집에서 동결건조 하는 법 - jib-eseo dong-gyeolgeonjo haneun beob

동결 건조라고도하는 동결 건조기 는 매우 낮은 온도에서 물질을 동결 한 다음 승화를 통해 액체를 추출하여 물을 고체에서 기체 상태로 전환하는 과정입니다. 이 과정의 주요 장점은 이렇게 추출 된 물이 액체 상태를 거치지 않고 고체에서 기체로 곧바로 통과한다는 것입니다.

동결 건조기 는 3 차원 적 형태와 무결성을 유지하면서 제품의 유통 기한과 보관 기간을 늘리는 데 매우 유용합니다. 식품 산업에서 일반적으로 사용되는 보존 기술로 다양한 유형의 식품에 적합합니다. 고품질의 제품을 생산합니다.

동결 건조기 공정 :

동결 건조는 전문 장비를 사용하여 세 가지 주요 단계로 수행됩니다. 프로세스에는 다음이 포함됩니다.

동결 – 이것은 제품의 구조를 손상시킬 수있는 큰 얼음 결정의 형성을 피하기 위해 신속하게 수행됩니다.

진공 – 제품은 물의 삼중점보다 훨씬 낮은 깊은 진공 상태에 있습니다. 고체, 액체 및 기체 형태의 물질이 공존 할 수있는 지점입니다.

건조 – 물은 승화를 통해 재료에서 빠져 나와 고체 얼음이 다시 액상을 통과하지 않고 기체 증기로 전환됩니다. 낮은 압력 (수 밀리바까지)은이 과정에서 도움이됩니다. 따라서 제품의 구조적 무결성과 화학적 프로필을 높은 수준으로 보존 할 수 있습니다.

동결 건조되는 식품은 일반적으로 어떤 방식 으로든 전처리됩니다. 일반적인 방법에는 제품의 농도, 표면적 증가, 방부제와 같은 성분 추가, 작은 음식 조각의 IQF (개별 급속 냉동)가 포함됩니다 (이로 인해 식품이 자유롭게 흐르고 공정에 더 적합합니다). 전처리는 일반적으로 사이클 타임의 요구와 제품 품질의 고려로 인해 수행됩니다.

동결 건조기 vs 탈수기 : 차별화 요소

보존 방법

탈수기는 건조 식품의 질감, 영양가 및 풍미를 최대한 보존하면서 수분 함량을 극적으로 줄이는 뜨겁고 건조한 환경을 만들어 식품에서 수분을 제거합니다. 일반 오븐과 달리 식품 탈수기는 완벽한 온도를 만들어 음식을 실제로 조리하지 않으면 서 뼈가 건조 해집니다. 최종 결과는 단단하고 부서지기 쉬우거나 거미 모양의 질감을 갖습니다 (즉, 수분 함량이 완전히 제거되지 않았기 때문입니다. 일부 탈수 된 과일과 채소에는 여전히 물이 30 %까지있을 수 있습니다 남은 콘텐츠).

동결 건조기는 식품 보존 분야에서 비교적 새로운 기술입니다. 냉동 건조는 최첨단 식품 보존 기술입니다. 다행히도 냉동 건조기는 이제 훨씬 더 작고 가정에서 사용할 수 있으므로 집에서 음식을 냉동 건조하기 위해 더 이상 부피가 큰 첨단 장치가 필요하지 않습니다. 동결 건조기는 진공실의 온도를 급격히 0 이하로 떨어 뜨린 후 서서히 올려서 식품을 보존합니다. 식품의 물이 급속히 얼었 다가 천천히 증발하여 식품의 질감, 풍미 및 영양소를 더 잘 보존 할 수 있습니다. .

수분 함량

상업용 탈수기는 식품에 함유 된 수분 함량의 90 ~ 95 %를 제거하는 반면 동결 건조기는 식품에서 수분을 98 ~ 99 % 제거하도록 설계되었습니다. 대부분의 과일과 채소는 80 ~ 95로 구성되어 있습니다. 대부분의 육류에는 물이 50 ~ 75 % 포함되어 있습니다.

영양가

보존 식품의 영양가에 관해서는 동결 건조기가 밝게 빛납니다. 동결 건조기는 식품 초기 값의 약 97 %를 보존 할 수있는 것으로 추정되며, 이는 동결 건조 식품이 신선한 식품만큼 영양가가있을 수 있음을 의미합니다.

