KR100774493B1 - 자동교반응고 및 용기충진장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자동교반응고 및 용기충진장치에 관한 것이다.
보다 상세하게는 전두부, 묵 등의 제조공정 중 가열된 중간재를 응고하고 용기에 충진하는 공정에 있어서, 주입부로 중간재와 응고제가 주입되면 임펠러(impeller)가 회전함으로써 이를 이송시키고, 교반부에서 복수개의 와상관(渦狀管)을 통해 와류를 발생시키며 이송되다가 합체부에서 다시 모이는 과정을 되풀이한 후, 충진부에서 개폐수단에 의해 용기에 충진됨으로써, 중간재에 응고제를 단시간에 균일하게 분산시켜 생산성을 향상시키고 부위에 따른 편차가 없도록 품질을 향상시킬 수 있는 자동교반응고 및 용기충진장치에 관한 것이다.
교반응고, 충진, 전두부, 묵, 연속, 대량생산, 균질

Description

자동교반응고 및 용기충진장치{Automatic stirring solidifying and container filling device}
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동교반응고 및 용기충진장치의 단면도,
도 2a는 도 1 중 교반부의 확대 단면도,
도 2b는 도 2a의 A-A' 단면도,
도 3a는 도 1 중 배출구가 폐쇄된 경우의 단면도,
도 3b는 도 1 중 배출구가 개방된 경우의 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 - 주입부 110 - 콩물 주입구
120 - 응고제 주입구 130 - 본체
200 - 교반부 210 - 와상관
220 - 합체부 230 - 관통홀
300 - 충진부 310 - 배출구
320 - 개폐 수단 330 - 가로판
400 - 구동부 410 - 모터
420 - 샤프트 430 - 임펠러
본 발명은 자동교반응고 및 용기충진장치에 관한 것이다.
보다 상세하게는 전두부, 묵 등의 제조공정 중 가열된 중간재를 응고하고 용기에 충진하는 공정에 있어서, 주입부로 중간재와 응고제가 주입되면 임펠러(impeller)가 회전함으로써 이를 이송시키고, 교반부에서 복수개의 와상관(渦狀管)을 통해 와류를 발생시키며 이송되다가 합체부에서 다시 모이는 과정을 되풀이한 후, 충진부에서 개폐수단에 의해 용기에 충진됨으로써, 중간재에 응고제를 단시간에 균일하게 분산시켜 생산성을 향상시키고 부위에 따른 편차가 없도록 품질을 향상시킬 수 있는 자동교반응고 및 용기충진장치에 관한 것이다.
일반적으로 재래식 두부는 콩을 수침하여 불리고, 불린 콩을 마쇄한 후 콩물을 제조하고, 콩물에 응고제를 투입하여 순두부를 만들고, 이러한 순두부를 압착함으로써 제조된다. 이러한 재래식 두부는 콩의 수침시에 콩에 함유된 유기산, 당, 및 수용성 단백질이 용해된 물이 폐기처리되며, 부산물로 비지가 발생된다는 단점이 있다. 비지에는 당질과 식이섬유, 단백질, 올리고당, 이소플라본(isoflavone) 등 다량의 영양소가 함유되어 있는 바, 이를 제대로 활용하지 못할 경우 경제적 측면과 영양적 측면에서 많은 손실이 발생한다. 이를 해결하기 위한 것이 대두 미세분말을 물에 녹여 콩물을 만들고, 이를 가열하여 익힌 후 응고제를 가하여 그대로 응고시켜 제조되는 전두부이다.
통상적으로 전두부 제조공정에서 익힌 콩물 또는 묵 제조공정에서 익힌 묵물(이하, '콩물 등'이라 한다)을 응고제와 교반하여 응고시키는 방법으로는 사람이 직접 주걱과 같은 교반도구로 콩물 등과 응고제를 휘저어서 교반/응고시키는 방법과, 대형 용기에 익힌 콩물 등을 넣고 모터로 교반도구를 회전시켜서 교반/응고시키는 방법 등이 있다.
