KR101401904B1

KR101401904B1 - 냉동시설에 장치 된 마그네트론에서 발생되는 마이크로파를 이용한 전복과해삼의 저온 가습 건조법

Info

Publication number: KR101401904B1
Application number: KR1020120135122A
Authority: KR
Inventors: 김지현; 김영일; 서지운; 김민수
Original assignee: 김지현
Priority date: 2012-11-27
Filing date: 2012-11-27
Publication date: 2014-05-30

Abstract

본 발명은 다른 장치에 의해 내부에서 열기가 발생되는 상태에서도 5℃ ~ 15℃의 저온 상태를 유지할 수 있는 능력을 갖춘 냉동시설에 마이크로파를 발생시키는 마그네트론을 장치한 후,
마그네트론에서 발생되는 마이크로파를 이용한 유전가열 방식으로 전복과해삼을 가열하여 수분을 균일하게 증발시키는 건조의 공정과 건조된 전복과해삼에 30℃ ~ 33℃의 온수와 11℃ ~ 12℃의 상온수, 3℃ ~ 4℃의 냉수를 일정시간 동안 연이어 분사하는 불림공정의 반복을 통해 전복과해삼을 건조할 수 있도록 함으로서,
건조에 따른 부피수축 등의 원형의 손상을 최소화 하면서 자연건조 또는 열풍건조 등에 비해 건조시간을 대폭 단축시킴은 물론, 균일한 건조도를 유지하며 건조 후 식용을 위해 삶거나 불릴 경우 초기 생물상태 수준의 부피회복과 쫄깃한 상태의 우수한 식감을 낼 수 있는 고품질의 건조제품을 생산할 수 있는 효과를 구현하는 전복과해삼의 저온 가습 건조법.

Description

냉동시설에 장치 된 마그네트론에서 발생되는 마이크로파를 이용한 전복과해삼의 저온 가습 건조법{Low temperature drying method of abalone and sea slug using micro wave generated from magnetron which is installed in refrigeration facilities}

본 발명은 냉동시설에 장치 된 마그네트론에서 발생되는 마이크로파를 이용한 전복과 해삼의 저온 가습 건조법에 관한 것으로,

보다 상세하게는 다른 장치에 의해 내부에서 열기가 발생되는 상태에서도 6℃ ~ 15℃를 유지할 수 있는 능력을 갖춘 냉동시설에 마그네트론을 장치한 후, 마그네트론에서 발생되는 마이크로파를 이용한 유전가열 방식으로 전복과해삼을 가열하여 수분을 증발시켜 건조할 수 있도록 함으로서,

건조에 따른 원형의 변형(건조로 인한 부피의 급격한 축소/ 표피의 탄화/ 해삼돌기의 변형 등)을 최소화 하면서 자연건조 또는 열풍건조 등에 비해 건조시간을 대폭 단축시킴은 물론 균일한 건조도를 유지할 수 있는 고품질의 건조제품을 생산할 수 있는 효과를 구현하는,

냉동시설에 장치 된 마그네트론에서 발생되는 마이크로파를 이용한 전복과해삼의 저온 가습 건조법에 관한 것이다

통상적으로 바다에 서식하는 식용의 연체류 또는 패각류 건조의 경우 어패류를 손질한 후 조기나 황태등과 같이 자연적인 상태에서 대기 중의 바람과 온도에 의해 장기간에 걸쳐 건조를 하는 방식 또는 해삼이나 전복, 문어 등과 같이 증기를 이용하여 찌는 증숙과정을 거치거나 물에 삶는 자숙 과정을 거쳐 햇빛이나 열풍 가열을 통해 건조시키는 방법 등이 있다.

위와 같은 어패류의 건조를 위한 종래의 기술들을 확인해 보면 아래와 같다.

