KR20240128419A - 고형물 발효 건조 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고형물 발효 건조 장치에 관한 것으로, 이는 고형물을 다수의 구획으로 나누어 구분 보관하면서, 발효 및 건조를 위한 습도와 온도를 제공하는 챔버; 미스트 형태의 수분을 챔버내 다수의 구획에 균일 분사하도록 하는 가습 장치; 상기 챔버내 공기를 흡인하여 습기 제거 후, 상기 챔버내로 재공급하는 제습 장치; 면 단위 발열 동작을 수행하여, 상기 챔버내 온도를 조정하는 발열 장치; 상기 챔버내 구획별 습도와 온도를 센싱하는 센싱 장치; 및 상기 센싱 장치의 센싱 결과에 따라 구획별 가습량, 제습량 및 발열량을 통합 제어하는 제어 장치를 포함하는 고형물 발효 건조 장치를 제공한다.

Description

고형물 발효 건조 장치{Apparatus for fermenting and drying solids}
본 발명은 발효와 건조를 연속적으로 수행할 수 있고, 보다 정확하고 정밀한 환경 제어 동작을 수행할 수 있는 고형물 발효 건조 장치에 관한 것이다.
발효 건조 장치는 농산물, 수산물, 또는 한약재 등과 같은 고형물(또는 고형의 피가공물)을 일정 환경에서 발효 및 건조시키는 장치이다.
종래의 고형물 발효 건조 장치는 물을 끓여 그 수증기로 가습하는 방법을 사용하여 발효 적정 습도(70-80%)를 유지하도록 하는 데, 이러한 경우 습도의 정밀 제어가 힘들 뿐 아니라 수증기 발생을 위한 소비 전력이 매우 큰 문제를 가진다.
또한 발효 적정 온도(35-40℃)를 유지하기 위하여, 별도의 냉각 시스템이 필요한 문제와, 발효와 건조를 각각의 장비를 사용할 경우 필요 공간과 인력 특히 이송과정에서 발생 할 수 있는 제품의 오염 우려 등 이 발생 할 수 있다
국내공개특허 제10-2019-0063206호 (공개일자 : 2019년06월07일)
이에 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 발효와 건조를 연속적으로 수행할 수 있도록 하는 고형물 발효 건조 장치에 관한 것이다.
또한 가습 방식과 건조 방식을 개선하여, 가습 방식과 건조 방식을 개선하여, 발효 건조 환경을 보다 정확하고 정밀하게 제어할 수 있도록 하는 고형물 발효 건조 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명의 실시 형태에 따르면 고형물을 다수의 구획으로 나누어 구분 보관하면서, 발효 및 건조를 위한 습도와 온도를 제공하는 챔버; 미스트 형태의 수분을 챔버내 다수의 구획에 균일 분사하도록 하는 가습 장치; 상기 챔버내 공기를 흡인하여 습기 제거 후, 상기 챔버내로 재공급하는 제습 장치; 면 단위 발열 동작을 수행하여, 상기 챔버내 온도를 조정하는 발열 장치; 상기 챔버내 구획별 습도와 온도를 센싱하는 센싱 장치; 및 상기 센싱 장치의 센싱 결과에 따라 구획별 가습량, 제습량 및 발열량을 통합 제어하는 제어 장치를 포함하는 고형물 발효 건조 장치를 제공한다.
상기 챔버는 고형물 보관 공간, 좌측면과 우측면에 서로 마주보도록 형성된 다수의 공기 순환구와 후면에 형성된 덕트 삽입구를 가지는 내부 자켓 챔버; 상기 내부 케이스의 외측을 밀폐시킴과 동시에 공기 순환 통로와 장치 수납 공간을 형성하는 외부 자켓; 상기 내부 자켓의 전면을 개방 또는 차폐시키기 위한 도어; 및 상기 고형물 보관 공간내에서 고형물을 다수의 구획으로 나누어 구분 보관하기 위한 다수의 고형물 보관 선반을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 도어는 이중 단열된 유리 투시창으로 구현되는 것을 특징으로 한다.
