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Chapter 1 식품공학 기초 지식 (Basic Knowledge in Food Engineering) 1

1-1 유효 숫자(Significant Digits) 2

1-2 단위 계수(Unit Factor) 3

1-2-1 SI 단위계 4

1-2-2 공학단위계 (fps 단위계) 6

1-2-3 cgs 단위계 6

1-2-4 단위환산 7

1-2-5 차원 상수(gc) 10

1-3 차원 일치 11

1-4 그래프와 좌표계 12

1-5 선형 내삽법(linear interpolation) 14

1-6 시스템(System) 15

1-7 식품의 물성 17

1-7-1 기계적 성질 17

1-7-2 밀도 19

1-7-3 열 특성(Thermal Property) 20

1-7-4 수분 함량 22

1-7-5 수분 활성도(Water Activity) 23

1-8 압력 26

1-9 이상 기체의 법칙(Ideal Gas Law) 28

1-10 포화수증기(Saturated steam)와 과열수증기(Superheated steam) 30

1-10-1 포화수증기표(Saturated Steam Table) 30

1-10-2 수증기의 품질(Quality) 32

1-10-3 과열수증기(Superheated steam) 35

Chapter 2 물질수지 및 에너지 수지 (Material Balances and Energy Balances) 43

2-1 식품 공정의 물질수지 44

2-2 식품 공정의 에너지 수지 53

2-2-1 식품의 비열(specific heat 또는 열용량, heat capacity) 54

2-2-2 식품의 엔탈피 55

2-2-3 식품 공정의 열수지 식 55

연습문제 58

Chapter 3 식품 공정과 유체 (Fluid Flow in Food Processes) 62

3-1 유체식품의 유변학(rheology) 63

3-1-1 유체식품의 점도 64

3-1-2 유체식품의 항복응력 70

3-1-3 온도, 시간 및 농도의 영향 71

3-1-4 유체식품의 점도 측정계(viscometry) 73

3-2 유체의 저장 75

3-3 유체 흐름의 모양과 Reynolds 수 78

3-4 유체동력학 80

3-4-1 유체의 흐름과 물질수지 81

3-4-2 유체의 흐름과 에너지 수지 83

3-5 유체의 마찰 손실과 공동화 88

3-5-1 마찰 손실 88

3-5-2 유체의 공동화(cavitation) 93

3-6 유체와 장치 94

3-6-1 관 및 관부속품 95

3-6-2 펌프 96

3-6-3 기공 장치 99

3-6-4 분체 및 곡물의 수송 장치 101

연습문제 105

Chapter 4 식품공업과 열전달 (Heat Transfer in Food Industry) 108

4-1 전도 열전달(Conduction Heat Transfer) 110

4-1-1 Fourier의 법칙 110

4-1-2 여러 층 벽을 통한 전도 열전달 113

4-1-3 파이프 및 실린더 벽 모양에서의 열전달 115

4-2 대류 열전달(Convection Heat Transfer) 117

4-2-1 자연 대류 열전달 118

4-2-2 강제 대류 열전달 122

4-3 복사 열전달(Radiation Heat Transfer) 125

4-4 총괄 열전달계수 127

4-5 비정상상태 열전달(Unsteady State Heat Transfer) 128

4-5-1 비정상상태 열전달 129

4-5-2 내부저항을 무시할 수 있는 경우 131

4-5-3 내부저항이 존재하는 경우 133

4-6 식품의 가열(Heating of Food) 140

4-6-1 가열 방법 141

4-6-2 고형식품의 가열 142

4-6-3 욕탕 가열법 142

4-6-4 가압 및 감압식 가열법 144

4-7 열교환기(Heat Exchanger) 145

4-7-1 열교환기의 열수지 145

4-7-2 열교환 장치 149

연습문제 155

Chapter 5 식품 살균 (Food Sterilization) 159

5-1 가열살균 161

5-1-1 미생물의 사멸 속도 162

5-1-2 미생물의 내열성에 미치는 살균 온도의 영향 167

