KR102035973B1 - 고춧가루 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 생산성 및 제조성이 향상된 고춧가루의 제조의 자동화를 제공하는 고춧가루 제조 방법에 관한 것이다.
이러한 본 발명은 건조기에서 고추를 건조하는 건조 단계, 그리고 상기 고추에 대한 선별, 세척 및 이물질 제거 과정을 포함하는 전처리 단계, 그리고 상대적으로 분쇄 입경이 큰 분쇄기가 전단에 배치된 복수의 분쇄기를 통과하면서 고추가 분쇄되는 분쇄 단계, 그리고 분쇄된 고추가 필터기를 통과하면서 미분쇄 고추는 걸러지고 고춧가루가 배출되는 거름 단계, 그리고 상기 미분쇄 고추가 리턴관을 통해 상기 분쇄기로 이송되는 회귀 단계, 그리고 상기 고춧가루가 살균기를 통과하면서 살균 처리되는 살균 단계, 그리고 살균된 고춧가루를 소정의 포장체에 포장하는 포장 단계를 포함한다.

Description

고춧가루 제조 방법{Manufacturing method for red pepper powder}
본 발명은 생산성 및 제조성이 향상된 고춧가루의 제조의 자동화를 제공하는 고춧가루 제조 방법에 관한 것이다.
고추는 거의 모든 요리에 필수적으로 사용되는 중요 작물로서, 한국 농가에서는 벼 다음으로 많이 재배되고 있다. 이러한 고추는, 다량의 비타민A 및 비타민C를 포함하고 있으며, 가령, 고추 100g에 비타민 A는, 풋고추에 13500 IU, 홍고추에 900-1100 IU , 말린 통고추에 7,405 IU 정도가 들어있다. 또한, 비타민 C는, 풋고추에 90mg%, 홍고추에 30mg% 정도 포함되어 있다.
고추의 매운맛은 캡사이신과 디히로캡사이신에 의한 것이며, 상기 성분들은 전체 성분의 0.2%를 차지한다. 또한, 고추의 색소는 캅산틴과 카로틴이며 이중 카로틴은 우리 몸에 들어가 비타민 A로 바뀐다.
이와 같은 고추는, 여러 가지 형태의 조미식품의 재료로도 이용되고 있다. 가령 홍고추의 경우 건조한 후 단순 분쇄하여 고춧가루로 만들어, 고추장, 김치, 양념 기타 용도의 향신료로 사용하는 것이다.
이러한 고춧가루의 제조 방법에 관한 종래의 기술로, 등록특허 제10-0495570호(2005년06월07일)(이하 종래기술) 등이 있는데, 종래기술은 고추를 가열처리하여 고추의 색소를 소실시키는 효소의 활성을 억제하고, 가열처리된 고추를 에탄올(ethanol)에 침지하여 고추의 색소단백질과 식이섬유 등을 응고시켜 고추의 색소 소실을 억제하며, 또한 에탄올에 침지한 후 천연항산화제인 아스코빅산(ascorbic acid)과 구연산(citric acid)을 각각 첨가하거나 또는 이들은 혼합하여 고추에 첨가하여 분쇄함으로서 장기간 적색을 유지할 수 있는 고춧가루의 제조 방법을 제시하고 있다.
그러나 종래기술을 포함하는 종래의 기술들은 고춧가루의 제조에 해당하는 건조, 전처리, 분쇄, 살균 등과 같은 일련의 과정을 수행함에 있어, 자동화를 실현하지 못하였거나, 또는 설사 자동화를 실현하였다 하더라도 공정 운영의 효율성이 떨어져 생산성 및 제조성에 한계를 가지고 있었다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 고춧가루 제조 공정에 있어서 생산성 및 제조성이 향상된 고춧가루의 제조 자동화를 실현하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제의 해결을 목적으로 하는 본 발명은 건조기에서 고추를 건조하는 건조 단계, 그리고 상기 고추에 대한 선별, 세척 및 이물질 제거 과정을 포함하는 전처리 단계, 그리고 상대적으로 분쇄 입경이 큰 분쇄기가 전단에 배치된 복수의 분쇄기를 통과하면서 고추가 분쇄되는 분쇄 단계, 그리고 분쇄된 고추가 필터기를 통과하면서 미분쇄 고추는 걸러지고 고춧가루가 배출되는 거름 단계, 그리고 상기 미분쇄 고추가 리턴관을 통해 상기 분쇄기로 이송되는 회귀 단계, 그리고 상기 고춧가루가 살균기를 통과하면서 살균 처리되는 살균 단계, 그리고 살균된 고춧가루를 소정의 포장체에 포장하는 포장 단계를 포함한다.
