KR890002344B1 - 식품 재료의 정량 압출 장치 및 방법 - Google Patents

식품 재료의 정량 압출 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

식품 재료의 정량 압출 장치 및 방법
제1도는 본 발명에 따른 제1실시예의 원통형 식품 성형 장치의 실린더 구성 부재를 도시하는 사시도.
제2도는 본 발명의 제1실시예의 원통형 식품 성형 장치를 도시하는 도식적인 사시도.
제3도는 실린더 구성 부재의 선단이 실린더를 형성하기 위해 서로 충돌하는 본 발명에 따른 제1실시예의 원통형 식품 성형 장치의 실린더 구성 부재의 작동을 도시하는 도면.
제4도는 본 발명에 따른 제1실시예의 부분 단면 전방 입면도.
제5도는 원통형 식품 성형 장치를 제4도의 A-A선에 따라 취한, 본 발명의 제1실시예의 부분 단면 측입면도.
제6도는 본 발명에 따른 제2실시예의 원통형 식품 성형 장치의 실린더 구성 부재를 단면으로 도시하는 전방 입면도.
제7도는 본 발명에 따른 제3실시예의 원통형 식품 성형 장치의 실린더 구성 부재를 단면으로 도시하는 전방 입면도.
제8도는 본 발명에 따른 제4실시예의 원통형 식품 성형 장치의 실린더 구성 부재를 단면으로 도시하는 전방 입면도.
제9도는 본 발명에 따른 제5실시예의 원통형 식품 성형 장치의 실린더 구성 부재를 단면으로 도시하는 측입면도.
제10도는 실린더 구성 부재가 실린더를 형성하도록 위치되어 있을 때를 제9도의 B-B선을 따라 단면으로 취한 전방 입면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 식품 재료 2 : 호퍼
3 : 실린더 4, 5, 6 : 실린더 구성 부재
4', 5' : 선단 7 : 프레임
8 : 제2포트 9 : 제1포트
10 : 노즐 11 : 피보트 축
12, 13, 14, 16, 18, 19, 38, 39 : 기어
15, 17 : 축 20, 30 : 가역 모터
21 : 챔버 25 : 피스톤
25' : 링 27 : 원통형 축
31 : 스토퍼 32 : 노브
34 : 접촉 스위치 35 : 후방단 스위치
36 : 제품 37 : 미끄럼 가능한 실린더 구성 부재
51 : 전방단 개구 52 : 후방단 개구
본 발명은 피스톤에 의해 식품 재료등을 정량적으로 압출해 주는 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 크림이나 잼과 같은 유동성 식품 재료와, 야채나 과일 또는 삶은 어육편과 같은 고형 식품 재료 및, 고형 식품 재료와 가루반죽 등으로 이루어진 조리 식품을 빵 또는 과자류속에 주입하기 위해 노즐로부터 정량적으로 압출해 주는 장치 및 방법에 관한 것이다.
식품 재료등을 제품속에 주입하기 위해, 호퍼와 노즐 및 피스톤-함유 실린더를 밸브 기구 둘레에 배치한 장치가 제공되어 왔다. 밸브가 호퍼와 실린더를 연통시키기 위해 배열되는 경우, 호퍼내의 식품 재료는 피스톤을 후퇴시키므로서 실린더속에 흡입될 수 있으며, 이어서 흡입된 재료는 실린더 노즐을 연통시킬 수 있도록 밸브를 배치하고 피스톤을 전진시키므로서 실린더 노즐로부터 압출될 수가 있다. 그러나, 이 장치에 있어서는, 비교적 유동성이 있는 몇몇 종류의 재료를 제외하고는 실린더속에 재료를 흡입시킬 수가 없었다. 즉, 유동성이 적은 재료나 다량의 고형물이 혼합된 재료 또는 고형물 만으로 이루어진 재료들은 흡입될 수 없었다. 왜냐하면, 만약 호퍼에서 실린더까지의 통로가 보다 넓게 만들어지면 흡입이 약화되고, 반면에 흡입을 위해 충분히 좁게 만들어지면 통로가 막히게 되기 때문이다.
