KR100738858B1 - 분쇄부가 개선된 콘칭 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 콘칭 장치에 관한 것으로, 지지 프레임 상에 지지된 상부 개방 용기의 바닥면에 장착되는 적어도 하나의 교반용 로터와, 상기 상부 개방 용기의 상부에 상기 교반용 로터와 간섭하지 않게 장착되는 적어도 하나의 분쇄용 로터를 포함하는 콘칭 장치로서, 상기 분쇄용 로터는, 상기 용기의 상단을 가로질러 설치된 지지대에 수직 관통하여 설치되되 그 상단이 상기 지지대에 회전가능하게 지지되고 그 하단이 상기 용기의 바닥에 인접하게 연장된 회전축과, 상기 회전축의 외주면의 하부 부근에 형성된 상방향 이송 스크루를 포함하고, 상기 회전축의 이송 스크루의 외주에는 하부의 측면 일부가 뚫린 중공관이 설치되고, 상기 중공관의 상단과 상기 회전축의 외주면 사이에는 맷돌형 그라인더가 설치된 것을 특징으로 한다.

분쇄용 로터, 회전축,이송 스크루, 중공관, 맷돌형 그라인더

Description

분쇄부가 개선된 콘칭 장치{CONCHING DEVICE WITH IMPROVED MILL}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 콘칭 장치의 전체적인 정단면도,

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 콘칭 장치의 분쇄용 로터의 단면도,

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 콘칭 장치의 분쇄용 로터의 하부 고정 그라인더의 사시도,

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 콘칭 장치의 분쇄용 로터의 상부 회전 그라인더의 사시도, 및

도 5는 도 4의 저면 사시도이다.

본 발명은 콘칭 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 분쇄부가 개선된 콘칭 장치에 관한 것이다.

초콜릿은 일반적으로 배합(Mixing) 공정과, 미세화(Refining) 공정과, 콘칭(Conching) 공정과, 예비고화(Tempering) 공정과, 충진(Depositing) 및 엔로빙(Enrobing) 공정과, 냉각(Cooling) 공정과, 숙성 공정을 거쳐 제조된다.

먼저, 배합 공정에서는 코코아 가루와 백설탕과 분유 등의 분말 원료들을 배 합 장치 내에서 충분히 혼합한 후 액상 원료를 넣어 후속의 미세화 공정에 알맞은 상태가 될 때까지 섞는다.

다음, 미세화 공정에서는 배합된 초콜릿 입자를 다단 롤러 또는 밀(mill)을 이용하여 14㎛ 내지 16㎛ 이하의 입도로 되게 미세하게 간다.

다음, 콘칭 공정에서는 미세화된 초콜릿 매스를 콘체(Conche)라고 일컬어지는 콘칭 장치 내에서 유화제와 함께 장시간 계속적으로 휘저음으로써 초콜릿 매스가 순차적으로 가온되어 수분과 휘발성 산들이 대부분 제거됨과 동시에 분산되고 분쇄 수단에 의해 초콜릿 후레이크 덩어리가 분쇄되어 완전한 액상의 초콜릿이 형성되게 한다.

다음, 예비고화 공정에서는 초콜릿(궁극적으로는 코코아버터)이 안정하게 굳을 수 있도록 사전에 온도를 조작하여 가장 안정한 형태의 시드(Seeds, β형 결정)를 적당량(3% 내지 8%) 만들어주어 후속의 냉각 및 숙성 공정들을 통해 전체 코코아버터를 β형 결정으로 만들어준다.

다음, 충진 및 엔로빙 공정에서는 폴리카보네이트(Polycarbonate)와 같은 플라스틱 재질로 이루어진 성형틀을 사용하며 성형틀과 동일한 크기의 노즐 플레이트를 이용하여 작은 구멍이나 틈을 통해 초콜릿을 충진시키고 진동을 이용하여 초콜릿 내의 공기방울을 제거시킨다.

다음, 냉각 공정에서는 소정의 형태로 성형된 초콜릿이 냉각 터널을 거치면서 완만한 냉각으로 5℃까지 도달된 후 어느 정도 5℃를 유지하다가 다시 천천히 실온(15℃정도)까지 올라가게 된다.

다음, 숙성 단계에서는 냉각을 거쳐 포장된 초콜릿을 18℃, RH 50% 이하 되는 창고에 7~10일 정도 숙성시켜 조직이 더욱 안정한 형태로 되게 함으로써 유통 중에 블루밍(blooming) 등의 현상을 최소화시킨다.

본 발명은 이러한 초콜릿 제조 공정들 중에서 콘칭 공정에 사용되는 콘칭 장치에 관한 것이다.

