KR102263358B1 - 가정용 스마트 발효기, 그리고 스마트 발효 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 가정용 스마트 발효기, 그리고 스마트 발효 시스템에 관한 것이다. 본 발명은, 전원 스위치(111)를 상부면에 구비하는 커버 패널(110); 및 측정부(124), 그리고 전원 스위치(111)으로 전원 온(on) 입력에 따라 측정부(124)의 pH 측정 센서(124c-1) 및 온도 센서(124c-2)로부터 pH 측정 정보 및 온도 측정 정보를 수신하며, 온도 측정 정보와 pH 측정 정보를 WiFi 통신 방식을 통해 스마트 디바이스(300)로 전송하는 통신 및 제어부(121)를 구비하는 상부 몸체(120); 를 포함하며, 발효통(200)과 체결되어 사용되는 것을 특징으로 한다.
이에 의해, 각 발효 미생물들은 번식하는데 최적의 온도가 있고, 각 식품은 발효 완료의 최적의 pH를 갖고 있으므로, 기존의 자연 발효통 및 디지털 발효기가 제공해주지 못하는 온도 조절 및 pH 측정을 통해서 발효 미생물과 식품에 맞춰 빠르게 발효하도록 도와주는 효과를 제공한다.
이에 의해, 각 발효 미생물들은 번식하는데 최적의 온도가 있고, 각 식품은 발효 완료의 최적의 pH를 갖고 있으므로, 기존의 자연 발효통 및 디지털 발효기가 제공해주지 못하는 온도 조절 및 pH 측정을 통해서 발효 미생물과 식품에 맞춰 빠르게 발효하도록 도와주는 효과를 제공한다.
Description
본 발명은 가정용 스마트 발효기, 그리고 스마트 발효 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 발효를 빠르게 진행시킬 수 있고, pH 측정으로 이상발효를 감지하고, 발효 종말점을 알 수 있을 뿐만 아니라, 기존 발효통이 스마트 발효 기능을 갖추게 되도록 하기 위한 가정용 스마트 발효기, 그리고 스마트 발효 시스템에 관한 것이다.
종래 자연발효는 일반적으로 발효균과 식품 그리고 탄수화물을 섞어서 발효통에 넣어 장기간 보관하여 발효를 하게 된다.
또한 종래의 디지털 발효기의 경우 단순 온도 조절장치가 기기에 부착되어 있어서 지정된 방식으로 온도를 유지하는 수준에 머물러 있다.
즉, 자연발효시 발효 완료까지 소요되는 시간에 대한 단축이 자연적인 요인인 기상에만 의지하는 한계점이 있으며, 디지털 발효기는 단순 기능을 제공하여 다양한 형태의 식품 발효시 식품별/발효환경별로 조절이 불가능할 뿐만 아니라, 전자 장치부와 몸체부가 일체형으로 고가로 형성되어 있는 한계점이 있어 왔다.
한편, 웰빙 식품에 대한 관심도가 증가하고 있으며, 고연령층을 위주로 자체 담금주, 식초 등을 위한 발효통 시장이 매우 크게 형성되어 있으며, 1인 가정의 증가로 인해 젊은층에서도 발효기에 대한 수요가 증가하고 있으나 발효를 위해서 많은 시행착오를 겪고 있어 이에 따른 원재료 손실이 높으며 부정확한 발효로 인해 식품의 맛이 좋지 않을 뿐만 아니라, 발효시간이 오래 걸려서 시간적 경제적 손실이 큰 현실이다.
이에 젊은층과 고연령층이 쉽고 빠르게 발효를 할 수 있도록 스마트폰 등과 같은 컴퓨팅 기능을 구비한 모바일 스마트 디바이스의 앱(App)으로 컨트롤 하는 방식의 발효기를 제공하는 경우, 비용 및 시간을 절약해 주고 발효액 제조를 위한 식품과 미생물에 맞게 최적의 맛으로 발효시킬 수 있는 기술 개발이 요구되고 있다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 기존 시중에서 구매가능한 발효통을 그대로 사용하면서 커버에 스마트 기능을 탑재한 가정용 스마트 발효기, 그리고 스마트 발효 시스템을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 pH측정, 온도조절, WiFi 통신 기능을 갖춰 스마트 디바이스의 앱(App)으로 컨트롤할 수 있도록 하기 위한 가정용 스마트 발효기, 그리고 스마트 발효 시스템을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 식품과 유기산의 최적 발효조건을 자동으로 맞춰서 식초, 과실주, 막걸리 등에 따라 자연발효보다 수배 내지 수십배 빠르게 발효시킬 수 있도록 하기 위한 가정용 스마트 발효기, 그리고 스마트 발효 시스템을 제공하기 위한 것이다.
그러나 본 발명의 목적들은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시예에 따른 가정용 스마트 발효기는, 전원 스위치(111)를 상부면에 구비하는 커버 패널(110); 및 측정부(124), 그리고 전원 스위치(111)으로 전원 온(on) 입력에 따라 측정부(124)의 pH 측정 센서(124c-1) 및 온도 센서(124c-2)로부터 pH 측정 정보 및 온도 측정 정보를 수신하며, 온도 측정 정보와 pH 측정 정보를 WiFi 통신 방식을 통해 스마트 디바이스(300)로 전송하는 통신 및 제어부(121)를 구비하는 상부 몸체(120); 를 포함하며, 발효통(200)과 체결되어 사용되는 것을 특징으로 한다.
