Phương pháp sấy hiện đại – Sấy thăng hoa

Trong kỹ thuật sấy và bảo quản thực phẩm, có rất nhiều loại sấy như sấy nhiệt nóng, sấy điện cao tần, sấy lạnh, sấy thăng hoa,… Các loại sấy bằng nhiệt độ cao sẽ làm mất đi lượng nước trong sản phẩm, đồng thời khiến sản phẩm bị nóng, bay mất mùi thơm và màu sắc, cùng hàm lượng dinh dưỡng. Phương pháp sấy lạnh giữ lại hương vị và màu sắc, với kỹ thuật sấy hiện đại nhất là sấy thăng hoa, thực phẩm còn có thể tươi ngon trở lại sau khi thêm nước. Hiện nay các loại máy sấy lạnh đều được KAG Việt Nam nhập khẩu từ các nước phát triển với công nghệ cao, giá cả hợp lý và dễ thao tác. Để các bạn hiểu hơn về Máy sấy thăng hoa, KAG xin được giới thiệu đến các bạn thông tin, nguyên lý hoạt động của máy sấy thăng hoa theo nghiên cứu mới nhất của Labconco.

Nguyên lý hoạt động của phương pháp sấy thăng hoa

 - Nguyên liệu được làm đông, nước trong sản phẩm sẽ chuyển từ trạng thái rắn sang trạng thái khí và thăng hoa nhờ máy hút chân không tạo ra áp suất thấp ở nhiệt độ thấp. Theo nguyên lý hoạt động, nguyên liệu được làm khô mà vẫn giữ nguyên hình thái. Khi hoàn nguyên bằng nước hoặc bằng dung dịch thích hợp thì sản phẩm đông khô trở lại trạng thái ban đầu.

 - Nếu áp suất khí quyển lớn hơn 6.11 mbar và cố định thì khi thay đổi nhiệt độ, nước sẽ tồn tại ở ba trạng thái: lỏng, rắn, và khí.

 - Tại áp suất chính xác 6.11 mbar và nhiệt độ 0 o C thì nước sẽ tồn tại cả ở ba trạng thái rắn, lỏng, khí (điểm cắt của ba trạng thái). - nếu áp suất nhỏ hơn 6.11 mbar thì nước sẽ chuyển trực tiếp từ rắn sang khí và ngược lại bằng việc thay đổi nhiệt độ (quá trình chuyển trực tiếp từ rắn sang khí được gọi là thăng hoa).

 - Quá trình sấy thăng hoa bao gồm ba giai đoạn:

1/ Giai đoạn làm đông

2/ Giai đoạn sấy sơ cấp

3/ Giai đoạn sấy thứ cấp.

Giai đoạn 1 – Giai đoạn làm đông (freezing):

Giai đoạn làm lạnh được coi là quan trọng nhất trong toàn bộ quá trình Sấy đông khô.Giai đoạn này, các nguyên liệu được cấp đông ngay lập tức, quá trình này giúp cho các tinh thể lỏng trong nguyên liệu được chuyển hóa thành các tinh thể rắn.           Quá trình làm đông nhanh giúp giữ nguyên cấu trúc của sản phẩm. Nhiệt độ từ - 50°C đến -80°C.

Quá trình làm đông có 2 cách, lựa chọn cách làm đông phụ thuộc vào cấu trúc của nguyên liệu sấy.

Cách 1: Hình thành eutectic: khi nguyên liệu được làm lạnh đến nhiệt độ nhất định, nguyên liệu từ dạng lỏng ngay lập tức chuyển sang thể rắn, điểm nhiệt độ đó được gọi là nhiệt độ eutectic

Cách 2: huyền phù trong nguyên liệu dưới dạng thủy tinh thể trong suốt quá trình lạnh đông. Thay cho việc hình thành các hệ eutectic, khi nhiệt độ hạ thấp, độ nhớt của hỗn hợp huyền phù tăng lên. Cuối cùng sản phẩm được lạnh đông tại điểm chuyển tiếp thủy tinh thể hình thành nên thủy tinh thể rắn.

Lưu ý: mỗi nguyên liệu đều có nhiệt độ eutectic riêng. Vì thế quá trình làm đông của mỗi loại sản phẩm đều khác nhau đảm bảo sản phẩm đông khô được sản xuất với chất lượng hoàn hảo nhất.

