동결건조 공법 그래뉼 공법 차이, 특징, 장단점 알아보기

우리가 먹는 식품 중 파우더(분말)형태로 되어 있는 경우가 많죠. 대표적인 동결건조 공법과 그래뉼 공법은 주로 식품이나 의약품의 제조 과정에서 사용되는 두 가지 다른 방법입니다. 이들은 주로 물질의 보존, 형태 및 물리적 성질에 영향을 미치며, 두 공법은 각각 고유한 장점과 특성을 가지고 있습니다.

오늘 글에서 이 두 공법에 차이를 간략하게 비교해보도록 하겠습니다.

동결건조 그래뉼 공법에 대해서 알아보자

첫 번째, 동결건조 공법 (Freeze-drying, Lyophilization)

동결건조 공법은 주로 식품이나 의약품을 보관하기 위해 사용하는 기술로, 물질 속의 수분을 제거하여 장기 보관이 가능하게 만드는 방법이에요. 특히, 영양소나 맛, 색깔 등을 잘 보존할 수 있는 장점이 있어서 많이 사용되죠. 이제 이 과정이 어떻게 이루어지는지 알기 쉽게 설명해볼게요.

1.1 동결건조의 기본 원리

동결건조 공법은 말 그대로 ‘동결(얼리기)’과 ‘건조(말리기)’가 결합된 기술이에요. 아주 간단하게 말하면, 먼저 물질을 얼리고 그 다음 얼어 있는 상태에서 물을 기체로 증발시키는 과정입니다. 이 과정을 통해 물질의 원래 형태나 성분이 그대로 남으면서 수분만 쏙 빼낼 수 있어요. 이렇게 하면 물질이 상하지 않고 오래 보관할 수 있게 되죠.

1.2 구체적인 과정

1. 냉동: 먼저, 처리할 식품이나 물질을 영하의 온도로 냉동시켜요. 예를 들어, 과일이나 의약품을 냉동고에서 얼린다고 생각하면 돼요. 물질 안에 있는 물이 완전히 얼게 됩니다.
2. 승화: 이제 얼음 상태가 된 물을 바로 증발시켜요. 이때, 중요한 것은 액체 상태를 거치지 않고 바로 기체로 변하는 과정을 이용한다는 점이에요. 이걸 승화라고 부르는데, 얼음을 녹이지 않고 말리는 거죠. 이 과정은 보통 진공 상태에서 이루어집니다.
3. 건조: 마지막으로, 남은 수분이 아주 적게 남을 때까지 계속 건조시켜요. 이렇게 완전히 수분이 빠진 상태가 되면 동결건조가 완료된 거예요.

1.3 동결건조의 장점

이제 동결건조의 장점에 대해 알아볼게요.

1. 영양소 보존: 열을 가하지 않고 건조시키기 때문에, 식품이나 의약품에 들어 있는 영양소가 거의 손상되지 않아요. 과일을 예로 들면, 비타민이나 미네랄이 많이 남아 있어요.
2. 맛과 향 유지: 동결건조를 거친 식품은 원래의 맛과 향이 그대로 살아 있어요. 일반적인 말린 과일과 달리, 동결건조 과일은 물만 빠졌을 뿐 처음 먹었을 때의 신선한 맛을 유지해요.
3. 가벼운 무게: 물이 빠지면 그만큼 무게가 가벼워져요. 그래서 보관하거나 운반하기도 훨씬 쉬워지죠.
4. 오래 보관 가능: 수분이 거의 남지 않으니, 오래 보관할 수 있어요. 냉장고나 냉동고에 넣지 않아도 몇 년 동안 보관할 수 있는 경우도 있어요.

1.4 어디에 사용될까?

동결건조 공법은 다양한 분야에서 사용되고 있어요.

• 식품: 인스턴트 커피나 라면에 들어 있는 건더기, 과일 스낵 등이 동결건조를 이용해 만들어진 것들이에요. 물만 부으면 원래 상태로 복원되죠.
• 의약품: 백신이나 혈액 제품, 특정 약품들도 동결건조 공법을 이용해 수분을 제거해 오래 보관할 수 있도록 해요. 이렇게 하면 상온에서도 약품이 손상되지 않고 오랫동안 쓸 수 있죠.
• 화장품: 가루 형태의 마스크팩이나 앰플도 동결건조 기술을 활용해 영양소를 보존한 채로 만들어져요.