이때, 커버 패널(110)은, 원판 형태에 상부 몸체(120)에 형성된 손잡이(125) 영역을 덮기 위한 원판의 일측부에서 연장된 사각 패널 형태로 하향으로 향하는 곡면 연장부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 전원 스위치(111)는, 통신 및 제어부(121)와 데이터 버스로 연결되며, 미리 설정된 시간 이상 입력시 통신 및 제어부(121)로 전원 온(on)/오프(off) 기능을 요청하며, 전원 온(on) 상태에서 미리 설정된 시간 미만으로 입력시 측정부(124)로 통신 및 제어부(121)에 내장된 측정부(124)에 대한 캘리브레이션 소프트웨어 기능을 요청하는 것을 특징으로 한다.
또한, 커버 패널(110)은, 탄소 배출구(112); 를 더 포함하며, 상부 몸체(120)와, 상부 몸체(120) 하부에 형성되는 하부 몸체(130)가 추가로 형성시, 끝단이 하부 몸체(130) 내측에 위치하며, 상부 몸체(120)에서 하부면에서 돌출된 형상으로 상부 몸체(120) 보다 직경이 작게 상부 몸체(120)의 하부면에서 일측으로 편향된 위치에 통 형태로 형성되며, 개구된 상단면은 탄소 배출구(112)와 체결되거나 커버 패널(110)와 상부 몸체(120)가 상하로 체결시 탄소 배출구(112)의 테두리면과 포개지도록 위치하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상부 몸체(120)는, 탄산 가스 유도부(122); 를 더 포함하며, 탄산 가스 유도부(122)의 최하단에는 하단에서 상부로 갈수록 직경이 커지는 탄산 가스 유입로(122a)가 형성되고, 탄산 가스 유입로(122a)의 최상단과 탄산 가스 유도부(122)가 만나는 지점에서 탄산 가스 유도부(122)의 하부면은 탄산 가스 유입로(122a)의 최상단과 직경이 같은 통공이 형성된 구조를 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 상부 몸체(120)는, 전원 단자(126); 및 히팅부(123); 를 더 포함하며, 히팅부(123)는, 전원 단자(126)를 통해 공급된 전원을 통신 및 제어부(121)를 통해 제공받으며, 통신 및 제어부(121)로부터 온도 제어 명령을 수신하여 온도 제어 명령에 따라 히팅 온(on), 히팅 오프(off)를 수행하는 것을 특징으로 한다.
또한, 통신 및 제어부(121)는, 히팅부(123)와 함께 구비되거나 하부 몸체(130) 내측에 형성된 온도 센서(124c-2)에 의해 측정된 온도 측정 정보를 수신한 뒤, 스마트 디바이스(300)로 온도 측정 정보를 전송하도록 송수신단(121a)을 제어하여 스마트 디바이스(300)로부터 반환받은 발효액을 형성하기 위해 투입된 용액으로서, 만들고자 하는 발효액을 위해 투입된 식품과 발효 미생물에 따른 미리 설정된 최적 온도 정보를 수신하여 최적 온도 정보의 범위 내에 온도 측정 정보가 포함되도록 하기 위한 온도 제어 명령을 히팅부(123)로 전송하는 것을 특징으로 한다.
또한, 히팅부(123)는, 탄산 가스 유도부(122)와 같이 상부 몸체(120)와 하부 몸체(130)가 체결시 끝단이 하부 몸체(130) 내측에 위치하며, 상부 몸체(120)에서 하부면에서 돌출된 형상으로 상부 몸체(120) 보다 직경이 작게 상부 몸체(120)의 하부면에서 일측으로 편향된 위치에 통 형태로 형성되며, 탄산 가스 유도부(122)와 수직 방향에서 평행하게 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 히팅부(123)는, 탄산 가스 유도부(122)에 비해 직경이 작은 대신 길이는 길게 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 측정부(124)는, 만들고자 하는 발효액을 위해 투입된 식품과 발효 미생물에 따른 온도, pH를 측정한 뒤, 측정된 정보를 통신 및 제어부(121)를 통해 스마트 디바이스(300)로 전송되도록 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 가정용 스마트 발효기, 그리고 스마트 발효 시스템은, 각 발효 미생물들은 번식하는데 최적의 온도가 있고, 각 식품은 발효 완료의 최적의 pH를 갖고 있으므로, 기존의 자연 발효통 및 디지털 발효기가 제공해주지 못하는 온도 조절 및 pH 측정을 통해서 발효미생물과 식품에 맞춰 빠르게 발효하도록 도와주는 효과를 제공한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 가정용 스마트 발효기는, pH 측정, 온도조절, WiFi 통신 기능을 갖춰 스마트 디바이스의 앱(App)으로 컨트롤할 수 있는 효과를 제공한다.
