개념 한 쪽
식품 공정의 유체역학은 점도를 어떻게 재는지, 흐름이 층류인지 난류인지 어떻게 판정하는지, 관 속 평균 유속을 어떤 순서로 계산하는지에서 갈린다. 모세관 점도계의 비례 관계, 레이놀즈 수의 기준값, 질량유량에서 유속으로 가는 단계, 유량 측정 기구, 전단농화 유체를 본다.
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점도는 액체가 흐르는 데 걸리는 시간으로 비교할 수 있다. 모세관 점도계에서는 같은 부피가 흘러내리는 시간이 길수록 점도가 크다. 온도가 같다면 점도는 밀도와 흐르는 시간에 비례한다. 기준 액체인 물의 점도를 알고 있으면, 시료의 점도는 시간의 비율만큼 커진다. 물이 1분 25초, 시료가 3분 35초 걸렸다면 시간비는 215를 85로 나눈 값이므로, 물의 점도에 이 비율을 곱해 약 2.53밀리파스칼초를 얻는다.
흐름의 상태는 레이놀즈 수로 판정한다. 레이놀즈 수는 밀도와 속도와 관 지름을 곱한 값을 점도로 나눈 값이다. 이 값이 4000을 넘으면 난류로 본다. 계산에 들어가는 지름은 반드시 미터로 바꿔야 하며, 센티미터를 그대로 넣으면 결과가 크게 어긋난다. 점도 지수가 조건에 따라 달라지는 문항에서는 수치보다 판정 기준을 먼저 세우는 편이 안전하다.
관 속 평균 유속은 질량유량에서 출발한다. 질량유량을 밀도로 나누면 체적유량이 되고, 이를 관의 단면적으로 나누면 평균 유속이 된다. 지름 5센티미터 관으로 물 1.5킬로그램을 매초 보내면 단면적은 반지름의 제곱에 원주율을 곱한 값이고, 평균 유속은 약 0.764미터 매초가 된다. 단위를 통일하고 단면적을 먼저 구하는 순서가 계산의 관건이다.
유량을 재는 기구와 다른 양을 재는 기구를 구별해야 한다. 유량계는 흐르는 양을 재지만, 타코메타는 회전수를 재는 계기라 유량 측정 기구가 아니다.
유체는 전단에 반응하는 방식으로도 나뉜다. 전단속도가 커질수록 겉보기 점도가 커지는 유체를 전단농화 유체라고 한다. 전단을 줄수록 점도가 커지는 유체와 반대 방향이므로, 문제에서 어느 쪽을 묻는지 확인한다.
선지 판단은 모세관 점도계에서 점도가 밀도와 시간에 비례한다고 읽는지, 레이놀즈 수 4000을 난류의 기준으로 잡는지, 평균 유속을 질량유량 나누기 밀도 나누기 단면적으로 계산하는지, 유량 측정 기구가 아닌 것으로 타코메타를 고르는지, 전단속도가 커질 때 점도가 커지는 유체를 전단농화로 아는지에서 갈린다.
저산성 식품의 통조림은 일반적으로 어떤 방법으로 살균하는가?
정답 ③ · 저산성 통조림 식품에 적용되는 살균 방법을 묻는 문제이다. 저산성 식품은 pH가 4.6 이상으로 Clostridium botulinum의 내열성 포자가 발아하여 독소를 생산할 수 있으므로, 100℃의 상악가열만으로는 안전성을 확보할 수 없다.
저산성 식품은 보툴리누스균 등 내열성 포자를 제거하기 위해 121℃ 고압살균이 필수적이다.
식품의 유통기한 설정에 관한 설명으로 틀린 것은?
정답 ① · 식품 유통기한 설정에 관한 틀린 설명을 고르는 문제이다. 유통기한 설정 시 품질변화의 지표물질은 반응속도론적으로 예측이 용이하도록 낮은 반응차수를 갖는 것이 바람직하다.
유통기한 설정 시 품질 변화 지표물질은 반응속도에서 낮은 반응차수를 갖는 것이 바람직하며, 높은 반응차수는 예측을 어렵게 한다.
식품의 살충, 살균 등의 목적으로 사용되는 방사선 중 조사기간이 되는 것은?
정답 ④ · 식품의 살균·살충 목적으로 사용되는 방사선의 종류를 묻는 문제이다. 식품 조사에는 투과력이 강해야 식품 내부까지 균일하게 처리할 수 있다.
식품의 살균·살충 등에 사용되는 방사선은 투과력이 강한 감마선(γ-ray)으로, 식품 내부까지 균일하게 조사할 수 있습니다.
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