상기 고형물 보관 선반은 다수의 공기 구멍을 가지는 타공판으로 구현되는 것을 특징으로 한다.
상기 가습 장치는 좌측면 또는 우측면에 형성된 공기 순환구 각각에 삽입 설치되는 다수의 미스트 분사 노즐; 상기 미스트 분사 노즐 각각으로의 물 공급량을 개별 제어하는 다수의 솔레노이드 밸브; 상기 솔레노이드 밸브 각각에 물을 공급하는 펌프; 수도관에서 상기 펌프로 공급되는 물에 포함된 이물질을 필터링하는 필터; 및 상기 수도관에서 상기 미스트 분사 노즐 각각으로의 물 공급 경로를 형성하는 연결 호스를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제습 장치는 상기 덕트 삽입구에 삽입 설치되는 덕트 팬; 상기 덕트 팬을 통해 배출되는 챔버 내부 공기에 포함된 수증기를 응축시키는 냉각기; 상기 냉각기를 거쳐 전달되는 공기의 상대 습도를 낮추는 방열기; 냉매 변화에 따른 열 이동을 발생시키는 압축기; 및 상기 냉각기에 응축된 물을 외부로 배출시키는 배수관을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 센싱 장치는 상기 고형물 보관 공간내 다수의 구획 각각에 분산 설치되는 다수의 습도 센서; 및 상기 덕트 팬의 회전축 또는 상기 덕트의 내부에 설치되는 온도 센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어 장치는 발효 및 건조 전 과정의 데이터를 저장 및 검색하는 기능과, 외부 장치와의 통신 채널을 형성 및 운영하여 상기 외부 장치를 통해 원격 모니터링과 원격 제어를 지원하는 기능을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이와 같이, 본 발명은 수증기 가열 방식이 아닌 미스트 분사 방식으로 습도를 조정하고, 이에 더 나아가 구획 단위로 습도를 정밀하고 균일하게 제어할 수 있도록 한다.
또한 열풍 건조 방식을 배제하고 저온제습방식으로 피 가공물을 건조하여 제품이 고온의 열풍에 의하여 변질되지 않도록 한다.
더하여, 면 단위로 발열 동작을 수행함으로써, 고형물 보관 공간 전체 공간의 온도가 골고루 가열될 수 있도록 한다.
도 1 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 고형물 발효 건조 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 고형물 보관 선반 구현 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 가습 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 제습 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 발열 장치의 구현 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 고형물 발효 건조 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할 때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
도 1 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 고형물 발효 건조 장치를 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 도 1 내지 도 4를 참고하면, 본 발명의 장치(100)는 고형물을 다수의 구획으로 나누어 구분 보관하면서, 발효 및 건조를 위한 습도와 온도를 제공하는 챔버(110), 미스트 형태의 수분을 챔버내 다수의 구획에 균일 분사하도록 하는 가습 장치(120), 챔버내 공기를 흡인한 후, 흡인된 공기에 포함된 습기를 제거한 후 챔버내로 재공급함으로써, 사용자가 목표로 하는 습기만을 가지는 공기가 챔버 내에서 순환되도록 하는 제습 장치(130), 면 단위 발열 동작을 수행하여, 상기 챔버내 온도를 조정하는 발열 장치(140), 구획별 습도와 온도를 센싱하는 센싱 장치(150), 및 센싱 장치(150)의 센싱 결과에 따라 구획별 가습량, 제습량 및 발열량을 통합 제어하는 제어 장치(160) 등을 포함한다.
챔버(110)는 고형물 보관 공간(111-1)을 제공하되, 좌측면, 우측면, 후면에 형성된 다수의 공기 순환구(111-2), 상면에 형성된 덕트 삽입구(111-3), 덕트 삽입구(111-3)와 제습기 흡입구간을 연결시키는 덕트(111-4), 제습기 배출구와 다수의 공기 순환구(111-2)간을 연결시키는 공기 순환 통로(111-5)를 추가 구비하는 내부 자켓(111), 내부 케이스(111)의 외측을 밀폐시키기 위한 외부 자켓(112), 내부 자켓(114)의 전면을 개방 또는 차폐시키기 위한 도어(113), 고형물 보관 공간(111-1)내에서 고형물을 다수의 구획으로 나누어 구분 보관할 수 있도록 하는 다수의 고형물 보관 선반(114) 등을 포함하여 구현될 수 있다.