뿐만 아니라, 본 발명의 다른 실시예에 따른 가정용 스마트 발효기, 그리고 스마트 발효 시스템은, 기존 시중에서 구매가능한 발효통을 그대로 사용함으로써, 구매비용을 낮출 뿐만 아니라, WiFi와 연동되는 스마트 디바이스의 앱으로 다양한 식품에 대한 리스트 추가와 추가된 리스트에 대한 조절 정보가 업데이트되어 발효 품목을 무한대로 증가시킬 수 있으며, 각 스마트 디바이스 상호간에 발효 데이터를 공유할 수 있도록 하는 효과를 제공한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가정용 스마트 발효기(100)를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 가정용 스마트 발효기(100)를 나타내는 정면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 가정용 스마트 발효기(100)를 나타내는 측면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 스마트 발효기(100)가 실제 제작된 상태에서의 평면도(도 4a), 정면도(도 4b), 배면도(도 4c), 좌측면도(도 4d), 우측면도(도 4e), 저면도(도 4f)이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 스마트 발효기(100)가 실제 제작된 상태에서의 다른 각도에 따른 사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 스마트 발효기(100)의 내부 구성요소를 나타내는 분해된 사시도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 스마트 발효기(100)가 기존 발효통(200)과 체결된 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 스마트 발효기(100)의 통신 및 제어부(121)의 구성요소를 나타내는 블록도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 스마트 발효기(100)에서 측정부(124)의 구성요소를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 스마트 발효기(100)를 포함하는 스마트 발효 시스템(1)을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 가정용 스마트 발효기(100)를 나타내는 정면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 가정용 스마트 발효기(100)를 나타내는 측면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 스마트 발효기(100)가 실제 제작된 상태에서의 평면도(도 4a), 정면도(도 4b), 배면도(도 4c), 좌측면도(도 4d), 우측면도(도 4e), 저면도(도 4f)이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 스마트 발효기(100)가 실제 제작된 상태에서의 다른 각도에 따른 사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 스마트 발효기(100)의 내부 구성요소를 나타내는 분해된 사시도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 스마트 발효기(100)가 기존 발효통(200)과 체결된 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 스마트 발효기(100)의 통신 및 제어부(121)의 구성요소를 나타내는 블록도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 스마트 발효기(100)에서 측정부(124)의 구성요소를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 스마트 발효기(100)를 포함하는 스마트 발효 시스템(1)을 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명은 첨부된 도면들을 참조하여 설명할 것이다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가정용 스마트 발효기(100)를 나타내는 사시도이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 가정용 스마트 발효기(100)를 나타내는 정면도이다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 가정용 스마트 발효기(100)를 나타내는 측면도이다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 스마트 발효기(100)가 실제 제작된 상태에서의 평면도(도 4a), 정면도(도 4b), 배면도(도 4c), 좌측면도(도 4d), 우측면도(도 4e), 저면도(도 4f)이다. 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 스마트 발효기(100)가 실제 제작된 상태에서의 다른 각도에 따른 사시도이다. 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 스마트 발효기(100)의 내부 구성요소를 나타내는 분해된 사시도이다. 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 스마트 발효기(100)가 기존 발효통(200)과 체결된 상태를 설명하기 위한 도면이다. 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 스마트 발효기(100)의 통신 및 제어부(121)의 구성요소를 나타내는 블록도이다. 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 스마트 발효기(100)에서 측정부(124)의 구성요소를 설명하기 위한 도면이다. 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 스마트 발효기(100)를 포함하는 스마트 발효 시스템(1)을 나타내는 도면이다.
먼저, 도 1 내지 도 6을 참조하면, 가정용 스마트 발효기(100)는 커버 패널(110), 상부 몸체(120), 하부 몸체(130)를 포함함으로써, 전체 높이가 150mm 내지 200mm 사이, 보다 바람직하게는 170mm로 설정될 수 있다.
커버 패널(110)은 전원 스위치(111), 탄소 배출구(112)를 포함하며, 원판 형태에 후술하는 상부 몸체(120)의 손잡이(125) 영역을 덮기 위한 원판의 일측부에서 연장된 사각 패널 형태로 하향으로 향하는 곡면 연장부를 포함할 수 있다.
전원 스위치(111)는 통신 및 제어부(121)와 데이터 버스로 연결됨으로써, 미리 설정된 시간 이상 입력시 통신 및 제어부(121)로 전원 온(on)/오프(off) 기능을 요청하며, 전원 온(on) 상태에서 미리 설정된 시간 미만으로 입력시 측정부(124)로 통신 및 제어부(121)에 내장된 측정부(124)에 대한 캘리브레이션 소프트웨어 기능을 요청할 수 있다.
탄소 배출구(112)는 도 7b와 같이 원형의 패널에 복수의 홀이 중앙에서부터 테두리 영역으로 동심원을 이루며 중앙의 동심원 위치에서 테두리의 동심원 위치로 진행할수록 홀의 직경이 감소하도록 형성됨으로써, 탄소 배출의 효율을 향상시킬 수 있다. 즉, 탄소 배출구(112)는 발효시 발생하는 탄산가스를 배출하기 위한 용도로 기존 발효통(200)이 팽창하는 것을 방지하고 발효 기압을 맞춰주는 역할을 수행한다.
상부 몸체(120)는 통신 및 제어부(121), 탄산 가스 유도부(122), 히팅부(123), 측정부(124), 손잡이(125), 전원 단자(126)를 포함할 수 있다.
한편, 통신 및 제어부(121)는 도 9와 같이 송수신단(121a), 제어단(121b), 저장 메모리(121c)를 포함할 수 있다.
제어단(121b)은 전원 온(on)에 따라 측정부(124)의 pH 측정 센서(124c-1) 및 온도 센서(124c-2)로부터 pH 측정 정보 및 온도 측정 정보를 수신하며, 수신된 측정 정보를 저장 메모리(121c)에 저장하거나, 온도 측정 정보와 pH 측정 정보를 도 10과 같이 WiFi 통신 방식을 통해 스마트 디바이스(300)로 전송하도록 송수신단(121a)을 제어할 수 있다.