전자의 방법은 전통적으로 사용되던 방법으로, 전적으로 인력에 의존하게 되므로 엄청난 노고가 필요하며, 작업시간의 경과에 따른 피로 누적 등으로 생산성이 떨어져 대량 생산 체제에 적합하지 않다는 단점이 있다. 또한, 교반/응고 공정이 전체 두부 공정에서 병목과 같은 역할을 하게 되어 교반/응고 공정에서 노동생산성이 떨어지는 경우 전체 공정에 막대한 피해를 입히게 된다. 더욱이, 인력에 의하게 되면 한 번에 처리할 수 있는 양이 적어질 수밖에 없다. 뿐만 아니라, 주걱 등의 교반 도구로 휘저어서 응고제를 분산시키는 데에는 한계가 있으므로, 분산량이 일정치 않아서 부위별로 응고 정도가 달라 품질이 떨어진다는 문제점이 있다.
후자의 방법은 전자의 방법에 비해서는 다소 개선된 것이나, 마찬가지로 교반도구를 휘저어서 작업이 이루어지는 것이므로 응고제를 균일하게 분산시키는 데 한계가 있을 수밖에 없다. 또한, 기계에 의해 교반이 진행되면 전문가가 육안으로 부위에 따른 교반 정도를 조정할 수 없다는 문제점이 있다.
또한, 전자 및 후자의 방법 공히, 교반, 응고된 것을 용기에 충진하기 위해서는 별도의 장치에 연결하여 이송시키는 공정이 필요하므로, 생산성과 신선도가 떨어지며 작업이 단속적으로 이루어진다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 특히 전두부, 묵 등의 제조공정 중 가열된 중간재를 응고하고 용기에 충진하는 공정에 있어서, 주입부로 중간재와 응고제가 주입되면 임펠러(impeller)가 회전함으로써 이를 이송시키고, 교반부에서 복수개의 와상관(渦狀管)을 통해 와류를 발생시키며 이송되다가 합체부에서 다시 모이는 과정을 되풀이한 후, 충진부에서 개폐수단에 의해 용기에 충진됨으로써, 중간재에 응고제를 단시간에 균일하게 분산시켜 생산성을 향상시키고 부위에 따른 편차가 없도록 품질을 향상시킬 수 있는 자동교반응고 및 용기충진장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 안출된 본 발명에 따른 자동교반응고 및 용기충진장치는 가열해서 익힌 중간재를 응고제와 교반하여 응고시키고, 용기에 충진하는 장치에 있어서, 상기 중간재와 상기 응고제를 주입하는 주입부; 상기 주입부로부터 이송된 상기 중간재와 상기 응고제를 와상관(渦狀管)을 거치면서 교반하는 교반부; 배출구와 상기 배출구를 개폐하는 개폐수단이 구비된 충진부; 및 모터와, 상기 모터의 회전력을 전달하는 샤프트, 및 상기 중간재와 상기 응고제가 상기 주입부로부터 상기 교반부로 이송되도록 흡입력을 제공하는 임펠러(impeller)를 구비하며, 상기 교반부와 상기 충진부 사이에 위치하는 구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 중간재는 가열하여 익힌 콩물, 가열하여 익힌 묵물, 가열하여 익힌 후 응고하여 만들어지는 식품 중 어느 하나일 수 있다.
또한, 상기 와상관은 복수개가 서로 꽈배기 형상으로 꼬여 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 교반부는 상기 각 와상관으로부터 배출된 상기 중간재와 상기 응고제의 혼합물이 모이는 합체부를 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 교반부는 상기 와상관과 상기 합체부가 교호적으로 반복 배치되어 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 개폐수단은 포핏 밸브(poppet valve)인 것이 바람직하다.
또한, 상기 주입부는 콩물 주입구, 응고제 주입구, 및 주입된 콩물과 응고제가 상기 교반부로 이송되는 본체를 포함할 수 있다.
또한, 상기 교반부는 상기 본체보다 직경이 작고, 상기 충진부는 상기 교반부보다 직경이 작게 형성될 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.
