WO2022080796A1 - 진공을 이용하여 식품에 첨가물을 주입하기 위한 식품 제조 장치 및 방법 - Google Patents

진공을 이용하여 식품에 첨가물을 주입하기 위한 식품 제조 장치 및 방법 Download PDF

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WO2022080796A1
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vacuum
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additive
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오영화
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주식회사 애드스윗
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    • A23V2250/20—Natural extracts
    • A23V2250/21—Plant extracts

Definitions

  • the present invention relates to a food manufacturing apparatus and method for injecting an additive into food.
  • Natural foods such as agricultural products and forest products are generally consumed as they are produced in nature without going through a separate processing process.
  • Fruit contains the most water at 85-90%, and contains the rest of proteins, fats, sugars, carbohydrates, and minerals.
  • the taste of fruits is sweet and sour, and the balance between sweet and sour is best when fully ripe.
  • the quality of a fruit is determined by its shape, meat quality, sugar content, active ingredients, and the like.
  • the sour taste of fruits is due to organic acids such as malic acid, citric acid, and tartaric acid, citric acid in citrus fruits, tartaric acid in grapes, and malic acid in apples.
  • fruits contain natural pigments such as anthocyanins, carotenoids, flavonoids, and chlorophyll.
  • fragrance components of fruits There are dozens of types of fragrance components of fruits, and they harmonize to create a unique fragrance of various fruits.
  • An object of the present invention is to provide a food manufacturing apparatus and method for injecting additives into food capable of preventing discharge.
  • a first vacuum chamber having an accommodating space therein; a second vacuum chamber positioned inside the first vacuum chamber and having an accommodation space; a cover for closing the first vacuum chamber and the second vacuum chamber; a first vacuum pump connected to the first vacuum chamber to suck air inside the first vacuum chamber; a second vacuum pump connected to the second vacuum chamber to suck air inside the second vacuum chamber; a connection valve connecting and blocking the first vacuum chamber and the second vacuum chamber; an additive storage tank for storing additives for injection into food; a supply nozzle connected to the additive storage tank for supplying an additive into the second vacuum chamber; an injection valve connecting and blocking the additive storage tank and the supply nozzle; a control unit for controlling the operation of the first and second vacuum pumps; Including, food is accommodated in the second vacuum chamber, the first vacuum pump suctions until the first vacuum pressure inside the first and second vacuum chambers in the open state of the connection valve, When the first vacuum pressure is reached, the connection valve is closed, and the inside of the second vacuum chamber is sucked into the second vacuum chamber by the second vacuum pump until the second
  • the injection valve is closed, and air is injected into the second vacuum chamber to release the vacuum state.
  • a second air storage tank for storing air is connected to the second vacuum pump, the second air storage tank is connected to the additive storage tank and a flow path, and a fourth valve is installed in the flow path,
  • the fourth valve When the inside of the second vacuum chamber is between the first vacuum pressure and the second vacuum pressure, the fourth valve is opened so that the air pressure can be transferred to the additive storage tank.
  • a food manufacturing method for injecting an additive into food includes a first vacuum chamber having an accommodating space therein, and a second vacuum chamber positioned inside the first vacuum chamber and having an accommodating space. preparing a; placing food in the second vacuum chamber and closing the first vacuum chamber and the second vacuum chamber; sucking the air inside the first and second vacuum chambers until the first vacuum pressure is reached; When the first vacuum pressure is reached, blocking between the first vacuum chamber and the second vacuum chamber, and sucking the inside of the second vacuum chamber until a second vacuum pressure lower than the first vacuum pressure ; when the inside of the second vacuum chamber is between the first vacuum pressure and the second vacuum pressure, supplying an additive into the second vacuum chamber for a predetermined time so that the additive component is injected into the food; includes
  • injecting air into the second vacuum chamber to release the vacuum state, and opening the second vacuum chamber to take out the food further includes
  • an additive to food that can improve sugar content or ingest other functional ingredients by penetrating active ingredients into foods such as fruits, and prevent discharge of the impregnated active ingredients even when the external temperature rises It is possible to provide a food manufacturing apparatus and method for injecting.
  • FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a food manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2A to 2E are views sequentially illustrating a method of manufacturing food using the food manufacturing apparatus of FIG. 1 .
  • FIG. 3 is a graph showing a pressure change in a food manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a food manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • 2A to 2E are views sequentially illustrating a method of manufacturing food using the food manufacturing apparatus of FIG. 1 .
  • 3 is a graph showing a pressure change in a food manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
  • the food manufacturing apparatus of the present invention is to improve sugar content or to contain other functional ingredients by penetrating additives that provide beneficial effects to natural foods such as fruits.
  • the food may be agricultural products, livestock products, or forest products, and the type of food is not limited as long as it can exhibit a beneficial effect by penetrating the additives into the food.
  • Agricultural products can be fruits, tomatoes, cherry tomatoes, carrots, cucumbers, pumpkins, etc.
  • livestock products can be pork, beef, chicken, etc.
  • forest products can be chestnuts, walnuts, pine nuts, etc.
  • Additives are manufactured by dissolving in water and penetrating into the food to have a more advantageous effect than the natural food, and may be a medicinal ingredient, an edible ingredient, a fragrance ingredient, and the like.
  • the edible ingredient may be sugar or salt, for example, stevioside, rebaudioside A, sucralose, neotame, aspartame, or salt.
  • the food manufacturing apparatus of the present invention includes a first vacuum chamber 101 , a second vacuum chamber 102 , a cover 103 , a first vacuum pump 110 , a connection valve 121 , and a second It includes a vacuum pump 130 , an additive storage tank 140 , a supply nozzle 150 , an injection valve 145 , a control unit, and the like.
  • the first vacuum chamber 101 has an open top and has an accommodation space therein.
