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2014.03 가마솥에 숨겨진 과학 ‘무쇠솥과 통가열식 압력밥솥’
작성자 관리자 작성일 2014-03-03 조회 5396
전통 속에 살아 숨 쉬는 첨단과학 이야기 - 가마솥에 숨겨진 과학 ‘무쇠솥과 통가열식 압력밥솥’

솥은 취사용구(炊事用具)로 밥을 짓거나 국 또는 물을 끊이는 데 사용하는 생필품이며, 솥과 솥뚜껑으로 구성된다. 솥의 재질은 선사시대에는 토기, 청동기시대에는 청동, 철기시대부터는 쇠를 들 수 있는데, 토기는 견고하지 못하여 쉽게 깨지는 단점이 있고, 청동은 불에 약하고 내구성이 떨어지는 단점이 있다. 이와 달리 쇠는 견고함, 내구성 등을 갖추고 있기 때문에 오늘날 스테인리스, 알루미늄 등의 신소재가 출현하기 전까지 꾸준히 사용되었다.

솥의 종류는 다양하여 부(釜), 정(鼎), 노구로 분류되는데, 솥에 다리가 없는 것은 부(釜), 다리가 있는 것을 정(鼎)이라 구분하고 있다. 이에 비해 노구는 자유로이 옮겨 걸고 사용할 수 있게 만든 작은 솥을 말한다.

솥 주조기법으로는 석비레, 모래, 점토 등의 주물사를 이용한 ‘주물사주조법’과 점토에 볏짚과 갈대 등을 섞은 점토를 사용한 ‘도토주조법’을 들 수 있다. 주물사와 도토주조법의 가장 다른 점은 거푸집을 불에 굽는 것과 굽지 않은 것에 있는데, 도토거푸집은 불에 구워 완성한다. 이러한 가마솥 생산과정에는 선인의 지혜와 전통과학 원리가 스며있다. 솥은 쇠로 만들기 때문에 쇠에 대한 이해와 경험 없이 양질의 솥을 만들기는 불가능하다. 우리 겨레가 오래전부터 뛰어난 솥 주조기술과 제작 경험을 축적해 왔음은 이미 고고학 자료를 통해 충분히 소개되어왔다. 또한, 각 제작 과정에 쓰인 도구와 관련 용어들은 오랜 세월 동안 내려온 생생한 경험과 노력이 숨 쉬는 전통과학 용어인 것이다.

‘밥이 보약’, ‘상차림이 부실해도 맛깔 나는 밥 한 그릇 하나면 족하다.’라는 표현이 있다. 밥 한 사발에도 이토록 민감한 미감을 가진 민족의 입맛을 오늘날까지 지켜온 비결에는 어떤 것이 있을까? 반찬 맛이 손맛이라면 밥맛을 좌우하는 것은 무엇일까? 비밀의 열쇠는 바로 밥솥에 있다. 가마솥 밥맛이 좋은 이유는 솥뚜껑 무게, 바닥 두께와 밀접히 관련된다.
가마솥의 뚜껑은 무게가 무거워 온도 변화가 서서히 일어나며, 내부 압력이 높고, 또 높은 온도를 유지시켜 주어 맛있는 밥이 된다. 가마솥 뚜껑은 다른 재질로 만든 솥의 뚜껑에 비해 훨씬 무겁다. 요즈음 사용되는 압력밥솥은 잠그는 기능까지 있을 정도이다. 솥뚜껑이 무거우면 불로 가열할 때 솥 안의 공기가 팽창됨과 아울러 물이 수증기로 변하게 된다. 뚜껑이 가벼우면 수증기가 쉽게 빠져 나가지만 무거우면 덜 빠져나가게 되어 내부 압력이 올라간다. 압력이 높아지면 물의 끓는점이 올라가 밥이 100도 이상에서 지어져 낮은 온도에서보다 더 잘 익게 되고, 따라서 밥맛이 좋게 되는 것이다.