먼저, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동교반응고 및 용기충진장치에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동교반응고 및 용기충진장치의 단면도이다. 도 2a는 도 1 중 교반부의 확대 단면도이고, 도 2b는 도 2a의 A-A' 단면도이다. 도 3a는 도 1 중 배출구가 폐쇄된 경우의 단면도이며, 도 3b는 도 1 중 배출구가 개방된 경우의 단면도이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동교반응고 및 용기충진장치(이하, '본 장치'라 한다)는, 도 1을 참조하면, 주입부(100), 교반부(200), 충진부(300), 및 구동부(400)를 포함하여 형성된다. 본 장치는 가열하여 익힌 중간재를 응고제와 교반하여 응고시키고, 용기에 충진하기 위한 장치이다. 상기 중간재로는 가열하여 익힌 후 응고함으로써 제조되는 식품이면 모두 가능하며, 특히 가열하여 익힌 콩물, 가열하여 익힌 묵물 등이 이에 해당된다. 이하에서는 전두부를 제조하는 경우를 예로 들어, 상기 중간재가 콩물인 경우에 대해 설명하기로 한다. 본 장치의 주입부(100) 본체(130), 교반부(200), 충진부(300)는 이 순서대로 직경이 작아지도록 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 교반부(200)는 본체(130)보다 직경이 작고, 상기 충진부(300)는 상기 교반부(200)보다 직경이 작게 형성되는 것이 바람직하다. 이와 같이 형성되면 주입된 콩물과 응고제의 이송이 진행되면서 점차로 압축되어, 조직이 치밀한 두부를 생산할 수 있게 된다.
상기 주입부(100)는 콩물 주입구(110), 응고제 주입구(120), 및 본체(130)를 포함하여 형성된다.
상기 콩물 주입구(110)는 가열하여 익힌 콩물이 유입되는 통로이다. 상기 콩물 주입구(100)는 일측이 본체(130)와 연통되며, 타측은 콩물 가열장치와 연동된다. 다만, 콩물의 가열 공정이 가마솥과 같이 전통 방식으로 이루어지는 경우 익힌 콩물을 작업자가 직접 콩물 주입구(100)의 타측으로 유입시킬 수도 있음은 물론이다.
상기 응고제 주입구(120)는 보통 간수라고 일컬어지는 응고제를 외부로부터 유입하기 위한 통로이다. 상기 응고제 주입구(120)는 본체(130) 중 교반부(200) 측에 치우친 방향에 형성되는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 콩물 주입구(110)를 통해 본체(130)로 유입된 콩물이 교반부(200)로 유입되기 직전에 응고제가 유입되어야 교반부(200)에서 응고제를 분산시키기 용이하기 때문이다. 콩물이 교반부(200)에 도달하기도 전에 응고제가 유입되면 미리 응고가 이루어져 버리기 때문에 바람직하지 않다.
상기 본체(130)는 유입된 콩물과 응고제가 축적되어 교반부(200)로 이송되기 위한 공간이다. 상기 본체(130)는 대략 원통 파이프 형상으로 형성되며, 본체(130)의 중앙에는 축 방향으로 구동부(400)의 샤프트(420)가 관통된다.
상기 교반부(200)는, 도 2a 및 도 2b를 참조하면, 와상관(210)과 합체부(220)를 포함하여 형성된다. 상기 교반부(200)는 일측이 주입부(100)와 연결되고, 타측은 충진부(300)와 연결된다. 상기 교반부(200)는 외형이 대략 원통 형상으로 형성되며, 상기 본체(130)보다 작은 직경으로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 교반부(200)와 충진부(300) 사이에는 이송을 위한 흡입력을 제공하는 임펠러(430) 가 위치하게 된다. 상기 교반부(200)는 와상관(210)과 합체부(220)가 교호적으로 반복 배치되는 것이 바람직하다. 이에 대해서는 후술하기로 한다.
상기 와상관(210)은 교반부(200) 내부에 길이 방향으로 배치 형성되며, 소용돌이 형상으로 형성된다. 상기 주입부(100)로부터 유입된 콩물과 응고제가 곧은 관을 거치게 되면 교반이 원활하게 일어날 수 없기 때문에, 소용돌이 형상의 관을 지나면서 와류를 일으켜 교반 성능을 향상시키기 위함이다. 상기 와상관(210)은 하나만 형성될 수도 있으나, 복수개가 서로 꽈배기 형상으로 꼬여 형성되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 도 2b를 참조하면 와상관(210) 4개가 서로 꽈배기 형상으로 꼬여 있다(단, 도 2a에서는 도면이 복잡해지지 않도록 상, 하의 와상관만 도시되었음을 밝혀 둔다). 따라서, 콩물과 응고제가 각 와상관(210)을 제각기 통과하면서 충분히 교반되어 합체부(220)로 모이게 된다. 참고로, 도 2b의 참조번호 230은 샤프트(420)가 삽입되는 관통홀(230)에 해당한다.
