입되는 가습 유체가 물이 아니라 수증기일 수 있다. 도시되지 않은 다른 실시형태에 따라, 가습은, 저온 벽 상에서 증기를, 예를 들어 저온의 일정량의 전구 물질 상에서 증기를, 또는 수분을 전달하기 위해서 일정량의 정제 전구 물질이 배치되는 저온 벽 상에서 증기를 응축시키는 것에 의해서 달성될 수 있다.
(전술한 바와 같이) 분량화된 양의 전구 물질을 균일하게 가습하는 것이 엄격하게 요구되지 않는다는 것을 고려하면, 첨가되는 유체의 양이 임의의 경우에 감소된다. 언급된 바와 같이, 공급되는 유체의 양은 바람직하게는 각각의 분량화된 양의 전구 물질의 하나의 표면 층 만을, 바람직하게는 그 단부 및 주변 표면에서 또는 가능하게는 심지어 그러한 표면 중 단지 하나에서 가습하기 위한 양이다. 분명하게, 유체의 일부는 분량의 중심을 향해서 퍼지되는 경향을 가질 것이나, 또한 국소화된 가습 단계 및 후속 가열 단계 사이의 시간이 비교적 짧다는 것(약 50초 미만)을 고려하면, 이러한 확산은 무시할 수 있는 것으로 간주되어야 한다.
여러 실시형태에서, 가열 단계에 선행하는 단계들 중 적어도 하나는 저산소 함량의 분위기 또는 (예를 들어, 질소 또는 아르곤과 같은) 불활성 가스로 변경된 분위기에서 실행되고; 이는, 예를 들어, 적재 단계 중에(스테이션(C)), 가능한 프레싱 단계(스테이션(D)) 중에, 성형 공동을 폐쇄하는 단계(스테이션(E)) 중에, 그리고 가습 단계(스테이션(F)) 중에 이루어질 수 있다.
가습 단계 후에, 성형 장치(10)는 이어서, 대응하는 컨베이어(207) 상에서, 가열 스테이션(G)으로 전달된다. 그러한 스테이션은, 정제(1)를 획득하기에 충분한 처리 시간 동안 장치(10)가 내부에서 유지되는 다중 모드 공동(81)을 포함하는, 80으로 표시된, 마이크로파 오븐을 포함한다. 전술한 바와 같이, 바람직한 실시형태에서, 마이크로파 오븐(80)은 터널-유사 오븐이고, 각각의 다중 모드 공동(81)은 입구(IN) 및 출구(OUT) 사이에서 길이방향으로 연장되고, 성형 장치(10)는 전진 방향(X)으로 이러한 공동을 통과한다. 바람직하게는, 공동(81)은, 입구(IN)와 출구(OUT) 사이를 통과할 때, 장치(10)가 일시적으로 공동 내에 완전히 수용되도록 하는 길이방향 치수를 갖는다.
다양한 바람직한 실시형태에서, 오븐(80)은, 예를 들어, 마이크로파를 연관된 다중 모드 공동(81) 내로 전달하기 위한 (자체적으로 알려진) 적절한 시스템(83)으로, 마이크로파를 생성하기 위한 복수의 수단(82)을 구비한다. 바람직하게는, 마이크로파 빔(MW)을 도파관의 복수의 지역으로부터 다중 모드 공동(81) 내로 도입하도록 구성된, 연관된 도파관(83)을 갖는, 인가에 적합한 임의의 유형의 복수의 마이크로파 공급원(82)(예를 들어, 공지된 마그네트론)이 제공된다. 가능하게는, 적합한 거울 또는 유사한 요소(85)가 또한 다중 모드 공동 내에 제공되어, 희망하는 방향을 따른 마이크로파(MW)의 반사를 안내하며, 이들 모두는 자체적으로 공지된 기술을 따른다. 다중 모드 마이크로파 처리의 실질적인 장점은, 많은 수의 일정량의 전구 물질을 동시에 가열할 수 있는 가능성에 있다.
도 5는, 다중 모드 공동(81) 내에서 위로부터의 그리고 아래로부터의 조사를 획득하도록 배열된, 2개의 마이크로파 발생기들(82) 및 대응 안내부들(83)을 구비하는 오븐(80)의 경우를 개략적으로 도시하고: 분명하게, 본 발명의 실질적인 구현예에서, 다중 모드 공동 그리고 마이크로파 생성 및 분배 시스템이 상이한 수의 발생기(e) 및 조사 지점/반사 지점의 상이한 배열을 제공할 수 있다는 것을 고려할 때, 이는 단지 예로서 이해되어야 한다. 도파관(83)은 또한 동축 케이블에 의해서 대응 발생기에 연결된 적절한 안테나에 의해서 대체될 수 있다.
일반적으로, 다중 모드 공동(81) 및 마이크로파(MW)를 생성하고 분배하기 위한 시스템(82, 83, 85)은, 성형 장치(10) 내에 수용된 일정량의 전구 물질에 의해서 나타나는 적재물의 치수에 따라, 공지된 기술에 따라, 최적화된다: 이와 관련하여, 또한 터널-형상의, 다중 모드 공동을 갖는 마이크로파 오븐이 이제, 식품 제품 산업을 포함하는, 다양한 분야에서 널리 사용되고 있다는 것에 주목하여야 한다.
그에 따라, 도 5의 스테이션(G)에 대해서 도시된 바와 같이, 다중 모드 공동(81) 내의 마이크로파(MW)의 분배가 단지 개략적인 설명 목적을 위해서 제공된 것임을 강조하는 바이다. 도 7은, 본 발명의 구현예를 위해서 사용될 수 있는 가능한 다중 모드 공동(81)의 횡단면을 여전히 개략적으로 도시한다: 이러한 예에서, 공동(81)의 육각형 단면을 이용하여, 4개의 도파관(83)으로부터 오는 마이크로파 빔(MW)을 성형 장치(10) 상으로, 그리고 그에 따라 그 내부에 수용된 일정량의 전구 물질 상으로 반사시켜 분량들의 균일한 가열을 획득한다(전술한 바와 같이, 컨베이어 벨트(21)는 바람직하게는 마이크로파에 대해서 투과적인 재료로 제조되고, 이는 성형 공동(11a)을 형성하는 장치(10)의 부분을 성형하는 재료에도 동일하게 적용된다).
