진공동결건조

소개글

진공동결건조에 대한 보고서 자료입니다.

본문내용

온도를 피건조물의 종류 및 양에 따라 최적으로 조절한다. 선반은 직접가열 방식인 전기식 히터 또는 간접가열 및 냉각방식인 유체 순환식의 경우 전기식 또는 스팀식 히터와 전기압축식 냉각기를 사용하는 것이 일반적이다. 히터는 가열의 세기로 조절되나 냉각기는 on/off식으로 작동되고 더구나 선반은 금속 주물로 만들어져 그 온도 제어가 매우 어려운 것으로 알려져 있다.
온도 목표치의 feedback 제어에는 on/off, P, PI, PID 등의 방식이 적용되는데 제어 대상물의 환경에 따른 목표치의 수렴 여부와 fluctuation에 따라 최적의 방식이 선택된다. 동결건조기 선반제어의 경우 선반 주물의 큰 열용량에 따른 늦은 온도 변화로 인하여 선반 내부 유로를 흐르는 유체의 온도와는 큰 차이를 보일 수 있어서 단지 선반온도만을 측정값으로 하여 목표치와 비교하는 히터의 PID 및 냉각기의 on/off 방식 feedback 제어에는 개선의 여지가 있다.
3. 결 과(Results)
아이스크림의 동결건조
⇒ 초기에는 시료의 무게가 감소하는 것을 확인할 수 있었으나 400sec을 지나면서는 오히려 온도가 올라가는 것을 볼 수 있다. 이는 cold trap의 온도가 낮게 설정되어 초기에는 아이스크림의 수분이 cold trap로 이동하였으나 이후에는 cold trap의 온도가 수분을 회수하기에는 높아 오히려 아이스크림으로 수분이 옮겨 가는 것을 확인할 수 있었다.
4. 고 찰(Discussion)
▷ 동결건조물의 물성측정
① 수분측정기로 건조물의 수분 함량을 측정
② 수분활성 측정기로 25℃에서의 수분활성도를 측정
③ texture analyzer를 사용하여 건조물의 경도를 측정 :
측정된 힘 중 최대 peak에서의 힘을 경도로 간주하여 측정
④ 건조물의 수분흡수도를 측정 :
온수에 일정시간 침지 후 흡수된 수분의 무게를 측정
⑤ 입체현미경을 사용하여 일정 배율에서 건조물의 표면을 관찰 :
다공성 구조 잘 형성, 우수한 수분흡수력, 낮은 수분함량 및 수분활성을 가지므로 가 장 바람직한 동결건조 조건이다. 선반온도가 너무 높으면, 다공성 구조가 파괴되고, 영 양적 손실이 있는데, 이것은 가치 상실을 가져온다.
※ 위의 실험으로 얻은 데이터의 평균값은 SAS를 이용하여 Duncan 다중비교함
▷ 건조식품의 품질변화와 포장
수분함량이 낮은 건조식품은 상대습도가 높은 상태(60~90%)에서는 저장 중에 흡습되며, 수축하면 동시에 다공성을 잃고, 서로 부착하여(분말식품에서 현저함) 건조식품의 특성을 잃는다. 또 미생물의 효소나 작용에 의해 외관, 변, 변맛, 향기의 변화, 특히 동결건조식품에 있어서는 복원성의 변화 등의 원인이 되기도 한다. 식품별 차이를 보면 당, 산, 아미노산, 염류 등의 함량이 많은 것이 흡습성도 강하게 나타난다. 특히 지방을 함유한 식품은 변패되기 쉬우므로 불연성 기체를 충전하여 저온에서 보존하는 것이 좋다. 또한 습기, 산소, 빛을 투과하지 않는 재질로 포장할 필요가 있다.
※ 피막경화현상(Case hardening)
식품을 건조시키면 표면에서 증발하면서 건조되어 굳어지므로 내부로부터 수분의 발산이 늦어지며 건조가 고르지 못하여 금이 생기거나 수축되는 현상.
▷ 재수화(Rehydration)
동결건조동안 식품의 물리적 손상여부를 알기 위한 가장 간단한 시험이 재수화이다.
재수화는 일정시간동안 식품이 흡수하는 물의 양으로 결정한다. 만약 재수화 비율이 낮은 것은 식품이 많이 뒤틀리고 단백질도 변성되었음을 의미한다. 또 재수와 비율은 건조과정에서 표면온도가 높거나 냉동부위의 온도가 높으면 낮아진다. 만약 동결건조 전 쿠킹시간을 길게하거나 재수화하는 물의 온도를

키워드

진공동결건조,   동결건조,   동결건조기