선행기술	기술의 주요내용, 구성형태	비고
공개10-1998 0033575	어패류를 15℃정도의 건냉한 공기로 1차 건조 후 70℃ 정도의 고온으로 2차 건조	포기(등록료미납
등록 10-0327303	건조장치내에 건냉한 공기와 가열된 공기를 순환 병용하여 공급하면서 농수산물 건조	소멸(등록료미납)
등록 10-0576110	육류를 원적외선을 조사하여 60~70℃의 온도에서 1차적으로 자숙건조한 후 근적외선을 이용하여 80~90℃에서 2차 자숙건조	등록
공개10-2011 0089483	농축산물이나 폐기물이 투입된 용기를 전열가열하면서 건조하고 건조 시 발생되는 공기를 강제순환방식으로 배출하여 응축 후 재활용
등록 20-0455426	회전식 드럼내에 넣고 열풍을 주입하면서 드럼을 회전시켜 건조
등록 10-0660032	수산물을 반투막의 셀로판 필름으로 포장 후 황토 등이 포함돤 재료로 덮어서 반건 상태로 건조
등록 10-0604472	수산물을 반투막의 셀로판 필름으로 포장 후 화산재 등이 포함돤 재료로 덮어서 반건 상태로 건조
공고10- 19940007886	명태를 영하15℃~영하35℃에서 급속 동결 후 5mmHg이하의 진공상태에서 3~9시간 동결건조	등록결정
등록 10-0710889	건해삼을 가열하여 부드럽게 한 후 슬라이스 형태로 절단 후 70℃에서 재건조
공개 10- 2011-0108027	냉동수산물을 열상판위에 거치 후 진공상태에서 열상판을 가열하여 건조
공개10-2009 10044373	건조로내의 공기를 강제로 순환시키면서 열풍건조를 함으로서 건조효율 향상
등록 10-0815526	원적외선 히터를 이용하여 가열건조
공개 20-0286252	건조로내의 건조온도와 습도를 셋팅 된 상태를 유지할 수 있도록 함으로서 건조효율 향상
공개10-2009 0097375	스크류 방식의 원형통에 건조물을 넣고 스크류를 이동시키면서 열풍건조	포기(등록료 미납)
등록 10-1044236	열풍 건조시 건조로내의 거치대를 지그재그 방식으로 거치하여 건조효율 향상
공개10-2010 0051241	열풍건조에 있어 하나의 열풍장치로 병렬연결 된 2개의 건조 장치를 가동시킴으로서 열효율 향상	등록거절
등록 10-1129359	팰릿이나 바이오매스 등을 연소하여 획득된 가열공기를 순환시켜 건조
등록 10-0633438	증숙과정이 포함된 수산물의 건조에서 증숙용 해수를 전기분해하여 해수전해수화 하여 사용함으로서 증숙시의 위생도 향상
등록 10-1070768	열풍건조에 있어 건조로 내의 온도를 유지하면서 건조에 따라 발생되는 상대습도를 제어하여 건조효율 향상
등록 10-0668608	냉풍 건조 장치와 온풍 건조 장치를 결합하여 필요에 따라 순환환 사용함으로서 건조효율 향상
등록 10-0882298	건조로 내를 감압시켜 저온에서도 건조가 가능하도록 장치구축
등록 10-1037296	히트펌프를 이용하여 고온 건조와 저온 건조를 교대로 실시
등록 10-0932198	냉장장치와 건초장비를 병렬로 결합시킨 냉동 냉장 겸용의 건조장치
등록 10-1108593	열풍 건조 장치에 있어 복사열 방사판을 설치하여 건조효율 향상
공개10-2012 0019954	진공상태를 활용한 건조
등록 10-1110670	증숙한 전복을 양념육에 침지 후 2차에 걸쳐 냉장숙성하고 건조시킨 양념된 반건조 전복의 제조방법
등록 10-0991931	공기가열 건조방식에서 건조장치내의 공기의 순환 흐름을 개선하여 건조효율 향상
등록 10-0696891	증숙된 전복을 3회에 걸쳐 열풍 건조하되 각 열풍 건조의 중간 단계어서 전복을 압착하여 타우린 생성 증가
공고10-2011-0067342	분쇄된 전복을 양념류와 혼합 숙성 후 성형하여 건조시킨 전복포의 제조법
등록 10-1029596	농수산물 건조 장치의 응축기 폐열을 재활용하여 건조시의 에너지 사용효율 향상
등록 10-0386295	송풍가열 방식에서 제습장치의 효율성 제고를 통한 건조법
공개 10- 2011-0036564	건조 장치에서 건조물을 2방향에서 입출이 가능한 구조를 갖춘 농수산룰 건조장치
공개10-2010 0091831	오징어를 급속 냉동 후 진공상태에서 동결 건조함으로서 오징어의 함수율을 6%수준으로 낮춘 완전건조 오징어
등록 10-1002256	전복을 칠황버섯 수용액에 침지→원적외선 숙성→칠황버섯 수용액 분사→열풍건조의 단계를 거친 건전복 제조법
등록 10-0426738	다단식의 건조실을 갖춘 열풍건조장치
등록 10- 0504176	고압냉동 제습실과 감압 건조실이 구비 된 농수산물 건조장치
공개10-2011- 0033505	원적외선 세라믹히터에서 발열된 열로 농수산물을 건조하는 장치
등록 10-1121266	2개의 건조실을 갖추고 히트펌프와 가열장치를 활용한 농수산물 건조장치	농진청
등록 10-0963506	마이크로파 가열장치를 다수 개 병렬로 연결하여 피 건조물이 각 건조실을 이송하면서 가열건조
등록 20-0254212	축열조의 열매체유를 순환하여 가열된 공기를 이용한 농수산물 건조장치
등록 10-0320363	고온의 건조시설과 발효시설을 분리하여 건조 후 발효처리	소멸(등록료 불납)
등록 10-0315878	진공화된 냉동실내에 질소가스를 주입하여 부패를 방지하면서 냉동손조
등록 10-0395350	크릴새우를 이송용 스크류를 이용하여 분말화하면서 열풍건조
공개 20- 2004-0068528	저온/고온/저온/고온/초저온/고온 등의 온도변화 상태를 7단계를 거치며 건조	거절
등록 10-0663388	다단식의 건조대와 송풍팬을 결합하여 건조	소멸(등록료불납)
등록 10-0578030	열풍잔치와 원적외선 방열판을 결합한 다단식의 건조장치
등록 10-0556136	복어를 0~5℃에서 숙성 후 18℃~22℃건조증숙18℃~22℃건조
등록 10-0729908	진공건조기 내부에 원적외선 램프를 설치하고 원적외선의 방사열에 의해 건조
등록 10-0724686	고온 건조 장치에서 발생되는 고온 다습한 공기의 습기를 제거 후 다시 건조 장치로 리턴 시켜 건조효율 향상
등록 10-0185727	히트펌프를 이용하여 건조장치의 고온 측과 저온 측의 에너지 순환을 향상시켜 에너지 이용효율 증대
공개10-2008 0089531	열풍건조 장치에 있어 건조실내의 공기를 순환시킴은 물론 건조 후 다습한 공기를 건조실 외부로 방출	거절
공개10-2008 0102071	열풍건조 장치와 저온 보관 장치를 결합시켜 열풍건조 후 저온보관	거절
등록 10-0814775	열풍건조 후 발생된 고온의 공기를 제습 후 열풍건조기로 리턴 시켜 건조효율 향상
등록 10-0746727	수납식의 건조 장치에 열풍을 공급하여 건조
등록 10-0814894	영하10℃~55℃의 온도 조절이 가능한 냉동기 및 전열가열 장치로 구성된 건조 장치를 이용하여 각 대상물의 특성에 맞게 건조
공개10-2012 0023936	건조실 내의 발열 팬의 열을 이용한 건조
등록 10-1150837	냉장장치에 온풍을 공급할 수 있는 장치를 부착하여 냉장기와 건조기로 겸용사용
공개10-2012 0057940	건조 장치에 있어 히트펌프에서 발생되는 열을 회수하여 건조열원으로 사용
공개10-2011 0083056	다수의 적층된 다공성의 건조대로 다수의 송풍 팬을 이용하여 열풍을 균일하게 분사하여 건조효율 향상
등록 10-1121918	다층식의 선반형 거치대를 사용하여 건조물을 적치하고 자연 상태의 태양열로 건조
등록 20-0164727	고주파 발생장치에서 발생되는 열을 송풍장치를 이용하여 건조로 내부로 보내어 건조	소멸(등록료미납)
등록 10-1124406	동굴의 공기를 건조실 내로 유입하여 건조용 공기로 사용
등록 10-1105665	건조실로 유입되는 건조용 공기를 기류를 형성시켜 공급할 수 있도록 함으로서 건조효율 향상
공개10-2010-0007019	전복을 한약재용액에 침지 후 건조재 침지재건조의 과정을 거쳐 건조	소멸(등록료미납)
등록 10-1044995	적층식의 채반 구조로 형성된 건조실 내에 램프를 설치하여 램프에서 발생 된 열로 건조
등록 10-1036545	진공상태를 유지하며 45~-40℃→-25~-20℃ 0℃→20~25℃의 4단계를 거치며 멍게를 건조
공개20-2011-0003437	다층식의 채반구조를 갖춘 건조실에 원적외선 방사판에 의한 열에 의해 건조	거절
등록 20-0407737	장치의 중앙에 위치한 열 발생장치에서 발생된 열을 순환시켜 건조
등록 20-0370751	건조장치내부에 온수순환 방열판을 설치하여 방열판내에서 발생되는 열에 의해 건조
등록 10-0279596	송풍기에서 건조 판으로 공기가 직접 분사되는 형태의 구조장치가 다수 개 결합 된 형태의 건조장치
공개10-2009-0102124	드럼 형태의 회전반에 세척수 또는 열풍을 공급하여 세척기 또는 열풍 건조기 겸용

상기 비교표에서 보듯이 종래 기술들의 경우 건조방식의 주류를 이루는 열풍건조 장비 자체의 성능 개선 또는 사용의 편리성 등에 주안점을 두었는바, 상기한 기술들을 개략적으로 정리해 보면 아래와 같다

해산물의 건조법

방법	내용
자연건조	생물상태로 바람이나 햇빛에 자연건조
염장 자연건조	염지 후 바람이나 햇빛에 자연건조
자숙 자연건조	삶아낸 후 바람이나 햇빛에 자연건조
자숙 열풍건조	삶아낸 후 열풍기 등을 이용하여 건조
자숙염장 자연건조	삶아낸 후 염지하여 바람이나 햇빛에 자연건조
자숙염장 열풍건조	삶아낸 후 염지하여 열풍기 등을 이용하여 건조
증숙 자연건조	증기로 찐 후 바람이나 햇빛에 자연건조
증숙 열풍건조	증기로 찐 후 열풍기 등을 이용하여 건조
증숙염장 자연건조	삶아낸 후 염지하여 바람이나 햇빛에 자연건조
증숙염장 열풍건조	삶아낸 후 염지하여 열풍기 등을 이용하여 건조

위에서 살펴 본 바와 같이,

본 발명인과 같이 6℃ ~ 15℃를 유지할 수 있는 냉동시설에 마그네트론을 장치한 후, 마그네트론에서 발생되는 마이크로파를 이용한 유전가열 방식으로 전복과해삼을 가열하여 수분을 균일하게 증발시켜 건조할 수 있도록 함으로서,

건조에 따른 원형의 손상을 최소화 하면서 자연건조 또는 열풍건조 등에 비해 건조시간을 대폭 단축시킴은 물론 균일한 건조도를 유지할 수 있는 고품질의 건조제품을 생산할 수 있는 기술은 제시되지 못하고 있다.

상기에 제시된 각각의 선행 기술들의 경우 기술의 효용성이나 우수성, 실효성 등은 본 발명인으로서는 정확한 검증이나 분석을 할 수 있는 위치에 있지 않는 관계로 본 발명과 연관된 종래 기술들의 절대성 또는 본 발명과의 상대적인 비교 평가는 논외로 한다.