  • the second vacuum chamber 102 is located inside the first vacuum chamber 101 and has an accommodation space.
  • Food contained in the storage network 105 for example, fruit, may be stored in the second vacuum chamber 102 .
  • the fruit may be, for example, pre-treated cherry tomatoes.
  • the storage network 105 is manufactured in the form of a network that can accommodate food inside and allows fluid to enter and exit freely.
  • the second vacuum chamber 102 is partitioned into a plurality, and a storage network 105 containing cherry tomatoes may be located in each partition.
  • the cover 103 closes the first vacuum chamber 101 and the second vacuum chamber 102 so that the fluid is not introduced.
  • the first vacuum pump 110 is connected to the first vacuum chamber 101 to suck the air inside the first vacuum chamber 101 .
  • a first air storage tank 111 is connected to the first vacuum pump 110 , and air is sucked through a flow path 113 connected to the first vacuum chamber 101 .
  • a first valve 112 may be connected to the flow path 113 to open and close the flow path 113 .
  • connection valve 121 connects and blocks between the first vacuum chamber 101 and the second vacuum chamber 102 .
  • the flow path 123 connects between the first vacuum chamber 101 and the second vacuum chamber 102 , and the connection valve 121 is installed in the flow path 123 .
  • the third air storage tank 120 may be connected to the connection valve 121 , and a drain valve 122 for discharging the fluid may be installed in the third air storage tank 120 .
  • the first vacuum pump 110 may suck in air in the second vacuum chamber 102 in a state in which the connection valve 121 is opened.
  • the second vacuum pump 130 is connected to the second vacuum chamber 102 to suck in air inside the second vacuum chamber 102 .
  • a second air storage tank 131 is connected to the second vacuum pump 130 , and air is sucked through a flow path 134 connected to the second vacuum chamber 102 .
  • a second valve 132 may be connected to the flow path 134 to open and close the flow path 134 .
  • a drain valve 133 may be installed in the second air storage tank 131 .
  • the additive storage tank 140 stores additives for injection into food.
  • the additive may be a sugar such as stevioside.
  • the supply nozzle 150 is connected to the additive storage tank 140 to supply the additive into the second vacuum chamber 102 .
  • a plurality of supply nozzles 150 may be installed in the upper portion of the second vacuum chamber 102 , one for each compartment.
  • the supply nozzle 150 may spray the additive in the form of a mist.
  • the injection valve 145 connects and blocks the additive storage tank 140 and the supply nozzle 150 .
  • the additive in the additive storage tank 140 may be supplied to the second vacuum chamber 102 through the supply nozzle 150 .
  • An air injection valve 160 or a pressure pump 170 is connected to the second vacuum chamber 102 .
  • the air injection valve 160 and the pressure pump 170 are used to increase the pressure by injecting air into the second vacuum chamber 102 .
  • the third pump 180 is connected to the second vacuum chamber 102 through a flow passage 185 , and a third valve 183 is installed in the flow passage 185 .
  • the third pump 180 is used to discharge the fluid in the second vacuum chamber 102 .
  • a fourth storage tank 181 for storing a fluid is connected to the third pump 180 , and a drain valve 182 is installed in the fourth storage tank 181 .
  • the second air storage tank 131 is connected to the additive storage tank 140 and the flow path 136 , and a fourth valve 135 may be installed in the flow path 136 .
  • the air pressure stored in the second air storage tank 131 is transmitted to the additive storage tank 140 through the flow path 136 , and the pressure for supplying the additive in the additive storage tank 140 into the second vacuum chamber 102 . can act as
  • the control unit controls the operation of parts such as the first and second vacuum pumps 110 and 130 , the first valve 112 , the second valve 132 , the connection valve 121 , and the injection valve 145 .
  • the first vacuum pump 110 is operated until the inside of the first and second vacuum chambers 101 and 102 in the state in which the connection valve 121 is opened becomes a first vacuum pressure, for example, 40 Torr as a vacuum gauge pressure. inhale At 40 Torr lower than atmospheric pressure, the gas in the cherry tomatoes may be discharged into the second vacuum chamber 102 to be in a good state for injecting additives into the cherry tomatoes.
  • a first vacuum pressure for example, 40 Torr as a vacuum gauge pressure.
  • the connection valve 121 is closed, and the inside of the second vacuum chamber 102 is lowered than the first vacuum pressure by the second vacuum pump 130 . Suction until the second vacuum pressure, for example, 100 Torr at the vacuum gauge pressure.
  • the additive is supplied when the pressure of the second vacuum chamber 102 is between 40 and 100 Torr.
  • the additive is injected into the cherry tomatoes of the second vacuum chamber 102 between 40 to 100 Torr lower than atmospheric pressure, and also at this time to maintain the pressure of the second vacuum chamber 102 between 40 to 100 Torr. 2
  • the vacuum pump 130 is operated.
  • the fourth valve 135 and the injection valve 145 are controlled by the controller in association with the amount to be injected and the pressure in the second vacuum chamber 102 to adjust the injection amount of the additive.
  • the injection valve 145 is closed, and the pressure in the second vacuum chamber 102 is increased to 40 Torr using the air injection valve 160 or the pressure pump 170, and when the The connection valve 121 is opened to communicate the first vacuum chamber 101 and the second vacuum chamber 102 .
  • the pressure of the first and second vacuum chambers 101 and 102 is increased to atmospheric pressure by using the air injection valve 160 or the pressure pump 170, and the second vacuum chamber 102 is opened to take out the food and wash. After sterilization, sorting, and packaging, it can be shipped.
  • external air is introduced to apply pressure to the cherry tomatoes, and by this pressure, the additive component can be more evenly distributed in the cherry tomatoes.
