동결건조의 원리는 무엇일까
컵라면의 건더기가 동결건조의 원리를 거친 상품이라는것을 모르시는 분들이 대부분이실 겁니다. 동결건조는 현시대에 많이 사용되고 있는 건조법으로 요리화학에서 반대대는 기법으로 열풍건조가 있습니다. 동결건조의 원리로 인하여 식품의 유통기한을 매우 길게 만들 수 있는데요. 오늘 이 시간에는 동결건조에 대하여 알아보도록 하겠습니다. 동결건조는 식품을 더 편하게 운반하거나 보존하기 위해 재료를 얼린 다음 용기 내부의 기압을 진공에 가깝게 낮추어 고체 상태로 있는 용매를 물이 승화시키며 건조하는 방식입니다. 동결건조하게 되면 재료의 수분이 줄어들며 수분은 아예 없게 되고 세균과 같은 효소가 작용을 할 수 없고, 수분의 유입을 막게 되면 상온에서 20년 이상 보관할 수 있게 됩니다. 냉동 건조는 다른 열풍건조와 같은 방법에 비해 영양분이나 세포를 덜 손상시켜서 더욱 효과적입니다. 물체의 수분을 냉동 건조 시켜 얼음이 있던 자리에 미세한 기포가 생기는데 이 덕에 수분을 먹였을 때 빠르게 녹아 의약품을 만드는 데에 유리합니다. 하지만 동결하여 건조하는 시간이 오래 걸리고 급속냉동시켜 기압을 낮추고 냉각기를 돌리기 때문에 에너지 소모가 크게 됩니다. 유통기한이 길어지게 되고 보관과 유통이 편리해 우주비행식에 인기입니다. 요리화학의 동결건조의 원리는 1811년 유럽에서 먼저 발명되었는데요. 초기에는 다양하고 복잡한 과정과 좋은 능률이 나오지 않아 외면을 받다가 2차 세계대전이 한창이던 1940년데에 미국에 의해 동결건조의 원리가 많이 사용되게 되었습니다. 동결건조의 원리의 장단점에 대해 알아보도록 하겠습니다. 요리화학에 따라 열에 민감한 물질을 건조할 때 제품의 손상과 별질을 최소화할 수 있고 수분의 침투가 용이하고 부스러지기 쉬운 구조를 가지고 있습니다. 그리고 정밀하고 빠른 재수화가 가능합니다. 하지만 타 건조법에 비해 에너지 비용이 2-3배 높아 고가의 건조법이고 타 건조법에 비해 건조 공정이 길어 비효율적일 수 있습니다. 열에 민감하거나 빠르고 완전한 재수화가 필요한 제품, 고가의 제품등이 동결건조에 적합합니다. 동결건조의 원리의 요리화학 과정에 대해서도 알아볼 텐데요. 동결, 승화, 건조로 3가지 과정이 있습니다. 1. 동결. 동결건조기의 종류와 제품에 따라 달라지지만 요리화학의 평균적으로 건조하고자 하는 재료를 액화질소, 냉장냉동을 통하여 시료를 동결하며 건조된 시료의 미세 구조를 조절한다. 동결 과정에서 시료인 수분이 얼어가면서 얼음 결정으로 분리되고 용질의 농도가 확연히 증가하는 시점을 감지해서 농도와 ph의 급격한 변화를 막아 제품의 막대한 영향을 방지한다. 2. 승화. 동결된 시료를 증기의 부분압을 이용하여 승화를 시켜준다. 물질마다 각각의 승화점이 다르지만 승화하면서 시료의 동결된 수분은 기체가 된다. 열 대다수가 전도열이 낮은 물질을 통해 전달되므로, 열 변화폭을 낮추고 전도된 열을 작게 하여 융해를 피해 주어야 한다. 3. 건조. 승화된 기체를 제거해 준다. 승화된 용매는 다시 물질을 젖게 만들 수 있어 건조하여 없애줍니다. 진공상태에서 열을 가하여 15-30도의 온도에서 1차로 건조해줍니다. 열풍건조에 비해 결정성의 증가폭이 작고 동결건조의 원리 특성상 미세구조를 잘 보존하고 있어 물과 다시 만났을 때 침투를 빠르게 합니다. 요리화학의 발달로 발명된 동결건조기법은 기존의 열풍건조에 비해 원물질이 잘 보존되고 유통기한이 확연히 늘어나 컵라면, 우주 식품등 다양한 식품가공분야에 사용되어 많은 관심을 가져줄 필요가 있습니다. 오늘은 이처럼 새로운 요리화학의 전문지식인 동결건조의 원리를 알아보았습니다. 그전에는 알지 못하였지만 이제는 동결건조의 원리를 알게 되었으니 컵라면과 우주 식품등을 듣거나 보았을때 무심코 지나가지 않고 확실히 인식할수 있는 요리화학가가 되었습니다. 다음 시간에는 또 하나의 요리화학 조리법인 리버스 시어링의 방법에 대해 알아볼것이니 많은 정보를 얻어서 요리화학의 전문가가 되어 가시길 바랍니다.