1.5 동결건조의 단점은 없을까?

물론, 단점도 있어요. 동결건조는 매우 정교하고 시간이 오래 걸리는 공정이기 때문에, 비용이 많이 들 수 있어요. 그래서 동결건조된 제품이 일반 건조 제품보다 가격이 더 비싼 경우가 많아요. 또한, 장비도 고가의 전문 장비를 필요로 하기 때문에 대규모 공장에서 주로 사용되는 기술이에요.

1.6 결론을 내자면,

동결건조는 영양소, 맛, 색깔을 그대로 유지하면서도 수분을 완전히 제거해 오래 보관할 수 있는 뛰어난 공법이에요. 그래서 우리가 먹는 식품, 사용하는 의약품에 많이 활용되고 있죠. 비록 비용이 더 들긴 하지만, 장기 보관과 영양소 보존 측면에서 많은 장점을 가지고 있는 기술이에요.

쉽게 말해서, 동결건조는 ‘신선함을 유지하는 마법’ 같은 기술이라고 생각하면 돼요. 물만 빠졌을 뿐, 나머지는 그대로!

두 번째, 그래뉼 공법(Granule)

그래뉼 공법은 주로 의약품이나 식품의 제조 과정에서 사용되는 공법으로, 가루 형태의 물질을 작은 알갱이(과립) 형태로 만드는 기술이에요. 이러한 과립 형태는 가루보다 더 다루기 쉽고, 보관도 용이하며, 복용 시에도 편리하기 때문에 의약품 제조에서 많이 활용돼요. 이제 이 그래뉼 공법이 어떤 과정으로 이루어지는지, 그리고 어떤 장점이 있는지 쉽게 설명해드릴게요.

2.1 그래뉼 공법의 기본 원리

그래뉼(Granule)이란?
쉽게 말해 가루 형태의 물질을 작은 알갱이로 뭉친 것을 뜻해요. 가루는 흩어지기 쉽고, 보관이나 섭취 과정에서 불편할 수 있어요. 그래서 이 가루를 물리적으로 작은 덩어리로 만들어 안정적인 형태로 바꾸는 것이 그래뉼 공법의 목적이에요. 이 과정에서 여러 가지 기법이 사용되는데, 주로 물이나 용제를 사용해서 가루를 뭉치거나, 또는 압축하여 과립을 만들어내요.

2.2 그래뉼 공법의 과정

그래뉼 공법에는 여러 가지 방법이 있지만, 일반적으로 두 가지 방식으로 나눌 수 있어요: 습식 그래뉼 공법과 건식 그래뉼 공법입니다. 둘 다 과립을 만드는 것이 목표지만, 사용하는 방법과 장비가 달라요.

1. 습식 그래뉼 공법 (Wet Granulation)
   습식 그래뉼 공법은 물이나 다른 액체를 사용해 가루를 뭉치는 방법이에요. 물이나 용매를 추가해서 가루를 반죽처럼 만든 후, 이것을 작은 덩어리로 만든 다음 건조시켜서 과립을 얻어요.

• 단계별 설명:

1. 혼합: 원료 가루를 고르게 섞어줍니다.
2. 액체 첨가: 물이나 용제를 첨가해 가루가 촉촉해지도록 합니다.
3. 반죽: 반죽처럼 만들어진 가루를 작은 덩어리로 만듭니다.
4. 건조: 이 덩어리를 말려서 단단한 과립 형태로 만듭니다.
5. 분쇄 및 체질: 건조된 덩어리를 원하는 크기의 과립으로 부숩니다.

2. 건식 그래뉼 공법 (Dry Granulation)

건식 그래뉼 공법은 물이나 액체를 사용하지 않고, 압력을 이용해 가루를 뭉치는 방법이에요. 물을 사용할 수 없는 물질이거나, 습기에 약한 물질을 가공할 때 주로 사용해요. 주로 두 개의 롤러 사이에 가루를 넣어 압축해서 과립을 만들어요.

