동결건조에 대해서

동결건조에 대해서

동결건조는 건조기입니다.

건조란 어떤 것을 말하는 걸까요?

건조란 수분을 기화시켜 제거하는 방법으로, 건조물 속의 수분을 물에서 수증기로 상태를 변화시켜 외부로 제거하는 것을 건조라고 합니다.

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동결건조(프리즈드라이)란?

식품을 동결한 상태로 건조하는 방법으로, 수분의 제거 방법은 통상의 건조에서는 액체에서 증발하는 반면 동결건조는 동결한 채 고체에서 기체로 바뀌는 '승화' 형태로 이루어집니다.

1 통상의 건조 → 식품 중의 물은 액체　　　　→ 증발

2 동결건조 → 식품 중의 물은 얼음 (고체) → 승화

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예를 들어 0.1mmHg의 진공 아래에서는 1g의 얼음은 10,000L에도 팽창합니다.이것을 진공 펌프만으로 배기하려면 방대한 장치와 동력이 필요하므로 실용적이지 않습니다.그래서 진공관 내에 저온 냉동 파이프를 두어(콜드 트랩) 승화해 오는 수증기를 동 부피의 얼음으로 부착 응고시켜 버리는 것이 동결 건조 장치 구조의 요점이 됩니다.

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동결 건조 비점

일반적으로 물은 100°C에서 끓어오릅니다.

어려운 표현으로는 지상 대기압(1기압의 압력 환경)에서 물은 100°C에서 비등한다고도 할 수 있습니다.

한라산 정상에서 물을 끓이면 100°C보다 낮은 온도에서 물이 끓는다는 얘기 들어보셨나요?

텔레비전의 버라이어티 프로그램등에서 자주 문제로 나오기도 합니다.

한라산의 산정 부근에서는 지상보다 기압의 압력이 지상보다 낮기 때문에 낮은 물은 85°C~90°C 정도로 비등합니다.

이렇게 물은 기압이 낮은 곳에서는 낮은 온도에서 끓습니다.

동결건조에 있어서 이 끓는점이라는 것이 매우 중요한 요소가 됩니다.

기압을 낮추면 비등한다 .

수분이 기화되어 수증기가 된다.

건조하다'는 현상에서 건조물의 주위 기압을 진공 펌프를 이용해서 낮추면 상온에서 수분을 기화시킬 수 있습니다.

실제로 동결건조가 이루어지는 것은 끓는점 -20°C~-50°C위의 기압 100Pa~13Pa위 부분을 사용합니다.

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동결건조승화

얼음(고체) 상태에서 수증기(기체)로 직접 상태를 변화시키는 것을 승화(소이)라고 합니다.

여기에 필요한 열을 승화열이라고 합니다.

건조에서는 얼음(고체)을 수증기(기체)로 상태로 변화(승화)시키기 위한 열이 됩니다.

이 열은 온도를 올렸다 내렸다 하는 열이 아닌 액체를 고체로, 고체를 기체로 바꾸기 위해 열이 필요합니다.

건조 시 1kg의 얼음을 승화(수증기로 상태변화)시키는 열은 약 765kCal/h 필요합니다.

이상으로부터 동결건조에서는 연속적으로 건조가 이루어지도록 승화분의 열을 선반을 가열하여 공급하고 있습니다.

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동결건조의 원리란?

동결건조의 기본원리는 아래와 같다고 할 수 있습니다.

1.건조물을 동결한다.(반드시 동결시킬 필요)

2. 진공펌프로 감압하여 동결한 건조물의 끓는점을 내리고

3. 낮은 온도에서 건조물의 수분을 승화시켜 건조시킨다.

4. 승화 시에는 열이 필요하므로 선반을 가열하여 승화열을 보충한다.

이와 같이, 동결하고 나서 진공 상태로 해 건조시킨다고 해서, 동결 건조(진공 동결 건조)라고 불립니다.

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