본 발명은 냉동시설에 장치 된 마그네트론에서 발생되는 마이크로파를 이용한 전복과 해삼의 저온 가습 건조법을 이용하여

건조에 따른 원형의 변형을 최소화 하면서 자연건조 또는 열풍건조 등에 비해 건조시간을 대폭 단축시킴은 물론 균일한 건조도를 유지할 수 있는 고품질의 건조제품을 생산할 수 있는 효과를 구현하는 기술을 제공함을 그 목적으로 한다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

마이크로파를 발생시키는 마그네트론이 장착 되고 마그네트론의 가동에 의해 내부에서 열기가 발생되는 상태에서도 6℃ ~ 15℃를 유지할 수 있는 능력을 갖춘 냉동시설,

30℃ ~ 33℃의 온수와 11℃ ~ 12℃의 상온수, 3℃ ~ 4℃의 냉수를 냉동시설내부에 공급할 수 있는 급수장치,

2 bar ~ 2.5 bar의 토출압력으로 25% 미만의 습도를 유지하는 8℃ ~ 10℃ 미만의 공기를 냉동시설내부로 공급할 수 있는 공조장치,

가열시 발생되는 습기를 냉동시설 외부로 배출할 수 있는 배기장치,

중량측정 제어방식을 이용하여 가열과정을 거쳐 증발되는 수분의 증발 정도를 측정함으로서 목적하고자 하는 건조도를 정확하게 유지할 수 있는 계측장치,

전체적인 장비의 작동을 제어하는 제어부를 주요 구성요소로 결합한 건조 장치를 이용하여,

건조에 따른 원형의 변형완성품 원형의 변형(건조로 인한 부피의 급격한 축소/표피의 탄화/해삼돌기의 변형 등)을 최소화 하면서 자연건조 또는 열풍건조 등에 비해 건조시간을 대폭 단축시킴은 물론 균일한 건조도를 유지할 수 있는 고품질의 전복과해삼 건조제품을 생산할 수 있는 효과를 구현하는 기술을 제공할 수 있도록 하였다.

전복과해삼의 제품별 가격표 (Kg 당 단가 / 단위 : 원)

구분	전복		해삼
구분	국내시장	중국시장	국내시장	중국시장
활어	40,000 ~ 100,000	유통량 거의 없음	10,000 ~ 15,000	유통량 거의 없음
선어	자료 없음	자료 없음	자료 없음	자료 없음
건조제품 국산	유통량 거의 없음	유통량 거의 없음	유통량 거의 없음	유통량 거의 없음
건조제품 일제	유통량 거의 없음	최고 300~600만원	유통량 거의 없음	최고 500~ 1,000만원
건조제품 중국제	중국집에서 사용하는 열대산의 저가품 일부유통	일제 고급품의 30%미만	중국집에서 사용하는 열대산의 저가품 일부유통	일제 고급품의 30%미만
비고	유통 가격은 상등품 기준

생산량 규모 (농수산 식품부 자료기준 / 생물 기준)

구분	한국		일본		중국
구분	생산량	비율	생산량	비율	생산량	비율
전복	약 6,000 톤(2011년)	2미만	자료 없음	3미만	자료없음	95이상
해삼	약 2,300 톤(2011년)	1미만	자료 없음	1미만	20만~120만톤 추정	98이상
비고1	한/중/일 3국의 생산량 합계를 100%로 한 상태에서의 생산 비율
비고2	해삼의 경우 대량 양식 기슬은 중국만 보유
비고3	중국에서 보는 해삼제품의 등급 = 일본》한국〉중국 》열대지역 산물

한/중/일 3국의 양식기술 수준

구분	한국	일본	중국
전복	확보	확보	세계 최고수준 확보
해삼	미확보	기초적 수준 확보	세계 최고수준 확보

한/중/일 3국의 건조기술 수준

구분	한국	일본	중국
전복	초보적 수준 (반제품 가공수준)	고급품 가공기술 확보	세계 최고수준 확보
해삼	초보적 수준	중급 수준 확보	세계 최고수준 확보
비고	시장규모가 특히 큰 해삼의 경우 원형의 손상을 최소화 하면서 건조 된 제품을 불린 후의 식감의 질(쫄깃한 느낌)과 대량 건조기술은 중국이 한국과 일본을 압도하는 독보적인 기술력을 보유

중국의 건조기술

항목	내용
건조방법	자숙, 또는 증숙의 과정을 거친 후 자연 상태 또는 열풍건조의 방법을 통해 건조와 불림의 과정을 반복하면서 건조
기술적 특징	전통적인 기법을 통해 건조하면서 각 건조처마다 각자의 고유한 기술이 엄중한 보호 하에 폐쇄적으로 발전 되 옴
품질의 균일도	기술자의 감각과 경험에 의존하는 전통적인 기법이 주류를 이루는 관계로 건조시점의 상황과 무관한 균일한 품질 수준의 제품생산에는 한계점 노출
건조 기술의 핵심	건조 시 원형의 축소정도 최대한 방지 불림 시 물러지는 현상 방지 염지를 하지 않은 상태에서의 건조

정부의 대응노력

항목	내용
수출 전략품 육성	건해삼의 경우 2011년 약 700만불 수준의 수출규모를 2020년에 30억불 이상 수출 목표
양식기술 육성	전복과 달리 양식기술 자체가 없는 해삼의 경우 세계최고수준의 양식기술을 가진 중국의 전문기술자를 근래에 정부차원에서 영입하여 관련기술의 개발에 박차
건조기술 육성	수산관련 연구원을 중심으로 관련기술의 개발을 추진 중이나 중/저가품의 건조기술인 열풍건조의 수준에 머무는 미진한 상태
전복수출	양식기술이 확보된 전복의 경우 완제품 수준의 건조기술이 없는 관계로 국산품을 반 건조 또는 생물상태로 일본으로 수출 후 일본에서 마무리 건조가공을 하여 고급품의 경우 최대 10배 이상의 막대한 차익을 남기고 중국으로 재수출

통계의 분석

전세계의 생산 및 소비 모두 95% 이상을 차지하는 세계 최대의 생산국이자 소비국인 중국의 경우 소득수준의 향상으로 그 수요가 매년 폭발적으로 늘어나는 추세에서 연안 해양의 오염이 심화되면서 대량생산의 기본이 되는 청정한 양식장 확보의 어려움으로 해외, 특히 청정해양으로 공인받은 우리나라 남해안에 각 지자체 또는 관련 기업과의 제휴 방식 등을 통한 대규모의 양식장 확보에 지대한 노력을 기울이고 있으나,

부가가치를 획기적으로 향상시키는 고도의 건조기술에 대한 제공은 중국 각 기업의 철저한 보호 속에 방지되고 있는 관계로 국내생산 후 중국에서 건조하는 방식으로 진행되고 있으며,

양식기술의 확보를 통해 그 생산량이 매년 대폭 증가하는 전복의 경우 고가품인 최고급 수준의 건조기술을 확보하지 못한 관계로 생물이나 냉동 또는 선어상태나 반건조 상태로 일본에 수출하여 일본에서의 재가공(건조)을 통해 엄청난 부가가치가 더해져 중국으로 수출되는바,

중국인의 기호에 맞출 수 있는 건조와 관련된 최고급의 대량 생산기술을 확보하지 못하는 한 중국의 바잉파워 또는 일본의 고도화된 기술력과의 경쟁불가로 인한 힘의 논리에 의해 생물 또는 반건조 상태의 중급품 이하의 단순하청 생산기지로 전락할 우려가 농후하다.

따라서 양식기술 보다 월등히 중요한 고도의 건조기술 개발을 통해 세계적인 수준의 국산 원재료(활어상태의 해삼과 전복)를 이용하여 수요자의 기호에 맞는 최고수준의 완제품을 생산할 수 있는 기술력을 갖춤으로서, 고부가가치 수산업의 발전과 어민소득 향상과 고용 증대는 물론 외화획득의 증대에도 막대한 기여를 할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 1 예의 형태를 나타낸 것으로, 장비의 주요구성부가 냉동시설(101)에 결합된 형태를 개략적으로 표시한 입체도
도2는 본 발명에 따른 1 예의 형태를 나타낸 것으로, 온수공급장치(103)와 상온수공급장치(104), 냉수공급장치(105)가 결합된 급수장치(100)의 형태를 개략적으로 표시한 사시도
도3은 본 발명에 따른 1 예의 형태를 나타낸 것으로, 공기압축장치(127)와 공기냉각장치(128), 제습장치(129)가 결합된 공조장치(106)의 형태를 개략적으로 표시한 사시도
도4는 본 발명에 따른 1 예의 형태를 나타낸 것으로, 건조 시 전복과해삼(120)의 외형이 내장이 제거되어 속이 빈 부분으로 말리면서 수축되는 것을 억제하기 위하여 건조물의 내장을 제거한 부분에 삽입하는 내장보형물(111)을 개략적으로 표시한 사시도
도5는 본 발명에 따른 1 예의 형태를 나타낸 것으로, 전복과해삼(120)을 건조대(121) 위에 안치한 형태를 개략적으로 표시한 사시도

본 발명의 실시 예를 첨부된 도에 의거 설명하면 아래와 같다.

