Tìm hiểu về phương pháp sấy thăng hoa là gì? - Điểm khác biệt của sấy thăng hoa

Trước đây, để có thể làm khô và bảo quản thực phẩm người ta lựa chọn phương pháp sấy nóng. Tuy nhiên, sấy trong điều kiện nhiệt độ cao khiến cho các loại nguyên vật liệu, thực phẩm bị teo tóp, mất đi hình dạng, cấu trúc ban đầu cũng như hàm lượng dưỡng chất bị thay đổi. Vì vây phương pháp sấy thăng hoa đã được áp dụng thay cho các cách sấy truyền thống nhằm đáp ứng kịp thời nhu cầu bảo quản thực phẩm. Chúng ta cùng tìm hiểu xem phương pháp này là gì nhé!

Phương pháp sấy thăng hoa là gì?

Đây là phương pháp sấy ưu việt nhất trong tất cả phương pháp sấy hiện nay. Hiện tại ở nước ta cũng đã có nhiều doanh nghiệp mạnh dạn đầu tư công nghệ này trong các lĩnh vực chế biến và bảo quản thực phẩm, nguyên liệu sản xuất,...

Sấy thăng hoa (freeze drying) là một kỹ thuật còn được gọi là “làm khô lạnh”. Là quá trình làm khô sản phẩm đã được cấp đông trong điều kiện chân không. Ở điều kiện này, khi gia nhiệt thì nước sẽ thăng hoa trực tiếp từ dạng rắn (băng) sang dạng khí. Điều này giúp cho sản phẩm sau khi tách ẩm vẫn giữ được nguyên hình dạng, màu sắc, mùi vị, dưỡng chất.

Ứng dụng phương pháp sấy thăng hoa trên "Đông trùng hạ thảo"

Cấu tạo của máy sấy thăng hoa

Một máy sấy thăng hoa sẽ có nhiều thành phần, nhưng chúng ta sẽ nói chủ yếu đến 3 bộ phận cần thiết như sau:

• Bơm chân không: Đây là thiết bị tạo ra môi trường chân không cho quá trình sấy.
• Bộ phận cấp đông: Đây là thiết bị giúp cấp đông sản phẩm vào giai đoạn đầu của quá trình sấy. Đồng thời, nó cũng hấp thụ hơi ẩm thoát ra từ sản phẩm sấy.
• Bình Ngưng Tụ (bẫy lạnh) – Đây là thiết bị có nhiệm vụ ngưng tụ hơi ẩm thoát ra và làm đóng băng ẩm này trong quá trình sấy. Dùng bình ngưng sẽ giảm nhẹ sự làm việc của bơm chân không.
• 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

• Giai đoạn đầu

Là lựa chọn thực phẩm tươi sống cần dùng đem đi cấp đông nhanh ở nhiệt độ rất thấp (-30⁰C đến -50⁰C), sau đó đưa vào buồng hút chân không. Thông thường mất 6-8h.

Trong một số dây chuyền, để tiết kiệm thời gian, người ta sẽ cấp đông sản phẩm trước ở máy cấp đông nhanh. Sau đó, mới bỏ vào sấy thăng hoa.

• Giai đoạn thăng hoa

Trong môi trường sấy chân không, các tinh thể nước đá trong nguyên liệu sẽ thăng hoa mà không qua giai đoạn hóa lỏng. Khoảng 90% độ ẩm trong nguyên liệu được lấy đi. Hơi nước thăng hoa ra thoát ra ngoài sản phẩm sẽ được hấp thụ lại ở một bộ phận gọi là bẫy nước. Nhiệt độ ở bẫy nước thường thấp hơn nhiệt độ môi trường buồng sấy khoảng 20⁰C. Khi hơi nước bay vào bẫy nước, nó sẽ ngay lập tức đông tụ lại thành băng.

Sau đó, chuyển qua giai đoạn làm khô thứ cấp, để làm bay hơi ẩm còn sót lại, nhiệt độ điều chỉnh tăng dần (có thể lớn hơn 0⁰C). Độ ẩm trong nguyên liệu còn khoảng 1~4%. Bước cuối cùng thực phẩm sấy thăng hoa được đóng gói chân không, ngăn ẩm và quá trình oxi hóa.

• Giai đoạn cuối

Khi thực phẩm sấy thăng hoa được chế biến, sử dụng ngâm với nước sẽ trở về trạng thái hương vị ban đầu, hàm lượng dinh dưỡng, cấu trúc và hình dáng được bảo toàn nguyên vẹn như hình thái vốn có của nó. Sản phẩm sấy thăng hoa có thể được gia nhiệt lên đến 70⁰C nhưng vẫn không bị mất đi dưỡng chất và các vitamin cần thiết. Vì sản phẩm chỉ bị biến chất, biến màu, biến mùi khi sấy thường là do quá trình oxy hóa mạnh khi gia nhiệt trên 400 độ C. Tuy nhiên, trong buồng sấy thăng hoa thì oxy và không khí đã bị rút hết ra ngoài, nên không còn xảy ra oxy hóa nữa.

