냉동건조란 무엇일까? 원리, 공정 순서 및 장점 단점 총정리

냉동건조란 무엇일까? 원리, 공정 순서 및 장점 단점 총정리

 

냉동건조(Freeze Drying, 동결건조)는 식품, 의약품, 생물학적 시료 등을 장기간 보존하는 기술입니다.

특히 식품 산업에서 영양소 보존율이 높고 품질 유지가 우수하여 널리 사용됩니다.

이번 글에서는 냉동건조의 원리, 공정 순서 및 장·단점을 알아보겠습니다.

 

냉동건조의 원리

 냉동건조는 물질을 먼저 급속 냉동한 후, 진공 상태에서 승화(sublimation) 과정을 통해 수분을 제거하는 방식입니다.

이 과정에서 고체 상태의 얼음이 액체 상태를 거치지 않고 바로 수증기로 변환되기 때문에, 식품의 조직이 유지되고 변형이 적습니다.

• 기본 원리: 물은 기압이 낮아지면 고체에서 바로 기체로 승화됨
• 저온 상태에서 수분 제거 → 영양소 및 원래의 구조 유지
• 고온 건조보다 산화 반응이 적어 장기 보관에 유리

 

냉동건조 공정 순서

냉동건조는 크게 전처리 → 급속 냉동 → 1차 건조(승화) → 2차 건조(탈착) → 포장의 단계를 거칩니다.

1. 전처리 (Pre-treatment)

• 식품을 세척, 절단 후 균일한 크기로 준비
• 일부 제품은 미리 데치거나 당 처리하여 색과 맛 유지

2. 급속 냉동 (Freezing)

• -40℃ 이하에서 식품 내부의 수분을 얼음 형태로 고정
• 급속 냉동 시 세포 손상 최소화

3. 1차 건조 (Primary Drying, 승화 과정)

• 진공 상태에서 얼음이 바로 수증기로 변하는 승화 과정 진행
• 제품의 부피 유지, 구조 손상 최소화

4. 2차 건조 (Secondary Drying, 탈착 과정)

• 남아 있는 잔류 수분 제거 (5% 이하)
• 제품의 산화 방지를 위해 낮은 온도에서 진행

5. 포장 및 보관

• 흡습성이 높으므로 밀폐 용기나 진공 포장 필요
• 장기간 보관 시 산소 흡수제 추가 가능

 

냉동건조의 장·단점

냉동건조는 높은 품질을 유지할 수 있는 장점이 있지만, 생산 비용이 높은 단점도 존재합니다.

✅ 장점

• 영양소 보존: 고온 처리보다 비타민, 미네랄 손실 적음
• 원래의 형태 유지: 식품의 조직 손상 최소화
• 장기 보관 가능: 낮은 수분 함량으로 부패 방지
• 빠른 복원: 물을 첨가하면 원래 상태로 복원

❌ 단점

• 높은 비용: 장비 및 에너지 비용이 많이 듦
• 긴 처리 시간: 일반 건조법보다 시간이 오래 걸림
• 흡습성: 공기 중 습기를 잘 흡수하여 보관 주의 필요

 

마무리

 냉동건조는 영양소 보존과 품질 유지 측면에서 뛰어난 건조 기술입니다. 하지만 비용과 시간이 많이 들기 때문에 고부가가치 식품(건강식, 기능성 식품, 특수식)에 주로 활용됩니다.