KR101849847B1 - 열풍과 마이크로파를 이용한 식품 살균방법 및 살균장치 - Google Patents
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Abstract
열풍과 마이크로파를 이용한 식품 살균방법 및 살균장치가 개시된다.
살균 챔버의 내부온도(T11)가 열풍 가열 목표 온도(T1)까지 가열되도록 열풍을 공급한 후 살균 챔버 내에 살균대상 식품을 투입하고, 살균대상 식품의 내부온도(T21)가 살균온도까지 가열될 수 있는 가열 조사시간(Hr1) 동안 마이크로파를 조사하며, 살균에 필요한 열풍 공급 유지시간(Hr2) 동안 살균대상 식품의 내부온도(T21)와 살균 챔버의 내부온도(T11)가 각각 살균온도와 열풍 가열 목표 온도(T1)를 유지할 수 있도록 열풍을 공급하거나 열풍의 공급과 함께 마이크로파를 조사하여, 살균대상 식품을 살균함으로써, 동결건조과일이나 당절임과일 등과 같은 건조과일, 마시맬로 등과 같은 당류 가공품 등을 물성변화 없이 법규에 맞춰 대장균군을 살균할 수 있다.
살균 챔버의 내부온도(T11)가 열풍 가열 목표 온도(T1)까지 가열되도록 열풍을 공급한 후 살균 챔버 내에 살균대상 식품을 투입하고, 살균대상 식품의 내부온도(T21)가 살균온도까지 가열될 수 있는 가열 조사시간(Hr1) 동안 마이크로파를 조사하며, 살균에 필요한 열풍 공급 유지시간(Hr2) 동안 살균대상 식품의 내부온도(T21)와 살균 챔버의 내부온도(T11)가 각각 살균온도와 열풍 가열 목표 온도(T1)를 유지할 수 있도록 열풍을 공급하거나 열풍의 공급과 함께 마이크로파를 조사하여, 살균대상 식품을 살균함으로써, 동결건조과일이나 당절임과일 등과 같은 건조과일, 마시맬로 등과 같은 당류 가공품 등을 물성변화 없이 법규에 맞춰 대장균군을 살균할 수 있다.
Description
본 발명은 열풍과 마이크로파를 이용한 식품 살균방법 및 살균장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 열풍에 의한 가열방식과 함께 마이크로파에 의한 체적가열방식에 의해 각종 곡물로 제조되는 시리얼 제품에 첨가되는 동결건조과일이나 당절임 과일 등과 같은 건조과일, 마시맬로 등과 같은 당류 가공품(식품)을 가열하여 대장균군(coliform)과 같은 미생물을 살균함으로써, 열에 취약한 식품의 물성변화 없이 법에 규정된 대장균군(음성) 기준을 만족시킬 수 있도록 하는 열풍과 마이크로파를 이용한 식품 살균방법 및 살균장치에 관한 것이다.
간편한 식사를 선호하면서 패스트푸드, 시리얼 등의 편이식품의 발달로 인해 과거에 비하여 일회용 식품의 사용이 증가되고 있다. 식품제조 및 보존, 유통에서의 위생기술의 발달, 공중보건과 관련한 제반 시스템의 과학화, 소비자의 의식수준 향상 및 의학의 발전으로 인해 각종 병원균이 없는 안전한 식품이 요구되고 있다.
위와 같이 각종 병원균을 살균하기 위한 방법으로는 열풍(가열), 고온의 증기나 물, 마이크로파 등과 같은 가열방식이나 각종 약품 등을 이용하는 방법이 있다. 가열방식의 살균방법으로는 열풍에 의한 방법과 함께 특허문헌 1에 개시된 바와 같이, 고온의 증기나 물을 이용한 방법이 주로 사용되는데, 이는 만두나 고기완자 등과 같은 식품과 같이 수분과 접촉하여도 물성 변화가 없는 식품에 주로 사용된다.
위와 같은 각종 병원균 중 식물 병원균(vegetative pathogen)의 d-value는 70∼75 ℃에서 수십 초 이내인데, 균의 종류나 식품의 종류에 따라 교차오염 수준의 대장균군 사멸온도는 안전계수를 고려하여 70∼90 ℃에서 1분 30초 내지 3분 30초 동안 즉, 80 ℃에서 2분 동안으로 설정하는 것이 바람직하다는 것이 시험 결과 밝혀졌다.
특허문헌 2에는 마이크로파를 이용한 식품 살균장치가 개시되어 있는데, 이는 식품의 살균시 식품의 가열 및 건조가 발생하지 않으면서 대장균군이나 병원균을 살균할 수 있으나, 마이크로파를 식품에 조사하기 전에 살균 챔버 내부를 진공으로 형성하고 별도의 반응가스를 공급해야 한다.
여기서, 마이크로파는 도 2와 같이, 파장의 길이에 따라 각기 다른 특성을 나타내는 라디오파, 적외선, 가시광선, 감마선 등으로 나눠지는 전자파 중 하나로서, 300 MHz∼30 GHz의 주파수 대역을 가지고 분자의 진동에 의한 마찰열, 즉 유전가열 원리에 의한 식품의 가열, 해동, 살균, 건조에 이용된다.
이러한 마이크로파에 의한 살균은 일반적인 가열과 달리, 식품 내부의 물분자의 진동에 의한 마찰열, 즉 유전가열 원리에 의해 식품의 내부에서 발열함으로써, 짧은 시간에 가열되고 열전도가 나쁜 물질에도 효과적으로 적용될 수 있는 것으로서, 미생물 내부의 물분자의 진동 및 발열에 따라 세포막이나 세포벽이 파괴되고 구성성분 유출로 인한 구조변화를 가져오거나, 발열에 의한 효소 단백질의 구조변화에 따른 효소의 활성이 저하되거나, 또는 DNA의 직접(가열로 인한 DNA 분리) 또는 간접적(핵산 가수분해효소의 활성변화) 절단에 의해 이루어지는데, 이를 가열에 의한 살균이라 한다.
또한, 세포막의 비가역적인 장해로 인한 전자 전달계(electron transport system)에 활성저하 및 이온의 능동 수송을 방해하거나, 단백질의 응집 및 변성을 촉진시켜 세포 내 효소활성을 비가역적으로 저하시키는 한편 DNA 간의 수소결합을 약화시켜 DNA의 2차, 3차 구조를 비가역적으로 변화시키거나 DNA를 파괴하는 것에 의해 이루어지는 것을 비가열 살균이라 하는데, 이는 전자전달계, 효소의 활성 저하 및 DNA 파괴 등과 같은 일반 가열보다 높은 효과를 가진다.
일반적으로 각종 식품은 법에 규정된 기준을 맞추기 위해 열풍, 증기, 물, 마이크로파에 의한 살균을 실시하게 되는데, 이렇게 살균을 필요로 하는 식품 중 각종 곡물에 의해 구성되는 시리얼 제품에 혼합되는 동결건조과일이나 당절임과일 등과 같은 건조과일, 마시맬로 등과 같은 당류 가공품 등은 관련 법령에 따라 시리얼 제품과 동일하게 대장균군에 대한 음성 반응이 요구된다.