상기 합체부(220)는 각 와상관(210)으로부터 배출된 콩물과 응고제의 혼합물이 다시 모이는 공간으로 대략 원통 형상으로 형성된다. 상기 합체부(220)는 와상관과 와상관 사이에 위치하므로, 합체부(220)에 축적된 혼합물은 이어서 배치된 각 와상관으로 재유입된다. 상기 합체부(220)는 적어도 하나 형성되며, 보다 균일한 응고물을 산출하기 위해 복수개 형성되는 것이 바람직하다. 각 와상관(210) 별로 교반된 혼합물의 교반 정도와 농도 차이가 발생할 수 있으므로, 상기 합체부(220)는 각 와상관(210)을 통과한 혼합물의 상태를 평준화하기 위해 구비된다. 따라서, 이러한 분기와 합체가 수회 반복되면서 최종적으로 충진부(300)에 도달되는 혼합물 은 균질도가 비약적으로 향상된다.
상기 충진부(300)는, 도 3a 및 도 3b를 참조하면, 배출구(310), 개폐수단(320)을 포함하여 형성된다. 상기 개폐수단(320)은 포핏 밸브(poppet valve)인 것이 바람직하다. 이하에서는 개폐수단(320)이 포핏 밸브인 것을 예로 들어 설명하기로 하고, 참조번호 320을 포핏 밸브의 참조부호로 사용한다.
상기 충진부(300)는 배출구(310), 포핏 밸브(320), 가로판(330), 스프링(340), 걸림턱(350), 및 증기 배출관(360)을 포함하여 형성된다. 상기 충진부(300)의 일측은 교반부(200)에 연결되고, 타측은 용기(C)와 마주하게 된다. 상기 포핏 밸브(320)는 대략 버섯 형상으로 형성되며, 스프링(340)에 의해 탄지된다. 상기 스프링(340)의 일단은 걸림턱(350)의 하단에 접촉되고, 타단은 포핏 밸브(320)의 소정 위치에 고정된다. 본 장치를 용기(C) 방향으로 하강시키면 포핏 밸브(320)의 하단이 용기(C) 바닥면에 의해 눌리고, 포핏 밸브(320)가 상승하게 된다. 이때, 스프링(340)은 압축되면서 포핏 밸브(320)의 상단과 걸림턱(350)이 서로 이격되어 통로가 형성된다. 이 통로를 통해 교반부(200)를 거친 혼합물이 배출구(310)로 유출되어 용기(C)에 충진된다. 상기 가로판(330)의 외주연 소정 위치에는 증기 배출구(360)가 형성되어 있어, 용기(C)에 압축된 증기가 외부로 배출될 수 있도록 한다. 한편, 본 장치를 용기(C)로부터 상승시키면 포핏 밸브(320)의 하단이 용기(C) 바닥면으로부터 이격되면서 포핏 밸브(320)가 하강하게 된다. 이때, 스프링(340)은 복원되면서 포핏 밸브(320)의 상단과 걸림턱(350)이 서로 밀착되어 통로가 폐쇄된다. 따라서, 용기(C)에 전두부를 충진하지 않는 시점에서는 배출구(310)로 혼합물 이 유출되지 않는다.
상기 구동부(400)는 모터(410), 샤프트(shaft)(420), 및 임펠러(430)를 포함하여 형성된다.
상기 모터(410)는 샤프트(420)에 회전동력을 전달하기 위한 부분으로, 본 장치에서 배출구(310)의 반대 방향에 형성된다.
상기 샤프트(420)는 모터(410)와 임펠러(430) 사이에 위치하여, 모터(410)로부터 제공된 회전동력을 임펠러(430)로 전달한다. 상기 샤프트(420)는 본 장치의 대략 중앙에 삽입된다.
상기 임펠러(430)는 샤프트(420)의 일측 단부에 연결되며, 도 1에 도시된 바와 같이 교반부(200)와 충진부(300) 사이에 위치한다. 상기 임펠러(430)는 샤프트(420)로 전달된 회전동력에 의해 특정 방향으로 회전하면서 흡입력을 가하여 주입부(100)로 주입된 콩물과 응고제를 교반부(200)를 거쳐 충진부(300) 방향으로 이송시키는 역할을 하게 된다.
다음으로, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 본 장치의 작용에 대해 설명한다.
