WO2024205153A1 - 연속식 및 유가식 고온 고압의 가공향 반응기 - Google Patents

연속식 및 유가식 고온 고압의 가공향 반응기 Download PDF

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Ewha Womans University
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    • A23V2300/46—Ultra high pressure

Definitions

  • the present invention relates to a continuous and fed-batch high-temperature and high-pressure process flavor reactor, and more specifically, to a continuous and fed-batch high-temperature and high-pressure process flavor reactor designed to have a structure capable of continuously supplying a precursor or a reactant during a heating process for producing a process flavor, thereby improving the reaction efficiency in producing a process flavor and making the characteristics of the product more diverse.
  • processed flavors are not only used to enhance the flavor and aroma of food, but are also used to improve the preservation of food to maintain freshness for a long time, or to manufacture food for special purposes such as health food, food for patients, and food for religious purposes.
  • This batch-type high-temperature, high-pressure processing aroma reactor carries out a heating reaction at 90°C to 120°C to produce processing aroma, and immediately before the heating reaction, precursors and reactants are added in appropriate amounts and the heating reaction is carried out in a completely sealed state. At this time, since the reaction is carried out at a high temperature of 100°C or higher inside the completely sealed high-temperature, high-pressure processing aroma reactor, the heating process is carried out in a state where the internal pressure is high due to water vapor.
  • An embodiment of the present invention provides a continuous and fed-batch high-temperature and high-pressure processed fragrance reactor, which can continuously or semi-continuously add additives such as precursors and reactants during the process of manufacturing processed fragrance through a heating process of precursors and reactants under completely sealed high-temperature and high-pressure reaction conditions, thereby improving the reaction efficiency during the manufacturing of processed fragrance and making the characteristics of the product more diverse.
  • an embodiment of the present invention provides a continuous and fed-batch high-temperature, high-pressure processed flavor reactor that can easily implement continuous and semi-continuous supply of additives in the middle of a heating process through a simple structural change of adding a material supply device for continuously supplying additives during the production of processed flavors to the reactor body.
  • a continuous and fed-batch high-temperature and high-pressure process flavor reactor comprising: a reactor body which generates a process flavor by a Maillard reaction under high-temperature and high-pressure reaction conditions by introducing a precursor and a reactant and then performing a heating process; and a material supply device which is provided to be in communication with one side of the reactor body and continuously or semi-continuously additionally supplies an additive material formed of at least one of the precursor and the reactant into the interior of the reactor body when the heating process of the reactor body is performed.
  • the material supply device may include a material supply chamber for storing the additive material in a sealed state, a vapor inlet connected to one side of the upper portion of the reactor body and the upper portion of the material supply chamber to guide steam generated inside the reactor body to the upper portion of the material supply chamber, and a material supply portion connected to the lower portion of the material supply chamber and the other side of the upper portion of the reactor body to supply the additive material stored inside the reactor body to the interior of the reactor body.
  • an inlet for injecting the additive material into the interior of the material supply chamber may be formed at the upper portion of the material supply chamber, and a sealing plug for sealing the inlet may be provided in an openable manner.
  • the steam inlet may include a steam inlet passage connected to the reactor body and the material supply chamber to guide the steam from an upper side of the reactor body to an upper portion of the material supply chamber, and a steam inlet valve arranged in the steam inlet passage to control the flow of the steam introduced along the steam inlet passage.
  • the material supply unit may include a material supply passage connected to the reactor body and the material supply chamber to guide the additive material from the lower portion of the material supply chamber to the upper other side of the reactor body, a material supply valve openably arranged in the material supply passage to control the flow of the additive material supplied along the material supply passage, and a supply amount measuring device arranged in the material supply passage between the material supply valve and the reactor body to measure the supply amount of the additive material supplied along the material supply passage.
  • the material supply device can be operated in at least one of a steam inflow mode in which the steam inflow valve is opened during a process in which the heating process of the reactor body is in progress to introduce the steam generated inside the reactor body into the material supply chamber, a material supply mode in which the material supply valve is opened while the steam inflow valve is open to supply the additive material stored in the material supply chamber into the interior of the reactor body, and an operation stop mode in which the steam inflow valve and the material supply valve are blocked to stop the introduction of the steam and the supply of the additive material.
  • a steam inflow mode in which the steam inflow valve is opened during a process in which the heating process of the reactor body is in progress to introduce the steam generated inside the reactor body into the material supply chamber
  • a material supply mode in which the material supply valve is opened while the steam inflow valve is open to supply the additive material stored in the material supply chamber into the interior of the reactor body
  • an operation stop mode in which the steam inflow valve and the material supply valve are blocked to stop the introduction of the steam and the supply of the additive material
  • the material supply device may further include a pressurizing device that is provided to communicate with the internal space of the material supply chamber and pressurizes the internal space of the material supply chamber so as to stably supply the additive material stored in the material supply chamber to the reactor body at a constant flow rate when necessary.
  • a pressurizing device that is provided to communicate with the internal space of the material supply chamber and pressurizes the internal space of the material supply chamber so as to stably supply the additive material stored in the material supply chamber to the reactor body at a constant flow rate when necessary.
  • the pressurizing device may include a pressurizing cylinder provided in a cylindrical shape communicating with the internal space of the material supply chamber, a pressurizing piston provided in a movable piston shape inside the pressurizing cylinder, and an actuator connected to the pressurizing piston to provide an operating force for movement of the pressurizing piston.
  • the material supply device can be operated in at least one mode among a steam inflow mode in which the material supply valve is blocked while the heating process of the reactor body is in progress, the steam inflow valve is opened and closed, and then the pressurization device is used to introduce the steam generated inside the reactor body into the material supply chamber, a material supply mode in which the material supply valve is opened while the steam inflow valve is blocked, and then the pressurization device is used to supply the additive material stored in the material supply chamber into the interior of the reactor body, and an operation stop mode in which the steam inflow valve and the material supply valve are blocked while the operation of the pressurization device is stopped to stop the introduction of the steam and the supply of the additive material.
  • a steam inflow mode in which the material supply valve is blocked while the heating process of the reactor body is in progress
  • the steam inflow valve is opened and closed
  • the pressurization device is used to introduce the steam generated inside the reactor body into the material supply chamber
  • a material supply mode in which the material supply valve is opened while the steam inflow valve is blocked
  • the pressurized piston may be moved in the first direction to increase the internal space by the driving force of the actuator, or the pressurized piston may be moved in the first direction by the pressure of the steam in a state where the driving force of the actuator is not applied.
  • the pressurized piston is moved in a second direction to reduce the internal space by the driving force of the actuator, so that the additive material stored in the internal space of the material supply chamber can be supplied to the reactor body.
  • an inclined surface portion having a downwardly inclined structure toward a portion connected to the material supply portion may be formed at the lower portion of the material supply chamber so that the additive material can smoothly slide to the material supply portion.
  • the material supply device may be provided in multiple units in the reactor body to selectively supply different types of the additive materials to the interior of the reactor body.
  • the reactor body may include a reactor tank that accommodates the precursor and the reactant and generates the processing aroma through a heating process, a reactor heater disposed outside the reactor tank to heat the precursor and the reactant stored in the reactor tank at high temperature and high pressure, a stirrer disposed inside the reactor tank and stirs the precursor and the reactant, a thermometer disposed in the reactor tank and measuring the internal temperature of the reactor tank, and a pressure gauge disposed in the reactor tank and measuring the internal pressure of the reactor tank.
  • the continuous and fed-batch high-temperature and high-pressure processing fragrance reactor is structured so that a material supply device is connected to one side of the reactor body to continuously or semi-continuously supply additional additives while a heating process is in progress in the reactor body, so that the reaction efficiency in the production of processing fragrance can be improved, and accordingly, processing fragrance of better quality than before can be produced.
  • the continuous and fed-batch high-temperature, high-pressure processing reactor is structured to introduce steam generated in the reactor body into the material supply chamber through the steam inlet, and then supply the additive material stored in the material supply chamber to the reactor body through the material supply unit by the pressure of the steam. Therefore, the additive material can be stably supplied to the inside of the reactor body while the reactor body and the material supply device are completely sealed, and the loss of the intermediate product generated inside the reactor body can be prevented in advance.
  • the continuous and fed-batch high-temperature and high-pressure processing reactor operates in one of the steam inflow mode, the material supply mode, and the operation stop mode by appropriately opening and closing the steam inflow valve of the steam inflow section and the material supply valve of the material supply section, so that the desired mode can be easily and conveniently set and changed by simply opening and closing the steam inflow valve and the material supply valve, and accordingly, the user can easily control the operation of the material supply device.
  • the continuous and fed-batch high-temperature and high-pressure processing reactor can continuously or semi-continuously supply an additive material during a heating process with only a simple structural change of adding a material supply device to an existing processing reactor, so that the existing batch-type high-temperature and high-pressure processing reactor can be recycled, thereby reducing the economic burden and the increase in installation work due to replacement, and the quality and performance of the processing reactor can be further improved with the simple work of adding a material supply device.
  • the continuous and fed-batch high-temperature and high-pressure processing reactor has a structure in which an additive material stored in a material supply chamber is stably supplied to the reactor body at a preset flow rate by using a pressurizing device that pressurizes the inside of the material supply chamber, so that the additive material can be forcibly supplied to the reactor body without being significantly affected by the properties or viscosity of the additive material, and since the supply amount of the additive material is proportional to the operating amount of the pressurizing device, the supply amount of the additive material can be accurately controlled by controlling the operation of the pressurizing device.
  • FIG. 1 is a schematic drawing of a continuous and fed-batch high-temperature, high-pressure processing reactor according to one embodiment of the present invention.
  • FIG 2 is a drawing showing the steam introduction mode by the continuous and fed-type high-temperature and high-pressure processing reactor shown in Figure 1.
  • Figure 3 is a drawing showing a material supply mode by a continuous and fed-type high-temperature, high-pressure processing reactor shown in Figure 1.
  • FIG. 4 is a schematic drawing of a continuous and fed-batch high-temperature, high-pressure processing reactor according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a schematic drawing of a continuous and fed-batch high-temperature, high-pressure processing reactor according to another embodiment of the present invention.
  • Figure 6 is a diagram showing the steam introduction mode by the continuous and fed-type high-temperature and high-pressure processing reactor shown in Figure 5.
  • Figure 7 is a drawing showing a material supply mode by a continuous and fed-type high-temperature, high-pressure processing reactor shown in Figure 5.
