WO2014133363A1 - 가열장치와 냉각장치를 구비한 전두부 제조시스템 및 전두부 제조방법 - Google Patents

가열장치와 냉각장치를 구비한 전두부 제조시스템 및 전두부 제조방법 Download PDF

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WO2014133363A1
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tank
heating
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stirrer
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김복자
이익재
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Kim Bok-Ja
Lee Ik Jae
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Definitions

  • the present invention relates to a frontal head manufacturing system having a heating device and a cooling device and a frontal head manufacturing method. More specifically, the present invention relates to a frontal head manufacturing system and a frontal head manufacturing method including a heating device having a steam boiler configured to be opened and closed to enable internal cleaning, and a cooling device having a cooling means consisting of a Peltier element.
  • conventional tofu is called by soaking soybeans, pulverized soybeans are made by pulverizing soy milk (soybean water), by adding a coagulant to soy milk to make a soft tofu, and is prepared by pressing such soft tofu.
  • soy milk soybean water
  • Such conventional tofu has a disadvantage in that when water is soaked in soybeans, water in which organic acids, sugars, and water-soluble proteins contained in soybeans are dissolved is discarded, and soybeans are generated as by-products.
  • Busy contains a large amount of nutrients such as sugars, dietary fiber, protein, oligosaccharides, and isoflavones. If it is not used properly, it causes a lot of economic and nutritional loss.
  • soybean milk is prepared by dissolving soybean fine powder in water, and heating it to cook, and then adding a coagulant to solidify it as it is.
  • the whole tofu has the advantage of shortening the swelling time of the beans, saving material, and preventing the enormous amount of waste water generated in some processes compared to the general tofu.
  • the tofu is a product in which soy milk is prepared using soybean fine powder, and then tofu gel is formed in a packaging container by heat treatment and the addition of a coagulant.
  • a manufacturing apparatus for manufacturing such a frontal head is disclosed in Korean Patent Publication No. 10-0859703 (frontal head manufacturing apparatus).
  • the front head manufacturing apparatus described in Korean Patent Publication No. 10-0859703 is provided with a water softener and a cooling unit, and includes a box-shaped body 10 configured to indirectly cool and circulate the cooling water;
  • a plurality of agitators installed to be exposed to an upper surface of the main body and connected to a water softener and a connection pipe to perform a continuous process;
  • a heater that is electrically driven inside the main body and is connected to the stirrer so that a zigzag flow path communicates with one side or both sides; It is installed to be exposed to the upper surface of the main body, a coke connected with the heater having a double passage through which the cooling water is circulated to the space of the wall, the stirring motor is installed on the upper end of the double cylinder;
  • a controller which is installed to control the pump between the stirrer, the heater, and the coagulant and
  • the whole head manufacturing apparatus of the prior patent registration 10-0787490 frontal head manufacturing method and manufacturing apparatus
  • the stirring tank of the conventional patent 10-0787490 is a water tank in which soybean powder, which is the main raw material of tofu, is mixed with water and is stirred, and operated at a low speed or a high speed. Soy milk mixed from the stirring bath is introduced into the steam pressure cooker and sterilized by boiling at 100 ⁇ 110 °C in the steam pressure cooker.
  • the soy milk sterilized in the steam pressure cooker is removed from the impurities while passing through the strainer and the soybean smell is taken out by the fan while passing through the degassing tank again.
  • the soymilk passed through the degassing tank is cooled in a cold storage tank. At this time, the soy milk is cooled to less than 10 °C while stirring at low speed. Soymilk mixed with coagulant is transferred to a filling and packing machine and filled and packaged in a container three to five times.
  • the hot water bath consists of a 1st hot water bath and a 2nd hot water bath.
  • the first hot water treatment is performed at about 50 to 60 ° C. for about 30 to 40 minutes
  • the second hot water treatment is performed at about 85 ° C. for about 30 to 40 minutes.
  • hot water treatment is performed at an appropriate temperature for the enzymatic reaction
  • calcium chloride or magnesium chloride is hot water treatment for coagulation of soy milk.
  • the cooling tank is composed of a first cooling tank and a second cooling tank, respectively, and is cooled in two stages, and stored at a low temperature after the frontal head is completed.
  • the stirring tank is provided with a stirring blade for driving at a low speed and high speed by a motor, the stirring tank is connected to a bottled water pipe and a water pipe for supplying bottled water and tap water, respectively, the lower portion of the stirring tank is a supply pipe for supplying soymilk into the steam pressure cooker Is connected, the supply pipe is provided with an automatic valve that is opened and closed by a control device.
  • the steam pressure cooker is connected to the boiler is provided with a steam rod for discharging the steam down, the lower portion of the steam pressure cooker is connected to the supply pipe for supplying soy milk into the degassing tank.
  • the steam pressure cooker is sterilized by heating the boiled soy milk with steam to 100 ⁇ 110 °C.
  • the sterilized soymilk is then removed through the strainer and transferred to a degassing tank so that the filtered and degassed soymilk is fed to a cold storage tank.
  • soymilk when soymilk is introduced into the cold storage tank, the stirring blade is rotated by the motor to stir the heated soymilk and cooled to maintain the temperature of the heated soymilk at 6 to 10 ° C. After the cooling process is completed, the soymilk cooled in the low temperature storage is discharged and moved to the packaging apparatus. In the packaging device, the soymilk is filled and packed in a container three to five times.
  • the stirrer provided in the stirring tank is provided on the upper side of the stirring tank, so that it is difficult to smoothly stir the soymilk (soybean powder mixture), and the boiler is provided in a closed type, so that the inside of the boiler is difficult to clean and clean, so that impurities in the boiler are difficult.
  • the soymilk soybean powder mixture
  • the boiler is provided in a closed type, so that the inside of the boiler is difficult to clean and clean, so that impurities in the boiler are difficult.
  • There is a problem that is directly injected into the soy milk causes hygiene problems.
  • the cooling device is large-scaled due to the water cooling or air-cooling using the cooling water as the cooling device, there was a problem that it is difficult to precisely control the cooling temperature.
  • the steam boiler for forming the steam supplied to heat the soy flour mixture stored inside the heating apparatus is configured to be open and closed It is possible to open and close according to the needs of the internal cleaning at any time to provide a front head manufacturing system having a heating device and a cooling device.
  • both the first stirrer provided in the heating tank and the second stirrer provided in the cooling tank are provided at the lower side of the tank, so that efficient mixing is possible. It is possible to control the pressure, control the internal temperature, internal pressure, and the flow rate of water of the steam boiler, and the front head with a heating device and a cooling device that can set the flow rate and cooling temperature of the soy flour mixture heated in the cooling tank. To provide a manufacturing system.
  • thermoelectric cooling element composed of Peltier elements as a cooling means for cooling the soy flour mixture in the cooling tank, it is possible to ensure high reliability, to provide a semi-permanent cooling means, and to precise temperature control It provides a frontal head manufacturing system having a heating device and a cooling device capable of cooling.
  • An object of the present invention in the tofu tofu manufacturing system, a heating tank in which the soy flour mixture for mixing the soy flour and water for manufacturing the tofu inside is stored, a first stirrer for stirring the soy flour mixture stored in the heating tank, the first A first stirrer driving motor for driving a stirrer, a heating device connected to the heating tank, the heating device having an open / closed boiler for storing water therein and having an openable lid and supplying steam to the heating tank through a steam line; And a cooling tank connected to the heating tank and supplied with the soy flour mixture heated in the heating apparatus through an inflow pipe, a second stirrer for stirring the soy flour mixture stored in the cooling tank, and the second stirrer.
  • the second stirrer driving motor and one surface is composed of a cooling surface and the other surface has a cooling means for cooling the soy flour mixture stored in the cooling tank is provided on the outer peripheral surface side of the thermoelectric cooling element consisting of a heat dissipation surface
  • a frontal head manufacturing system characterized in that it comprises a heating device characterized in that it comprises a cooling device and a cooling device.
  • the heating tank includes a heating tank pressurizing pump for pressurizing the inside of the heating tank and a pressure control valve provided at one side of the heating tank to adjust the internal pressure of the heating tank, and a plurality of steam lines are provided at the lower end of the heating tank. And between the cooling tank.
  • the on-off steam boiler may include an electric heater for heating water stored therein, a power supply unit for supplying power to the electric heater, a water level sensor for measuring the amount of water stored in the open / close steam boiler, and a temperature of the stored water in the open / close steam boiler.
  • Temperature sensor for measuring the pressure sensor for measuring the internal pressure of the open and close steam boiler, the second pressure pump for pressurizing the inside of the open and close steam boiler tank and the open and closed steam boiler is provided on one side to adjust the internal pressure of the open and close steam boiler
  • a water supply means for supplying water to the pressure regulating unit and the openable steam boiler, wherein the lid of the openable steam boiler may be opened and closed by a docking means composed of a body and a cramp.