이러한 콘칭 장치에서는 미세화된 초콜릿 매스나 초콜릿 후레이크가 분쇄수단에 의해 분쇄된다. 종래의 콘칭 장치는, 용기의 상부에 장착되는 분쇄용 로터의 회전축의 외주면에 이송 스크루가 형성되고 이 이송 스크루 외주에 하부 일부가 뚫린 중공관이 설치되어 용기 하부의 액상 초콜릿이 중공관을 통해 중공관의 상부로 분출되게 함과 동시에 분쇄수단으로서 밀(Mill)을 분쇄용 로터의 회전축의 상단에 설치함으로써, 중공관을 통해 상부로 분출되는 액상 초콜릿 내에 일부 존재하는 초콜릿 매스나 초콜릿 후레이크가 밀에 의해 분쇄되도록 구성되어 있다.

그러나, 종래에는 서로 맞물리는 한 쌍의 롤러가 이 분쇄용 로터의 회전축의 상단에 수평으로 설치되어 있는 형태이므로 분쇄용 로터를 구동시키기 위해 용기의 상부에 수직으로 장착된 모터의 동력을 이용하여 수평으로 배치된 한쌍의 롤러를 구동시키기 위해서는 복잡한 구성의 동력전달수단을 필요로 하는 문제가 있다.

본 발명은 상기한 문제점들을 해결하도록 분쇄부가 개선된 콘칭 장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 콘칭 장치는, 지지 프레임 상에 지지된 상부 개방 용기의 바닥면에 장착되는 적어도 하나의 교반용 로터와, 상기 상부 개방 용기의 상부에 상기 교반용 로터와 간섭하지 않게 장착되는 적어도 하나의 분쇄용 로터를 포함하는 콘칭 장치로서, 상기 분쇄용 로터는, 상기 용기의 상단을 가로질러 설치된 지지대에 수직 관통하여 설치되되 그 상단이 상기 지지대에 회전가능하게 지지되고 그 하단이 상기 용기의 바닥에 인접하게 연장된 회전축과, 상기 회전축의 외주면의 하부 부근에 형성된 상방향 이송 스크루를 포함하고, 상기 회전축의 이송 스크루의 외주에는 하부의 측면 일부가 뚫린 중공관이 설치되고, 상기 중공관의 상단과 상기 회전축의 외주면 사이에는 맷돌형 그라인더가 설치된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 콘칭 장치의 실시예를 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 콘칭 장치는, 상부가 개방된 용기(10)가 지지 프레임(1) 상에 지지되고, 이 상부 개방 용기(10)의 바닥면에 교반용 로터(20)가 장착되고, 이 상부 개방 용기(10)의 상부에 분쇄용 로터(30)가 장착된 것이다.

교반용 로터(20)는 회전축(23)과 교반 날개(27)를 포함한다.

회전축(23)과 용기(10)의 바닥면이 만나는 부분에는 베어링(3)이 개재되어 있다.

그리고, 회전축(23)의 상하단부는 용기(10)의 외부로 나오도록 치수결정되어 설치되어 있다. 여기에서, 회전축(23)의 상단부는 용기(10)의 상단 외부로 약간만 나오도록 되어 있고, 회전축(23)의 하단부는, 용기(10)의 바닥면과 지지 프레임(1)의 하부 사이의 길이 만큼 나오도록 되어 있다.

또한, 회전축(23)의 하단부는 지지 프레임(1)에 회전가능하게 지지되어 있다. 즉, 회전축(23)의 하단부와 지지 프레임(1)이 만나는 부분에는 베어링(3)이 개재되어 있다.

교반 날개(27)는 중간 부분이 뚫린 "ㄷ"자 형상으로 형성되어 있어 회전시 용기(10) 내의 초콜릿 매스를 유화제와 함께 휘저음으로써 초콜릿 매스를 유화제에 분산시켜 완전한 액상의 초콜릿으로 되게 한다.

교반용 로터(20)의 회전축(23)은 지지 프레임(1)의 측방에 설치된 모터(M1)의 구동축(110)에 워엄기어(120)를 통해 연결되어 있다. 이 워엄기어(120)는 기어박스(121)에 의해 둘러싸여지는데, 기어박스(121) 내에는 도시하지는 않았지만 윤활유가 밀봉적으로 충전된다. 도면에서는 워엄기어(120)를 명확하게 나타내기 위해 기어박스(121)를 이점쇄선으로 개략적으로 표시하였다.

한편, 용기(10)의 상부 중앙에는 교반용 로터(20)와 간섭하지 않게 분쇄용 로터(30)가 더 장착되어 있다. 분쇄용 로터(30)는, 액상 초콜릿 내에 존재하는 초콜릿 후레이크 덩어리를 분쇄시켜 완전한 액상의 초콜릿으로 되게 한다.

도 2로부터 상세하게 알 수 있는 바와 같이, 분쇄용 로터(30)는 회전축(31)과 이송 스크루(33)를 포함한다.

