비정상 상태 열전달에 의한 가래떡의 열전도도 측정 = Simulation of thermal conductivity of Rod Type Gelatinized and Extruded Rice Product garaeduk under unsteady state heat transfer condition.
저자
발행사항
김해: 인제대학교 대학원, 2013
학위논문사항
학위논문(석사) -- 인제대학교 일반대학원: 식의약생명공학과 식품공학 전공 2013.02
발행연도
2013
작성언어
한국어
주제어
DDC
664.725 판사항(20)
발행국(도시)
경상남도
형태사항
vii,37 p: 삽화; 26 cm.
일반주기명
지도교수: 김재철
참고문헌: p.27-30
소장기관
가래떡은 우리나라에서 가장 대중적으로 쌀을 가공하여 만들어 먹는 전통 식품 중의 하나 이다. 오늘날 가래떡은 상업적으로 대량 생산되어 소비되는 추세다. 하지만 대량 생산 공정에서 미생물의 오염 또는 재오염을 막기 위한 공정은 전체 생산 공정에 비해 극히 일부 또는 짧은 공정으로 이루어지고 있다. 따라서 가래떡의 미생물 재오염을 막기 어려운 실정이다. 전분질 원료인 쌀가루를 호화한 뒤 기계적으로 압출하여 나온 가래떡의 기하학적 중심온도는 90℃가 넘는다. 뜨거운 가래떡 제품이 압출되어 나오는 즉시 가래떡 제품 특유의 쫄깃한 조직적 특성을 얻기 위해 차가운 냉각 수조에 침수 시킨다. 전체 공정 중 냉각공정은 무균적 환경에서 대량생산을 할 경우 생산성을 결정짓는 가장 중요한 공정 중 하나로 예상한다. 따라서 적정 냉각 설비조건을 갖추기 위해서는 가래떡의 냉각속도를 아는 것이 대단히 중요하다. 가래떡의 냉각속도를 결정하기 위해서는 열전도도를 알아야 한다. 가래떡의 열전도도에 대한 조사는 이루어진 것이 없는 것으로 보인다. 비정상상태의 열전달현상을 이용하여 가래떡의 열전도도를 예측하기 위하여 가열과 냉각 과정을 통해 측정한 열전도도를 서로 비교해 보았다. 전자파가열기로 가열 시킨 뜨거운 가래떡을 5℃ 항온 수조에 넣은 후 일정한 측정 시간마다 가래떡 중심 온도 와 중심에서 표면 사이의 중간 지점 온도를 측정하였다. 또한 90℃ 항온 수조에 실온의 가래떡을 넣은 후 일정 시간마다 가래떡 중심 온도와 중심에서 표면 사이의 중간 지점 온도를 측정하였다. 측정하여 얻은 온도비 값과 모사하여 얻은 온도비값이 일치하는 열전도도 값을 가래떡의 열전도도 (k)로 정하였다. 실험 결과 냉각 시 가래떡의 열전도도 (k)는 최고 0.6 W/m·K에서 최저 0.4 W/m·K, 가열 시 가래떡의 열전도도 (k)는 최고 0.9 W/m·K에서 최저 0.3 W/m·K의 범위에 존재하였다. 모사 과정에서 제시한 열전도도(k) 범위는 가래떡과 유사한 성분 조성을 가지는 생감자, 냉동감자, 쌀의 생전분의 열전도도 (k)값인 1.09 W/m·K에서 0.2 W/m·K 사이로 정하였다. 이러한 가래떡의 열전도도 측정 실험에서 유사 식품들의 열전도도값 범위 내에서 가래떡의 열전도도값이 나왔으며, 가래떡 냉각 시 최고·최저값과 가래떡 가열 시 최고·최저값의 범위가 크게 차이가 나지 않는다는 결과를 얻었다. 이렇게 얻어진 결과를 바탕으로 실제 가래떡 생산 현장에서 냉각수가 담긴 수조에서 뜨거운 가래떡이 머무는 체류시간을 정확하게 측정할 수 있다. 또한 열전달 계수를 높이고 체류시간을 줄일 수 있는 방법으로 냉각설비를 개선해야할 필요성을 제시하였다.
더보기Rod type gelatinized and extruded rice product, known as garaeduk, is one of the most frequently consumed processed rice products in Korea. Currently, commercial production of garaeduk is prohibited mainly by short period of preservation as a result of difficulties in microbial control through the entire processes for mass production. Immediate immersion of the rod-type product with more than 90 ℃ at geometrical center, which is made by extruding heat-gelatinized rice flour, into cold water is necessary for rapid cooling and obtaining characteristic textural properties of the product. Preliminary estimation of thermal conductivity of the rod-type product was undertaken to find residence time in cold water bath for continuous cooling process. Unsteady state heat transfer for infinite cylinder was assumed reasonably since rod-type product is continuously fed into the cooling water bath during garaeduk manufacturing process. Thermal conductivity ranged from 0.6 to 0.4 W/m·K during cooling precess and from 0.9 to 0.3 W/m·K during heating precess. Preliminary simulation of thermal conductivity of garaeduk suggests that increasing heat transfer coefficient is crucial to decrease residence time in cooling water bath which is very important for productivity avoiding microbial recontamination.
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