탄산 가스 유도부(122)는 상부 몸체(120)와 그 하부에 하부 몸체(130)가 형성시 끝단이 하부 몸체(130) 내측에 위치하며, 상부 몸체(120)에서 하부면에서 돌출된 형상으로 상부 몸체(120) 보다 직경이 작게 상부 몸체(120)의 하부면에서 일측으로 편향된 위치에 통 형태로 형성되며, 개구된 상단면은 상술한 탄소 배출구(112)와 체결되거나 커버 패널(110)와 상부 몸체(120)가 상하로 체결시 탄소 배출구(112)의 테두리면과 포개지도록 위치할 수 있다.
한편, 탄산 가스 유도부(122)의 최하단에는 하단에서 상부로 갈수록 직경이 커지는 탄산 가스 유입로(122a)가 형성되고, 탄산 가스 유입로(122a)의 최상단과 탄산 가스 유도부(122)가 만나는 지점에서 탄산 가스 유도부(122)의 하부면은 탄산 가스 유입로(122a)의 최상단과 직경이 같은 통공이 형성된 구조를 가짐으로써, 탄산 가스 유입로(122a)로 유입된 탄산 가스가 상부의 탄산 가스 유도부(122)를 거쳐 탄소 배출구(112)를 통해 외부로 배출될 수 있는 반면 탄소 배출구(112) 외부의 공기가 탄산 가스 유도부(122)를 거쳐 탄산 가스 유입로(122a) 하부의 하부 몸체(130)로 유입되지 않도록 할 수 있다.
히팅부(123)는 전원 단자(126)를 통해 공급된 전원을 통신 및 제어부(121)를 통해 제공받으며, 통신 및 제어부(121)로부터 온도 제어 명령을 수신함으로써, 온도 제어 명령에 따라 히팅 온(on), 히팅 오프(off)를 수행하며, 12V, 40W의 소비전원을 가진 PTC 히터봉이 사용될 수 있다.
보다 구체적으로, 통신 및 제어부(121)의 제어단(121b)은 히팅부(123)와 함께 구비되거나 하부 몸체(130) 내측에 형성된 온도 센서(124c-2)에 의해 측정된 온도 측정 정보를 수신한 뒤, 스마트 디바이스(300)로 온도 측정 정보를 전송하도록 송수신단(121a)을 제어하여 스마트 디바이스(300)로부터 반환받은 발효액을 형성하기 위해 투입된 용액으로서, 만들고자 하는 발효액을 위해 투입된 식품과 품원(미생물)에 따른 미리 설정된 최적 온도 정보를 수신하여 최적 온도 정보의 범위 내에 온도 측정 정보가 포함되도록 하기 위한 온도 제어 명령을 히팅부(123)로 전송할 수 있다.
한편, 히팅부(123)는 탄산 가스 유도부(122)와 같이 상부 몸체(120)와 하부 몸체(130)가 체결시 끝단이 하부 몸체(130) 내측에 위치하며, 상부 몸체(120)에서 하부면에서 돌출된 형상으로 상부 몸체(120) 보다 직경이 작게 상부 몸체(120)의 하부면에서 일측으로 편향된 위치에 통 형태로 형성됨으로써, 탄산 가스 유도부(122)와 수직 방향에서 평행하게 형성될 수 있다.
그러나, 히팅부(123)는 탄산 가스 유도부(122)에 비해 직경이 작은 대신 길이는 길게 형성됨으로써, 하부 몸체(130)의 내측에서 발효 미생물과 식품이 높이에 상관없이 고르게 가열될 수 있도록 할 수 있다.
측정부(124)는 만들고자 하는 발효액을 위해 투입된 식품과 발효 미생물에 따른 온도, pH 등을 측정한 뒤, 측정된 정보를 통신 및 제어부(121)를 통해 스마트 디바이스(300)로 전송할 수 있다.
이를 위해 측정부(124)는 pH 센서(124c-1), 온도 센서(124c-2) 외에 히팅부(123) 내측에 위치한 PCB(124a), PCB 하판(124b), 고정덮개(124d), 가이드부(124e), 반구형 덮개(124f)를 포함할 수 있다.
PCB(124a)의 하측에는 전원 배터리(124a-1)가 함께 부착되어 있는데, 본 실시예에서는 1850 규격 4개를 사용하여 PCB(124a)에 대해서 별도로 전원을 공급하거나, 히팅부(123)와 같이 전원 단자(126)를 통해 공급된 전원을 통신 및 제어부(121)를 통해 PCB(124a)가 제공받을 수 있다. 전원 단자(126)를 통해 공급된 전원을 통신 및 제어부(121)를 통해 PCB(124a)가 제공하는 경우, PCB(124a)와 전원 배터리(124a-1)가 제거된 형태로 측정부(124)가 형성될 수 있다.
PCB(124a)는 PCB 하판(124b)에 삽입된 형태로 가이드부(124e)에 삽입될 수 있다. PCB 하판(124b)은 상부의 PCB(124a), 고정덮개(124d), 반구형 덮개(124f), 그리고 측부의 가이드부(124e)와의 기밀 구조를 유지하기 위해 고무 또는 합성 수지 재질로 형성될 수 있다.
pH 센서(124c-1)는 가이드부(124e)의 하부에 삽입되도록 배치되며, 가이드부(124e)의 하부에는 pH 센서(124c-1) 외에 온도 센서(124c-2)를 포함하여 이루어질 수 있으며, pH 센서(124c-1)는 양단자의 전극 형상으로 형성되며, 온도 센서(124c-2)는 수직봉의 형상으로 이루어진다. 이때, 가이드부(124e)의 상단에는 고정덮개(124d)가 구비되는데, 고정덮개(124d)는 pH 센서(124c-1) 및 온도 센서(124c-2)의 단부를 보호한다.
