QSF 초저온 급속동결 기술

Quick Super Freeze — −162°C의 LNG 냉열에너지를 초저온 급속동결실에 공급하여, −60°C에서 −80°C의 온도 조건에서 30분 이내에 모든 신선식품을 동결시키는 기술입니다.

동결 손상의 원리

식품의 동결 손상은 최대빙결정생성대(−1°C ~ −5°C)에서 발생합니다. 이 구간에서 세포 내외의 수분이 얼음 결정으로 성장하며, 통과 시간이 길수록 결정이 커져 세포막을 물리적으로 파괴합니다. 파괴된 세포는 해동 시 수분과 수용성 영양성분, 풍미 성분을 드립으로 유출합니다.

일반 냉동은 이 구간을 통과하는 데 약 150분이 소요됩니다. QSF 공정은 약 10분 내에 이 구간을 통과하며, 30분 이내에 중심온도 −55°C에 도달합니다.

일반 동결 −20°C

초저온 급속동결 −60°C

빙결정 크기

결정이 크게 자라 넓은 빈 공간을 남깁니다

결정이 잘고 고르게 형성됩니다

세포조직 변화

조직이 찢기고 세포 사이에 빈 자리가 생깁니다

조직 밀도가 유지됩니다

경남QSF 투자설명자료(IM) 수록 자료. 동일 원물을 조건만 달리해 동결한 뒤 촬영한 조직 단면입니다.

초저온 7無 현상

공정점과 품질 지표

공정점은 식품 내 수분과 용질이 모두 동결되는 온도로, 어육 · 축육의 경우 −55°C ~ −65°C 범위에 있습니다. 일반 냉동고의 운전 온도는 공정점에 도달하지 못합니다. 동결 상태로 보관되더라도 품질 저하가 계속 진행되는 이유입니다.

냉열원과 에너지 자립

두 냉열원을 상호보완적으로 씁니다. 급속동결의 기본 냉열은 LNG 기화 냉열입니다. LNG 인수기지에서 공급받은 LNG를 열교환기에 통과시켜 −95°C의 냉매를 만들고, 이를 초저온 급속동결실과 초저온 보관 창고에 함께 공급합니다. 여기에 −60°C 전기 냉동기를 같이 운전해, 짧은 시간에 열을 빼내야 하는 구간과 부하가 몰리는 시간대를 보강합니다. 보관에서도 두 냉열원을 함께 씁니다. 냉열 확보에 별도의 전력 비용이 들지 않으므로, 초저온을 참다랑어 같은 고가 어종을 넘어 수산물 · 축산물 · 농산물 전반에 적용할 수 있습니다.

열교환을 마친 기화가스는 수소연료전지 발전의 연료로 사용합니다. 여기서 생산한 전력은 사업장에서 자가 소비하여 외부 전력 의존도를 낮추고, 발전 과정에서 나오는 105°C의 온수는 건조 가공과 스마트팜의 열원으로 활용합니다.

LNG 냉열에 태양광과 에너지저장장치(ESS), 연료전지를 묶어 하나의 에너지 체계로 운용합니다. 냉열은 버려지던 것을 받고 전기는 자체 조달하므로 초저온 유지에 드는 에너지 비용이 사실상 들지 않으며, 계통 전력에 기대지 않아 정전 상황에서도 보관 온도가 유지됩니다.

초저온(QSF) 푸드테크 연구소

푸드테크는 음식(Food)과 기술(Tech)의 합성어로, 식자재와 음식의 개발 · 생산 · 유통 · 판매를 비롯해 음식 소비의 데이터베이스화까지 포괄하는 분야입니다.

경남QSF 초저온급속동결식품연구소는 농수축산물 100품목 이상을 대상으로 QSF 테스트를 수행하여 최적의 초저온 상품을 개발하고 있습니다. 동결 온도와 물량 등 조건별 심화 테스트를 통해 품목별 적용 방안을 확립합니다.

학술 근거