이때, 도어(113)는 외부에서 고형물을 현재 상태를 육안 확인할 수 있도록 이중 단열된 유리 투시창으로 구현될 수 있고, 고형물 보관 선반(117) 각각은 도 5와 같이 공기 및 습기 유동을 지원하기 위한 다수의 타공 구멍(H)을 가지며, 고형물 보관 공간(111-1)에 넣거나 뺄 수 있는 선반(트레이) 형태로 구현될 수 있다.
이때, 타공 구멍(H)은 고형물 보관 선반(117)의 모든 면에 형성되는 것이 바람직하나, 필요시 바닥면에만 형성될 수 있다.
가습 장치(120)는 도 6에서와 같이, 좌측면 또는 우측면에 형성된 공기 순환구(111-2) 각각에 삽입 설치되는 다수의 미스트 분사 노즐(121), 미스트 분사 노즐(121) 각각으로의 물 공급량을 개별 제어하는 다수의 솔레노이드 밸브(122), 급수장치을 통해 공급된 물을 가압하여 솔레노이드 밸브(122) 각각에 공급하는 펌프(123), 급수장치-필터-펌프-밸브-노즐로의 물 공급 경로를 형성하는 연결 호스(124), 펌프(123) 전단에 위치되어 물에 포함된 이물질을 필터링하는 필터(125), 연결 호스(124)내 수압을 센싱하는 압력계(126) 등을 포함하여 구현될 수 있다.
특히, 본 발명에서는 다수의 미스트 분사 노즐(121)을 통해 미스트 형태의 수분이 어느 한 지점 아닌 다수의 구획으로 나누어 동시에 공급되도록 함으로써, 구획별 습도 편차가 최소화될 수 있도록 한다.
또한 다수의 솔레노이드 밸브(122)를 통해 미스트 분사 노즐(121) 각각을 통해 가습량을 구획별로 개별 제어함으로써, 상기의 구획별 습도 편차가 다시 한번 더 최소화될 수 있도록 한다.
더하여, 본 발명에서는 챔버(110)의 하부에 가습 장치(120)가 설치되도록 하였으나, 가습 장치(120)는 챔버(110)의 측면, 특히 공기 순환 통로(111-5)에 설치될 수도 있도록 한다.
제습 장치(130)는 도 7에서와 같이, 덕트 삽입구(111-3)에 삽입 설치되는 덕트 팬(131), 덕트 팬(131)을 통해 배출되는 챔버 내부 공기에 포함된 수증기를 물방울로 응축시키는 냉각기(132), 냉각기(132)를 거쳐 전달되는 공기의 상대 습도를 낮추는 방열기(133), 냉매 변화에 따른 열 이동을 발생시키는 압축기(134), 냉각기(132)에 응축된 물을 외부로 배출시키는 배수관(135) 등을 포함하여 구현되나, 이에 한정될 필요는 없다.
발열 장치(140)는 도 8과 같이 챔버의 프레임 내부에 내장 또는 부착되는 면상 필름 또는 열선을 구비하고, 이를 통해 면 단위 발열 동작을 수행하도록 한다.
이때, 발열 장치(140)가 열선으로 구현되는 경우, 열선은 챔버의 프레임 내부에 지그재그 형태로 부착되는 것이 가장 바람직하나, 이에 한정될 필요는 없다.
센싱 장치(150)는 고형물 보관 공간(111-1)내에서 분산 배치된 다수의 습도 센서(151)와 적어도 하나의 온도 센서(152)를 통해 구획별 습도와 온도를 센싱한다.