반구형 덮개(124f)는 고정덮개(124d)의 상부에 형성됨으로써, 고정덮개(124d) 하부의 PCB(124a)를 보호할 수 있다.
이와 같은 구성을 통해 측정부(124)는 기존 발효통(200)과 가정용 스마트 발효기(100)가 체결시 기존 발효통(200)에 있는 만들고자 하는 발효액을 위해 투입된 식품과 발효 미생물에서 데이터를 추출시 오차 범위를 최소화하고, 정밀하게 측정된 데이터는 통신 및 제어부(121)를 통해 스마트 디바이스(300)로 전송할 수 있다.
이 경우, 스마트 디바이스(300)는 pH 측정 정보 및 온도 측정 정보에 만들고자 하는 발효액을 위해 투입된 식품과 발효 미생물 중 발효 미생물에 의해 생성되는 유기산의 종류를 산입하여 산도를 산출하게 된다.
더욱 상세하게 산도는 변수로서, pH, 온도 및 유기산의 함수로 추출되는데, 수식 "총산도(%) = (V×F×D×A)/S ×100[V: 0.1N NaOH의 적정량 (mL), F : 0.1N NaOH의 factor, D : 시료의 희석배수, A : 0.1N NaOH 1 mL에 상당하는 유기산의 양 (g), S : 시료의 채취량 (g)]"과 같이 총산도를 산출한다.
이를 통해, 각 유기산별 pH에 따른 총산도가 도출된 값을 통하여 pH와 총산도 상관 그래프 및 데이터를 구하고, 구해진 데이터를 스마트 디바이스(300)의 앱으로 구현하여 저장한 후 실제 총산도를 구하고자 하는 만들고자 하는 발효액을 위해 투입된 식품과 발효 미생물 중 발효 미생물에 의해 생성되는 유기산을 산입하면 현재 pH값에 매칭되는 총산도 값이 출력되도록 한다.
이때 스마트 디바이스(300)의 앱에 표시되는 pH, 온도, 및 총산도의 값은 스마트 디바이스(300)에 저장가능하고, 네트워크(400)를 통해 발효 서비스 제공 서버(500)와 연동될 경우에 각 데이터는 DB(510)에 저장이 가능하다. 나아가, 식품의 발효, 숙성 등에서 변화하는 pH, 온도, 및 총산도를 시간대별로 저장 기록하여 열람이 가능하게 된다. 이에, 따라 pH의 측정 및 산도 측정이 동시에 가능해 진다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 pH 측정 방법에 대하여 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 pH 측정 방법은 가정용 스마트 발효기(100)를 기존 발효통(200)과 체결된 상태에서 만들고자 하는 발효액을 위해 투입된 식품과 발효 미생물에 pH 센서(124c-1) 및 온도 센서(124c-2)가 만들고자 하는 발효액을 위해 투입된 식품과 발효 미생물에 접촉되도록 하고, pH 센서(124c-1) 및 온도 센서(124c-2)가 만들고자 하는 발효액을 위해 투입된 식품과 발효 미생물의 pH 및 온도를 측정하고, 측정된 데이터를 통신 및 제어부(121)를 통해 스마트 디바이스(300)로 전송하고, 전송된 데이터를 스마트 디바이스(300)가 연산하여 산도를 산출한다.
여기서, 총산도는 투입된 식품과 발효 미생물에 의해 생성되는 발효액의 온도와 발효액에 포함된 유기산의 종류를 산입한 값의 함수로 이루어진다.
이에 따라, 식품 발효에 필수 요소인 pH와 총산도를 동시에 측정하게 되어 기존의 각각 별도 측정법으로 인한 시간 지연 문제를 획기적으로 줄이게 된다.
나아가, 발효 식품 제조 시 발효 실패의 중요 요인인 pH와 산도 측정을 간편화하여 발효 성공율을 극대화시켜 스마트 팩토리를 구현하고 수입 시장에 의존하던 관행을 대체하여 국산화에 기여할 수 있다.
한편, 손잡이(125)는 커버 패널(110)에서 연장된 사각 패널의 하부에 통 형상, 보다 구체적으로 상부가 개구된 원통 형상에서 일측부로 연장된 육면체 형상으로 형성됨으로써, 가정용 스마트 발효기(100)를 사용하는 사용자가 쉽게 가정용 스마트 발효기(100)를 이동시킬 수 있으며, 상부 몸체(120)와 하부 몸체(130)의 직경의 차이를 이용해 상부 몸체(120)와 하부 몸체(130) 사이에 기존의 발효통(200)을 체결시 회전원을 쉽게 가할 수 있도록 하는 역할을 하기 위해 형성될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예로, 하부 몸체(130)의 상단에는 나사산이 형성되거나 상부 몸체(120)의 하부면에 기존 발효통(200)의 직경에 해당하는 하부 돌출형 단턱부가 형성됨으로써, 기존 발효통(200)과 가정용 스마트 발효기(100)의 체결을 견고하게 하도록 할 수 있다.