대조적으로, 식품 탈수기는 원래 영양가의 50 ~ 60 % 만 보존 할 수 있는데, 이는 주로 건조 과정이 동결 건조기 에서처럼 갑작스럽지 않기 때문에 미네랄과 비타민이 분해되는 데 충분한 시간이 있음을 의미합니다.

식품을 탈수하면 비타민 A, C, B 군의 비타민 (니아신, 리보플라빈, 티아민 등)이 많이 손실됩니다. 동결 건조 식품은 비타민 C가 부족할 수 있으므로 일부 비축을 기억해야합니다.

평균 유통 기한

영양가 외에도 건조 식품의 유통 기한은 프리 퍼에게도 중요합니다. 유통 기한은 주로 탈수 또는 동결 건조 과정에서 음식에서 제거 된 수분의 양에 따라 다릅니다.

동결 건조기는 탈수기보다 식품의 유통 기한이 더 긴 것으로 추정됩니다. 예를 들어 과일과 채소는 탈수기를 사용하면 평균 저장 수명이 15 년이고 동결 건조기를 사용하면 평균 저장 수명이 25 년입니다.

그러나 DIY 탈수기로 건조 된 식품의 유통 기한은 평균 1 년입니다.

질감과 맛

이것은 동결 건조기가 다시 맨 위로 손을 내밀었던 곳입니다. 냉동 건조는 열을 많이 필요로하지 않기 때문에 냉동 건조 된 음식은 탈수 된 음식보다 맛, 모양, 냄새가 더 좋습니다.

즉, 영양소와 풍미는 과정 중에 증발하지 않고 음식 자체와 함께 보존됩니다. 원래 식감도 그대로 보존되어있어 냉동 건조 식품은 수분을 보충하지 않고도 간식으로 먹을 수있을 정도로 맛이 좋기 때문에 장시간 하이킹과 도청 시나리오에 이상적인 옵션입니다. 건조 식품은 탈수 식품보다 가볍기 때문에 초경량 배낭 여행 및 가족 캠핑 여행을위한 완벽한 선택입니다. 따라서 판매용 동결 건조기를 찾고 있으며 옵션에 대해 자세히 알고 싶다면 우리가 도와드립니다.

식품 동결 건조기의 미래 :

소비자의 취향과 경제적 고려 사항이 진화함에 따라 매장에서 쉽게 구입할 수있는 고품질 영양 식품에 대한 필요성이 커지고 있습니다. 세계가 더 연결됨에 따라 식품의 저장 및 운송은 정부와 기업의 고려 사항이되고 있습니다.

동결 건조는 끊임없이 진화하는 사회의 기준과 요구를 충족하는 테스트를 거쳐 입증 된 기술입니다. 딸기부터 닭고기, 커피, 차, 패스트리 재료 및 즉석 식사에 이르기까지, 보존 방법으로서의 동결 건조는 그보다 더 앞선 미래가있을 것입니다.

식품을 건조시키는 이유는 보존성이 좋아지고 식품에 따라서는 건조시킨 것이 더 식감과 영양성분이 좋아지기 때문입니다. 

식품건조방법 차이점 

식품을 건조시키는 방법에는 크게 자연건조와 인공건조 두가지로 나눌 수 있습니다. 

◆ 자연건조

태양초등 햇볕에 말리거나 그늘에서 말리는 등의 방법입니다. 시간과 수고 그리고 공간도 필요해지지만 비용이 낮게 듭니다. 

대량생산과는 맞지 않고 날씨의 영향을 많이 받고 안정된 품질을 보장할 수 없습니다. 

◆ 인공건조 

산업적으로 대량생산할 수 있고 날씨와 관계없으며 인공적으로 수분을 제거하게 됩니다. 가장 일반적인 것이 뜨거운 열을 이용하는 방법이지만 식품에 따라 열로 인해 변성되는 등의 문제도 있습니다. 

따라서 저온건조, 진공동결건조, 가압건조 등을 이용하기도 합니다. 

열풍건조 , 저온건조 

열원에서 발생하는 열을 바람으로 식품에 쐬어주는 방법입니다. 간단한 장치로 건조시간은 단축되지만 식품건조정도의 차이가 발생해 바깥쪽이 수축되고 딱딱해지게 됩니다. 

식품영양성분 등에 열이 미치는 영향을 억제해야할 때는 시간은 좀 더 걸리겠지만 저온건조를 하게 됩니다. 