전술한 바와 같이, 성형 장치의 부분들(11 ~ 12) 사이에 형성된 공동(11a)은 밀폐식으로 밀봉되지 않고, 그에 의해서 마이크로파가 국소적으로 가습된 일정량의 전구 물질을 가열하는 동안 발생될 수 있는 증기의 통기를 허용한다. 분명하게, 해당 부분(11 ~ 12)은 또한 적절한 증기 통기 통로를 형성하도록 설계될 수 있다.
다중 모드 공동(81)은, 예를 들어 하나 이상의 추출 팬을 포함하는, 증기 추출 시스템을 구비할 수 있다.
정제의 동시적인 연속적 생산, 그리고 특히 오븐(80) 내에서의 그 처리는, (스테이션(D)에서 실행되는) 일정량의 전구 물질의 능동 압축을 위한 단계가 (스테이션(G)에서 실행되는) 마이크로파로 조사하는 단계로부터 분리된다는 사실로 인해서, 단순화된다.
설명된 바와 같이, 오븐 및 그 공동을 제조하는 방법은 가열되는 적재물에 따라 달라지고, 그 최적화는 자체적으로 알려진 기술을 이용하여 얻어질 수 있고, 특히 식품 산업에서의 유사 적용예로부터 얻어질 수 있다. 이는 특히 공동(81)의 공명 주파수, 공급원(82)으로부터 출력되는 신호의 주파수, 및 마이크로파의 전달 및 발생 가능한 반사를 위한 대응 시스템(83, 85)의 특성(알려진 바와 같이, 예를 들어, 도파관의 크기가 모드 전파 및 분배 현상을 결정한다)에 적용된다. 일반적으로, 공급원(82)은 바람직하게는 3 GHz 이하로, 바람직하게는 2.40 내지 2.50 GHz로, 가장 바람직하게는 2.45 GHz에 가깝게, 또는 1 GHz 미만으로, 바람직하게는 865 내지 965 MHz로, 가장 바람직하게는 915 MHz에 가깝게 진동하는 방출 주파수를 갖는 교번적인 전자기 필드를 생성하도록 구성될 것이다.
오븐(80)의 전체 파워(power)는 사용되는 공급원의 수에 따라 달라지고, 이러한 공급원의 수는 다시 적재물의 크기(즉, 동시에 가열되는 분량의 수)에 따라 달라진다. 일반적으로, 오븐(80)은 2개 초과의, 특히 2개 내지 6개의 많은 수의 공급원(82)(예를 들어, 마그네트론)을 구비할 수 있고, 각각의 공급원은 1 내지 3 킬로와트의 파워를 가지며, 각각의 공급원(82)은 바람직하게는 각각의 도파관(83)에 공급한다. 또한 바람직하게는, 도파관 시스템은, 다중 모드 공동(81) 내에서 전달되는 마이크로파가 위쪽 및 아래쪽 모두로부터, 그리고 가능하게는 또한 측방향으로 성형 장치(10)를 조사하도록 구성된다.
수분 함량은 적재물의 유전체 특성에, 그리고 그에 따라 그 가열에 상당한 영향을 미친다. 본 발명의 경우에, 마이크로파에 의한 가열 후에, 일정량의 전구 물질의 가습된 표면 층은 가열 후에 압밀되고, 그에 따라 정체 또는 그 쉘(5)을 획득한다.
앞서 관찰한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 특성에 따라, 가습 단계는 각각의 일정량의 전구 물질에 대해서 개별적으로 실행되고, 분량 내의 수분 구배를 결정하도록 실행되며, 분량의 적어도 하나의 주변 지역에서 더 많은 가습이 이루어지거나 집중된다. 이러한 선택적인 가습은, 특히 정제의 층 또는 쉘(5)을 획득하기 위해서, 그러한 지역 내에서 전구 물질 입자들의 보다 양호한 커플링을 획득할 수 있게 하고, 이는 그에 따라 보다 강건하고 내성적인 외부 표면을 가질 것이고, 또한 분진화 현상을 감소시킬 것이다.
정제의 또는 그 층(5)의 견고성(consistency)은 주로, 마이크로파 오븐 내의 가열 중에 발생되는 케이킹 현상(caking phenomena)으로 인해서 달성된다. 케이킹은, 증가된 입자간 힘으로 인해서 분말 또는 과립형 재료가 덩어리를 형성하려는 경향이다. 고체 가교부(solid bridge)를 형성하지 않는 입자들 사이의 응집은, 분자들 사이의 인력을 정의하는 반 데르 발스 힘에 기인할 수 있다. 분자가 극성이 아닌 경우에도, 전자 변위에 의해서 분자는 매우 짧은 시간 동안 극성이 된다. 분자의 음의 단부는 주위 분자들이 순간적인 쌍극자를 가지게 하고, 이는 다시 주위 분자들의 양의 단부를 끌어 당긴다(이러한 프로세스는 본질적으로, 순간적인 쌍극자-유도 상호 작용으로도 지칭되는, 런던 힘(London force)에 기인한다).
결과적으로, 마이크로파를 이용한 가열 중에 발생되는 전구 물질, 특히 커피의 케이킹이 주로 반 데르 발스 힘 및 극성 상호 작용에 기인한다는 것을 가정할 수 있다. 이러한 모든 힘은, 입자들 사이의 거리가 감소될수록 증가되고, 이러한 이유로 마이크로파 처리 전에 실행되는 능동 압축 단계(스테이션/단계(D))가 유용할 수 있다.
그에 더하여, 점착성 현상(stickiness phenomena)이 존재할 수 있다. 예를 들어, 커피는, 일반적으로 점착성 및 케이킹을 유도하는, 저분자량 당을 포함하지 않는다. 그러나, 커피는, 유사한 거동을 하는 것으로 생각되는 중합체 물질(단백질, 전분, 펙틴(pectins))을 함유하고: 커피 분말에 공급된 수분의 존재는 그러한 물질의 전이 온도(transition temperature)를 낮출 수 있고, 그에 따라 가소제로서 작용할 수 있게 하고, 그에 의해서 마이크로파를 이용한 가열 단계 중에 쉘(5)을 형성하기 위한 전구 물질의 케이킹을 향상시킬 수 있다.
