텐터의 성능을 결정하는 요인은 여러 가지가 있으나, 섬유의 종류 또는 가공 공정의 목적에 따라 적절한 건조속도 및 효율성, 원단의 전 폭에 걸친 건조 균일도, 습윤 공기의 자동 배출, 원단의 장력 및 오버피드, 그리고 각종 자동화 제어 장치의 활용 등으로 구분되어 질 수 있으며, 그러므로 텐터기 챔버 내부의 공간구조에 따른 비효율적 유로형상과 공기 분사노즐 정확한 압력 및 온도분포에 대한 현장 기초자료를 확보하여 텐터의 에너지 절약 및 건조 원단의 품질을 향상시킬 수 있는 구조의 설계가 요구된다.
최근 고유가 시대를 맞이하여 에너지 다소비 공정인 건조 공정의 에너지 효율을 향상시키기 위한 방법으로 과열증기를 이용한 건조방식이 많은 관심의 대상이 되고 있다. 이 기술은 과열증기를 건조매체로 사용하여 피건조물을 건조하는 방식으로써 고온의 증발 증기를 재활용함으로써 에너지를 절약할 수 있고 건조된 제품의 품질이 향상되며 환경오염 물질의 배출을 최소화 할 수 있는 등의 장점이 있다. 본고에서는 과열증기를 이용한 건조기술의 원리와 관련 연구들을 소개한 후 건조기 형태에 따른 과열증기의 이용 사례 및 산업적 응용분야에 대하여 중점적으로 소개하고자 한다.
식품의 가공공정에서 투입되는 에너지의 절감을 위한 방안으로 대표적이 농산물 건조제품인 인삼의 건조과정에서 PEF를 처리함으로써 건조효율에 미치는 영향과 PEF를 처리하여 건조한 인삼인 백삼의 열수 추출과정에서의 추출효율에 미치는 영향을 분석하였다. 4년근 수삼을 2 kV/cm, 200 Hz, 7초의 조건으로 PEF를 처리하여 $55{\pm}1^{\circ}C$에서 건조한 결과 건조시간을 약 38% 단축시킬 수 있는 결과를 얻었다. 건조한 백삼을 $95{\pm}1^{\circ}C$로 추출한 결과 무처리에 비해 2 kV/cm, 25 Hz, 7초간 PEF 처리한 건조 백삼, 2 kV/cm, 200 Hz, 7초간 PEF 처리하여 건조한 백삼의 열수 추출물의 고형분 함량, 환원당 함량, 유리당 함량 등에서는 유의적인 차이를 나타내었으나 당도와 진세노사이드 함량에서는 부분적인 유의적 차이만을 나타내었다. 이러한 결과를 감안할 때 수삼에 PEF를 처리함으로써 건조시간을 효과적으로 단축시킬 수 있고 추출시에도 가용성 고형분의 추출시간을 단축할 수 있는 유용한 수단이 될 수 있을 것으로 판단된다.
까나리 액젓 부산물을 이용하고자 단백질 효율이 뛰어난 건조 비지를 혼합하여 압출성형을 하였고, 통계적 모델링과 분석을 통하여 혼합비에 따른 압출성형물의 최적화를 이루었다. 수학적인 모델과 trace plot을 이용하였을 때 건조 비지는 압출성형물의 단백질을 증가시키고, 까나리 액젓 부산물과 상호작용을 일으켜 절단파손강도를 강하게 함을 알 수 있었다. 하지만 압출성형물내에 건조 비지가 증가함에 따라 회분과 염도는 감소하였고, 각각의 성분이 독립적으로 작용한 지방과 색도는 증가시키는 경향을 보였다. 건조 비지를 첨가한 최적의 압출성형물을 결정하기 위해 각 반응의 canonical 계수를 이용하여 수적 최적화를 한 결과 까나리 액젓 부산물 15.83%, 건조 비지 44.17%, 밀가루 40%로 나타났고, 혼합물 성분 모형을 중첩시킨 모형적 최적화에서는 까나리액젓 부산물 15.74%, 건조 비지 44.26%, 밀가루 40%로 나타났다. 최적화된 압출성형물이 제조하여 동물실험을 하였을때 건조 비지를 첨가한 압출성형물이 대조군과 비교하여 낮은 식이효율을 보였으나 단백질 함량의 증가가 식이효율에 주요하게 작용하여 대조군과의 차이를 줄이는 것으로 나타났다.
