제지 공정에서의 전분 조리

우리 모두 알고 있듯이, 제지 원료로서 전분은 섬유와 충전제 외에 가장 많이 사용되는 성분입니다. 전분에는 천연 전분, 양이온 전분, 음이온 전분, 양쪽성 전분 등이 있으며, 보강, 유지, 표면 사이징, 유화 안정성 등의 목적으로 널리 사용됩니다.

일반적으로 전분은 사용하기 전에 조리하고 페이스트화하거나 젤라틴화해야 합니다. 전분 조리에는 배치식과 연속식 두 가지 유형이 있습니다. 이 중 간헐식 장비는 제어가 더 어렵고 일반적으로 전분 소비량이 적은 경우에 적합합니다. 연속식 조리에는 제트 쿠커를 사용하는 경우가 많은데, 제트 쿠커는 조리 후 제품이 더 균일하고, 전분 분자의 수화가 더 잘 이루어지며, 자동 제어가 쉽고, 작동 경제성이 우수하다는 장점이 있습니다. 따라서 전분 소비량이 많은 경우에 적합합니다.

요리하고 붙이는 과정은 간단하고 쉬워 보이지만, 혹시 모르시는 부분이 있을지도 몰라요. 이제 다음 세 가지 사항을 간략하게 설명해 드리겠습니다.

1. 건조 전분을 슬러리 현탁액으로 희석할 경우, 전분 과립의 부착을 피하기 위해 희석수의 온도를 30~38℃ 사이로 조절해야 합니다. 그렇지 않으면 이후의 분산 및 조리 과정에서 문제가 발생할 수 있습니다.
2. 조리 및 페이스트화 과정에서 온도가 상승함에 따라 전분 입자는 계속 물을 흡수하고 전분 분자 간의 결합이 해리되거나 파괴되며 전분 입자의 부피는 계속 팽창합니다. 팽창 정도가 가장 큰 온도를 젤라틴화 또는 페이스트화 온도라고 하며, 이 온도는 일반적으로 55-80℃입니다. 전분을 계속 가열하여 수화시키면 전분 용액의 점도가 점차 최대치에 도달합니다. 그런 다음 전분 입자의 가장자리가 부서지기 시작하고 전분 분자는 작은 응집체 형태로 수상으로 이동하고 가열로 제공되는 에너지는 물 분자를 계속 전분 분자 사이로 들어가게 하고 전분 분자는 가장 잘 분산됩니다.
3. 연속 조리와 간헐 조리 및 페이스트링의 중요한 차이점은 전자가 압력 조리를 사용한다는 것입니다(간헐 조리 및 페이스트링은 일반적으로 가압되지 않음). 즉, 전분을 물의 정상 비등점 이상의 온도에서 몇 분 동안 가열한 후, 전분 현탁액을 배압 밸브를 통과시킵니다. 압력이 갑자기 정상 압력으로 낮아지면 매우 강한 난류와 전단력이 발생합니다. 전분 입자는 내외부 압력 차이로 인해 빠르게 파열되고 분자는 완전히 분산되어 용해됩니다. 이 과정을 일반적으로 열기계적 전환 과정이라고 합니다. 조리 중에 산이나 산화제를 사용하는 경우, 이 과정을 열화학적 전환 과정이라고 하며, 일반적으로 점도가 낮아집니다. 연속 조리의 경우, 전분 공급업체는 일반적으로 전분 분자의 분해를 방지하기 위해 조리 온도를 가능한 한 낮게 유지할 것을 권장합니다. 실제로 필요한 온도보다 높은 온도에서 조리하는 것을 오버쿠킹이라고 합니다. 일반적으로 140℃ 미만의 조리 온도에서는 전분의 분자량이 크게 감소하지 않습니다.

 

이제 전분 조리 과정에서 조절해야 할 요소에 대해 이야기해 보겠습니다.

1. 온도

압력 조리 및 페이스트링은 일반적으로 일괄 조리에 사용되지 않으며, 전분액은 끓이지 않도록 해야 합니다. 일반적으로 조리 온도는 섭씨 88~95도에서 최소 20분 동안 유지하는 것이 좋습니다. 연속 조리는 일반적으로 몇 분밖에 걸리지 않으며, 찰옥수수 전분의 최소 조리 온도는 섭씨 104~116도입니다. 아밀로스를 함유한 전분인 경우, 최소 조리 온도는 섭씨 116~127도 사이로 유지해야 합니다.

1. 전단력

전단은 간헐적 조리 및 페이스트링에 매우 중요합니다. 믹싱 믹서는 균일한 열 전달을 유지하고 국부적인 과열이나 미열을 방지하기 위해 가장 낮은 전단력을 제공하며, 동시에 전분 분자를 완전히 분산시킵니다. 연속 제트 조리의 전단력은 파이프라인 내 전분 현탁액(가열 증기와 균일하게 혼합됨)의 흐름과 배압 밸브(최고의 가열 효율과 균일한 온도를 얻기 위한)에 의해 제공됩니다.

1. 압력

간헐 조리 및 페이스트링에 사용되는 증기는 일반적으로 정상 압력이거나 정상 압력보다 약간 높습니다. 연속 조리 및 페이스트링에 사용되는 증기는 일반적으로 정상 압력이거나 정상 압력보다 약간 높습니다. 연속 제트 조리에 사용되는 압력은 103~138kPa 또는 그 이상이며, 증기 압력은 조리 결과에 큰 영향을 미칩니다. 증기 압력의 변동은 조리 압력과 온도의 변화로 이어지고, 궁극적으로 호화 전분액의 품질에 영향을 미칩니다.

1. 견고한 내용

가열 용량, 가열 효율, 그리고 높은 피크 점도의 한계로 인해 간헐 조리 및 페이스트링의 고형분 함량은 일반적으로 연속 조리보다 낮습니다. 간헐 조리 및 페이스트링은 일반적으로 4~6%이고, 연속 조리는 8~15% 또는 그 이상입니다.

1. 겉보기 점도

다양한 조리 및 페이스트화 방법은 겉보기 점도에 더 큰 영향을 미칩니다. 일반적으로 조리 과정에서 열 입력량이 많을수록 전분 분자의 분산이 더 잘 이루어집니다. 동일한 고형분 함량 조건에서 연속 제트 조리로 얻은 호화 전분의 점도는 배치 조리로 얻은 전분보다 낮습니다. 이는 전분 분자가 분해되기 때문이 아니라, 호화 후 전분 분자가 서로 얽히기 때문입니다. 따라서 해리되는 것이 더 좋습니다.

1. 젤라틴화 전분의 품질 검사

현미경을 사용하여 젤라틴화된 전분이 균일하고 전분 과립이 있는지 관찰할 수 있습니다. 좋은 젤라틴화된 전분의 외관은 반투명합니다(익히지 않은 전분 현탁액은 유백색입니다). 고형분 함량은 굴절계(고속) 또는 건조법(정확함)으로 측정할 수 있습니다.