Sấy là một trong những phương pháp làm khô thực phẩm xuất hiện từ lâu đời nay. Chúng ta thường bắt gặp sản phẩm sấy ở mọi nơi, sấy lạnh, sấy nhiệt đủ các loại thực phẩm, đủ các loại nguyên liệu đều có thể được đem sấy với các quá trình khác nhau.
Bài viết này hệ thống lại các phương pháp sấy thông dụng cho các bạn một cái nhìn tổng quan về phương pháp sấy trong công nghệ thực phẩm. Sau đây, chúng ta gọi nguyên liệu thực phẩm cần sấy là “vật liệu sấy”.
Xem thêm:
>> Tìm hiểu về công nghệ sấy lạnh
>> Quy trình sấy khô rau quả
Trước khi đi vào phương pháp sấy, ta điểm qua các phương pháp làm khô vật liệu
Phương pháp cơ học: Ở phương pháp này, chúng ta dùng các máy ép, máy lọc, máy ly tâm… để tách nước. Phương pháp này thường dùng làm khô sơ bộ, khi không cần làm khô triệt để vật liệu, khi lượng nước trong vật liệu rất lớn.
Phương pháp hóa lí: Ở phương pháp này, chúng ta dùng các hóa chất có tính hút nước, hút ẩm cao để tách ẩm ra khỏi vật liệu. Phương pháp này tách nước khá triệt để, tuy nhiên đắt tiền và phức tạp. Do đó, phương pháp này thường được dùng để tách ẩm trong không khí nhằm bảo quản máy móc, thiết bị. Các hóa chất thường được sử dụng như CaCl2 khan hoặc thông dụng nhất là Silica-gel,…
Phương pháp nhiệt: Ở phương pháp này, chúng ta dùng nhiệt năng để tách ẩm ra khỏi vật liệu. Đây là phương pháp phổ biến và được dùng rộng rãi trong các ngành công nghiệp, kể cả trong đời sống.
Ở 3 phương pháp trên thì phương pháp nhiệt là Sấy mà chúng ta sẽ tìm hiểu trong chuỗi bài viết này.
Định nghĩa phương pháp sấy
Sấy là quá trình dùng nhiệt năng để làm bay hơi nước ra khỏi vật liệu rắn hay lỏng. Với mục đích giảm bớt khối lượng vật liệu, tăng độ bền và quan trong là kéo dài thời gian bảo quản đối với thực phẩm.
Phân loại phương pháp sấy
Quá trình sấy gồm 02 phương thức:
Sấy tự nhiên
Tiến hành bay hơi bằng năng lượng tự nhiên như mặt trời, năng lượng gió…còn gọi là phơi sấy tự nhiên. Phương pháp này đỡ tốn nhiệt năng, nhưng không chủ động điều chỉnh được vận tốc quá trình theo yêu cầu kỹ thuật, năng suất thấp,…
Sấy nhân tạo
Thường được tiến hành trong các loại thiết bị sấy để cung cấp nhiệt cho các vật liệu ẩm. Sấy nhân tạo có nhiều dạng, tùy theo phương pháp truyền nhiệt mà trong kỹ thuật sấy có thể được phân loại như sau:
- Sấy đối lưu (nhiệt nóng): là phương pháp sấy cho tiếp xúc trực tiếp vật liệu sấy với tác nhân sấy là không khí nóng, khói lò,…
- Sấy tiếp xúc: là phương pháp sấy không cho tác nhân sấy tiếp xúc trực tiếp vật liệu sấy, mà tác nhân sấy truyền nhiệt cho vật liệu sấy gián tiếp qua một vách ngăn.
- Sấy bằng tia hồng ngoại: là phương pháp sấy dùng năng lượng của tia hồng ngoại do nguồn nhiệt phát ra truyền cho vật liệu sấy.
- Sấy bằng dòng điện cao tần: là phương pháp sấy dùng năng lượng điện trường có tần số cao để đốt nóng trên toàn bộ chiều dày của lớp vật liệu.
- Sấy lạnh: là phương pháp sấy trong điều kiện nhiệt độ và ẩm của tác nhân sấy thấp hơn nhiều so với môi trường Nhiệt độ thấp để đảm bảo đặc tính cảm quan của sản phẩm, còn ẩm thấp để tạo ra chênh lệch ẩm, do đó ẩm trong vật liệu sẽ thoát ra ngoài dễ dàng. Ở đây ta có sấy lạnh nhiệt độ từ 0oC trở lên và sấy lạnh đông sâu hay còn gọi là sấy thăng hoa.
- Sấy thăng hoa: là phương pháp sấy trong điều kiện môi trường có độ chân không cao, nhiệt độ rất thấp, nên ẩm tự do trong vật liệu đóng băng và bay hơi từ trạng thái rắn thành hơi không qua trạng thái lỏng (nên gọi là thăng hoa).
- Sấy chân không: Là phương pháp sấy được vật liệu không chịu được nhiệt độ cao hay dễ bị oxy hoá, vật liệu dễ bị bụi hay vật liệu thoát ra dung môi quý cần thu hồi và vật liệu dễ nổ. (foodnk sẽ có bài đề cập sâu về phương pháp này).
Ngoài ra còn có các phương pháp như sấy bằng vi sóng, sấy phun tầng sôi… và một vài phương pháp khác.
Nguyên lý của quá trình sấy
Quá trình sấy là một quá trình chuyển khối có sự tham gia của pha rắn rất phức tạp vì nó bao gồm cả quá trình khuyếch tán bên trong và cả bên ngoài vật liệu rắn đồng thời với quá trình truyền nhiệt. Đây là một quá trình nối tiếp, nghĩa là quá trình chuyển lượng nước trong vật liệu từ pha lỏng sang pha hơi, sau đó tách pha hơi ra khỏi vật liệu ban đầu.
Động lực của quá trình là sự chênh lệch độ ẩm ở trong lòng vật liệu và bên trên bề mặt vật liệu. Quá trình khuyếch tán chuyển pha này chỉ xảy ra khi áp suất hơi trên bề mặt vật liệu lớn hơn áp suất suất riêng phần của hơi nước trong môi trường không khí chung quanh. Vận tốc của toàn bộ quá trình được qui định bởi giai đoạn nào chậm nhất.
Ngoài ra tùy theo phương pháp sấy mà nhiệt độ là yếu tố thúc đẩy hoặc cản trở quá trình di chuyển ẩm từ trong lòng vật liệu sấy ra bề mặt vật liệu sấy. Trong các quá trình sấy thì môi trường không khí ẩm xung quanh có ảnh hưởng rất lớn và trực tiếp đến vận tốc sấy.
Khi tìm hiểu về quá trình sấy, hoặc để chế tạo máy sấy, chúng ta cần để tâm đến hai mặt của quá trình này:
Mặt tĩnh lực học: tức dựa vào cân bằng vật liệu và cân nhiệt lượng ta sẽ tìm được mối quan hệ giữa các thông số đầu và cuối của vật liệu sấy và của tác nhân sấy để từ đó xác định được thành phần vật liệu, lượng tác nhân sấy và lượng nhiệt cần thiết cho quá trình sấy.
Mặt động lực học: tức là nghiên cứu mối quan hệ giữa sự biến thiên của độ ẩm vật liệu với thời gian sấy và các thông số của quá trình như: tính chất, cấu trúc, kích thước của vật liệu sấy và các điều kiện thủy động lực học của tác nhân sấy để từ đo xác định được chế độ sấy, tốc độ sấy và thời gian sấy thích hợp.
Bài này chúng ta tìm hiểu đến đây, mời các bạn đón đọc bài tiếp theo nhé!
Nam Pro