상기 단계를 포함하는 본 발명은 건조기, 분쇄기, 필터기, 살균기 등을 통해 건조, 분쇄, 거름, 살균 등과 같은 고춧가루의 제조에 관한 일련의 과정에 있어서 자동화를 실현하였다.
또한 분쇄 입경이 큰 분쇄기를 전단에 배치하는 배치 구조를 갖는 복수의 분쇄기를 통해 하나의 공정 라인에서 다양한 입경의 고춧가루를 얻을 수 있도록 하였다.
또한 리턴관을 통해 미분쇄된 고추를 분쇄기로 회귀시킴으로써, 미분쇄 고추를 폐기하지 않고 재분쇄하고, 이를 통해 원료 절감, 제조비용 절감의 효과를 제공한다.
상기한 효과들은 결과적으로 생산성 및 제조성을 향상시키는 데에 기여한다.
도 1은 본 발명의 각 단계를 블록화하여 도시한 도면.
도 2는 건조 단계에 관한 일 실시예를 도시한 도면.
도 3 내지 도 4는 분쇄 단계에 관한 일 실시예를 도시한 도면.
도 5는 분쇄기, 필터기 및 리턴관의 결합 구조에 관한 도면.
도 6은 살균 단계에 관한 일 실시예를 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 추가 실시예.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 구현예(態樣, aspect)(또는 실시예)들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예(태양, 態樣, aspect)(또는 실시예)를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, ~포함하다~ 또는 ~이루어진다~ 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 명세서에서 기재한 ~제1~, ~제2~ 등은 서로 다른 구성 요소들임을 구분하기 위해서 지칭할 것일 뿐, 제조된 순서에 구애받지 않는 것이며, 발명의 상세한 설명과 청구범위에서 그 명칭이 일치하지 않을 수 있다.
본 발명은 생산성 및 제조성이 향상된 고춧가루의 제조의 자동화를 제공하는 고춧가루 제조 방법에 관한 것이다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 고춧가루 제조 방법(이하 본 방법)에 대해 상세하게 설명하기로 한다.
이하의 설명에서, '전단', '후단'이라는 용어는 제조 공정상의 전후를 의미하며, 물리적인 위치상의 전후를 의미하는 것은 아니다. 또한 특별한 언급이 없는 한 청구범위에서도 이를 따르는 것으로 한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 방법은 크게 건조 단계(S1), 전처리 단계(S2), 분쇄 단계(S3), 거름 단계(S4), 회귀 단계(S5), 살균 단계(S6) 및 포장 단계(S7)를 포함한다.
각 단계 별로, 건조 단계(S1)는 건조기(1)에서 고추를 건조하는 건조 단계로, 고춧가루의 원료가 되는 고추를 미분하기에 적합한 형태로 건조하는 단계이다.
이러한 건조 단계(S1)는 건조기(1)를 통해 수행되는데, 도 2에 도시된 바와 같이, 건조기(1)는 챔버 내부 공간에 구비된 램프(11) 및 챔버 내부 공간 하부에 구비된 컨베이어(12)를 포함한다.
램프(11)는 고추의 건조를 위한 열을 조사하는 구성으로, 챔버 내부 공간의 상부에 구비될 수 있고, 발열할 수 있는 다양한 발열수단을 통해 구현될 수 있으며, 그 종류는 특히 어느 하나로 한정되지 않는다.
컨베이어(12)는 고추의 건조 과정에서 고추를 이송하며, 다음 단계인 전처리를 위해 배출구까지 이송한다. 컨베이어(12)는 고추를 이송할 수 있는 기타 수단으로 대체될 수 있다.
다음 단계인, 전처리 단계(S2)는 건조된 고추를 미분하기 위해 선행되는 일련의 과정을 수행하는 단계로, 고추에 대한 선별, 세척 및 이물질 제거 과정을 포함한다.
이러한 전처리 단계(S2)는 상기한 과정들 외에도 기타 과정을 더 포함할 수 있으며, 구체적인 사항은 기 공지된 기술 및 통상의 기술자의 일반상식을 따를 수 있다.