가열 단계 중에, 전구 물질의 각각의 분량은 팽창하는 경향이 있으나, 이러한 팽창은 공동(11a)의 한정된 체적 내에서 제한되고(전술한 바와 같이, 공동(11a)의 유효 체적은 스테이션/단계(D)에서 이전에 압축된 분량의 체적보다 약간 더 클 수 있다): 제어되는 체적의 이러한 약간의 증가는 유리하게는 성형 정제의 구조물 내의 응력을 감소시키는 데 기여하고, 그에 따라 그 매트릭스의 파괴 위험을 감소시킨다.
오븐(80) 내의 처리 시간은 처리되는 정제의 수에 비해서 매우 짧고, 이는 분명하게 적재물 및 오븐의 파워에 따라 달라진다. 예로서, 한 번에 40개의 일정량의 전구 물질을 처리하도록 설계된 다중 모드 공동(81)으로 예시된 유형의 성형 장치(10)의 처리 시간(또는, 도시된 예에서 전이 시간)은, 인가되는 파워에 따라, 50초 미만일 수 있거나, 특히 12 내지 18초일 수 있다.
도 6을 참조하면, 가열 후에, 성형 장치(10)는, 대응 컨베이어(208) 상에서, 스테이션(H)으로 전달된다. 이러한 스테이션은, 스테이션(E)의 장치(60)와 실질적으로 유사하게 설계되나, 반대로 동작하기에 적합한, 즉 성형 장치(10)의 헤드 부분(122)을 상승시키기 위한 또는 임의의 경우에 제거하기 위한 조작 장치(60')를 구비한다. 이를 위해서, 조작 장치(60')는, 부재(15b)를 해제하고, 그에 따라 헤드 부분(122)을 주 부분(11)으로부터 분리할 수 있도록 구성된, (그와 연관된) 해제 시스템(61)을 갖는다. 제거 후에, 부분(122)은 특히 그 돌출부(12a)를 (예를 들어, 공기로) 자동으로 세정 및/또는 건조하기 위한 단계, 및/또는 그 유압 회로(13)의 유출(bleeding) 단계를 거칠 수 있다.
이어서, 성형 장치의 나머지 부분들(11 및 121)은, 대응 컨베이어(209) 상에서, 스테이션(I)으로 이동한다. 또한 그러한 스테이션은, 스테이션(B)의 장치(30)와 마찬가지로, 그러나 반대 동작에 적합하도록, 즉 성형 장치의 주 부분(11)을 기부 부분(121)에 대해서 상승시키거나 제거하도록 설계된 핸들링 장치(30')를 구비한다. 이를 위해서, 또한 조작 장치(30')는, 부재(15a)를 해제하고, 그에 따라 부분(11)을 부분(121)으로부터 분리할 수 있도록 구성된, (그와 연관된) 대응 해제 시스템(31)을 갖는다. 이러한 경우에, 제거 후에, 부분(11)은 특히 그 관통 홀(11a')을 자동으로 세정 및/또는 건조하기 위한 단계, 및/또는 그 유압 회로(13)의 유출 단계를 거칠 수 있다.
다양한 바람직한 실시형태에서, 스테이션(I)은, 부분(11)의 홀(11a')로부터의 (이제 성형된) 정제(1)의 방출을 획득하도록 구성된, 예를 들어 장치(30')와 연관된, 제1 분리 기구(32)를 포함할 수 있다. 이러한 분리 기구(32)는, 예를 들어, 정제가 대응 하부 단부로부터 빠져 나가고 기부 부분(121)의 돌출부(12a) 상에 놓일 때까지, 홀(11a') 내로의 정제(1)의 슬라이딩을 획득하기에 충분한 압력으로, 각각의 공기 유동을 위로부터 홀(11a') 내로 도입하도록 설계된 시스템을 포함할 수 있다. 홀(11a) 내로 공기(또는 다른 적합한 가스)를 송풍하는 단계는 편리하게 부분(11)을 상승시키는 단계와 동기화될 수 있다. 공기 유동의 이용은 유리하게는 또한 마이크로파를 이용한 처리 후에 정제(1)의 제1 온도 강하를 결정하는 데 있어서 유리할 수 있다. 공압 시스템 대신, 분리 기구(32)는, 각각의 대응 홀(11a')에서, 예를 들어 공압식으로 구동되는, 기계적 푸셔(pusher)를 구비할 수 있다.
이어서, 정제(1)를 이송하는 기부 부분(121)은, 대응 컨베이어(2010) 상에서, 정제(1)를 부분(121)으로부터 제거하도록 구성된 스테이션(J)으로 이동한다. 분리 스테이션(J)은 특히 식품 산업에서 공지된 임의의 기술에 따라 제조될 수 있다. 예를 들어, 스테이션(J)은, 연관된 복수의 파지 부재(91)(예를 들어, 공압식으로 구동되는 흡입 컵)와 함께 수직으로 병진 운동될 수 있는 부분을 가지는, 픽업 및 변위 장치(90)를 포함할 수 있고, 파지 부재의 수는 정제(1)에 대응하고 파지 부재는 정제를 기부 부분(121)으로부터 상승시키는 데 적합하다. 바람직한 실시형태에서, 픽업 부재(91)는, 민감한 물체를 무접촉으로 핸들링하기에 적합한, 베르누이의 원리를 기초로 하는 공지된 흡입 컵으로 구성된다.
파지 부재(91)를 수반하는 장치(90) 또는 적어도 그 일부는 또한, 정제의 후속-프로세싱을 위해서, 예를 들어 정제의 탈수 및/또는 건조 및/또는 냉각을 위해서 구성된 후속 스테이션(K)의 컨베이어(2011) 상으로 정제(1)를 전달하기 위해, 수평으로 병진 운동될 수 있다. 여러 실시형태에서, 이러한 후속-처리는 저산소 함량을 갖는 또는 (예를 들어, 질소 또는 아르곤과 같은) 불활성 가스로 변경된 분위기 내에서 실행된다.