20~30도의 건조한 공기를 쐬어주기 때문에 영양소 파괴가 적어 채소와 과일 건조에 이용되는 경우가 많습니다. 

지방이 많은 생선을 말릴 때에도 산화를 방지하기 위해 저온건조를 하는 경우도 있습니다. 

분무건조 

액상의 식품을 순간적으로 수분을 제거해 분말로 건조시킵니다. 커피분말이나 스팀밀크 등을 만들 때 이용됩니다. 열에 의한 식품 열화는 적지만 완성되는 분말량에 비해 액체의 양이 많이 필요하게 되어 건조장치도 커지게 되는 단점이 있습니다. 

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최근 수정 시각: 2022-10-26 09:03:50

• 화학
• 건조식품

건조의 종류

분무
건조

열풍
건조

동결
건조

자연
건조

진공
건조

1. 개요2. 상세3. 동결건조의 장단점4. 동결 건조 사용 제품5. 동결 건조 원리

5.1. 1단계5.2. 2단계5.3. 3단계

1. 개요[편집]

凍結乾燥 / Freeze-drying or Lyophilization

다른 말로 냉동건조(冷凍乾燥)라고도 한다. 용기의 온도를 급격하게 낮추어 건조시키고자 하는 재료를 얼린 다음 용기내부의 압력을 진공에 가깝게하여 재료에 포함된 고체화된 용매를 바로 수증기로 승화시켜 건조하는 방법이다. 조직은 수축하지 않고 얼음결정이 생긴 자리가 공간이 생겨 가볍고 복원성이 좋은 제품이 된다.


1811년에 처음 나오긴 했지만 그 과정이 복잡해 끽해야 광견병 치료제에 사용되는 물질이 변질되지 않도록 하게 하는 정도로만 그쳤는데 2차대전이 터지고 미군이 노르망디에 상륙하면서 엄청난 수의 사상자가 발생하자 수요가 공급을 초과하게 되면서 보관기간이 짧아 변질되기 쉬운 기존의 혈액보관법을 혈액을 동결건조로 혈장화시켜 보관기간을 대폭 늘리는 방법으로 수많은 미군 장병들을 구하게 된다.

동결건조는 오렌지 주스를 가루화시켜 전투식량에 포함시키게 했고 후에 2차대전이 끝나자 미닛메이드란 브랜드가 태어났고 이 기술로 혈장화시켰던 생산공정은 나중에 커피를 동결건조시켜서 맥스웰하우스란 브랜드가 태어난다.

2. 상세[편집]

의학용의 경우는 열에 의한 수소결합 변형이 큰 재료[1]를 온전히 건조시키는 데 사용하며 식품의 경우에도 맛을 잃지 않으면서 물을 넣어 되돌렸을 때 식감의 복원력이 뛰어난 보존식품을 만들 수 있는 장점이 있기에 많이 사용한다. 식감의 복원력이 뛰어나게 되는 이유는 동결건조로 급속냉동할 시 식품속의 물 분자가 더 적게 팽창하여 식품 본래의 분자구조에 영향을 덜 미치기 때문이다. 화학 물질들 중 상온 또는 고온에서 반응성이 있는 물질들의 용매를 제거할 때 역시 사용할 수 있다.

3. 동결건조의 장단점[편집]

동결건조를 하는 이유로는 보통 열에 민감한 물질의 손상을 최소화하기 위해서 이다. 즉, 물질의 비활성화에 딱 맞는 방식이다. 이들 물질은 상온 또는 고온에서 반응할 위험이 크다. 또한 조밀하고 깔끔한 충전이 가능하며, 빠르고 빈틈없는 재수화(再水和)가 가능하다. 부스러지기 쉬운 구조에 알맞으며, 수분의 유입이 쉬운 점도 장점이다. 혈장이나 혈청과 같은 물질을 저온에서 건조시켜 분말로 만들게 되면, 장기간 보존할 수 있다.

그러나 동결건조도 결국 건조이기 때문에 물을 제거 했을때 변형이 심각한 물질이라면 물을 다시 붓는다고 원래대로 돌아가리라 확신할 수 없다. 예를 들어 결정성을 보이는 친수성 고분자를 물에 녹인 경우, 동결건조 시 물이 빠져나가며 결정성이 증가하여 가열없인 물에 녹지 않게 되는 경우가 흔히 존재하며 이를 이용하여 조직공학에서 다공성 지지체(scaffold)를 제작하기도 한다. 즉 동결건조도 만능은 아닌셈.