그리고, 전원 단자(126)는 상부 몸체(120)의 상단 일측에 단자 형태로 형성됨으로써, 12V 전원공급 어댑터와 연결되어 외부 전원을 공급받아 통신 및 제어부(121)를 통해 전원이 필요한 통신 및 제어부(121) 외의 히팅부(123) 및 측정부(124)로 전원을 제공할 수 있다.
다음으로, 하부 몸체(130)는 하부 통과홀(131) 및 상부 통과홀(132)을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 하부 몸체(130)는 상부 몸체(120) 보다 직경이 작은 통형상으로 상부 몸체(120)와 일체형 또는 상부 몸체의 하부 연장단의 내측으로 형성된 나사산(도 5c 및 도 5d)으로 하부 몸체(130)의 외부의 나사산을 이용한 체결 및 분리가 가능한 형태로 형성될 수 있다.
한편 본 발명의 다른 실시예로, 상부 몸체(120)와 하부 몸체(130)가 일체형으로 형성시 상부 몸체(120)의 하부 연장단의 내측으로 기존 발효통(200)이 안정적으로 부착될 수 있다.
한편, 하부 통과홀(131)은 기존 발효통(200)에 담긴 만들고자 하는 발효액을 위해 투입된 식품과 발효 미생물이 자연스럽게 하부 몸체(130)로 스며들도록 도 5c 및 도 5d와 같이 빗살 형태의 홀로 형성될 수 있으며, 상부 통과홀(132)은 하부 통과홀(131)로 스며든 만들고자 하는 발효액을 위해 투입된 식품과 발효 미생물이 측정부(124)에 의한 측정 정보를 위해 필요한 만큼만 하부 몸체(130)로 스며든 뒤, 외부에 해당하는 기존 발효통(200)으로 다시 배출되도록 하기 위해 하부 몸체(130)의 상단부의 측면에 적어도 하나 이상이 하부 몸체(130)의 길이 방향으로 형성될 수 있다.
한편, 도 10을 참조하면, 발효 서비스 제공 서버(500)는 복수의 스마트 디바이스(300)의 네트워크(400)를 통한 액세스 이후 만들고자 하는 발효액을 위해 투입된 식품과 발효 미생물 정보를 수신한 뒤, 발표 미생물의 발효를 위한 최적 온도 정보를 데이터베이스(510)에서 추출하며, 각 식품 정보로 막걸리, 식초, 요구르트, 과실주 등 중 하나에 해당하는 최적 pH 정보를 데이터베이스(510)에서 추출한 뒤, 추출된 최적 온도 정보 및 최적 pH 정보를 제공할 수 있다.
이후, 발효 서비스 제공 서버(500)는 최종적으로 스마트 디바이스(300)의 제어에 따라 가정용 스마트 발효기(100)에서 생성된 발효액에 대한 온도 측정 정보, pH 측정 정보, 총산도 정보를 수신하여 데이터베이스(510)에 빅데이터 기반으로 미리 설정된 주기로 저장함으로써, 후에 동일한 또는 다른 스마트 디바이스(300)에 의한 만들고자 하는 발효액을 위해 투입된 식품과 발효 미생물 정보를 수신한 뒤, 수신된 각 식품과 품원에 따른 발효액에 대한 시간대별 발효액의 온도, pH, 총산도를 동일한 또는 다른 스마트 디바이스(300)로 제공할 수 있다.
이에 따라, 동일한 또는 다른 스마트 디바이스(300)는 가정용 스마트 발효기(100)를 이용해 원하는 발효액의 온도, pH, 총산도가 맞는 시점에 대한 예측이 가능할 뿐만 아니라, 최종적으로 생성되는 발효액을 위한 식품과 발효 미생물, 그리고 최종적으로 생성되는 온도, pH, 총산도를 네트워크(400)를 통해 발효 서비스 제공 서버(500)로 제공시, 발효 서비스 제공 서버(500)에 의한 최적의 시기 정보 알림 서비스도 제공받을 수 있다.
이에 따라, 본 발명은 발효 품원과 발효 식품에 맞춰서 최적의 온도를 유지해서 발효 시간을 단축시켜줄 뿐만 아니라, pH를 연속으로 측정하여 발효 식품별로 발효 종말점을 알 수 있으며 또한 이상 발효되는 것을 감지할 수 있으며, 여기서 이상 발효라 함은 기존 발효하고자 하는 목표가 아닌 다른 식품이 되는 경우로 주로 술을 발효하려고 하다가 초가 되는 현상을 의미할 수 있다.
또한, 모니터링 및 제어를 스마트 디바이스(300)의 앱(App)으로 제어함으로써, 발효 기록을 저장하고 공유가 가능할 뿐만 아니라, 온도와 pH를 모니터링하고 앱으로 제어하기 때문에 수정 없이 새로운 발효액, 식품, 품원이 추가될 때마다 앱에 대한 업데이트를 통해 다양한 식품의 발효에 사용할 수 있다.
이러한 구성요소에 의해 가정용 스마트 발효기(100)에서 전원 스위치(111)를 이용해 전원을 인가하여 가동시킨 뒤, 측정부(124), 그리고 Wi-fi 모듈을 구비하는 통신 및 제어부(121)를 자동으로 초기화하여 사용 가능한 상태가 되는 경우, 가정용 스마트 발효기(100)는 스마트 디바이스(300)의 앱과 연동될 수 있다. 이후, 스마트 디바이스(300)는 측정부(124)를 구성하는 pH 측정 센서(124c-1)에 대한 pH 켈리브레이션 수행을 제어할 수 있다.