또한, 식품 재료를 압출하기 위해, 가소성 식품 재료 즉 유동성이 적은 식품 재료가 효과적으로 압출되기는 하지만 충분히 정량적인 방식으로 압출될 수가 없는 나사식 공급기가 제공되어 왔다. 물론, 이러한 나사식 공급기는 고형물만으로 이루어진 재료에는 적용할 수가 없다.
이들 장치들은 고형 재료가 매우 유연하거나 또는 매우 소량이고 다른 유동성 물질과 혼합되어 있는 경우에만 고형 재료들을 취급할 수 있다.
본 발명의 한 목적은 식품 재료의 정량 압출장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 다양한 종류의 유동성 식품 재료 및, 입방체 형태로 썰은 신선한 과일과 같은 단단한 고형 식품을 포함한 고형물-함유 식품 재료를 정량적으로 압출해 주는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 커다란 고형물을 함유하는 식품 재료의 정량 압출 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 밸브 기구를 사용함이 없이 식품 재료를 빵 또는 과자류속에 정량적으로 압출 및 주입해 주는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 연속적인 식품 생산단계에서 더욱 가공 처리되므로써 위생적이고 고품질의 식료품을 얻도록 해주는 식품 재료의 정량 압출 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 한 개념에 의하면, 호퍼, 이 호퍼에 연통하는 챔버와 서로 반대 방향으로 배치되는 챔버용의 제1 및 제2포트를 내부에 갖고 상기 호퍼를 지지하는 프레임, 상기 제1포트에 설치된 피스톤 및, 상기 제2포트에 설치된 노즐로 이루어지는 식품 재료의 정량 압출 장치에 있어서, 상기 챔버에 인접하여 제공된 원통형 식품 성형 장치는 두개 또는 그이상의 실린더 구성 부재를 포함하며, 그중의 적어도 하나는 식품 재료를 함유하면서 전방 및 후방단 개구를 구비한 실린더를 형성하도록 다른 실린더 구성 부재쪽을 향해 이동하거나 또는 챔버에 식품 재료를 받아들이도록 다른 실린더 구성 부재로부터 멀어지게 이동하기에 적합하게 되어 있고, 상기 실린더의 후방 및 전방단 개구는 상기 제1 및 제2포트와 각각 연통되어 있고, 상기 피스톤은 내부에 함유된 식품 재료를 압출하기 위해 제1포트로부터 실린더 속으로 전진하고 식품 재료가 챔버에 들어갈 수 있도록 후퇴 가능한 것을 특징으로 하는 식품 재료의 정량 압출 장치가 제공된다.
본 발명의 다른 개념에 의하면, 호포로부터 호퍼 아래의 챔버까지 식품 재료를 공급해 주고, 원통체를 형성하도록 챔버내에 식품 재료를 일시적으로 채워 넣어주고, 피스톤에 의해 상기 원통체를 압출해주는 것을 특징으로 하는 식품 재료의 정량 압출 방법이 제공된다.
본 발명에 있어서는, 다수의 실린더 구성 부재로 이루어진 원통형 식품 성형 장치가 제공된다. 이 장치는 호퍼 아래에 그리고 호퍼를 지지하는 프레임내에 배치된다. 실린더 구성 부재는 실린더를 형성하기 위해 기어들에 의해 서로를 향해 이동하도록 되어 있으며, 실린더의 후방 및 전방단 개구들은 프레임의 마주하는 벽에 형성된 제1 및 제2포트와 각각 연통하고 있다.
노즐은 제2포트에 설치되는 반면, 피스톤은 제1포트에 설치된다.
프레임내의 챔버가 종래의 식품 흡입 시스템에 비해 매우 넓기 때문에, 커다란 크기의 고형물을 함유한 식품 재료라 할찌라도 실린더 구성 부재의 폐쇄시에 형성되는 실린더에 채워넣어질 수가 있다.
따라서, 이와 같이 형성된 식품 재료의 원통체는 피스톤에 의해 압출되어 노즐을 통해 제품속에 주입될 수가 있다.
