개념 한 쪽
추출은 원료에서 원하는 성분을 용매로 녹여내어 분리하는 공정이다. 용매의 용해도와 회수성, 화학적 안정성이 공정 설계의 핵심이 되고, 추출 전후에는 원심분리와 혼합, 과립 성형 같은 단위 조작이 함께 쓰인다.
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출제기준 단원 「추출」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 과립성형 적용 제품 판별 | 1 | 분말 원료를 입자로 뭉치는 공정에 맞는 제품과 아닌 제품을 가린다 |
| 액체-액체 원심분리기 구분 | 1 | 밀도 차이가 작은 두 액체를 분리하는 원심분리기 형식을 고른다 |
| 고체-액체 혼합 장비 연결 | 1 | 반죽 형태 혼합에 쓰는 장비를 다른 혼합기와 구분한다 |
추출은 원료에서 원하는 성분을 용매로 녹여내어 분리하는 공정이다. 인스턴트 커피는 원두를 볶고 분쇄한 뒤 뜨거운 물로 추출하여 커피 액체를 만들고, 불순물을 제거한 뒤 분무건조나 진공건조로 수분을 날려 가루나 입자로 만든다. 단순한 분쇄만으로는 인스턴트 커피가 완성되지 않는다.
추출 용매는 원하는 성분을 잘 녹이고 추출물과 반응하지 않아야 하며, 가격이 저렴하고 회수가 쉬워야 한다. 비열과 증발열이 적어야 에너지 절약으로 회수가 용이하다. 화학적 안정성과 용해도, 회수 용이성이 핵심 조건이고 물리적 안정성은 상대적으로 우선순위가 낮다.
추출 후에는 액체와 액체를 분리하거나 고체와 액체를 혼합하는 단위 조작이 이어질 수 있다. 관형 원심분리기는 가늘고 긴 원통형 구조로 밀도 차이가 아주 작은 두 액체를 분리하는 데 효과적이다. 원통형과 노즐배출형, 밸브 배출형은 주로 고체가 섞인 액체에서 고체를 분리하는 데 쓰인다.
고체 분말에 액체를 첨가하여 반죽이나 페이스트 형태로 만드는 고체-액체 혼합에는 팬 믹서가 적합하다. 텀블러와 리본·스크루 혼합기는 고체 분말끼리 섞을 때, 교반 장비는 액체끼리 섞을 때 주로 쓴다. 과립 성형은 가루 원료에 물을 섞어 알갱이로 만드는 공정이며, 분말 주스와 인스턴트 커피, 빵 이스트에 적용되고 비스킷은 반죽과 성형, 굽기 공정을 거치므로 해당하지 않는다.
추출 공정 문제는 용매 조건의 우선순위와 장비의 적용 대상을 뒤바꾸어 출제한다. 추출 용매가 물리적으로 안정해야 한다는 조건을 핵심으로 내세우거나, 액체-액체 분리에 노즐배출형을 고르게 하면 틀린 판단이 된다. 고체-액체 혼합에 리본 혼합기를, 과립 성형 제품에 비스킷을 넣는 선지도 함정이다. 인스턴트 커피 제조에서 분쇄만으로 완성된다고 보는 설명 역시 공정 순서를 어긋나게 만든다.
과립성형 방법으로 제조되는 제품이 아닌 것은?
정답 ④ · 과립 성형 방법은 분말 상태의 식품 원료에 결합제나 수분을 가하여 입자를 서로 뭉치게 하여 적당한 크기의 과립으로 만드는 공정입니다. 분말 주스, 인스턴트 커피 분말, 빵 이스트 등은 덩어리를 방지하고 용해도를 높이기 위해 과립 성형으로 제조됩니다.
과립 성형은 분말을 입자로 뭉치는 공정이므로 반죽 후 구워내는 비스킷은 해당되지 않는다.
액체와 액체 원심분리기인 것은?
정답 ③ · 관형 원심분리기(tubular centrifuge)는 가늘고 긴 원통형 보울(bowl)이 고속으로 회전하며, 밀도 차이가 적은 액체와 액체를 분리(예: 우유에서 크림 분리)하거나 미세한 고체를 액체에서 분리하는 데 매우 탁월한 장비입니다. 원판형, 노즐배출형 등은 주로 고체-액체 분리에 쓰입니다.
관형 원심분리기는 미세한 밀도 차이를 가진 액체-액체 분리에 특화되어 있다.
다음 중 고체-액체 혼합과 관련이 있는 것은?
정답 ③ · 팬 믹서(pan mixer)는 고체 분말과 액체를 섞어 반죽 형태를 만드는 고체-액체 혼합에 사용되는 대표적인 장비입니다. 텀블러나 리본, 스크루 혼합기는 주로 고체-고체 분말을 섞는 데 사용되며, 교반은 액체-액체 혼합에 주로 사용됩니다.
고체 분말과 액체를 반죽 형태로 혼합하는 장비는 팬 믹서이다.
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