이 경우, pH 켈리브레이션 수행시 pH 7.0용액 / 4.0 용액을 순차적으로 기존 발효통(200)에 넣어 가정용 스마트 발효기(100)를 통해 측정하고 해당 값이 스마트 디바이스(300)의 화면에 표기될 때 가정용 스마트 발효기(100)에 있는 전원 스위치(110)를 눌러서 해당 pH 값을 나타내주는 방식일 수 있다.
이후, 가정용 스마트 발효기(100)를 식품과 품원이 저장된 발효통(200)에 결합시키고, 스마트 디바이스(300)에서 발효 미생물을 선택하며 이때 미생물의 이름이 아니라 막걸리, 식초, 요구르트 등 소비자가 알기 쉬운 용어로 선택할 수 있으며, 또한 소비자는 발효에 사용되는 식품을 선택할 수 있으며, 예를 들어 사과, 바나나, 파인애플, 쌀, 등 미생물의 먹이가 되는 탄수화물공급원인 식품을 선택할 수 있다.
다음으로, 스마트 디바이스(300)에서 앱 상에서 발효시작 버튼을 누르면, 설정된 발효 미생물과 식품에 맞춰서 최적의 온도와 pH를 모니터링 하면서 발효가 시작된다. 이후, 각 식품별로 발효에 최적화된 pH 구간을 넘어가게 되면 이상발효로 스마트 디바이스(300)에서 알림을 제공하며, 각 식품별 최적의 온도를 유지하도록 온도가 자동으로 제어가 스마트 디바이스(300)에 의한 가정용 스마트 발효기(100) 상에서 수행될 수 있다.
본 발명의 응용예로 스마트 디바이스(300) 사용자는 앱에서 제공하지 않는 발효 미생물(또는 식품)을 선택하여 발효하게 되면, 해당 발효 데이터를 그래프형태와 숫자형태로 발효상태를 스마트 디바이스(300)의 앱에 의해 제공되는 데이터를 통해 알 수 있으며, 이를 앱을 통해서 다른 스마트 디바이스(300) 사용자와 공유가 가능하다. 또한, 다른 스마트 디바이스(300) 사용자는 유명한 쉐프의 발효 데이터를 받아서 발효시 선택하면 동일한 조건으로 발효가 이루어져서 레시피 공유뿐 아니라 발효과정을 그대로 복사하여 사용할 수 있다.
또한, 가정용 스마트 발효기(100)는 숙성시키고자 하는 식품을 최적의 온도로 숙성하는데 사용할 수 있을 뿐만 아니라, 단기간 보온을 유지하고 싶은 국물, 식혜 등의 보관에 사용될 수 있다.
이상과 같이, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
100 : 가정용 스마트 발효기
110 : 커버 패널
111 : 전원 스위치
112 : 탄소 배출구
120 : 상부 몸체
121 : 통신 및 제어부
122 : 탄산 가스 유도부
123 : 히팅부
124 : 측정부
125 : 손잡이
126 : 전원 단자
130 : 하부 몸체
131 : 하부 통과홀
132 : 상부 통과홀
200 : 기존 발효통
300 : 스마트 디바이스
400 : 네트워크
500 : 발효 서비스 제공 서버
110 : 커버 패널
111 : 전원 스위치
112 : 탄소 배출구
120 : 상부 몸체
121 : 통신 및 제어부
122 : 탄산 가스 유도부
123 : 히팅부
124 : 측정부
125 : 손잡이
126 : 전원 단자
130 : 하부 몸체
131 : 하부 통과홀
132 : 상부 통과홀
200 : 기존 발효통
300 : 스마트 디바이스
400 : 네트워크
500 : 발효 서비스 제공 서버
Claims (10)
- 전원 스위치(111)를 상부면에 구비하는 커버 패널(110); 및
측정부(124), 그리고 전원 스위치(111)으로 전원 온(on) 입력에 따라 측정부(124)의 pH 측정 센서(124c-1) 및 온도 센서(124c-2)로부터 pH 측정 정보 및 온도 측정 정보를 수신하며, 온도 측정 정보와 pH 측정 정보를 WiFi 통신 방식을 통해 스마트 디바이스(300)로 전송하는 통신 및 제어부(121)를 구비하는 상부 몸체(120); 를 포함하며,
상기 커버 패널(110)은 탄소 배출구(112); 를 더 포함하며, 상기 탄소 배출구(112)는 원형의 패널에 복수의 홀이 중앙에서부터 테두리 영역으로 동심원을 이루며 중앙의 동심원 위치에서 테두리의 동심원 위치로 진행할수록 홀의 직경이 감소하도록 형성되고,
발효통(200)과 체결되어 사용되는 것을 특징으로 하는 가정용 스마트 발효기.
- 청구항 1에 있어서, 커버 패널(110)은,
원판 형태에 상부 몸체(120)에 형성된 손잡이(125) 영역을 덮기 위한 원판의 일측부에서 연장된 사각 패널 형태로 하향으로 향하는 곡면 연장부를 포함하는 것을 특징으로 하는 가정용 스마트 발효기.
- 청구항 1에 있어서, 전원 스위치(111)는,
통신 및 제어부(121)와 데이터 버스로 연결되며, 미리 설정된 시간 이상 입력시 통신 및 제어부(121)로 전원 온(on)/오프(off) 기능을 요청하며, 전원 온(on) 상태에서 미리 설정된 시간 미만으로 입력시 측정부(124)로 통신 및 제어부(121)에 내장된 측정부(124)에 대한 캘리브레이션 소프트웨어 기능을 요청하는 것을 특징으로 하는 가정용 스마트 발효기.