본 발명에 따른 장치는 원통형 식품 성형 장치에 의해 챔버내의 식품재료를 제한할 수 있기 때문에, 커다른 고형물을 함유한 경우라 할찌라도 실린더내에 한정된 식품 재료는 아무런 문제없이 피스톤에 의해 압출된 다음, 노즐을 통해 빵 또는 과자류속에 주입된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 장치는 밸브 기구 또는 진공흡입용 피스톤 및 실린더 조립체를 필요로 하지 않으며, 비록 커다란 크기의 고형물을 함유하는 식품 재료라 할찌라도 효과적으로 압출될 수가 있다.
이하, 제1도 내지 5도를 참조하여 본 발명의 한 실시예를 설명한다.
세개의 실린더 구성 부재(4, 5, 6)가 제1도에 사시도로써 각각 도시되어 있다.
실린더 구성 부재(4, 5)는 힌지를 형성하기 위해 피보트 축(11)상에 선회적으로 장착된다. 실린더 구성부재(4, 5)의 선단(4', 5')은 식품 재료를 치밀하게 봉해줌과 동시에 가역 모터(20)에 증가된 부하를 가해주는 작용을 한다. 실린더 구성 부재(6)는 상기 실린더 구성 부재(4, 5)에 조립되기 적합하며, 프레임(7)상에 단단히 장착되어 있다. 실린더 구성 부재(4, 5)의 내면(22, 23)과 실린더 구성 부재(6)의 상면(24)은 제2도에 도시된 바와 같이 선단(4', 5')이 충돌할때 실린더(3)를 형성하도록 구성되어 있다. 이렇게 형성된 실린더의 전방 및 후방단들은 참조번호 51 및 52로 도시된 바와 같이 개방되어 있다. 제2도에 있어서, 실린더 구성 부재(4)는 단면이 호형을 이루는 외면과 상기 외면상에 제공되며 축(15)의 한 단부에 설치된 기어(14)에 맞물리는 기어(12)를 가지며, 상기 축(15)의 다른 단부는 가역 모터(20)에 연결되어 있다. 기어(14)는 가역 모터(20)로부터 전달된 동력에 의해 회전 가능하며, 그럼으로써 기어(12)를 회전시켜서, 실린더 구성 부재(5)의 선단(5°)쪽을 향해 또는 그곳으로부터 멀어지게 피보트 축(11)을 중심으로 실린더 구성 부재(4)의 선단(4')을 이동시켜준다. 마찬가지로, 실린더 구성 부재(5)의 휘어진 외면상에 제공된 기어(13)(제4도 참조)는 기어(16)와 맞물려서, 기어(16), 기어(16)에 연결된 축(17), 축(17)에 연결된 기어(39), 기어(39)에 맞물린 기어(19), 기어(19)에 맞물린 기어(18) 및, 축(15)상에 설치되어 기어(18)에 맞물린 기어(38)를 거쳐 가역 모터(20)로부터의 동력을 받아들여 실린더 구성 부재(4)의 선단(4')쪽을 향해 그리고 그곳으로부터 멀어지게 피보트 축(11)을 중심으로 실린더 구성 부재(5)의 선단(5')을 이동시켜 준다. 축(15, 17)의 회전 방향들이 서로 반대이기 때문에, 축(15, 17)이 회전되면 실린더 구성 부재(4, 5)의 선단(4', 5')들은 서로를 향해 이동되거나 서로로부터 멀어지게 이동되어진다.
제3도에 있어서, 실린더 구성 부재(4, 5)는 그 선단(4', 5')이 실린더(3)를 형성하기 위해 접촉되어질 때까지 각각 화살표 a 및 b로 표시된 방향으로 이동한다. 선단(4', 5')이 서로로부터 멀어지게 이동되는 경우에는, 양 내면(22, 23)이 이점쇄선으로 도시된 위치에 올때 이동이 멈춰질 것이다. 제4도에 있어서, 제2도에 도시된 바와 같은 실린더 구성 부재의 바닥면들은 대략 서로 맞물리게 되어서, 서로로부터 멀어지는 선단(4', 5')의 부가적인 이동을 방지해 준다.
제4도 및 5도에 있어서, 기어 세트를 구비한 원통형 식품 성형 장치는 챔버(21) 아래의 프레임(7)상에 설치되어 있다.