  • a steam supply pump provided in the steam line, based on the data measured by the water level sensor, the pressure sensor and the temperature sensor, by controlling the first pressure pump and the pressure control valve to control the internal pressure of the heating tank Adjust, control the first stirrer drive motor, control the power supply unit to adjust the temperature of the electric heater, control the second pressure pump and the pressure control unit to adjust the internal pressure of the open / close steam boiler, It may be characterized in that it further comprises a heater control unit for controlling the flow rate of the steam supplied into the heating tank by controlling the steam supply pump.
  • the cooling means may further include a heat exchanger provided between the cooling surface of the thermoelectric cooling element and the outer surface of the cooling tank, and a cooling fan provided on the heat dissipation side of the thermoelectric cooling element.
  • the cooling means may include a refrigerant circulation unit configured to have a specific space on an inner surface and an outer surface of the cooling tank, the refrigerant circulating inside, a heat exchanger provided on each of the cooling surface and the heat dissipating surface of the thermoelectric cooling element, and the cooling surface.
  • a refrigerant supply line which is connected to one side of the heat exchanger provided and the refrigerant circulation part and supplies the refrigerant to the refrigerant circulation part, and is connected to the other side of the heat exchanger provided at the refrigerant circulation part and the cooling surface to supply the refrigerant; And a circulation pump for providing power for circulating the refrigerant, and a refrigerant inflow line for introducing the refrigerant into the heat exchanger side provided at the cooling surface. Soybean meal is absorbed by heat to cool the refrigerant, and the cooled refrigerant is supplied to the refrigerant circulation unit and stored in the cooling tank.
  • the cooling water can be characterized.
  • thermoelectric cooling element Further comprising a soy flour mixture supply pump provided in the inlet pipe, and controlling the second stirrer driving motor, controlling the circulation pump to adjust the flow rate of the refrigerant supplied to the refrigerant circulation, and controls the thermoelectric cooling element It further comprises a cooling device control unit for setting the temperature of the cooling surface and the heat dissipating surface, controlling the driving of the cooling fan, controlling the soy flour mixture supply pump to adjust the flow rate of the soy flour mixture supplied to the cooling tank It can be characterized by.
  • Another object of the present invention is a method for manufacturing a frontal tofu using a frontal tofu manufacturing system, the soybean flour mixture of soy flour and water is put into a heating tank, and the first stirrer driving motor to drive the first stirrer; Stirring the soy flour mixture and simultaneously supplying steam generated in the open / close steam boiler to the heating tank through a steam line to heat the soy flour mixture; When the soy flour mixture reaches the set temperature, the soy flour mixture heated through the inlet pipe is supplied into the cooling tank; And a second stirrer driven by a second stirrer drive motor to agitate the soy flour mixture provided in the cooling tank, and at the same time, provide the cooling surface of the thermoelectric cooling element provided with a cooling surface and a heat dissipation surface on a cooling tank outer surface.
  • the cooling surface it is possible to achieve a frontal head manufacturing method comprising the step of cooling the soy flour mixture provided in the cooling tank.
  • the steam boiler which forms the steam supplied to heat the soy flour mixture stored in the heating apparatus is configured to be open and close can be opened and closed according to the user's needs to clean the internal Has the possible effect at any time.
  • both the first stirrer provided in the heating tank and the second stirrer provided in the cooling tank are provided at the lower side of the tank, so that efficient mixing is possible. It is possible to control the pressure, to control the internal temperature of the steam boiler, the internal pressure, the flow rate of water, it is possible to set the flow rate and cooling temperature of the soy flour mixture heated in the cooling tank.
  • thermoelectric cooling element composed of Peltier elements as a cooling means for cooling the soy flour mixture in the cooling tank, it is possible to ensure high reliability, to provide a semi-permanent cooling means, and to precise temperature control Cooling effect is possible.
  • FIG. 1 is a block diagram of a frontal head manufacturing system having a heating device and a cooling device according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a configuration diagram of a frontal head manufacturing system having a heating device and a cooling device according to a second embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a configuration diagram of a heating device and a cooling device of the frontal head manufacturing system according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a block diagram of a heating device and a cooling device of the front head manufacturing system according to a second embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of a heating tank according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a bottom view of a heating tank according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a side view of an openable steam boiler according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a front view of the openable steam boiler of the lid open state according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a perspective view of a clamp according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a block diagram showing a signal flow according to a heating device control unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view of a cooling apparatus according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view of a cooling apparatus according to a second embodiment of the present invention.
  • thermoelectric cooling device 13 is a schematic view showing a thermoelectric cooling device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a block diagram showing a signal flow according to a cooling device control unit according to the first and second embodiments of the present invention.
  • 15 is a flowchart illustrating a method for manufacturing a frontal head using a frontal head manufacturing system having a heating device and a cooling device according to an embodiment of the present invention.
  • Frontal head manufacturing system 2 Frontal head discharge pipe 3: Packing device
  • heating device 110 heating tank 111: first pressure pump
  • pressure regulating valve 113 first pressure sensor 114: first temperature sensor
  • cooling device 210 inlet pipe 211: soy flour mixture supply pump
  • cooling tank 230 second stirrer 231: second stirrer driving motor
  • thermoelectric cooling element 241 cooling surface 242: heat dissipation surface
  • heat exchanger 260 cooling fan 271: refrigerant supply line
  • FIG. 1 shows a configuration diagram of a frontal head manufacturing system 1 having a heating device 100 and a cooling device 200 according to a first embodiment of the present invention.
  • 2 is a block diagram of the frontal head manufacturing system 1 having the heating device 100 and the cooling device 200 according to the second embodiment of the present invention.
  • 3 is a block diagram of the heating device 100 and the cooling device 200 of the frontal head manufacturing system 1 according to the first embodiment of the present invention
  • Figure 4 is a second embodiment of the present invention It shows a configuration of the heating device 100 and the cooling device 200 of the frontal head manufacturing system 1 according to the.
  • the frontal head manufacturing system 1 having the heating device 100 and the cooling device 200 according to the first and second embodiments is provided in the cooling tank 220. Only the specific configuration of the cooling means is different, the rest, it can be seen that the configuration of the heating device 100 and the like are all the same.
  • the frontal head manufacturing system 1 having the heating device 100 and the cooling device 200 includes a frontal head portion therein.
  • a heating device having an open / close type for supplying steam; And a cooling tank 220 connected to the heating tank 110 and supplied with the soy flour mixture heated in the heating apparatus 100 through the inlet pipe 210, and stirring the soy flour mixture stored in the cooling tank 220.
  • the second stirrer 230 and the second stirrer driving motor 231 and one surface for driving the second stirrer 230 and the other surface is composed of a cooling surface 241 and the other surface is composed of a heat dissipation surface 242
  • the cooling surface 241 of the device 240 is provided on the outer peripheral surface side of the cooling tank 220 includes a cooling device 200 having a cooling means for cooling the soy flour mixture stored in the cooling tank 220 Able to know.
  • Figure 5 shows a cross-sectional view of the heating tank 110 according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 6 shows a bottom view of the heating tank 110 according to an embodiment of the present invention.
  • soy flour mixture is mixed soy flour and water in the heating tank 110 according to an embodiment of the present invention.
  • the heating device 100 includes a first stirrer 120 provided in the lower end of the heating tank 110.
  • the first stirrer 120 is composed of a rotating shaft and a plurality of blades, and is driven by the first stirrer drive motor 121 to be rotated. Therefore, the soy flour mixture stored in the heating tank 110 is stirred by the first stirrer 120.
  • the first stirrer driving motor 121 is preferably driven to rotate the first stirrer 120 at about 3700 rpm.
  • the heating device 100 is the steam line 130 connected between the bottom of the heating tank 110 and the open and close steam boiler 140 described later. It can be seen that is provided.
  • three steam lines 130 are provided on the lower side of the heating tank 110, the spacing angle of about 120 ° between each of the three steam lines 130 It is preferable that it is provided to have. Therefore, by the position and configuration of the steam line 130, steam 100 ° C or more generated by the open / close steam boiler 140 is supplied into the heating tank 110 to efficiently heat the soy flour mixture.
  • the heating device 100 may further include a first pressure pump 111 provided on the upper surface of the heating tank 110 to pressurize the inside of the heating tank 110.
  • a first pressure pump 111 provided on the upper surface of the heating tank 110 to pressurize the inside of the heating tank 110.
  • the heating device 100 may further include a pressure control valve 112 provided on the upper surface of the heating tank 110 to adjust the pressure inside the heating tank 110.
  • Figure 7 shows a side view of the openable steam boiler 140 according to an embodiment of the present invention.
  • 8 illustrates a front view of the open / close steam boiler 140 in the open state of the lid 149 according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 9 shows a perspective view of a clamp 150 according to an embodiment of the present invention.
  • the open-type steam boiler 140 is provided with a lid 149 on the upper side, it can be seen that it is configured in a form that can be opened and closed according to the user's needs. Can be.