  • the additive remaining in the second vacuum chamber 102 is stored in the fourth storage tank 181 by operating the third pump 180 .
  • This process can be repeated several times, and by repeating this process, the additive component can penetrate more deeply into the space elements in the cherry tomatoes to improve marketability.
  • the gas in the cherry tomatoes is discharged, and it is in a good state for injecting additives into the cherry tomatoes.
  • the pressure of the second vacuum chamber 102 is between 40 and 100 Torr, the additive is injected into the cherry tomatoes, and the additive is injected into the cherry tomatoes at a vacuum pressure lower than atmospheric pressure. Accordingly, there is no phenomenon that the active ingredient is discharged to the outside of the fruit or the surface is cracked at atmospheric pressure when cherry tomatoes injected with additives are sold on the market. In addition, even when the outdoor temperature rises as in summer, the active ingredients injected into cherry tomatoes are not discharged to the outside of the fruit or the surface is not cracked.
  • a first vacuum chamber 101 having an accommodating space therein, and a second vacuum chamber 102 positioned inside the first vacuum chamber 101 and having an accommodating space prepare
  • the food is placed inside the second vacuum chamber 102 , and the first vacuum chamber 101 and the second vacuum chamber 102 are closed with the cover 103 .
  • Food may be accommodated in the storage network 105, for example, cherry tomatoes.
  • the first vacuum pressure may be 40 Torr as a vacuum gauge pressure. While the pressure is lowered to the first vacuum pressure lower than atmospheric pressure, the air in the cherry tomatoes stored in the second vacuum chamber 102 escapes to the outside, so that additives can be easily injected into the cherry tomatoes.
  • the connection valve 121 is closed to close the first vacuum chamber 101 and the second vacuum chamber 101 ,
  • the second vacuum chamber 102 is cut off, and the inside of the second vacuum chamber 102 is sucked using the second vacuum pump 130 until the second vacuum pressure is lower than the first vacuum pressure.
  • the second vacuum pressure may be 100 Torr as a vacuum gauge pressure.
  • the second valve 132 and the second vacuum pump 130 may be automatically controlled by the controller so that the pressure in the second vacuum chamber 102 is between 40 and 100 Torr.
  • the additive is supplied into the second vacuum chamber 102 for a predetermined time.
  • the predetermined time may be, for example, 10 minutes or less.
  • the injection valve 145 is opened, and the additive is supplied into the second vacuum chamber 102 through the supply nozzle 150 .
  • the fourth valve 135 is opened, and the air pressure stored in the second air storage tank 131 is transferred to the additive storage tank 140 through the flow path 136 , and the additive in the additive storage tank 140 is removed. It may be supplied to the second vacuum chamber 102 .
  • the fourth valve 135 and the injection valve 145 may be controlled by the controller to automatically open.
  • connection valve 121 is opened and the first and second vacuum chambers 101 and 102 become atmospheric pressure. Release the vacuum by infusing air until
  • the cover 103 is opened to take out the food from the second vacuum chamber 102 .
  • the third valve 183 is opened, and the inside of the second vacuum chamber 102 is sucked by the third pump 180 to remove the fluid in the second vacuum chamber 102 . can be discharged outside.
  • the additive from the additive storage tank 140 is It is supplied to the second vacuum chamber 102 so that it can be injected into food.
  • the additive is sprayed into the second vacuum chamber 102 in the form of a mist, and in a vacuum state lower than atmospheric pressure, the additive can be more easily injected into the cherry tomatoes.

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Abstract

본 발명은 식품에 첨가물을 주입하기 위한 식품 제조 장치 및 방법에 관한 것이다. 상기 식품 제조 장치는 내부에 수용공간을 갖는 제1 진공챔버; 상기 제1 진공챔버의 내부에 위치되고 수용공간을 갖는 제2 진공챔버; 상기 제1 진공챔버 및 상기 제2 진공챔버를 폐쇄하는 커버; 상기 제1 진공챔버와 연결되어 상기 제1 진공챔버 내부의 공기를 흡입하는 제1 진공펌프; 상기 제2 진공챔버와 연결되어 상기 제2 진공챔버 내부의 공기를 흡입하는 제2 진공펌프; 상기 제1 진공챔버와 상기 제2 진공챔버 사이를 연결 및 차단하는 연결밸브; 식품에 주입하기 위한 첨가물을 저장하는 첨가물 저장탱크; 상기 첨가물 저장탱크와 연결되어 첨가물을 상기 제2 진공챔버 내로 공급하기 위한 공급노즐; 상기 첨가물 저장탱크와 상기 공급노즐 사이를 연결 및 차단하는 주입밸브; 상기 제1 및 제2 진공펌프의 작동을 제어하는 제어부; 를 포함하고, 식품은 상기 제2 진공챔버 내에 수용되고, 상기 제1 진공펌프는 상기 연결밸브가 개방된 상태에서 상기 제1 및 제2 진공챔버 내부가 제1 진공압력이 될 때까지 흡입하고, 상기 제1 진공압력에 도달되면, 상기 연결밸브를 폐쇄하고, 상기 제2 진공펌프에 의해 상기 제2 진공챔버 내부를 상기 제1 진공압력보다 낮은 제2 진공압력이 될 때까지 흡입하고, 첨가물은 상기 제2 진공챔버 내부가 상기 제1 진공압력과 상기 제2 진공압력 사이에 있을 때 상기 주입밸브를 통해 상기 제2 진공챔버에 공급된다. 이러한 구성에 따르면, 과일 등과 같은 식품에 유효성분을 침투시켜 당도를 향상시키거나 다른 기능성 성분을 섭취할 수 있도록 하고, 외부의 온도가 상승하더라도 함침된 유효성분의 배출을 방지할 수 있는 식품에 첨가물을 주입하기 위한 식품 제조 장치 및 방법을 제공할 수 있다.