마이크로파를 이용한 유전가열 방식으로 수분을 증발 시키는 효과와 원리는 공지된 사실인 관계로 본 발명과 관련된 마이크로파의 적용 원리에 대한 설명은 논외로 한다.

본 발명은 마이크로파를 발생시키는 마그네트론(102)이 장착 되고 마그네트론(102)의 가동 정도에 관계없이 6℃ ~ 15℃를 유지할 수 있도록 제어할 수 있는 냉동시설(101)에,

3℃ ~ 4℃의 냉수를 냉동시설내부(110)에 공급할 수 있는 냉수공급 장치(105)와 11℃ ~ 12℃의 상온수를 냉동시설내부(110)에 공급할 수 있는 상온수공급 장치(104), 30℃ ~ 33℃의 온수를 냉동시설내부(110)에 공급할 수 있는 온수공급 장치(103)의 3단계로 구성된 급수장치(100),

2 bar ~ 2.5 bar의 토출압력으로 25% 미만의 습도를 유지하는 8℃ ~ 10℃의 공기를 냉동시설(101) 내부로 공급할 수 있는 공조장치(106),

가열시 발생되는 습기를 냉동시설(101) 외부로 배출할 수 있는 배기장치(107),

중량측정 제어방식을 이용하여 가열과정을 거쳐 증발되는 수분의 증발정도를 측정함으로서 목적하고자 하는 건조도를 정확하게 제어할 수 있는 계측장치(108),

전체적인 장비의 작동을 제어하는 제어부(109)를 주요 구성요소로 결합한 건조 장치를 이용하여,

습도의 증발율에 비례한 마그네트론(102)의 출력제어, 냉동시설내부(110)의 온도 및 습도제어, 건조 중인 전복과해삼(120)의 불림작업을 위한 급수장치(100)의 가동제어, 냉동시설내부(110)로의 공기의 강제 주입제어 등을 통해 마이크로파를 이용한 가열에 따른 전복과해삼(120) 외형의 급격한 변화(건조로 인한 부피의 급격한 축소/표피의 탄화/해삼돌기의 변형 등)를 방지하면서 식감( 건조 후 불려서 식용할 때 쫄깃하게 씹히는 정도)의 기호도에 따른 다양한 규격의 제품을 균일한 품질로 대량생산할 수 있도록 하였다.

이하 첨부된 도를 참조하여 본 발명에 따른 전복과해삼(120)의 건조를 위한 바람직한 실시 예를 설명한다.

도시한 바와 같이 본 발명에 따른 전복과해삼(120)의 건조장치는 마이크로파를 발생시키는 마그네트론(102)이 장착 되고 마그네트론(102)의 가동 정도에 관계없이 6℃ ~ 15℃의 내부온도를 유지할 수 있도록 제어할 수 있는 냉동시설(101)에,

30℃ ~ 33℃의 온수를 냉동시설내부(110)에 공급할 수 있는 온수공급 장치(103)와, 11℃ ~ 12℃의 상온수를 냉동시설내부(110)에 공급할 수 있는 상온수공급 장치(104), 3℃ ~ 4℃의 냉수를 냉동시설내부(110)에 공급할 수 있는 냉수공급 장치(105)의 3단계로 구성된 급수장치(100),

2 bar ~ 2.5 bar의 토출압력으로 25% 미만의 습도를 유지하는 8℃ ~ 10℃의 공기를 냉동시설내부(110)로 공급할 수 있는 공조장치(106),

마그네트론(102)의 가동을 통해 전복과해삼(120)을 가열하면서 발생되는 가온된 습기를 냉동시설(101) 외부로 배출할 수 있는 배기장치(107),

중량측정 제어방식을 이용하여 가열과정을 거쳐 증발되는 수분의 증발 정도를 측정함으로서 목적하고자 하는 건조도를 정확하게 제어할 수 있는 계측장치(108),

전체적인 시설의 작동을 제어하는 제어부(109)를 주요 구성요소로 결합한 형태로 구성된다.

즉, 건조 시 내장이 제거된 빈 공간 방향으로 전복과해삼(120)이 말리면서 부피가 수축되는 것을 억제하기 위하여 내장이 제거된 부분에 내장보형물(111)이 삽입되고 건조대(121)에 안치되어 냉동시설내부(110)에 거치한 후,

건조정도에 비례한 마그네트론(102) 출력의 단계적 감소를 동반한 마네트론(102)의 가동과 정지,

건조 시 전복과해삼(120)의 표피손상 및 과도한 수축억제와 건조 후 식용을 위한 불림 시 쫄깃한 식감의 유지를 위해 건조중인 전복과해삼(120)에 온수, 상온수, 냉수의 순차적인 직접 분사,

냉동시설내부(110)의 습도를 제어하기위한 배기장치(107) 및 공조장치(106)가동 등의 제반 건조과정이 사전에 입력된 제어부(109)의 명령프로그램에 따라 정해진 순서에 의해 시행됨으로서 원형의 손상(건조로 인한 부피의 급격한 축소/표피의 탄화/해삼돌기의 변형 등))을 최소화 하면서 전복과해삼(120)의 건조 작업이 이루어진다.

도1 ~ 도5를 참조하여 본 발명에 따른 전복과해삼(120)의 건조작업과정을 보다 상세하게 살펴보면 다음과 같다.

냉동시설내부(110)를 포함하여 냉동시설(101)에 장치 된 마그네트론(102)에서 발생되는 마이크로파의 영향이 직접적으로 닿는 부분은 초음파로 부터의 영향을 방지하기 위하여 테프론 등의 비금속성 물질이 코팅된 재질 또는 비금속성의 물질 등 마이크로파 비 반응 물질로 구성된다.

마이크로파를 발생시키는 마그네트론(102)의 경우 본 발명에서 필요로 하는 출력을 낼 수 있는 크기의 마그네트론(102) 1~2개를 장착한 형태로도 구성할 수도 있으나 본 발명에서는 건조하고자 하는 전복과해삼(120)의 수분증발량이 목표치의 매 10%씩 도달할 때 마다 마그네트론(102)의 출력 또한 매 10%씩 감소시키는 마이크로파 출력감소 방식의 제어시스템이 본 발명의 핵심요소 중 하나인 관계로,

저 출력의 마그네트론(102)을 다수 개 부착하여 필요시점마다 마그네트론(102)의 출력을 용이하게 감소시킬 수 있는 형태로 구성하였는바,

본 발명의 실험 장치의 1예에서는 그 사용 빈도가 널리 대중화된 750W급을 사용 하였으며,

본 발명에서 요구하는 건조능력을 발휘하는데 필요한 마이크로파의 출력을 얻을 수 있고 마그네트론(102) 출력의 단계적 감소를 용이하게 구현할 수 있는 한, 각개의 마그네트론(102)의 용량의 크기정도는 본 발명의 핵심 요소는 아니다.

마그네트론(102)의 부착은 도1에 적시한 바와 같이 본 발명에서 필요로 하는 정도의 출력을 낼 수 있는 정도의 숫자를 냉동시설(101)의 일단에 부착하였는바, 설치의 편리성을 위하여 전복과해삼(120)의 건조대(121) 입출을 위한 출입문(122)의 양 측면에 병렬식으로 부착하는 방식을 적용하였다.

마그네트론(102)의 부착 방식은 마그네트론(102)을 이용한 가열장치에서 공통적으로 적용하는 방식으로 가장 널리 표준화된 전자레인지에서의 마그네트론(102) 부착방식(마이크로파 발생장치와 냉각장치의 역할을 하는 구성요소인 Isolator,콘트롤러 등이 결합 된 마그네트론을 부착)을 적용하였으며,

마그네트론(102)에서 발생된 마이크로파가 건조대(121)에 거치된 전복과해삼(120)에 용이하게 전달될 수 있는 한 마그네트론(102)의 부착 위치나 부착형태는 본 발명의 핵심 요소는 아니다.