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a continuous and fed-batch high-temperature and high-pressure processing reactor (100) according to one embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a steam introduction mode by the continuous and fed-batch high-temperature and high-pressure processing reactor (100) illustrated in FIG. 1
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a material supply mode by the continuous and fed-batch high-temperature and high-pressure processing reactor (100) illustrated in FIG. 1.
  • a continuous and fed-type high-temperature, high-pressure processing reactor (100) may include a reactor body (110) and a material supply device (120).
  • the continuous and fed-batch high-temperature and high-pressure processing aroma reactor (100) may be simply referred to as a 'processing aroma reactor (100)'.
  • the processing aroma reactor (100) of the present embodiment as described above manufactures a processing aroma through a heating process based on a Maillard reaction and a Maillard-lipid interaction, and a material supply device (120) continuously supplies an additive material (M) formed as at least one of a precursor or a reactant, thereby improving the reaction efficiency of the processing aroma.
  • the processing aroma reactor (100) of the present embodiment generates processing aroma by a Maillard reaction through a heating process after a precursor and a reactant are injected into the interior of the reactor body (110).
  • the material supply device (120) continuously supplies an additive material (M) formed from a precursor and a reactant into the interior of the reactor body (110), thereby maximizing the reaction efficiency of the processing aroma.
  • the processing incense reactor (100) of the present embodiment can form the internal reaction conditions into a high temperature and high pressure state through a heating process during the production of the processing incense.
  • the interior of the reactor body (110) can be filled with high temperature and high pressure steam generated by heating the precursor and the reactant.
  • the reactor body (110) of the present embodiment can receive a precursor and a reactant and generate a process flavor through a heating process.
  • a high temperature and high pressure reaction condition can be formed inside the reactor body (110), and a process flavor can be generated according to the Maillard reaction under the reaction conditions.
  • the reactor body (110) can be formed with a structure identical to that of a conventional processing fragrance reactor used to generate processing fragrance.
  • the reactor body (110) of the present embodiment may include a reactor tank (111), a reactor heater (112), a stirrer (113), a thermometer (114), and a pressure gauge (115).
  • the reactor tank (111) is a tank-shaped configuration having an internal space (S) for accommodating a precursor and a reactant, and generates a processing aroma from the precursor and the reactant according to a heating reaction by a reactor heater (112).
  • the internal space (S) of the reactor tank (111) can be formed as a structure that is completely sealed from the outside air, and thus, the loss of highly volatile intermediate products such as ammonia and hydrogen sulfide generated during the heating process of the precursor and the reactant can be prevented in advance.
  • the reactor heater (112) may be placed on the outside of the reactor tank (111) to heat the precursor and reactants stored in the reactor tank (111) at high temperature and high pressure.
  • the reactor heater (112) is placed in a structure that surrounds the entire outer surface of the reactor tank (111).
  • the stirrer (113) may be placed in the reactor tank (111) to stir the precursor and the reactant stored in the reactor tank (111).
  • the lower part of the stirrer (113) may be placed inside the reactor tank (111), and a plurality of stirring blades may be formed to stir the precursor and the reactant stored in the reactor tank (111).
  • the upper part of the stirrer (113) may be placed so as to be exposed to the upper side of the reactor tank (111), so that the power of the stirrer (113) may be input.
  • the thermometer (114) can measure the internal temperature formed in the internal space (S) of the reactor tank (111) in real time.
  • the thermometer (114) can be positioned so as to penetrate the upper portion of the reactor tank (111).
  • the pressure gauge (115) can measure the internal pressure of the internal space (S) of the reactor tank (111) in real time.
  • the pressure gauge (115) can be positioned so as to penetrate the upper part of the reactor tank (111) to be identical to the thermometer (114).
  • the material supply device (120) of the present embodiment can continuously or semi-continuously additionally supply an additive material (M) formed as at least one of a precursor or a reactant into the interior of the reactor body (110) when the heating process of the reactor body (110) is in progress.
  • the material supply device (120) as described above can be provided so as to be connected to one side of the reactor body (110).
  • a plurality of material supply devices (120) may be provided in the reactor body (110) to selectively provide different types of additive materials (M) to the inside of the reactor body (110).
  • M additive materials
  • a single material supply device (120) is described as being provided in the reactor body (110), but the present invention is not limited thereto, and a plurality of material supply devices (120) may be provided in the reactor body (110) so that various types of additive materials (M) can be selectively supplied according to the manufacturing process of the processed material.
  • the additive material (M) is formed of at least one of a precursor or a reactant, and may be provided as a liquid material with low viscosity so that it can be smoothly supplied through the material supply unit (126) described later. However, it is not limited thereto, and the additive material (M) may be provided as a granular material and a liquid material with high viscosity.
  • the material supply device (120) of the present embodiment may include a material supply chamber (122), a steam inlet (124), and a material supply portion (126).
  • the material supply chamber (122) can store the additive material (M) in a sealed state.
  • the material supply chamber (122) as described above can be manufactured in a cylindrical shape with a hollow interior.
  • an inlet (1221) may be formed at the upper portion of the material supply chamber (122). Accordingly, the additive material (M) may be introduced into the internal space (S) of the material supply chamber (122) through the inlet (1221).
  • a sealing plug (1222) may be provided at the upper portion of the material supply chamber (122).
  • the sealing plug (1222) as described above may be arranged at the upper portion of the material supply chamber (122) with a structure for opening and closing the inlet (1221).
  • the sealing plug (1222) is described as being hinge-connected to the upper portion of the material supply chamber (122), but it is not limited thereto, and various types of opening and closing structures may be applied.
  • the steam inlet (124) can guide steam (V) generated inside the reactor body (110) to the upper part of the material supply chamber (122).
  • One end of the steam inlet (124) can be connected to one side of the upper part of the reactor body (110), and the other end of the steam inlet (124) can be connected to the upper part of the material supply chamber (122).
  • the steam inlet (124) may include a steam inlet passage (1241) and a steam inlet valve (1242).
  • the steam inlet passage (1241) can guide steam (V) from the upper side of the reactor body (110) to the upper side of the material supply chamber (122).
  • the steam inlet passage (1241) as described above can be provided as a pipe member.
  • One end of the steam inlet passage (1241) can be connected to the reactor body (110) so as to be communicative, and the other end of the steam inlet passage (1241) can be connected to the material supply chamber (122) so as to be communicative.
  • the steam inlet valve (1242) can control the flow of steam (V) flowing in along the steam inlet passage (1241).
  • the steam inlet valve (1242) can be placed in the steam inlet passage (1241).
  • the material supply unit (126) can supply the additive material (M) stored inside the reactor body (110) to the inside of the reactor body (110).
  • One end of the material supply unit (126) can be connected to the lower part of the material supply chamber (122) and the other end of the material supply unit (126) can be connected to the upper other side of the reactor body (110).
  • the material supply unit (126) may include a material supply passage (1261), a material supply valve (1262), and a supply amount meter (1263).
  • the material supply passage (1261) can guide the additive material (M) from the lower part of the material supply chamber (122) to the upper other side of the reactor body (110).
  • the material supply passage (1261) as described above can also be provided as a pipe member in the same manner as the steam inlet passage (1241).
  • One end of the material supply passage (1261) can be connected to the reactor body (110) and the other end of the material supply passage (1261) can be connected to the material supply chamber (122).
  • the connection position of the other end of the material supply passage (1261) and the material supply chamber (122) be arranged lower than the connection position of the other end of the steam inlet passage (1241) and the material supply chamber (122).
  • the material supply valve (1262) can control the flow of the additive material (M) supplied along the material supply passage (1261).
  • the material supply valve (1262) can be openably arranged in the material supply passage (1261).
  • the supply amount meter (1263) can measure the supply amount of the additive material (M) supplied along the material supply passage (1261).
  • the supply amount meter (1263) as described above can be formed as a flow meter or a flow rate meter and can be placed between one end and the other end of the material supply passage (1261).
  • the material supply device (120) of the present embodiment can be operated in at least one of a steam inflow mode, a material supply mode, and an operation stop mode.
  • the steam inflow valve (1242) in the steam inflow mode, can be opened during the heating process of the reactor body (110) to allow steam (V) generated inside the reactor body (110) to be introduced into the material supply chamber (122). That is, in the steam inflow mode, the steam inflow valve (1242) can be opened and the material supply valve (1262) can be closed. Accordingly, the steam (V) generated inside the reactor body (110) can be introduced into the material supply chamber (122) through the steam inflow passage (1241), and the internal pressure of the material supply chamber (122) can be increased to be the same as the internal pressure of the reactor body (110).
  • the material supply mode can supply the additive material (M) stored in the material supply chamber (122) into the interior of the reactor body (110) by opening the material supply valve (1262) in the steam inflow mode. That is, in the material supply mode, the steam inflow valve (1242) can be opened, and the material supply valve (1262) can also be opened. Accordingly, the additive material (M) stored in the material supply chamber (122) can be naturally supplied into the interior of the reactor body (110) through the material supply passage (1261) by the pressure and gravity of the steam (V) introduced into the material supply chamber (122).
  • the stop mode can stop the introduction of steam (V) and the supply of the additive material (M) by blocking the steam inlet valve (1242) and the material supply valve (1262). That is, in the stop mode, the steam inlet valve (1242) can be blocked, and the material supply valve (1262) can also be blocked. Accordingly, the introduction of steam (V) of the reactor body (110) into the material supply device (120) or the supply of the additive material (M) of the material supply device (120) to the reactor body (110) is stopped. Meanwhile, the work process of introducing the additive material (M) into the material supply chamber (122) is preferably performed in the stop mode.
  • FIG. 4 is a schematic drawing of a continuous and fed-batch high-temperature, high-pressure processing reactor (100') according to another embodiment of the present invention.
  • a continuous and fed-batch high-temperature and high-pressure processing reactor (100') differs from the continuous and fed-batch high-temperature and high-pressure processing reactor (100) illustrated in FIGS. 1 to 3 in that there is a difference in the structure of the material supply device (120').
  • the supply efficiency of the additive material (M) through the material supply unit (126') can be further increased by modifying the lower surface structure of the material supply chamber (122') and the arrangement structure of the material supply unit (126').
  • a downwardly inclined surface portion (112a) may be formed on the lower surface of the material supply chamber (122') toward the material supply passage (1261') of the material supply unit (126').
  • the lower surface structure of the material supply chamber (122') may be provided in a funnel shape that is connected to the other end of the material supply passage (1261') of the material supply unit (126') and is also formed to be downwardly inclined toward the other end of the material supply passage (1261').
  • the additive material (M) accommodated inside the material supply chamber (122') can move more smoothly along the inclined surface (122a) inside the material supply chamber (122') to the material supply passage (1261') of the material supply section (126'), unlike the material supply device (120) illustrated in FIGS. 1 to 3.