즉, 시리얼 제품에 혼합되는 동결건조과일이나 당절임과일 등과 같은 건조과일, 마시맬로 등과 같은 당류 가공품 등을 법에 규정된 기준에 맞게 살균하기 위해, 건조과일이나 가공품의 내부온도(품온)을 열풍에 의해 살균온도까지 상승시키게 되는데, 단시간에 건조과일이나 가공품을 가열해야 하므로 큰 열에너지(높은 온도)가 필요하다. 즉, 도 1과 같이, 건조과일이나 가공품의 내부온도를 80 ℃ 이상의 살균온도구간까지 올리기 위해서는 140 ℃의 열풍을 공급해야 하는데, 이 경우 가열시간이 길어지고, 높은 열에 취약한 건조과일이나 가공품의 물성변화가 일어나는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 식품, 보다 구체적으로는 시리얼 제품에 첨가되는 동결건조 과일이나 당절임 과일과 같은 건조 과일, 마시맬로와 같은 당류 가공품을 물성 변화 없이 법정 기준에 맞게 살균할 수 있도록 하는 열풍과 마이크로파를 이용한 식품 살균방법 및 살균장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 목적은,
a) 식품별로 사전 설정된 살균 챔버의 열풍 가열 목표 온도(T1), 각기 다른 살균온도까지의 가열을 위한 식품 종류(K)별, 중량(W)별, 온도(T)별로 사전 설정된 마이크로파의 세기(S) 및 가열 조사시간(Hr1), 마이크로파의 조사 종료 후 살균 챔버의 내부온도(T11)를 열풍 가열 목표 온도(T1)로 그리고 살균 챔버 내의 식품의 온도를 살균온도로 유지하기 위해 열풍 공급을 계속하도록 식품 종류(K)별, 중량(W)별, 온도(T)별로 사전 설정된 열풍 공급 유지시간(Hr2)을 컴퓨터의 데이터베이스(DB)에 입력하는 살균 조건 입력 단계;
b) 살균대상 식품의 종류(K), 중량(W) 및 현재 온도(T)를 입력하는 살균대상 식품정보 입력단계;
c) 단계 b)에서 입력된 살균대상 정보를 컴퓨터의 제어부가 단계 a)에서 입력된 살균조건과 비교하여 마이크로파의 세기(S)와 가열 조사시간(Hr1), 그리고 열풍 공급 유지시간(Hr2)을 선택하고, 살균장치를 시동시키는 살균 장치 시동 단계;
d) 컴퓨터 제어부가 살균 챔버 내부의 온도 감지센서에 의해 감지되어 입력된 살균 챔버의 내부온도(T11)를 열풍 가열 목표 온도(T1)와 비교한 온도차에 따라 결정된 온도로 열풍을 공급하는 열풍 공급 단계;
e) 컴퓨터의 제어부가 살균 챔버의 내부온도(T11)가 열풍 가열 목표 온도(T1)에 도달(상승 또는 하강)하는가를 온도 감지센서가 감지한 온도에 의해 체크하는 살균 챔버 내부온도 감지 단계;
f) 살균 챔버의 내부온도(T11)가 열풍 가열 목표 온도(T1)까지 가열된 것이 온도 감지센서에 의해 감지되면, 컴퓨터의 제어부가 살균 챔버의 내부온도(T11)가 열풍 가열 목표 온도(T1)를 유지할 수 있도록 열풍 공급을 계속하는 상태로, 살균대상 식품을 살균 챔버 내로 투입하는 살균대상 식품 투입 단계;
g) 컴퓨터의 제어부가 단계 b)에서 선택된 마이크로파의 세기(S) 및 가열 조사시간(Hr1)에 따라 살균 챔버 내에 마이크로파를 조사하는 마이크로파 조사단계; 및
h) 단계 g) 종료 후에, 단계 b)에서 선택된 열풍 공급 유지시간(Hr2)에 따라, 열풍 공급을 유지하는 열풍 공급 유지 단계;
를 포함하여 구성되는, 열풍과 마이크로파를 이용한 식품 살균방법에 의해 달성된다.
본 발명의 방법의 하나의 측면에 의하면, 단계 h)의 열풍 공급 유지 단계에 이어 살균 챔버로부터 살균대상 식품을 꺼내서 상온에서 또는 다른 냉각 수단에 의해 냉각시키는 냉각 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 방법의 다른 측면에 의하면, 살균 챔버에 대한 열풍 공급 및 마이크로파 조사가 각각 열풍기 유닛 및 마그네트론에 의해 이루어질 수 있다.
본 발명의 방법의 다른 측면에 의하면, 살균 챔버의 열풍 가열 목표 온도(T1) 및 마이크로파 조사 단계 종료 후의 살균대상 식품의 살균온도 유지를 위해 열풍 공급을 계속하는 열풍 공급 유지시간(Hr2)이 각각 70∼90 ℃ 및 1∼3분 범위 내의 값으로 설정될 수 있다.
본 발명의 방법의 또 다른 측면에 의하면, 살균대상 식품이 식품 투입 이송 컨베이어에 의해 살균 챔버 내부의 하부로 투입되고 그로부터 배출될 수 있다.
본 발명의 방법의 또 다른 측면에 의하면, 마이크로파가 살균 챔버 내부 전체 또는 살균대상 식품이 투입되는 진입부에만 조사될 수 있다.
본 발명의 방법의 또 다른 측면에 의하면, 마이크로파가 살균 챔버의 진입부에만 조사시, 마이크로파의 가열 조사시간(Hr1) 및 열풍 공급 유지시간(Hr2)을 마이크로파의 조사구간(L1)과 열풍 공급 유지구간(L2) 및 식품 투입 이송 컨베이어의 이송속도에 의해 조절할 수 있다.
본 발명의 목적은, 또한,
도어 및 투시창을 가지며 살균 대상 식품이 투입되는 공간이 구비된 챔버, 챔버의 천정부에 설치된 마그네트론 및 열풍기 유닛, 및 챔버의 내부에 설치된 온도 감지 센서를 구비한 살균 챔버(STCB) ; 그리고
입력부, 입력부를 통해 입력되는 살균대상 식품의 종류(K), 중량(W)과 현재 온도(T), 살균대상 식품별 살균 챔버의 열풍 가열 목표 온도(T1), 각기 다른 살균온도까지의 가열을 위한 식품 종류(K)별, 중량(W)별, 온도(T)별로 사전 설정된 마이크로파의 세기(S) 및 가열 조사시간(Hr1), 마이크로파의 조사 종료 후 살균 챔버의 내부온도(T11)를 열풍 가열 목표 온도(T1)로 그리고 살균 챔버 내의 식품의 온도를 살균온도로 유지하기 위해 열풍 공급을 계속하도록 식품 종류(K)별, 중량(W)별, 온도(T)별로 사전 설정된 열풍 공급 유지시간(Hr2)을 포함하는 살균 작동 조건이 사전 입력된 데이터베이스(DB), 및 살균대상 식품의 종류(K), 중량(W) 및 현재 온도(T)를 데이터베이스(DB)에 입력, 저장된 살균 작동 조건과 비교하여 마이크로파의 세기(S)와 가열 조사시간(Hr1), 그리고 열풍 공급 유지시간(Hr2)을 선택하여 살균 챔버(STCB)의 작동을 제어하는 제어부를 구비한 컴퓨터;
를 포함하여 구성되는, 열풍과 마이크로파를 이용한 식품 살균장치에 의해 달성된다.
본 발명의 장치의 하나의 측면에 의하면, 살균 챔버는, 양 측벽의 하단에 투입구와 배출구가 형성된 챔버의 하부를 통과하는 컨베이어 벨트를 구비한 식품 투입 이송 컨베이어, 및 살균 챔버의 투입구 및 배출구에 접하는 벽부에 설치된 마이크로파 차폐유닛이 더 구비된다.