  • the present invention is for manufacturing the front head so that the steam is directly supplied to the soy flour mixture stored inside the heating tank 110, the hygiene state of the boiler is very important. Therefore, the steam boiler 140 according to an embodiment of the present invention is provided to be opened and closed, so that the lid 149 can be opened at any time according to a user's need to clean and wash the inside of the boiler.
  • Opening and closing steam boiler 140 is configured to include a docking means for fastening the lid 149 and the body.
  • the docking means may be composed of the clamp 150 shown in FIG.
  • the open and close steam boiler 140 is an electric heater 141 for heating the water stored therein, a power supply unit 142 for supplying power to the electric heater 141 and the open and close steam boiler ( 140 may be configured to include a water supply means 148 for supplying water into the interior.
  • the open / close steam boiler 140 has a second pressure sensor 144 for measuring the pressure inside the steam boiler 140, and an internal temperature. It can be seen that the second temperature sensor 145 for measuring in real time and the water level sensor 143 for measuring the water level of the water supplied in the open / close steam boiler 140 may be included.
  • the inside of the second pressure pump 146, the open-type steam boiler 140 to press the inside of the open-type steam boiler 140 to one side of the lid 149 of the open-type steam boiler 140 may be configured to further include a pressure regulator 147 for adjusting the pressure.
  • the steam supply pump 131 is provided on one side of the steam line 130 provided between the open and close steam boiler 140 and the heating tank 110 to provide power for supplying steam into the heating tank 110. do.
  • FIG. 10 is a block diagram showing a signal flow according to a heating apparatus control unit according to an embodiment of the present invention.
  • the heating device controller may receive data measured in real time from the first pressure sensor 113 and the first temperature sensor 114 provided in the heating tank 110. Based on this data, the heating device controller controls the pressure inside the heating tank 110 by controlling the first pressure pump 111 and the pressure control valve 112 provided in the heating tank 110. In addition, the heating device controller controls the rotation speed of the first stirrer 120 by controlling the first stirrer driving motor 121 for driving the first stirrer 120 provided in the heating tank 110.
  • the heating device controller is configured to real-time data measured from the water level sensor 143, the second pressure sensor 144, and the second temperature sensor 145 provided in the open / close steam boiler 140. It can be seen that it is sent to.
  • the heating unit controller controls the power unit 142 based on the data to adjust the temperature of the electric heater 141 provided in the open / close steam boiler 140.
  • the second pressure pump 146 and the pressure adjusting unit 147 are controlled to adjust the pressure inside the open / close steam boiler 140.
  • the heater control unit may control the water supply means 148 to adjust the flow rate of the water supplied to the open and close steam boiler 140, the steam supply pump 131 to control the flow of the steam supplied into the heating tank 110 Flow rate can be adjusted.
  • Figure 11 shows a cross-sectional view of the cooling apparatus 200 according to the first embodiment of the present invention.
  • Figure 12 shows a cross-sectional view of the cooling device 200 according to a second embodiment of the present invention.
  • the cooling device 200 is a cooling tank 220 is supplied with the soy flour mixture heated inside through the inlet pipe 210; A second stirrer 230 for stirring the soy flour mixture stored in the cooling tank 220; A second stirrer driving motor 231 for driving the second stirrer 230; And one surface of the cooling surface 241 of the thermoelectric cooling element 240 having the cooling surface 241 and the other surface of the heat dissipating surface 242 is provided on the outer circumferential surface side of the cooling tank 220. It can be seen that the cooling means for cooling the soy flour mixture stored in 220.
  • thermoelectric cooling elements 240 including Peltier elements are provided on the outer surface of the cooling tank 220.
  • a Peltier element has an effect of generating a Peltier effect
  • one surface is composed of a cooling surface 241
  • the other surface is composed of a heat dissipation surface 242
  • the temperature difference between them is about 30 ⁇ 50 °C. That is, when the temperature of the cooling surface 241 is set to -15 ° C, the temperature of the heat dissipation surface 242 is about 15 to 35 ° C.
  • thermoelectric cooling device 240 or a thermoelectric module (TEM).
  • the principle of the Peltier device is that the electrons need energy to move between the two metals with potential difference, and the energy required for this is taken from the energy of the metal.
  • the amount of current applied to the device and the amount of heat absorbed / heated are applied as it is, and the proportional constant is the same.
  • the Zeebeck effect refers to the effect of free electrons getting energy from the heat applied and using this energy to generate an electromotive force.
  • thermoelectric cooling device 240 is a schematic view showing a thermoelectric cooling device 240 according to an embodiment of the present invention.
  • the current rotates in a counterclockwise direction, in which holes are generated at the contact point 4 and moved to the contact point 2 in the P-type semiconductor.
  • holes are used to carry heat, and as a result, 3-4 plates are continuously cooled and 1-2 plates are continuously heated.
  • Changing the direction in which the current flows changes the flow of electrons and holes, and the side that releases / absorbs heat also reverses.
  • thermoelectric cooler 240 is composed of two or more semiconductor couples that are electrically in series and thermally parallel. This arrangement is intended to allow heat to move in only one direction through the thermoelectric cooler 240 while electricity flows alternately up and down the substrate through each N-type and P-type element.
  • thermoelectric cooling device 240 made of such a Peltier device has a solid structure, it has high reliability and can be used semi-permanently, and the same thermoelectric cooling device 240 provides two functions of heating and cooling at the same time. Having a control system has the advantage of precise temperature control.
  • the cooling fan 260 may be provided on the heat dissipation surface 242 side of the thermoelectric cooling element 240,
  • the heat exchanger 250 may be provided between the heat dissipation surface 242 and the cooling fan 260 and between the cooling surface 241 and the outer surface of the cooling tank 220.
  • cooling device 200 according to the second embodiment of the present invention can be seen that the indirect cooling method is applied, unlike the first embodiment.
  • Cooling means provided in the cooling device 200 according to the second embodiment is configured to have a specific space on the inner surface and the outer surface of the cooling tank 220, the refrigerant circulation unit 273, the refrigerant circulated inside, the thermoelectric cooling The heat exchanger 250 provided on each of the cooling surface 241 and the heat dissipation surface 242 of the device 240, one side of the heat exchanger 250 provided on the cooling surface 241, and the refrigerant circulation part 273.
  • a refrigerant inlet line 272 for introducing the refrigerant from the refrigerant circulation unit 273 to the heat exchanger 250 provided on the cooling surface 241, and a circulation pump 274 for providing power for circulating the refrigerant It can be seen that it can be configured to include.
  • the cooling surface 241 absorbs heat of the refrigerant to cool the refrigerant, and the cooled refrigerant is supplied to the refrigerant circulation unit 273.
  • the soy flour mixture stored in the cooling tank 220 is cooled.
  • the frontal head manufacturing system 1 is provided between the cooling tank 220 and the heating tank 110, the inlet pipe 210 for introducing the soy flour mixture heated to the cooling tank 220.
  • One side of the soy flour mixture may be configured to include a supply pump 211.
  • FIG. 14 is a block diagram illustrating a signal flow according to a cooling device controller according to first and second embodiments of the present invention.
  • the cooling apparatus controller may control the second stirrer driving motor 231 to adjust the rotation speed of the second stirrer 230.
  • the flow rate of the refrigerant supplied to the refrigerant circulation unit 273 may be controlled by controlling the circulation pump 274.
  • the cooling unit controller may control the thermoelectric cooling element 240 to set the temperature of the cooling surface 241 and the heat dissipation surface 242, and control the driving of the cooling fan 260, soybean mixture mixture supply pump 211 ), The flow rate of the soy flour mixture supplied to the cooling tank 220 can be adjusted.
  • the frontal part manufactured by cooling additionally is introduced into the packaging apparatus 3 through the frontal head discharge pipe 2, and the frontal head introduced into the packaging apparatus 3 is automatically packaged by the packaging apparatus 3.
  • FIG. 15 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a frontal head using the frontal head manufacturing system 1 having the heating device 100 and the cooling device 200 according to an embodiment of the present invention.
  • the soy flour mixture mixed with soy flour and water is put into the heating tank 110 (S1). Then, the first stirrer drive motor 121 is operated so that the soy flour mixture introduced into the heating tank 110 through the first stirrer 120 is stirred (S2). At the same time, the steam generated in the open / close steam boiler 140 is supplied into the heating tank 110 through the steam line 130 (S3) so that the soy flour mixture is heated (S4).
  • the soy flour mixture heated through the inlet pipe 210 is supplied into the cooling tank 220 (S5).
  • the second stirrer 230 is driven by the second stirrer drive motor 231 to stir the soy flour mixture provided in the cooling tank 220 (S6), and simultaneously the cooling surface 241 and the heat dissipating surface ( As the temperature of the outer surface of the cooling tank is lowered by the cooling surface 241 of the thermoelectric cooling device 240 provided as 242, the soy flour mixture provided in the cooling tank 220 is cooled by the cooling surface 241 (S7). ), The frontal head is made.