  • the arrangement structure of the material supply section (126') may be formed such that the material supply passage (1261') slopes downward from the material supply chamber (122') to the reactor body (110).
  • one end of the material supply passage (1261') may be connected to the reactor body (110) so as to be in communication with it, and the other end of the material supply passage (1261') may be connected to the lower part of the material supply chamber (122') so as to be in communication with it at a higher position than one end of the material supply passage (1261').
  • the other end of the material supply passage (1261') can be connected to the center of the lower surface of the material supply chamber (122') in a manner similar to the hollow tube formed at the center of the funnel. Accordingly, the additive material (M) introduced into the other end of the material supply passage (1261') can move more smoothly along the material supply passage (1261') which is formed to be inclined downward, unlike the material supply passage (1261) illustrated in FIGS. 1 to 3.
  • the continuous and fed-batch high-temperature and high-pressure processing reactor (100') can supply the additive material (M) more smoothly than the continuous and fed-batch high-temperature and high-pressure processing reactor (100) illustrated in FIGS. 1 to 3, so that even if the viscosity of the additive material (M) is high, the supply of the additive material (M) can be stably maintained.
  • a vibration generator or an ultrasonic generator on at least one of the inclined surface portion (122a) of the material supply chamber (122') or the material supply passage (1261').
  • the vibration generator or the ultrasonic generator provides vibration or ultrasonic waves to the inclined surface portion (122a) or the material supply passage (1261') during the supply process of the additive material (M), thereby improving the mobility and supply efficiency of the additive material (M).
  • FIG. 5 is a schematic diagram of a continuous and fed-batch high-temperature and high-pressure processing reactor (200) according to another embodiment of the present invention
  • FIG. 6 is a diagram showing a steam introduction mode by the continuous and fed-batch high-temperature and high-pressure processing reactor (200) shown in FIG. 5
  • FIG. 7 is a diagram showing a material supply mode by the continuous and fed-batch high-temperature and high-pressure processing reactor (200) shown in FIG. 5.
  • FIGS. 5 to 7 reference numerals that are identical or similar to those shown in FIGS. 1 to 3 indicate identical elements, and a detailed description thereof will be omitted.
  • differences between the continuous and fed-type high-temperature and high-pressure processing reactor (100) shown in FIGS. 1 to 3 will be mainly described.
  • a continuous and fed-batch high-temperature and high-pressure processing reactor (200) differs from the continuous and fed-batch high-temperature and high-pressure processing reactor (100) illustrated in FIGS. 1 to 3 in that it further includes a pressurizing device (222) for pressurizing the internal space of the material supply chamber (122).
  • the pressurizing device (222) of the present embodiment may be provided in the material supply chamber (122) so as to be in communication with the internal space of the material supply chamber (122).
  • the pressurizing device (222) as described above can stably supply the additive material (M) stored in the material supply chamber (122) to the reactor body (110) by providing pressure to the interior of the material supply chamber (122) when supplying the additive material (M).
  • the pressurizing device (222) can be operated while the steam inlet (124) is sealed and the material supply part (126) is opened to pressurize the internal space of the material supply chamber (122), thereby allowing the additive material (M) stored in the material supply chamber (122) to be forcibly moved to the internal space (S) of the reactor body (110) through the material supply part (126) according to the pressure of the pressurizing device (222).
  • the pressurizing device (222) of the present embodiment may include a pressurizing cylinder (2221), a pressurizing piston (2222), and an actuator (2223).
  • the pressurizing cylinder (2221) may be provided in a cylindrical shape on the side of the material supply chamber (122) so as to be in communication with the internal space of the material supply chamber (122).
  • One end of the pressurizing cylinder (2221) may be connected to the side of the material supply chamber (122) so as to be in communication with it, and the other end of the pressurizing cylinder (2221) may be arranged to be penetrable so that a piston rod of a pressurizing piston (2222) described later can move therethrough.
  • the pressurized piston (2222) is provided in a piston shape inside the pressurized cylinder (2221) and can be slidably moved along the inside of the pressurized cylinder (2221) by the actuator (2223). At this time, the pressurized piston (2222) can be moved along the inside of the pressurized cylinder (2221) by the pressure of the water vapor (V) or the operating force of the actuator (2223).
  • the pressurized piston (2222) can be moved along the interior of the pressurized cylinder (2221) by at least one of the pressure of steam (V) introduced through the steam inlet (124) or the operating force of the actuator (2223), but can be moved in the first direction (D1) in which the internal space of the material supply chamber (122) increases.
  • the pressurized piston (2222) can be moved along the interior of the pressurized cylinder (2221) by the force of the actuator (2223), but can be moved in the second direction (D2) in which the interior space of the material supply chamber (122) is reduced.
  • the pressurizing piston (2222) may include a piston member (2222a) that moves in a first direction (D1) or a second direction (D2) along the interior of the pressurizing cylinder (2221), and a piston rod (2222b) that is connected to the piston member (2222a) and an actuator (2223) and is movably formed through the other end of the pressurizing cylinder (2221).
  • the piston member (2222a) can change the internal pressure of the material supply chamber (122) while moving along the inside of the pressurized cylinder (2221). That is, when the piston member (222a) is moved in the first direction (D1) by the force of the actuator (2223), the internal pressure of the material supply chamber (122) can be lowered. And, when the piston member (222a) is moved in the second direction (D2) by the force of the actuator (2223), the internal pressure of the material supply chamber (122) can be increased.
  • the actuator (2223) is configured to provide a force to the piston rod (2222b) to move the piston member (2222a) along the inside of the pressurized cylinder (2221).
  • a hydraulic cylinder, a link member and a drive motor, or a gear member and a drive motor may be used as the actuator (2223).
  • the actuator (2223) as described above may be arranged to be controlled for operation by a separate control unit not shown in the drawing. Accordingly, the user can control the operation of the actuator (2223) by manipulating the control unit, and accordingly, the operation method of the pressurizing device (222) can be easily controlled by a preset program.
  • the pressurizing device (122) of this embodiment configured as described above can be operated in any one of the following modes: a steam inflow mode that introduces steam (V) generated inside the reactor body (110) into the inside of the material supply chamber (122); a material supply mode that supplies the additive material (M) stored in the material supply chamber (122) into the inside of the reactor body (110); and an operation stop mode that stops both the inflow of steam (V) and the supply of the additive material (M).
  • a steam inflow mode that introduces steam (V) generated inside the reactor body (110) into the inside of the material supply chamber (122)
  • a material supply mode that supplies the additive material (M) stored in the material supply chamber (122) into the inside of the reactor body (110)
  • an operation stop mode that stops both the inflow of steam (V) and the supply of the additive material (M).
  • steam (V) generated inside the reactor body (110) can be introduced into the material supply chamber (122).
  • the pressurization device (222) can smoothly receive high-pressure steam (V) from the reactor body (110) into the material supply chamber (122) by creating a vacuum state or maintaining the internal space of the material supply chamber (122) in a free-moving state.
  • the pressurizing piston (2222) may be moved in the first direction (D1) to increase the internal space of the material supply chamber (122) by the operating force of the actuator (2223), or may be moved in the first direction (D1) to increase the internal space of the material supply chamber (122) by the pressure of the steam (V) flowing into the material supply chamber (122). If the pressurizing piston (2222) is moved by the operating force of the actuator (2223) like the former, the steam inflow mode of the pressurizing device (222) can be stably executed with a preset control pattern, and if the pressurizing piston (2222) is moved by the pressure of the steam (V) like the latter, the operation cost of the actuator (2223) can be reduced because the operation of the actuator (2223) is unnecessary.
  • the additive material (M) stored in the material supply chamber (122) can be supplied into the interior of the reactor body (110).
  • the pressurizing device (222) can forcibly discharge the additive material (M) stored in the material supply chamber (122) into the interior of the reactor body (110) by pressurizing the internal space of the material supply chamber (122).
  • the pressurized piston (2222) can be moved in the second direction (D2) to reduce the internal space of the material supply chamber (122) by an external force applied in the second direction (D2) opposite to the first direction (D1), and as the internal space of the material supply chamber (122) is reduced, the pressure on the internal space of the material supply chamber (122) increases so that the additive material (M) can be forcibly discharged into the material supply section (126).
  • the pressurized piston (2222) can be moved in the second direction (D2) to reduce the internal space of the material supply chamber (122) by the operating force of the actuator (2223). Accordingly, the internal space of the material supply chamber (122) can be pressurized by the pressurized piston (2222), and accordingly, the additive material (M) in the material supply chamber (122) can be forcibly discharged toward the reactor body (110).
  • the continuous and fed-batch high-temperature and high-pressure processing reactor (200) according to the present embodiment illustrated in FIGS. 5 to 7 can, unlike the continuous and fed-batch high-temperature and high-pressure processing reactor (100) illustrated in FIGS. 1 to 3, determine in advance the supply amount of the additive material (M) by utilizing the distance moved by the pressurizing piston (2222) of the pressurizing device (222). Therefore, in the present embodiment, by controlling the operation of the pressurizing device (222), it is possible to accurately and easily control whether or not to supply the additive material (M) and the supply amount, and even if the additive material (M) has high viscosity, it can be stably supplied through the material supply unit (126).
  • the pressurizing device (222) is described as being mounted on the side of the material supply chamber (122) with a structure similar to a hydraulic cylinder, but it is not limited thereto, and it is obvious that various structures capable of applying pressure to the inside of the material supply chamber (122) can be applied.
  • the material supply chamber (122) as a pressure cylinder without additionally installing a separate pressure cylinder. That is, the pressure piston of the pressure device can be movably placed inside the material supply chamber (122) that functions as a pressure cylinder, and as it moves up and down along the inside of the material supply chamber (122), the introduction of water vapor (V) and the supply of the additional material (M) can be alternately performed.

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 연속식 및 유가식 고온 고압의 가공향 반응기는, 전구체와 반응물을 투입한 후 가열 공정을 진행하여 고온 고압의 반응 조건에서 메일라드(Maillard) 반응에 따라 가공향(process flavor)을 생성하는 반응기 본체, 및 상기 반응기 본체의 일측에 연통되도록 마련되고 상기 반응기 본체의 가열 공정이 진행될 때 상기 전구체 또는 상기 반응물 중 적어도 하나로 형성된 첨가 물질을 상기 반응기 본체의 내부에 연속적 또는 반연속적으로 추가 공급하는 물질 공급 장치를 포함할 수 있다.