오븐(80)을 빠져 나갈 때, 정제(1)가 비교적 높은 표면 온도(예를 들어, 50℃내지 85℃를 가지고, 이러한 온도의 소산에는 몇 분이 소요된다는 것에 주목하여야 한다. 이와 관련하여, 일정량의 전구 물질 내에 존재하는 수분의 대부분은 오븐(80) 내의 처리 단계 중에 제거되지 않고, 추후의 시간에 제거되고; 특히 (탈수 또는 건조 또는 기계적 냉각의 부재 시에) (중량 손실로 측정되는) 대부분의 수분의 손실은 마이크로파를 이용한 처리 후 5 내지 10분 이내에 발생된다는 것에 주목하여야 한다. 도 8의 차트는, 정제의 외부 쉘(5)을 약 75℃까지 가열하기 위해서 오븐(80) 내에서 처리된 정체를 참조하여, 이러한 양태를 명확하게 보여 준다. 관찰될 수 있는 바와 같이, 오븐(80)을 빠져 나가는 8.3 g의 질량을 갖는 정제의 경우에, 실질적인 중량 안정화(약 8.15g)는 약 7분 후에 얻어지며, 처음 3분 동안 더 빠른 중량 감소가 나타난다. 이러한 중량 감소(즉, 수분 함량 감소)는 정제의 여전히 비교적 높은 온도에 의해서 유발된다.
(산화 현상의 트리거링을 방지하기 위해서) 정제의 생산 후에 정제를 공기에 노출시키는 것을 감소시키는 것, 그리고 그에 따라 오븐(80)으로부터의 배출과 정제의 패키지화 사이의 시간을 줄이는 것이 바람직하다는 것을 고려하면, 예를 들어 식품 산업에서의 이용을 위해서 자체적으로 공지된 유형의 탈수 또는 냉각 터널(100)을 포함할 수 있는 스테이션(K)을 제공하는 것이 바람직할 수 있다.
최종 수분 함량, 즉 정제의 패키지화 전의, 정제 생산 프로세스의 종료에서의 수분 함량은 바람직하게는 5 중량% 미만이다.
스테이션(K)의 하류에서, (실질적으로 주변 온도인) 정제가 스테이션(110)에 도달하고, 이러한 스테이션에서 정제는 대응 보호 컨테이너, 예를 들어 양호한 산소 장벽 특성을 갖는 재료로 제조된 백 내에서 그룹으로 (자동화된 방식으로) 패키지화된다. 채택되는 패키지화 기술은 임의의 공지된 유형, 예를 들어 진공 유형 또는 MAP(Modified Atmosphere Packaging) 유형, 또는 보호 분위기 유형일 수 있고, (정제의 컨테이너 내의) 공기는, 보존 기간을 증가시키는 데 적합한 불활성 가스(예를 들어, 질소 또는 아르곤)로 대체된다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 특성에 따라, 분량화된 양의 전구 물질은 부분적 또는 국소적인 가습 단계, 즉 그 주변 층을 위한 가습 단계를 거친다.
전구 물질의 수분 함량(또는 물 함량)은, 이하를 고려할 때, 예를 들어 마이크로파 또는 무선 주파수의 사용의 경우에, 마이크로파의 효과에 상당한 영향을 미친다:
- 물은, 전자기파를 흡수하여 이를 열로 변환하는 특성을 가지는, 손실성 유전체이고;
- 분량의 수분 함량이 높을수록, 유전 상수가 커지며;
- 유전 상수가 클수록, 가열 효과가 커진다.
전술한 내용을 기초로, 그에 따라, 각각의 분량화된 양의 수분 함량을 증가시키는 것은 전자기파가 에너지를 대응 전구 물질에 부여할 수 있는 능력을 증가시킬 수 있게 하고, 이러한 증가된 능력으로 인해서 오븐(80)의 최고 파워에서의 가열 시간이 단축될 수 있다.
출원인에 의해서 실행된 실제 테스트에 의해서, 정제의 최종 온도가 70℃내지 75℃의 온도가 되도록 하는 마이크로파 조사로, (오븐으로부터의 출구에서 약 40 mm의 직경, 약 12 mm의 두께, 및 약 8.3 g의 중량을 나타내는 정제를 획득하기 위해서) 예를 들어 7 중량% 내지 14 중량%의 수분 함량을 분량화된 양의 커피에 공급하는 것에 의해서, 설명된 프로세스가 달성될 수 있다는 것이 입증되었다.
설명된 바와 같이, 물 함량의 대부분이 바람직하게는 분량의 주변 층에 위치되고, 그러한 위치에서 마이크로파를 통해서 획득된 에너지 공급이 최대가 될 것이고, 그에 따라 도 2의 정제의 외부 껍질 또는 쉘(5)을 성형할 것이다.
그 대신, 분량의 중앙 부분(즉, 도 2의 코어(6)를 형성하도록 의도된 부분)에 대한 열의 공급은 제한될 것이고, 그 수분 함량에 따라 달라질 것이다. 공동(11a)에 공급될 때, 전구 물질은 균질한 초기 수분 함량을 가지며, 이는 정제의 코어(6)에 대해서 요구되는 견고성의 유형에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 임의의 이전의 가습이 없는 경우에, 분량의 초기 수분 함량이 총 분량을 기초로, 평균적으로, 2 내지 2.5 중량%에 상당하는 것을 가정할 수 있다. 그러한 초기 수분 함량은 대응 성형 공동 내의 분량의 중앙 부분의 매우 제한된 가열을 획득할 수 있게 하고, 그에 따라 중앙 부분의 실질적인 임의의 케이킹을 유발하지 못하게 한다(다시 말해서, 상대적인 정제의 코어는 실질적으로 분말 형태로 유지된다). 다른 한편으로, (예를 들어, 도 5의 스테이션(C)의 탱크(40)의 상류에서) 전구 물질을, 상대 성형 공동 내로 적재되는 총 분량을 기초로 약 4.5 중량%의 수분 함량까지, 사전의 균질한 가습에 노출시키는 것은, 분량의 중앙 부분의 부분적인 케이킹과 함께, 그러한 분량의 중앙 부분의 더 높은 가열을 획득할 수 있게 할 것이나, 이는 (도 5의 스테이션(F)에서 실행되는 특정 단계로 인해서) 상당히 더 가습된 층(5)에서 얻어지는 케이킹보다 현저히 낮을 것이다. 대응 성형 공동 내로 적재된 총 분량의 약 8 중량%의 수분 함량까지 전구 물질을 마찬가지로 사전 균질 가습을 하는 경우에, 분량의 중앙 부분의 보다 더 높은 가열을, 보다 현저한 그 케이킹과 함께, 획득할 수 있을 것이고, 이는 임의의 경우에, 전술한 것과 동일한 이유로, 층(5)에서 얻어지는 케이킹보다 여전히 훨씬 더 낮을 것이다.