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Abstract

본 발명은 가열장치와 냉각장치를 구비한 전두부 제조시스템 및 전두부 제조방법에 대한 것이다. 보다 상세하게는 내부세척이 가능하도록 개폐형으로 구성된 스팀보일러를 갖는 가열장치와 펠티어소자로 구성된 냉각수단을 갖는 냉각장치를 구비한 전두부 제조시스템 및 전두부 제조방법에 관한 것이다.

Description

가열장치와 냉각장치를 구비한 전두부 제조시스템 및 전두부 제조방법
본 발명은 가열장치와 냉각장치를 구비한 전두부 제조시스템 및 전두부 제조방법에 대한 것이다. 보다 상세하게는 내부세척이 가능하도록 개폐형으로 구성된 스팀보일러를 갖는 가열장치와 펠티어소자로 구성된 냉각수단을 갖는 냉각장치를 구비한 전두부 제조시스템 및 전두부 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 재래식 두부는 콩을 수침하여 불리고, 불린 콩을 분쇄한 후 두유(콩물)를 제조하고, 두유에 응고제를 투입하여 순두부를 만들고, 이러한 순두부를 압착함으로써 제조된다. 이러한 재래식 두부는 콩의 수침시에 콩에 함유된 유기산, 당 및 수용성 단백질이 용해된 물이 폐기처리되며, 부산물로 비지가 발생된다는 단점이 있다.
비지에는 당질과 식이섬유, 단백질, 올리고당, 이소플라본(isoflavone) 등 다량의 영양소가 함유되어 있는바, 이를 제대로 활용하지 못할 경우 경제적 측면과 영양적 측면에서 많은 손실이 발생한다.
한편, 대두로 두부를 제조하기 위해서는 많은 양의 물이 필요하며, 그에 따라 사용된 물의 처리가 문제가 된다.
이를 해결하기 위한 것이 대두 미세분말을 물에 녹여 두유를 만들고, 이를 가열하여 익힌 후 응고제를 가하여 그대로 응고시켜 제조되는 전두부이다. 전두부는 일반적인 두부에 비하여 콩의 팽윤시간이 단축되고 재료가 절감되며, 일부 공정에서 발생하는 엄청난 양의 폐수를 방지할 수 있는 장점이 있다.
이러한 종래 전두부 제조방법은 전두부는 콩 미세분말을 이용하여 두유를 제조한 후 열처리와 응고제의 첨가에 의해서 포장 용기 안에서 두부 겔을 형성시킨 제품으로, 기존의 두부 제조에 비해서 가공 공정의 간소 및 경제성이 있으며, 다양한 부 원료가 첨가된 다양한 전두부 제품의 제조가 가능하다.
이러한 전두부 제조를 위한 제조장치는 국내 등록특허공보 10-0859703호(전두부 제조장치)에 개시되어 있다. 이러한 등록특허공보 10-0859703호에 기재된 전두부 제조장치는 연수기와 냉각유니트를 구비하여 냉각수를 간접냉각하여 순환시키는 상자형 구조의 본체(10); 상기 본체의 상면으로 노출되도록 설치되고, 연수기와 연결관으로 연결되어 연속공정을 수행하는 복수의 교반기; 상기 본체의 내부에 전기방식으로 구동되고, 상기 교반기와 연결되어 일면 또는 양면에 지그재그형 유로가 연통되는 가열기; 상기 본체의 상면으로 노출되도록 설치되고, 상기 가열기와 연결되어 벽체의 공간으로 냉각수가 순환되는 이중통과, 이중통의 상단에 설치되는 교반모터를 구비하는 응고기; 및 상기 교반기, 가열기, 응고기간의 펌프를 단속하여 설정된 모드로 공정을 진행하도록 설치되는 제어기로 구성된다고 기재하고 있다.
이외에 국내 공개특허공보 10-2011-0117942호, 등록특허공보 10-858026호 등 다수가 개발되어 출원되었다.
또한, 종래 등록특허 10-0787490(전두부 제조방법 및 제조장치)의 전부두 제조장치는 교반조, 증기압력솥, 탈기조, 저온저장조, 충진 및 포장기, 제1열탕조, 제2열탕조, 제1냉각조, 제2냉각조, 냉동기, 보일러 등으로 구성되어 있다고 기재하고 있다.
종래 등록특허 10-0787490의 교반조는 두부의 주원료가 되는 대두분말이 물과 혼합되어 교반처리될 수조이며, 저속 또는 고속으로 작동된다. 상기 교반조로부터 혼합된 두유는 증기압력솥에 유입되고 증기압력솥에서 100~110℃에서 끓여서 멸균된다.
상기 증기압력솥에서 멸균된 두유는 걸름망을 통과하면서 불순물이 제거되고 다시 탈기조를 통과하면서 팬에 의해 콩비린내가 빠져나가게 된다. 탈기조를 통과한 두유는 저온저장조에서 냉각된다. 이때 두유는 계속 저속으로 교반되면서 10℃ 이하로 냉각되어진다. 응고제가 혼합된 두유는 충진 및 포장기로 이동되어 3~5회에 걸쳐서 용기에 충진 및 포장된다.
충진 포장 과정이 끝나면 가열을 위해 열탕조로 이동된다. 열탕조는 제1열탕조 및 제2열탕조로 구성된다. 제1열탕조에서는 50~60℃ 내외에서 30~40분 정도 1차 열탕처리하고 제2열탕조에서는 85℃ 내외에서 30~40분 정도 2차 열탕처리한다. 제1열탕조에서는 효소반응을 위해 적정온도에서 열탕처리되고 제2열탕조에서는 염화칼슘 또는 염화마그네슘이 두유를 응고시키는 반응을 위해 열탕처리되는 것이다.
이후 냉각조로 이동되어 저온냉각되어진다. 냉각조는 응고된 전두부의 반응을 종료시키고 최상의 식감을 유지하도록 하기 위해 제1냉각조, 제2냉각조로 각각 구성되어 2단계에 걸쳐 냉각되며 전두부가 완성된 후에는 저온에서 저장된다.
상기 교반조에는 모터에 의해 저속 및 고속으로 구동하는 교반날개가 구비되고, 교반조에는 생수와 수도물을 각각 공급하는 생수관 및 수도관이 연결되며, 교반조의 하부에는 증기압력솥 내로 두유를 공급하는 공급관이 연결되고, 상기 공급관에는 컨트롤 장치에 의해 개폐되는 자동밸브가 설치된다.
상기 증기압력솥에는 보일러에 연결되어 밑으로 증기를 배출시키는 스팀봉이 설치되고, 증기압력솥의 하부에는 탈기조내로 두유를 공급하는 공급관이 연결된다. 상기 증기압력솥은 투입된 두유를 100~110℃로 스팀으로 가열하여 끓여서 멸균시킨다. 이후 멸균된 두유는 걸름망을 통해 불순물이 제거되고 탈기조로 이동되어 여과 및 탈기된 두유는 저온저장조로 공급된다.
이와 같이 저온저장조 내로 두유가 투입되면 모터에 의해 교반날개가 회전하면서 가열된 두유를 교반시키는 동시에 가열된 두유의 온도가 6~10℃를 유지하도록 냉각시킨다. 상기 냉각공정이 완료되어 이후 저온저장에서 냉각된 두유가 배출되어 포장장치로 이동된다. 포장장치에서는 3~5회에 걸쳐서 용기에 두유를 충진시켜서 포장하게 된다.
그러나 이러한 종래 전두부 제조장치들의 경우, 교반조에 구비된 교반기가 교반조의 상부측에 구비되어 두유(콩분발혼합물)의 원활한 교반기 어렵고, 보일러가 폐쇄형으로 구비되어 내부의 세척, 청소가 힘들어 보일러 내의 불순물이 직접적으로 두유로 투입되어 위생상의 문제를 발생시키게 되는 문제점이 존재한다.
또한, 종래 전두부 제조장치들의 경우, 냉각장치로서 냉각수를 이용한 수냉식 또는 공랭식으로 수행됨으로 냉각장치가 대형화될 수밖에 없고 냉각온도를 정밀하게 콘트롤하기 힘든 문제점이 존재하였다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로, 본 발명의 일실시예에 따르면, 가열장치의 내부에 저장된 콩가루혼합물을 가열시키기 위해 공급되는 스팀을 형성하는 스팀보일러가 개폐형으로 구성되어 사용자의 필요에 따라 개폐가 가능하여 내부 세척이 언제든지 가능한 가열장치와 냉각장치를 구비한 전두부 제조시스템을 제공하게 된다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 가열탱크에 구비되는 제1교반기와 냉각탱크에 구비되는 제2교반기가 모두 탱크의 하부측에 구비되어 효율적인 혼합이 가능하고, 가열탱크의 내부온도, 내부압력의 제어가 가능하며, 스팀보일러의 내부온도, 내부압력, 물의 유량을 제어할 수 있으며, 냉각탱크에 가열된 콩가루혼합물의 유량과 냉각온도 등의 설정이 가능한 가열장치와 냉각장치를 구비한 전두부 제조시스템을 제공하게 된다.