Description

연속식 및 유가식 고온 고압의 가공향 반응기
본 발명은 연속식 및 유가식 고온 고압의 가공향 반응기에 관한 것으로서, 더 상세하게는 가공향(process flavor)의 제조를 위한 가열 공정 도중에 전구체나 반응물을 연속적으로 공급 가능한 구조로 가공향 반응기를 설계하여 가공향의 제조시 반응 효율을 향상시키고 제품의 특성을 더욱 다양하게 만들 수 있는 연속식 및 유가식 고온 고압의 가공향 반응기에 관한 것이다.
일반적으로, 식품의 기능과 역할은 시대적 요구에 따라 변화되고 있다. 식품의 기본적 기능인 생활에 필요한 에너지 공급 및 인체의 성장과 유지에 필요한 영양소의 공급 기능은 국민소득과 생활의 향상으로 그 중요도가 줄어가는 반면에, 식품의 색깔, 향기, 조직감 등과 같은 관능적 품질요소는 점차 중요해지고 있다. 또한, 현대사회에 접어들면서 제품의 조리 및 준비에 편의성과 편리성을 갖춘 HMR(home meal replacement)와 같은 가정간편식의 수요가 점차 커지고 있다.
그에 따라서, 조미식품 및 간편편의식의 시장이 빠른 속도로 증가하고 있는 추세이다. 즉, 식품의 기능과 가치는 고전적 '영양공급'에서 즐거움을 주는 '기호성' 역할이 증대되고 있으며, 식품의 에너지와 영양소의 공급역할도 양적인 개념보다 균형이 더욱 중요해지고 있다.
상기와 같이 식품의 역할과 요구가 변화됨에 따라 다양한 특성과 기능을 갖는 다양한 종류의 가공향을 개발하고 있는 추세이다. 즉, 가공향은 식품의 풍미와 향미를 높이기 위한 용도로 사용될 뿐만 아니라, 식품의 보존성을 향상시켜 신선도를 길게 유지시키는 용도나, 건강용 식품과 환자용 식품 및 종교용 식품 등과 같이 특별한 목적의 식품 제조 용도로도 사용되고 있다.
기존의 가공향은 배치식(batch type)으로 형성된 고온 고압의 가공향 반응기를 이용하여 제조되고 있다.
이러한 배치식 고온 고압의 가공향 반응기는 가공향을 생산하기 위해 섭씨 90℃-120℃에서 가열 반응을 진행하고 있으며, 가열 반응의 직전에 전구체와 반응물들을 적정량 투입한 후 완전 밀폐시킨 상태에서 가열 반응을 진행하고 있다. 이때, 완전 밀폐된 고온 고압의 가공향 반응기의 내부에서는 100℃ 이상의 고온으로 반응하고 있기 때문에 수증기에 의해 내부 압력이 높게 발생된 상태로 가열 공정을 진행하고 있다.
한편, 고온 고압의 가공향 반응기에서 pyrazines, thiazoles, thiophenes, oxazoles 등과 같은 가공향 주요 성분들이 생성되는 주요 반응(key reactions)은 메일라드(Maillard) 반응 및 메일라드-지질 상호반응(Maillard-lipid interaction)이 대표적이다.
이론적으로 살펴보면, 해당 반응들의 특성상 가공향 반응기의 내부에 전구체와 반응물 등을 연속적 또는 순차적으로 더 첨가하면, 반응의 효율을 높일 수 있고, 반응 산물들의 특성을 변화시킬 수 있다. 하지만, 기존에는 배치식 고온 고압의 가공향 반응기가 완전 밀폐된 상태로 고온 고압의 반응 조건에서 가열 공정이 이루어지는 도중에 전구체 또는 반응물을 추가로 투입하는 방식이 실질적으로 이루어지지 않는 한계가 있다.
관련 선행기술문헌으로는 한국공개특허 제10-2021-0094972호 (발명의 명칭: 미곡 조청 분말 제조방법 및 이의 제조시스템, 공개일: 2021.07.30)가 있다.
본 발명의 실시예는, 완전 밀폐된 고온 고압의 반응 조건에서 전구체와 반응물의 가열 공정으로 가공향을 제조하는 도중에 전구체와 반응물 등의 첨가 물질을 연속적 또는 반연속적으로 투입하여 가공향의 제조시 반응 효율을 향상시키고 제품의 특성을 더욱 다양하게 만들 수 있는 연속식 및 유가식 고온 고압의 가공향 반응기를 제공한다.
또한, 본 발명의 실시예는, 가공향의 제조 도중에 첨가 물질을 연속적으로 공급하는 물질 공급 장치를 반응기 본체에 추가하는 간단한 구조 변경을 통해서 가열 공정의 중간에 첨가 물질을 연속적 및 반연속적으로 공급하는 것을 쉽게 구현할 수 있는 연속식 및 유가식 고온 고압의 가공향 반응기를 제공한다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 전구체와 반응물을 투입한 후 가열 공정을 진행하여 고온 고압의 반응 조건에서 메일라드(Maillard) 반응에 의해 가공향(process flavor)을 생성하는 반응기 본체, 및 상기 반응기 본체의 일측에 연통되도록 마련되고 상기 반응기 본체의 가열 공정이 진행될 때 상기 전구체 또는 상기 반응물 중 적어도 하나로 형성된 첨가 물질을 상기 반응기 본체의 내부에 연속적 또는 반연속적으로 추가 공급하는 물질 공급 장치를 포함하는 연속식 및 유가식 고온 고압의 가공향 반응기를 제공한다.
바람직하게, 상기 물질 공급 장치는, 상기 첨가 물질을 밀폐 상태로 저장하는 물질 공급 챔버, 상기 반응기 본체의 내부에 발생된 수증기를 상기 물질 공급 챔버의 상부로 안내하도록 상기 반응기 본체의 상부 일측 및 상기 물질 공급 챔버의 상부에 연결된 증기 유입부, 및 상기 반응기 본체의 내부에 저장된 상기 첨가 물질을 상기 반응기 본체의 내부로 공급하도록 상기 물질 공급 챔버의 하부 및 상기 반응기 본체의 상부 타측에 연결된 물질 공급부를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 물질 공급 챔버의 상부에는, 상기 첨가 물질을 상기 물질 공급 챔버의 내부에 투입하기 위한 투입구가 형성될 수 있으며, 상기 투입구를 밀폐시키기 위한 밀폐 마개가 개폐 가능하게 마련될 수 있다.
바람직하게, 상기 증기 유입부는, 상기 반응기 본체의 상부 일측에서 상기 물질 공급 챔버의 상부로 상기 수증기를 안내하도록 상기 반응기 본체와 상기 물질 공급 챔버에 연결된 증기 유입 통로, 및 상기 증기 유입 통로를 따라 유입되는 상기 수증기의 유동을 단속하도록 상기 증기 유입 통로에 배치되는 증기 유입 밸브를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 물질 공급부는, 상기 물질 공급 챔버의 하부에서 상기 반응기 본체의 상부 타측으로 상기 첨가 물질을 안내하도록 상기 반응기 본체와 상기 물질 공급 챔버에 연결된 물질 공급 통로, 상기 물질 공급 통로를 따라 공급되는 상기 첨가 물질의 유동을 단속하도록 상기 물질 공급 통로에 개폐 가능하게 배치되는 물질 공급 밸브, 및 상기 물질 공급 통로를 따라 공급되는 상기 첨가 물질의 공급량을 측정하도록 상기 물질 공급 밸브와 상기 반응기 본체 사이의 상기 물질 공급 통로에 배치되는 공급량 측정기를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 물질 공급 장치는, 상기 반응기 본체의 가열 공정이 진행되는 과정에서 상기 증기 유입 밸브를 개방하여 상기 반응기 본체의 내부에서 발생되는 상기 수증기를 상기 물질 공급 챔버의 내부로 유입시키는 증기 유입 모드, 상기 증기 유입 밸브를 개방한 상태에서 상기 물질 공급 밸브를 개방하여 상기 물질 공급 챔버에 저장된 상기 첨가 물질을 상기 반응기 본체의 내부로 공급하는 물질 공급 모드, 및 상기 증기 유입 밸브와 상기 물질 공급 밸브를 차폐하여 상기 수증기의 유입 및 상기 첨가 물질의 공급을 중단하는 작동 정지 모드 중 적어도 하나의 모드로 작동될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 물질 공급 장치는, 상기 물질 공급 챔버의 내부 공간과 연통되도록 마련되고 상기 물질 공급 챔버에 저장된 상기 첨가 물질을 상기 반응기 본체에 필요시 일정한 유속으로 안정하게 공급하도록 상기 물질 공급 챔버의 내부 공간을 가압하는 가압 장치를 더 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 가압 장치는, 상기 물질 공급 챔버의 내부 공간과 연통되는 실린더 형상으로 마련된 가압 실린더, 상기 가압 실린더의 내부에 이동 가능한 피스톤 형상으로 마련되는 가압 피스톤, 및 상기 가압 피스톤의 이동을 위한 작동력을 제공하도록 상기 가압 피스톤에 연결된 액츄에이터를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 물질 공급 장치는, 상기 반응기 본체의 가열 공정이 진행되는 과정에서 상기 물질 공급 밸브를 차폐시킴과 아울러 상기 증기 유입 밸브를 개폐시킨 후 상기 가압 장치를 이용하여 상기 반응기 본체의 내부에서 발생되는 상기 수증기를 상기 물질 공급 챔버의 내부로 유입시키는 증기 유입 모드, 상기 물질 공급 밸브를 개방시킴과 아울러 상기 증기 유입 밸브를 차폐시킨 후 상기 가압 장치를 이용하여 상기 물질 공급 챔버에 저장된 상기 첨가 물질을 상기 반응기 본체의 내부로 공급하는 물질 공급 모드, 및 상기 증기 유입 밸브와 상기 물질 공급 밸브를 차폐시킴과 아울러 상기 가압 장치의 작동을 중단하여 상기 수증기의 유입 및 상기 첨가 물질의 공급을 중단하는 작동 정지 모드 중 적어도 하나의 모드로 작동될 수 있다.
여기서, 상기 증기 유입 모드에서는, 상기 가압 피스톤이 상기 액츄에이터의 구동력에 의해 상기 내부 공간을 증가시키는 제1 방향으로 이동되거나, 또는 상기 가압 피스톤이 상기 액츄에이터의 구동력이 작용하지 않는 상태에서 상기 수증기의 압력에 의해 상기 제1 방향으로 이동될 수 있다.