언급된 바와 같이, 쉘 또는 껍질(5)의 형성은 덜 콤팩트한 코어(6)를 위한 일종의 컨테이너를 획득할 수 있게 한다. 정제(1)의 이러한 보다 콤팩트한 외부 부분은 분진화 현상을 제한할 수 있게 한다. 다른 한편으로, 정제(1)의 중앙 부분(6)에 대한 적은 열 공급은 전구 물질의 관능적 특성을 변경할 위험(그리고 그에 따라, 나쁜 맛을 낼 위험)을 감소시킬 수 있게 하고, 또한 후속 탈수 또는 건조 또는 냉각 단계를 가속할 수 있게 한다. 동일한 이유로, 가열이 분량의 주변 층에서만 주로 집중될 수 있다는 것을 고려하면, 가열 프로세스의 전체 에너지가 또한, 전체 분량의 균일한 가열의 경우에 비해서, 감소될 수 있다.
그러나, 언급된 바와 같이, 변형 실시형태에서, 가능한 식별 부호를 각인하기 위해서, 껍질(5)이 심지어 정제(1)의 표면(2, 3, 및 4) 중 하나에서만 얻어질 수 있고, 그에 따라 그러한 표면, 예를 들어 그 상부 표면(2) 만을 더 강건하게 만들 수 있다. 이러한 경우에, (마이크로파를 이용한 후속 처리 후에) 정제의 나머지 부분이 또한 요구되는 강건성 및 자가-지지 특성을 만족시키도록 보장하기 위해서, 전구 물질은 분명하게 초기에 균질하게 그리고 충분하게 가습되어야 한다.
전술한 설명은 본 발명의 특성 및 장점을 명확하게 보여준다. 제시된 해결책은, 분말 또는 과립 형태의 전구 물질, 특히 커피로부터 시작하여, 음료를 추출하기 위한 정제를 대량으로 용이하게 그리고 고속으로 생산할 수 있게 한다. 설명된 시스템 및 방법은 종래 기술에 비해서 생산성을 상당히 높일 수 있게 하고, 이들은 에너지 소비와 관련하여 효율적이다. 이하의 청구범위에 의해서 규정되는 바와 같은 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고도, 많은 변형예가 당업자에게 가능하다는 것이 명확하다.
연속 생산 라인으로서 구성된, 도 5 및 도 6을 참조하여 설명된 시스템은 분명하게, 그 기본적인 기능을 손상시키지 않으면서, 예시된 것과 다른 구성을 가질 수 있을 것이다. 예를 들어, 상이한 동작 스테이션들과 관련하여 전술한 다양한 단계들이, 특히 이러한 단계들을 실행하는 자동화된 장치가 이동 가능한 방식으로 장착될 때, 하나의 그리고 동일한 스테이션에서 실행될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 이러한 측면에서, 예를 들어, 성형 장치의 부분들(121 및 11)에 대해서 연속적으로 이동되고 중첩될 수 있는 장치(40, 50 및 60)를 각각 이용하여, 스테이션들(C, D 및 E)에 대해서 설명된 단계들이 동일한 스테이션에서, 즉 동일한 컨베이어(20)에서 실행될 수 있다. 예를 들어, 장치(30' ~ 31 및 90)와 관련하여 스테이션(I, J 및 K)에 대해서 설명된 단계에도 동일하게 적용된다. 예를 들어, 스테이션(J)의 기능이 스테이션(I)에 통합되어, 스테이션(K)을 위한 역할을 하는 컨베이어 상에 정제(1)를 직접적으로 배치할 수 있다.
터널과 유사하게 구성되는 대신, 마이크로파 오븐은, 성형 장치의 도입 및 제거를 위한 입구로서 그리고 출구로서 작용하는 개구부를 갖춘 다중 모드 공동을 가질 수 있다. 그러한 경우에, 오븐은 예를 들어 운반 서브 시스템의 측면에 대해서 배열될 수 있고, 성형 장치(10)를, 전술한 개구부를 통해서, 다중 모드 공동 내로 도입하고 이어서 그로부터 제거하도록 구성된 조작 또는 전달 기구를 포함할 수 있다. 그러한 기구는, 성형 장치를 다중 모드 공동 내로 도입하기 위해서, 성형 장치를 그로부터 제거하고, 이어서 성형 장치를 컨베이어 상으로 다시 한번 전달하기 위해서, 성형 장치를 컨베이어로부터 전달하도록 구성될 수 있거나, 성형 장치를 (예를 들어, 오븐 상류의 스테이션에 속하는) 제1 컨베이어로부터 전달하고, 성형 장치를 다중 모드 공동 내로 도입하고, 성형 장치를 그러한 공동으로부터 제거하고, 이어서 성형 장치를 (예를 들어, 오븐 하류의 스테이션에 속하는) 제2 컨베이어 상으로 전달하도록 구성될 수 있다(즉, 그러한 수단을 포함할 수 있다). 조작 또는 운반 기구는 유리하게 성형 장치를 위한 이동 가능한 지지부를 가질 수 있고, 이러한 이동 가능한 지지부는, 성형 장치가 다중 모드 공동 내에 있을 때 가열 공동의 하나의 개구부를 폐쇄하는, (예를 들어, 서랍 형태의) 수직 벽을 포함한다.
전술한 바와 같이, 동일 컨베이어(20)가 여러 연속적인 스테이션들을 위한 역할을 할 수 있다. 분명하게, 희망 시스템 또는 라인이 또한, 필요하다고 생각되는 경우에, 추가적인 서브 시스템 또는 프로세싱 스테이션을 포함할 수 있다.
