마이크로파 살균, 고주파유전가열, 탄산가스 가압살균 (123)

Micro wave 가열

 

원리

magnetron으로부터 생성된 2.45GHz의 micro wave를 이용하여 극성을 가진 식품분자의

회전에너지, 진동에너지, 운동에너지를 열에너지로 변환하여 대상을 발열시킨다

 

마이크로파가열기의 구성

발진기 (power monitor)

가열관체 (cavity)

도파관 (wave guide)

제어판 (controller)

 

 

문제점

 1. run-away 효과

   ① 식품성분간의 비유전율 차이로 발생되는 가열정도의 차이

   ② 냉동식품 해동 시 주로 발생

       → 냉동식품의 손실계수가 작은 부분이 먼저 해동되면서

           손실계수가 커져 micro wave의 에너지를 많이 흡수 → 부분 과열

   ③ 억제 방법

      - micro wave의 간헐적 조사

      - micro wave 에너지 조절 → 완만한 온도상승 유도

      - 냉풍으로 과열된 부분을 냉각

 

 2. edge효과

   ① micro wave가 식품의 끝이나 모서리부분에 집중되어 발생하는 가열 정도의 차이

   ② 억제방법은 run-away 효과와 동일

 

 3. 설비 비용이 높다

 

 4. micro wave영역 내에서 온도측정이 불가능하다

 

 

장점

 1. 식품만 가열하고 매체나 금속류는 가열되지 않는다

 

 2. 열효율이 우수하여 단시간에 승온이 가능하여 공정시간이 단축된다

 

 3. 고형식품이나 고점도 식품을 변색없이  살균이 가능하다

 

 4. 가열공정의 자동화가 용이하다 

 

 

 

 

 

고주파 유전 가열

 

정의

 1. 평행한 2개의 평판형 전극사이에 식품을 밀착시키고 고주파를 발생시켜 가열하는 방식

 

 2. Micro wave가열방식이 보급되어 있고 설비상의 문제, 안전관리상의 문제로 인하여 살균목적으로 이용은 거의 없다

 

 3. 식품의 해동용으로 이용한다

 

원리/특징

1. 관체 내에 위치한 2개의 전극판 사이에 식품을 밀착시키고

1Kw의 출력으로 고주파를 조사하여 가열한다

 

2. 주파수가 micro wave보다 작은 13.56MHz를 사용하기 때문에 침투깊이가 깊고 전체적으로 균일하게 가열된다

 

3. 전극판에 식품이 고르게 밀착되어야 균일한 가열이 가능하므로 포장재의 형태 및 내용물의 형태에 제한을 받는다

 

 

 

탄산가스 가압살균법

 

정의

대상 미생물을 수십 기압 이상의 가스압에서 수 분에서 수 시간 가압하여

미생물 세포 내로 가스를 용해시킨 후 대기압까지 감압하여 미생물세포를 파괴, 사멸시키는 살균법

 

 

영향을 미치는 요인들

1. 가스의 종류 : 식품의 안전성이나 경제성을 고려하여 탄산가스 이용

 

2. 압력 : 압력이 높을수록 살균효과 증대

 

3. 온도 : 온도가 높을수록 살균효과가 증대되며 약 40℃에서 충분한 살균효과

 

4. 접촉시간 : 접촉시간이 길수록 살균효과가 증대

 

5. 살균대상 : 세균 포자의 살균은 불가능

 

6. 수분함량 : 수분이 많을수록 살균효과 증대

 

7. pH : 살균 대상을 산성으로 조정하여 살균효과 증대

 

 

살균 mechanism

1. 가압시 고압가스의 치사작용

미생물 세포 내에 용해된 가스가 미생물 세포 내의 pH를 저하시키고 효소를 불활성화하며

세포벽 구성성분을 추출하여 세포의 기능을 저하시키며 세포 내 산소결핍으로 호기성 미생물의 생육을 억제

 

2. 감압시 고압가스의 급속감압에 의한 기계적 효과

미생물 세포 내에 용존하는 가스가 세포 밖으로 급속하게 방출되면서 세포의 기계적 파괴를 초래