Description

진공을 이용하여 식품에 첨가물을 주입하기 위한 식품 제조 장치 및 방법
본 발명은 식품에 첨가물을 주입하기 위한 식품 제조 장치 및 방법에 관한 것이다.
농산물, 임산물과 같은 천연식품은 별도의 가공 공정을 거치지 않고 자연에서 생산되는 그대로 섭취되는 것이 일반적이다.
농산물 중에서 특히 과일은 비타민 C가 풍부하고 단맛이 많으며 향기가 좋아 남녀노소 할 것없이 많이 섭취되고 있다.
과일에는 수분이 85~90％로 가장 많이 포함되고, 나머지 단백질, 지방, 당분, 탄수화물, 무기질 등이 포함되어 있다.
과일의 맛은 단맛, 신맛이 주고, 단맛과 신맛의 균형은 완숙되었을 때가 최고이다. 일반적으로, 과일의 품질은 모양과 육질, 당도, 유효 성분 등에 의해 결정된다.
과일의 신맛은 말산, 시트르산, 타르타르산 등의 유기산에 의한 것이고, 감귤류는 시트르산, 포도는 타르타르산, 사과는 말산이 주체를 이룬다. 그 밖에 과일에는 안토시아닌, 카로티노이드, 플라보노이드, 엽록소 등의 천연 색소가 들어 있다. 과일의 향기성분은 수십 종이 있으며, 이들이 조화를 이루어 각종 과일의 독특한 향기를 낸다.
이러한 과일들은 재배 방법, 종, 기후, 재배지 등에 따라 약간의 차이는 있으나 그 구성 성분은 거의 비슷하다.
최근 들어서는 인체에 유용한 각종 성분들을 다량으로 함유하는 웰빙식품이 인기를 끌고 있으나, 과일은 기본성분 이외에 인위적으로 다른 성분들의 함량을 증가시키는 방법은 많이 제안되지 않고 있다.
특히, 과일의 당도를 향상시키거나 다른 유효성분을 포함시키기 위해 노력이 이루어지고 있으나, 기존의 방법으로는 많은 한계가 있다. 과일에 유효성분을 함침시켰다 하더라도 함침시킬 당시의 온도 및 압력과 시중에 판매될 때의 온도 및 압력 차이에 따라 유효성분이 과일 외부로 배출되과 과일의 껍질이 갈라지는 현상도 일어난다.
따라서, 과일 등과 같은 천연식품에 유효성분을 침투시켜 당도를 향상시키거나 다른 기능성 성분을 섭취할 수 있도록 하고, 외부의 온도가 상승하더라도 함침된 유효성분의 배출을 방지할 수 있는 방법이 요구되는 실정이다.
또한, 육류나 어류에 유효성분을 침투시켜 육질을 개선하거나 다른 기능성 성분을 섭취할 수 있도록 하는 것도 필요하다.
따라서, 본 발명은 상기 사정을 감안하여 발명한 것으로, 과일 등과 같은 식품에 유효성분을 침투시켜 당도를 향상시키거나 다른 기능성 성분을 섭취할 수 있도록 하고, 외부의 온도가 상승하더라도 함침된 유효성분의 배출을 방지할 수 있는 식품에 첨가물을 주입하기 위한 식품 제조 장치 및 방법을 제공하고자 함에 목적이 있다.
상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명에 따른 식품 제조 장치는,
내부에 수용공간을 갖는 제1 진공챔버; 상기 제1 진공챔버의 내부에 위치되고 수용공간을 갖는 제2 진공챔버; 상기 제1 진공챔버 및 상기 제2 진공챔버를 폐쇄하는 커버; 상기 제1 진공챔버와 연결되어 상기 제1 진공챔버 내부의 공기를 흡입하는 제1 진공펌프; 상기 제2 진공챔버와 연결되어 상기 제2 진공챔버 내부의 공기를 흡입하는 제2 진공펌프; 상기 제1 진공챔버와 상기 제2 진공챔버 사이를 연결 및 차단하는 연결밸브; 식품에 주입하기 위한 첨가물을 저장하는 첨가물 저장탱크; 상기 첨가물 저장탱크와 연결되어 첨가물을 상기 제2 진공챔버 내로 공급하기 위한 공급노즐; 상기 첨가물 저장탱크와 상기 공급노즐 사이를 연결 및 차단하는 주입밸브; 상기 제1 및 제2 진공펌프의 작동을 제어하는 제어부; 를 포함하고, 식품은 상기 제2 진공챔버 내에 수용되고, 상기 제1 진공펌프는 상기 연결밸브가 개방된 상태에서 상기 제1 및 제2 진공챔버 내부가 제1 진공압력이 될 때까지 흡입하고, 상기 제1 진공압력에 도달되면, 상기 연결밸브를 폐쇄하고, 상기 제2 진공펌프에 의해 상기 제2 진공챔버 내부를 상기 제1 진공압력보다 낮은 제2 진공압력이 될 때까지 흡입하고, 첨가물은 상기 제2 진공챔버 내부가 상기 제1 진공압력과 상기 제2 진공압력 사이에 있을 때 상기 주입밸브를 통해 상기 제2 진공챔버에 공급된다.
또한, 상기 제2 진공챔버의 식품 내로 첨가물 주입이 완료되면, 상기 주입밸브를 폐쇄하고, 상기 제2 진공챔버 내부로 공기를 주입하여 진공 상태를 해제한다.
또한, 상기 제2 진공펌프에는 공기를 저장하는 제2 공기저장탱크가 연결되고, 상기 제2 공기저장탱크는 상기 첨가물 저장탱크와 유로로 연결되고, 상기 유로에는 제4 밸브가 설치되고,
상기 제2 진공챔버 내부가 상기 제1 진공압력과 상기 제2 진공압력 사이에 있을 때, 상기 제4 밸브가 개방되어 공기압이 상기 첨가물 저장탱크로 전달될 수 있게 하는 식품 제조 장치.