Claims (28)
- 액상 식음 제품(liquid food product)의 추출을 위한 정제(tablet)를 생산하기 위한 방법으로서, 각각의 정제(1)는 과립 또는 분말 형태의 적어도 하나의 성분으로부터 시작하여 성형되고, 각각의 정제(1)를 성형하기 위해서, 분량화되고(dosed) 가습된(moistened) 양의 상기 성분이, 체적부 내에 수용되어 있는 동안, 마이크로파로 조사되며, 상기 방법은:
a) 분말 또는 과립 형태의 상기 성분을 제공하는 단계;
b) 적어도 하나의 분량화된 양의 상기 성분을 각각의 성형 공동(forming cavity) 내로 적재하는 단계;
c) 상기 적어도 하나의 분량화되고 가습된 양의 상기 성분을, 상기 각각의 성형 공동 내에 수용되어 있는 동안, 마이크로파로 조사하는 단계;
를 포함하고,
단계 b)는 복수의 분량화된 양의 상기 성분을 다수(multi)-공동 성형 장치(10)의 각각의 성형 공동(11a) 내로 적재하는 것을 포함하고,
단계 c)는 상기 다수-공동 성형 장치(10)를 마이크로파 오븐(80, microwave oven)의 다중 모드 공동(81) 내로 도입하는 것을 포함하고, 상기 다중 모드 공동(81)은, 상기 다중 모드 공동(81) 내의 상기 마이크로파(MW)의 조사가 상기 다수-공동 성형 장치(10)의 각각의 성형 공동(11a) 내의 모든 분량화된 양의 상기 성분을 가열시켜, 각각이 자가-지지(self-supporting) 구조를 갖는 복수의 정제(1)를 동시에 형성하도록 미리 배열되며, 단계 c) 후에, 상기 다수-공동 성형 장치(10)가 상기 마이크로파 오븐(80)의 상기 다중 모드 공동(81)으로부터 제거되는, 방법. - 제1항에 있어서,
단계 c) 전에, 각각의 분량화된 양의 상기 성분을 선택적으로 가습하는 단계가 그 표면 층에만 제공되는, 방법. - 제2항에 있어서,
상기 선택적으로 가습하는 단계는, 각각의 분량화된 양의 상기 성분이 상기 각각의 성형 공동(11a) 내로 적재된 후에, 수행되는, 방법. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
단계 c)는 복수의 마이크로파 공급원(82)으로부터, 상기 다중 모드 공동(81) 내에서 상기 마이크로파(MW)를 조사하는 것을 포함하는, 방법. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
단계 c)는 상기 다중 모드 공동(81) 내에서 상기 마이크로파(MW)의 적어도 일부를 상기 다수-공동 성형 장치(10)를 향해서 반사시키는 것을 포함하고, 상기 반사는 반사 안내 요소(85)에 의해서 적어도 부분적으로 얻어지는, 방법. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
단계 c) 중에, 상기 분량화된 양의 상기 성분이, 능동 압축 없이, 상기 각각의 성형 공동(11a) 내에 수용되는, 방법. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 각각의 성형 공동(11a) 내에 수용된, 상기 분량화된 양의 상기 성분에 능동 압축을 일시적으로 가하는 단계를 포함하고, 상기 능동 압축은 단계 c) 전에 중단되는, 방법. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
단계 c) 중에, 상기 다수-공동 성형 장치(10)가 상기 다중 모드 공동(81)의 입구(IN)와 출구(OUT) 사이에서 전진 방향(X)에 따라 변위되고, 상기 마이크로파 오븐은 터널 마이크로파 오븐(80)인, 방법. - 과립 또는 분말 형태의 불용성인 적어도 하나의 성분으로부터 성형된 본체를 가지는 액상 식음 제품의 추출을 위한 정제(1)로서, 상기 정제(1)의 본체는 외부 쉘(shell)(5) 및 내부 코어(6)를 포함하는 자가-지지 구조를 가지고, 상기 외부 쉘(5) 및 상기 내부 코어(6) 모두는 상기 적어도 하나의 성분에 의해서 성형되고 상이한 정도의 압밀도(compactness)를 가지며, 상기 외부 쉘(5)은 더 콤팩트(compact)하고 강성인 구조를 가지고, 상기 내부 코어(6)는 덜 콤팩트한 구조를 가지는, 정제.
- 제9항에 있어서,
상기 내부 코어(6)는 과립형 구조 또는 분말 구조를 가지는, 정제. - 과립 또는 분말 형태의 적어도 하나의 성분으로부터 시작하여, 액상 식음 제품의 추출을 위한 정제를 생산하는 시스템으로서, 상기 시스템은 한정된 체적부 내에 수용된 분량화되고 가습된 양의 상기 성분을 마이크로파로 조사하도록 설계되며, 상기 시스템은 적어도:
- 미리 결정된 형상을 상기 정제에 부여하도록 구성된, 성형 서브 시스템(sub-system);
- 상기 성분을 분량화된 양으로 상기 성형 서브 시스템의 각각의 성형 공동(11a) 내로 공급하도록 구성된, 적재(loading) 서브 시스템(40);
- 상기 성분의 적어도 일부를 가습하도록 구성된, 가습 서브 시스템(70);
- 상기 성형 서브 시스템의 상기 각각의 성형 공동(11a) 내에 수용되어 있는 동안 상기 성분을 마이크로파(MW)로 조사하도록 구성된 가열 서브 시스템;
- 운반(transport) 서브 시스템(21);
을 포함하고,
상기 성형 서브 시스템은 다수-공동 성형 장치(10)를 포함하고, 상기 운반 서브 시스템(21)은 상기 다수-공동 성형 장치(10)를 변위시키도록 구성되며,
상기 적재 서브 시스템(40)은 복수의 분량화된 양의 상기 성분을 상기 다수-공동 성형 장치(10)의 각각의 성형 공동(11a) 내로 적재하도록 구성되며; 그리고,
상기 가열 서브 시스템은 마이크로파 오븐(80)을 포함하고, 상기 마이크로파 오븐(80)은, 상기 다수-공동 성형 장치(10)가 상기 운반 서브 시스템(21)에 의해서 내부로 도입되고 그로부터 제거되는 다중 모드 공동(81)을 가지며, 상기 다중 모드 공동(81)은, 상기 다수-공동 성형 장치(10)의 각각의 성형 공동(11a) 내의 모든 분량화된 양의 상기 성분이 상기 다중 모드 공동(81) 내에서 마이크로파(MW)에 의해서 가열되는 방식으로 미리 배열되는, 시스템. - 제11항에 있어서,
상기 가습 서브 시스템(70) 및 상기 성형 서브 시스템은 상기 다수-공동 성형 장치(10)의 각각의 성형 공동(11a) 내의 상기 성분의 가습을 획득하도록 미리 배열되는, 시스템. - 제12항에 있어서,
상기 가습 서브 시스템(70) 및 상기 성형 서브 시스템은 각각의 분량화된 양의 표면 층만의 가습을 획득하도록 미리 배열되는, 시스템. - 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 마이크로파 오븐(80)은, 마이크로파 빔을 복수의 구역으로부터 상기 다중 모드 공동(81) 내로 공급하도록 구성된 복수의 마이크로파 공급원(82) 및 도파관(82, 83) 중 적어도 하나를 포함하는, 시스템. - 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 다중 모드 공동(81)은, 상기 마이크로파(MW)의 적어도 일부를 상기 다수-공동 성형 장치(10)를 향해서 반사하기 위한 반사 안내 요소(85)를 구비하는, 시스템. - 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 다수-공동 성형 장치(10)는 상기 성형 공동(11a)의 적어도 일부가 형성되는 제1 부분(11) 및 적어도 하나의 그 축방향 단부에서 상기 성형 공동(11a)을 폐쇄하기 위해서 상기 제1 부분(11)에 해제 가능한 방식으로 커플링될 수 있는 적어도 하나의 제2 부분(12)을 포함하는, 시스템. - 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 다수-공동 성형 장치(10)는, 가습 유체를 각각의 성형 공동(11a) 내로 이송하기 위한 적어도 하나의 유체 회로(13)를 가지는, 시스템. - 제17항에 있어서,