참나물을 원적외선 건조기와 원적외선-진공건조기를 사용하여 건조할 때 건조조건에 따른 건조속도, 색도, 미생물 변화, 갈변도, 수화복원성 및 관능검사 등 건조참나물의 품질변화에 미치는 영향을 조사하였다. 참나물의 건조속도는 건 조온도를 5$0^{\circ}C$, 6$0^{\circ}C$ 및 7$0^{\circ}C$로 하여 원적외선-진공건조를 하였을 때는 원적외선 건조한 경 우보다 건조시간이 약 17%이상 단축되었다. 색도변화는 건조온도가 높을수록 증가되었으며 원적외선진공건조가 원적외선보다 그 변화율이 작았다. 건조시간에 따른 참나물의 미생물변 화는 건조온도가 높을수록 그리고 건조시간이 길어질수록 감소하였으나 건조방법에는 큰 영 향을 받지 않았다. 건조방법과 건조온도에 따른 참나물의 수화복원성은 원적외선-진공건조 시료가 원적외선 건조시료보다 재수화 특성값이 높았으며, 특히 건조온도가 높을수록 복원 률이 우수하였다. 재수화 후의 관능적 품질은 낮은 온도에서 그리고 원적외선 건조 참나물 보다 원적외선-진공건조 참나물이 높은 점수를 얻었으며, 특히 관능적 색도면에서는 원적외 선 건조보다 원적외선-진공건조를 행한 경우에 훨씬 좋은 점수를 나타내었다. 따라서 원적 외선-진공건조를 사용할 경우 원적외선 단독보다는 건조 효율이 증대되며, 복원성과 색도의 안전성을 증진시킴으로써 참나물의 품질저하를 최소화할 수 있었다.
폴리에틸렌글리콜과 말토덱스트린을 30, 50, 80% 농도로 처리하여 당근 절편을 건조한 후 동결건조와 열풍건조 처리된 시료와 복원율, 색도, 카로틴 함량, 관능평가 등을 비교, 분석하였다. 당근의 건조시간에 따른 탈수 양은 두 탈수제 모두 탈수제의 농도가 높을수록 최종 탈수되는 수분량이 많게 나타났으며 폴리에틸렌글리콜의 탈수 양이 말토덱스트린보다 많았다. 폴리에틸렌글리콜 처리 당근의 복원율과 카로틴 함량은 다른 건조 방법에 의한 시료보다 61, 67% 정도 높게 나타났다. 또한 색도와 관능 평가에서는 두 탈수제 첨가 처리에 의한 건조방법이 동결건조와 열풍건조와 비교하여 보다 우수한 것으로 분석되어졌다. 따라서 본 연구 결과, 폴리에틸렌글리콜과 말토덱스트린을 이용한 당근의 건조는 시료의 영양 성분 손실 및 세포의 파괴를 최소화하고 신선한 시료 본래의 상태로 복원될 수 있는 효율적인 건조 방법이라고 판단된다.
Maltodextrin 농도 30, 50, 80% 처리로 고추를 건조 한 후, 동결건조와 열풍건조 처리된 시료와 복원율, 색도, 관능 평가를 비교, 분석 하였다. 고추의 수분함량 측정 결과, maltodextrin의 농도가 높을수록 최종 탈수되는 수분량은 많았고, 건조된 고추의 복원율은 maltodextrin 처리가 다른 건조 방법 보다 높은 복원율을 가졌다. 색도에서는 동결 건조와 유사하였고 열풍건조 보다는 우수하였다. 관능 평가에서는 동결건조와 열풍건조 시료와 비교하여 maltodextrin 처리한 고추가 보다 우수하였다. 따라서 본 연구 결과, maltodextrin을 이용한 고추건조는 시료의 영양성분 손실 및 세포의 파괴를 최소화하고 신선한 시료 본래의 상태로 복원될 수 있는 매우 효율적인 건조방법이라고 판단된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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