제4도에 있어서, 식품 재료(1)는 고형물을 함유하며, 프레임(7)상에 지지된 호퍼(2)내에 놓여진다. 챔버(21)는 상부의 호퍼(2)와 하부의 원통형 식품 성형 장치 사이에서 프레임(7)내에 형성되어 있다. 챔버(21)는 그들 사이에서 어떠한 방해도 받지 않고 호퍼(2)와 직접적으로 연통된다. 실린더 구성 부재(4, 5)의 외면은 단면이 원을 이루며, 피보트 축(11)은 그 원의 중심에 위치된다. 프레임(7) 벽들의 형상은 원에 접선으로 맞닿도록 되어 있다. 노브(32)는 프레임(7)의 외면상에 제공되며, 제품(36)(제5도 참조)속에 주입될 식품 재료의 분량을 조정하기 위해 사용된다. 분량은 아래에 설명되는 바와 같이 피스톤(25) 부분을 조절하므로서 조절될 수 있다. 원하는 양의 분량이 표시판(33)에 나타난다.
서로를 향한 실린더 구성 부재(4, 5)의 선단(4', 5')의 이동 방향들은 화살표 a 및 b로 표시되어 있다.
제5도에 있어서, 피보트 축(11)은 프레임(7)에 장착되어 있다. 챔버(21)에는 제1포트(9) 및 제2포트(8)가 제공되며, 이들은 원통형 식품 성형장치에 의해 형성된 실린더의 후방 및 전방단 개구(52, 51)와 동일 크기 및 동일 형상을 갖고 정열되어 있다. 피스톤(25)은 제1포트(9)의 외측에 제공되며, 제2포트(8)의 방향으로 제1포트(9)를 통해 나아가도록 제1포트와 미끄럼 맞물림 상태로 되어 있다.
이 피스톤(25)은 한 단부가 폐쇄되고 그 내측 표면이 나사진 실린더이며, 그 개방 단부에 플랜지형링(25')을 갖고 있다. 원통형 축(27)은 한 단부에 외부적으로 나사 나선이 형성된 확대부(26)를 갖는다. 이 확대부(26)는 피스톤(25)의 나사 나선부를 맞물어준다.
축(27)의 다른 단부는 베어링 조립체를 거쳐 프레임(7)상에 회전 가능하게 지지되어 있다. 풀리(28)는 축(27)의 다른 단부 근처에 제공되며, 가역 모터(30)상에 설치된 풀리(29)에 벨트(40)로 연결되어 있다. 스토퍼(31)는 프레임(7)상에 장착되어 화살표로 도시된 방향으로 이동할 수 있다. 이 스토퍼(31)는 피스톤(25)의 링(25')이 정지되는 위치를 선택하여 모터(30)가 역회전 되도록 신호를 발생한다. 또한, 스토퍼(31)는 모터(20)가 그 회전을 역전시키도록 신호를 발생한다. 스토퍼(31)의 위치는 노브(32)의 조작에 의해 결정된다.
피스톤(25)의 외면상에는 길이방향으로 키이홈(41)이 제공되어, 제1포트(9)의 내면으로부터 돌출한 키이(9')를 맞물어준다. 이러한 배열로 인해, 축(27)의 회전과 더불어 피스톤(25)의 회전이 차단된다. 따라서, 피스톤(25)은 축(27)이 가역 모터(30)로부터 동력을 받아 한방향 또는 다른 방향으로 회전되는 경우 키이(9')를 따라 전진 또는 후퇴될 수가 있다. 피스톤(25)의 행정은 스토퍼(31)의 위치에 의해 결정된다. 전술한 바와 같이, 링(25')이 스토퍼(31)와 접촉 상태에 오게 되는 경우, 피스톤(25)의 전방 이동은 정지되고 역전 이동이 개시된다. 반면에, 피스턴(25)의 후방 단부가 적절한 위치에 놓여진 후방단 스위치(35)와 충돌하는 경우, 스위치(35)는 가역 모터(30)에 대해 정지 신호를 발생한다.
