이 원고는 일본 《電氣評論》誌에서 번역 전재한 것입니다.정자합금을 이용한 IH식 군만두 제조기의 개발도쿄전력주식회사(東京電力株式會社)_스기다 카츠히코(杉田 勝彦)거대 외식 기업에서는 인건비와 에너지 비용 삭감 등을 통한 가격 경쟁력 강화가 한층 더 요구되고 있다. 전화 주방은 연소를 동반하지 않기 때문에 안전성이 높고 디지털 제어가 용이해 매뉴얼 화에 적당하며 아르바이트 생 등 비 숙련자가 조리를 해도 요리를 균일하게 할 수 있다는 장점이 있다. 게다가 그 가열 원리를 보면 전화 주방 기기가 가스 주방 기기에 비해 가열 효율이 높고 주위에 미치는 열 부하가 적기 때문에 주방 공간을 청량하고 쾌적하며 일하기 쉬운 상태로 유지할 수 있다. 또 연소로 인한 탄산가스 발생이 없기 때문에 기존의 가스 주방에 비해 환기로 인한 외기 흡입을 억제할 수 있고 공조 부하 저감에 의한 성 에너지 효과도 기대할 수 있다. 이러한 특징이 외식 산업의 요구조건과 맞아 떨어져 전화 주방을 표준 채용하는 외식 기업이 계속 증가하고 있다.
1. 개발 기기의 특징(1) IH에 의한 고효율 가열IH 쿠킹 히터에서 익히 알고 있는 IH(인덕션·히팅 : 유도 가열)를 가열 방식으로 채용하고 있다. IH는 열 효율이 80% 이상이나 되어 다른 가열 방식에 비해 높고 작업 환경을 청량하고 쾌적하게 유지시킬 수 있다. 또 열 전달이 잘 되기 때문에 익는 시간 및 조리 시간을 단축할 수 있고 연소를 동반하지 않기 때문에 안전성도 높다.(2) 정자합금을 냄비에 이용만두를 조리할 냄비에는 최하층에 정자합금 층을 가진 3층 크래드강을 사용했다. 정자합금은 어느 일정 온도에 달하면 자성을 잃고 IH로 가열할 때는 그 이상 온도가 올라가지 않는다는 특징이 있다. 기존의 것이라면 온도 센서를 사용한 피드백 제어로 온도를 조절하는 데 비해 이것은 냄비 자체의 특성으로 온도 조절을 하게 되므로 가열면 온도의 균일화와 병행해 과승 방지로 인한 안전성 향상, 센서 관련 부품의 삭감에 의한 비용 절감, 신뢰성 향상에 공헌할 수 있다.(3) 우수한 성 에너지성기존의 군만두 제조기는 한 번에 몇 인분을 조리할 수 있게 냄비가 커서 소량을 조리할 때는 쓸데없이 에너지를 소비했다. 개발기는 냄비를 일 인분씩 나누고 명령에 따라 일 인분씩 최소의 열량으로 조리할 수 있어 에너지 손실이 적다. 또한 명령이 들어가지 않는 아이들 타임에는 출력을 멈추도록 해 대기 시 쓸데없이 에너지가 소비되는 일이 없어 성 에너지성에 뛰어나다.(4) 간단 조작·간단 청소전기 제어성의 좋은 점을 살려 조리 온도와 조리 시간은 모두 내장 마이크로컴퓨터에 프로그램할 수 있고 또 보기 쉽게 디지털 표시를 채용하고 있기 때문에 누구나 간단한 조작으로 균일하게 음식을 조리할 수 있다. 또 냄비는 간단히 떼어낼 수 있기 때문에 청소도 쉽게 할 수 있다. 2. 기술 개발 내용(1) IH 이용열효율과 안전성 향상을 위해 개발기는 IH 방식을 채용하고 각 냄비에 1.3kW의 유도 가열 인버터를 설치했다<그림2>. IH 조직은 다음과 같다. 본체에 설치된 유도 가열 인버터에서 냄비 아래 워크 코일에 고조파 전원을 공급해 자속을 발생시킨다. 이 자속이 냄비 밑에 파상 전원을 발생시키고 이 파상 전류와 냄비가 가진 전기 저항으로 줄 열이 발생해 냄비 자체가 발열한다<그림3>. 직화와 같은 간접 가열이 아닌 냄비 자체가 발열하기 때문에 열효율이 좋고 고온 적열부가 없어 안전성이 높다. IH의 강한 가열력 때문에 기존의 가스식 군만두 제조기에 비해 냄비 온도가 올라가는 것도 빨라지고 조리 시간도 단축됐다<그림4>.(2) 군만두 냄비로의 정자합금의 응용
