Diffused Quantity Prediction Model and Diffusion Coefficient of Gel Food in the Mass Transfer Process

겔 식품의 물질전달공정 중 확산량 예측모델 및 확산계수

A capillary method was used to evaluate the properties of mass transfer process and diffusion coefficients in the gel food. Amaranth dye was selected as a diffusant material to visualize the degree of diffusion procedure easily. After contacting cylinder containing agar gel with amaramth dye solution for some hours, the gel was cut to five segments by 0.5 cm in length. The diffusant concentration from the segments were measured by the spectrophotometer at 523 nm. Prediction models for the diffused quantities in gel food were established by the regression program of SPSS package program. Generally, diffusion coefficient can be calculated by Fick's second law, however, it will be determined by using numerical analysis method more easily. Finally the diffusion coefficients in this research were calculated by arithmetic mean of the measured values. As raising gel agent concentration, the mean diffusion coefficient tended to decrease because the obstruction effect came to become significant.

Gel식품의 구조적 특성을 밝히는 일은 특수한 장치나 분석방법이 요구되어 왔으나 본 연구에서는 조작이 간편하고 확산식에 잘 맞는 농도의 해를 구할 수 있는 capillary method를 통해 확산량과 확산계수를 예측하였다. 확산량은 거리, 시간, agar% 농도를 독립변수로 하여 도시하고 추정된 몇 가지 함수식으로부터 SPSS 통계 package 중 regression program을 이용해 단순회귀시켜 R-square가 가장 높은 식을 채택하고 다시 각 독립변수에 대한 함수식을 이용해 다중회귀분석을 실시함으로써 최종 model식을 수립하였다. 기존의 확산계수 예측방법은 Fick의 제 2법칙의 해식으로부터 예측되는 것이 일반적이었으나 그 식이 난해하고 시간이 많이 걸려 본 연구에서는 좀 더 간편한 방법으로 확산계수를 구하고자 수치해석적 방법에 따라 확산계수를 예측하였으며 그 산술평균을 확산계수 D값으로 나타내었다.