식품의 동결시간 예측 및 동결시간에 영향을 미치는 요인에 관한 연구

Studies on the Freezing Time Prediction and Factors Influencing Freezing Time Prediction

본 연구는 식품의 동결시간에 영향을 미치는 요인에 대해 비교 검토하고. 시료 두께에 따른 동결시간 예측 모델을 유도하기 위해 정지공기식 동결법을 이용하여 피조개 등 4종의 시료에 대하여 실험하였다. 그 결과, 시료의 두께가 두꺼울수록, 표면열전달계수 및 초기온도에 의한 영향은 상당히 급증하였으며, 표면열전달계수의 값이 낮을수록 시료 두께에 미치는 영향은 크며. $150W/m^2^{\circ}C$ 이상에서는 동결시간에 미치는 영향이 거의 유사하게 나타났다. 또한 각 시료에 있어 초기 빙결점이 낮을수록 초기 수분함량이 많을수록, 밀도가 높을수록 동결시간이 길게 나타났고. 열적 물성치의 영향은 밀도, 수분함량, 비열 및 열전도도의 순으로 나타났다. 그리고 시료 초기온도, 초기 빙결점, 동결매체 온도에 따른 시료 두께별 동결 시간을 예측할 수 있는 중직선 회귀방정식을 유도한 결과 실험치와 비교하여 ${\pm}5%$의 오차를 보여 주었다.

The objectives of this investigation were to develop an improved analytical method and to review with respect to experimental parameters and thermo-physical properties influencing the freezing time prediction. The results indicate that the relationship between freezing time and product size is dependent on the surface heat transfer coefficient. As the magnitude of surface heat transfer coefficient decreases, the influence of product size on freezing time becomes more profound. But the freezing time does decrease slightly as the coefficients are increased to values greater than 150 $w/m^2^{\circ}C$. In addition, influence of thermo-physical properties on the freezing time prediction shown generally density, water content, specific heat and thermal conductivity, in order of % difference. Multiple linear regression equation for freezing time prediction were obtained with respect to 4 different food materials with varying thickness.