만두를 조리할 때 노르스름한 색으로 균일하게 조리하려면 조리 면을 200℃부근에서 균일하게 할 필요가 있었다. 그래서 이번에 개발한 IH 군만두 제조기에서는 냄비에 퀴리 온도가 약 200℃인 정자합금을 사용했다<그림5>. 정자합금은 어느 일정한 온도가 되면 자성을 잃는 특성을 가진 합금으로 그 온도를 퀴리 온도라 한다. 냄비 온도가 퀴리 온도보다 낮을 때는 철과 같이 투자율이 크기 때문에 IH에 의해 가열되지만 퀴리 온도보다 높을 때는 알루미늄과 같이 투자율이 작기 때문에 IH에서는 가열되지 않는다<그림6>. 냄비 구조는 조리면 측부터 철, 알루미늄, 정자합금의 3층 구조로 했다<그림7>. 이것에 따라 냄비 표면의 온도 변화를 작게 했다<그림8>.(3) 성 에너지 제어기존의 군만두 제조기는 언제 명령이 들어가더라도 곧바로 조리를 시작할 수 있도록 항상 가열 면 온도를 조리 온도로 유지했기 때문에 보온을 위해서 많은 에너지를 소비한다는 문제가 있었다. 이 점에 착안해 이번에 개발한 IH 군만두 제조기는 조리를 하지 않는 아이들타임에는 출력을 막아 쓸데없이 에너지를 소비하지 않도록 제어 프로그램을 구축했다. 명령이 들어갔을 때 조작 패널의 예열 버튼을 누르면 30∼40초 동안 설정 온도까지 예열되어 조리를 할 수 있는 상태가 되고 또 조리가 끝나면 자동적으로 출력을 내린다. IH식은 가열이 빨라 명령이 들어간 후 예열해도 단시간에 조리 가능한 상태로 대기할 수 있다는 이점을 살려 이러한 성 에너지 제어를 실현했다<그림9>. 또 종전대로 항상 조리 온도에서 보온하고 싶을 때도 간단한 설정 변경에서 대응할 수 있도록 했다.
(4) 조작성·청소성 향상아르바이트 등의 비 숙련자들도 간단히 조작할 수 있도록 조리 공정을 매뉴얼화 하고 싶다는 고객의 요구에 맞춰 제어 패널은 전원의 온·오프, 조리 시간의 설정, 예열 스타트 버튼, 조리 스타트·스톱 버튼의 네 개로 구성된 간단한 디자인으로 하고 조리 시간 설정 등을 쉽게 조작할 수 있도록 연구했다<그림10>. 또 청소의 간이화를 실현하기 위해 냄비는 본체와 독립된 구조로 하고 간단히 떼어내어 세정할 수 있게 했다. 또한 본체도 쉽게 닦아 청소할 수 있도록 평평한 모양으로 해 청소성을 향상시켰다<그림11>.
본고에서는 이번에 개발한 IH식 군만두 제조기의 특징 및 기술 개발 내용에 대해서 서술했다. 정자합금을 이용해 기존의 군만두 제조기와 비교해 온도 분포가 좋고 IH의 고효율 가열에 의해 가열되는 시간, 조리 시간을 단축시킬 수 있었다. 또 일 인분 조리에 의한 열량의 최소화와 아이들타임의 소비 에어지 삭감에 의해 성 에너지화를 실현하고 아르바이트와 같은 비 숙련자도 취급하기 쉽게 조작성, 청소성도 향상시켜 외식산업의 필요에 맞춘 조리기를 실현할 수 있었다. 앞으로는 군만두 제조기 이외로의 정자합금의 응용 전개도 적극적으로 해 나갈 것이다. 마지막으로 이번 개발에 지도, 협력해 주신 관계자 분께 깊은 감사를 드린다.
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