본 발명의 장치의 다른 측면에 의하면, 마그네트론은, 살균 챔버의 내부공간 전체에 마이크로파를 조사하거나 살균 챔버의 내부공간 중 살균대상 식품이 투입되는 진입부에만 마이크로파를 조사할 수 있도록 배치되고, 살균 챔버는 열풍기 유닛의 미작동시 공기의 흐름을 차단할 수 있는 도어를 가지며, 열풍기 유닛은 살균 챔버의 내부공간 전체에 열풍을 공급하도록 배치될 수 있다.
본 발명의 장치의 또 다른 측면에 의하면, 제어부는, 살균 챔버의 열풍 가열 목표 온도(T1) 및 살균대상 식품이 살균온도를 유지할 수 있도록 열풍을 공급하는 열풍 공급 유지시간(Hr2)이 70∼90 ℃ 및 1∼3분 범위 내의 값으로 설정할 수 있도록 구성될 수 있다.
본 발명에 의하면, 식품, 즉 각종 곡물로 제조되는 시리얼 제품에 첨가되는 열에 취약한 동결건조 과일이나 당절임 과일 등과 같은 건조 과일, 마시맬로 등과 같은 당류 가공품을 마이크로파에 의한 체적 가열 방식으로 식품 내부에서부터 가열되어 식품 종류별로 각기 다른 살균 온도까지 선택적으로 가열함으로써, 열에 취약한 식품의 물성변화 없이 법에 규정된 대장균군(음성) 기준을 만족시킬 수 있으며, 특히 마이크로파의 조사와 함께 살균 챔버 내에 열풍을 공급하여 살균하고자 하는 식품을 전체적으로 고르게 가열 살균할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 사용되는 마이크로파는, 열에 취약한 시리얼 제품에 첨가되는 식품 내부로의 침투성이 높고 식품 내부로부터 발열을 일으키기 때문에 단시간에 식품 전체를 고르게 가열할 수 있으므로, 시간과 에너지를 절약할 수 있고, 가열 살균 효과 외에도 비가열살균 기작(mechanism)을 지니고 있어 낮은 온도 및 짧은 시간에 높은 살균효과를 얻을 수 있으며, 열전도도가 낮은 식품에 대해서도 열풍 단독에 의한 살균에 비해 높은 살균 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명은 마이크로파에 의한 살균으로 동결건조 과일이나 당절임 과일 등과 같은 건조과일, 마시맬로와 같은 각종 당류 가공품에 존재하는 대장균군과 함께 녹농균, 황색포도상구균과 같은 병원균까지도 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 열풍을 이용하여 식품을 살균하는 종래의 살균방법을 설명하기 위한 그래프이다.
도 2는 마그네트론에서 조사되는 마이크로파를 포함하는 전자파의 구성을 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 의한 열풍과 마이크로파를 이용한 식품 살균장치의 구성도이다.
도 4는 열풍과 마이크로파를 이용하여 식품을 살균하는 본 발명에 의한 살균방법을 설명하기 위한 그래프이다.
도 5는 도 3의 살균장치에 의해 살균 챔버를 경유해서 이송되는 식품에 열풍과 마이크로파를 가해 대장균군 등을 살균하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6은 도 3의 본 발명의 다른 실시예에 의한 마이크로파를 이용한 식품 살균장치의 구성도이다.
도 7은 도 6의 살균장치에 의해 살균 챔버에 수작업으로 투입 및 배출되는 식품에 열풍과 마이크로파를 가해 대장균군 등을 살균하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2는 마그네트론에서 조사되는 마이크로파를 포함하는 전자파의 구성을 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 의한 열풍과 마이크로파를 이용한 식품 살균장치의 구성도이다.
도 4는 열풍과 마이크로파를 이용하여 식품을 살균하는 본 발명에 의한 살균방법을 설명하기 위한 그래프이다.
도 5는 도 3의 살균장치에 의해 살균 챔버를 경유해서 이송되는 식품에 열풍과 마이크로파를 가해 대장균군 등을 살균하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6은 도 3의 본 발명의 다른 실시예에 의한 마이크로파를 이용한 식품 살균장치의 구성도이다.
도 7은 도 6의 살균장치에 의해 살균 챔버에 수작업으로 투입 및 배출되는 식품에 열풍과 마이크로파를 가해 대장균군 등을 살균하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하, 본 발명을 바람직한 실시예에 의해 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 이해를 돕기 위해 그리고 설명의 간략화를 위해 서로 다른 실시예에서의 동일 또는 유사한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 부여한다.
도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 의한 마이크로파를 이용한 식품 살균장치의 구성도이다.
본 발명의 하나의 실시예에 의한 열풍과 마이크로파를 이용한 식품의 연속식 살균장치는, 도 3에 도시된 바와 같이, 하부가 개방되고 양 측벽의 하단에 마주보는 투입구(101a)와 배출구(101b)가 각각 형성되며, 도어 및 투시창을 가지며 살균 대상 식품이 투입되는 공간이 구비된 챔버(101), 챔버(101)에 각각 설치된 마그네트론(110), 열풍기 유닛(120) 및 온도감지센서(130)를 구비한 살균 챔버(100)와, 살균대상 식품의 종류(K), 중량(W) 및 현재 온도(T)가 입력되는 컴퓨터 입력부(210), 입력부(210)를 통해 입력되는 살균대상 식품의 종류(K), 중량(W)과 현재 온도(T); 살균대상 식품 종류(K)별, 중량(W)별 살균 챔버의 열풍 가열 목표 온도(T1), 식품 종류(K)별, 중량(W)별, 온도(T)별로 각기 다른 살균온도까지의 가열을 위한 사전 설정된 마이크로파의 세기(S) 및 가열 조사시간(Hr1), 마이크로파의 조사 종료 후 살균 챔버의 내부온도(T11)를 열풍 가열 목표 온도(T1)로 그리고 살균 챔버 내의 식품의 온도를 살균온도로 유지하기 위해 열풍 공급을 계속하도록 식품 종류(K)별, 중량(W)별, 온도(T)별로 사전 설정된 열풍 공급 유지시간(Hr2)을 포함하는 살균 작동 조건이 사전 입력된 데이터베이스(DB); 및 살균 챔버(100) 내의 온도감지센서(130)로부터 입력된 살균 챔버 온도의 측정값에 따라 살균대상 식품의 종류(K), 중량(W) 및 현재 온도(T)를 데이터베이스(DB)에 입력, 저장된 살균 작동 조건과 비교하여 마이크로파의 세기(S)와 가열 조사시간(Hr1), 그리고 열풍 공급 유지시간(Hr2)을 선택하여 살균 챔버(100)의 작동을 제어하는 제어부(220);를 구비한 제어 컴퓨터(200);
모터(M)에 연동되고 살균 챔버(100)의 하부에 투입구(101a)에서 배출구(101b) 쪽으로 진행되는 방향으로 설치된 식품 투입 이송 컨베이어(300); 및
살균 챔버(100)의 투입구(101a) 및 배출구(101b)에 접하는 벽부에 설치된 마이크로파 차폐유닛(410, 420)으로 구성된다.
여기서, 열풍기 유닛(120)은 살균 챔버(100)의 내부온도(T11)를 열풍 가열 목표 온도(T1)까지 가열하여 살균을 준비하고, 그 후, 마그네트론(110)은 살균대상 식품을 주변 공기와의 접촉으로 열을 빼앗기지 않는 상태에서 짧은 시간 내에 식품별로 각기 다른 살균온도까지 가열하여, 마이크로파에 의해 가열되는 식품이 전체적으로 고르게 가열되도록 한다. 즉, 마그네트론(110)이 식품의 가열과 살균의 주된 역할을 하고, 열풍기 유닛(120)은 식품의 가열과 살균에 영향을 주나, 그 역할을 제한적이어서 보조적인 역할을 한다.