또한, 냉각탱크 내의 콩가루혼합물을 냉각시키기 위한 냉각수단으로서 펠티어소자로 구성된 열전냉각소자를 구비하게 됨으로써, 높은 신뢰성을 확보할 수 있고, 반영구적인 냉각수단을 제공하게 되며, 정밀한 온도제어가 가능하여 효율적인 냉각이 가능한 가열장치와 냉각장치를 구비한 전두부 제조시스템을 제공하게 된다.
본 발명의 목적은 전두부 제조 시스템에 있어서, 내부에 전두부를 제조하기 위한 콩가루와 물이 혼합된 콩가루혼합물이 저장되는 가열탱크, 상기 가열탱크 내에 저장된 콩가루혼합물을 교반시키기 위한 제1교반기, 상기 제1교반기를 구동시키기 위한 제1교반기 구동모터, 상기 가열탱크와 연결되며 내부에 물이 저장되며 개폐가능한 뚜껑을 구비하고 스팀라인을 통해 상기 가열탱크 내부로 스팀을 공급하는 개폐형 보일러를 갖는 가열장치; 및 상기 가열탱크와 연결되어 유입관을 통해 내부로 상기 가열장치에서 가열된 콩가루혼합물이 공급되는 냉각탱크, 상기 냉각탱크 내에 저장된 콩가루혼합물을 교반시키기 위한 제2교반기 및 상기 제2교반기를 구동시키기 위한 제2교반기 구동모터 및 일면은 냉각면으로 구성되고 타면은 방열면으로 구성된 열전냉각소자의 상기 냉각면이 상기 냉각탱크의 외주면 측에 구비되어 상기 냉각탱크 내에 저장된 콩가루혼합물을 냉각시키는 냉각수단을 갖는 냉각장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 가열장치와 냉각장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 전두부 제조시스템으로서 달성될 수 있다.
상기 가열탱크에는 상기 가열탱크의 내부를 가압하는 가열탱크 가압펌프 및 상기 가열탱크 일측에 구비되어 상기 가열탱크의 내부 압력을 조절하는 압력조절밸브를 포함하고, 스팀라인은 복수이며 상기 가열탱크의 하단부와 상기 냉각 탱크 사이에 구비되는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 개폐형 스팀보일러는, 내부에 저장된 물을 가열하는 전기히터, 상기 전기히터에 전원을 공급하는 전원부, 상기 개폐형 스팀보일러 내부의 저장된 물의 양을 측정하는 수위센서, 상기 개폐형 스팀보일러 내부의 저장된 물의 온도를 측정하는 온도센서, 상기 개폐형 스팀보일러 내부압력을 측정하는 압력센서, 상기 개폐형 스팀보일러탱의 내부를 가압하는 제2가압펌프 및 상기 개폐형 스팀보일러 일측에 구비되어 상기 개폐형 스팀보일러의 내부 압력을 조절하는 압력조절부 및 상기 개폐형 스팀보일러로 물을 공급하는 물공급수단을 포함하며, 개폐형 스팀보일러의 상기 뚜껑은 몸체와 크램프로 구성된 도킹수단에 의해 개폐가능한 것을 특징으로 할 수 있다.
스팀라인에 구비되는 스팀공급펌프를 더 포함하고, 수위센서, 상기 압력센서 및 상기 온도센서에서 측정된 데이터를 기반으로, 상기 제1가압펌프와 압력조절밸브를 제어하여 상기 가열탱크의 내부 압력을 조절하고, 상기 제1교반기 구동모터를 제어하며, 상기 전원부를 제어하여 상기 전기히터의 온도를 조절하고, 상기 제2가압펌프와 상기 압력조절부를 제어하여 상기 개폐형 스팀보일러 내부압력을 조절하며, 상기 스팀공급펌프를 제어하여 상기 가열탱크 내로 공급되는 스팀의 유량을 조절하는 가열장치 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 냉각수단은 상기 열전냉각소자의 냉각면과 상기 냉각탱크 외면 사이에 구비되는 열교환기 및 상기 열전냉각소자의 방열면 측에 구비되는 냉각팬을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 냉각수단은, 내면과 상기 냉각탱크의 외면에 특정공간을 갖도록 구성되어 내부로 냉매가 순환되는 냉매 순환부, 상기 열전냉각소자의 냉각면과 방열면 각각에 구비되는 열교환기, 상기 냉각면에 구비되는 열교환기의 일측과 상기 냉매순환부와 연결되어 상기 냉매를 상기 냉매순환부로 공급하는 냉매 공급라인 및 상기 냉매순환부와 상기 냉각면에 구비되는 열교환기의 타측과 연결되어 상기 냉매를 상기 냉매순환부에서 상기 냉각면에 구비되는 열교환기 측으로 유입시키는 냉매 유입라인 및 상기 냉매를 순환시키기 위한 동력을 제공하는 순환펌프를 포함하며, 냉각면 측에 구비된 열교환기에서 상기 냉각면이 상기 냉매의 열을 흡수하여 상기 냉매를 냉각시켜, 냉각된 냉매가 상기 냉매순환부로 공급되어 상기 냉각탱크 내에 저장된 콩가루혼합물을 냉각시키는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 유입관에 구비되는 콩가루혼합물 공급펌프를 더 포함하고, 제2교반기 구동모터를 제어하고, 상기 순환펌프를 제어하여 상기 냉매순환부에 공급되는 냉매의 유량을 조절하며, 상기 열전냉각소자를 제어하여 상기 냉각면과 상기 방열면의 온도를 설정하고, 상기 냉각팬의 구동을 제어하며, 상기 콩가루혼합물 공급펌프를 제어하여 상기 냉각탱크로 공급되는 콩가루혼합물의 유량을 조절하는 냉각장치 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또 다른 카테고리에 따른 본 발명의 목적은 전두부 제조시스템을 이용한 전두부 제조방법에 있어서, 콩가루와 물을 혼합한 콩가루혼합물을 가열탱크에 투입하고, 제1교반기 구동모터에 의해 제1교반기를 구동시켜, 상기 콩가루혼합물을 교반하면서, 동시에 개폐형 스팀보일러에서 생성된 스팀을 스팀라인을 통해 상기 가열탱크 내로 공급하여 상기 콩가루혼합물을 가열시키는 단계; 콩가루혼합물이 설정된 온도에 도달한 경우, 유입관을 통해 가열된 콩가루혼합물이 냉각탱크 내로 공급되는 단계; 및 제2교반기 구동모터에 의해 제2교반기를 구동시켜, 상기 냉각탱크 내에 구비된 상기 콩가루혼합물을 교반하면서, 동시에 냉각면과 방열면으로 구비된 열전냉각소자의 상기 냉각면을 냉각 탱크 외면에 구비시켜, 상기 냉각면에 의해 상기 냉각탱크 내에 구비된 상기 콩가루혼합물을 냉각시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전두부 제조방법으로 달성될 수 있다.
따라서, 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예에 의하면, 가열장치의 내부에 저장된 콩가루혼합물을 가열시키기 위해 공급되는 스팀을 형성하는 스팀보일러가 개폐형으로 구성되어 사용자의 필요에 따라 개폐가 가능하여 내부 세척이 언제든지 가능한 효과를 갖는다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 가열탱크에 구비되는 제1교반기와 냉각탱크에 구비되는 제2교반기가 모두 탱크의 하부측에 구비되어 효율적인 혼합이 가능하고, 가열탱크의 내부온도, 내부압력의 제어가 가능하며, 스팀보일러의 내부온도, 내부압력, 물의 유량을 제어할 수 있으며, 냉각탱크에 가열된 콩가루혼합물의 유량과 냉각온도 등의 설정이 가능한 장점이 있다.
또한, 냉각탱크 내의 콩가루혼합물을 냉각시키기 위한 냉각수단으로서 펠티어소자로 구성된 열전냉각소자를 구비하게 됨으로써, 높은 신뢰성을 확보할 수 있고, 반영구적인 냉각수단을 제공하게 되며, 정밀한 온도제어가 가능하여 효율적인 냉각이 가능한 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 가열장치와 냉각장치를 구비한 전두부 제조시스템의 구성도,
도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 가열장치와 냉각장치를 구비한 전두부 제조시스템의 구성도,
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 전두부 제조시스템의 가열장치 및 냉각장치의 구성도,
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 전두부 제조시스템의 가열장치 및 냉각장치의 구성도,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 가열탱크의 단면도,
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 가열탱크의 저면도,
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 개폐형 스팀보일러의 측면도,
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 뚜껑이 개방된 상태의 개폐형 스팀보일러의 정면도,
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 크램프의 사시도,
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 가열장치 제어부에 따른 신호흐름을 나타낸 블록도,
도 11은 본 발명의 제1실시예에 따른 냉각장치의 단면도,
도 12는 본 발명의 제2실시예에 따른 냉각장치의 단면도,
도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 열전냉각소자를 모식적으로 나타낸 구성도,
도 14는 본 발명의 제1,제2실시예에 따른 냉각장치 제어부에 따른 신호흐름을 나타낸 블록도,
도 15는 본 발명의 일실시예에 따른 가열장치와 냉각장치를 구비한 전두부 제조시스템을 이용한 전두부 제조방법의 흐름도를 도시한 것이다.