다음 단계인, 분쇄 단계(S3)는 전처리 과정이 끝난 고추를 분쇄하여 미분하는 단계로, 분쇄기(3)를 통해 수행된다. 특징적인 것은 상대적으로 분쇄 입경이 큰 분쇄기(3)가 전단에 배치된 복수의 분쇄기(3)를 통과하면서 고추가 분쇄된다는 것인데, 이를 통해 분쇄 입경이 큰 분쇄기(3)에 의하여 미분된 대입경의 고춧가루를 획득할 수 있고, 추가로 대입경의 고춧가루를 다시 분쇄 입경이 작은 분쇄기(3)를 통해 미분하거나 또는 별도로 고추를 투입하여 소입경의 고춧가루를 획득할 수 있으며, 결과적으로 하나의 공정 라인에서 다양한 입경의 고춧가루를 얻을 수 있다는 강점을 갖는다.
여기에서 분쇄 입경이라 함은 분쇄 후 고춧가루의 입경을 의미하며, 예를 들면 김장에 쓰이는 고춧가루와 같이 대입경의 고춧가루는 분쇄 입경이 큰 것이고, 양념으로 쓰이는 고춧가루와 같이 소입경의 고춧가루는 분쇄 입경이 작은 것이다.
도 3에서는 총 5개의 제1 내지 제5분쇄기(3A)(3B)(3C)(3D)(3E)를 확인할 수 있는데, 좌측에서부터 전단이 되며, 가장 전단에 구비된 제1분쇄기(3A)에서 제5분쇄기(3E) 측으로 갈수록 분쇄 입경이 작아지게 된다.
구체적으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 분쇄기(3)는 하우징(35)을 포함하고, 도 4에 도시된 바와 같이, 분쇄기(3)는 하우징(35)의 내부 공간의 일 측에 구비되어 회전하는 제1분쇄부재(31), 제1분쇄부재(31)와 소정 간격으로 이격 구비된 제2분쇄부재(32), 하우징(35)의 내부 공간에 구비된 유동부재(33)와 자석부재(34)를 포함한다.
각 구성 별로, 제1분쇄부재(31)는 한 쌍으로 구비된 분쇄부재의 어느 한 구성이며, 외면에 돌부와 홈부가 연속 배치된 분쇄 구조를 갖고, 회전하면서 제2분쇄부재(32)와 함께 작용하여 고추를 분쇄한다. 바람직하게는 돌부와 홈부의 배치 방향은 제1분쇄부재(31)의 회전 방향에 대하여 사선으로 구비되어, 전체적으로 나선형 유사 구조를 갖는 것이 바람직하다. 이는 분쇄와 함께 미분된 고춧가루의 이송을 함께 실현할 수 있기 때문이다.
다음으로, 제2분쇄부재(32)는 한 쌍으로 구비된 분쇄부재의 또 다른 한 구성이며, 제1분쇄부재(31)와 동일한 분쇄 구조를 갖고, 제1분쇄부재(31)와 소정 간격으로 이격 구비되며, 제1분쇄부재(31)와 반대 방향으로 회전하는데, 제1분쇄부재(31)와 제2분쇄부재(32) 간의 이격 거리가 가까울수록 분쇄 입경이 작아지게 된다. 자명하게도 제1분쇄부재(31)와 제2분쇄부재(32)의 회전 방향은 서로 반대가 되어야 할 것이다.
다음으로, 유동부재(33)는 하우징(35)의 내부 공간에 구비되어 분쇄된 고추를 이송하는 구성으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2분쇄부재(31)(32)의 상부에 구비되고 일 방향으로 회전하는 회동축(330), 이 회동축(330)의 외면에서 외측으로 연장되고 회동축(330)의 길이 방향을 따라 소정 간격으로 다수 구비된 제1돌기(331), 그리고 회동축(330)의 외면에서 제1돌기(331)와 대향되는 방향으로 연장되고 인접한 두 제1돌기(331)의 사이에 소정 간격으로 다수 구비된 제2돌기(332)를 포함할 수 있음을 특징으로 한다. 이는 하나의 실시예로서 반드시 이에 한정되는 것이 아니나, 고춧가루의 유동성을 극대화할 수 있다는 점에서 바람직하다.