마그네트론(110)이 살균 챔버(100)의 내부공간 일부, 즉 진입부에만 마이크로파를 조사할 수 있도록 살균 챔버(100)의 천정부에 설치되고, 미작동시 공기의 흐름을 차단할 수 있는 도어를 가지는 열풍기 유닛(120)이 살균 챔버(100)의 내부공간 전체에 열풍을 공급하도록 배치됨으로써, 컴퓨터(100)의 제어부(220)는 식품 투입 이송 컨베이어(300)를 타고 연속적으로 투입되는 살균대상 식품이 마이크로파가 조사되는 영역(L1)을 조사시간(Hr1) 동안 경유하는 과정에서 살균온도까지 가열된 후, 이어서 마이크로파는 조사되지 않고 열풍 가열 목표 온도(T1)만이 유지되는 영역(L2)을 열풍 공급 유지시간(Hr2) 동안 경유하는 과정에서 통해 살균 처리되어, 살균 챔버(100) 밖으로 순차적으로 이동시키는 동작을 연속적으로 수행하여 식품의 살균과 배출이 연속적으로 이루어지도록 할 수 있다.
이때, 살균 챔버(100)의 내부공간 중 마이크로파가 조사되는 영역과 조사되지 않은 영역의 거리(길이)와 식품 투입 이송 컨베이어(500)의 이송속도를 마이크로파의 가열 조사시간(Hr1)(예를 들어 3 내지 5분) 및 열풍 공급 유지시간(Hr2)에 대응되게 설정하여야 하며, 살균 챔버의 길이를 길게 하여야 한다.
다만, 마그네트론(110)은 위와 달리, 살균 챔버(100)의 내부공간 전체에 대해 마이크로파를 조사하도록 설치될 수 있다.
따라서, 컴퓨터(200)의 제어부(220)는 사전 설정된 마이크로파의 세기(S) 및 가열 조사시간(Hr1)에 따라 마그네트론(110)을 구동시켜 마이크로파를 조사하고 이후 사전 설정된 열풍 공급 유지시간(Hr2) 동안 열풍기 유닛(120)을 구동시킨 후 정지되어 있던 식품 투입 이송 컨베이어(300)를 구동시켜서 살균작업이 종료된 식품을 배출시키는 동작을 반복한다.
즉, 살균대상 식품을 그 종류(K), 중량(W)과 현재 온도(T)를 달리하고, 살균 챔버의 살균대상 식품 종류(K)별, 중량(W)별 열풍 가열 목표 온도(T1)를 달리한 상태에서; 식품 종류(K, 포도, 사과, 감, 마시맬로)별, 중량(W, 10kg, 20 kg, 50 kg)별, 온도(T, -5℃, 15℃, 20℃, 25℃)별로 식품별로 각기 다른 살균온도까지의 가열을 위해 소요되는 마이크로파의 세기(S) 및 가열 조사시간(Hr1) 그리고 열풍 공급 유지시간(Hr2)을 실제 실험에 의해 파악하여 컴퓨터(200)의 데이터베이스(DB)에 사전 입력, 저장되어 입력 정보와의 대비를 위해 대기중인 상태에서, 살균 대상 식품 종류(K, 마시맬로), 중량(W, 50kg) 및 현재 온도(20 ℃)가 입력되면 이를 토대로 데이터베이스(DB)에 저장된 테이블로부터 종류(K,마시맬로), 중량(W, 50kg) 및 온도(20℃)에 해당하는 마이크로파의 세기(S, 예;13kW) 및 가열 조사시간(예;3분) 그리고 열풍 공급 유지 시간(예;3분)을 컴퓨터(200) 제어부(220)가 선택하여 살균장치의 작동을 제어한다.
또한, 컴퓨터(200)의 제어부(220)는 물성변화 없이 법에 규정된 대장균군(음성) 기준을 만족시킬 수 있도록 하기 위해, 살균대상 식품이 종류에 따라 살균 챔버(100)의 열풍 가열 목표 온도(T1)와 살균대상 식품의 살균온도를 달리 설정할 수 있는데, 특히 각종 곡물로 제조되는 시리얼 제품에 첨가되는 동결건조 과일이나 당절임 과일 등과 같은 건조과일, 마시맬로 등과 같은 당류 가공품(식품)의 경우 각각 70∼90 ℃ 범위 내의 값으로 설정할 수 있다.
또한, 살균 챔버(100) 내부로부터의 열풍과 마이크로파의 누설을 최소화하기 위해, 살균 챔버(100)의 투입구(101a)와 배출구(101b)의 상하폭 그리고 마이크로파 차폐유닛(410, 420)의 하단부와 식품 투입 이송 컨베이어(300)와의 간격은 살균대상 식품의 크기에 맞게 구성되며, 별도의 승강(조절)수단을 구비하여 살균대상 식품의 크기에 따라 수시로 조절할 수도 있다.
도 4는 열풍과 마이크로파를 이용하여 식품을 살균하는 본 발명에 의한 살균방법을 설명하기 위한 그래프이다.
도 4에 의하면, 열풍에 의해 살균 챔버의 내부온도를 85 ℃로 유지하는 상태에서, 25 ℃의 살균대상 식품이 살균 챔버의 내부공간에 투입되어 마이크로파에 의해 80 ℃까지 가열된 후 살균 챔버의 내부공간을 열풍에 의해 80 ℃로 열풍 공급 유지시간 동안 유지함으로써, 식품의 내부와 표면에 열을 동시에 가해 빠르게 가열할 수 있으며, 대장균군의 살균이 이루어질 수 있는 식품의 온도를 유지할 수 있어, 열에 취약한 식품이 고온에 장시간 노출되어 식품의 품질이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
도 5는 도 3의 살균장치에 의해 살균 챔버를 경유해서 이송되는 식품에 열풍과 마이크로파를 가해 대장균군을 살균하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5에 의하면, 식품에 잔류하는 대장균군을 살균하기에 앞서, 컴퓨터 제어부는 살균대상 식품별 살균 챔버의 열풍 가열 목표 온도(T1), 살균대상 식품별 살균온도, 식품 투입 이송 컨베이어의 이송속도(마이크로파의 세기(S) 및 가열 조사시간(Hr1), 마이크로파 조사 가열 종료 후 열풍 공급을 계속하는 열풍 공급 유지시간(Hr2)를 데이터베이스(DB)에 저장한다(S1).
이어서, 살균대상 식품의 종류(K), 중량(W) 및 현재 온도(T)를 컴퓨터의 입력부를 통해 입력(S2)하여 컴퓨터의 제어부가 단계 S1에서 사전 설정되어 입력된 데이터베이스의 살균조건과 비교하여 마이크로파의 세기(S)와 식품 투입 이송 컨베이어의 이송속도(가열 조사시간(Hr1), 열풍 공급 유지시간(Hr2)를 선택(S3)하고, 살균장치를 시동시킨다(S4).
이렇게 살균장치가 시동된 상태에서 컴퓨터 제어부는 살균 챔버 내부의 온도 감지센서에 의해 감지(S5)된 살균 챔버의 내부온도(T11)를 살균대상 식품에 대하여 사전 설정된 열풍 가열 목표 온도(T1)와 비교하여 열풍 공급여부를 결정하게 된다.