회전축(31)은 용기(10)의 상단을 가로질러 설치된 지지대(40)에 수직 관통하여 설치되어 있다. 회전축(31)의 상단은 지지대(40)에 회전가능하게 지지되어 있다. 즉, 회전축(31)과 지지대(40)가 만나는 부분에는 베어링(3)이 개재되어 있다. 또한, 회전축(31)의 하단은 용기(10)의 바닥에 인접하게 연장되어 있다.

상방향 이송 스크루(33)는 회전축(31)의 외주면의 하부 부근에 형성되어 있으며, 회전축(31)의 회전에 따라 액상 초콜릿을 상방향으로 이송시키는 기능을 한다.

그리고, 회전축(31)의 이송 스크루(33)의 외주에는 하부의 측면 일부가 뚫린 중공관(37)이 설치되어 있다. 중공관(37)의 하단 측면에는 복수의 구멍(37a)이 형성되어 있다.

또한, 중공관(37)의 상단과 회전축(31)의 외주면 사이에는 맷돌형 그라인더(200)가 설치되어 있다.

이 맷돌형 그라인더(200)는 하부 고정 그라인더(210)와 상부 회전 그라인더(220)으로 구성되어 있다. 하부 고정 그라인더(210)는 중공관(37)의 상단에 고정적으로 설치되어 있으며, 상부 회전 그라인더(220)는 회전축(31)의 외주면에 고정적으로 설치되어 있다.

중공관(37)의 상단에는 외측으로 플랜지(37a)가 형성되어 있으며, 이 플랜지(37a)의 상면에는 하부 고정 그라인더(210)의 하면이 볼트(B)로 고정된다.

도 3 내지 도 5에 상세하게 예시된 바와 같이, 하부 고정 그라인더(210)는 중앙에 관통공(211)이 형성된 원반형으로서 그 상면에 반경방향으로 복수의 홈 (213)이 형성되어 있다. 이 홈(213)은 일자형인 것이 바람직하다.

또한, 상부 회전 그라인더(220)는 중앙에 관통공(221)이 형성된 원반형으로서 그 하면에 반경방향으로 복수의 칼날(223)이 형성되어 있다. 이 칼날(223)은 나선형인 것이 바람직하다.

그리고, 상부 회전 그라인더(220)가 장착되는 위치의 회전축(31)의 외주면과 상부 회전 그라인더(220)의 중앙 관통공(221)의 내주면에는 각각 나사부(S)가 형성되어 있으며, 회전축(31)의 외주면에 형성된 나사부(S)와 상부 회전 그라인더(220)의 중앙 관통공(221)의 내주면에 형성된 나사부(S)가 서로 나사결합됨으로써 상부 회전 그라인더(220)가 회전축(31)에 고정된다.

여기에서, 회전축(31)에 고정된 상부 회전 그라인더(220)는 그 하면이 중공관(37)에 고정된 하부 고정 그라인더(210)의 상면에 밀접하게 위치된다. 따라서, 상부 회전 그라인더(220)가 하부 고정 그라인더(210)에 대하여 회전하면서 상부 회전 그라인더(220)와 하부 고정 그라인더(210)의 사이로 액상 초콜릿이 유입되면, 상부 회전 그라인더(220)의 나선형 칼날(223)이 하부 고정 그라인더(210)의 상면에 맞닿으면서 회전하므로 액상 초콜릿이 분쇄되면서 하부 고정 그라인더(210)의 홈(213)을 통해 방사상으로 유출된다.

중공관(37)이 이송 스크루(33)를 감싸면서 설치되어 있으므로, 회전축(31)의 이송 스크루(33)가 회전함에 따라 용기(10)의 하부에 있던 액상 초콜릿이 중공관(37)의 하부 측면 일부 내로 유입된 후 중공관(37)의 상부를 통해 중공관(37)의 밖으로 배출되게 된다. 이렇게 중공관(37) 외부의 액상 초콜릿이 중공관(37) 내부로 유입된 후 하부 고정 그라인더(210)의 관통공(221)을 통해 하부 고정 그라인더(210)의 상면과 상부 고정 그라인더(220)의 하면 사이를 거쳐서 다시 중공관(37) 외부로 배출되므로, 맷돌형 그라인더(200)의 하부 고정 그라인더(210)의 상면과 상부 고정 그라인더(220)의 하면의 나선형 칼날(223) 사이에는 항상 새로운 액상 초콜릿이 부딪히게 되어 용기(10) 내의 액상 초콜릿이 골고루 분쇄되게 한다.

또한, 회전축(31)의 외주면에서 이송 스크루(33)의 상부에는 칼날(35)이 복수개 형성될 수도 있다. 이 칼날(35)은 일자형인 것이 바람직하다. 회전축(31)이 회전함에 따라 회전하는 일자형 칼날(35)은 상방향으로 이송되는 액상 초콜릿 내의 초콜릿 후레이크 덩어리와 부딪혀서 이를 분쇄하는 기능을 한다.