상기 실시에서, 제1돌기(331)와 제2돌기(332)는 하우징(35) 내부의 분쇄되지 않은 고추와 미분된 고춧가루를 유동시켜 분쇄 효율을 향상시키는데, 특히 제1돌기(331)와 제2돌기(332)가 순차적으로 배치되어 있고, 그 돌출 방향이 대향되게 구성된다는 특징을 통해 보다 큰 유동성을 만들어낼 수 있다. 여기에서, 제1돌기(331)와 제2돌기(332)가 대향되는 방향으로 연장된다는 의미는 중앙의 회동축(330)을 기준으로 서로 반대 방향으로 연장되어, 다시 말해 제1돌기(331)와 제2돌기(332)가 회동축(330)을 기준으로 대칭을 이룬다는 것을 의미한다. 단, 이 때 회동축(330)의 길이 방향을 기준으로 제1돌기(331)와 제2돌기(332)의 구비 위치는 엇갈리게 지그재그 형태로 배치된다는 것은 상기 설명을 통해 충분히 알 수 있다.
다음으로, 자석부재(34)는 미분된 고춧가루에 포함된 금속 성분을 제거하기 위해 구비되는 구성인데, 고춧가루 제조 공정 전체적으로 철 소재의 장비들이 즐비하기 때문에 제조 공정 중에 고춧가루에 금속 성분이 함유될 가능성이 농후하며, 자석부재(34)는 이러한 금속 성분을 자성을 통해 부착시켜 고춧가루로부터 분리 및 제거한다. 이러한 자석부재(34)는 하우징(35)의 내부 공간 내에 구비되는데, 어느 한 위치로 특정되지 않는다. 바람직하게 자석부재(34)는 하우징(35)의 내측면에 구비될 수 있다.
다음 단계인, 거름 단계(S4)는 분쇄된 고추에서 미분쇄 고추와 고춧가루를 선별하는 단계로, 이 단계(S4)에서는 분쇄된 고추가 필터기(4)를 통과하면서 미분쇄 고추는 걸러지고 고춧가루가 배출되게 된다.
도 5에 도시된 바와 같이, 필터기(4)는 분쇄기(3)의 후단에 구비되고, 필터링을 위한 거름망을 포함할 수 있으며, 일 측에는 미분쇄 고추의 회귀를 위한 리턴관(5)이 결합된다. 이러한 필터기(4)에도 금속 성분을 걸러낼 수 있는 자성체가 구비되는 것이 바람직하다.
다음 단계인, 회귀 단계(S5)는 상기 거름 단계(S4)에서 걸러진 미분쇄 고추가 리턴관(5)을 통해 다시 분쇄기(3)로 이송되는 단계로, 펌프와 같은 동력 발생 수단이 구비될 수 있으며, 이에 미분쇄 고추는 리턴관(5)을 통해 다시 분쇄기(3)로 이동되어 재분쇄된다. 도 3에서는 분쇄기(3)에 리턴관(5)이 결합된 것을 확인할 수 있고, 도 3과 도 5를 통해 필터기(4)와 분쇄기(3)는 리턴관(5)을 통해 연결되어 있는 것을 유추할 수 있다.
상기 회귀 단계를 통해 미분쇄 고추를 폐기하지 않고 재분쇄함으로써 원료 절감을 제공할 수 있고, 이는 결과적으로 제조비용 절감에 기여하게 된다.
다음 단계인, 살균 단계(S6)는 미분된 고춧가루를 살균 처리하는 단계로, 도 6에 도시된 바와 같이, 살균 단계(S6)에서는 고춧가루가 필터기(4)의 후단에 구비된 살균기(6)를 통과하면서 살균 처리된다.
구체적인 일 실시예로, 도 6 [B]에 도시된 바와 같이, 살균기(6)는 챔버의 내부 공간에 구비되고 일 방향으로 회전하는 샤프트(61) 및 샤프트(61)의 외면에서 외측으로 돌출 구비된 이송부재(62)를 포함할 수 있다.
상기에서, 상기 이송부재(62)는 복수로 구비되는 것이 바람직하며, 샤프트(61)의 중심축 방향에 대하여 어느 한 쪽으로 기울어지게, 다시 말해 샤프트(61)의 회전축의 연장선과 이송부재(62)의 길이 방향의 연장선이 직각이 아닌 예각 또는 둔각으로 교차하도록 구비될 수 있다. 이러한 구조는 샤프트(61)의 회전에 의해 이송부재(62)가 회전하면서 이송부재(62)에 의해 고춧가루가 밀려서 배출구 측으로 이동되게 되는 것이다.
