농산식품가공학 - 식품가공의 물리적 공정

본 내용은 " 농산식품가공학 - 식품가공의 주요 공정의 원리 및 방법 물리적 방법 " 의 원문 자료에서 일부 인용된 것입니다. 2023.01.02

문서 내 토픽

• 1. 조립(Granulation)

  조립은 가루, 덩어리, 용액 형태의 원료를 μm-mm 크기의 입상체로 만드는 성형과정입니다. 압출성형기, 압출조립기, 파쇄형 조립기, 박편형 조립기, 혼합형 조립기 등 다양한 기계가 사용됩니다. 조립을 통해 정량 계수 가능, 성분 균일화, 밀도 조성, 외관 개선, 용해 용이 등의 이점을 얻을 수 있으며, 인스턴트식품, 분유, 향신료 등의 제조에 널리 이용됩니다.

• 2. 분리여과(Separation and Filtration)

  분리여과는 고형물의 수분을 여과 매체에 통과시켜 현탁액을 분리하는 조작입니다. 원심분리기, 막 여과(정밀여과, 한외여과, 나노여과) 등의 방법이 있습니다. 원심분리기는 원심력을 이용하여 비중이 다른 물질을 분리하며, 막 여과는 선택적 투과성을 갖는 분리막을 이용하여 액상-액상, 고상-액상 혼합물을 분리합니다. 과일 주스 공정에서는 직류분리 기술이 최근 활용되고 있습니다.

• 3. 건조(Drying)

  건조는 식품 중의 수분을 증발이나 승화에 의해 제거하는 공정으로, 저장성 향상, 무게 부피 감소, 영양성분 향상을 기대할 수 있습니다. 열풍건조, 접촉건조, 감압건조, 복사건조, 동결건조 등의 방법이 있습니다. 건조의 세 단계는 조절기간, 항률건조기간, 감률건조기간이며, 건조 중 표면경화, 수축현상, 색깔 변화 등이 발생할 수 있습니다.

• 4. 냉장·냉동(Refrigeration and Freezing)

  냉장은 0~15℃ 사이의 온도에서 식품을 얼리지 않은 상태로 보관하는 것이고, 냉동은 식품의 동결점 이하 온도에서 보관하는 것입니다. 냉동기는 압축기, 응축기, 팽창밸브, 증발기로 구성되며, 냉동 방법으로는 공기 동결법(정지, 송풍, 부상식), 접촉식 동결법, 침지식 동결법, 분무식 냉동법이 있습니다. 급속동결은 작은 얼음 결정을 형성하여 식품 품질을 유지합니다.

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• 1. 조립(Granulation)

  조립은 분말 입자들을 응집시켜 더 큰 입자로 만드는 중요한 단위 조작입니다. 이 공정은 제약, 식품, 화학 산업에서 광범위하게 활용되며, 제품의 흐름성, 압축성, 용해도 등을 개선합니다. 습식 조립과 건식 조립 방식이 있으며, 각각의 장단점이 있습니다. 습식 조립은 입자 간 결합력이 우수하지만 건조 시간이 필요하고, 건식 조립은 빠르지만 결합력이 약할 수 있습니다. 현대 산업에서는 공정 효율성과 제품 품질을 동시에 만족시키기 위해 조립 기술이 지속적으로 발전하고 있으며, 이는 최종 제품의 품질 향상에 직결됩니다.

• 2. 분리여과(Separation and Filtration)

  분리여과는 혼합물에서 고체와 액체를 분리하는 기본적이면서도 필수적인 공정입니다. 산업 규모에서 효율적인 여과는 생산성과 제품 순도에 큰 영향을 미칩니다. 중력 여과, 감압 여과, 원심 분리 등 다양한 방법이 있으며, 처리 대상 물질의 특성에 따라 적절한 방법을 선택해야 합니다. 여과 매질의 선택과 유지보수도 중요한 요소입니다. 현대 산업에서는 자동화된 여과 시스템과 고성능 여과 매질의 개발로 효율성이 크게 향상되었으며, 환경 친화적인 여과 기술의 개발도 진행 중입니다.

• 3. 건조(Drying)

  건조는 제품에서 수분을 제거하여 보관 안정성과 유통기한을 연장하는 중요한 공정입니다. 열풍 건조, 동결 건조, 분무 건조 등 다양한 방식이 있으며, 각 방식은 제품의 특성과 요구되는 품질에 따라 선택됩니다. 건조 조건의 최적화는 에너지 효율성과 제품 품질 사이의 균형을 맞추는 데 중요합니다. 과도한 건조는 제품의 영양가나 기능성을 손상시킬 수 있으므로 정밀한 제어가 필요합니다. 산업에서는 에너지 절감과 환경 보호를 고려한 신기술 개발이 활발하게 진행되고 있습니다.

• 4. 냉장·냉동(Refrigeration and Freezing)

  냉장과 냉동은 식품과 의약품의 신선도와 효능을 유지하는 필수적인 보존 기술입니다. 냉장은 미생물 번식을 지연시키고, 냉동은 거의 완전히 억제하여 장기 보관을 가능하게 합니다. 적절한 온도 관리는 제품의 품질 유지에 매우 중요하며, 온도 변동은 제품 손상을 초래할 수 있습니다. 냉동 속도도 중요한데, 빠른 냉동은 얼음 결정 형성을 최소화하여 제품 품질을 보존합니다. 현대에는 에너지 효율적인 냉동 시스템과 스마트 온도 관리 기술이 개발되고 있으며, 이는 운영 비용 절감과 제품 품질 향상에 기여합니다.