4. 동결 건조 사용 제품[편집]

주로 동결 건조에 사용하는 제품은 열에 민감하거나 초소의 소립자가 필요한 제품, 또한 정밀한 충전이 필요한 제품, 고가의 제품, 빠르고 완전한 재수화가 필요한 제품 등이 포함된다. 동결건조 제품이 타 제품보다 비싼 건 이 때문이다. 식품 분야에서는 주로 과일이나 식료품 등에 사용된다. 국군의 전투식량에도 자주 사용된다. 불로에서 나온 동결건조 비빔밥 등이 여기에 포함되며, 맛은 괜찮은 편이다.

더불어 생명과학/생명공학/의학에서도 지지체(scaffold)를 만들때도 사용되며, 여러가지 시료를 분말형태로 만들때도 널리 사용된다.

일상생활에서 쉽게 볼 수 있는 예로는 황태가 있으며, 라면의 건더기 스프에 있는 채소를 건조 시킬 때 사용된다. 또 인스턴트커피에 사용되는 커피 추출액을 말릴 때에도 사용이 되고 우주 식품을 만들 때에도 사용되기도 한다.

낚시에 사용하는 미끼를 동결건조시키기도 한다.

5. 동결 건조 원리[편집]

동결 건조의 공정방식은 3가지로 뼈대가 이루어져 있다. 이 3가지는 각각 동결(凍結)단계, 승화(昇華)단계 그리고 건조(乾燥)단계로 이루어져 있다.

5.1. 1단계[편집]

동결이란 어는 걸 말한다. 동결건조기의 종류에 따라 다르지만 일반적으로 액체질소나 냉장고에 원하는 물질을 넣어 원하는 시료를 동결시킨다. 온도를 낮추는 속도나 방법에 따라 건조된 시료의 미세구조(microstructure)를 조절할 수 있다.

용액에 온도가 떨어지는 과정에서 냉각속도가 느리다면 용액이 포화상태에 도달한 후 과포화되면서 용질의 결정체가 침전된다. 이 과정에서 용매와 용질의 상분리(phase separation)가 일어난다. 냉각속도가 매우 빠를 경우 용질이 용액에서 분리되지 못한 상태로 얼어붙을 수 있다.

공융점은 물질이 완전한 결정체에 도달하는 위치로 물질이 하나 이상의 용질 결정체를 포함하는 경우에 유사한 현상이 나타나 각 구성 요소의 어는점보다 낮다.

5.2. 2단계[편집]

얼어붙은 시료의 압력을 낮추게 되면, 얼어붙은 용매가 고체에서 액체로 액화를 겪는 상태를 지나 고체에서 기체로 승화할 수 있는 상태가 된다. 압력을 낮추다보면 물질에 따라 다르지만 승화점 또한 낮아지고 결국 시료 내의 용매(일반적으로는 수분)는 승화하여 기체로 날아가게 된다.

기계에 따라 다르지만, 일반적으로 압력을 낮추기 위해 공기를 빼주는 과정에서 승화가 일어나고 결국 빠지는 공기와 함께 기체가 된 용매가 같이 날아가게 된다.

5.3. 3단계[편집]

얼어 붙는 과정에서 이미 고체가 되어버린 용매는 승화점 이상의 온도에서 기화되게 되며 고체에서 기체로의 상변화(phase transformation)는 용질을 젖게 만들지 않기 때문에 처음 시료의 구조를 유지한 상태로 용매만 제거되게 된다.

흔히 사용되는 물-녹말 혹은 물-셀룰로오스 성분계에서는 물에 팽윤되어 있을때에 비해 건조된 고체의 결정성이 증가한다. 다만 열풍건조에 비해서는 결정성 증가의 폭이 작으며 기공이나 섬유상 같은 미세구조를 잘 유지하고 있기 때문에 다시 물에 담갔을때 물이 침투하는 속도가 빠른 편이다.

6. 기기 종류[편집]

7. 기타[편집]

• 동결기와 건조기, 별도의 두 장치를 통해 할 수도 있다. 이때 시간 간격이 용매가 녹지 않을 정도로 짧아야한다

• 동결건조한 과일칩을 유아들 간식으로 자주 판매한다. 다만 동결건조한 과일 특성상 미세한 건조과일가루가 굉장히 많이 나는 편이라 아이들 폐에 들어가지 않게끔 주의가 필요하다.

[1] 박테리아, 바이러스, 혈액류, 효소나 항체등.[2] 출처