Tổng quan nguyên lý về quá trình sấy thăng hoa – sấy lạnh đông sâu

0
1346

Khái niệm

Sấy thăng hoa (freeze drying) là một kỹ thuật còn được gọi là “làm khô lạnh”(lyophilisation) hay còn gọi là kỹ thuật khử nước (dehydration), thường được sử dụng để bảo quản các loại vật liệu nói chung và thực phẩm nói riêng, giúp thuận tiện hơn cho vận tải, cũng như giữ được các phẩm chất của sản phẩm ban đầu. Freeze drying hoạt động bằng cách cấp đông nhanh các nguyên liệu và sau đó giảm áp suất môi trường để cho phép các tinh thể đá đông (ẩm đóng băng) trong nguyên liệu có thể thăng hoa trực tiếp từ pha rắn sang pha khí.

Nguyên lý của sấy thăng hoa freeze drying
Tóm tắt về sấy thăng hoa – freeze drying

Quá trình “làm khô lạnh”(lyophilisation) được phát minh vào năm 1906 bởi Arsène d’Arsonval và trợ lý của ông Frederic Bordas tại phòng thí nghiệm sinh học vật lý của Collège de France ở Paris.

Các giai đoạn Freeze drying

Tiền xử lý

Ở giai đoạn này, nguyên liệu thực phẩm được chuẩn bị kỹ với những yêu cầu kỹ thuật tương ứng, ngoài ra, ở giai đoạn này, tùy vào loại nguyên liệu mà chúng ta gia giảm thêm một số chất hỗ trợ kỹ thuật.

Freezing

Giai đoạn này gọi là cấp đông nhanh. Tùy vào cấp độ của công nghệ mà nguyên liệu được cấp đông nhanh hay siêu nhanh. Thường các tác nhân cấp đông nhanh như đá khô, methanol hay nitơ lỏng được sử dụng. Thông thường, nhiệt độ cấp đông trong khoảng từ -50°C đến -80°C (-58°F đến -112°F). Giai đoạn này là quan trọng nhất trong toàn bộ quá trình, vì sản phẩm có thể hư hỏng nếu không đúng cách thực hiện.

Làm khô sơ cấp

Ở giai đoạn này, áp suất trong môi trường sấy sẽ được giảm xuống áp suất chân không. Lượng nhiệt được cấp vào được tính toán một cách chính xác sao cho các tinh thể nước đá thăng hoa mà không qua pha lỏng. Ở giai đoạn này, 90% ẩm trong nguyên liệu được lấy đi.

Làm khô thứ cấp

Giai đoạn làm khô thứ cấp là giai đoạn làm bay hơi lượng ẩm còn sót lại ở giai đoạn trước. Ở giai đoạn này, nhiệt độ có thể được điều chỉnh tăng dần và có thể >0°C. Ở cuối quá trình, độ ẩm trong nguyên liệu chỉ còn khoảng 1% – 4%.

Nguyên lý hoạt động của freeze drying sấy thăng hoa
Nguyên lý hoạt động của freeze drying – sấy thăng hoa

Freeze drying được ứng dụng trong rất nhiều ngành công nghiệp bởi đặc tính ưu việt của nó. Hiện tại ở nước ta cũng đã có nhiều doanh nghiệp mạnh dạn đầu tư công nghệ “mới” này (mới với chúng ta những đã được phát minh hơn 1 thế kỷ rồi 😀 ). Tuy nhiên chi phí thiết bị và chuyển giao công nghệ còn cao. Foodnk sẽ tiếp tục chủ đề này trong các bài viết tới.

Foodnk.com

BÌNH LUẬN