그리고, 살균 챔버의 내부온도(T11)가 열풍 가열 목표 온도(T1) 보다 낮을 시 열풍기 유닛을 구동시켜 살균 챔버 내에 열풍을 공급하면서, 컴퓨터 제어부는 다시 온도감지센서에 의해 살균 챔버의 내부온도(T11)를 감지하고, 해당 살균 챔버의 내부온도(T11)가 열풍 가열 목표 온도(T1)까지 상승하였는가를 확인하여(S6), 살균대상 식품의 투입시점이 되기를 대기한다.
살균 챔버의 내부온도(T11)가 열풍 가열 목표 온도(T1)까지 상승된 것으로 감지되면, 컴퓨터 제어부는 식품 투입 이송 컨베이어를 위에서 선택된 이송속도로 구동시켜 살균 챔버 내로 살균대상 식품의 이송(S7)함과 동시에 단계 S3에서 선택된 마이크로파 세기(S)와 가열 조사시간(Hr1)에 따라 식품에 마이크로파가 조사되도록 제어한다(S8).
단계 S3에서 사전 선택된 가열 조사시간(Hr1)이 경과되면, 컴퓨터 제어부는 마그네트론의 구동을 정지시키고 살균 챔버의 내부온도가 열풍 가열 목표 온도(T1)를 단계 S3에서 사전 선택된 열풍 공급 유지시간(Hr2) 동안 유지할 수 있도록 열풍기 유닛의 구동을 제어한다(S9).
여기서, 살균대상 식품이 식품 투입용 컨베이어에 의해 살균 챔버의 투입구로 투입된 후 그 반대편의 배출구로 배출됨으로써, 마이크로파의 가열 조사시간(Hr1)과 열풍 공급 유지시간(Hr2)에 따라 살균 챔버 내의 마이크로파 조사 구역(L1)과 비조사구역(L2)에서의 식품 투입 이송 컨베이어, 즉 살균대상 식품의 이동속도를 조절하여 식품의 살균 작업과 배출 작업을 연속식으로 할 수 있다.
즉, 살균 챔버의 마이크로파 조사구역(L1)과 비조사구역(L2)의 길이(거리)의 비가 마이크로파의 가열 조사시간(Hr1)과 열풍 공급 유지시간(Hr2)(예를 들어, 2분)의 비에 대응되게 설정되도록 함으로써, 컴퓨터 제어부는 연속적인 식품의 살균작업과 투입 및 배출작업을 위해, 열풍기 유닛과 마그네트론을 연속적으로 구동시키고, 마이크로파의 가열 조사시간(Hr1)과 열풍 공급 유지시간(Hr2)에 따라 식품 투입 이송 컨베이어에 의한 살균대상 식품의 살균 챔버 내의 마이크로파 조사구역과 비조사구역에서의 이동속도를 조절한다.
이렇게 살균작업이 종료된 후 식품 투입 이송 컨베이어를 타고 살균 챔버 밖으로 배출된 살균대상 식품은 공지의 방법으로 냉각된다(S10).
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 의한 마이크로파를 이용한 식품 살균장치의 구성도이다.
본 발명의 다른 실시예에 의한 열풍과 마이크로파를 이용한 식품의 배치식 살균장치는, 도 6에 도시된 바와 같이, 도어 및 투시창을 가지며 살균대상 식품이 투입되는 내부공간을 가지는 챔버(101), 챔버(101)에 각각 설치된 마그네트론(110), 열풍기 유닛(120), 온도 감지센서(130) 및 살균대상 식품이 배치되는 배치부(140)를 구비한 살균 챔버(100)와, 살균대상 식품의 종류(K), 중량(W) 및 현재 온도(T)가 입력되는 컴퓨터 입력부(210), 입력부(210)를 통해 입력되는 살균대상 식품의 종류(K), 중량(W)과 현재 온도(T); 살균대상 식품 종류(K)별, 중량(W)별 살균 챔버의 열풍 가열 목표 온도(T1), 식품 종류(K)별, 중량(W)별, 온도(T)별로 각기 다른 살균온도까지의 가열을 위한 사전 설정된 마이크로파의 세기(S) 및 가열 조사시간(Hr1), 마이크로파의 조사 종료 후 살균 챔버의 내부온도(T11)를 열풍 가열 목표 온도(T1)로 그리고 살균 챔버 내의 식품의 온도를 살균온도로 유지하기 위해 열풍 공급을 계속하도록 식품 종류(K)별, 중량(W)별, 온도(T)별로 사전 설정된 열풍 공급 유지시간(Hr2)을 포함하는 살균 작동 조건이 사전 입력된 데이터베이스(DB); 및 살균 챔버(100) 내의 온도감지센서(130)로부터 입력된 살균 챔버 온도의 측정값에 따라 살균대상 식품의 종류(K), 중량(W) 및 현재 온도(T)를 데이터베이스(DB)에 입력, 저장된 살균 작동 조건과 비교하여 마이크로파의 세기(S)와 가열 조사시간(Hr1), 그리고 열풍 공급 유지시간(Hr2)을 선택하여 살균 챔버(100)의 작동을 제어하는 제어부(220);를 구비한 제어 컴퓨터(200)으로 구성된다.
여기서, 열풍기 유닛(120)은 살균 챔버(100)의 내부온도(T11)를 열풍 가열 목표 온도(T1)까지 가열하여 살균을 준비하고, 그 후, 마그네트론(110)은 살균대상 식품을 주변 공기와의 접촉으로 열을 빼앗기지 않는 상태에서 짧은 시간 내에 식품별로 각기 다른 살균온도까지 가열하여, 마이크로파에 의해 가열되는 식품이 전체적으로 고르게 가열되도록 한다. 즉, 마그네트론(110)이 식품의 가열과 살균의 주된 역할을 하고, 열풍기 유닛(120)은 식품의 가열과 살균에 영향을 주나, 그 역할을 제한적이어서 보조적인 역할을 한다.
따라서, 컴퓨터(200) 제어부(220)는 사전 설정된 마이크로파의 세기(S) 및 가열 조사시간(Hr1)에 따라 마그네트론(110)을 구동시켜 마이크로파를 조사하고 이후 사전 설정된 열풍 공급 유지시간(Hr2) 동안 열풍기 유닛(120)을 구동시키는 동작을 수행한다. 살균챔버(100)의 배치부(140)로의 살균대상 식품의 투입과 살균챔버의 배치부(140)로부터의 살균대상 식품의 배출은 도어의 개폐와 함께 수작업에 의해 이루어지게 된다.
즉, 살균대상 식품을 그 종류(K), 중량(W)과 현재 온도(T)를 달리하고, 살균 챔버의 살균대상 식품 종류(K)별, 중량(W)별 열풍 가열 목표 온도(T1)를 달리한 상태에서; 식품 종류(K, 포도, 사과, 감, 마시맬로)별, 중량(W, 10 kg, 20 kg, 50 kg)별, 온도(T, -5 ℃, 15 ℃, 20 ℃, 25 ℃)별로 식품별로 각기 다른 살균온도까지의 가열을 위해 소요되는 마이크로파의 세기(S) 및 가열 조사시간(Hr1) 그리고 열풍 공급 유지시간(Hr2)을 실제 실험에 의해 파악하여 컴퓨터(200)의 데이터베이스(DB)에 사전 입력, 저장되어 입력 정보와의 대비를 위해 대기중인 상태에서, 살균 대상 식품 종류(K, 마시맬로), 중량(W, 50kg) 및 현재 온도(20 ℃)가 입력되면 이를 토대로 데이터베이스(DB)에 저장된 테이블로부터 종류(K,마시맬로), 중량(W, 50kg) 및 온도(20 ℃)에 해당하는 마이크로파의 세기(S, 예;13kW) 및 가열 조사시간(예;3분) 그리고 열풍 공급 유지 시간(예;3분)을 컴퓨터 제어부(220)가 선택하여 살균장치의 작동을 제어한다.