- 청구항 1에 있어서,
상부 몸체(120)와, 상부 몸체(120) 하부에 형성되는 하부 몸체(130)가 추가로 형성시, 끝단이 하부 몸체(130) 내측에 위치하며, 상부 몸체(120)에서 하부면에서 돌출된 형상으로 상부 몸체(120) 보다 직경이 작게 상부 몸체(120)의 하부면에서 일측으로 편향된 위치에 통 형태로 형성되며, 개구된 상단면은 탄소 배출구(112)와 체결되거나 커버 패널(110)와 상부 몸체(120)가 상하로 체결시 탄소 배출구(112)의 테두리면과 포개지도록 위치하는 것을 특징으로 하는 가정용 스마트 발효기.
- 청구항 1에 있어서, 상부 몸체(120)는,
탄산 가스 유도부(122); 를 더 포함하며,
탄산 가스 유도부(122)의 최하단에는 하단에서 상부로 갈수록 직경이 커지는 탄산 가스 유입로(122a)가 형성되고, 탄산 가스 유입로(122a)의 최상단과 탄산 가스 유도부(122)가 만나는 지점에서 탄산 가스 유도부(122)의 하부면은 탄산 가스 유입로(122a)의 최상단과 직경이 같은 통공이 형성된 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 가정용 스마트 발효기.
- 청구항 5에 있어서, 상부 몸체(120)는,
전원 단자(126); 및 히팅부(123); 를 더 포함하며,
히팅부(123)는, 전원 단자(126)를 통해 공급된 전원을 통신 및 제어부(121)를 통해 제공받으며, 통신 및 제어부(121)로부터 온도 제어 명령을 수신하여 온도 제어 명령에 따라 히팅 온(on), 히팅 오프(off)를 수행하는 것을 특징으로 하는 가정용 스마트 발효기.
- 청구항 6에 있어서, 통신 및 제어부(121)는,
히팅부(123)와 함께 구비되거나 하부 몸체(130) 내측에 형성된 온도 센서(124c-2)에 의해 측정된 온도 측정 정보를 수신한 뒤, 스마트 디바이스(300)로 온도 측정 정보를 전송하도록 송수신단(121a)을 제어하여 스마트 디바이스(300)로부터 반환받은 발효액을 형성하기 위해 투입된 용액으로서, 만들고자 하는 발효액을 위해 투입된 식품과 발효 미생물에 따른 미리 설정된 최적 온도 정보를 수신하여 최적 온도 정보의 범위 내에 온도 측정 정보가 포함되도록 하기 위한 온도 제어 명령을 히팅부(123)로 전송하는 것을 특징으로 하는 가정용 스마트 발효기.
- 청구항 7에 있어서, 히팅부(123)는,
탄산 가스 유도부(122)와 같이 상부 몸체(120)와 하부 몸체(130)가 체결시 끝단이 하부 몸체(130) 내측에 위치하며, 상부 몸체(120)에서 하부면에서 돌출된 형상으로 상부 몸체(120) 보다 직경이 작게 상부 몸체(120)의 하부면에서 일측으로 편향된 위치에 통 형태로 형성되며, 탄산 가스 유도부(122)와 수직 방향에서 평행하게 형성되는 것을 특징으로 하는 가정용 스마트 발효기.
- 청구항 8에 있어서, 히팅부(123)는,
탄산 가스 유도부(122)에 비해 직경이 작은 대신 길이는 길게 형성되는 것을 특징으로 하는 가정용 스마트 발효기.
- 청구항 8에 있어서, 측정부(124)는,
만들고자 하는 발효액을 위해 투입된 식품과 발효 미생물에 따른 온도, pH를 측정한 뒤, 측정된 정보를 통신 및 제어부(121)를 통해 스마트 디바이스(300)로 전송되도록 하는 것을 특징으로 하는 가정용 스마트 발효기.
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|---|---|---|---|
| KR1020190041252A KR102263358B1 (ko) | 2019-04-09 | 2019-04-09 | 가정용 스마트 발효기, 그리고 스마트 발효 시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020190041252A KR102263358B1 (ko) | 2019-04-09 | 2019-04-09 | 가정용 스마트 발효기, 그리고 스마트 발효 시스템 |
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|---|---|
| KR20200118999A KR20200118999A (ko) | 2020-10-19 |
| KR102263358B1 true KR102263358B1 (ko) | 2021-06-10 |
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ID=73042657
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| KR1020190041252A KR102263358B1 (ko) | 2019-04-09 | 2019-04-09 | 가정용 스마트 발효기, 그리고 스마트 발효 시스템 |
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Citations (1)
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|---|---|---|---|---|
| KR101787382B1 (ko) * | 2016-08-17 | 2017-10-18 | (유)엔와이텔 | 가정용 스마트 발효시스템 및 그 작동방법 |
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| KR20090000946A (ko) * | 2007-06-29 | 2009-01-08 | 경북대학교 산학협력단 | 발효주 제조장치 |
| KR101402124B1 (ko) * | 2012-04-25 | 2014-06-03 | 허상영 | 가정용 유효 미생물 발효장치 |
-
2019
- 2019-04-09 KR KR1020190041252A patent/KR102263358B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (1)
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| KR20200118999A (ko) | 2020-10-19 |
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