각각의 성형 공동(11a)이 상기 유체 회로(13)와 유체 연통되는 가습 통로(12b; 13b)를 가지며, 상기 가습 통로(12b; 13b)는 각각의 성형 공동(11a)을 경계짓는(delimiting) 표면에 위치되는, 시스템. - 제17항에 있어서,
상기 가습 서브 시스템(70)은, 상기 다수-공동 성형 장치(10)의 적어도 하나의 유체 회로(13)의 각각의 유입구(13a)에 해제 가능한 방식으로 커플링(coupling)될 수 있는 하나 이상의 연결 도관(71)을 포함하는, 시스템. - 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
- 상기 다수-공동 성형 장치(10)의 제1 부분(11) 및 적어도 하나의 제2 부분(12)을 함께 커플링시키도록 구성된, 상기 마이크로파 오븐(80)의 상류의, 제1 핸들링 서브 시스템(30, 60); 및
- 상기 다수-공동 성형 장치(10)의 제1 부분(11) 및 적어도 하나의 제2 부분(12)을 디커플링(decoupling)시키도록 구성된, 상기 마이크로파 오븐(80)의 하류의, 제2 핸들링 서브 시스템(30', 60'); 중 적어도 하나를 더 포함하는, 시스템. - 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적재 서브 시스템(40)은 상기 복수의 분량화된 양의 성분을 상기 다수-공동 성형 장치(10)의 복수의 상기 성형 공동(11a)들 내로 동시에 공급하도록 구성되는, 시스템. - 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 마이크로파 오븐(80)의 상류에서 적어도 하나의 프레싱(pressing) 서브 시스템(50)을 더 포함하고, 상기 적어도 하나의 프레싱 서브 시스템은:
- 상기 다수-공동 성형 장치(10)의 각각의 성형 공동(11a) 내에 수용된 상기 복수의 분량화된 양의 상기 성분에 능동 압축을 일시적으로 가하고, 그리고
- 상기 다수-공동 성형 장치(10)를 상기 마이크로파 오븐(80)의 상기 다중 모드 공동(81) 내로 도입하기 전에, 상기 능동 압축을 중단시키도록 구성되는, 시스템. - 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 정제(1)를 상기 다수-공동 성형 장치(10)로부터 제거하도록 구성된, 상기 마이크로파 오븐(80)의 하류의, 적어도 하나의 분리 서브 시스템(30'; 32; 90)을 더 포함하는, 시스템. - 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 마이크로파 오븐(80)의 하류에서 그리고 패키징 서브 시스템(110)의 상류에서, 상기 정제(1)를 위한 건조 서브 시스템, 탈수 서브 시스템, 냉각 서브 시스템(100) 중 적어도 하나를 더 포함하는, 시스템. - 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 운반 서브 시스템(20)은, 적어도 하나의 컨베이어 벨트(21)를 포함하는, 시스템. - 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 운반 서브 시스템(20)은 연속으로 배열된 복수의 컨베이어 벨트를 포함하는, 시스템. - 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 운반 서브 시스템(20)은, 이하의 동작 스테이션들로부터 선택된 연속적인 동작 스테이션들 사이에서, 상기 다수-공동 성형 장치(10)의 적어도 하나의 부분(11, 12)을 전진 방향(X)으로 변위시키도록 구성되고, 상기 동작 스테이션들은:
- 상기 마이크로파 오븐(80) 상류의, 상기 다수-공동 성형 장치(10)의 부분(11, 12)을 핸들링하기 위한 하나 이상의 제1 핸들링 스테이션(30, 60);
- 상기 마이크로파 오븐(80) 상류의, 복수의 분량화된 양의 상기 성분을 적재하기 위한, 적재 스테이션(40);
- 상기 마이크로파 오븐(80) 상류의, 상기 복수의 분량화된 양의 상기 성분을 프레스(press)하기 위한, 프레싱 스테이션(50);
- 상기 마이크로파 오븐(80) 상류의, 상기 복수의 분량화된 양의 상기 성분을 부분적으로 가습하기 위한, 가습 스테이션(70);
- 마이크로파 오븐(80)을 포함하는 가열 스테이션으로서, 상기 다중 모드 공동(81)은 하나의 입구(IN) 및 하나의 출구(OUT)를 갖는 터널로서 구성되는, 가열 스테이션,
- 상기 마이크로파 오븐(80) 하류의, 상기 다수-공동 성형 장치(10)의 부분(11, 12)을 핸들링(handling)하기 위한 하나 이상의 제2 핸들링 스테이션(30', 60');
- 상기 마이크로파 오븐(80) 하류의, 상기 정제(1)를 상기 다수-공동 성형 장치(10)의 적어도 하나의 부분(11, 12)으로부터 제거하기 위한 분리 스테이션(30'; 32; 90);
- 상기 마이크로파 오븐(80) 하류의, 상기 정제를 위한 건조 스테이션, 탈수 스테이션, 냉각 스테이션(100) 중 적어도 하나;
- 상기 정제(1)를 패키징(packaging)하기 위한 패키징 스테이션(110)인, 시스템. - 제27항에 있어서,
상기 운반 서브 시스템(21)은, 상기 다수-공동 성형 장치(10)를 상기 마이크로파 오븐(80)의 다중 모드 공동(81)의 상기 입구(IN) 및 상기 출구(OUT)를 통해서 상기 전진 방향(X)으로 변위시키도록 구성되는, 시스템.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT102020000021496 | 2020-09-10 | ||
| IT202000021496 | 2020-09-10 | ||
| PCT/IB2021/058187 WO2022053957A1 (en) | 2020-09-10 | 2021-09-09 | System and method for the preparation of coffee tablets and the like |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230065243A true KR20230065243A (ko) | 2023-05-11 |
Family
ID=73643176
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020237006908A KR20230065243A (ko) | 2020-09-10 | 2021-09-09 | 커피 정제 등을 제조하기 위한 시스템 및 방법(system and method for the preparation of coffee tablets and the like) |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20230345959A1 (ko) |