가마솥 주조 모습 「가마졈( 기산 김준근, 조선 후기)」

쌀이 잘 익으려면 대기압(1기압) 이상의 압력이 필요하다. 밥을 지을때 솥 안의 공기와 수증기가 빠져나가 ‘김이 새면’ 설익게 되기 때문이다. 전통 가마솥 뚜껑 무게는 솥 전체의 3분의 1에 달하는데 이러한 원리를 전기압력밥솥이 그대로 적용하였다. 하지만 전기압력밥솥에 이런 무거운 장치를 얹을 수 없으므로, 내솥과 뚜껑에 톱니바퀴 모양의 돌출부를 만들었다. 뚜껑을 닫고 손잡이를 돌리면 톱니바퀴들이 서로 맞물리게 돼 공기와 수증기가 빠져나갈 수 없게 되는 것이다. 여기에 압력 조절 장치를 달아 일정 압력(2기압) 이상이 되면 기체 배출구를 통해 내부 기체가 빠져나오도록 설계되어 있다.

또한, 가마솥은 밑바닥이 둥그렇기 때문에 열이 입체적으로 전해진다. 바닥의 두께가 부위별로 다른 점도 한몫을 한다. 대부분 가마솥은 불에 먼저 닿는 부분을 두껍게 하고 가장자리 부분을 얇게 만들어 열을 고르게 전달시킨다. 열전도율을 훌륭하게 적용한 것이다. 이와 같은 가마솥의 원리를 현대 과학과 접목하여 신기술로 나타난 것이 바로 전기압력밥솥임을 알 수 있다.

웬만한 가정이라면 한 대씩 갖추고 있어 현대인의 생활필수품으로 자리 잡은 ‘전기압력밥솥’. 이러한 전기압력밥솥의 기술도 점점 진화되고 있다. 전기압력밥솥은 1990년대만 해도 대부분 밑바닥만 가열하는 열판식이어서 아래부터 천천히 가열되어 한 번에 많은 양의 밥을 지을 경우 층층 밥이 되곤 했다. 그래서 가마솥처럼 입체적으로 열을 가하기 위해 전자유도가열(IH : Induction Heating) 방법을 적용한 통가열식 전기압력밥솥이 등장했다.

통가열식은 밥솥 둘레 내부에 구리 코일이 감겨 있고, 여기에 전류가 흐르면 자기장이 변화돼 무수한 2차 전류(유도 전류)가 흐르게 된다. 이 전류가 밥솥의 전기 저항으로 인해 뜨거운 열에너지로 전환된다. 장작불 대신 전류를 이용한다 해서 ‘불꽃 없는 불’이라 불리는데, 사방에서 열이 전달되면서 쌀이 구석구석 잘 익는다.

IH 압력밥솥은 쌀의 원형을 유지하면서 밥의 영양분 파괴를 줄인다. 취사 속도가 빠를수록 영양분 파괴가 적기 때문에 최근에는 취사 시간을 10분 이내로 줄인 제품도 출시되었다. 이 기술의 핵심은 밥솥의 측면 화력을 두 배 이상 향상시켜 밥의 단맛이 빠져나가지 않도록 하는 것이다. 이외에도 열전도율을 높이기 위해 내솥의 바깥부분을 금이나 구리로 얇게 입히기도 한다. 솥의 주요 재질인 스테인리스강은 열전도율이 낮아서 쌀에 열이 전달되는 속도가 느린 반면 구리는 12배, 금은 9배 정도 스테인리스강보다 열전도율이 높다.

기존의 전기밥솥은 보온과 취사만 가능했다면, 이제는 밥맛을 자유자재로 구현할 수 있게 되었다. 백미, 잡곡, 된밥, 진밥 등을 가족들의 식성에 따라 지을 수 있고, 빵이나 갖가지 요리도 가능하게끔 기술이 발전한 것이다.
첨단 과학으로 만들었다는 이들 밥솥 역시 가마솥의 원리를 고스란히 담아냈다는 사실은 시사하는 바가 크다. 아울러 온고지신이라는 말처럼 겨레의 과학 슬기는 첨단 과학을 뒷받침하는 버팀목으로 응용되고 있을 뿐 아니라 미래를 여는 열쇠라는 점을 결코 간과해서는 안 될 것이다.

손잡이폭, 손잡이높이, 뚜껑높이, 뚜껑폭, 솥폭, 진두께, 솥두께, 진위높이, 진아래높이, 진폭등 솥의 구조와 명칭을 설명하는 그림 - 솥 주조(주물사 거푸집)와 완성 - 솥뚜껑 주조와 완성 - 솥 주조(흙 거푸집)와 완성
- 글˚윤용현 (국립중앙과학관 교육문화과장) -
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