노즐(10)은 제2포트(8)에 설치된다. 노즐(10)의 내경은 제2포트(8) 및 실린더(3)의 내경과 동일한 것이 바람직하며, 또는 그보다 작게 될 수도 있을 것이다. 접촉 스위치(34)는 노즐(10)에 인접하여 배치되며, 이 접촉 스위치(34)가 제품(36) 또는 작업자의 손에 닿을때 가역 모터(20)를 회전시키도록 신호를 발생해 주는 작용을 한다.
이하, 본 발명의 제1실시예의 작동을 설명한다.
고형물이 함유된 식품 재료(1)를 호퍼(1)에 투입하여 챔버(21)내에 축적시킨다. 제품(36)이 점선으로 도시된 바와 같이 테이블(42)에 놓여지고 노즐(10)이 제품(36)속에 삽입되어 있을때, 접촉 스위치(34)는 가역 모터(20)를 정상 방향으로 회전시킬 수 있도록 모터에 신호를 보내준다. 모터(20)의 동력은 축(15)과 일련의 기어들을 거쳐 전달되므로써, 선단(4', 5')이 서로 충돌할 수 있도록 실린더 구성 부재(4, 5)를 이동시켜 주게 된다. 따라서, 식품 재료는 표면(22, 23, 24)과 선행 작업으로부터 노즐(10)내에 남겨진 식품 재료의 후방단 및 피스톤(25)의 전방단에 의해 둘러싸여진다. 그러므로, 원통체의 식품 재료가 형성된다. 작업자가 스토퍼(31)의 위치를 선택하기 위해 노브(32)를 돌려주므로써, 피스톤(25)의 원하는 행정이 결정된다. 이 행정은 제품(36)속에 주입될 식품 재료(1)의 분량을 한정해 주며, 그 분량은 표시판(3)상에 표시되어진다.
식품 재료(1)에 혼합된 고형물이 실린더(3)의 내경보다 큰 경우일지라도, 선단(4', 5')은 실린더 내부에 고형물을 봉해주도록 하기 위해 고형물을 절단할 수 있다. 가역 모터(20)는 선단(4', 5')의 충돌에 의해 야기되는 증가된 부하를 감지하여 그 동작을 자동으로 정지시켜 주기에 적합하게 되어 있다. 가역 모터(20)에는 이 가역 모터(20)가 정지되었을때 가역 모터(30)를 작동시켜 주는 릴레이가 제공되는 것이 바람직하다.
따라서, 가역 모터(30)는 릴레이로부터의 신호나 또는 입력 스위치를 통한 조작자에 의해 작동될 수가 있다. 가역 모터(30)의 작동은 피스톤(25)의 전진을 초래하므로써 실린더내의 식품 재료(1)를 노즐(10)속으로 밀어내준다.
피스톤(25)이 스토퍼(31)와 접촉 상태에 오게 되는 경우, 스토퍼(31)는 역방향으로 회전되도록 가역 모터(30)와 가역 모터(20)에 신호를 보내 주고, 피스톤(25)은 후퇴하기 시작하며, 실린더 구성 부재(4, 5)의 선단(4', 5')은 서로로부터 멀어지게 이동하기 시작한다. 모터(30)의 역회전은 링(25')의 후방단이 후방단 스위치(35)와 접촉 상태에 오게 될때 정지되며, 모터(20)의 역회전은 실린더 구성 부재(4, 5)의 바닥 표면의 충돌에 의해 야기되는 증가된 부하를 감지할때 정지된다. 따라서, 식품 재료는 챔버(21)에 들어와 그곳에 축적될 수가 있다.
본 발명의 제2실시예를 이제 제6도를 참조하여 설명한다. 원통형 식품 성형 장치는 두개의 실린더 구성부재(4, 5)로 구성되며, 이들 각각은 실린더(3)를 형성하기 위해 서로 수평으로 접근할 수 있는 단면이 반원형의 길이방향 요홈을 갖고 있다.
본 발명의 제3실시예가 제7도를 참조하여 설명되는데, 여기에서는 단지 하나의 실린더 구성 부재(5)가 호퍼(2) 아래의 프레임벽에 형성된 다른 실린더 구성 부재로 수평 이동하기에 적합하게 되어 있다.