그리고, 상기 물질 공급 모드에서는, 상기 가압 피스톤이 상기 액츄에이터의 구동력에 의해 상기 내부 공간을 감소시키는 제2 방향으로 이동되어 상기 물질 공급 챔버의 내부 공간에 저장된 상기 첨가 물질이 상기 반응기 본체로 공급될 수 있다.
바람직하게, 상기 물질 공급 챔버의 하부에는, 상기 첨가 물질이 상기 물질 공급부로 원활하게 미끄러져 이동되도록 상기 물질 공급부와 연결된 부위를 향해 하향 경사진 구조의 경사면부가 형성될 수 있다.
한편, 상기 물질 공급 장치는, 상기 반응기 본체의 내부에 서로 다른 종류의 상기 첨가 물질을 선택적으로 제공하도록 상기 반응기 본체에 복수개가 마련될 수 있다.
또한, 상기 반응기 본체는, 상기 전구체와 상기 반응물을 수용하고 가열 공정을 통해 상기 가공향을 생성하는 반응기 탱크, 상기 반응기 탱크에 저장된 상기 전구체와 상기 반응물을 고온 고압으로 가열시키도록 상기 반응기 탱크의 외측에 배치되는 반응기 히터, 상기 반응기 탱크의 내부에 배치되고 상기 전구체와 상기 반응물을 교반시키는 교반기, 상기 반응기 탱크에 배치되고 상기 반응기 탱크의 내부 온도를 측정하는 온도계, 및 상기 반응기 탱크에 배치되고 상기 반응기 탱크의 내부 압력을 측정하는 압력계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 연속식 및 유가식 고온 고압의 가공향 반응기는, 반응기 본체의 일측에 물질 공급 장치를 연통되게 마련하여 반응기 본체에서 가열 공정이 진행되는 도중에 첨가 물질을 연속적 또는 반연속적으로 추가 공급하는 구조이므로, 가공향의 제조시 반응 효율을 향상시킬 수 있고, 그에 따라 기존보다 우수한 품질의 가공향을 제조할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 연속식 및 유가식 고온 고압의 가공향 반응기는, 반응기 본체에서 발생된 수증기를 증기 유입부에 따라 물질 공급 챔버에 유입시킨 후 해당 수증기의 압력에 의해 물질 공급 챔버에 저장된 첨가 물질을 물질 공급부에 따라 반응기 본체에 공급하는 구조이므로, 반응기 본체와 물질 공급 장치를 완전 밀폐시킨 상태에서 첨가 물질을 반응기 본체의 내부에 안정적으로 공급할 수 있고, 반응기 본체의 내부에서 발생되는 중간 산물의 손실을 미연에 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 연속식 및 유가식 고온 고압의 가공향 반응기는, 증기 유입부의 증기 유입 밸브 및 물질 공급부의 물질 공급 밸브를 적절히 개폐 조작시켜 증기 유입 모드와 물질 공급 모드 및 작동 정지 모드 중 어느 하나의 모드로 작동시키므로, 증기 유입 밸브와 물질 공급 밸브를 개폐시키는 간단한 조작만으로 쉽고 간편하게 원하는 모드를 설정 및 변경할 수 있고, 그에 따라 물질 공급 장치의 운전을 사용자가 용이하게 조절할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 연속식 및 유가식 고온 고압의 가공향 반응기는, 기존의 가공향 반응기에 물질 공급 장치를 추가하는 간단한 구조 변경만으로 가열 공정 도중에 첨가 물질의 연속적 또는 반연속적으로 공급이 가능해지므로, 기존에 설치된 배치식 고온 고압의 가공향 반응기에 대한 재활용이 가능하여 경제적인 비용 부담 및 교체에 따른 설치 작업의 증가를 줄일 수 있고, 물질 공급 장치를 추가하는 간단한 작업으로 가공향의 품질과 성능을 더 높일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 연속식 및 유가식 고온 고압의 가공향 반응기는, 물질 공급 챔버의 내부를 가압하는 가압 장치를 이용하여 물질 공급 챔버에 저장된 첨가 물질을 반응기 본체에 미리 설정된 유속으로 안정적이게 공급하는 구조이므로, 첨가 물질의 물성이나 점성에 크게 영향을 받지 않으면서 첨가 물질을 반응기 본체에 강제적으로 공급할 수 있고, 첨가 물질의 공급량이 가압 장치의 작동량에 비례하기 때문에 가입 장치의 작동을 제어하여 첨가 물질의 공급량을 정확하게 조절할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 연속식 및 유가식 고온 고압의 가공향 반응기가 개략적으로 도시된 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 연속식 및 유가식 고온 고압의 가공향 반응기에 의한 증기 유입 모드를 나타낸 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 연속식 및 유가식 고온 고압의 가공향 반응기에 의한 물질 공급 모드를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 연속식 및 유가식 고온 고압의 가공향 반응기가 개략적으로 도시된 도면이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 연속식 및 유가식 고온 고압의 가공향 반응기가 개략적으로 도시된 도면이다.
도 6은 도 5에 도시된 연속식 및 유가식 고온 고압의 가공향 반응기에 의한 증기 유입 모드를 나타낸 도면이다.
도 7은 도 5에 도시된 연속식 및 유가식 고온 고압의 가공향 반응기에 의한 물질 공급 모드를 나타낸 도면이다.
이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 연속식 및 유가식 고온 고압의 가공향 반응기(100)가 개략적으로 도시된 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 연속식 및 유가식 고온 고압의 가공향 반응기(100)에 의한 증기 유입 모드를 나타낸 도면이며, 도 3은 도 1에 도시된 연속식 및 유가식 고온 고압의 가공향 반응기(100)에 의한 물질 공급 모드를 나타낸 도면이다.
도 1를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 연속식 및 유가식 고온 고압의 가공향 반응기(100)는 반응기 본체(110) 및 물질 공급 장치(120)를 포함할 수 있다.
이하, 본 실시예에서는 설명의 편의를 위하여 연속식 및 유가식 고온 고압의 가공향 반응기(100)를 '가공향 반응기(100)'로 간단하게 기재하는 것이 가능하다. 상기와 같은 본 실시예의 가공향 반응기(100)는 메일라드(Maillard) 반응 및 메일라드-지질 상호반응(Maillard-lipid interaction) 등을 기반으로 가열 공정을 통해 가공향을 제조하되, 물질 공급 장치(120)가 전구체 또는 반응물 중 적어도 하나로 형성된 첨가 물질(M)을 연속적으로 공급하여 가공향의 반응 효율을 향상시킬 수 있다.
즉, 본 실시예의 가공향 반응기(100)는 전구체와 반응물을 반응기 본체(110)의 내부에 투입 받은 후 가열 공정에 의한 메일라드 반응에 따라 가공향을 생성하되, 가열 공정 도중에 물질 공급 장치(120)가 반응기 본체(110)의 내부에 전구체 및 반응물로 형성된 첨가 물질(M)을 연속적으로 공급함으로써 가공향의 반응 효율을 극대화시킬 수 있다.
한편, 본 실시예의 가공향 반응기(100)는 가공향의 제조시 가열 공정을 통해 내부의 반응 조건이 고온 고압의 상태로 형성될 수 있다. 특히, 반응기 본체(110)의 내부에는 전구체와 반응물의 가열에 의해 발생된 고온 고압의 수증기로 가득 채워질 수 있다.
도 1 내지 도 3를 참조하면, 본 실시예의 반응기 본체(110)는, 전구체와 반응물을 투입 받아서 가열 공정을 통해 가공향(process flavor)을 생성할 수 있다. 이때, 반응기 본체(110)의 내부에는, 전구체와 반응물의 가열 공정이 진행됨에 따라 고온 고압의 반응 조건이 형성될 수 있고, 그 반응 조건에서 메일라드(Maillard) 반응에 따라 가공향이 생성될 수 있다.
한편, 반응기 본체(110)는 기존의 가공향 생성에 사용되던 가공향 반응기와 동일 유사한 구조로 형성될 수 있다.
예컨대, 본 실시예의 반응기 본체(110)는 반응기 탱크(111), 반응기 히터(112), 교반기(113), 온도계(114) 및 압력계(115)를 포함할 수 있다.
반응기 탱크(111)는, 전구체와 반응물을 수용하기 위한 내부 공간(S)을 갖는 탱크 형상의 구성으로서, 반응기 히터(112)에 의한 가열 반응에 따라 전구체와 반응물로부터 가공향을 생성한다. 반응기 탱크(111)의 내부 공간(S)은 외기로부터 완전 밀폐된 구조로 형성될 수 있고, 그로 인하여 전구체와 반응물의 가열 공정시 생성되는 암모니아 및 황화수소 등과 같은 휘발성이 높은 중간산물들의 손실이 미연에 방지될 수 있다.
반응기 히터(112)는, 반응기 탱크(111)에 저장된 전구체와 반응물을 고온 고압으로 가열시키도록 반응기 탱크(111)의 외측에 배치될 수 있다. 이하, 본 실시예에서는 반응기 히터(112)가 반응기 탱크(111)의 외측면 전체를 둘러싸는 구조로 배치되는 것으로 설명한다.
교반기(113)는, 반응기 탱크(111)에 저장된 전구체와 반응물을 교반시키도록 반응기 탱크(111)에 배치될 수 있다. 이하, 본 실시예에서는, 교반기(113)의 하부가 반응기 탱크(111)의 내부에 배치되되, 반응기 탱크(111)에 저장된 전구체와 반응물을 교반시키기 위한 복수개의 교반용 날개가 형성될 수 있다. 또한, 본 실시예에서는, 교반기(113)의 상부가 반응기 탱크(111)의 상측으로 노출되게 배치되어 교반기(113)의 동력이 입력될 수 있다.
온도계(114)는, 반응기 탱크(111)의 내부 공간(S)에 형성된 내부 온도를 실시간으로 측정할 수 있다. 온도계(114)는 반응기 탱크(111)의 상부에 관통되게 배치될 수 있다.
압력계(115)는, 반응기 탱크(111)의 내부 공간(S)에 대한 내부 압력을 실시간으로 측정할 수 있다. 압력계(115)는 온도계(114)와 동일하도록 반응기 탱크(111)의 상부에 관통되게 배치 수 있다.
도 1 내지 도 3를 참조하면, 본 실시예의 물질 공급 장치(120)는, 반응기 본체(110)의 가열 공정이 진행될 때 전구체 또는 반응물 중 적어도 하나로 형성된 첨가 물질(M)을 반응기 본체(110)의 내부에 연속적 또는 반연속적으로 추가 공급할 수 있다. 상기와 같은 물질 공급 장치(120)는 반응기 본체(110)의 일측에 연통되도록 마련될 수 있다.