이때, 습도 센서(151)는 미스트 분사 노즐(130)과 유사하게 고형물 보관 공간(111-1)내 다수의 구획 각각에 개별 설치되고, 온도 센서(152)는 덕트 팬(131)의 회전축에 부착되거나 덕트(112-1) 내부에 부착되어, 고형물 보관 공간(111-1)의 배출 공기 기준으로 온도 측정 동작을 수행하는 것이 바람직하나, 이에 한정될 필요는 없다.
제어 장치(160)는 사용자로부터 습도 설정값 및 온도 설정값을 입력받아 저장하도록 한다. 그리고 센싱 장치(150)를 통해 획득된 구획별 습도 센싱값과 온도 센싱값을 구획별 습도 및 온도 편차를 파악하고, 구획별 습도 및 온도 편차가 최소화될 수 있도록 가습 장치(140), 제습 장치(130) 및 발열 장치(140)를 동작 제어하도록 한다.
본 발명은 가습 장치(140)와 습도 센서(151)를 교대로 구동시키며, 특히 구획 단위로 가습 결과에 따른 습도를 확인하고, 이에 따라 구획별 가습량 또는 제습량을 조정할 수 있도록 함으로써, 보다 정밀하고 균일한 습도 제어 동작이 수행될 수 있도록 한다.
또한 압력계(126)의 수압을 통해 습도 제어 상태를 실시간 모니터링한 후, 모니터링 결과에 따라 물 펌핑량과 솔레노이드 밸브 개폐량을 추가 제어할 수도 있도록 한다.
그리고 본 발명의 제어 장치(160)는 발효 및 건조 전 과정의 데이터를 저장 및 검색할 수도 있도록 한다.
또한 서버 및 사용자 단말과 같은 외부 장치와의 통신 채널을 형성 및 운영하여, 사용자가 외부 장치를 통한 원격 모니터링과 원격 제어를 수행할 수도 있도록 한다. 즉, 사용자가 외부의 웹 페이지 또는 모바일 어플리케이션을 통해 고형물 발효 건조 장치에 관련된 각종 데이터를 검색 및 열람하고, 고형물 발효 건조 장치의 동작 상태를 제어할 수도 있도록 한다.
발효 및 건조 전 과정의 데이터를 저장 및 검색하는 기능과, 외부 장치와의 통신 채널을 형성 및 운영하여 상기 외부 장치를 통해 원격 모니터링과 원격 제어를 지원하는 기능을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고형물 발효 건조 장치.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 고형물 발효 건조 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 고형물 발효 건조 장치의 전원이 인가되면, 고형물 발효 건조 장치(100)는 사용자로부터 습도 설정값 및 온도 설정값을 입력받아 저장하도록 한다(S1).
그리고 고형물 발효 건조 장치(100)는 센싱 장치(150)를 통해 고형물 보관 공간(111-1)의 구획별 습도 및 온도를 센싱하도록 한다(S2).
그리고 습도 설정값과 구획별 습도 센싱값을 비교하여, 습도 제어가 필요한 구획이 있는지 확인한다(S3).
구획별 습도 편차에 따라 가슴 제어가 필요한 구획이 있으면(S4), 구획별 습도 편차에 따라 구획별 가습량을 결정 및 반영하여 가습 동작을 수행함으로써, 모든 구획의 습도가 습도 설정값에 일치되도록 한다(S5).
반면, 구획별 습도 편차에 따른 제습이 필요하면(S6), 제어 장치(160)는 습도 편차에 따라 제습 장치(130)의 제습 강도를 조정한 후 구동함으로써, 고형물 보관 공간(111-1)내의 습도가 습도 설정값에 일치되도록 한다(S7).
또한 온도 편차 발생에 따른 발열이 필요하면(S8), 제어 장치(160)는 온도 편차에 따라 발열 장치(140)의 발열량을 조정한 후 구동함으로써, 고형물 보관 공간(111-1)내의 온도가 증가하여 온도 설정값이 되도록 한다(S9).