본 발명에 따른 냉동시설(101)의 형태는 냉동시설내부(110)에 전복과해삼(120)이 거치 된 건조대(121)가 용이하게 놓여 질 수 있는 내부공간과 건조대(121)의 출입이 용이하도록 1개의 출입문(122)을 갖춘 긴 직사각형 형태로 구성되었는바, 건조대(121)의 안치 및 출입이 용이한 상태에서 외관의 전체적인 형태는 본 발명의 핵심 요소는 아니다.

공조장치(106)에서 냉동시설(101)로 공급되는 공기는 냉동시설내부(110)의 온도를 낮춰주는 보조 역할은 물론, 배기장치(107)와 연동하여 냉동시설내부(110)의 습도를 제어하는 역할을 주로 담당하는바,

공조장치(106)의 경우 본 발명의 장치가 필요로 하는 최저습도로, 최초 가동 시 건조시설 내부의 습도인 30%의 습도 유지를 용이하게 하기 위하여 25% 미만의 습도를 유지하는 8℃ ~ 10℃의 공기를 2 bar ~ 2.5 bar의 공급압력으로 냉동시설내부(110)로 원활하게 공급할 수 있도록 하기위하여,

공기를 압축하는 공기압축장치(127)와 공기를 냉각하는 공기냉각장치(128), 공기의 습도를 제어하는 제습장치(129)로 구성되어 공기파이프(125)를 통해 냉동시설(101)과 연결되고,

제어부(109)의 제어에 따라 공기파이프(125)의 일단에 설치된 전자식솔레노이드밸브(126)의 개폐를 통해 냉동시설(101)로 공기를 공급할 수 있도록 하였다.

찬 공기가 하부에서 상부로 상승할 때는 주위의 더운 열기를 흡수하여 섞이면서 상승하는 물리학의 기본적 원칙에 따라 공기순환 효율성의 극대화를 위하여 공조장치(106)로부터 냉동시설내부(110)로 유입되는 공기의 분사는 건조대(121)의 인입에 지장이 없는 상태에서 냉동시설내부(110)의 하부에 설치된 공기분사구(124)를 통해 분사되도록 하였다.

공조장치(106)의 형태는 본 발명의 핵심 요소는 아니며 제어부(109)의 제어에 따라 본 발명에서 필요로 하는 25%미만의 습도를 유지하며 8℃ ~ 10℃의 공기를 2 bar ~ 2.5 bar의 토출압력으로 냉동시설내부(110)로 지속적으로 공급할 수 있는 한 상기의 방식과 다른 여하한 방식도 무방하다.

배기장치(107)는 가온된, 수증기가 포함된 열기를 냉동시설(101) 외부로 원활하게 배출하여 신속한 냉각이 용이하도록 통로의 역할을 하는 연도(132)에 회전수의 제어가 가능한 가변모터(133)에 연결된 배기팬(131)이 설치된 형태로 구성한 후 냉동시설(101)의 상부 중앙에 설치하여 가온된 수증기가 포함된 열기를 냉동시설(101)외부로 원활하게 배출할 수 있도록 하였다.

전복과해삼(120)의 원형을 최대한 유지하면서 건조함에 있어 냉동장치내부(110)의 습도를 건조정도에 따라 각 단계별로 30% ~ 50% 수준까지 조절해야하는 관계로,

건조정도에 비례하여 냉동장치내부(110)의 습도가 달리 유지되도록 사전에 설정된 제어방식에 따라 공조장치(106)에서 공급되는 공기의 공급 압력(2bar~2.5bar)과 온도(8℃ ~ 10℃) 및 습도(25% 미만)를 일정하게 유지한 상태에서 냉동시설내부(110)에 설치된 습도측정 장치(130)에서 측정된 습도 데이터에 따라 가변모터(133)의 회전수를 제어하여 배기팬(131)의 배기능력을 조절하는 방식을 통해 증기의 배출속도를 제어할 수 있도록 하여 습도를 제어하는 방식을 적용하였다.

30℃ ~ 33℃의 온수를 냉동시설내부(110)에 공급할 수 있는 온수공급 장치(103)와, 11℃ ~ 12℃의 상온수를 냉동시설내부(110)에 공급할 수 있는 상온수 공급 장치(104), 3℃ ~ 4℃의 냉수를 냉동시설내부(110)에 공급할 수 있는 냉수 공급 장치(105)의 3단계로 구성된 급수장치(100)의 경우,

건조과정을 통해 일정수준 수축된 전복과해삼(120)에 물을 분사해주어 흡습을 통한 불림의 효과를 주기 위한 것으로,

건조의 과정과 병행되는 불림의 과정 없이 가열을 통한 건조의 과정만을 지속할 경우 건조가 끝난 후의 완성품 원형의 변형(건조로 인한 부피의 급격한 축소/표피의 탄화/해삼돌기의 변형 등) 우려가 크고 식용을 위해 물에 불리거나 삶더라도 질김으로 인한 식감의 저하로 고품질의 제품을 얻을 수 없는 문제점(실험데이터의 설명 부분에서 별도로 자세히 기술)을 해결하기 위함인바,

냉동시설내부(110)의 온/습도유지와 함께 본 발명이 목적하는 최고급 수준의 건조된 전복과해삼(120)을 생산해 내는 최고의 핵심기술이다 .

3단계로 구성된 급수장치(100)는 급수파이프(135)를 통해 냉동장치(101)와 연결되며,

온수공급장치(103) 개폐의 제어는 온수공급장치(103)와 급수파이프(135)의 연결 부분에 장치된 전자식의 온수공급 제어용 솔레노이드밸브(136)를 통해 제어되고,

상온수공급장치(104) 개폐의 제어는 상온수공급장치(104)와 급수파이프(135)의 연결 부분에 장치된 전자식의 상온수 공급제어 솔레노이드밸브(137)를 통해 제어되며,

냉수공급장치(103) 개폐의 제어는 냉수공급장치(103)와 급수파이프(135)의 연결 부분에 장치된 전자식의 냉수 공제어 솔레노이드밸브(138)를 통해 제어된다.

상기와 같이 3단계로 구성된 급수장치(100) 작동의 경우 제어부(109)에 입력된 건조제어 프로그램에 따라 일정수준의 건조 상태에 이를 경우 건조가 중단되고 냉동시설(101)의 상부에 부착되어 분무형태로 분사가 가능한 살수장치(139)를 통해 온수→상온수→냉수의 순서대로 일정시간 건조된 전복과해삼(120)에 분무되어 불림의 효과를 줄 수 있도록 하였다.

불림공정에 사용된 물은 불림작업을 위해 분사 된 물의 원활한 배출을 위하여 하부구조를 한쪽방향으로 경사지게 구성한 냉동시설내부(110)의 일단에 설치된 배수구(140)를 통해 냉동시설(101) 외부로 배출되며,

배수구(140)의 개폐제어는 배수구(140)의 일단에 설치된 전자식 솔레노이드밸브인 배수구제어밸브(141)에 의해 제어된다.

계측장치(108)는 전복과해삼(120)의 수분이 증발되는 정도에 비례하여 전체의 가동이 제어되는 본 발명의 작동시스템의 특성을 고려하여 모든 구성요소가 구비된 냉동시설(100) 전체를 안치할 수 있는 전자식의 평면형저울 형태인바,

전복과해삼(120)의 인입을 제외하고 건조대(121)를 포함한, 건조를 위한 모든 장치의 구성이 완료된 상태의 냉동시설(101) 전체를 계측장치(108) 위에 안치한 상태에서의 무게를 0으로 설정한 후 전복과해삼(120)이 거치된 후의 무게를 측정하여 건조과정을 거치며 무게가 감소되는 정도를 수분의 증발정도로 측정하는 방식을 적용하였다.

본 발명의 기술을 적용한 장비를 이용하여 테스트한 결과의 설명을 통해 더욱 구체적인 적용사례를 설명하기에 앞서, 재래식의 전통적인 건조기법에 대한 설명을 통해 전통적인 건조기법을 현대과학의 기술로 재현해 낸 본 발명의 우수성과 독창성, 합리성에 대한 이해를 돕고자 한다.