<부호의 설명>
1:전두부 제조시스템 2:전두부 배출관 3:포장장치
100:가열장치 110:가열탱크 111:제1가압펌프
112:압력조절밸브 113:제1압력센서 114:제1온도센서
120:제1교반기 121:제1교반기 구동모터
130:스팀라인 131:스팀공급펌프
140:개폐형 스팀보일러 141:전기히터
142:전원부 143:수위센서 144:제2압력센서
145:제2온도센서 146:제2가압펌프 147:압력조절부
148:물공급수단 149:뚜껑 150:크램프
200:냉각장치 210:유입관 211:콩가루혼합물 공급펌프
220:냉각탱크 230:제2교반기 231:제2교반기 구동모터
240:열전냉각소자 241:냉각면 242:방열면
250:열교환기 260:냉각팬 271:냉매공급라인
272:냉매유입라인 273:냉매순환부 274:순환펌프
이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 가열장치(100)와 냉각장치(200)를 구비한 전두부 제조시스템(1)의 구성 및 기능에 대해 설명하도록 한다. 먼저, 도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 가열장치(100)와 냉각장치(200)를 구비한 전두부 제조시스템(1)의 구성도를 도시한 것이다. 그리고, 도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 가열장치(100)와 냉각장치(200)를 구비한 전두부 제조시스템(1)의 구성도를 도시한 것이다. 또한, 도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 전두부 제조시스템(1)의 가열장치(100) 및 냉각장치(200)의 구성도를 도시한 것이고, 도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 전두부 제조시스템(1)의 가열장치(100) 및 냉각장치(200)의 구성도를 도시한 것이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 제1실시예와 제2실시예에 따른 가열장치(100)와 냉각장치(200)를 구비한 전두부 제조시스템(1)은 냉각탱크(220)에 구비되는 냉각수단의 구체적인 구성만이 상이하고, 나머지, 가열장치(100) 등의 구성은 모두 동일함을 알 수 있다.
도 1, 도 2, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 가열장치(100)와 냉각장치(200)를 구비한 전두부 제조시스템(1)은 내부에 전두부를 제조하기 위한 콩가루와 물이 혼합된 콩가루혼합물이 저장되는 가열탱크(110), 상기 가열탱크(110) 내에 저장된 콩가루혼합물을 교반시키기 위한 제1교반기(120), 상기 제1교반기(120)를 구동시키기 위한 제1교반기 구동모터(121), 상기 가열탱크(110)와 연결되며 내부에 물이 저장되며 개폐가능한 뚜껑(149)을 구비하고 스팀라인(130)을 통해 상기 가열탱크(110) 내부로 스팀을 공급하는 개폐형를 갖는 가열장치(100); 및 가열탱크(110)와 연결되어 유입관(210)을 통해 내부로 상기 가열장치(100)에서 가열된 콩가루혼합물이 공급되는 냉각탱크(220), 상기 냉각탱크(220) 내에 저장된 콩가루혼합물을 교반시키기 위한 제2교반기(230) 및 상기 제2교반기(230)를 구동시키기 위한 제2교반기 구동모터(231) 및 일면은 냉각면(241)으로 구성되고 타면은 방열면(242)으로 구성된 열전냉각소자(240)의 상기 냉각면(241)이 상기 냉각탱크(220)의 외주면 측에 구비되어 상기 냉각탱크(220) 내에 저장된 콩가루혼합물을 냉각시키는 냉각수단을 갖는 냉각장치(200)를 포함하는 것을 알 수 있다.
이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 가열장치(100)와 냉각장치(200)를 구비한 전두부 제조시스템(1)의 일구성인 가열장치(100)의 구성 및 기능에 대해 보다 상세하게 설명하도록 한다. 먼저, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 가열탱크(110)의 단면도를 도시한 것이다. 그리고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 가열탱크(110)의 저면도를 도시한 것이다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 가열탱크(110) 내부에는 콩가루와 물이 혼합된 콩가루혼합물이 저장되게 됨을 알 수 있다. 구체적 실시예에서는 콩가루와 물을 5:1 정도의 부피비로 혼합하여 투입되는 것이 바람직하다.
또한, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 가열장치(100)에는 가열탱크(110) 내부 하단에 구비되는 제1교반기(120)가 포함됨을 알 수 있다. 이러한 제1교반기(120)는 회전축과 다수의 블래이드로 구성되며, 제1교반기 구동모터(121)에 의해 구동되어 회전되게 된다. 따라서 이러한 제1교반기(120)에 의해 가열탱크(110) 내부에 저장된 콩가루혼합물이 교반되게 된다. 구체적 실시예에서 이러한 제1교반기 구동모터(121)는 3700rpm정도로 제1교반기(120)가 회전되도록 구동시키는 것이 바람직하다.
그리고, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 가열장치(100)는 가열탱크(110) 하단과 후에 설명되는 개폐형 스팀보일러(140) 사이에 연결된 스팀라인(130)이 구비됨을 알 수 있다. 또한, 구체적 실시예에서는 도 6에 도시된 바와 같이, 가열탱크(110)의 하단 측으로 3개의 스팀라인(130)이 구비되며, 3개 각각의 스팀라인(130) 사이는 약 120°의 이격각도를 갖도록 구비되는 것이 바람직하다. 따라서 이러한 스팀라인(130)의 위치 및 구성에 의해 개폐형 스팀보일러(140)에서 생성된 100℃ 이상의 스팀이 가열탱크(110) 내로 공급되어 콩가루혼합물을 효율적으로 가열시키게 된다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 가열장치(100)는 가열탱크(110) 상부면에 구비되어 가열탱크(110) 내부를 가압시키는 제1가압펌프(111)를 더 포함할 수 있다. 이러한 제1가압펌프(111)에 의해 가열탱크(110) 내부의 압력을 증가시켜, 가열탱크(110) 내의 콩가루혼합물의 끊는 점을 증가시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 일실시예에 따른 가열장치(100)는 가열탱크(110) 상부면에 구비되어 가열탱크(110) 내부의 압력을 조절하는 압력조절밸브(112)를 더 포함할 수 있다.
이하에서는 가열탱크(110)와 연결된 개폐형 스팀보일러(140)의 구성 및 기능에 대해 보다 상세하게 설명하도록 한다. 먼저, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 개폐형 스팀보일러(140)의 측면도를 도시한 것이다. 그리고, 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 뚜껑(149)이 개방된 상태의 개폐형 스팀보일러(140)의 정면도를 도시한 것이다. 또한, 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 크램프(150)의 사시도를 도시한 것이다.
도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 개폐형 스팀보일러(140)는 상부측에 뚜껑(149)을 구비하여, 사용자의 필요에 따라 개폐가 가능한 형태로 구성됨을 알 수 있다. 본 발명은 전두부를 제조하기 위한 것으로 가열탱크(110) 내부에 저장된 콩가루혼합물에 직접적으로 스팀이 공급되기 때문에 보일러의 위생 상태가 매우 중요하다. 따라서 본 발명의 일실시예에 따른 스팀보일러(140)는 개폐형으로 구비되게 됨으로써, 사용자의 필요에 따라 언제든지 뚜껑(149)을 개방하여 보일러의 내부를 청소, 세척할 수 있게 된다.
본 발명의 일실시예에 따른 개폐형 스팀보일러(140)는 뚜껑(149)과 몸체를 체결시키기 위한 도킹수단을 포함하여 구성되게 된다. 구체적 실시예에서 이러한 도킹수단은 도 9에 도시된 크램프(150)로 구성될 수 있음을 알 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 개폐형 스팀보일러(140)는 내부에 저장된 물을 가열시키기 위한 전기히터(141), 전기히터(141)에 전력을 공급하는 전원부(142) 그리고 개폐형 스팀보일러(140) 내부로 물을 공급시키는 물공급수단(148)을 포함하여 구성될 수 있다.
그리고, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시에에 따른 개폐형 스팀보일러(140)에는 스팀보일러(140) 내부의 압력을 측정하기 위한 제2압력센서(144), 내부 온도를 실시간으로 측정하기 위한 제2온도센서(145) 그리고 개폐형 스팀보일러(140) 내부에 공급된 물의 수위를 측정하기 위한 수위센서(143) 등이 포함되어 질 수 있음을 알 수 있다.
그리고, 본 발명의 일실시에에 따른 개폐형 스팀보일러(140)의 뚜껑(149) 일측에 개폐형 스팀보일러(140)의 내부를 가압시키는 제2가압펌프(146), 개폐형 스팀보일러(140)의 내부압력을 조절하기 위한 압력조절부(147)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 개폐형 스팀보일러(140)와 가열탱크(110) 사이에 구비된 스팀라인(130) 일측에 구비되어 스팀을 가열탱크(110) 내로 공급시키기 위한 동력을 제공하는 스팀공급펌프(131)가 구비된다.