• 단계별 설명:

1. 압축: 가루를 롤러 사이에 넣어 강한 압력으로 뭉칩니다.
2. 분쇄: 압축된 덩어리를 분쇄하여 과립 형태로 만듭니다.
3. 체질: 원하는 크기의 과립으로 체질하여 필요한 입자만 남깁니다.

2.3 그래뉼 공법의 장점

그래뉼 공법을 사용하는 이유는 여러 가지가 있어요. 그 중 가장 큰 장점은 가루보다 다루기 쉽고, 안정성이 높다는 점이에요.

1. 복용의 편리성: 알약이나 캡슐 형태로 만들기 쉬워서 복용하기에 편리해요. 특히 약의 맛이 쓰거나 불쾌할 경우, 과립을 코팅해서 먹기 쉽게 만들 수 있어요.
2. 보관 안정성: 가루 형태의 물질은 습기에 취약하고, 쉽게 변질되기 쉽지만, 과립은 표면적이 줄어들어 습기나 공기에 대한 노출이 줄어들어 더 오래 보관할 수 있어요.
3. 정확한 분량: 가루는 양을 정확히 측정하기 어려울 때가 많지만, 과립 형태는 일정한 크기로 만들어져 있어 정확한 용량을 측정하는 것이 쉬워요.
4. 혼합 용이성: 여러 성분을 균일하게 혼합하는 것이 가능해요. 가루 상태에서는 성분이 고르게 섞이기 어렵지만, 그래뉼 공법을 사용하면 고르게 분포된 과립을 얻을 수 있어요.
5. 분진 감소: 가루는 다루는 과정에서 분진이 많이 생기는데, 이는 작업 환경을 나쁘게 하고, 작업자에게도 건강에 나쁜 영향을 줄 수 있어요. 그러나 과립은 분진이 적어 작업이 더 안전해요.

2.4 그래뉼 공법이 사용되는 곳

그래뉼 공법은 주로 의약품 제조에서 많이 사용되지만, 식품과 화장품 산업에서도 널리 활용돼요.

• 의약품: 대부분의 알약이나 캡슐 형태의 약은 그래뉼 공법을 통해 만들어져요. 약의 성분이 일정하게 분포되도록 도와주고, 섭취 시 불편함을 최소화하죠.
• 식품: 우리가 자주 먹는 비타민 보충제나 다이어트 제품, 또는 특정 음료 분말 제품들도 그래뉼 공법을 사용해 더 쉽게 섭취할 수 있게 만듭니다.
• 화장품: 화장품에도 가루 성분이 많이 들어가는데, 그래뉼 공법을 이용해 가루 화장품을 알갱이 형태로 만들어 사용하기 편하게 하기도 해요.

2.5 그래뉼 공법의 단점

그래뉼 공법에도 단점이 존재해요.

1. 복잡한 공정: 그래뉼을 만드는 과정이 복잡하고 시간이 오래 걸릴 수 있어요. 특히 습식 그래뉼 공법은 건조하는 과정에서 많은 시간이 소요돼요.
2. 비용: 건식보다 습식 공법이 더 비싸고, 과정이 복잡한 만큼 장비나 인력 비용이 많이 들어요.
3. 성분 변질 위험: 습식 그래뉼 공법은 물이나 용매를 사용하는데, 특정 성분은 습기나 물에 약해서 변질될 수 있어요. 이런 경우엔 건식 공법을 사용해야 하지만, 모든 물질에 건식 공법이 적합하지는 않아요.

2.6 결론을 내자면,

그래뉼 공법은 가루 상태의 물질을 더 다루기 쉽게, 안정적으로 변환하는 중요한 기술이에요. 의약품부터 식품, 화장품까지 다양한 분야에서 사용되고 있으며, 보관과 섭취의 편리성을 크게 향상시켜 주는 공법이에요. 특히 복용할 때 쓰지 않도록 코팅하거나, 성분이 고르게 분포되도록 만드는 데 큰 역할을 합니다.

물론 복잡한 과정과 비용이 단점이 될 수 있지만, 그만큼 효율성과 안전성 측면에서 많은 장점을 제공하는 공법이에요.

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