Pilot Scale 연속식(連速式) 김치순간살균(瞬間殺菌) 장치(裝置)의 설계(設計) 및 제작(製作)

Design and Fabrication of a Pilot Scale Continuous Kimchi Pasteurizer

김치로부터 김치액(液)만을 분리(分離)하여 가열살균(加熱殺菌)한후 고형물(固形物)과 재혼합(再混合)하는 살균방식(殺菌方式)을 공업적(工業的) 김치생산(生産)에 적용(適用)시키기위해 pilot scale 연속식(連速式) 살균장치(殺菌裝置)를 설계(設計) 제작(製作)하여 설계기준(設計基準) 및 제작방법(製作方法)을 제시(提示)하였고 장치(裝置)의 열수지분석(熱收支分析)을 통해 장치(裝置)의 적정설계(適正設計) 및 제작(製作) 여부(與否)를 검토(檢討)하였다. 살균장치(殺菌裝置)는 김치액분리(液分離) 혼합부(混合部), 여열부(予熱部), 살균부(殺菌部), 여냉부(予冷部) 및 냉각부(冷却部)의 5개부(個部)로 구성(構成)하였다. 살균장치내(殺菌裝置內) 열교환부(熱交換部)의 소요관(所要菅)길이는 김치액(液)의 유속(流速) 5 kg/min, 총괄열전달계수(總括熱傳達係數) $1,000Kcal/m^2{\cdot}h{\cdot}^{\circ}C$로 가정(假定))하여 다음식(式) $W{\;}C_p{\Delta}T=U{\;}(2{\pi}RL){\Delta}T_m$에 의해 결정(決定)하였다. 관내(管內)에서의 물의 유속(流速)이 41/min일때 여열부(予熱部), 살균부(殺菌部), 여냉부(予冷部), 냉각부(冷却部)에서의 총괄열전달계수(總括熱傳達係數)는 각각(各各) 875, 1,398, 2,036, $288Kcal/min{\cdot}h{\cdot}^{\circ}C$이었으며 장치(裝置)의 설계온도(設計溫度)와 실제(實際) 실험치(實驗値)가 비교적 잘 일치(一致)하였다. 무우김치를 시료(試料)로 사용해 본(本) 장치(裝置)의 살균효과(殺菌效果)를 조사해본 결과 $25^{\circ}C$에서 김치 저장기간(貯藏期間)을 비살균구(非殺菌區勾)에 비해 현저히 연장(延長)할 수 있었다.

In order to study the feasibility of industrial application of Kimchi juice separation-pasteurization method, a pilot scale Kimchi pasteurizer was designed and fabricated. The apparatus consisted of five sections: Kimchi juice separation-mixing, holding, precooling and cooling sections. Stainless steel pipelengths required for the heat exchanging sections were determined based on an equation, $W{\;}C_p{\;}T{\;}={\;}U(2{\;}RL){\;}T_{1m}$. Overall heat transfer coefficients in preheating, holding, precooling and cooling sections were 875, 1398, 2036, and $288{\;}kcal/m^2h^{\circ}C$ at the flow rate of 4 l/min, respectively, and temperature profiles of each section were in good agreement with those predicted from design criteria. A preliminary test using Chinese radish Kimchi demonstrated that this method can effectively be used in commercial processing of kimchi.