급속 냉동용 공기 분배 유닛 document_id A220517009197

본 발명은 용기를 -40℃의 온도까지 급속 냉동 및 초급속 냉동시키기 위해 주기적 공급을 하는 시스템에 관한 것으로, 특히 고속 냉각은 특수 공기 분배 유닛에서 공기 속도를 증가시켜 용기 표면에서의 열전달율을 증가시킴으로써 수행되는 급속 냉동용 공기 분배 시스템에 관한 것이다. 러시아 특허번호 제 2189750호에는 예비 냉각 챔버와, 급속 냉동 챔버와, 피복 챔버와, 이들 모든 챔버에 공통으로 적용되는 전달 서브 시스템을 포함하는 반죽물 급속 냉동을 위한 시스템이 공지되어 있다. 이들 챔버들은 공기의 공급 및 복귀를 위한 공기 송풍기가 위치된 통풍관을 통해 연결되어 있으며, 급속 냉동 동안 제품의 품질을 개선한다. 러시아 특허번호 제 2215248호의 냉동된 편평한 형상의 음식품을 제조하기 위한 장치는 식품 가공 산업에서 공지되어 있다. 상기 장치는 단열 챔버와, 공기 냉각기와, 넷-벨트 트랜스포터와, 챔버의 입구에 위치된 제품 성형부를 포함한다. 넷-벨트 트랜스포터의 상부는 노즐을 구비한 공기 유입관에 의해 에워싸여 있으며, 이들 노즐은 공기 유동을 아래, 위로부터 넷-벨트에 수직하게 향하도록 한다. 이러한 발명은 식품 냉동을 가속화하고 냉동기 흔적을 감소시킨다. 열 및 물질 전달 국제 저널(International Journal of Heat and Mass Transfer)의 제 46호(2003년) 1049 내지 1061면에는 나프탈렌으로 덮힌 표면에 공기를 송풍하면서 연구된 것으로, 공기 복귀관을 구비하거나 구비하지 않은 안내채널에서 빠져 나올 때 공기 흐름의 열 및 물질 전달 특징에 대한 연구 결과가 공지되어 있다. 공기 공급 및 복귀 채널은 간격을 달리하여 번갈아 가며 주기적으로 위치된다. 미국특허 제 5,551,251호에는 육류품의 급속 냉동을 위한 이동 컨베이어를 구비한 터널식 냉동기가 공지되어 있다. 급속 냉동을 위해, 이동 컨베이어 상에 위치된 제품의 아래로부터 그리고 위로부터 향하는 차가운 공기 유동이 사용된다. 공기 유동은 통풍관의 오리피스를 통해 형성된다. 모든 공지된 시스템은 제품이 노즐 또는 그 밖의 공기 공급 설비로부터 어느 정도 떨어져서 위치되기 때문에 공기에 대한 열전달율 수준은 높지 않다. 그러나, 노즐로부터 냉각되는 대상까지의 거리는 열전달율 값에 아주 중요하다. 미국특허 제 6,557,367호의 급속 냉동을 위하여 발명된 공기 분배 시스템의 시제품 시스템은 제품이 마련된 이동 컨베이어로 공기가 공급될 때 공기를 복귀시키기기 위한 개구를 형성하는 다중 채널을 구비한 냉각기/냉동기이다. 공기는 채널을 따라 이동해서 개구를 통해 수직 방향으로 빠져나가며, 냉각 공기의 통상적인 온도는 -48 내지 -49℃이다. 상기와 같은 급속 냉동을 위한 기존 시스템의 대부분은 냉각된 제품을 연속으로 공급하는 컨베이어 형태로 되어 있다. 동시에, 내부에 액체를 수용하는 용기의 초급속 냉동과 관련된 많은 응용 시스템이 있다. 이들 시스템의 문제는 용기의 다섯 면에 공기를 고속으로 공급만 한다는 점이다. 용기의 표면에 고속으로 공기를 제공하기 위해서는 값비싼 고효율 공기 분배 시스템이 요구된다. 또한, 용기의 여섯 면에 이런 분배기를 사용하는 것은 효율적이지 않다. 용기가 뚜껑으로 밀폐된 경우 액체를 누출시키거나 열전달율을 크게 떨어뜨릴 수 있기 때문이다.