Tìm hiểu về công nghệ sấy thăng hoa

Sấy thăng hoa

Sấy thăng hoa là một quá trình khử nước một cách nhẹ nhàng, được sử dụng để bảo quản thực phẩm chất lượng cao. Vậy công nghệ sấy thăng hoa là gì? Ưu và nhược điểm của phương pháp này ra sao?. Bài viết này sẽ giúp bạn giải đáp toàn bộ thắc mắc này.

Lịch sử hình thành của công nghệ sấy thăng hoa

Công nghệ sấy thăng hoa hay sấy đông khô được phát minh bởi Jacques-Arsene d’Arsonval tại College de France ở Paris vào năm 1906.

Sau đó, trong Thế chiến II, công nghệ này đã được thực hiện rộng rãi để bảo quản huyết thanh. Kể từ đó, công nghệ sấy đông khô đã trở thành một trong những quá trình quan trọng để bảo quản các vật liệu sinh học nhạy cảm với nhiệt. 

Kể từ năm 1950, ngành công nghiệp sấy thăng hoa thực phẩm bắt đầu phát triển. Hiện nay sấy thăng hoa đang được sử dụng như một phương giúp pháp bảo quản thực phẩm, dược phẩm và nhiều loại sản phẩm khác.

Sấy thăng hoa là gì?

Sấy thăng hoa có tên gọi tiếng anh là Freezy-drying, là một quá trình khử nước ở nhiệt độ thấp. Quá trình sấy bao gồm làm đông sản phẩm, hạ áp suất, sau đó gia nhiệt để phần nước đông lạnh trong sản phẩm chuyển trực tiếp thành hơi (thăng hoa).

Sự thăng hoa của nước diễn ra thế nào?

Điểm ba- Triple point
Biểu đồ trạng thái pha của nước

Hiểu được quá trình thăng hoa của nước sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về công nghệ sấy thăng hoa.

Biểu đồ trên thể hiện 3 trạng thái của nước: thể rắn, thể lỏng, thể khí. Điểm giao nhau giữa 3 đường trạng thái gọi là Triple Point hay điểm 3 trạng thái.

  • Nếu áp suất cao hơn áp suất điểm Tripple Point. Khi gia nhiệt, lúc này nước sẽ chuyển từ thể rắn sang lỏng, rồi mới hóa hơi. 
  • Nếu áp suất thấp hơn áp suất điểm Tripple Point. Khi gia nhiệt, lúc này nước sẽ chuyển từ thể rắn, thăng hoa thành thể khí.

Do đó quá trình thăng hoa của nước xảy ra khi áp suất môi trường ở dưới mức áp suất điểm 3 trạng thái. Đây cũng là lý do tại sao cần phải hạ áp suất trong quy trình sấy thăng hoa.

Cấu tạo của máy sấy thăng hoa

Cấu tạo của máy sấy thăng hoa

Về cơ bản một máy sấy thăng hoa sẽ bao gồm 3 bộ phận chính sau đây:

  • Bơm chân không. Đóng vai trò tạo ra môi trường chân không cho quá trình sấy.
  • Bộ phận cấp đông. Đóng vai trò cấp đông sản phẩm vào giai đoạn đầu của quá trình sấy. Đồng thời, thiết bị cũng hấp thụ hơi ẩm thoát ra từ sản phẩm trong quá trình sấy.
  • Bộ phận gia nhiệt: Khi sản phẩm được cấp đông, bơm chân không tạo đủ điều kiện chân không, điện trở sẽ gia nhiệt cho sản phẩm để xảy ra quá trình thăng hoa.

Quy trình sấy thăng hoa diễn ra như thế nào?

Máy sấy thăng hoa

Quy trình sấy được thực hiện trong ba giai đoạn bao gồm:

  1. Đông lạnh
  2. Sấy sơ cấp (Thăng hoa)
  3. Sấy thứ cấp

Giai đoạn 1: Đông lạnh

Làm đông lạnh là giai đoạn quan trọng nhất của quá trình sấy đông khô, và có nhiều phương pháp để thực hiện. Việc đông lạnh có thể được thực hiện thông qua tủ đông, máy cấp đông nhanh, máy sấy thăng hoa. 

Giai đoạn 2: Sấy sơ cấp

Ở giai đoạn này áp suất được hạ xuống bằng với mức áp suất chân không . Khoảng 90% nước trong sản phẩm được loại bỏ trong giai đoạn này. Sấy sơ cấp là một quá trình chậm và diễn ra từ từ có thể mất từ ​​vài giờ đến hai ngày. Quá nhiều nhiệt có thể làm thay đổi cấu trúc của sản phẩm.

Giai đoạn 3: Sấy thứ cấp

Ở giai đoạn này, trong sản phẩm chỉ còn hơi ẩm nằm sâu trong lõi. Do đó các phân tử nước liên kết ion trong sản phẩm sẽ được loại bỏ. Bằng cách tăng nhiệt độ cao lên cao, có thể lên đến 70 độ C. Lúc này các liên kết giữa sản phẩm và các phân tử nước bị phá vỡ. Sau khi quá trình này hoàn thành sản phẩm sẽ được khô hoàn toàn.

Ưu và nhược điểm của công nghệ sấy thăng hoa

Ưu điểm

Thực phẩm được giữ nguyên dinh dưỡng khi sấy thăng hoa
Sản phẩm sau khi được sấy đông khô có chất lượng vượt trội so với sản phẩm được khử nước bằng các phương pháp sấy khác. Ảnh: Shutterstock.