한편, 물질 공급 장치(120)는, 반응기 본체(110)의 내부에 서로 다른 종류의 첨가 물질(M)을 선택적으로 제공하도록 반응기 본체(110)에 복수개가 마련될 수 있다. 이하, 본 실시예에서는 설명의 편의를 위하여 단수개의 물질 공급 장치(120)가 반응기 본체(110)에 마련된 것으로 설명하지만, 이에 한정되는 것은 아니며 복수개의 물질 공급 장치(120)가 반응기 본체(110)에 마련되어 다양한 종류의 첨가 물질(M)이 가공향의 제조 과정에 따라 선택적으로 공급될 수 있다.
첨가 물질(M)은 전구체 또는 반응물 중 적어도 하나로 형성되되, 후술하는 물질 공급부(126)를 통한 공급이 원활하도록 점성이 낮은 액상 재질로 제공될 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 첨가 물질(M)은 과립 재질 및 점성이 높은 액상 재질로 제공될 수도 있다.
예를 들면, 본 실시예의 물질 공급 장치(120)는 물질 공급 챔버(122), 증기 유입부(124) 및 물질 공급부(126)를 포함할 수 있다.
물질 공급 챔버(122)는, 첨가 물질(M)을 밀폐 상태로 저장할 수 있다. 상기와 같은 물질 공급 챔버(122)는 내부가 중공된 원통 형상으로 제작될 수 있다.
여기서, 물질 공급 챔버(122)의 상부에는 투입구(1221)가 형성될 수 있다. 따라서, 첨가 물질(M)은 투입구(1221)를 통해서 물질 공급 챔버(122)의 내부 공간(S)에 투입될 수 있다.
그리고, 물질 공급 챔버(122)의 상부에는 밀폐 마개(1222)가 마련될 수 있다. 상기와 같은 밀폐 마개(1222)는 투입구(1221)를 개폐시키는 구조로 물질 공급 챔버(122)의 상부에 배치될 수 있다. 이하, 본 실시예에서는 밀폐 마개(1222)가 물질 공급 챔버(122)의 상부에 힌지 연결된 것으로 설명하지만, 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 형태의 개폐 구조물이 적용되는 것도 가능하다.
증기 유입부(124)는, 반응기 본체(110)의 내부에 발생된 수증기(V)를 물질 공급 챔버(122)의 상부로 안내할 수 있다. 증기 유입부(124)의 일단부는 반응기 본체(110)의 상부 일측에 연결될 수 있고, 증기 유입부(124)의 타단부는 물질 공급 챔버(122)의 상부에 연결될 수 있다.
예컨대, 증기 유입부(124)는 증기 유입 통로(1241) 및 증기 유입 밸브(1242)를 포함할 수 있다.
여기서, 증기 유입 통로(1241)는, 반응기 본체(110)의 상부 일측에서 물질 공급 챔버(122)의 상부로 수증기(V)를 안내할 수 있다. 상기와 같은 증기 유입 통로(1241)는 파이프 부재로 마련될 수 있다. 증기 유입 통로(1241)의 일단부는 반응기 본체(110)에 연통되게 연결될 수 있고, 증기 유입 통로(1241)의 타단부는 물질 공급 챔버(122)에 연통되게 연결될 수 있다.
그리고, 증기 유입 밸브(1242)는, 증기 유입 통로(1241)를 따라 유입되는 수증기(V)의 유동을 단속할 수 있다. 이를 위하여, 증기 유입 밸브(1242)는 증기 유입 통로(1241)에 배치될 수 있다.
물질 공급부(126)는 반응기 본체(110)의 내부에 저장된 첨가 물질(M)을 반응기 본체(110)의 내부로 공급할 수 있다. 물질 공급부(126)의 일단부는 물질 공급 챔버(122)의 하부에 연통되게 연결될 수 있고, 물질 공급부(126)의 타단부는 반응기 본체(110)의 상부 타측에 연통되게 연결될 수 있다.
예컨대, 물질 공급부(126)는 물질 공급 통로(1261), 물질 공급 밸브(1262), 및 공급량 측정기(1263)를 포함할 수 있다.
여기서, 물질 공급 통로(1261)는, 물질 공급 챔버(122)의 하부에서 반응기 본체(110)의 상부 타측으로 첨가 물질(M)을 안내할 수 있다. 상기와 같은 물질 공급 통로(1261)도 증기 유입 통로(1241)와 동일 유사하게 파이프 부재로 마련될 수 있다. 물질 공급 통로(1261)의 일단부는 반응기 본체(110)에 연통되게 연결될 수 있고, 물질 공급 통로(1261)의 타단부는 물질 공급 챔버(122)에 연통되게 연결될 수 있다. 이때, 물질 공급 통로(1261)의 타단부와 물질 공급 챔버(122)의 연결 위치는 증기 유입 통로(1241)의 타단부와 물질 공급 챔버(122)의 연결 위치보다 하측에 배치되는 것이 바람직하다.
그리고, 물질 공급 밸브(1262)는, 물질 공급 통로(1261)를 따라 공급되는 첨가 물질(M)의 유동을 단속할 수 있다. 이를 위하여, 물질 공급 밸브(1262)는 물질 공급 통로(1261)에 개폐 가능하게 배치될 수 있다.
또한, 공급량 측정기(1263)는, 물질 공급 통로(1261)를 따라 공급되는 첨가 물질(M)의 공급량을 측정할 수 있다. 상기와 같은 공급량 측정기(1263)는 유량계 또는 유속계로 형성될 수 있으며, 물질 공급 통로(1261)의 일단부와 타단부 사이에 배치될 수 있다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시예의 물질 공급 장치(120)는, 증기 유입 모드, 물질 공급 모드 및 작동 정지 모드 중 적어도 하나의 모드로 작동될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 증기 유입 모드는, 반응기 본체(110)의 가열 공정이 진행되는 과정에서 증기 유입 밸브(1242)를 개방하여 반응기 본체(110)의 내부에서 발생되는 수증기(V)를 물질 공급 챔버(122)의 내부로 유입시킬 수 있다. 즉, 증기 유입 모드에서는, 증기 유입 밸브(1242)가 개방될 수 있고, 물질 공급 밸브(1262)가 차폐될 수 있다. 따라서, 반응기 본체(110)의 내부에서 발생된 수증기(V)는 증기 유입 통로(1241)를 통해 물질 공급 챔버(122)의 내부에 유입될 수 있고, 물질 공급 챔버(122)의 내부 압력이 반응기 본체(110)의 내부 압력과 동일하게 증가될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 물질 공급 모드는, 증기 유입 모드에서 물질 공급 밸브(1262)를 개방하여 물질 공급 챔버(122)에 저장된 첨가 물질(M)을 반응기 본체(110)의 내부로 공급할 수 있다. 즉, 물질 공급 모드에서는, 증기 유입 밸브(1242)가 개방될 수 있고, 물질 공급 밸브(1262)도 개방될 수 있다. 따라서, 물질 공급 챔버(122)에 저장된 첨가 물질(M)은 물질 공급 챔버(122)에 유입된 수증기(V)의 압력 및 중력에 의해서 물질 공급 통로(1261)를 통해 반응기 본체(110)의 내부에 자연스럽게 공급될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 작동 정지 모드는, 증기 유입 밸브(1242)와 물질 공급 밸브(1262)를 차폐하여 수증기(V)의 유입 및 첨가 물질(M)의 공급을 중단할 수 있다. 즉, 작동 정지 모드에서는, 증기 유입 밸브(1242)가 차폐될 수 있고, 물질 공급 밸브(1262)도 차폐될 수 있다. 따라서, 반응기 본체(110)의 수증기(V)가 물질 공급 장치(120)에 유입되거나 물질 공급 장치(120)의 첨가 물질(M)이 반응기 본체(110)에 공급되는 것이 중단된 상태이다. 한편, 첨가 물질(M)을 물질 공급 챔버(122)의 내부에 투입하는 작업 공정은, 작동 정지 모드에서 실시하는 것이 바람직하다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 연속식 및 유가식 고온 고압의 가공향 반응기(100')가 개략적으로 도시된 도면이다.
도 4에서 도 1 내지 도 3에 도시된 참조부호와 동일 유사한 참조부호는 동일한 부재를 나타내며, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. 이하에서는 도 1 내지 도 3에 도시된 연속식 및 유가식 고온 고압의 가공향 반응기(100)과 상이한 점을 중심으로 서술하도록 한다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 연속식 및 유가식 고온 고압의 가공향 반응기(100')가 도 1 내지 도 3에 도시된 연속식 및 유가식 고온 고압의 가공향 반응기(100)와 상이한 점은, 물질 공급 장치(120')의 구조에 차이점이 있다.
즉, 본 실시예의 물질 공급 장치(120')에서는, 물질 공급 챔버(122')의 하면부 구조 및 물질 공급부(126')의 배치 구조를 변형함으로써 물질 공급부(126')를 통한 첨가 물질(M)의 공급 효율을 더욱 높일 수 있다.
여기서, 물질 공급 챔버(122')의 하면부에는, 물질 공급부(126')의 물질 공급 통로(1261')를 향해 하측으로 경사지는 경사면부(112a)가 형성될 수 있다. 예컨대, 물질 공급 챔버(122')의 하면부 구조는, 물질 공급부(126')의 물질 공급 통로(1261')의 타단부와 연통되게 연결됨과 아울러 물질 공급 통로(1261')의 타단부를 향해 하향 경사지게 형성된 깔때기 형상으로 마련될 수 있다.
그로 인하여, 물질 공급 챔버(122')의 내부에 수용된 첨가 물질(M)은, 도 1 내지 도 3에 도시된 물질 공급 장치(120)와 다르게 물질 공급 챔버(122')의 내부에서 경사면부(122a)를 따라 물질 공급부(126')의 물질 공급 통로(1261')로 더 원활하게 이동될 수 있다.
그리고, 물질 공급부(126')의 배치 구조는, 물질 공급 통로(1261')를 물질 공급 챔버(122')에서 반응기 본체(110)로 하향 경사지도록 형성될 수 있다. 예컨대, 물질 공급 통로(1261')의 일단부는 반응기 본체(110)에 연통되게 연결될 수 있고, 물질 공급 통로(1261')의 타단부는 물질 공급 통로(1261')의 일단부보다 높은 위치에서 물질 공급 챔버(122')의 하면부에 연통되게 연결될 수 있다.