5-1-3 가열살균 시간의 결정 172

5-1-4 가열살균과 열전달 177

5-1-5 통조림 살균 시간의 결정 180

5-2 살균 장치 184

5-2-1 레토르트 살균기 185

5-2-2 연속식 살균기 186

5-2-3 무균포장 공정(aseptic packaging process) 195

5-3 비가열(non-thermal) 살균법 197

5-3-1 방사선 조사(irradiation) 197

5-3-2 초고압 살균(high pressure sterilization) 199

5-3-3 고전장 펄스(high intensity pulsed electric field, PEF) 살균 200

5-3-4 기타 비가열살균기술 201

연습문제 202

Chapter 6 식품 냉동 (Food Freezing) 205

6-1 식품의 냉장 및 냉동효과 206

6-2 냉장 시설 209

6-2-1 냉장실의 열 발생원(냉장 부하) 209

6-2-2 냉장실 210

6-2-3 냉장실 내의 식품 쌓기 212

6-2-4 CA 저장장치 213

6-3 식품의 동결 및 냉동부하 213

6-3-1 식품의 동결 및 냉동부하 213

6-3-2 식품의 동결점 217

6-3-3 냉동도표 219

6-4 식품의 냉동 속도 221

6-5 식품 냉동 설비 226

6-5-1 냉동기 226

6-5-2 냉매 226

6-5-3 냉동기 228

6-5-4 식품의 냉각 및 냉동 방법 233

6-6 냉동식품의 해동 241

연습문제 243

Chapter 7 식품 증발 농축 (Food Evaporation) 245

7-1 증발 농축기의 종류 246

7-1-1 회분식 팬 증발기 247

7-1-2 단관형 농축관 248

7-1-3 장관형 농축관 249

7-1-4 강제순환식 증발기 251

7-1-5 판상식 농축장치 251

7-2 증발 농축에 관계되는 현상 253

7-2-1 용액의 끓는점 상승 253

7-2-2 증발관 내 압력 253

7-2-3 점도의 상승 254

7-2-4 거품의 발생 255

7-2-5 관석 형성 255

7-2-6 비말동반 256

7-3 증발 농축의 물질수지 및 열수지 256

7-3-1 단일호용 증발관 증발기에 대한 물질수지 256

7-3-2 단일효용 증발관 증발기에 대한 열수지 258

7-4 증발 농축관의 조작 방식 264

7-4-1 다중효용 증발관 농축 264

7-4-2 증기 재압축을 이용한 증발기 264

7-4-3 응축기와 감압 장치 266

연습문제 269

Chapter 8 식품 건조 (Food Drying) 271

8-1 식품 건조의 원리 272

8-1-1 항률건조 274

8-1-2 감률건조 276

8-2 건조 공기와 식품의 성질 279

8-2-1 공기의 성질 279

8-2-2 식품의 수분함량 290

8-2-3 식품의 등온흡습곡선 290

8-2-4 식품의 수분 활성도 292

8-3 식품 건조 방식 294

8-3-1 열풍건조(hot-air drying) 294

8-3-2 분무건조(spray drying) 300

8-3-3 냉동건조(freeze drying) 304

8-3-4 태양열 건조장치 309

8-3-5 기타 건조장치 310

8-4 식품 건조기의 효율 311

연습문제 314

Chapter 9 분쇄 및 혼합 (Size Reduction and Mixing) 317

9-1 분쇄의 원리 319

9-1-1 분쇄 동력 319

9-1-2 가루 제품의 분석 323

9-1-3 분쇄 공정과 분쇄비 327

9-2 식품의 물성과 분쇄 329

9-3 분쇄기 329

9-4 분쇄 작업 방식 335

9-5 습식 분쇄 337

9-6 고체-고체 혼합 339

9-6-1 고체-고체 혼합의 원리 339

9-6-2 고체-고체 혼합 장치 340

9-7 고체-액체 혼합 343

9-7-1 고체-액체 혼합의 원리 343

9-7-2 팬 믹서(pan mixer) 344

9-7-3 반죽기(kneader, paste mixer, dough mixer) 345

9-8 액체-액체 혼합 346

9-8-1 교반 347

9-8-2 유화(emulsification) 352

9-9 기체-액체 혼합 357

연습문제 358

Chapter 10 기계적 분리 (Mechanical Separation) 360

