식품 건조 기술: 원적외선, 마이크로파, 진공 동결

식품 생산에는 식품을 건조하는 다양한 방법이 있습니다. 이러한 건조 기술은 다양한 기준에 따라 분류할 수 있습니다:

• 운영 환경 압력에 따라: 대기 건조 및 진공 건조.
• 운영 방식별: 일괄 건조 및 연속 건조.
• 열전달 방식별: 대류 건조, 전도 건조, 방사선 건조.

방사선 건조는 열 전달 메커니즘에 따라 원적외선 건조와 마이크로파 건조로 나눌 수 있습니다.

이러한 식품 건조 기술 중 원적외선 건조, 전자레인지 건조, 진공 동결 건조는 최근 몇 년 동안 비교적 많이 사용되고 있습니다. 아래에서는 이러한 일반적인 건조 기술의 장점에 대해 자세히 소개합니다.

원적외선 건조는 다음을 활용합니다. 원적외선 방사 요소 (예 원적외선 탄소 섬유 발열 튜브) 원적외선을 방출하여 가열된 물체에 흡수되어 열 에너지로 직접 변환되어 습기를 건조시킵니다. 적외선은 0.72~1000μm의 파장을 가진 전자기파입니다. 일반적으로 원적외선은 5.6~1000μm 범위의 적외선을 말하며, 5.6μm 이하의 적외선을 근적외선이라고 합니다.

원적외선 건조는 식품 건조 분야에서 빠르게 발전하고 있습니다. 건조 과정에서 식재료 표면과 내부 분자가 동시에 원적외선을 흡수하여 건조 속도가 빨라지고 생산 효율이 높아집니다. 일반적으로 건조 시간은 일반 적외선 건조의 절반, 열풍 건조의 10분의 1 수준입니다. 원적외선 건조는 에너지 소비량이 근적외선 건조의 절반에 불과해 에너지 효율적입니다. 또한 장비가 작고 구축 비용이 저렴하며 건조된 제품의 품질이 높습니다. 적외선 오븐과 터널 용광로는 식품 산업 생산에서 흔히 사용되는 장비입니다.

마이크로파 건조는 마이크로파 가열을 사용하여 재료의 수분을 건조하는 방식입니다. 마이크로파는 주파수 범위가 300MHz ~ 3000GHz이고 파장이 1-1000mm인 고주파 교대 전자기파를 말합니다. 일반적으로 사용되는 가열 주파수는 915MHz와 2450MHz입니다.

전자렌지 건조는 다음과 같은 장점이 있습니다:

• 빠른 건조 속도와 짧은 가열 시간: 열이 외부에서 전달되지 않고 재료 내부에서 직접 생성되므로 표면이 그을리지 않고 균일하게 가열되며 내부가 촉촉하게 유지됩니다.
• 효율적인 수분 증발: 수분은 건조한 물질보다 열을 더 많이 흡수하여 증발하기 쉬운 반면 재료 자체는 열을 덜 흡수합니다. 따라서 음식 본연의 색, 향, 풍미를 유지하고 영양 성분을 보존하는 데 도움이 됩니다.

전자레인지는 일상 생활에서 가장 흔하게 사용되는 전자레인지 가열 방법입니다. 그러나 최근 몇 년 동안 마이크로파가 인체에 유해하다는 보고로 인해 식품 가열에 마이크로파 사용이 다소 감소하고 있습니다.

진공 상태에서 식품을 건조하면 재료에서 쉽게 산화되는 성분의 산화 및 변질을 방지할 수 있습니다. 또한 저압의 산소 결핍 환경은 특정 미생물을 죽이거나 억제할 수 있습니다. 저온에서 식품을 건조하면 열에 민감한 성분을 보존하고 영양 및 풍미 물질의 손실을 최소화하여 식품의 원래 성분을 유지하고 색, 향, 풍미를 유지할 수 있습니다.

동결 승화 건조 또는 간단히 동결 건조라고도 하는 진공 동결 건조는 젖은 재료를 동결한 다음 진공 조건에서 수분 함량을 얼음에서 수증기로 직접 승화시켜 탈수 및 건조를 달성하는 방식입니다. 전체 동결 건조 공정에는 재료 동결, 승화 건조, 탈착 건조의 세 가지 하위 공정이 포함됩니다.

식품 재료는 탈수 전에 냉동되어 안정적인 골격 구조를 형성합니다. 진공 처리 및 물 승화 후에도 골격 구조는 안정적으로 유지되어 건조 제품의 원래 모양을 유지합니다. 건조하는 동안 식품 재료는 다공성 구조를 형성하여 용해성과 재수화율이 우수합니다.

식품 재료의 수분은 냉동 후 얼음 결정으로 존재하며, 원래 용해된 물질은 재료에 고르게 분포되어 있습니다. 진공 처리 과정에서 이러한 용해 물질은 침전되어 내부 수분 이동으로 인한 표면 경화를 방지하여 용해 물질이 표면으로 이동하는 것을 방지합니다. 동결 건조의 마지막 단계는 여전히 진공 조건에서 이루어지므로 철저한 탈수가 이루어집니다. 동결 건조 제품은 수분 활성도가 낮기 때문에 진공 또는 질소로 채워진 특수 포장과 함께 사용하면 실온에서 장기간 보관할 수 있습니다. 따라서 운송 시 고가의 콜드 체인이 필요하지 않으며, 건조된 제품은 더 가볍고 운반과 휴대가 간편합니다.

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