이하에서는 앞서 언급한 본 발명의 일실시예에 따른 가열장치(100)의 구성을 총괄적으로 제어하는 가열장치 제어부에 의한 가열장치(100)의 제어방법에 대해 설명하도록 한다. 먼저, 도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 가열장치 제어부에 따른 신호흐름을 나타낸 블록도를 도시한 것이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 가열장치 제어부는 가열탱크(110)에 구비된 제1압력센서(113), 제1온도센서(114)로부터 측정된 데이터를 실시간으로 전송받게 됨을 알 수 있다. 이러한 데이터를 기반으로 가열장치 제어부는 가열탱크(110)에 구비된 제1가압펌프(111)와 압력조절밸브(112)를 제어하여 가열탱크(110) 내부의 압력을 조절하게 된다. 또한, 이러한 가열장치 제어부는 가열탱크(110)에 구비된 제1교반기(120)를 구동하는 제1교반기 구동모터(121)를 제어하여 제1교반기(120)의 회전속도를 조절하게 된다.
또한, 도 10에 도시된 바와 같이, 가열장치 제어부는 개폐형 스팀보일러(140)에 구비된 수위센서(143), 제2압력센서(144) 및 제2온도센서(145)로부터 측정된 데이터를 실시간으로 전송받게 됨을 알 수 있다. 가열장치 제어부는 이러한 데이터를 기반으로 전원부(142)를 제어하여 개폐형 스팀보일러(140)에 구비된 전기히터(141)의 온도를 조절하게 된다. 또한, 제2가압펌프(146)와 압력조절부(147)를 제어하여 개폐형 스팀보일러(140) 내부의 압력을 조절하게 된다. 또한, 가열장치 제어부는 물공급수단(148)을 제어하여 개폐형 스팀보일러(140)에 공급되는 물의 유량을 조절할 수 있고, 스팀공급펌프(131)를 제어하여 가열탱크(110) 내로 공급되는 스팀의 유량을 조절할 수 있게 된다.
이하에서는 본 발명의 제1실시예 및 제2실시예에 따른 냉각장치(200)의 구성 및 기능에 대해 보다 상세하게 설명하도록 한다. 먼저, 도 11은 본 발명의 제1실시예에 따른 냉각장치(200)의 단면도를 도시한 것이다. 그리고, 도 12는 본 발명의 제2실시예에 따른 냉각장치(200)의 단면도를 도시한 것이다.
먼저, 본 발명의 제1실시예에 따른 냉각장치(200)는 유입관(210)을 통해 내부로 가열된 콩가루혼합물이 공급되는 냉각탱크(220); 상기 냉각탱크(220) 내에 저장된 콩가루혼합물을 교반시키기 위한 제2교반기(230); 제2교반기(230)를 구동시키기 위한 제2교반기 구동모터(231); 및 일면은 냉각면(241)으로 구성되고 타면은 방열면(242)으로 구성된 열전냉각소자(240)의 상기 냉각면(241)이 상기 냉각탱크(220)의 외주면 측에 구비되어 상기 냉각탱크(220) 내에 저장된 콩가루혼합물을 냉각시키는 냉각수단을 포함하고 있음을 알 수 있다.
본 발명의 제1실시예에 따른 냉각장치(200)는 도 11에 도시된 바와 같이, 펠티어(Peltier)소자로 구성된 다수의 열전냉각소자(240)가 냉각탱크(220)의 외면에 구비되게 됨을 알 수 있다. 또한, 이러한 펠티어소자는 펠티어효과를 발생시키는 효과로 일면은 냉각면(241)으로 구성되고, 타면은 방열면(242)으로 구성되며, 양자의 온도차는 약 30 ~ 50℃정도가 된다. 즉, 냉각면(241)의 온도를 -15℃로 설정하면, 방열면(242)의 온도는 약 15 ~ 35℃정도가 된다.
이러한 펠티어 효과는 서로 다른 두개의 소자 양단에 직류전압을 가하면 전류의 방향에 따라 한쪽면에서는 흡열을 하고 반대면에서는 발열을 일으키게 되는 효과를 의미한다. 예를 들어 아이스쿨러는 이와같은 펠티어 소자의 냉각효과를 이용한 것인데, 그 성능이 매우 강력하여 냉각면(241)(흡열면)에 순식간에 이슬이 맺힐 정도이다. 이러한 페티어효과를 이용한 소자를 열전냉각소자(240) 또는 열전모듈(Thermoelectric Module, TEM)이라고 한다.
이러한 펠티어소자의 원리는 전자가 전위차가 있는 두 금속 사이를 움직이게 하기 위해서 에너지를 필요로 하고 여기에 필요한 에너지를 금속이 가지고 있는 에너지에서 뺏어간다는 것을 기본원리로 하고 있다. 소자에 가해지는 전류량과 흡열/발열되는 열량은 제에백 효과의 공식이 그대로 적용되며 비례상수 또한 같다. 제에벡 효과는 가해지는 열에 의해 자유전자가 에너지를 얻고 이 에너지를 사용해 기전력이 발생하게 되는 효과를 의미한다.
도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 열전냉각소자(240)를 모식적으로 나타낸 구성도를 도시한 것이다. 도 13에 도시된 바와 같이, 전류는 반시계방향으로 돌고 있으며, 이때 P형 반도체 내에서 정공은 4번 접점에서 생성되어 2번 접점 측으로 이동하게 된다. 여기서 정공이 열을 실어 나르는 역할을 하게 되며, 그 결과 3-4플레이트는 지속적으로 차가워지게 되고, 1-2플레이트는 지속적으로 가열되게 된다. 전류가 흐르는 방향을 바꾸면 전자 및 정공의 흐름이 바뀌게 되며 열을 방출/흡수하는 면 역시 반대로 변한다.
두 개의 다른 금속이 양끝만 서로 접합한 어느 한 시스템(1)의 양쪽 접합에 전기를 흘려주면 한 접합에서는 열을 흡수하고, 다른 접합에서는 열을 방출하게 된다. 열전냉각소자(240)는 전기적으로 직렬, 열적으로는 평행한 두 개 또는 더 많은 반도체 커플로 구성되게 된다. 이러한 배열은 전기가 각 N형과 P형 소자를 통해 기판의 위와 아래를 계속해서 교대로 흐르는 동안 열이 열전냉각소자(240)를 통해 오직 한 방향으로만 이동하도록 하기 위함이다.
이러한 펠티어소자로 구성된 열전냉각소자(240)는 고제구조를 갖기 때문에 높은 신뢰성을 갖고, 반영구적으로 사용이 가능하며, 같은 열전냉각소자(240)로 가열과 냉각의 두가지 기능을 동시에 제공하게 되며, 적절한 제어시스템을 갖추면 정밀한 온도제어가 가능하다는 장점을 갖는다.
또한, 본 발명의 제1실시예에 따른 냉각장치(200)는 도 11에 도시된 바와 같이, 열전냉각소자(240)의 방열면(242) 측에 냉각팬(260)이 구비될 수 있으며, 방열면(242)과 냉각팬(260) 사이 그리고, 냉각면(241)과 냉각탱크(220)의 외부면 사이에 열교환기(250)가 구비될 수 있다.
그리고, 본 발명의 제2실시예에 따른 냉각장치(200)는 도 12에 도시된 바와 같이, 제1실시예와는 달리, 간접냉각방식이 적용되게 됨을 알 수 있다. 이러한 제2실시예에 따른 냉각장치(200)에 구비되는 냉각수단은 내면과 냉각탱크(220)의 외면에 특정공간을 갖도록 구성되어 내부로 냉매가 순환되는 냉매 순환부(273), 상기 열전냉각소자(240)의 냉각면(241)과 방열면(242) 각각에 구비되는 열교환기(250), 상기 냉각면(241)에 구비되는 열교환기(250)의 일측과 상기 냉매순환부(273)와 연결되어 상기 냉매를 상기 냉매순환부(273)로 공급하는 냉매 공급라인(271) 및 상기 냉매순환부(273)와 상기 냉각면(241)에 구비되는 열교환기(250)의 타측과 연결되어 상기 냉매를 상기 냉매순환부(273)에서 상기 냉각면(241)에 구비되는 열교환기(250) 측으로 유입시키는 냉매 유입라인(272) 및 상기 냉매를 순환시키기 위한 동력을 제공하는 순환펌프(274)를 포함하여 구성될 수 있음을 알 수 있다.
따라서 냉각면(241) 측에 구비된 열교환기(250)에서 상기 냉각면(241)이 상기 냉매의 열을 흡수하여 상기 냉매를 냉각시켜, 냉각된 냉매가 상기 냉매순환부(273)로 공급되어 상기 냉각탱크(220) 내에 저장된 콩가루혼합물을 냉각시키게 된다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 전두부 제조시스템(1)은 냉각탱크(220)와 가열탱크(110) 사이에 구비되어 냉각탱크(220)로 가열된 콩가루혼합물을 유입시키는 유입관(210)의 일측 구비되는 콩가루혼합물 공급펌프(211)를 포함하여 구성될 수 있다.