또한, 컴퓨터(200) 제어부(220)는 물성변화 없이 법에 규정된 대장균군(음성) 기준을 만족시킬 수 있도록 하기 위해, 살균대상 식품이 종류에 따라 살균 챔버(100)의 열풍 가열 목표 온도(T1)와 살균대상 식품의 살균온도를 달리 설정할 수 있는데, 특히 각종 곡물로 제조되는 시리얼 제품에 첨가되는 동결건조 과일이나 당절임 과일 등과 같은 건조과일, 마시맬로 등과 같은 당류 가공품(식품)의 경우 각각 70∼90 ℃ 범위 내의 값으로 설정할 수 있다.
도 7은 도 6의 살균장치에 의해 살균 챔버에 수작업으로 투입 및 배출되는 식품에 열풍과 마이크로파를 가해 대장균군을 살균하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 7에 의하면, 식품에 잔류하는 대장균군을 살균하기에 앞서, 컴퓨터 제어부는 살균대상 식품별 살균 챔버의 열풍 가열 목표 온도(T1), 살균대상 식품별 살균온도, 마이크로파의 세기(S) 및 가열 조사시간(Hr1), 마이크로파 조사 가열 종료 후 열풍 공급을 계속하는 열풍 공급 유지시간(Hr2)을 데이터베이스(DB)에 저장한다(S21).
이어서, 살균대상 식품의 종류(K), 중량(W) 및 현재 온도(T)를 컴퓨터의 입력부를 통해 입력(S22)하여 컴퓨터의 제어부가 단계 S21에서 사전 설정되어 입력된 데이터베이스의 살균조건과 비교하여 마이크로파의 세기(S)와 가열 조사시간(Hr1), 그리고 열풍 공급 유지시간(Hr2)을 선택(S23)하고, 살균장치를 시동시킨다(S24).
이렇게 살균장치가 시동된 상태에서 컴퓨터 제어부는 살균 챔버 내부의 온도 감지센서에 의해 감지(S25)된 살균 챔버의 내부온도(T11)를 살균대상 식품에 대하여 사전 설정된 열풍 가열 목표 온도(T1)와 비교하여 열풍 공급여부를 결정하게 된다.
그리고, 살균 챔버의 내부온도(T11)가 열풍 가열 목표 온도(T1) 보다 낮을 시 열풍기 유닛을 구동시켜 살균 챔버 내에 열풍을 공급하면서, 컴퓨터 제어부는 다시 온도감지센서에 의해 살균 챔버의 내부온도(T11)를 감지하고, 해당 살균 챔버의 내부온도(T11)가 열풍 가열 목표 온도(T1)까지 상승하였는가를 확인하여(S26), 살균대상 식품의 투입시점이 되기를 대기한다.
살균 챔버의 내부온도(T11)가 열풍 가열 목표 온도(T1)까지 상승되고 살균 챔버의 배치부에 살균대상 식품이 투입된 것으로 감지(S27)되면, 컴퓨터 제어부는 단계 S23에서 선택된 마이크로파 세기(S)와 가열 조사시간(Hr1)에 따라 식품에 마이크로파가 조사되도록 제어한다(S28).
단계 S23에서 사전 선택된 가열 조사시간(Hr1)이 경과되면, 컴퓨터 제어부는 마그네트론의 구동을 정지시키고 살균 챔버의 내부온도가 열풍 가열 목표 온도(T1)를 단계 S23에서 사전 선택된 열풍 공급 유지시간(Hr2) 동안 유지할 수 있도록 열풍기 유닛의 구동을 제어한다(S29).
이렇게 살균작업이 종료된 살균대상 식품은 도어를 통해 수작업에 의해 살균 챔버 밖으로 배출되어 공지의 방법으로 냉각된다(S30).
대장균군(enterobacter aerogenes)을 배양한 후 이를 희석하여 미스트(mist) 분무기로 마시맬로의 표면에 분사한 후 12시간 동안 자연 건조시켜 정성분석결과 1,000∼10,000 cfu/g의 대장균군이 접종된 마시맬로를 준비하였다.
그리고, 아래의 표 1과 같이, 열풍기 유닛을 구동시켜 마이크로파가 조사되는 조사구역과 비조사구역의 길이가 각각 5m인 살균 챔버 내의 내부온도(T11)를 85 ℃까지 상승시키고 나서, 열풍기 유닛과 함께 마그네트론을 동시에 작동시키고 식품 투입 이송 컨베이어를 작동시켜 71.2 kg의 마시맬로를 0.1km/h의 이송속도로 살균 챔버 내로 투입했다. 이때 마이크로파의 세기는 11.8 kW/h로 하였다.
살균챔버 내로 투입된 마시맬로는 마이크로파가 조사되는 조사구역을 지나면서 85∼90 ℃까지 가열되고 이는 다시 비조사구역을 지나는 동안 열풍에 의해 85∼90 ℃를 유지하면서 살균 챔버 밖으로 배출되어 상온에서 냉각되었다. 위에서 보이는 바와 같이, 조사구역과 비조사구역을 경유하는 마시맬로는 위치에 따라 온도 편차를 보였다.
그 결과, 열풍과 마이크로파에 의해 살균된 마시맬로로부터 대장균군이 검출되지 않았고(음성), 마시맬로의 물성도 전반적으로 양호한 것으로 확인되었다.
위의 실시예 1과 같이, 10∼100 cfu/g의 대장균군이 접종된 마시맬로를 준비하였다.
그리고, 아래의 표 1과 같이, 열풍기 유닛을 구동시켜 마이크로파가 조사되는 조사구역과 비조사구역의 길이가 각각 5m인 살균 챔버 내의 내부온도(T11)를 80 ℃ 까지 상승시키고 나서, 열풍기 유닛과 함께 마그네트론을 동시에 작동시키고 식품 투입 이송 컨베이어를 작동시켜 71.2 kg의 마시맬로를 0.1km/h의 이송속도로 살균 챔버 내로 투입했다. 이때 마이크로파의 세기는 10.8 kW/h로 하였다.
살균챔버 내로 투입된 마시맬로는 마이크로파가 조사되는 조사구역을 지나면서 80∼85 ℃ 까지 가열되고 이는 다시 비조사구역을 지나는 동안 열풍에 의해 80∼85 ℃ 를 유지하면서 살균 챔버 밖으로 배출되어 상온에서 냉각되었다.
그 결과, 열풍과 마이크로파에 의해 살균된 마시맬로로부터 대장균군이 검출되지 않았고, 마시맬로의 물성도 전반적으로 양호한 것으로 확인되었다.
위의 실시예 1과 같이, 1,000∼10,000 cfu/g의 대장균군이 접종된 마시맬로를 준비하였다.
그리고, 아래의 표 1과 같이, 열풍기 유닛을 구동시켜 마이크로파가 조사되는 조사구역과 비조사구역의 길이가 각각 5m인 살균 챔버 내의 내부온도(T11)를 80 ℃까지 상승시키고 나서, 열풍기 유닛과 함께 마그네트론을 동시에 작동시키고 식품 투입 이송 컨베이어를 작동시켜 71.2 kg의 마시맬로를 0.1km/h의 이송속도로 살균 챔버 내로 투입했다. 이때 마이크로파의 세기는 10.8 kW/h로 하였다.
