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Background
당근주스, 녹차, 두유, 커피와 같은 음료는 소비자의 안전을 위해 살균 후 유통된다.
일반적인 살균은 열처리를 통해 미생물을 사멸하는 방식이다.
이때 발생한 고온의 열에너지에 의해 음료가 원래
가지는 맛과 향이 변하고, 영양가가 손실되기
때문에 음료의 품질이 저하된다.
초음파 분산기를 사용하면 저온에서 살균이 가능
하여 제품의 물리화학적 성질, 신선도 및 영양가에
영향을 주지 않게 된다.
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Why Industrial Scale Ultrasonic Processor?
초음파 분산기를 사용하여 대용량의 음료를 처리하기 위해서는 처리 용량이 많아짐에 따라
처리 에너지양도 증가해야 한다. 기존의 초음파 분산기는 처리 용량을 증가시킬 때 probe 의
초음파 발생 면적을 크게 하여 접촉 면적을 증가시키는 방식을 사용하지만, 초음파 발생 면적이
커질수록 amplitude는 대폭 감소되어, 결과적으로 처리 에너지가 균일하지 못하고 감소되는
한계가 있다.
Amplitude가 90~120 ㎛ 인 고출력 probe (high intensity probe)를 사용하면 초음파 발생 면적이
증가하더라도 amplitude를 유지할 수 있어서 대용량의 음료를 처리할 때 미생물을 사멸하기에
충분한 cavitation 에너지가 발생하기 때문에 안전한 음료를 제조할 수 있다.
Application Example : Sterilization of Carrot Juice
다음은 고출력 probe를 사용하여 당근주스를 살균한 예시이다.
● 시료: 당근즙 5 L
● 기기: ISP-3000 대용량 초음파 분산 장비
● 초음파 처리 조건
- probe: 45 mm
- amplitude: 110 um
- 전력: 2.6 kW
- recirculation 속도: 10 L/min
● 실험절차
1. 당근즙을 54 oC로 예열한 후 대장균 (E.coli ATCC 11775)을 접종한다.
2. 300 ml flow cell 에 당근즙을 10 L/min 의 속도로 초음파 처리한다.
3. 시료는 30초, 1분일 때와 2분 간격으로 12분까지 채취한다.
4. 미생물 검사는 mesophiles, enterobacteria, 대장균, 효모, 곰팡이의 수를 확인한다.
Results
초기 균수는 다음과 같다.
1. Mesophiles: 105 CFU/ml
2. Enterobacteria: 105 CFU/ml
3. 대장균: 104 CFU/ml
4. 효모 및 곰팡이: 105 CFU/ml
모든 미생물의 수가 초음파 처리 1분일 때 현저히 낮아진 것을 확인하였다.
대장균의 경우에 초기 접종 시 104 CFU/ml 에서 < 10 CFU/ml 의 수준으로 사멸되는 매우
효과적인 살균 결과가 나타났다.
고출력 probe를 사용하면 다음과 같은 장점이 있다.
- 처리 용량이 증가하여도 처리 에너지를 동일하게 유지
- 효과적인 저온 살균 방법으로 식품의 품질 유지
- 처리 용량 대비 저렴한 가격
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