일반적으로 액체 질소에 대해 생각할 때 고급 칵테일과 함께 제공되는 재료나 과학 박람회 데모에서 으스스한 안개가 피어오르는 모습을 떠올릴 것입니다. 그러나 액체질소는 산업 환경, 특히 냉동고 내부에서 중요한 역할을 합니다. 가정에서는 드라이아이스가 훨씬 더 유용합니다.
이 기계는 특히 액체 질소 냉동고로 알려져 있으며 두 가지 주요 유형으로 제공됩니다. 수년 동안 샘플을 냉동 상태로 유지하도록 설계된 저장 탱크가 있으며, 가장 자주 바이알을 보존하는 실험실 환경에서 사용됩니다. 그런 다음 공장 라인에서 식품을 가능한 한 빨리, 일반적으로 몇 분 내에 냉동하도록 설계된 급속 냉동고가 있습니다. 둘 다 일반 가정용 냉동고와는 매우 다르게 작동합니다. 왜냐하면 액체 질소를 끓여서 식히기 때문입니다. 이는 대략 화씨 -321도에서 발생합니다. 빠르게 끓이면 열이 빠져나가게 됩니다.
저장 탱크에서 끓는 현상은 기본적으로 대형 보온병에서 발생하며 두 벽 사이에 진공이 있어 외부 열을 차단합니다. 액체질소는 밸브를 통해 꾸준히 공급되며, 센서가 계속해서 액체질소를 채워줍니다. 하지만 내부 내용물(일반적으로 약병)은 파열될 수 있으므로 액체에 직접 담그지 않습니다. 대신 그들은 위의 차가운 증기 속에 앉아 있습니다.
한편, 급속 냉동고에는 실제로 저장 공간이 없습니다. 단열 터널을 통해 컨베이어에서 식품을 이동시킵니다. 오버헤드 노즐은 통과하면서 미세한 질소 미스트를 분사합니다. 냉동된 식품은 일반 압축기 냉각 냉장 보관소로 옮겨집니다.
액체질소 냉동고가 실제로 어떤 용도로 좋은가요?
액체질소가 식품 저장에 사용되지 않는 이유는 액체질소가 필요하지 않기 때문입니다. 다양한 유형으로 제공되는 일반 압축기 냉장고는 음식이 약 0°F에서도 잘 보관되므로 잘 작동합니다. 그러나 식품에 얼음이 형성되는 방식 때문에 급속 냉동은 특정 유형의 식품에 유용합니다. 음식을 냉동하면 점차적으로 세포벽에 구멍을 뚫는 크고 들쭉날쭉한 결정이 생성됩니다. 이것이 바로 가정용 냉동고에 있던 딸기가 종종 녹으면서 으깬 상태가 되는 이유입니다. 반면에 얼리면 작은 결정이 빠르게 형성되어 질감이 거의 그대로 유지됩니다.
질감이 온전하다는 것은 과일과 같은 재료의 맛이 더 신선하다는 것을 의미합니다. 결정이 작을수록 음식이 해동될 때 주스가 새는 일이 훨씬 줄어듭니다. 한 테스트에서 12시간 동안 천천히 냉동한 딸기는 주스의 약 20%를 잃은 반면, 액체 질소를 사용하여 급속 냉동한 딸기는 5% 미만의 손실을 보였습니다.
하지만 액체질소를 사용하는 것은 꽤 비용이 많이 드는 과정입니다. 그 이유는 액체질소가 단순히 증발하여 재사용할 수 없기 때문입니다. 1파운드의 생선을 얼리면 최대 2파운드의 질소가 연소됩니다. 이것이 바로 급속 냉동이 일반적으로 해산물이나 딸기와 같은 값비싼 식품에 사용되는 이유입니다.
식품 외에도 저장 탱크는 대체할 수 없는 살아있는 샘플을 보존하는 데 도움이 됩니다. 생물학적 활동은 기본적으로 액체 질소가 유지하는 데 도움이 되는 온도인 화씨 -206도 이하에서 중단됩니다. 야생 동물 보호를 위한 세포 은행인 샌디에이고 동물원의 냉동 동물원(Frozen Zoo)은 액체 질소에 11,000개 이상의 세포주를 보유하고 있습니다.