전복과해삼(120)의 건조에 관한 기술은 건조된 전복과해삼(120)의 거의 유일한 소비시장이 중국(중국인이 많이 분포된 역외지역 포함)이었던 관계로 대량생산을 위한 양식기술과 건조기술 또한 중국만이 거의 유일하고 독보적인 기술을 보유하고 있는바,

건조된 전복과해삼(120)을 기준으로 생산량(전세계 생산량의 99%이상)과 소비량(전세계 소비량의 99% 이상)모든 면에서 사실상 유일무이한 생산국이자 소비국이며,

우리나라에서 수삼과 홍삼의 영양학적 가치를 크게 달리 보고, 부가가치의 창출 능력 면에서도 수삼에 비해 홍삼이 월등히 뛰어나듯이, 중국인들의 소비인식 또한 수삼과 홍삼의 인식 예와 같아 생물(활어/선어)에 비해 상대적으로 월등한 고가인 건조된 제품의 선호도가 절대치를 차지한다.

최근 들어 한국과 일본에서 거대한 소비시장(2010년 기준 해삼시장 10조원 이상 /전복시장은 해삼시장의 70~80% 정도로 추정)을 형성한 중국(중국인이 많이 분포된 역외지역 포함) 시장을 겨냥하여 전복과해삼(120)에 대한 양식기술과 건조기술을 개발하고 있는바,

수산물의 양식기술에 관한 한 선진국 수준의 기술을 보유한 한국과 일본에서 전복과해삼(120)의 대량생산기술(양식)의 확보는 국가적인 차원에서의 적극적인 투자와 지원이 이루어지는 관계로 시간의 문제일 뿐 별 문제가 없을 것이나,

건조와 관련하여 세계최고의 기술을 보유한 중국에서 관련기술의 유출방지에 극도의 노력을 기울임은 물론, 관련기술 또한 현대과학의 장비를 활용한 기술이 아닌 전통적인 재래식기법(다음 장 설명)인바,

최고급 수준의 도자기 제조기술이 그러하듯이 전복과해삼(120)의 재래식 건조 기술의 경우 건조가 이루어지는 지역에서의 생산품을 당해지역의 기후적 특성에 따른 영향에 맞도록 다양하게 특화되어 발전해 왔음은 물론, 도제식으로 전수되어 건조기술자의 감에 의지하는 방식이 주류를 이룬 관계로,

대상제품의 특성과 건조조건(지역적 기후특성의 차이)이 변할 경우 동일한 건조 공정을 거치더라도 건조제품의 품질수준이 달리 나타난다.

상기와 같은 문제점에도 불구하고 최고급 건조제품의 생산은 염지를 하지 않은 상태에서 생물의 증숙 또는 자숙 / 건조 / 불림의 3단계 공정의 복잡한 반복 조합을 통해 수일에서 수십 일에 걸친 작업을 통해 이루어지고 있는바,

증숙의 조건과 횟수, 건조시의 대기상태(햇빛, 온도, 습도, 열풍가열의 경우 가열 온도) 및 건조시간, 불림의 횟수 및 불림수의 온도 및 불림시간의 각 공정 간의 조합 상태에 따라 건조제품의 품질(불림시의 원형회복 정도 및 쫄깃한 식감의 상태)이 좌우되는 최고의 보안기술이다.

본 발명인은 상기와 같은 최고급제품의 생산 공정에 대한 면밀한 분석을 통해 수작업의 공정으로 기술자의 감에 의존하는 전통적 건조기법을 현대의 첨단 장비를 활용하여 전통적 기법으로 생산된 최고급 수준의 제품과 견줄 수 있는 최고등급의 제품을 빠른 속도로 균일하게 대량생산 할 수 있는 본 발명의 기술을 개발하였다.

도1 ~ 도5에 적시된 본 발명의 기술이 적용된 장비를 활용한 실질적인 건조공정의 설명을 통해 본 발명의 특징을 다시 한 번 더욱 자세히 설명한다.

건조의 각 단계별 진행에 따른 각 구성요소의 작동 메카니즘

내용	목표 건조율(%)
	1 단계	2 단계	3 단계	4 단계	5 단계	6 단계	7 단계	8 단계	9 단계	10 단계
	10	20	30	40	50	60	70	80	90	100
마그네트론출력 감소율(%)	0	5	10	15	20	25	30	35	40	45
냉동장치 내부온도 (℃)	15~14	14~13	13~12	12~11	11~10	10~9	9~ 8	8~ 7	7~ 6	6~ 5
냉동장치 내부습도 (%)	30~ 32	32~34	34~36	36~38	38~ 40	40~ 42	42~ 44	44~ 46	46~ 48	48~ 50
온수분사	1~9 단계의 건조공정에서 각 단계의 건조공정이 끝날 때 마다 분사
온수분사시간(초)	200 ~ 240
상온수 분사	1~9 단계의 건조공정에서 온수분사가 끝난 후 연이어 분사
상온수 분사시간(초)	300 ~ 350
냉수분사	1~9단계의 건조공정에서 상온수분사가 끝난 후 연이어 분사
냉수분사시간(초)	400 ~ 450
비고1	각 단계의 건조가 끝나 물을 분사하는 과정 중에는 마그네트론(102)과 냉동시설(101), 공조장치(106), 배기장치(107)의 가동중단, 배수구(140)개방
비고2	3단계의 물분사가 끝난 후 냉동시설(101)과 공조장치(106), 배기장치(107)를 가동하여 냉동시설내부(110)의 환경조건을 다음단계의 건조공정을 진행할 수 있도록 한 후 정상적인 건조모드로 전환
비고3	각 공정단계에서 요구되는 조건의 허용오차범위는 ±3%미만 (마그네트론의 출력 감소율 허용오차는 ±5% 미만)
건조율의 측정	건조대상물의 수분함수율이 총 중량의70%(전복)인 상황에서 전체 수분함량의 80%를 건조하고자 할 경우 총 수분증발량은 전체무게의 56%인 관계로 건조의 과정을 거쳐 5.6%의 중량이 감소된 상태에 다다를 때 10%의 건조가 이루어진 것으로 계산
마그네트론의 출력	마그네트론의 출력 정도에 따라 건조속도가 좌우되는바, 본 발명의 실험에서는 전복과해삼(120) 생물 3 Kg당 750W의 마그네트론 1개씩을 부착하여 건조실시

상기한 건조시스템의 조건하에서 이루어진 건조작업의 진행과정을 정리해보면 아래와 같다.

전복과해삼(120)의 내장(전복은 껍질이 제거 된 상태)을 제거하고 깨끗이 다듬은 후의 생물상태 또는 자숙이나 증숙의 과정을 거친 후 내장이 위치했던 자리에 내장보형물(111)을 삽입하여 건조에 따른 수축작용 시 건조물이 속이 빈 내장부분으로 급격히 말리면서 오그라드는 것을 방지하였다.

내장보형물(111)의 경우 내장을 제거한 빈 공간을 꽉 채워주는 크기에서 내부가 빈 공간 형태를 유지하며 외부가 격자망 형태로 되어 공기가 원활하게 통할 수 있도록 함으로서, 마이크로파에 의해 전복과해삼(120)이 내외부가 균일하게 가열되면서 전복과해삼(120)의 내장이 자리하던 내부에서 발생되는 열을 전복과해삼(120)의 체내 외부로 원활하게 배출될 수 있도록 하였다.

냉동시설(101)과 공조장치(106), 배기장치(107)를 가동하여 냉동시설내부(110)의 초기상태를 초기 건조시의 건조조건(30% ~ 32%의 습도/15℃ ~ 14℃의 온도) 상태가 되도록 조성한 후,

750W의 출력을 가지는 마그네트론(102) 20개가 가열장치로 장착된 냉동시설내부(110)에 건조대(121)에 거치된 생물무게 5 Kg의 전복과 25 Kg의 해삼을 거치하여,

마그네트론(102)과 냉동시설(101), 공조장치(106), 배기장치(107)의 가동을 통해 1단계 건조시의 건조조건(30% ~ 32%의 습도/15℃ ~ 14℃의 온도)을 유지하면서 건조를 진행한다.