본 발명의 다른 실시예에 따른 식품에 첨가물을 주입하기 위한 식품 제조 방법은, 내부에 수용공간을 갖는 제1 진공챔버와, 상기 제1 진공챔버의 내부에 위치되고 수용공간을 갖는 제2 진공챔버를 마련하는 단계; 상기 제2 진공챔버 내부에 식품을 위치시키고, 상기 제1 진공챔버 및 상기 제2 진공챔버를 폐쇄하는 단계; 제1 진공압력이 될 때까지 상기 제1 및 제2 진공챔버 내부의 공기를 흡입하는 단계; 상기 제1 진공압력에 도달되면, 상기 제1 진공챔버와 상기 제2 진공챔버 사이를 차단하고, 상기 제2 진공챔버 내부를 상기 제1 진공압력보다 낮은 제2 진공압력이 될 때까지 흡입하는 단계; 상기 제2 진공챔버 내부가 상기 제1 진공압력과 상기 제2 진공압력 사이에 있을 때, 상기 제2 진공챔버 내부로 첨가물을 소정 시간 동안 공급하여 식품에 첨가물 성분이 주입되게 하는 단계; 를 포함한다.
또한, 소정 시간이 경과된 후, 상기 제2 진공챔버 내부로 공기를 주입하여 진공 상태를 해제하고, 상기 제2 진공챔버를 개방하여 식품을 꺼내는 단계; 를 더 포함한다.
본 발명에 따르면, 과일 등과 같은 식품에 유효성분을 침투시켜 당도를 향상시키거나 다른 기능성 성분을 섭취할 수 있도록 하고, 외부의 온도가 상승하더라도 함침된 유효성분의 배출을 방지할 수 있는 식품에 첨가물을 주입하기 위한 식품 제조 장치 및 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 식품 제조 장치의 구성을 도시하는 도면이다.
도 2a 내지 도 2e는 도 1의 식품 제조 장치를 이용하여 식품을 제조하는 방법을 순차적으로 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 식품 제조 방법에서 압력 변화를 나타내는 그래프이다.
<부호의 설명>
101 : 제1 진공챔버
102 : 제2 진공챔버
103 : 커버
105 : 저장망
110 : 제1 진공펌프
111 : 제1 공기저장탱크
112 : 제1 밸브
113 : 유로
120 : 제3 공기저장탱크
121 : 연결밸브
122 : 드레인 밸브
123 : 유로
130 : 제2 진공펌프
131 : 제2 공기저장탱크
132 : 제2 밸브
133 : 드레인 밸브
134 : 유로
135 : 제4 밸브
136 : 유로
140 : 첨가물 저장탱크
145 : 주입밸브
150 : 공급노즐
160 : 공기주입밸브
170 : 압력펌프
180 : 제3 펌프
181 : 제4 저장탱크
182 : 드레인 밸브
183 : 제3 밸브
185 : 유로
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서 각 도면의 구성요소들에 대해 참조부호를 부가함에 있어서 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 식품 제조 장치의 구성을 도시하는 도면이다. 도 2a 내지 도 2e는 도 1의 식품 제조 장치를 이용하여 식품을 제조하는 방법을 순차적으로 도시하는 도면이다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 식품 제조 방법에서 압력 변화를 나타내는 그래프이다.
본 발명의 식품 제조 장치는 과일 등과 같은 천연식품에 유리한 효과를 제공하는 첨가물을 침투시켜 당도를 향상시키거나 다른 기능성 성분을 함유할 수 있게 하는 것이다. 여기서, 식품은 농산물, 축산물 또는 임산물이 될 수 있고, 식품에 첨가물을 침투시켜 유리한 효과를 나타낼 수 있다면 식품의 종류는 제한되지 않는다. 농산물은 과일, 토마토, 방울토마토, 당근, 오이, 호박 등이 될 수 있고, 축산물은 돼지고기, 소고기, 닭고기 등이 될 수 있고, 임산물은 밤, 호두, 잣 등이 될 수 있다.
첨가물은 물에 용해시켜 제조하고, 식품에 침투시켜 자연 그대로의 식품보다 유리한 효과를 나타낼 수 있도록 하는 것으로, 약용성분, 식용성분, 향기성분 등이 될 수 있다. 식용성분은 당분이나 염분이 될 수 있고, 예를 들어 스테비오사이드, 레 바우 디오 사이드 A, 수크랄로스, 네오탐, 아스파탐, 소금이 될 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 식품 제조 장치는 제1 진공챔버(101), 제2 진공챔버(102), 커버(103), 제1 진공펌프(110), 연결밸브(121), 제2 진공펌프(130), 첨가물 저장탱크(140), 공급노즐(150), 주입밸브(145), 제어부 등을 포함한다.
제1 진공챔버(101)는 상부가 개방되고 내부에 수용공간을 갖는다.
제2 진공챔버(102)는 제1 진공챔버(101)의 내부에 위치되고 수용공간을 갖는다. 제2 진공챔버(102)의 내부에는 저장망(105)에 담겨진 식품, 예를 들어 과일이 저장될 수 있다. 과일은 일례로 전처리한 방울토마토가 될 수 있다. 저장망(105)은 내부에 식품을 수용할 수 있으면서 유체의 출입이 자유로운 망 형태로 제작된다. 제2 진공챔버(102)는 복수 개로 구획되고, 각각의 구획마다 방울토마토가 담겨진 저장망(105)이 위치될 수 있다.
커버(103)는 유체가 유입되지 않도록 제1 진공챔버(101) 및 제2 진공챔버(102)를 폐쇄한다.
