주요 목적은 고압 처리(HPP) 중 제품 중심부에 열전대를 삽입하여 실제 중심부 온도를 실시간으로 모니터링하는 것입니다. HPP는 순전히 기계적인 과정이 아니기 때문에 이는 필수적입니다. 압력의 급격한 적용은 단열 가열이라는 현상을 통해 내부 열을 발생시킵니다.
핵심 요점 고압 처리는 비열 기술로 분류되는 경우가 많지만, 압축의 물리학은 필연적으로 열을 발생시킵니다. 중심부 열전대는 제품의 변화(예: 미생물 불활성화)가 물리적 압력 자체에 의해 발생하는지 또는 관련 온도 급증에 의해 발생하는지를 구별하는 데 필요한 데이터를 제공합니다.
열역학적 맥락 이해
단열 가열 효과
압력과 온도는 본질적으로 연결되어 있습니다. 제품에 고압이 가해지면 단열 가열로 인해 온도가 자연스럽게 상승합니다.
이는 외부 가열원 없이도 발생합니다. 열전대가 없으면 압력 게이지만 보고 온도가 얼마나 상승했는지 정량화할 수 없습니다.
중심부 모니터링
제품 표면 온도는 내부 온도와 다를 수 있습니다.
센서를 중심부에 직접 삽입하면 안전 및 품질 보증에 가장 중요한 영역인 제품의 내부 열 이력을 추적할 수 있습니다.
공정 무결성 보장
실시간 공정 추적
열전대를 통해 작업자는 전체 사이클 동안 온도 변화를 추적할 수 있습니다.
여기에는 압력과 열이 증가하는 상승 단계와 목표 매개변수를 유지해야 하는 유지 단계가 포함됩니다.
감압 관리
압축이 열을 발생시키는 것처럼, 압력 방출은 급격한 온도 하강을 유발합니다.
열전대는 압력 방출 단계 동안 이 냉각 효과를 모니터링하여 시작부터 끝까지 제품의 열 응력에 대한 완전한 그림을 제공합니다.
불활성화 메커니즘 구분
변수 격리
연구원 및 품질 관리 전문가에게는 실제로 무엇이 미생물을 죽이는지 아는 것이 중요합니다.
온도를 정확하게 추적함으로써 미생물 불활성화가 물리적 압력 자체 때문인지 또는 열 변화와 결합된 상승 효과 때문인지 결정할 수 있습니다.
과학적 엄격성 보장
온도가 너무 높게 상승하면 공정이 의도치 않게 압력 처리 대신 열 처리로 변할 수 있습니다.
모니터링을 통해 실험 또는 생산 실행이 제어된 범위 내에 유지되어 HPP에서 종종 원하는 비열 특성을 보존합니다.
일반적인 과제 및 절충
침습적 측정
내부 열전대 사용에는 포장재와 제품을 물리적으로 뚫어야 합니다.
이것은 테스트되는 특정 샘플의 밀봉을 손상시키는 침습적인 기술로, 해당 단위는 최종 판매에 적합하지 않은 경우가 많습니다.
설정 복잡성
고정밀 모니터링에는 K형 열전대 및 자동 데이터 수집 시스템과 같은 특수 장비가 필요합니다.
이 장비는 실패하거나 누출되지 않고 챔버의 극한 압력을 견딜 수 있을 만큼 견고해야 하므로 장비 설정이 복잡해집니다.
목표에 맞는 올바른 선택
이를 특정 운영에 적용하려면 주요 목표를 고려하십시오.
- 주요 초점이 상업적 안전인 경우: 열전대 데이터를 사용하여 단열 열이 제품을 품질 저하 또는 "비열" 라벨링 주장을 위반하는 온도 영역으로 밀어넣지 않았는지 확인합니다.
- 주요 초점이 연구 개발인 경우: 열 데이터를 사용하여 변수를 격리하여 관찰된 미생물 감소가 올바른 메커니즘(압력 대 열)에 기인하는지 확인합니다.
정확한 중심부 모니터링은 HPP를 무차별적인 힘 적용에서 정밀하고 과학적으로 제어되는 공정으로 변화시킵니다.
요약 표:
| 특징 | HPP 모니터링의 중요성 |
|---|---|
| 중심부 온도 | 표면 열 대비 내부 열 이력 추적 |
| 단열 가열 | 급격한 압축으로 인한 온도 급증 측정 |
| 불활성화 메커니즘 | 압력 주도 및 열 주도 미생물 사멸 구분 |
| 공정 무결성 | 상승 및 감압 중 열 변화 모니터링 |
| 과학적 엄격성 | 품질 보증을 위한 "비열" 주장 검증 |
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참고문헌
- J. Yuste, M. Mor‐Mur. Salmonella enteritidis and aerobic mesophiles in inoculated poultry sausages manufactured with high-pressure processing. DOI: 10.1046/j.1472-765x.2000.00829.x
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