보다 구체적으로, 도 6 [B]에 도시된 바와 같이, 이송부재(62)는 샤프트(61)에 연결된 연결부(621), 연결부(621)에 결합되고 강성을 구비한 바디부(622) 및 바디부(622)의 단부에 결합되고 평판 형상의 연질 소재로 구성된 스윕부(623)를 포함할 수 있는데, 스윕부(623)에 의해 고춧가루가 쓸리면서 이동되며, 바디부(622)는 이송부재(62)에 강성을 부가하고, 연결부(621)는 샤프트(61)의 회전에 의하여 이송부재(62)가 동반 회전할 수 있도록 한다.
추가적으로, 도 6 [B]에 도시된 바와 같이, 이송부재(62)는 샤프트(61)의 외면에서 제1방향으로 돌출된 제1이송부재(62A) 및 샤프트(61)의 외면 중 제1이송부재(62A)와 엇갈린 위치에서 제2방향으로 돌출된 제2이송부재(62B)를 포함할 수 있음을 특징으로 하는데, 도 6 [B]를 기준으로 설명하면, 제1이송부재(62A)와 제2이송부재(62B)는 샤프트(61)의 길이 방향을 기준으로 동일하지 않은 수직 위치상에 구비되며, 제1방향은 후방 상측, 제2방향은 전방 상측이 되어, 일견 무작위하게 배치되는 형태로 배치된다는 것이다. 이러한 이송부재(62)의 배치 구조는 각각의 스윕부(623) 위치들이 챔버 내부 공간을 최대한 커버할 수 있도록 하여, 원활한 고춧가루의 이송을 제공한다.
상기에서 제1 및 제2이송부재(62A)(62B)는 다수의 이송부재 중 인접한 두 이송부재를 지칭하는 것으로, 상대적인 개념이며, 특별히 어느 이송부재를 지칭하는 것은 아니다.
다음으로, 포장 단계(S7)는 살균된 고춧가루를 소정의 포장체에 포장하는 단계로, 포장 단계(S7)는 통상의 방법으로 수행될 수 있으며, 구체적인 내용은 기 공지된 기술 및 통상의 기술자의 일반상식을 따르는 것으로 한다.
한편, 상기한 바와 같이, 분쇄기(3)는 내부 공간을 갖는 하우징(35)을 구비하는데, 하우징(35)은 그 구비 목적상 상시 외부로 노출된다는 점 때문에 외력에 의한 파손 가능성이 있으며, 특히 고춧가루의 분쇄는 작업 후 세척을 반드시 동반해야 한다는 점 때문에 침습에 의한 부식 발생의 우려가 있다. 본 발명은 이러한 요인들로부터 하우징(35)을 보호하기 위한 수단으로서 완충성, 보호성, 구조적 안정성은 물론 시공성이 탁월한 보호막을 제안하고자 한다.
다시, 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명은 하우징(35)이 외면에 소정 간격으로 구비되는 다공층(G1), 이 다공층(G1) 상부에 구비되는 발열층(G2) 및 다공층(G1), 발열층(G2)을 포함하여 외면 전체를 덮는 보호층(G3)을 포함하는 보호막(G)을 포함할 수 있음을 특징으로 한다.
구체적으로, 다공층(G1)은 보호막(G)에 완충성을 부가하는 구성으로, 발포폴리스티렌 100 중량부 대비, 안티모니 트리옥사이드(Sb2O3) 5 중량부, 멜라민 폴리포스페이트 7 중량부 및 팽창 흑연 10 중량부를 포함한다.
각 조성물 별로, 발포폴리스티렌(Expanded Polystyrene)은 난연성에 취약하다는 단점이 있지만 단열성능이 뛰어나고 제조단가가 저렴하다는 장점 때문에 사용되었다. 다공층(G1)의 각 조성물은 발포스트렌의 100중량부를 기준으로 결정된다.
그리고 안티모니 트리옥사이드(Sb2O3)는 휘안석으로부터 취득되는 금속산화물로, 기타 난연재에 비해 우수한 난연성을 갖는다는 장점에 사용되었다. 이러한 안티모니 트리옥사이드는 발포스티렌 100 중량부 대비, 5 중량부가 포함되는 것이 바람직한데, 이를 초과하여 사용되는 경우 연소 시에 발생하는 라디칼 화합물이 인체에 유해할 수 있고, 상대적으로 고가인 이유로 경제성이 저하된다.