제1 진공펌프(110)는 제1 진공챔버(101)와 연결되어 제1 진공챔버(101) 내부의 공기를 흡입한다. 제1 진공펌프(110)에는 제1 공기저장탱크(111)가 연결되고, 제1 진공챔버(101)와 연결되는 유로(113)를 통해 공기를 흡입한다. 유로(113)에는 제1 밸브(112)가 연결되어 유로(113)를 개폐할 수 있다.
연결밸브(121)는 제1 진공챔버(101)와 제2 진공챔버(102) 사이를 연결 및 차단한다. 유로(123)는 제1 진공챔버(101)와 제2 진공챔버(102) 사이를 연결하고, 연결밸브(121)는 유로(123)에 설치된다. 연결밸브(121)에는 제3 공기저장탱크(120)가 연결되고, 제3 공기저장탱크(120)에는 유체의 배출을 위한 드레인 밸브(122)가 설치될 수 있다. 제1 진공펌프(110)는 연결밸브(121)가 개방된 상태에서 제2 진공챔버(102) 내의 공기를 흡입할 수 있다.
제2 진공펌프(130)는 제2 진공챔버(102)와 연결되어 제2 진공챔버(102) 내부의 공기를 흡입한다. 제2 진공펌프(130)에는 제2 공기저장탱크(131)가 연결되고, 제2 진공챔버(102)와 연결되는 유로(134)를 통해 공기를 흡입한다. 유로(134)에는 제2 밸브(132)가 연결되어 유로(134)를 개폐할 수 있다. 제2 공기저장탱크(131)에는 드레인 밸브(133)가 설치될 수 있다.
첨가물 저장탱크(140)는 식품에 주입하기 위한 첨가물을 저장한다. 본 실시예에서, 첨가물은 스테비오사이드와 같은 당분이 될 수 있다.
공급노즐(150)은 첨가물 저장탱크(140)와 연결되어 첨가물을 제2 진공챔버(102) 내로 공급한다. 공급노즐(150)은 제2 진공챔버(102)의 상부에 각각의 구획마다 하나씩 복수 개가 설치될 수 있다. 공급노즐(150)은 첨가물을 안개 형태로 분무할 수 있다.
주입밸브(145)는 첨가물 저장탱크(140)와 공급노즐(150) 사이를 연결 및 차단한다. 주입밸브(145)가 개방된 상태에서 첨가물 저장탱크(140) 내의 첨가물은 공급노즐(150)을 통해 제2 진공챔버(102)로 공급될 수 있다.
제2 진공챔버(102)에는 공기주입밸브(160) 또는 압력펌프(170)가 연결된다. 공기주입밸브(160) 및 압력펌프(170)는 제2 진공챔버(102) 내로 공기를 주입하여 압력을 상승시키기 위해 사용된다.
제3 펌프(180)는 유로(185)를 통해 제2 진공챔버(102)와 연결되고, 유로(185)에는 제3 밸브(183)가 설치된다. 제3 펌프(180)는 제2 진공챔버(102) 내의 유체를 배출하기 위해 사용된다. 제3 펌프(180)에는 유체를 저장하기 위한 제4 저장탱크(181)가 연결되고, 제4 저장탱크(181)에는 드레인 밸브(182)가 설치된다.
제2 공기저장탱크(131)는 첨가물 저장탱크(140)와 유로(136)로 연결되고, 유로(136)에는 제4 밸브(135)가 설치될 수 있다. 제2 공기저장탱크(131)에 저장되는 공기압은 유로(136)를 통해 첨가물 저장탱크(140)로 전달되어, 첨가물 저장탱크(140) 내의 첨가물을 제2 진공챔버(102) 내로 공급하기 위한 압력으로 작용할 수 있다.
제어부는 제1 및 제2 진공펌프(110, 130), 제1 밸브(112), 제2 밸브(132), 연결밸브(121), 주입밸브(145) 등 부품들의 작동을 제어한다.
본 발명의 식품 제조 장치에서, 식품은 제2 진공챔버(102) 내에 수용된다. 제1 진공펌프(110)는 연결밸브(121)가 개방된 상태에서 제1 및 제2 진공챔버(101, 102) 내부가 제1 진공압력, 예를 들어 진공게이지압으로 40 Torr가 될 때까지 흡입한다. 대기압보다 낮은 40 Torr에서 방울토마토 내의 기체는 제2 진공챔버(102) 내로 배출되어 방울토마토에 첨가물을 주입하기 좋은 상태가 될 수 있다.
제2 진공챔버(102) 내부가 제1 진공압력에 도달되면, 연결밸브(121)를 폐쇄하고, 제2 진공펌프(130)에 의해 제2 진공챔버(102) 내부를 제1 진공압력보다 낮은 제2 진공압력, 예를 들어 진공게이지압으로 100 Torr가 될 때까지 흡입한다. 첨가물은 제2 진공챔버(102)의 압력이 40~100 Torr 사이에 있을 때 공급된다.
그에 따라, 첨가물은 대기압보다 낮은 40~100 Torr 사이에서 제2 진공챔버(102)의 방울토마토 내부로 주입되고, 이때도 제2 진공챔버(102)의 압력을 40~100 Torr 사이로 유지하기 위해 제2 진공펌프(130)가 가동된다.
이때, 첨가물의 주입량을 조절하기 위해 제4 밸브(135)와 주입밸브(145)는 주입할 양과 제2 진공챔버(102) 내의 압력에 연동하여 제어부에 의해 제어된다.
첨가물의 주입이 완료되면 주입밸브(145)가 폐쇄되고, 제2 진공챔버(102) 내의 압력을 공기주입밸브(160) 또는 압력펌프(170)를 이용하여 40 Torr로 상승시키고, 40 Torr가 되면 연결밸브(121)를 개방하여 제1 진공챔버(101)와 제2 진공챔버(102)를 연통시킨다.