10-1 침강분리 363

10-1-1 침강분리의 원리 363

10-1-2 침강분리 장치 366

10-2 원심분리 369

10-2-1 원심분리의 원리 369

10-2-2 원심분리 장치 372

10-3 여과 378

10-3-1 압력 강하(pressure drop) 378

10-3-2 여과속도 380

10-3-3 여제 및 여과보조제 384

10-3-4 막 여과(Membrane Filtration) 386

10-3-5 여과 장치 388

10-4 막 분리(Membrane Separation) 395

10-4-1 기체 분리 395

10-4-2 액체 분리 396

10-5 압착(Expression) 397

10-5-1 압착기 398

연습문제 401

Chapter 11 식품의 성형 및 포장 (Forming and Packaging of Food) 403

11-1 식품의 성형 404

11-1-1 주조 성형(casting, molding) 404

11-1-2 압연 성형(sheeting, pressing) 405

11-1-3 절단 성형 406

11-1-4 과립성형(agglomeration, granulating, pelleting) 406

11-2 압출성형(Extrusion) 409

11-2-1 압출성형기의 종류 410

11-2-2 압출성형기의 기능 410

11-2-3 공정변수, 시스템 변수와 압출물의 품질 특성 411

11-2-4 압출성형기 내부의 흐름 특성 415

11-3 식품의 포장 419

11-3-1 포장재를 통한 물질전달 419

11-3-2 비휘발성 기체에 대한 포장재의 투과계수 421

11-3-3 통조림 포장(canning) 426

11-3-4 유연포장 429

11-3-5 담기(filling) 430

연습문제 435

부록 (Appendix) 438

A.1 그리스 문자 439

A.2 평균 값 439

A.3 연립 1차 방정식의 해법 442

A.4 내삽법에 의한 데이터의 추정 443

A.5 그래프와 곡선 맞추기 447

A.6 단위 및 단위의 환산 449

A.7 단위환산표 456

A.8 제곱 단위 459

A.9 기체 상수 459

A.10 물의 증기압 460

A.11 물의 밀도 460

A.12 물의 점도 461

A.13 물의 비열 462

A.14 물의 열전도도 462

A.15 포화 얼음-수증기의 증기압과 승화열 463

A.16 얼음의 물리적 성질 463

A.17 액체 식품의 물리적 성질 464

A.18 고체의 물리적 성질 465

A.19 건조공기의 물리적 성질(대기압) 466

A.20 식품의 열적 성질 467

A.21 일반 식품의 물리적 성질 468

A.22 액체 식품의 점도 469

A.23 탄소 강관의 치수(ASA 규격) 470

A.24 관부속품의 유체 마찰손실 471

A.25 평판형의 중심부 온도를 구하는 데 쓰이는 도표(Heisler Chart) 472

A.26 원통형의 중심부 온도를 구하는 데 쓰이는 도표(Heisler Chart) 473

A.27 구형의 중심부 온도를 구하는 데 쓰이는 도표(Heisler Chart) 474

A.28 포화수증기표(Saturated steam table:SI 단위계) 475

A.29 과열수증기표(Superheated steam table:SI 단위계) 477

A.30 물의 열전달 특성(SI 단위계) 478

A.31 수증기의 열전달 특성(101.325 kPa,SI 단위계) 478

A.32 동결식품의 엔탈피 479

A.33 식품의 초기 동결온도 481

A.34 암모니아의 냉매 특성 482

A.35 R-11의 냉매 특성 483

A.36 R-12의 냉매 특성 484

A.37 R-22의 냉매 특성 485

A.38 R-12의 Mollier 선도 486

A.39 R-134a의 Mollier 선도 487

A.40 습윤도표 488

A.41 표준체의 규격 489

A.42 각종 식품의 유동 특성 490

A.43 원심분리 조작에서 반지름·회전속도와 원심효과의 관계 491

A.44 표준 통조림의 규격 492

찾아보기 (Index) 493

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