그리고 멜라민 폴리포스페이트(Melamine Polyphosphate)는 폴리인산화??물의 일종으로, 유리도막을 형성하여 산소접근을 차단하는 기능을 위해 첨가된다. 반복 실험 결과, 유리도막의 적정 두께 형성을 위한 최적의 사용량은 발포스티렌 100 중량부 대비, 7 중량부가 포함되는 것이다.
그리고 팽창 흑연(Expanded Graphite)은 연소 시 탄화물을 생성함으로써 난연 기능을 부가하는 흑연화합물로서 첨가되며, 바람직한 사용량은 10 중량부가 포함되는 것인데, 반복 실험 결과 상기한 멜라민 폴리포스페이트와의 중량 비율이 0.7 : 1로 사용될 때 난연 효과가 최대로 발현되었으며, 이 결과 10 중량부가 포함되는 것이 바람직하다는 결론을 내렸다.
상기 다공층(G1)은 상기 구성들을 물을 용매로 하여 분산시킨 후 소정의 경화 작업을 거쳐 제조된다. 여기에서, 다공층(G1)의 경화에 관한 사항은 본 발명의 범위를 벗어나는 것으로 기 공지된 기술 및 통상의 기술자의 일반 상식을 따르는 것으로 한다.
다음으로, 발열층(G2)은 다공층(G1)의 상부에 구비되어, 태양광을 받아 자체 발열하여 상기한 다공층(G1)과 보호층(G3) 간의 융화와 혼련이 자체적으로 이루질 수 있도록 하기 위해 부가되며, 상온에서는 이 혼련 시간이 24시간 이상으로 길기 때문에, 약 40 ~ 60℃의 온도 조건을 제공하여 혼련 시간을 30분 이내로 단축시키기 위해 구비되는 구성이다. 이러한 발열층(G2)은 테트라클로로금(Ⅲ)산 100 중량부 대비, 이산화망간 5 중량부 및 실리카겔 3 중량부를 포함한다.
각 조성물 별로, 테트라클로로금(Ⅲ)산(HAuCl4)은 금을 왕수(王水)에 녹이거나 염화금(Ⅲ)을 염산에 용해시켜 취득하는 담황색의 결정으로, 입경에 따라 발열 효율이 다르기 때문에 평균 입경이 15 ~ 30nm인 것이 사용되는 것이 바람직하다. 발열층(G2)을 구성하는 이하의 조성물은 테트라클로로금(Ⅲ)산 100 중량부를 기준으로 결정된다.
그리고 이산화망간(MnO2)은 망간과 상소가 결합한 화합물로, 발열층(G2)의 분산을 용이하게 하고 태양광 파장의 활용 영역을 최적화하기 위해 첨가되며, 티타늄, 크롬, 니켈, 구리 등 4주기의 전이금속 중 원적외선 영역에서의 복사율 및 복사에너지 효율이 좋아 채택되었다. 이러한 이산화망간은 산소 존재 하에서 약 1000℃로 소결시켜 제조되며, 입경이 작을수록 유도 가열 효과가 증대되므로 평균 입경이 10 ~ 100nm인 것이 사용되는 것이 바람직하고, 그 사용량은 반복 실험 결과 최적의 열전도 효율을 보였던 5 중량부인 것이 바람직하다.
그리고 실리카겔(Silica Gel)은 발열층(G2)의 발열 효과를 지속시키고 발열 포화 시간을 단축시키기 위해 첨가되며, 반복 실험 결과 3 중량부가 포함될 때 최적의 발열 효율을 보이는 것으로 확인되었다.
상기 발열층(G2)은 테트라클로로금(Ⅲ)산 수용액을 약 100℃에서 10분간 가열한 후에 소량의 구연산을 첨가하여 수용액 상태로 만든 다음, 이에 상기 배합 비율로 이산화망간 및 실리카겔을 혼합 및 분산시킨 후, 소정의 건조 과정을 거쳐 제조된다. 여기에서, 건조 과정에 대한 구체적인 내용은 기 공지된 기술 및 통상의 기술자의 일반 상식을 따르는 것으로 한다.
다음으로, 보호층(G3)은 보호막(G)의 기본 구성으로, 상기한 다공층(G1)과 발열층(G2)을 포함한 보호 부위 전체를 덮어서 보호한다. 이러한 보호층(G3)은 테트라에톡시실란 5 중량%와 메틸트리에톡시실란 5 중량%와 잔량의 물을 포함하는 실리카 결합수 100 중량부 대비, 포졸란 10 중량부, 계면활성제 3 중량부, 벤토나이트 1 중량부, 하이드록시에틸아크릴레이트 40 중량부 및 에틸렌디아민테트라아세테이트 3 중량부를 포함한다.