공기주입밸브(160) 또는 압력펌프(170)를 이용하여 제1 및 제2 진공챔버(101, 102)의 압력을 대기압으로 상승시키고, 제2 진공챔버(102)를 개방하여 식품을 꺼내고, 세척, 멸균, 선별 후 포장하여 출하할 수 있다. 제2 진공챔버(102)의 압력을 상승시키는 과정에서 외부 공기가 유입되어 방울토마토에 압력을 가하게 되고, 이러한 압력에 의해 첨가물 성분은 방울토마토 내에 더욱 고르게 분포될 수 있다.
제2 진공챔버(102)에 남아있는 첨가물은 제3 펌프(180)를 가동시켜 제4 저장탱크(181)에 저장한다.
이러한 과정은 수차례 반복될 수 있고, 이러한 과정이 반복됨으로써 첨가물 성분은 방울토마토 내의 공간 요소들에 더욱 깊숙히 침투하여 상품성을 향상시킬 수 있다.
종래에 과일의 당도를 향상시키거나 과일에 다른 유효성분을 포함시키기 위해 노력이 이루어지고 있으나 많은 한계가 있었고, 과일에 유효성분을 주입했다 하더라도 주입 당시의 온도 및 압력과 시중에 판매될 때의 온도 및 압력의 차이에 따라 유효성분이 과일 외부로 배출되거나 과일의 표면이 갈라지는 현상이 있었다.
본 발명에서는, 40 Torr 까지 제2 진공챔버(102)의 압력을 낮추는 동안 방울토마토 내의 기체는 배출되어 방울토마토 내부로 첨가물을 주입하기 좋은 상태가 된다. 제2 진공챔버(102)의 압력이 40~100 Torr 사이에 있을 때, 첨가물이 방울토마토 내부로 주입되므로, 첨가물은 대기압보다 낮은 진공압력에서 방울토마토에 주입된다. 그에 따라, 첨가물이 주입된 방울토마토가 시중에 판매될 때의 대기압에서 유효성분이 과일 외부로 배출되거나 표면이 갈라지는 현상이 발생되지 않는다. 또한, 여름철과 같이 외기온도가 상승할 때도 방울토마토에 주입된 유효성분이 과일 외부로 배출되거나 표면이 갈라지는 현상이 발생되지 않는다.
이하에서는, 본 발명의 식품 제조 장치를 이용하여 과일 등과 같은 식품에 첨가물을 주입하기 위한 방법을 도 2a 내지 도 2e를 참조하여 순차적으로 설명하기로 한다.
먼저, 도 2a에 도시된 바와 같이, 내부에 수용공간을 갖는 제1 진공챔버(101)와, 이러한 제1 진공챔버(101)의 내부에 위치되고 수용공간을 갖는 제2 진공챔버(102)를 마련한다.
다음에, 제2 진공챔버(102) 내부에 식품을 위치시키고, 커버(103)로 제1 진공챔버(101) 및 제2 진공챔버(102)를 폐쇄한다. 식품은 예를 들어, 방울토마토로 저장망(105)에 수용될 수 있다.
다음에, 제1 진공펌프(110)를 이용하여 제1 진공압력이 될 때까지 제1 및 제2 진공챔버(101, 102) 내부의 공기를 흡입한다. 이때, 제1 밸브(112)와 연결밸브(121)가 개방되어, 제1 진공챔버(101)와 제2 진공챔버(102)는 연통된다. 제1 진공압력은 진공게이지압으로 40 Torr가 될 수 있다. 대기압보다 낮은 제1 진공압력까지 압력을 낮추는 동안, 제2 진공챔버(102)에 저장된 방울토마토 내의 공기는 외부로 빠져나와 첨가물이 방울토마토 내로 쉽게 주입될 수 있는 상태가 된다.
다음에, 도 2b에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 진공챔버(101, 102) 내부가 제1 진공압력에 도달되면, 연결밸브(121)를 폐쇄하여 제1 진공챔버(101)와 제2 진공챔버(102) 사이를 차단하고, 제2 진공펌프(130)를 이용하여 제2 진공챔버(102) 내부를 제1 진공압력보다 낮은 제2 진공압력이 될 때까지 흡입한다. 제2 진공압력은 진공게이지압으로 100 Torr가 될 수 있다. 제2 진공챔버(102) 내의 압력이 40~100 Torr 사이에 있도록 제2 밸브(132)와 제2 진공펌프(130)는 제어부에 의해 자동으로 제어될 수 있다.
다음에, 제2 진공챔버(102) 내부가 제1 진공압력과 제2 진공압력 사이, 여기서는 40~100 Torr 사이에 있을 때 제2 진공챔버(102) 내부로 첨가물을 소정시간 동안 공급한다. 소정시간은 예를 들어, 10분 이하가 될 수 있다. 이를 위해, 주입밸브(145)가 개방되고, 공급노즐(150)을 통해 첨가물이 제2 진공챔버(102) 내로 공급된다.
이때, 제4 밸브(135)가 개방되어, 제2 공기저장탱크(131)에 저장되는 공기압이 유로(136)를 통해 첨가물 저장탱크(140)로 전달되어, 첨가물 저장탱크(140) 내의 첨가물을 제2 진공챔버(102)로 공급할 수 있다. 제2 진공챔버(102) 내부가 40~100 Torr 사이에 있을 때, 제4 밸브(135) 및 주입밸브(145)가 자동으로 개방되도록 제어부에 의해 제어될 수 있다.