Bảo toàn tối đa giá trị dinh dưỡng của thực phẩm

Sấy đông khô giữ lại giá trị dinh dưỡng tốt hơn so với các phương pháp sấy khô khác. Điều này giúp đáp ứng được mong muốn của người tiêu dùng về giá trị dinh dưỡng từ thực phẩm nguyên chất. 

Quá trình này cũng giữ được màu sắc và hình dạng thực tế của nguyên liệu thô ban đầu. Từ đó giúp người tiêu dùng yên tâm rằng họ đang thực sự có được trái cây, rau quả… thực sự trong khẩu phần ăn của mình.

Khả năng tùy biến cao

Nguyên liệu sấy đông khô có thể được cắt dễ dàng
Ảnh: Shutterstock.

Một ưu điểm khác của sấy đông khô là khả năng tùy biến theo nhu cầu và mục đích sử dụng. Các sản phẩm sấy đông khô có thể được cắt, xay thành nhiều kích cỡ và hình dạng khác nhau. Có thể thực hiện trên nhiều loại sản phẩm từ trái cây, rau củ cho đến bột mịn. 

Gia vị của các món ăn được sấy đông khô
Ảnh: Shutterstock.

Thành phẩm có thể dễ dàng trộn vào bất kỳ hỗn hợp hoặc công thức nào để tạo ra nhiều loại sản phẩm mới. Các thành phần rau, củ, thịt trong gói gia vị của một số loại mỳ ăn liền là một ví dụ điển hình của công nghệ sấy đông khô.

Kéo dài được thời gian bảo quản

Nhìn chung, thời hạn sử dụng của hầu hết các sản phẩm đều có sự liên quan trực tiếp đến độ ẩm của sản phẩm đó. 

Loại bỏ nước thông qua quá trình làm đông khô sẽ loại bỏ khả năng phát triển của vi khuẩn. Độ ẩm là khác nhau giữa các sản phẩm, nhưng trung bình độ ẩm đối với các sản phẩm được sấy thăng hoa 3%. 

Các sản phẩm được sấy đông khô có thể được bảo quản từ 6 tháng đến 3 năm trong túi poly và 25 năm hoặc lâu hơn trong lon.

Nhược điểm

Nhược điểm chính của sấy thăng hoa là yếu tố chi phí, do tiêu thụ nhiều năng lượng và chi phí vận hành và bảo dưỡng cao. 

Năng lượng cần thiết cho quá trình sấy đông khô gần như gấp đôi so với mức năng lượng cần thiết cho quá trình sấy khô bằng không khí thông thường. Do đó, quy trình này chỉ khả thi về mặt kinh tế đối với các sản phẩm thực phẩm có giá trị cao.

Ứng dụng của công nghệ sấy thăng hoa

Sấy thăng hoa trong thực phẩm

Thực phẩm sấy thăng hoa

Các thực phẩm được sấy đông khô có thể được sử dụng trong cắm trại, khẩu phần quân sự, dự trữ thực phẩm sinh tồn và khám phá không gian.

Các nguyên liệu nhạy cảm với nhiệt độ, chẳng hạn như trái cây là những ứng cử viên tốt cho việc sấy đông khô. Chúng đã trở nên phổ biến như đồ ăn nhẹ và thành phần trong các loại thực phẩm khác, chẳng hạn như ngũ cốc ăn sáng.

Đông trùng hạ thảo sấy thăng hoa
Đông trùng hạ thảo sấy thăng hoa

Các loại thảo mộc có giá trị dinh dưỡng và giá trị kinh tế cao thường được sấy đông khô bao gồm: Đông trùng hạ thảo, nhân sâm, yến… Trong số này nổi tiếng nhất là Đông trùng hạ thảo sấy thăng hoa. Đây là một loại dược thảo quý chứa nhiều thành phần dược chất tốt với sức khỏe con người. Do đó để bảo toàn được hết các dược chất quý có trong Trùng thảo, các nhà sản xuất đã lựa chọn sấy thăng hoa cho dược thảo này.

Sấy thăng hoa trong các ngành công nghệ

Trong tổng hợp hóa học, các sản phẩm thường được sấy đông khô để làm ổn định hơn, hoặc dễ dàng hòa tan trong nước.

Trong các chế phẩm sinh học, sấy đông khô cũng có thể được sử dụng như một quy trình tinh chế ở giai đoạn cuối, do có thể loại bỏ dung môi một cách hiệu quả. Hơn nữa, nó có khả năng cô đặc các chất có trọng lượng phân tử thấp quá nhỏ để loại bỏ bằng màng lọc.

Máy sấy thăng hoa có giá bao nhiêu tiền?

Hiện nay trên thị trường giá của máy sấy thăng hoa sẽ phụ thuộc vào khối lượng sấy của máy. Giá của máy có khối lượng sấy từ 3kg là 70.000.000 VNĐ và 400.000.000 VNĐ cho máy có khối lượng sấy 20 kg.

Tổng kết

Trên đây là các thông tin về công nghệ sấy thăng hoa mà dược thảo Mailands đã gửi cho bạn. Hy vọng bài viết này đã giúp bạn hiểu thêm về phương pháp sấy thăng hoa.

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai.