19-3같은 식품을 얼릴 때와 녹일 때를 견주면 동결에 걸리는 시간과 … | 2019년 식품안전기사실기(필답형) 3회차 기출문제 상세 페이지

동결에서는 먼저 언 바깥층인 얼음을 통해 열이 빠져나가고, 해동에서는 먼저 녹은 바깥층인 물을 통해 열이 들어간다. 얼음은 물보다 열전도도와 열확산도가 훨씬 크므로 열이 더 빨리 오가는 동결이 해동보다 빠르다.

[해설]

동결과 해동은 모두 표면에서 중심으로 진행하는데, 열이 지나가야 하는 층의 정체가 서로 반대다.

· 동결 : 표면부터 얼기 시작해 얼음층이 안쪽으로 두꺼워진다. 중심의 열은 이 얼음층을 뚫고 나온다.

· 해동 : 표면부터 녹기 시작해 물층이 안쪽으로 두꺼워진다. 바깥의 열은 이 물층을 뚫고 들어간다.

두 층의 열적 성질은 다음과 같이 크게 차이 난다.

얼음은 물보다 열을 약 4배 잘 전달하고, 온도 변화가 퍼져 나가는 속도를 나타내는 열확산도로 보면 약 8배 빠르다. 게다가 얼음의 비열이 물의 절반이어서 같은 열량으로 온도가 두 배 더 움직인다. 그래서 동결에서는 두꺼워지는 얼음층이 오히려 열이 잘 빠지는 통로가 되지만, 해동에서는 두꺼워지는 물층이 단열재처럼 열을 막아 뒤로 갈수록 느려진다.

같은 온도 차를 걸어 주어도 해동이 늦어지는 이 성질 때문에, 해동 중에는 표면이 오래 고온에 머물러 드립(drip) 손실과 미생물 증식, 효소적 변질이 일어나기 쉽다. 이를 줄이려고 저온에서 천천히 녹이는 냉장해동이나, 열전달 경로 자체를 건너뛰는 마이크로파·고주파 해동을 쓴다.

다만 실제 공정의 소요시간은 온도 차와 표면 열전달계수에 따라서도 달라진다. 위의 비교는 같은 조건이라면 얼음을 통한 열이동이 물을 통한 것보다 빠르다는 물성상의 이유를 짚은 것이다.