콩물 주입구(110)로 유입된 콩물은 본체(130) 내부에 쌓이고, 임펠러(430)의 흡입력에 의해 교반부(200) 방향으로 이송된다. 한편, 응고제 주입구(120)로 유입된 응고제는 이미 교반부(200) 방향으로 이송 중인 콩물에 가해진다.
콩물과 응고제가 교반부(200)에 이르면 각 와상관(210)을 통해 콩물과 응고 제(이하, '혼합물'이라 한다)가 소용돌이 치면서 교반되어 합체부(220)에서 모이게 된다. 합체부(220)에 모인 혼합물은 균일하게 재배합된 후, 다시 각 와상관(210)으로 분기되어 소용돌이 치면서 교반되며, 이러한 과정이 수차례 반복된다.
다음으로, 본 장치가 용기(C) 방향으로 하강하면 포핏 밸브(320)가 열리면서 교반이 완료된 혼합물이 용기 내부에 충진된다. 충진과정에서 용기 내부의 증기는 증기 배출관(360)을 통해 외부로 배출된다. 특정 용기에 혼합물 충진이 완료되면 본 장치가 용기(C)로부터 이격되어 상승하면서, 포핏 밸브(320)가 닫힌다. 이와 동시에 컨베이어 벨트에 의해 다음 빈 용기가 이송되어 소정 위치에 정지하고, 본 장치는 다시 빈 용기 방향으로 하강하여 동일한 과정을 되풀이하게 된다.
이와 같이 함으로써, 와상관(210)과 합체부(220)가 되풀이되는 교반부(200)의 구성을 통해 응고제를 콩물에 고르게 분산시켜 전체적으로 고르게 응고된 균일한 품질의 전두부를 얻을 수 있게 된다.
또한, 교반/응고와 용기 충진이 순차적으로 하나의 장치에서 이루어짐에 따라 작업이 단속될 필요가 없어 연속적인 대량 생산이 가능하게 된다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도 면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
본 발명에 따른 자동교반응고 및 용기충진장치에 의하면 단시간에 응고제를 고르게 분산시켜 응고 정도와 농도를 균일화하여 식품의 균질도를 비약적으로 향상시킴으로써, 일관성 있는 품질 향상을 꾀할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면 주입부를 통해 중간재와 응고제가 계속적으로 공급되기만 하면 자동으로 고품질의 식품을 연속적으로 생산해 낼 수 있으므로, 대량 생산이 가능할 뿐만 아니라 생산성이 향상된다는 효과가 있다.

Claims (8)

  1. 가열해서 익힌 중간재를 응고제와 교반하여 응고시키고, 용기에 충진하는 장치에 있어서,
    상기 중간재와 상기 응고제를 주입하는 주입부;
    상기 주입부로부터 이송된 상기 중간재와 상기 응고제를 와상관(渦狀管)을 거치면서 교반하는 교반부;
    배출구와 상기 배출구를 개폐하는 개폐수단이 구비된 충진부; 및
    모터와, 상기 모터의 회전력을 전달하는 샤프트, 및 상기 중간재와 상기 응고제가 상기 주입부로부터 상기 교반부로 이송되도록 흡입력을 제공하는 임펠러(impeller)를 구비하며, 상기 교반부와 상기 충진부 사이에 위치하는 구동부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동교반응고 및 용기충진장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 중간재는 가열하여 익힌 콩물, 가열하여 익힌 묵물, 가열하여 익힌 후 응고하여 만들어지는 식품 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 자동교반응고 및 용기충진장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 와상관은 복수개가 서로 꽈배기 형상으로 꼬여 형성되는 것을 특징으로 하는 자동교반응고 및 용기충진장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 교반부는 상기 각 와상관으로부터 배출된 상기 중간재와 상기 응고제의 혼합물이 모이는 합체부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동교반응고 및 용기충진장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 교반부는 상기 와상관과 상기 합체부가 교호적으로 반복 배치되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동교반응고 및 용기충진장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 개폐수단은 포핏 밸브(poppet valve)인 것을 특징으로 하는 자동교반응고 및 용기충진장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 주입부는 콩물 주입구, 응고제 주입구, 및 주입된 콩물과 응고제가 상기 교반부로 이송되는 본체를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동교반응고 및 용기충진장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 교반부는 상기 본체보다 직경이 작고, 상기 충진부는 상기 교반부보다 직경이 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 자동교반응고 및 용기충진장치.
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