물질 공급 통로(1261')의 타단부는 깔대기의 중심에 형성된 중공관과 동일 유사하도록 물질 공급 챔버(122')의 하면부 중심에 연통되게 연결될 수 있다. 그로 인하여, 물질 공급 통로(1261')의 타단부로 유입된 첨가 물질(M)은, 도 1 내지 도 3에 도시된 물질 공급 통로(1261)와 다르게 하향 경사지게 형성된 물질 공급 통로(1261')를 따라 더 원활하게 이동될 수 있다.
전술한 바와 같이, 도 4에 도시된 본 실시예에 따른 연속식 및 유가식 고온 고압의 가공향 반응기(100')는 도 1 내지 도 3에 도시된 연속식 및 유가식 고온 고압의 가공향 반응기(100)보다 첨가 물질(M)의 공급이 더 원활하기 때문에 첨가 물질(M)의 점성이 높더라도 첨가 물질(M)의 공급을 안정적으로 유지할 수 있다.
참고로, 본 발명의 도면에는 도시하지 않았지만, 물질 공급 챔버(122')의 경사면부(122a) 또는 물질 공급 통로(1261') 중 적어도 어느 하나에 진동 발생기 또는 초음파 발생기를 배치하는 것도 가능하다. 이렇게 진동 발생기 또는 초음파 발생기를 배치하면, 진동 발생기 또는 초음파 발생기가 첨가 물질(M)의 공급 과정에서 경사면부(122a) 또는 물질 공급 통로(1261')에 진동이나 초음파를 제공함으로써 첨가 물질(M)의 이동성 및 공급 효율을 제고할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 연속식 및 유가식 고온 고압의 가공향 반응기(200)가 개략적으로 도시된 도면이고, 도 6은 도 5에 도시된 연속식 및 유가식 고온 고압의 가공향 반응기(200)에 의한 증기 유입 모드를 나타낸 도면이며, 도 7은 도 5에 도시된 연속식 및 유가식 고온 고압의 가공향 반응기(200)에 의한 물질 공급 모드를 나타낸 도면이다.
도 5 내지 도 7에서 도 1 내지 도 3에 도시된 참조부호와 동일 유사한 참조부호는 동일한 부재를 나타내며, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. 이하에서는 도 1 내지 도 3에 도시된 연속식 및 유가식 고온 고압의 가공향 반응기(100)과 상이한 점을 중심으로 서술하도록 한다.
도 5 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 연속식 및 유가식 고온 고압의 가공향 반응기(200)가 도 1 내지 도 3에 도시된 연속식 및 유가식 고온 고압의 가공향 반응기(100)와 상이한 점은, 물질 공급 챔버(122)의 내부 공간을 가압하는 가압 장치(222)를 더 포함한다는 점에 차이가 있다.
본 실시예의 가압 장치(222)는 물질 공급 챔버(122)의 내부 공간과 연통되도록 물질 공급 챔버(122)에 마련될 수 있다. 상기와 같은 가압 장치(222)는 첨가 물질(M)의 공급시 물질 공급 챔버(122)의 내부에 압력을 제공함으로써 물질 공급 챔버(122)에 저장된 첨가 물질(M)을 반응기 본체(110)에 안정적으로 공급할 수 있다.
구체적으로 설명하면, 본 실시예에서는, 증기 유입부(124)를 차폐시킴과 아울러 물질 공급부(126)를 개방시킨 상태에서 가압 장치(222)를 작동시켜 물질 공급 챔버(122)의 내부 공간을 가압할 수 있고, 그렇게 함으로써 물질 공급 챔버(122)에 저장된 첨가 물질(M)은 가압 장치(222)의 압력에 따라 물질 공급부(126)를 통해 반응기 본체(110)의 내부 공간(S)으로 강제 이동할 수 있다.
도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 가압 장치(222)는 가압 실린더(2221), 가압 피스톤(2222) 및 액츄에이터(2223)을 포함할 수 있다.
가압 실린더(2221)는, 물질 공급 챔버(122)의 내부 공간과 연통되도록 물질 공급 챔버(122)의 측면부에 실린더 형상으로 마련될 수 있다. 가압 실린더(2221)의 일단부는 물질 공급 챔버(122)의 측면부에 연통되게 연결될 수 있고, 가압 실린더(2221)의 타단부는 후술하는 가압 피스톤(2222)의 피스톤 로드가 이동 가능하도록 관통되게 배치될 수 있다.
가압 피스톤(2222)은, 가압 실린더(2221)의 내부에 피스톤 형상으로 마련되어 액츄에이터(2223)에 의해 가압 실린더(2221)의 내부를 따라 슬라이딩 이동될 수 있다. 이때, 가압 피스톤(2222)은 수증기(V)의 압력이나 액츄에이터(2223)의 작동력에 의해 가압 실린더(2221)의 내부를 따라 이동될 수 있다.
여기서, 가압 피스톤(2222)은, 증기 유입부(124)를 통해 유입되는 수증기(V)의 압력 또는 액츄에이터(2223)의 작동력 중 적어도 어느 하나에 의해 가압 실린더(2221)의 내부를 따라 이동되되, 물질 공급 챔버(122)의 내부 공간이 증가되는 제1 방향(D1)으로 이동될 수 있다.
그리고, 가압 피스톤(2222)은, 액츄에이터(2223)의 작용력에 의해 가압 실린더(2221)의 내부를 따라 이동되되, 물질 공급 챔버(122)의 내부 공간이 감소되는 제2 방향(D2)으로 이동될 수 있다.
예를 들면, 가압 피스톤(2222)은, 가압 실린더(2221)의 내부를 따라 제1 방향(D1) 또는 제2 방향(D2)으로 이동되는 피스톤 부재(2222a), 및 피스톤 부재(2222a)와 액츄에이터(2223)에 연결되고 가압 실린더(2221)의 타단부에 이동 가능하도록 관통된 피스톤 로드(2222b)를 포함할 수 있다.
피스톤 부재(2222a)는 가압 실린더(2221)의 내부를 따라 이동하면서 물질 공급 챔버(122)의 내부 압력을 변화시킬 수 있다. 즉, 피스톤 부재(222a)가 액츄에이터(2223)의 작용력에 의해 제1 방향(D1)으로 이동되면, 물질 공급 챔버(122)의 내부 압력을 낮출 수 있다. 그리고, 피스톤 부재(222a)가 액츄에이터(2223)의 작용력에 의해 제2 방향(D2)으로 이동되면, 물질 공급 챔버(122)의 내부 압력을 높일 수 있다.
액츄에이터(2223)는 가압 실린더(2221)의 내부를 따라 피스톤 부재(2222a)를 이동시키기 위한 작용력을 피스톤 로드(2222b)에 제공하는 구성이다. 예컨대, 액츄에이터(2223)로는 유압 실린더, 링크 부재와 구동모터, 또는 기어 부재와 구동모터 등이 사용될 수 있다.
상기와 같은 액츄에이터(2223)는 도면에 도시되지 않은 별도의 제어부를 통해 작동이 제어되도록 마련될 수 있다. 따라서, 사용자는 제어부의 조작을 통하여 액츄에이터(2223)의 작동을 조절할 수 있고, 그에 따라 가압 장치(222)의 작동 방식을 미리 설정된 프로그램을 통해 간편하게 제어할 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 실시예의 가압 장치(122)는, 반응기 본체(110)의 내부에서 발생되는 수증기(V)를 물질 공급 챔버(122)의 내부로 유입시키는 증기 유입 모드, 물질 공급 챔버(122)에 저장된 첨가 물질(M)을 반응기 본체(110)의 내부로 공급하는 물질 공급 모드, 및 수증기(V)의 유입과 첨가 물질(M)의 공급을 모두 정지하는 작동 정지 모드 중 어느 하나의 모드로 작동될 수 있다
도 6에 도시된 바와 같이, 증기 유입 모드에서는, 반응기 본체(110)의 가열 공정이 진행되는 과정에서 물질 공급 밸브(1262)를 차폐시킴과 아울러 증기 유입 밸브(1242)를 개폐시킴으로써, 반응기 본체(110)의 내부에서 발생되는 수증기(V)를 물질 공급 챔버(122)의 내부로 유입시킬 수 있다. 가압 장치(222)는 물질 공급 챔버(122)의 내부 공간을 진공상태로 만들거나 자유 이동 상태로 유지함으로써, 반응기 본체(110)에서 물질 공급 챔버(122)의 내부로 고압의 수증기(V)를 원활하게 받아 들일 수 있다.
이때, 가압 피스톤(2222)는, 액츄에이터(2223)의 작동력에 의해 물질 공급 챔버(122)의 내부 공간을 증가시키는 제1 방향(D1)으로 이동되거나, 물질 공급 챔버(122)로 유입되는 수증기(V)의 압력에 의해 물질 공급 챔버(122)의 내부 공간을 증가시키는 제1 방향(D1)으로 이동될 수 있다. 전자와 같이 액츄에이터(2223)의 작동력에 의해 가압 피스톤(2222)이 이동되면 가압 장치(222)의 증기 유입 모드가 미리 설정된 제어 패턴으로 안정적으로 실행될 수 있고, 후자와 같이 수증기(V)의 압력에 의해 가압 피스톤(2222)이 이동되면 액츄에이터(2223)의 작동이 불필요하기 때문에 액츄에이터(2223)의 운전 비용이 절감될 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 물질 공급 모드에서는, 물질 공급 밸브(1262)를 개방시킴과 아울러 증기 유입 밸브(1242)를 차폐시킴으로써, 물질 공급 챔버(122)에 저장된 첨가 물질(M)을 반응기 본체(110)의 내부로 공급할 수 있다. 가압 장치(222)는 물질 공급 챔버(122)의 내부 공간을 가압함으로써, 물질 공급 챔버(122)에 저장된 첨가 물질(M)을 반응기 본체(110)의 내부로 강제 배출할 수 있다.
따라서, 물질 공급 모드에서는, 가압 피스톤(2222)이 제1 방향(D1)과 반대되는 제2 방향(D2)으로 작용되는 외력에 의해 물질 공급 챔버(122)의 내부 공간을 감소시키는 제2 방향(D2)으로 이동될 수 있고, 그렇게 물질 공급 챔버(122)의 내부 공간이 감소됨에 따라 물질 공급 챔버(122)의 내부 공간에 대한 압력이 증가되어 첨가 물질(M)이 물질 공급부(126)로 강제 배출될 수 있다.