마그네트론(102)에서 발생되는 마이크로파를 이용하여 전복과해삼(120)을 가열함에 따른 냉동시설내부(110)의 온도상승을 억제하며 각각의 건조단계마다 필요한 온도의 유지는 냉동시설(101)의 가동을 통해 유지하도록 하였다.

공조장치(106)를 통해 공급 된 찬 공기(8℃ ~ 10℃)가 냉동시설내부(110)로 유입되면서 냉동시설내부(110)의 온도를 떨어뜨리는 역할도 일부 할 수 있으나 이는 찬 공기에 의한 보조적인 역할일 뿐 공조장치(106)의 본 역할은 아니다.

전복과해삼(120)의 건조정도는 전복과해삼(120)에 포함된 수분을 제거하는 비율에 따라 정해지며, 각 수요처의 기호에 따라 건조정도가 달라질 수 있는 관계로 표준 건조율은 별도로 정의할 수 없다.

마그네트론(102)의 가동을 통해 전복과해삼(120)이 가열되고 건조가 이루어지면서 건조의 과정을 통해 증발시키고자 하는 수분 총량의 10%가 증발된 것을 1단계의 건조과정이 진행된 것으로 한다.

상기와 같은 상태에서 1단계의 건조과정이 끝나면 마그네트론(102)과 냉동장치(101), 공조장치(106), 배기장치(107)의 가동이 중단되고 배수구(140)가 개방된 상태에서 온수공급장치(103)에서 공급되는 30℃ ~ 33℃의 온수를 200 ~ 240초 동안 살수장치(139)를 통해 1단계의 건조과정을 완료한 전복과해삼(120)에 분사하고,

온수분사 후 연이어 동일한 조건에서 상온수공급장치(104)에서 공급되는 11℃ ~ 12℃의 상온수를 300 ~ 350초 동안 살수장치(139)를 통해 전복과해삼(120)에 분사하며,

상온수 분사 후 연이어 동일한 조건에서 냉수공급장치(105)에서 공급되는 3℃ ~ 4℃의 냉수를 400 ~ 450초 동안 살수장치(139)를 통해 전복과해삼(120)에 분사하는 1단계의 불림공정이 완료되면서 1단계의 건조작업이 최종 마무리된 후,

냉동시설(101)과 공조장치(106), 배기장치(107)를 가동하여 냉동시설내부(110)의 환경조건을 2단계의 건조작업을 진행하는데 필요한 조건(14℃ ~ 13℃의 온도와 32% ~ 34%의 습도)이 되도록 2단계 가동 준비작업을 완료한 후, 배수구(140)를 폐쇄하고,

초기단계보다 5%의 출력이 감소된 상태의 마그네트론(102)을 가동하여 1단계의 건조작업과 같은 진행 방법으로 2단계의 건조작업을 시행하여 증발시키고자하는 수분 총량의 20%가 증발되어 2단계의 건조과정이 완료되고,

마그네트론(102)과 냉동장치(101), 공조장치(106), 배기장치(107)의 가동이 중단되고 배수구(140)가 개방된 상태에서 온수공급장치(103)에서 공급되는 30℃ ~ 33℃의 온수를 200 ~ 240초 동안 살수장치(139)를 통해 2단계의 건조과정을 완료한 전복과해삼(120)에 분사하고,

상온수 분사 후 연이어 동일한 조건에서 냉수공급장치(105)에서 공급되는 3℃ ~ 4℃의 냉수를 400 ~ 450초 동안 살수장치(139)를 통해 전복과해삼(120)에 분사하는 2단계의 불림공정이 완료되면서 2단계의 건조작업이 최종 마무리된 후,

냉동시설(101)과 공조장치(106), 배기장치(107)를 가동하여 냉동시설내부(110)의 환경조건을 3단계의 건조작업을 진행하는데 필요한 조건(13℃ ~ 12℃의 온도와 34% ~ 36%의 습도)이 되도록 3단계 가동 준비작업을 완료하는바,

상기와 같은 정의는 (표 9)건조의 각 단계별 진행에 따른 각 구성요소의 작동 메카니즘에 적시한바와 같이 3~10단계의 모든 건조과정에 동일하게 적용된다.

물을 분사하여 불림 작업을 시행하는 공정은 건조공정만 계속 진행할 경우 완성품 원형의 변형(건조로 인한 부피의 급격한 축소/표피의 탄화/해삼돌기의 변형 등)을 최소화하고, 건조가 완료된 전복과해삼(120)을 먹기 위하여 물에 불리거나 삶을 경우 부피가 초기의 생물상태 수준과 최대한 비슷한 상태로 복귀되고 건조 된 제품의 품질 수준을 나타내는 가장 핵심요소인 지나치게 질겨지거나 물러지는 등의 식감의 저하를 방지하기 위한 공정으로,

전통적인 기법을 이용하여 최상품의 건조제품을 생산하는 과정에 적용되는 여러 단계의 공정에서도 가장 핵심적인 기술이다.

본 발명의 실험에서 전통적 방식의 기법에서 쫄깃한 식감의 유지를 위해 필수적으로 적용하는 냉수(3℃ ~ 4℃)불림을 시행하기에 앞서 온수(30℃ ~ 33℃)불림과 상온수( 11℃ ~ 12℃)불림의 단계를 거치는 것은,

육류를 삶거나 찌는 등의 고온상태에서 급격하게 찬물로 식힐 경우 육질의 급격한 수축으로 고기가 매우 질겨지는 것처럼,

마이크로파파 가열에 의해 가열 된 전복과해삼(120)에 곧바로 냉수 불림을 실시할 경우 육질이 지나치게 질겨지는 것을 방지하기 위하여 단계적인 온도하락의 과정을 거쳤다.

상기와 같이 초기 1단계의 건조부터 마지막 10단계의 건조공정을 진행함에 있어 매 단계별 수분증발은 수분증발 총 목표량의 10%씩 증발시키는 상태에서,

마그네트론의 가동 출력은 1단계 건조시의 100% 출력에서 매 1단계씩 건조가 진행될 때마다 5%씩 낮아지게 하여 마지막 10단계에서는 초기출력의 55%가 되도록 하고,

냉동시설내부(110)의 온도는 1단계 건조시의 15℃ ~ 14℃에서 매 1단계씩 건조가 진행될 때마다 1℃씩 낮아지게 하여 마지막 10단계에서는 6℃ ~ 5℃가 되도록 하고,

냉동시설내부(110)의 습도는 1단계의 30% ~ 32%에서 매1단계씩 건조가 진행될 때마다 2%씩 증가되게 하여 마지막 10단계에서는 48% ~ 50%가 되도록 하며,

한 단계의 건조공정이 끝나고 다음단계의 건조공정으로 넘어가기 전에 시행하는 불림의 공정은 급수장치(100)에서 인입 된 30℃ ~ 33℃의 온수를 살수장치(139)를 통해 200 ~ 240초 동안 건조된 전복과해삼(120)에 분사한 후 같은 방식으로 11℃ ~ 12℃의 상온수를 300 ~ 350초 동안, 연이어 3℃ ~ 4℃의 냉수를 400 ~ 450초 동안 분사하는 과정을 마지막 건조 공정의 전 단계(9단계)까지 동일하게 실시한다.

다수의 반복된 실험을 통해 확인한 바에 따르면, 건조단계가 진행될수록 냉동시설내부(110)의 습도를 높이고, 온도를 낮추며, 마그네트론(102)의 출력을 낮춰 저온의 상태에서 건조의 속도를 늦게 진행하는 것이 완성품 원형의 변형(건조로 인한 부피의 급격한 축소/표피의 탄화/해삼돌기의 변형 등)을 최소화하고, 식용을 위하여 건조가 완료된 전복과해삼(120)을 불리거나 삶을 경우의 식감(무르거나 질기지 않고 쫄깃하게 씹히는 느낌)이 좋은 고급품을 생산하는데 효과적이다.