살균챔버 내로 투입된 마시맬로는 마이크로파가 조사되는 조사구역을 지나면서 80∼85 ℃까지 가열되고 이는 다시 비조사구역을 지나는 동안 열풍에 의해 80∼85 ℃를 유지하면서 살균 챔버 밖으로 배출되어 상온에서 냉각되었다.
그 결과, 열풍과 마이크로파에 의해 살균된 마시맬로로부터 대장균군이 검출되지 않았고, 마시맬로의 물성도 전반적으로 양호한 것으로 확인되었다.
위의 실시예 1과 같이, 10∼100 cfu/g의 대장균군이 접종된 마시맬로를 준비하였다.
그리고, 아래의 표 1과 같이, 열풍기 유닛을 구동시켜 마이크로파가 조사되는 조사구역과 비조사구역의 길이가 각각 5m인 살균 챔버 내의 내부온도(T11)를 75 ℃까지 상승시키고 나서, 열풍기 유닛과 함께 마그네트론을 동시에 작동시키고 식품 투입 이송 컨베이어를 작동시켜 71.2 kg의 마시맬로를 0.1km/h의 이송속도로 살균 챔버 내로 투입했다. 이때 마이크로파의 세기는 9.6 kW/h로 하였다.
살균챔버 내로 투입된 마시맬로는 마이크로파가 조사되는 조사구역을 지나면서 70∼75 ℃까지 가열되고 이는 다시 비조사구역을 지나는 동안 열풍에 의해 70∼75 ℃를 유지하면서 살균 챔버 밖으로 배출되어 상온에서 냉각되었다.
그 결과, 열풍과 마이크로파에 의해 살균된 마시맬로로부터 대장균군이 검출되지 않았고, 마시맬로의 물성도 전반적으로 양호한 것으로 확인되었다.
| 실시예 (연속식) |
실험조건 | 실험결과 | ||||||
| 마시맬로 이송속도 |
T11 | T21 | 마이크로파 총 투입량 | 균주 | 살균전 | 살균후 | 물성 | |
| 실시예1 | 0.1km/h | 85 ℃ | 85-90 ℃ | 11.8 kW | 대장균군(enterobacter aerogenes | 1,00010,000 cfu/g | 음성 | 전반적으로 양호 |
| 실시예2 | 80 ℃ | 80-85 ℃ | 10.8 kW | 10100 cfu/g | 음성 | 매우 양호 | ||
| 실시예3 | 1,00010,000 cfu/g | 음성 | 매우 양호 | |||||
| 실시예4 | 75 ℃ | 70-75 ℃ | 9.6 kW | 10100 cfu/g | 음성 | 매우 양호 | ||
위의 실시예 1과 같이, 4,000 cfu/g의 대장균군(enterobacter aerogenes)이 접종된 마시맬로를 준비하였다.
그리고, 아래의 표 2와 같이, 열풍기 유닛을 구동시켜 살균 챔버 내의 내부온도를 80 ℃까지 상승시키고 나서, 50 g의 마시맬로를 살균 챔버 내에 투입하고 마그네트론을 3분 동안 구동시켜 마시맬로의 온도(T21)를 80 ℃까지 가열하였다. 이때 마그네트론으로부터 조사되는 마이크로파의 세기는 292 W/h이었다.
이어서, 마이크로파의 조사를 정지하고, 열풍기 유닛을 구동시켜 살균 챔버 내의 내부온도(T11)를 80 ℃로 2분 동안 유지시켜 살균한 후 마시맬로를 살균 챔버 밖으로 꺼내서 상온에서 냉각하였다.
그 결과, 마이크로파에 의해 살균 처리된 마시맬로로부터 대장균군이 검출되지 않았고, 마시맬로의 물성에 변화가 없는 것으로 확인되었다.
| 실시예 (배치식) |
실험조건 | 실험결과 | ||||||
| 마시맬로 투입량 |
T11 | T21 | 마이크로파 총 투입량 | 균주 | 살균전 | 살균후 | 물성 | |
| 실시예5 | 55g | 80 ℃ | 80 ℃ | 292 W | 대장균군 (enterobacter aerogenes) |
4,000 cfu/g | 음성 | 변화없음 |
지금까지 본 발명에 따른 구체적인 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구의 범위뿐 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
본 발명은 사전에 살균 챔버의 내부온도를 열풍에 의해 열풍 가열 목표 온도까지 가열한 후 살균 챔버에 식품을 투입하여 해당 식품에 마이크로파를 가해 살균대상 식품의 내부온도를 살균 온도까지 짧은 시간 내에 가열하고, 살균 챔버의 내부온도와 살균대상 식품의 내부온도가 열풍 가열 목표 온도와 살균온도를 살균에 필요한 열풍 공급 유지시간 동안 유지할 수 있도록 열풍과 마이크로파를 선택적으로 가해, 대장균군을 살균하여 각종 곡물로 제조되는 시리얼 제품에 첨가되는 동결건조과일이나 당절임과일 등과 같은 건조과일, 마시맬로 등과 같은 당류 가공품을 물성변화 없이 법에 규정된 대장균군 기준을 맞출 수 있다.