본 발명의 제4실시예는 제8도를 참조하여 설명되며, 여기에서는 단지 하나의 실린더 구성 부재(5)가 제3실시예와 같이 형성된 다른 실린더 구성 부재에 접근하기 위해 선회적으로 이동하기 적합하게 되어 있다.
본 발명의 제5실시예는 제9도 및 10도를 참조하여 설명된다. 미끄럼 가능한 실린더 구성 부재(37)는 각각 단면이 반원형인 세개의 길이방향 요홈을 갖고 있다. 이 미끄럼 가능한 실린더 구성 부재(37)는 프레임(7)의 바닥에 제공된 세개의 길이방향 요홈과 함께 세개의 실린더(3)를 형성하기 위해 챔버(21)쪽을 향해 이동함으로써, 그와 같이 형성된 세개의 실린더내에 식품 재료를 끼워넣을 수 있게 해준다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 장치와 방법은 실린더 내부에 식품 재료의 원통체를 일시적으로 형성하고, 그와 같이 형성된 원통체를 압출해 주는 것을 포함한다. 그러므로, 호퍼 아래의 챔버는 커다란 고형물을 받아들일 수 있도록 큰 칫수를 가질 수 있다.
본 발명에 따른 장치는 유동성이 적은 재료나 또는 고형물을 함유한 재료의 정량적이고 유효한 압출을 제공할 수가 있다. 비록 고형물의 크기가 원통체의 직경보다 크다할지라고, 그들은 실린더 구성 부재의 상호 작용에 의해 적절한 크기로 절단될 수 있다. 게다가, 고형물만으로 이루어진 식품 재료는 임시로 형성된 실린더내에 밀봉되어 압출될 수가 있다.
노즐의 내경이 실린더의 것보다 작은 경우, 재료는 소용돌이류를 일으키거나 또는 실린더의 성형 단부 근처에 있는 고형물에 의해 블록을 형성하게 된다. 이들 현상은 노즐의 내경을 실린더의 것과 같게 되도록 설계해주므로서 피할 수가 있다.

Claims (3)

  1. 호퍼(2), 이 호퍼에 연통하는 챔버(21)와 서로 반대방향으로 배치되는 챔버용의 제1 및 제2포트(9, 8)를 내부에 갖고 상기 호퍼를 지지하는 프레임(7), 상기 제1포트에 설치된 피스톤(25) 및, 상기 제2포트에 설치된 노즐(10)로 이루어지는 식품 재료의 정량 압출 장치에 있어서, 상기 챔버(21)에 인접하여 제공된 원통형 식품 성형 장치는 두개 또는 그 이상의 실린더 구성 부재(4, 5, 6)를 포함하며, 그중의 하나는 식품 재료(1)를 함유하면서 전방 및 후방단 개구(51, 52)를 구비한 실린더(3)를 형성하도록 다른 실린더 구성 부재쪽을 향해 이동하거나 또는 챔버에 식품 재료를 받아들이도록 다른 실린더 구성 부재로부터 멀어지게 이동하기에 적합하게 되어 있고, 상기 실린더(3)의 후방 및 전방단 개구(52, 51)는 상기 제1 및 제2포트(9, 8)와 각각 연통되어 있고, 상기 피스톤(25)은 내부에 함유된 식품 재료를 압출하기 위해 제1포트(9)로부터 실린더(3)속으로 전진하고 식품 재료가 챔버에 들어갈 수 있도록 후퇴 가능한 것을 특징으로 하는 식품 재료의 정량 압출 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 실린더(3)의 내경이 상기 노즐(10)의 내경과 동일한 것을 특징으로 하는 식품 재료의 정량 압출 장치.
  3. 호퍼(2)로부터 호퍼 아래의 챔버(21)까지 식품 재료(1)를 공급해 주고, 원통체를 형성하도록 챔버내에 식품 재료를 일시적으로 채워 넣어주고, 피스톤(25)에 상기 원통체를 압출해 주는 것을 특징으로 하는 식품 재료의 정량 압출 방법.
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