상기와 같이 (표 9) - 건조의 각 단계별 진행에 따른 각 구성요소의 작동 메카니즘의 도표와, 도표에 대한 자세한 설명에서 적시한 바와 같은 건조의 과정을 통해 전통적 기법으로 생산된 최고급 수준의 제품과 견줄 수 있는 최고등급의 제품을 빠른 속도로 균일하게 대량생산 할 수 있도록 하였다.

상기의(표 9)에 의거한 생산 공정은 활어상태에서 가공과정이나 다듬기 과정 중 염지를 하지 않은 상태의 국산(양식전복/자연산해삼)을 대상으로 한 것으로,

국산에 비해 육질 자체가 매우 무른 열대지방산이나 중국산 제품, 또는 냉동되었다 해동된 제품 등 건조하고자 하는 전복과해삼(120) 자체의 물성이 국산의 활어에 비해 확연히 다를 경우,

위와 같은 본 발명의 구성요소 중 저온을 유지할 수 있는 냉동시설(101)에서 마이크로파를 이용한 유전가열 방식에 의한 저온건조 후 3단계에 걸친 물을 이용한 불림공정의 반복을 통해 건조된 전복과해삼(120)을 생산하는 핵심과정은 같은 방식을 적용한 상태에서,

마치 돼지고기를 로스구이방식으로 불판에 구울 때 고기의 각 부위에 따라 육질이 다른 관계로 동일한 조건으로 굽는다면 구운 후의 고기의 상태가 다르듯이,

각 공정상의 세부적인 조건(온도/습도/시간/마그네트론의 출력조절 등)은 각각의 특색에 맞는 최적의 조합을 맞추어 달리하여 적용할 수도 있다.

상기한 본 발명의 장치를 이용한 실험의 결과가 본 발명의 적용 대상인 전복과해삼(120)이 아닌 오징어나 달팽이 등과 같은 다른 연체해산물이나 갑각류에 적용할 경우에도 상기한 바와 같은 동일한 효과가 나타나는지는 본 발명인은 알 수 없으나,

상기에서 자세히 설명한 바와 같은 방식으로 국산 활어상태의 전복과해삼(120)의 적용에만 국한할 경우,

5℃ ~ 15℃의 저온 상태를 유지할 수 있는 냉동시설(101)에 마그네트론(102)을 장치하여 마이크로파를 이용한 유전가열 방식으로 건조를 하는 형태로 구성한 기술의 적용을 통해,

마이크로파에 의한 가열을 동반한 건조와 물 분사를 통한 불림 공정의 반복 과정을 거쳐 전통적 기법으로 생산된 최고급 수준의 제품과 견줄 수 있는 최고등급의 제품을 빠른 속도로 균일하게 대량생산 할 수 있도록 한 본 발명만의 고유한 기술의 독창성을 명백히 적시함에는 추호의 부족함도 없을 것이다.

상기의 적용 예는 본 출원서에 제시된, 본 발명의 목적을 구현하기 위해 적용이 가능한 여러 가지의 다양한 적용 방법 중 1 예를 든 것으로 본 발명의 기술을 적용함에는 상기한 방법에 국한하지 않는다.

100 급수장치 101 냉동시설 102 마그네트론 103 온수공급장치
104 상온수공급장치 105 냉수공급장치 106 공조장치 107 배기장치
108 계측장치 109 제어부 110 냉동시설내부 111내장보형물
120 전복과해삼 121 건조대 22 출입문 124 공기분사구 125 공기파이프
126 전자식솔레노이드밸브 127 공기압축장치 128 공기냉각장치
129 제습장치 130 습도측정 장치 131 배기팬 132 연도 133 가변모터
135 급수파이프 136 온수공급제어용 솔레노이드밸브
137 상온수공급제어 솔레노이드밸브 138 냉수공급제어 솔레노이드밸브
139 살수장치 140 배수구 141 배수구 제어밸브

Claims

마이크로파를 발생시키는 마그네트론이 장착 되고 내부의 온도를 5℃ ~ 15℃로 유지할 수 있는 능력을 갖춘 냉동시설과,

30℃ ~ 33℃의 온수와 11℃ ~ 12℃의 상온 수, 3℃ ~ 4℃의 냉수를 냉동시설내부로 공급하는 급수장치,

2 bar ~ 2.5 bar의 토출압력으로 25% 이하의 습도를 유지하는 8℃ ~ 10℃ 미만의 공기를 냉동시설내부로 공급하는 공조장치,

냉동시설내부에서 발생되는 습기를 냉동시설외부로 배출하는 배기장치,

냉동시설 전체의 중량을 디지털 방식으로 측정하는 계측장치,

각 구성요소의 전체적인 작동을 제어하는 제어부로 구성된 저온 건조 장치를 이용하여 증발시키고자하는 수분의 총량을 매 단계별로 10%씩 증발시키는 10단계의 건조작업을 통해 전복과해삼을 건조함에 있어,

내장이 제거되고 내장이 위치했던 자리에 내장보형물이 삽입된 전복과해삼을 30% ~ 32%의 습도와 15℃ ~14℃의 온도 상태를 유지하도록 제어된 상태의 냉동시설 내부에 거치한 후 마그네트론을 가동시키면 마그네트론에서 발생하는 마이크로파에 의한 가열로 수분의 증발이 진행되며 건조되는바,

상기의 마그네트론 가동을 통해 증발시키고자하는 수분 총량의 10%가 증발되면 마그네트론의 가동을 중단하고 살수장치를 이용하여 건조중인 전복과해삼에 고온에서 저온의 순서로 30℃ ~ 33℃의 온수를 200초 ~ 240초간, 11℃ ~ 12℃의 상온수를 300초 ~ 350초간, 3℃ ~ 4℃의 냉수를 400초 ~ 450초간 분사하는 불림과정을 시행하여 1단계의 건조작업을 완료하는 방식을 10회 연속 반복 시행하되,

2단계 건조작업에서의 마그네트론의 출력은 최초출력 대비 95% 출력, 냉동시설의 내부온도는 14℃ ~ 13℃, 냉동시설의 내부습도는 32% ~ 34%를 유지하고,

3단계 건조작업에서의 마그네트론의 출력은 최초출력 대비 90% 출력, 냉동시설의 내부온도는 13℃ ~ 12℃, 냉동시설의 내부습도는 34% ~ 36%를 유지하고,

4단계 건조작업에서의 마그네트론의 출력은 최초출력 대비 85% 출력, 냉동시설의 내부온도는 12℃ ~ 11℃, 냉동시설의 내부습도는 36% ~ 38%를 유지하고,

5단계 건조작업에서의 마그네트론의 출력은 최초출력 대비 80% 출력, 냉동시설의 내부온도는 11℃ ~ 10℃, 냉동시설의 내부습도는 38% ~ 40%를 유지하고,

6단계 건조작업에서의 마그네트론의 출력은 최초출력 대비 75% 출력, 냉동시설의 내부온도는 10℃ ~ 9℃, 냉동시설의 내부습도는 40% ~ 42%를 유지하고,

7단계 건조작업에서의 마그네트론의 출력은 최초출력 대비 70% 출력, 냉동시설의 내부온도는 9℃ ~ 8℃, 냉동시설의 내부습도는 42% ~ 44%를 유지하고,

8단계 건조작업에서의 마그네트론의 출력은 최초출력 대비 65% 출력, 냉동시설의 내부온도는 8℃ ~ 7℃, 냉동시설의 내부습도는 44% ~ 46%를 유지하고,

9단계 건조작업에서의 마그네트론의 출력은 최초출력 대비 60% 출력, 냉동시설의 내부온도는 7℃ ~ 6℃, 냉동시설의 내부습도는 46% ~ 48%를 유지하고,

10단계 건조작업에서의 마그네트론의 출력은 최초출력 대비 55% 출력, 냉동시설의 내부온도는 6℃ ~ 5℃, 냉동시설의 내부습도는 48% ~ 50%를 유지하여

1단계와 같은 방식으로 건조 과정을 반복 시행하되,

10단계 건조작업에서의 불림과정은 생략되도록 제어되어 시행하여,

고품질의 전복과해삼 건조제품을 생산할 수 있는 효과를 구현하는 것을 특징으로 하는,

냉동시설에 장치 된 마그네트론에서 발생되는 마이크로파를 이용한 전복과해삼의 저온 가습 건조법