이와 같이, 본 발명은 수증기 가열 방식이 아닌 미스트 분사 방식으로 습도를 조정하고, 이에 더 나아가 구획 단위로 습도를 정밀하고 균일하게 제어할 수 있도록 한다. 또한 면 단위로 발열 동작을 수행함으로써, 고형물 보관 공간의 내부 전체의 온도가 골고루 가열될 수 있도록 한다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.

Claims (8)

  1. 고형물을 다수의 구획으로 나누어 구분 보관하면서, 발효 및 건조를 위한 습도와 온도를 제공하는 챔버;
    미스트 형태의 수분을 챔버내 다수의 구획에 균일 분사하도록 하는 가습 장치;
    상기 챔버내 공기를 흡인하여 습기 제거 후, 상기 챔버내로 재공급하는 제습 장치;
    면 단위 발열 동작을 수행하여, 상기 챔버내 온도를 조정하는 발열 장치;
    상기 챔버내 구획별 습도와 온도를 센싱하는 센싱 장치; 및
    상기 센싱 장치의 센싱 결과에 따라 구획별 가습량, 제습량 및 발열량을 통합 제어하는 제어 장치를 포함하는 고형물 발효 건조 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 챔버는
    고형물 보관 공간, 좌측면과 우측면에 서로 마주보도록 형성된 다수의 공기 순환구와 후면에 형성된 덕트 삽입구를 가지는 내부 자켓;
    상기 내부 케이스의 외측을 밀폐시킴과 동시에 공기 순환 통로와 장치 수납 공간을 형성하는 외부 자켓;
    상기 내부 자켓의 전면을 개방 또는 차폐시키기 위한 도어; 및
    상기 고형물 보관 공간내에서 고형물을 다수의 구획으로 나누어 구분 보관하기 위한 다수의 고형물 보관 선반을 포함하는 것을 특징으로 하는 고형물 발효 건조 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 도어는
    이중 단열된 유리 투시창으로 구현되는 것을 특징으로 하는 고형물 발효 건조 장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 고형물 보관 선반은
    다수의 공기 구멍을 가지는 타공판으로 구현되는 것을 특징으로 하는 고형물 발효 건조 장치.
  5. 제2항에 있어서, 상기 가습 장치는
    좌측면 또는 우측면에 형성된 공기 순환구 각각에 삽입 설치되는 다수의 미스트 분사 노즐;
    상기 미스트 분사 노즐 각각으로의 물 공급량을 개별 제어하는 다수의 솔레노이드 밸브;
    상기 솔레노이드 밸브 각각에 물을 공급하는 펌프;
    수도관에서 상기 펌프로 공급되는 물에 포함된 이물질을 필터링하는 필터;
    상기 수도관에서 상기 미스트 분사 노즐 각각으로의 물 공급 경로를 형성하는 연결 호스를 포함하는 것을 특징으로 하는 고형물 발효 건조 장치.
  6. 제2항에 있어서, 상기 제습 장치는
    상기 덕트 삽입구에 삽입 설치되는 덕트 팬;
    상기 덕트 팬을 통해 배출되는 챔버 내부 공기에 포함된 수증기를 응축시키는 냉각기;
    상기 냉각기를 거쳐 전달되는 공기의 상대 습도를 낮추는 방열기;
    냉매 변화에 따른 열 이동을 발생시키는 압축기; 및
    상기 냉각기에 응축된 물을 외부로 배출시키는 배수관을 포함하는 것을 특징으로 하는 고형물 발효 건조 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 센싱 장치는
    상기 고형물 보관 공간내 다수의 구획 각각에 분산 설치되는 다수의 습도 센서; 및
    상기 덕트 팬의 회전축 또는 상기 덕트의 내부에 설치되는 온도 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 고형물 발효 건조 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제어 장치는
    발효 및 건조 전 과정의 데이터를 저장 및 검색하는 기능과, 외부 장치와의 통신 채널을 형성 및 운영하여 상기 외부 장치를 통해 원격 모니터링과 원격 제어를 지원하는 기능을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고형물 발효 건조 장치.
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