| EP (1) | EP4210494A1 (ko) |
| JP (1) | JP2023541501A (ko) |
| KR (1) | KR20230065243A (ko) |
| CN (1) | CN116075235A (ko) |
| AU (1) | AU2021341781A1 (ko) |
| BR (1) | BR112022026647A2 (ko) |
| CA (1) | CA3190110A1 (ko) |
| IL (1) | IL301114A (ko) |
| WO (1) | WO2022053957A1 (ko) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024072242A1 (pt) * | 2022-09-28 | 2024-04-04 | Novadelta - Comércio E Indústria De Cafés, Unipessoal, Lda. | Processo de compactação e pastilhas de café compactadas para extração pressurizada |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5436432A (en) * | 1993-10-14 | 1995-07-25 | Cyr; Samuel A. | Microwave autoclave apparatus |
| US7993693B2 (en) * | 2006-07-19 | 2011-08-09 | Frito-Lay Trading Company Gmbh | Process for making a healthy snack food |
| FR2960385B1 (fr) * | 2010-05-28 | 2012-07-27 | Cie Mediterraneenne Des Cafes | Dose spherique de cafe moulu compactee et son procede de fabrication |
| FR2970400B1 (fr) * | 2011-01-19 | 2013-02-22 | Eurotab | Procede de fabrication de compacts de lait |
| FR3000409B1 (fr) * | 2012-12-28 | 2015-09-11 | Eurotab | Procede de traitement de produits compactes et dispositif de traitement associe |
| GB2515486A (en) * | 2013-06-24 | 2014-12-31 | Kraft Foods R & D Inc | Soluble Beverage Ingredients |
| WO2016032320A1 (en) * | 2014-08-29 | 2016-03-03 | N.V. Nutricia | Compressed solid milk tablets and method for making the same |
| CN110461167A (zh) * | 2016-12-19 | 2019-11-15 | 915实验室公司 | 液体和半液体材料的微波辅助消毒和巴氏杀菌 |
| IT201800006618A1 (it) * | 2018-06-25 | 2019-12-25 | Apparato per la produzione automatizzata di compresse di prodotti alimentari per l'estrazione a caldo di bevande |
-
2021
- 2021-09-09 IL IL301114A patent/IL301114A/en unknown
- 2021-09-09 US US18/025,605 patent/US20230345959A1/en active Pending
- 2021-09-09 CN CN202180054841.9A patent/CN116075235A/zh active Pending
- 2021-09-09 CA CA3190110A patent/CA3190110A1/en active Pending
- 2021-09-09 JP JP2022578898A patent/JP2023541501A/ja active Pending
- 2021-09-09 WO PCT/IB2021/058187 patent/WO2022053957A1/en unknown
- 2021-09-09 EP EP21782594.2A patent/EP4210494A1/en active Pending
- 2021-09-09 BR BR112022026647A patent/BR112022026647A2/pt unknown
- 2021-09-09 KR KR1020237006908A patent/KR20230065243A/ko active Search and Examination
- 2021-09-09 AU AU2021341781A patent/AU2021341781A1/en active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2023541501A (ja) | 2023-10-03 |
| CA3190110A1 (en) | 2022-03-17 |
| CN116075235A (zh) | 2023-05-05 |
| AU2021341781A1 (en) | 2023-02-02 |
| US20230345959A1 (en) | 2023-11-02 |
| BR112022026647A2 (pt) | 2023-03-28 |
| IL301114A (en) | 2023-05-01 |
| WO2022053957A1 (en) | 2022-03-17 |
| EP4210494A1 (en) | 2023-07-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR20230064609A (ko) | 커피 정제 등을 제조하기 위한 시스템 및 방법(system and method for the preparation of coffee tablets and the like) | |
| CN105307501B (zh) | 可溶饮料料团 | |
| KR102211336B1 (ko) | 에스프레소 음료 제조에 이용되는 고온 추출물을 제조하기 위한 정제의 제조방법과 장치 | |
| KR20230065243A (ko) | 커피 정제 등을 제조하기 위한 시스템 및 방법(system and method for the preparation of coffee tablets and the like) | |
| JP7467363B2 (ja) | 温飲料抽出用食品タブレットを製造するための自動装置 | |
| WO2022043414A1 (en) | Hygienic waste ingredient removal | |
| WO2023242652A1 (en) | Method and system for the production of coffee tablets | |
| RU2785921C2 (ru) | Смесь растворимого напитка |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination |