CO2 레이저 가공: 식품 안전을 향상시키는 기술

게시일: 2022년 12월 29일 | Eduardo Puértolas, Izaskun Pérez, Xabier Murgui | 아직 댓글이 없습니다

CO2 레이저 가공은 어떻게 미래의 식품 생산을 변화시킬 수 있습니까? 이 비접촉식 기술이 어떻게 도움이 될 수 있는지 알아보십시오…

가공 분야의 기술 혁신은 식품 산업의 효율성과 수익성 향상을 좌우하는 기본 기둥 중 하나입니다. 최근 몇 년 동안 연구된 기술 중 CO2 레이저는 미래의 식품 생산을 변화시킬 수 있는 놀라운 능력을 가지고 있습니다.

레이저의 시간적, 공간적 정밀도 덕분에 근처의 식품 재료에 과도한 영향을 주지 않으면서 레이저 에너지를 작은 지점에 집중하고 복잡한 패턴을 따라갈 수 있습니다.

식품 안전 문화: 그것은 무엇이며 어떻게 측정합니까?

이는 여러 기계적 및 열적 공정에서 특히 중요합니다. 예를 들어, 식품 접촉 표면의 미생물을 비활성화하는 것이 제안되었습니다. 또한 블레이드나 워터젯과 같은 다른 시스템의 물리적, 화학적, 미생물학적 교차 오염 문제를 방지하여 비접촉 절단에도 사용할 수 있습니다. 또는 식품 마킹의 경우 종이/플라스틱 라벨 및 잉크를 교체합니다.

레이저(방사선 유도 방출에 의한 광 증폭의 약어)는 이득 매질의 분자에 여기 상태로 에너지를 공급하여 빛을 생성하는 에너지 공급 시스템으로 구성됩니다.

이 빛은 두 개의 거울로 제한되는 광학 공동에서 증폭됩니다. 각 거울 중 하나는 부분적으로 투명하며 응집성 및 방향성 레이저 빔을 통과시킵니다. 이 레이저 빔은 소프트웨어로 제어되는 렌즈 시스템에 의해 시간적, 공간적 정밀도로 대상 물질에 초점을 맞출 수 있습니다.

이산화탄소(CO2) 레이저는 이득 매질의 주성분으로 CO2를 사용하고 중적외선 파장(일반적으로 10,600nm)의 레이저 빔을 방출하기 때문에 이러한 이름이 붙여졌습니다.

적외선 파장은 대기 중에서 거의 손실 없이 전달됩니다. 또한, 식품의 주성분인 물에도 효과적으로 흡수될 수 있습니다. 따라서 두 가지 모두 식품 가공 분야에서 CO2 레이저가 관심을 받는 주된 이유가 될 것입니다.

CO2 레이저 빔의 복사 에너지를 조절함으로써 식품에 광화학적, 열적, 기계적 효과가 점진적으로 생성됩니다.1 CO2 레이저 에너지가 낮으면 레이저는 원자 간 결합과 분자 간 결합만 방해합니다. 복사 에너지가 높을수록 레이저 빔 에너지는 열에너지로 변환되어 음식 표면(몇 밀리미터 깊이)을 정확하고 제어된 방식으로 가열합니다.

복사 에너지를 더욱 증가시키면 식품 표면에 직접적인 기계적 효과가 발생하여 결국 기화 및 절제 현상을 기반으로 분화구가 형성될 수 있습니다.1

절제 과정은 식품의 낮은 층에서 반복될 수 있으며, 이를 통해 식품이 더 깊이 들어가거나 특정 패턴에 따라 인접한 구역에서 계속될 수 있습니다. 이러한 효과를 바탕으로 CO2 레이저는 미생물 오염 제거, 조리, 마킹, 절단 등 다양한 식품 응용 분야에 사용할 수 있습니다.

CO2 레이저는 다양한 기판 표면의 미생물을 비활성화하는 비접촉식이며 비교적 빠른 기술이며, 화학 물질 사용과 같은 기존 표면 청소 및 소독 시스템의 대안입니다. 독성 잔류물.

식품 접촉 표면(예: 절단기, 컨베이어 벨트)의 경우 가열은 큰 문제가 아니며 레이저 정확도와 처리 속도가 중요한 역할을 할 수 있습니다. 예를 들어, CO2 레이저 처리(660W, 0.8-1.3cm/s) 후 스테인리스 스틸 표면에서 대장균과 황색포도상구균이 완전히 비활성화된 것으로 보고되었습니다.2 미생물 비활성화 외에도 CO2 레이저의 기계적 효과는 다음과 같습니다. 이러한 유형의 표면에서 청소하기 어려운 유기물과 생물막을 제거하는 데 도움이 됩니다.

CO2 레이저는 식품 표면에 존재하는 미생물을 비활성화할 수도 있습니다.3 그러나 이 경우 표면 특성에 대한 영향을 최소화하고 기계적 효과를 피하며 열 효과를 최소화하도록 처리를 매우 잘 최적화해야 합니다.