Giai đoạn 2 – Giai đoạn làm khô sơ cấp (gia đoạn sấy thăng hoa):

Sau khi đạt được nhiệt độ đông và cấu trúc tinh thể phù hợp ở giai đoạn làm đông, nguyên liệu được làm khô bằng cách hấp thụ nhiệt lượng để chuyển các phân tử nước từ dạng tinh thể thành hơi trong đều kiện chân không mà không qua trạng thái lỏng, quá trình này còn gọi là quá trình thăng hoa. Sau giai đoạn  đông sản phẩm, thiết lập các thích hợp để loại bỏ tinh thể nước khỏi sản phẩm bằng cách thăng hoa, kết quả thu được là sản phẩm khô cấu trúc được bảo toàn. Có 2 thông số cần thiết phải điều chỉnh một cách chính xác là Nhiệt độ và Áp suất.

Không quan trọng hệ thống sấy thăng hoa được sử dụng là loại gì, các điều kiện phải được tạo ra để thúc đẩy các phân tử nước ra khỏi sản phẩm một cách tự do. Sử dụng máy hút chân không tạo môi trường áp suất thấp nên nước sẽ chuyển từ trạng thái rắn sang trạng thái khí mà không qua trạng thái lỏng sau đó được thăng hoa ra ngoài. Khi quá trình làm khô kết thúc thì toàn bộ nước tự do sẽ bay hơi. Lượng nước liên kết còn lại khoảng 7-8%. Trong suốt thời gian làm khô cấp 1, nhiệt độ dàn ngưng tụ, nhiệt độ chế phẩm và áp suất chân không là những yếu tố quyết định tốc độ thăng hoa của chế phẩm. Nhiệt độ của dàn ngưng tụ phải thấp hơn 15 o C so với nhiệt độ làm khô của sản phẩm.

Lưu ý: áp suất hơi của sản phẩm thúc đẩy quá trình thăng hoa của các phân tử hơi nước từ bề mặt sản phẩm đông lạnh đi đến bình ngưng. Các phân tử nước có áp lực tự nhiên di chuyển đến bình ngưng vì áp suất hơi nước thấp hơn áp suất của sản phẩm. Do đó, nhiệt độ ngưng tụ (Điểm D) phải thấp hơn nhiều so với nhiệt độ của sản phẩm.

Giai đoạn 3 – Giai đoạn làm khô thứ cấp (Giai đoạn bốc hơi ẩm còn lại): 

Sau khi kết thúc giai đoạn 2, và tất cả băng đã thăng hoa, tuy nhiên vẫn còn ẩm liên kết tồn tại bên trong vật sấy. Sản phẩm nhìn có vẻ khô, nhưng thực tế ẩm còn lại tương đối cao khoảng 7-8%. Giai đoạn sấy thứ cấp này tại nhiệt độ cao hơn là quá trình cần thiết để bốc hơi ẩm liên kết còn lại đạt hiệu suất tối đa nhất. Quá trình này được gọi là sự giải hấp đẳng nhiệt vì ẩm liên kết sẽ được bay hơi khỏi sản phẩm. Tuỳ thuộc vào loại chế phẩm mà thời gian làm khô cấp 2 bằng 1/3 đến 1/2 so với thời gian làm khô cấp 1. 

Lượng nước khi thăng hoa càng lớn sẽ giải phóng theo một lượng nhiệt lớn. Nhiệt lượng này có thể làm tan trở lại và huỷ hoại một phần sản phẩm nếu như chúng không được giải phóng nhanh ra khỏi sản phẩm. Do vậy, khi dùng nhiệt để kích thích quá trình thăng hoa phải kèm theo mức độ chân không phù hợp. Giai đoạn 3 này thường được duy trì tại nhiệt độ sản phẩm cao hơn nhiệt độ môi trường xung quanh nhưng phải phù hợp với độ nhạy nhiệt của sản phẩm. Tất cả các điều kiện khác, như áp suất và nhiệt độ bình ngưng vẫn giữ nguyên. Bởi vì đây là quá trình giải hấp, nên áp suất chân không càng thấp càng tốt (không có áp suất cao) và nhiệt độ bình ngưng lạnh đến mức có thể đạt được.

CÔNG TY CP CÔNG NGHỆ KAG VIỆT NAM

Hotline/zalo: 0904685252

Website: https://maythucphamka.com

Địa chỉ: Số 115/509 Vũ Tông Phan, Khương Đình, Thanh Xuân, Hà Nội

Xem thêm

 - Sự khác nhau giữa Máy sấy đông khô và Máy sấy lạnh thông thường

 - Ứng dụng của máy Sấy lạnh đông khô trong bảo quản thực phẩm