이때, 가압 피스톤(2222)는, 액츄에이터(2223)의 작동력에 의해 물질 공급 챔버(122)의 내부 공간을 감소시키는 제2 방향(D2)으로 이동될 수 있다. 따라서, 물질 공급 챔버(122)의 내부 공간은 가압 피스톤(2222)에 의해 가압될 수 있고, 그에 따라 물질 공급 챔버(122) 내의 첨가 물질(M)은 반응기 본체(110) 측으로 강제 배출될 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 작동 정지 모드에서는, 증기 유입 밸브(1242)와 물질 공급 밸브(1262)를 차폐시킴과 아울러 가압 장치(222)의 작동을 중단함으로써, 증기 유입부(124)를 통한 수증기(V)의 유입 및 물질 공급부(126)를 통한 첨가 물질(M)의 공급을 모두 중단할 수 있다. 이런 작동 정지 모드에서는 물질 공급 챔버(122)의 내부에 첨가 물질(M)을 보충할 수 있다.
전술한 바와 같이, 도 5 내지 도 7에 도시된 본 실시예에 따른 연속식 및 유가식 고온 고압의 가공향 반응기(200)는, 도 1 내지 도 3에 도시된 연속식 및 유가식 고온 고압의 가공향 반응기(100)와 다르게 가압 장치(222)의 가압 피스톤(2222)이 이동된 거리를 이용하여 첨가 물질(M)의 공급량을 미리 결정할 수 있다. 따라서, 본 실시예에서는 가압 장치(222)의 작동을 제어함으로써 첨가 물질(M)의 공급 여부 및 공급량을 정확하고 간편하게 조절할 수 있고, 첨가 물질(M)이 높은 점성을 갖더라도 물질 공급부(126)를 통해 안정적으로 공급할 수 있다.
참고로, 본 실시예에서는 가압 장치(222)가 유압 실린더와 유사한 구조로 물질 공급 챔버(122)의 측면부에 장착된 것으로 설명했지만, 이에 한정된 것은 아니며 물질 공급 챔버(122)의 내부에 압력을 가할 수 있는 다양한 구조가 적용 가능함은 물론이다.
예컨대, 본 실시예와 다르게, 별도의 가압 실린더를 추가로 설치하지 않으면서 물질 공급 챔버(122)를 가압 실린더로 활용하는 것도 가능하다. 즉, 가압 장치의 가압 피스톤이 가압 실린더 역할을 수행하는 물질 공급 챔버(122)의 내부에 이동 가능하게 배치될 수 있으며, 물질 공급 챔버(122)의 내부를 따라 상하 방향으로 승강 이동됨에 따라 수증기(V)의 유입 및 첨가 물질(M)의 공급이 교대로 수행될 수 있다.
이상과 같이 본 발명의 실시예에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 청구범위뿐 아니라 이 청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
본문에 포함되어 있음.

Claims (13)

  1. 전구체와 반응물을 투입한 후 가열 공정을 진행하여 고온 고압의 반응 조건에서 메일라드(Maillard) 반응에 따라 가공향(process flavor)을 생성하는 반응기 본체; 및
    상기 반응기 본체의 일측에 연통되도록 마련되고, 상기 반응기 본체의 가열 공정이 진행될 때 상기 전구체 또는 상기 반응물 중 적어도 하나로 형성된 첨가 물질을 상기 반응기 본체의 내부에 연속적 또는 반연속적으로 추가 공급하는 물질 공급 장치;
    를 포함하는 연속식 및 유가식 고온 고압의 가공향 반응기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 물질 공급 장치는,
    상기 첨가 물질을 밀폐 상태로 저장하는 물질 공급 챔버;
    상기 반응기 본체의 내부에 발생된 수증기를 상기 물질 공급 챔버의 상부로 안내하도록 상기 반응기 본체의 상부 일측 및 상기 물질 공급 챔버의 상부에 연결된 증기 유입부; 및
    상기 반응기 본체의 내부에 저장된 상기 첨가 물질을 상기 반응기 본체의 내부로 공급하도록 상기 물질 공급 챔버의 하부 및 상기 반응기 본체의 상부 타측에 연결된 물질 공급부;
    를 포함하는 연속식 및 유가식 고온 고압의 가공향 반응기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 물질 공급 챔버의 상부에는,
    상기 첨가 물질을 상기 물질 공급 챔버의 내부에 투입하기 위한 투입구가 형성되며,
    상기 투입구를 밀폐시키기 위한 밀폐 마개가 개폐 가능하게 마련되는 것을 특징으로 하는 연속식 및 유가식 고온 고압의 가공향 반응기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 증기 유입부는,
    상기 반응기 본체의 상부 일측에서 상기 물질 공급 챔버의 상부로 상기 수증기를 안내하도록 상기 반응기 본체와 상기 물질 공급 챔버에 연결된 증기 유입 통로; 및
    상기 증기 유입 통로를 따라 유입되는 상기 수증기의 유동을 단속하도록 상기 증기 유입 통로에 배치되는 증기 유입 밸브;
    를 포함하는 연속식 및 유가식 고온 고압의 가공향 반응기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 물질 공급부는,
    상기 물질 공급 챔버의 하부에서 상기 반응기 본체의 상부 타측으로 상기 첨가 물질을 안내하도록 상기 반응기 본체와 상기 물질 공급 챔버에 연결된 물질 공급 통로;
    상기 물질 공급 통로를 따라 공급되는 상기 첨가 물질의 유동을 단속하도록 상기 물질 공급 통로에 개폐 가능하게 배치되는 물질 공급 밸브; 및
    상기 물질 공급 통로를 따라 공급되는 상기 첨가 물질의 공급량을 측정하도록 상기 물질 공급 밸브와 상기 반응기 본체 사이의 상기 물질 공급 통로에 배치되는 공급량 측정기;
    를 포함하는 연속식 및 유가식 고온 고압의 가공향 반응기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 물질 공급 장치는,
    상기 반응기 본체의 가열 공정이 진행되는 과정에서 상기 증기 유입 밸브를 개방하여 상기 반응기 본체의 내부에서 발생되는 상기 수증기를 상기 물질 공급 챔버의 내부로 유입시키는 증기 유입 모드; 상기 증기 유입 밸브를 개방한 상태에서 상기 물질 공급 밸브를 개방하여 상기 물질 공급 챔버에 저장된 상기 첨가 물질을 상기 반응기 본체의 내부로 공급하는 물질 공급 모드; 및 상기 증기 유입 밸브와 상기 물질 공급 밸브를 차폐하여 상기 수증기의 유입 및 상기 첨가 물질의 공급을 중단하는 작동 정지 모드; 중 적어도 하나의 모드로 작동되는 것을 특징으로 하는 연속식 및 유가식 고온 고압의 가공향 반응기.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 물질 공급 장치는,
    상기 물질 공급 챔버의 내부 공간과 연통되도록 마련되고, 상기 물질 공급 챔버에 저장된 상기 첨가 물질을 상기 반응기 본체에 안정적으로 공급하도록 상기 물질 공급 챔버의 내부 공간을 가압하는 가압 장치;
    를 더 포함하는 연속식 및 유가식 고온 고압의 가공향 반응기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 가압 장치는,
    상기 물질 공급 챔버의 내부 공간과 연통되는 실린더 형상으로 마련된 가압 실린더;
    상기 가압 실린더의 내부에 이동 가능한 피스톤 형상으로 마련되는 가압 피스톤; 및
    상기 가압 피스톤의 이동을 위한 작동력을 제공하도록 상기 가압 피스톤에 연결된 액츄에이터;
    를 포함하는 연속식 및 유가식 고온 고압의 가공향 반응기.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 물질 공급 장치는,
    상기 반응기 본체의 가열 공정이 진행되는 과정에서 상기 물질 공급 밸브를 차폐시킴과 아울러 상기 증기 유입 밸브를 개폐시킨 후 상기 가압 장치를 이용하여 상기 반응기 본체의 내부에서 발생되는 상기 수증기를 상기 물질 공급 챔버의 내부로 유입시키는 증기 유입 모드; 상기 물질 공급 밸브를 개방시킴과 아울러 상기 증기 유입 밸브를 차폐시킨 후 상기 가압 장치를 이용하여 상기 물질 공급 챔버에 저장된 상기 첨가 물질을 상기 반응기 본체의 내부로 공급하는 물질 공급 모드; 및 상기 증기 유입 밸브와 상기 물질 공급 밸브를 차폐시킴과 아울러 상기 가압 장치의 작동을 중단하여 상기 수증기의 유입 및 상기 첨가 물질의 공급을 중단하는 작동 정지 모드; 중 적어도 하나의 모드로 작동되는 것을 특징으로 하는 연속식 및 유가식 고온 고압의 가공향 반응기.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 증기 유입 모드에서는, 상기 가압 피스톤이 상기 액츄에이터의 구동력에 의해 상기 내부 공간을 증가시키는 제1 방향으로 이동되거나, 또는 상기 가압 피스톤이 상기 액츄에이터의 구동력이 작용하지 않는 상태에서 상기 수증기의 압력에 의해 상기 제1 방향으로 이동되고,
    상기 물질 공급 모드에서는, 상기 가압 피스톤이 상기 액츄에이터의 구동력에 의해 상기 내부 공간을 감소시키는 제2 방향으로 이동되어 상기 물질 공급 챔버의 내부 공간에 저장된 상기 첨가 물질이 상기 반응기 본체로 공급되는 것을 특징으로 하는 연속식 및 유가식 고온 고압의 가공향 반응기.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 물질 공급 챔버의 하부에는,
    상기 첨가 물질이 상기 물질 공급부로 원활하게 미끄러져 이동되도록 상기 물질 공급부와 연결된 부위를 향해 하향 경사진 구조의 경사면부가 형성된 것을 특징으로 하는 연속식 및 유가식 고온 고압의 가공향 반응기.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 물질 공급 장치는,
    상기 반응기 본체의 내부에 서로 다른 종류의 상기 첨가 물질을 선택적으로 제공하도록 상기 반응기 본체에 복수개가 마련된 것을 특징으로 하는 연속식 및 유가식 고온 고압의 가공향 반응기.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 반응기 본체는,
    상기 전구체와 상기 반응물을 수용하고, 가열 공정을 통해 상기 가공향을 생성하는 반응기 탱크;
    상기 반응기 탱크에 저장된 상기 전구체와 상기 반응물을 고온 고압으로 가열시키도록 상기 반응기 탱크의 외측에 배치되는 반응기 히터;
    상기 반응기 탱크의 내부에 배치되고, 상기 전구체와 상기 반응물을 교반시키는 교반기;
    상기 반응기 탱크에 배치되고, 상기 반응기 탱크의 내부 온도를 측정하는 온도계; 및
    상기 반응기 탱크에 배치되고, 상기 반응기 탱크의 내부 압력을 측정하는 압력계;
    를 포함하는 연속식 및 유가식 고온 고압의 가공향 반응기.
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