다음에, 도 2c에 도시된 바와 같이, 소정 시간이 경과된 후, 공기주입밸브(160) 또는 압력펌프(170)를 이용하여 제2 진공챔버(102) 내부가 제1 진공압력이 될 때까지 공기를 주입한다. 여기서는, 제2 진공챔버(102) 내부가 40 Torr가 될 때까지 공기를 주입한다.
다음에, 도 2d에 도시된 바와 같이, 제2 진공챔버(102) 내부가 40 Torr에 도달하면, 연결밸브(121)를 개방하고 제1 및 제2 진공챔버(101, 102)가 대기압이 될 때까지 공기를 주입하여 진공을 해제한다.
다음에, 커버(103)를 개방하여 제2 진공챔버(102)에서 식품을 꺼낸다.
다음에, 도 2e에 도시된 바와 같이, 제3 밸브(183)를 개방하고, 제3 펌프(180)에 의해 제2 진공챔버(102) 내부를 흡입하여 제2 진공챔버(102) 내의 유체를 외부로 배출할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 식품 제조 방법에서는 제2 진공챔버(102) 내부가 제1 진공압력과 제2 진공압력 사이, 즉 40~100 Torr 사이에 있을 때, 첨가물 저장탱크(140)로부터 첨가물이 제2 진공챔버(102)로 공급되어 식품으로 주입될 수 있게 한다. 첨가물은 안개 형태로 제2 진공챔버(102) 내로 분무되고, 대기압보다 낮은 진공 상태에서 첨가물은 더욱 쉽게 방울토마토 내로 주입될 수 있다.
그에 따라, 과일이 대기압 및 여름철과 같은 고온에서도 첨가물이 외부로 배출되거나 과일의 표면이 갈라지는 등의 변화가 발생되지 않는다.
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정 또는 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.

Claims (5)

  1. 식품 제조 장치에 있어서,
    내부에 수용공간을 갖는 제1 진공챔버;
    상기 제1 진공챔버의 내부에 위치되고 수용공간을 갖는 제2 진공챔버;
    상기 제1 진공챔버 및 상기 제2 진공챔버를 폐쇄하는 커버;
    상기 제1 진공챔버와 연결되어 상기 제1 진공챔버 내부의 공기를 흡입하는 제1 진공펌프;
    상기 제2 진공챔버와 연결되어 상기 제2 진공챔버 내부의 공기를 흡입하는 제2 진공펌프;
    상기 제1 진공챔버와 상기 제2 진공챔버 사이를 연결 및 차단하는 연결밸브;
    식품에 주입하기 위한 첨가물을 저장하는 첨가물 저장탱크;
    상기 첨가물 저장탱크와 연결되어 첨가물을 상기 제2 진공챔버 내로 공급하기 위한 공급노즐;
    상기 첨가물 저장탱크와 상기 공급노즐 사이를 연결 및 차단하는 주입밸브;
    상기 제1 및 제2 진공펌프의 작동을 제어하는 제어부;
    를 포함하고,
    식품은 상기 제2 진공챔버 내에 수용되고,
    상기 제1 진공펌프는 상기 연결밸브가 개방된 상태에서 상기 제1 및 제2 진공챔버 내부가 제1 진공압력이 될 때까지 흡입하고,
    상기 제1 진공압력에 도달되면, 상기 연결밸브를 폐쇄하고, 상기 제2 진공펌프에 의해 상기 제2 진공챔버 내부를 상기 제1 진공압력보다 낮은 제2 진공압력이 될 때까지 흡입하고,
    첨가물은 상기 제2 진공챔버 내부가 상기 제1 진공압력과 상기 제2 진공압력 사이에 있을 때 상기 주입밸브를 통해 상기 제2 진공챔버에 공급되는 식품 제조 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 진공챔버의 식품 내로 첨가물 주입이 완료되면, 상기 주입밸브를 폐쇄하고,
    상기 제2 진공챔버 내부로 공기를 주입하여 진공 상태를 해제하는 식품 제조 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2 진공펌프에는 공기를 저장하는 제2 공기저장탱크가 연결되고,
    상기 제2 공기저장탱크는 상기 첨가물 저장탱크와 유로로 연결되고, 상기 유로에는 밸브가 설치되고,
    상기 제2 진공챔버 내부가 상기 제1 진공압력과 상기 제2 진공압력 사이에 있을 때, 상기 밸브가 개방되어 공기압이 상기 첨가물 저장탱크로 전달될 수 있게 하는 식품 제조 장치.
  4. 식품에 첨가물을 주입하기 위한 식품 제조 방법에 있어서,
    내부에 수용공간을 갖는 제1 진공챔버와, 상기 제1 진공챔버의 내부에 위치되고 수용공간을 갖는 제2 진공챔버를 마련하는 단계;
    상기 제2 진공챔버 내부에 식품을 위치시키고, 상기 제1 진공챔버 및 상기 제2 진공챔버를 폐쇄하는 단계;
    제1 진공압력이 될 때까지 상기 제1 및 제2 진공챔버 내부의 공기를 흡입하는 단계;
    상기 제1 진공압력에 도달되면, 상기 제1 진공챔버와 상기 제2 진공챔버 사이를 차단하고, 상기 제2 진공챔버 내부를 상기 제1 진공압력보다 낮은 제2 진공압력이 될 때까지 흡입하는 단계;
    상기 제2 진공챔버 내부가 상기 제1 진공압력과 상기 제2 진공압력 사이에 있을 때, 상기 제2 진공챔버 내부로 첨가물을 소정 시간 동안 공급하여 식품에 첨가물 성분이 주입되게 하는 단계;
    를 포함하는 식품 제조 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    소정 시간이 경과된 후, 상기 제2 진공챔버 내부로 공기를 주입하여 진공 상태를 해제하고, 상기 제2 진공챔버를 개방하여 식품을 꺼내는 단계;
    를 더 포함하는 식품 제조 방법.
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