이하에서는 앞서 언급한 냉각장치(200)를 총괄적으로 제어하는 냉각장치 제어부에 의한 냉각장치(200)의 제어방법에 대해 설명하도록 한다. 도 14는 본 발명의 제1,제2실시예에 따른 냉각장치 제어부에 따른 신호흐름을 나타낸 블록도를 도시한 것이다.
도 14에 도시된 바와 같이, 냉각장치 제어부는 제2교반기 구동모터(231)를 제어하여 제2교반기(230)의 회전속도를 조절할 수 있음을 알 수 있다. 그리고, 순환펌프(274)를 제어하여 냉매순환부(273)에 공급되는 냉매의 유량을 조절할 수 있게 된다.
또한, 냉각장치 제어부는 열전냉각소자(240)를 제어하여 냉각면(241)과 방열면(242)의 온도를 설정할 수 있고, 냉각팬(260)의 구동을 제어하며, 콩가루혼합물 공급펌프(211)를 제어하여 냉각탱크(220)로 공급되는 콩가루혼합물의 유량을 조절할 수 있다.
그리고, 부가적으로 냉각되어 제조된 전두부가 전두부 배출관(2)을 통해 포장장치(3)로 투입되고, 포장장치(3)로 투입된 전두부는 포장장치(3)에 의해 자동으로 포장되게 된다.
이하에서는 앞서 언급한 전두부 제조시스템(1)을 이용한 전두부 제조방법에 대해 간략히 설명하도록 한다. 도 15는 본 발명의 일실시예에 따른 가열장치(100)와 냉각장치(200)를 구비한 전두부 제조시스템(1)을 이용한 전두부 제조방법의 흐름도를 도시한 것이다.
먼저, 콩가루와 물을 혼합한 콩가루혼합물을 가열탱크(110)에 투입하게 된다(S1). 그리고, 제1교반기 구동모터(121)가 작동되어 제1교반기(120)를 통해 가열탱크(110) 내에 투입된 콩가루혼합물가 교반되게 된다(S2). 동시에 개폐형 스팀보일러(140)에서 생성된 스팀이 스팀라인(130)을 통해 가열탱크(110) 내로 공급되어(S3) 콩가루혼합물이 가열되게 된다(S4).
그리고, 콩가루혼합물이 설정된 온도에 도달한 경우, 유입관(210)을 통해 가열된 콩가루혼합물이 냉각탱크(220) 내로 공급되게 된다(S5).
다음으로, 제2교반기 구동모터(231)에 의해 제2교반기(230)가 구동되어, 냉각탱크(220) 내에 구비된 콩가루혼합물을 교반되면서(S6), 동시에 냉각면(241)과 방열면(242)으로 구비된 열전냉각소자(240)의 냉각면(241)에 의해 냉각 탱크 외면의 온도가 내려가면서, 냉각면(241)에 의해 냉각탱크(220) 내에 구비된 콩가루혼합물이 냉각되면서(S7), 전두부가 제조되게 된다.

Claims (7)

  1. 전두부 제조 시스템에 있어서,
    내부에 전두부를 제조하기 위한 콩가루와 물이 혼합된 콩가루혼합물이 저장되는 가열탱크, 상기 가열탱크 내에 저장된 콩가루혼합물을 교반시키기 위한 제1교반기, 상기 제1교반기를 구동시키기 위한 제1교반기 구동모터, 상기 가열탱크와 연결되며 내부에 물이 저장되며 개폐가능한 뚜껑을 구비하고 스팀라인을 통해 상기 가열탱크 내부로 스팀을 공급하는 개폐형 보일러를 갖는 가열장치; 및
    상기 가열탱크와 연결되어 유입관을 통해 내부로 상기 가열장치에서 가열된 콩가루혼합물이 공급되는 냉각탱크, 상기 냉각탱크 내에 저장된 콩가루혼합물을 교반시키기 위한 제2교반기 및 상기 제2교반기를 구동시키기 위한 제2교반기 구동모터 및 일면은 냉각면으로 구성되고 타면은 방열면으로 구성된 열전냉각소자의 상기 냉각면이 상기 냉각탱크의 외주면 측에 구비되어 상기 냉각탱크 내에 저장된 콩가루혼합물을 냉각시키는 냉각수단을 갖는 냉각장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 가열장치와 냉각장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 전두부 제조시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 가열탱크에는 상기 가열탱크의 내부를 가압하는 제1가압펌프 및 상기 가열탱크 일측에 구비되어 상기 가열탱크의 내부 압력을 조절하는 압력조절밸브를 포함하고,
    상기 스팀라인은 복수이며 상기 가열탱크의 하단부와 상기 냉각 탱크 사이에 구비되는 것을 특징으로 하는 가열장치와 냉각장치를 구비한 전두부 제조시스템.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 개폐형 스팀보일러는,
    내부에 저장된 물을 가열하는 전기히터, 상기 전기히터에 전원을 공급하는 전원부, 상기 개폐형 스팀보일러 내부의 저장된 물의 양을 측정하는 수위센서, 상기 개폐형 스팀보일러 내부의 저장된 물의 온도를 측정하는 온도센서, 상기 개폐형 스팀보일러 내부압력을 측정하는 압력센서, 상기 개폐형 스팀보일러탱의 내부를 가압하는 제2가압펌프 및 상기 개폐형 스팀보일러 일측에 구비되어 상기 개폐형 스팀보일러의 내부 압력을 조절하는 압력조절부 및 상기 개폐형 스팀보일러로 물을 공급하는 물공급수단을 포함하며,
    상기 개폐형 스팀보일러의 상기 뚜껑은 몸체와 크램프로 구성된 도킹수단에 의해 개폐가능한 것을 특징으로 하는 가열장치와 냉각장치를 구비한 전두부 제조시스템.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 스팀라인에 구비되는 스팀공급펌프를 더 포함하고,
    상기 수위센서, 상기 압력센서 및 상기 온도센서에서 측정된 데이터를 기반으로, 상기 제1가압펌프와 압력조절밸브를 제어하여 상기 가열탱크의 내부 압력을 조절하고, 상기 제1교반기 구동모터를 제어하며, 상기 전원부를 제어하여 상기 전기히터의 온도를 조절하고, 상기 제2가압펌프와 상기 압력조절부를 제어하여 상기 개폐형 스팀보일러 내부압력을 조절하며, 상기 스팀공급펌프를 제어하여 상기 가열탱크 내로 공급되는 스팀의 유량을 조절하는 가열장치 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가열장치와 냉각장치를 구비한 전두부 제조시스템.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 냉각수단은 상기 열전냉각소자의 냉각면과 상기 냉각탱크 외면 사이에 구비되는 열교환기 및 상기 열전냉각소자의 방열면 측에 구비되는 냉각팬을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가열장치와 냉각장치를 구비한 전두부 제조시스템.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 냉각수단은,
    내면과 상기 냉각탱크의 외면에 특정공간을 갖도록 구성되어 내부로 냉매가 순환되는 냉매 순환부, 상기 열전냉각소자의 냉각면과 방열면 각각에 구비되는 열교환기, 상기 냉각면에 구비되는 열교환기의 일측과 상기 냉매순환부와 연결되어 상기 냉매를 상기 냉매순환부로 공급하는 냉매 공급라인 및 상기 냉매순환부와 상기 냉각면에 구비되는 열교환기의 타측과 연결되어 상기 냉매를 상기 냉매순환부에서 상기 냉각면에 구비되는 열교환기 측으로 유입시키는 냉매 유입라인 및 상기 냉매를 순환시키기 위한 동력을 제공하는 순환펌프를 포함하며,
    상기 냉각면 측에 구비된 열교환기에서 상기 냉각면이 상기 냉매의 열을 흡수하여 상기 냉매를 냉각시켜, 냉각된 냉매가 상기 냉매순환부로 공급되어 상기 냉각탱크 내에 저장된 콩가루혼합물을 냉각시키는 것을 특징으로 하는 가열장치와 냉각장치를 구비한 전두부 제조시스템.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 유입관에 구비되는 콩가루혼합물 공급펌프를 더 포함하고,
    상기 제2교반기 구동모터를 제어하고, 상기 순환펌프를 제어하여 상기 냉매순환부에 공급되는 냉매의 유량을 조절하며, 상기 열전냉각소자를 제어하여 상기 냉각면과 상기 방열면의 온도를 설정하고, 상기 냉각팬의 구동을 제어하며, 상기 콩가루혼합물 공급펌프를 제어하여 상기 냉각탱크로 공급되는 콩가루혼합물의 유량을 조절하는 냉각장치 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가열장치와 냉각장치를 구비한 전두부 제조시스템.
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