각 구성 별로, 실리카 결합수는 포졸란의 지오 폴리머 반응을 위해 첨가되며, 다량의 실리카(SiO)가 함유된 것이 좋다. 이러한 실리카 결합수는 결합수 전체 중량 대비, 테트라에톡시실란(TEOS) 5 중량%와 메틸트리에톡시실란(MTES) 5 중량%와 잔량의 물을 포함하는데, 테트라에톡시실란은 실리카 분자의 안정된 네트워크 구조를 형성하며, 메틸트리에톡시실란은 네트워크의 유연성을 증가시킨다. 테트라에톡시실란이 상기 조성비 미만으로 첨가되는 경우 보호층(G3)의 경도 저하가 발생하고, 상기 조성비를 초과하여 첨가되는 경우 실리카 전구체 함량이 높아져 건조 시의 크랙 발생 우려가 있다. 또한 메틸트리에톡시실란이 상기 조성비 미만으로 사용되는 경우 유연성이 저하되며, 상기 조성비를 초과하여 사용되는 경우 보호층(G3)의 경도가 저하된다. 보호층(G3)을 구성하는 이하의 조성물은 실리카 결합수 100 중량부를 기준으로 한다.
그리고 포졸란은 지오 폴리머 반응의 주요한 결합재로서, 화산재 등과 같은 천연 포졸란, 슬래그 미분말, 플라이 애쉬, 실리카 흄 등과 같은 인공 포졸란 중 어느 것이 선택되어도 무방하다. 이러한 포졸란은 10 중량부가 사용되는 것이 바람직하며, 너무 과도하지 않는다는 것을 전제할 때 상기 조성비를 초과하여도 무방하나, 상기 조성비 미만인 경우에는 강도 발현이 어렵다는 문제가 발생한다.
그리고 계면활성제는 작업성 개선을 위해 첨가되고, 벤토나이트는 탈락 방지를 위한 점탄성 조절제로서 첨가되어 요변제의 기능을 수행한다. 이러한 계면활성제와 벤토나이트는 공지된 기술 및 일반 상식을 참고하여 시판되는 제품을 상기 조성비로 첨가되면 족하다. 상기 조성비를 벗어나는 경우, 흐름성이 기준치에 과도하거나 또는 미달되게 된다.
그리고 하이드록시에틸아크릴레이트(Hydroxyethylacrylate)는 부착증진제로서 첨가되며, 특히 경화성이 뛰어나다는 장점이 있어 채용되었다. 반복 실험 결과, 바람직한 사용량은 40 중량부이며, 상기 조성비 미만으로 사용되는 경우 부착 증진 효과 발현이 미미하며, 상기 조성비를 초과하여 사용되는 경우 휘발도가 높아지고 독성이 강해진다.
그리고 에틸렌디아민테트라아세테이트(Ehtylenediaminetetracetate)는 흡착강화제로서 첨가되며, 보호막(G)의 초기 시공 시의 흡착력을 강화하여 결과적으로 부착력을 향상시킨다. 반복 실험 결과, 최적의 흡착 강화 효과를 발현하는 사용량은 3중량부로 확인되었다.
상기 보호층(G3)은 상기 구성들을 교반기에 투입하여 혼합 및 교반한 다음, 소정의 건조 및 경화 과정을 거쳐 제조된다.
상기 보호막(G)의 시공에 관한 실시예로, 시험용 블록에 다공층(G1), 발열층(G2) 및 보호층(G3) 순으로 구비한 다음, 태양광이 조사되는 환경 하에 1시간동안 방치하여 혼련 과정을 거치고, 경화시켜 보호막(G)을 형성하였다. 이 보호막(G)에 크로스-컷(cross-cut) 시험, 스크래칭 시험, 화염 분사를 통한 연소 시험, 물 분사를 통한 내부 침습도 시험을 수행한 결과, 박리율은 1% 미만이었으며, 파손율은 5% 미만이었고, 다공층(G1)의 연소가 발생하지 않았으며, 내부 침습이 검출되지 않았다.
