17-2식품 공정에서 막(membrane)으로 성분을 걸러 내는 막여과… | 2017년 식품안전기사실기(필답형) 2회차 기출문제 상세 페이지
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식품 공정에서 막(membrane)으로 성분을 걸러 내는 막여과법이 기존의 여과·농축 방법에 견주어 어떤 이점을 갖는지 쓰시오.
① 상온에서 조작하므로 열에 약한 성분이 손상되지 않고, 첨가제 없이 순수한 분리·농축이 가능하다
② 분리 정밀도가 높아 품질이 균일한 제품을 얻는다
③ 연속 조작과 자동화가 쉬워 작업이 간단하다
④ 투과수를 회수해 다시 쓸 수 있어 용수 절약과 환경오염 저감에 유리하다
[해설]
막여과는 미세한 구멍이 뚫린 막을 사이에 두고 압력차를 걸어, 구멍보다 작은 성분은 통과시키고 큰 성분은 남기는 분리법이다. 가열·증발이나 응집제 투입에 기대지 않고 크기 차이만으로 가르는 것이 핵심이다. 여기서 장점이 갈라져 나온다.
· 상변화가 없다. 증발농축과 달리 물을 끓이지 않으므로 향기 성분·비타민·효소·단백질이 열로 변성되지 않고, 잠열을 공급할 필요가 없어 에너지도 적게 든다.
· 첨가제를 넣지 않는다. 여과조제나 응집제를 쓰지 않으므로 목적 성분 외의 물질이 섞이지 않고, 그만큼 정제도가 높다.
· 연속·자동 운전이 쉽다. 압력과 유량만 관리하면 되므로 공정을 이어 붙이기 쉽고 인력이 적게 든다.
· 투과수를 재이용한다. 걸러 낸 물이 깨끗해 세척수나 공정용수로 되돌릴 수 있어 용수 사용량과 폐수 부하가 함께 줄어든다.
막은 걸러 내는 크기에 따라 나뉜다.
| 구분 | 주로 거르는 것 | 식품에서의 쓰임 |
| 정밀여과(MF) | 부유물, 효모·세균 | 주스·맥주의 제균 여과 |
| 한외여과(UF) | 단백질 등 고분자 | 유청단백 농축, 과즙 청징 |
| 나노여과(NF) | 2가 이온, 당류 | 부분 탈염, 당 농축 |
| 역삼투(RO) | 이온·저분자(물만 통과) | 과즙·유(乳) 농축, 탈염 |
다만 막 표면에 성분이 쌓여 투과량이 떨어지는 막오염(fouling)이 생기므로 주기적인 세척과 막 교체가 필요하고, 막 자체의 값과 운전 압력에 따른 동력비가 든다는 점은 단점이다.
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