이러한 맷돌형 그라인더(200)에서는 상부 회전 그라인더(220)의 나선형 칼날(223)이 하부 고정 그라인더(210)의 상면에 맞닿으면서 회전함에 따라 액상 초콜릿이 분쇄되면서 하부 고정 그라인더(210)의 홈(213)을 통해 방사상으로 유출되는데, 액상 초콜릿이 용기(10)의 위로 튀어 오르는 것을 방지하기 위해, 상부 회전 그라인더(220)는 그 가장자리부가 하부로 경사지게 연장 형성될 수도 있다. 따라서, 상부 회전 그라인더(220)의 가장자리부가 하부로 경사지게 연장 형성되면, 분쇄된 액상 초콜릿이 하방으로 경사지게 유출된다.

그리고, 회전축(31)은 상부의 지지대(40)에 고정된 분쇄용 로터 구동용 모터(M2)의 구동축에 직접 연결되어 있다.

용기(10)는 벽체와 바닥을 포함한 전체면의 내부에 공간부(11)가 형성된 중공체로 이루어져 있다. 또한, 이 공간부(11) 내에는 히터(미도시)가 설치되어 있 다. 따라서, 이 공간부(11) 내에 물이 채워지고 히터의 가열에 의해 공간부(11) 내의 물이 적절한 온도로 데워지면, 용기(10) 내의 액상 초콜릿이 굳지 않고 계속 액상으로 유지된다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 콘칭 장치에 의하면, 간단한 구성의 맷돌형 그라인더를 이용하여 액상 초콜릿을 완전한 액상으로 분쇄할 수 있다는 이점이 있다.

Claims (8)

1. 지지 프레임 상에 지지된 상부 개방 용기의 바닥면에 장착되는 적어도 하나의 교반용 로터와, 상기 상부 개방 용기의 상부에 상기 교반용 로터와 간섭하지 않게 장착되는 적어도 하나의 분쇄용 로터를 포함하는 콘칭 장치로서,

   상기 분쇄용 로터는,

   상기 용기의 상단을 가로질러 설치된 지지대에 수직 관통하여 설치되되 그 상단이 상기 지지대에 회전가능하게 지지되고 그 하단이 상기 용기의 바닥에 인접하게 연장된 회전축과,

   상기 회전축의 외주면의 하부 부근에 형성된 상방향 이송 스크루

   를 포함하고,

   상기 회전축의 이송 스크루의 외주에는 하부의 측면 일부가 뚫린 중공관이 설치되고,

   상기 중공관의 상단과 상기 회전축의 외주면 사이에는 맷돌형 그라인더가 설치된 것을 특징으로 하는 콘칭 장치.
2. 제1 항에 있어서,

   상기 맷돌형 그라인더는,

   상기 중공관의 상단에 고정적으로 설치된 하부 고정 그라인더와,

   상기 하부 고정 그라인더의 상면에 밀접하게 위치되도록 상기 회전축의 외주 면에 고정적으로 설치된 상부 회전 그라인더를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘칭 장치.
3. 제2 항에 있어서,

   상기 하부 고정 그라인더는 중앙에 관통공이 형성된 원반형으로서 그 상면에 반경방향으로 복수의 홈이 형성되고,

   상기 상부 회전 그라인더는 중앙에 관통공이 형성된 원반형으로서 그 하면에 반경방향으로 복수의 칼날이 형성된 것을 특징으로 하는 콘칭 장치.
4. 제3 항에 있어서,

   상기 중공관의 상단에는 외측으로 플랜지가 형성되고,

   상기 플랜지의 상면에는 상기 하부 고정 그라인더의 하면이 볼트로 고정되고,

   상기 상부 회전 그라인더가 장착되는 위치의 상기 회전축의 외주면과 상기 상부 회전 그라인더의 중앙 관통공의 내주면에는 각각 나사부가 형성되어 서로 나사결합되는 것을 특징으로 하는 콘칭 장치.
5. 제3 항에 있어서,

   상기 상부 회전 그라인더는 그 가장자리부가 하부로 경사지게 연장 형성된 것을 특징으로 하는 콘칭 장치.
6. 제3 항에 있어서,

   상기 회전축(31)의 외주면에서 상기 이송 스크루와 상기 나사부 사이에는 복수의 칼날이 형성된 것을 특징으로 하는 콘칭 장치.
7. 제3 항에 있어서,

   상기 칼날은 나선형 칼날인 것을 특징으로 하는 콘칭 장치.
8. 제6 항에 있어서,

   상기 칼날은 일자형 칼날인 것을 특징으로 하는 콘칭 장치.

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