이상에서 첨부된 도면을 참조하여 설명한 본 발명은 통상의 기술자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1: 건조기
3: 분쇄기
31: 제1분쇄부재 32: 제2분쇄부재
33: 유동부재 330: 회동축
331: 제1돌기 332: 제2돌기
34: 자석부재 35: 하우징
4: 필터기
5: 리턴관
6: 살균기
61: 샤프트 62: 이송부재
621: 연결부 622: 바디부
623: 스윕부 62A, 62B: 제1 및 제2이송부재

Claims (4)

  1. 건조기에서 고추를 건조하는 건조 단계;
    상기 고추에 대한 선별, 세척 및 이물질 제거 과정을 포함하는 전처리 단계;
    상대적으로 분쇄 입경이 큰 분쇄기가 전단에 배치된 복수의 분쇄기를 통과하면서 고추가 분쇄되는 분쇄 단계;
    분쇄된 고추가 필터기를 통과하면서 미분쇄 고추는 걸러지고 고춧가루가 배출되는 거름 단계;
    상기 미분쇄 고추가 리턴관을 통해 상기 분쇄기로 이송되는 회귀 단계;
    상기 고춧가루가 살균기를 통과하면서 살균 처리되는 살균 단계; 및
    살균된 고춧가루를 소정의 포장체에 포장하는 포장 단계;
    를 포함하고,
    상기 분쇄기는 내부 공간을 갖는 하우징을 포함하고,
    상기 하우징은 외면에 소정 간격으로 구비되는 다공층, 상기 다공층 상부에 구비되는 발열층 및 상기 다공층, 발열층을 포함하여 외면 전체를 덮는 보호층을 포함하는 보호막을 포함하고,
    상기 다공층은 발포폴리스티렌 100 중량부 대비, 안티모니 트리옥사이드(Sb2O3) 5 중량부, 멜라민 폴리포스페이트 7 중량부 및 팽창 흑연 10 중량부를 포함하고,
    상기 발열층은 테트라클로로금(Ⅲ)산 100 중량부 대비, 이산화망간 5 중량부 및 실리카겔 3 중량부를 포함하고,
    상기 보호층은 테트라에톡시실란 5 중량%와 메틸트리에톡시실란 5 중량%와 잔량의 물을 포함하는 실리카 결합수 100 중량부 대비, 포졸란 10 중량부, 계면활성제 3 중량부, 벤토나이트 1 중량부, 하이드록시에틸아크릴레이트 40 중량부 및 에틸렌디아민테트라아세테이트 3 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 고춧가루 제조 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 분쇄기는,
    하우징의 내부 공간의 일 측에 구비되어 회전하고, 외면에 돌부와 홈부가 연속 배치된 분쇄 구조를 갖는 제1분쇄부재,
    상기 제1분쇄부재와 소정 간격으로 이격 구비되어 상기 제1분쇄부재와 반대 방향으로 회전하며, 상기 제1분쇄부재와 동일한 분쇄 구조를 갖는 제2분쇄부재,
    상기 하우징의 내부 공간에 구비되어 분쇄된 고추를 이송시키는 유동부재 및
    상기 하우징의 내부 공간 내에 구비된 자석부재를 포함하고,

    상기 유동부재는,
    상기 제1 및 제2분쇄부재의 상부에 구비되고, 일 방향으로 회전하는 회동축,
    상기 회동축의 외면에서 외측으로 연장되고 상기 회동축의 길이 방향을 따라 소정 간격으로 다수 구비된 제1돌기 및
    상기 회동축의 외면에서 상기 제1돌기와 대향되는 방향으로 연장되고 인접한 두 제1돌기의 사이에 소정 간격으로 다수 구비된 제2돌기를 포함하는 것을 특징으로 하는 고춧가루 제조 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 살균기는, 챔버의 내부 공간에 구비되고 일 방향으로 회전하는 샤프트 및 상기 샤프트의 외면에서 외측으로 돌출 구비된 이송부재를 포함하고,
    상기 이송부재는 상기 샤프트에 연결된 연결부, 상기 연결부에 결합되고 강성을 구비한 바디부 및 상기 바디부의 단부에 결합되고 평판 형상의 연질 소재로 구성된 스윕부를 포함하고,
    상기 이송부재는 상기 샤프트의 외면에서 제1방향으로 돌출된 제1이송부재 및 상기 샤프트의 외면 중 상기 제1이송부재와 엇갈린 위치에서 제2방향으로 돌출된 제2이송부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 고춧가루 제조 방법.
  4. 삭제
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