100 : 살균 챔버 101 : 챔버
101a : 투입구 101b : 배출구
110 : 마그네트론 120 : 열풍기 유닛
130 : 온도 감지센서 140 : 배치부
200 컴퓨터 210 : 입력부
220 : 제어부 300 : 식품 투입 이송 컨베이어
410, 420 : 마이크로파 차폐유닛 M : 모터
DB : 데이터베이스
101a : 투입구 101b : 배출구
110 : 마그네트론 120 : 열풍기 유닛
130 : 온도 감지센서 140 : 배치부
200 컴퓨터 210 : 입력부
220 : 제어부 300 : 식품 투입 이송 컨베이어
410, 420 : 마이크로파 차폐유닛 M : 모터
DB : 데이터베이스
Claims (11)
- a) 시리얼 제품에 첨가되는 열에 취약한 동결건조과일이나 마시맬로를 포함하는 당류 가공품에 대하여, 각각의 식품에 맞는 살균조건을 깊게 연구하여 얻은 결과로 사전 설정된 살균 챔버의 열풍 가열 목표 온도(T1), 각기 다른 살균온도까지의 가열을 위한 식품 종류(K)별, 중량(W)별, 온도(T)별로 사전 설정된 마이크로파의 세기(S) 및 가열 조사시간(Hr1), 마이크로파의 조사 종료 후 살균 챔버의 내부온도(T11)를 열풍 가열 목표 온도(T1)로 그리고 살균 챔버 내의 식품의 온도를 살균온도로 유지하기 위해 열풍 공급을 계속하도록 식품 종류(K)별, 중량(W)별, 온도(T)별로 사전 설정된 열풍 공급 유지시간(Hr2)을 컴퓨터의 데이터베이스(DB)에 입력하는 살균 조건 입력 단계;
b) 살균대상 식품의 종류(K), 중량(W) 및 현재 온도(T)를 입력하는 살균대상 정보 입력 단계;
c) 상기 단계 b)에서 입력된 살균대상 식품 정보를 컴퓨터의 제어부가 살균조건과 비교하여 마이크로파의 세기(S)와 가열 조사시간(Hr1), 그리고 열풍 공급 유지시간(Hr2)을 선택하고, 살균장치를 시동시키는 살균 장치 시동 단계;
d) 컴퓨터 제어부가 상기 살균 챔버 내부의 온도 감지센서에 의해 감지되어 입력된 상기 살균 챔버의 내부온도(T11)를 상기 열풍 가열 목표 온도(T1)와 비교한 고저 온도차에 따라 결정된 온도로 열풍을 공급하는 열풍 공급 단계;
e) 컴퓨터의 제어부가 상기 살균 챔버의 내부온도(T11)가 상기 열풍 가열 목표 온도(T1)에 도달하는가를 상기 온도 감지센서가 감지한 온도에 의해 체크하는 살균 챔버 내부온도 감지 단계;
f) 상기 살균 챔버의 내부온도(T11)가 상기 열풍 가열 목표 온도(T1)까지 가열된 것이 상기 온도 감지센서에 의해 감지되면, 컴퓨터의 제어부가 상기 살균 챔버의 내부온도(T11)가 상기 열풍 가열 목표 온도(T1)를 유지할 수 있도록 열풍 공급을 계속하는 상태로, 살균대상 식품을 상기 살균 챔버 내로 투입하는 살균대상 식품 투입 단계;
g) 컴퓨터의 제어부가 상기 단계 b)에서 선택된 마이크로파의 세기(S) 및 가열 조사시간(Hr1)에 따라 상기 살균 챔버 내에 마이크로파를 조사하는 마이크로파 조사단계; 및
h) 상기 단계 g) 종료 후에, 상기 단계 b)에서 선택된 열풍 공급 유지시간(Hr2)에 따라, 열풍 공급을 유지하는 열풍 공급 유지 단계;
를 포함하여 구성되는, 열풍과 마이크로파를 이용한 식품 살균방법. - 제1항에 있어서,
상기 단계 h)의 열풍 공급 유지 단계에 이어 상기 살균 챔버로부터 살균대상 식품을 꺼내서 상온에서 또는 다른 냉각 수단에 의해 냉각시키는 냉각 단계;
를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는, 열풍과 마이크로파를 이용한 식품 살균방법. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 살균 챔버에 대한 열풍 공급 및 마이크로파 조사가 각각 열풍기 유닛 및 마그네트론에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는, 열풍과 마이크로파를 이용한 식품 살균방법. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 살균 챔버의 열풍 가열 목표 온도(T1) 및 마이크로파 조사 단계 종료 후의 살균대상 식품이 살균온도 유지를 위해 열풍 공급을 계속하는 열풍 공급 유지시간(Hr2)이 각각 70∼90 ℃ 및 1∼3분 범위 내의 값으로 설정되는 것을 특징으로 하는, 열풍과 마이크로파를 이용한 식품 살균방법. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
살균대상 식품이 식품 투입 이송 컨베이어에 의해 상기 살균 챔버 내부의 하부로 투입되고 그로부터 배출되는 것을 특징으로 하는, 열풍과 마이크로파를 이용한 식품 살균방법. - 제5항에 있어서,
상기 마이크로파가 상기 살균 챔버의 내부공간 전체 또는 살균대상 식품이 투입되는 진입부에만 조사되는 것을 특징으로 하는, 열풍과 마이크로파를 이용한 식품 살균방법. - 제6항에 있어서,
상기 마이크로파가 상기 살균챔버의 진입부에만 조사시, 마이크로파의 가열 조사시간(Hr1) 및 열풍 공급 유지시간(Hr2)을 마이크로파의 조사구간(L1)과 열풍 공급 유지구간(L2) 및 상기 식품 투입 이송 컨베이어의 이송속도에 의해 조절하는 것을 특징으로 하는, 열풍과 마이크로파를 이용한 식품 살균방법. - 도어 및 투시창을 가지며 살균 대상 식품이 투입되는 공간이 구비된 챔버(101), 상기 챔버(101)의 천정부에 설치된 마그네트론(110) 및 열풍기 유닛(120), 및 상기 챔버(101)의 내부에 설치된 온도감지센서(130)를 구비한 살균 챔버(STCB)(100) ; 그리고
입력부(210), 상기 입력부(210)를 통해 입력되는 살균대상 식품의 종류(K), 중량(W)과 현재 온도(T), 살균대상 식품별 살균 챔버의 열풍 가열 목표 온도(T1), 각기 다른 살균온도까지의 가열을 위한 식품 종류(K)별, 중량(W)별, 온도(T)별로 사전 설정된 마이크로파의 세기(S) 및 가열 조사시간(Hr1), 마이크로파의 조사 종료 후 상기 살균 챔버(100)의 내부온도(T11)를 열풍 가열 목표 온도(T1)로 그리고 상기 살균 챔버 내(100)의 식품의 온도를 상기 살균온도로 유지하기 위해 열풍 공급을 계속하도록 식품 종류(K)별, 중량(W)별, 온도(T)별로 사전 설정된 열풍 공급 유지시간(Hr2)을 포함하는 살균 작동 조건이 시리얼 제품에 첨가되는 열에 취약한 각종 동결건조과일이나 마시맬로를 포함하는 당류 가공식품에 대하여, 각각의 식품에 맞는 살균조건을 깊게 연구하여 얻은 결과로 사전 입력된 데이터베이스(DB), 및 살균대상 식품의 종류(K), 중량(W) 및 현재 온도(T)를 상기 데이터베이스(DB)에 입력, 저장된 살균 작동 조건과 비교하여 마이크로파의 세기(S)와 가열 조사시간(Hr1), 그리고 열풍 공급 유지시간(Hr2)을 선택하여 상기 살균 챔버(STCB)(100)의 작동을 제어하는 제어부(220)를 구비한 컴퓨터(200);
를 포함하여 구성되는, 열풍과 마이크로파를 이용한 식품 살균장치. - 제8항에 있어서,
상기 살균 챔버(100)는,
양 측벽의 하단에 투입구(101a)와 배출구(101b)가 형성된 챔버(101)의 하부를 통과하는 컨베이어 벨트를 구비한 식품 투입 이송 컨베이어(300); 및
상기 살균 챔버(100)의 상기 투입구(101a) 및 상기 배출구(101b)에 접하는 벽부에 설치된 마이크로파 차폐유닛(410, 420);
이 더 구비되는 것을 특징으로 하는, 열풍과 마이크로파를 이용한 식품 살균장치. - 제8항에 있어서,
상기 마그네트론(110)은, 상기 살균 챔버(100)의 내부공간 전체에 마이크로파를 조사하거나 상기 살균 챔버(100)의 내부공간 중 살균대상 식품이 투입되는 진입부에만 마이크로파를 조사할 수 있도록 배치되고, 상기 살균 챔버(100)는 상기 열풍기 유닛(120)의 미작동시 공기의 흐름을 차단할 수 있는 도어를 가지며, 상기 열풍기 유닛(120)은 상기 살균 챔버(100)의 내부공간 전체에 열풍을 공급하도록 배치된 것을 특징으로 하는, 열풍과 마이크로파를 이용한 식품 살균장치. - 제8항 내지 제10항의 어느 하나의 항에 있어서,
상기 제어부(220)는, 상기 살균 챔버(100)의 열풍 가열 목표 온도(T1)와 살균대상 식품의 살균온도를 유지할 수 있도록 열풍을 공급하는 열풍 공급 유지시간(Hr2)이 70∼90℃ 및 1∼3분 범위 내의 값으로 설정할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는, 열풍과 마이크로파를 이용한 식품 살균장치.
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