Ưu điểm của phương pháp sấy thăng hoa

Công nghệ sấy thăng hoa đã tạo ra những sản phẩm có chất lượng tốt nhờ bảo đảm được chất lượng sảm phẩm cũng như giá trị dinh dưỡng vốn có ban đầu. Thành phần dinh dưỡng (protein, lipit, gluxit), vitamin, enzyme và hoạt chất sinh học, màu sắc, mùi, vị,... gần như được bảo toàn không bị phá hủy.

Đặc biệt sản phẩm sau khi sấy có độ xốp mềm, khi ngâm vào nước nó hoàn ẩm trương nở trở lại và gần giống như nguyên liệu ban đầu.

Sản phẩm sau khi sấy cho vào túi rồi ép chân không, quản bảo ở nhiệt độ phòng, thời gian sử dụng kéo dài, chi phí bảo quản thấp, chất lượng ít bị thay đổi.

Cách phân biệt sấy lạnh, sấy chân không và sấy thăng hoa

• Phương pháp sấy lạnh

Sấy lạnh (còn gọi là sấy bơm nhiệt) là phương pháp sấy bằng không khí, có đặc điểm rất khô ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ sấy thông thường. Dải nhiệt độ sấy dao động từ 35⁰C - 600⁰C, độ ẩm không khí sấy vào khoảng 10-30%. Quá trình sấy được tiến hành ở áp suất khí quyển. Máy sấy lạnh được cấu thành bởi một máy bơm nhiệt được đặt trong một tủ sấy hoặc một hầm sấy tùy theo quy mô. Máy bơm nhiệt có một đầu nóng và một đầu lạnh. Đầu nóng sẽ cung cấp nhiệt lượng cho tác nhân sấy, còn đầu lạnh dùng để tách ẩm cho không khí sấy. Do đó, máy sấy lạnh còn gọi là máy sấy bơm nhiệt.

Nguyên tắc làm việc

Không khí nóng và khô được lưu thông qua các khay của sản phẩm cần sấy. Kết thúc chu trình này nhiệt độ không khí sẽ giảm xuống và độ ẩm sẽ tăng lên. Sau đó luồng không khí mang hơi ẩm của nông sản sẽ được hút qua ống của dàn lạnh ngưng tụ. Tại đây không khí sẽ được làm lạnh xuống dưới điểm ngưng tụ. Hơi nước trong không khí bị ngưng tụ tách ra làm cho không khí có độ chứa hơi giảm về không.

Luồng không khí khô lạnh này được dẫn qua buồng nóng để đốt nóng. Nhiệt độ không khí tăng dần trong khoảng cho phép đó, chúng được dẫn vào buồng sấy chứa sản phẩm. Dưới sự chênh lệch áp suất riêng của hơi nước trên bề mặt sản phẩm với áp suất riêng của hơi nước trong không khí (tác nhân sấy), hơi nước ở sản phẩm tự bay hơi và làm khô sản phẩm.

Quá trình này diễn ra liên tục và tuần hoàn khép kín. Do nhiệt độ môi trường sấy thấp, cao nhất khoảng từ 35⁰C - 600⁰C, nên chất lượng sản phẩm ít bị ảnh hưởng. Sản phẩm có chất lượng tốt, mang lại giá trị kinh tế cao.

Cấu trúc máy sấy lạnh

• Phương pháp ấy chân không

Sấy chân không là phương pháp sấy trong môi trường gần như chân không.

Sấy chân không là phương pháp sấy trong môi trường gần như chân không (hiện nay các nhà khoa học chưa thể tạo ra được môi trường chân không mà chỉ là môi trường gần như chân không mà thôi).

Nguyên tắc làm việc

Vật sấy được đưa vào buồng kín, sau đó sử dụng máy bơm chân không để tạo môi trường chân không.

Môi trường có áp suất rất thấp, khoảng 50mmHg ( Áp suất khí quyển là 760mmHg). Ở môi trường áp suất thấp nước sẽ sôi ở nhiệt độ rất thấp khoảng 30-40 độ C. Khi nước sôi đồng nghĩa với sự bốc hơi nước diễn ra rất nhanh làm cho vật sấy khô nhanh hơn với sấy nhiệt thông thường.

Sấy chân không có ưu điểm tốt hơn sấy lạnh là thời gian sấy nhanh hơn. Và sản phẩm đầu ra đẹp, giữ được cấu trúc, có độ giòn, xốp mà sấy lạnh hay sấy thông thường không có được.

Điểm khác biệt giữa sấy thăng hoa và sấy chân không

Điểm khác biệt giữa sấy thăng hoa và sấy chân không chính là quy trình làm đông đá vật sấy. Sấy chân không hoàn toàn không có giai đoạn này. Đó cũng chính là lý do giúp vật sấy giữ được cấu trúc vật lý tốt hơn với sấy chân không. Vì thế phương pháp sấy thăng hoa đáp ứng được tiêu chí giữ nguyên hình dạng dù là sản phẩm rất nhũn và khó sấy như sầu riêng, mãng cầu, bơ chín,…

Điều này là nhờ cơ chế đóng băng sản phẩm ở nhiệt độ cực thấp để thành phần nước trong thực phẩm đóng băng thành các tinh thể băng nhỏ. Khi toàn bộ lượng nước trong sản phẩm đã đóng đá đúng yêu cầu kỹ thuật thì quá trình sấy thăng hoa bắt đầu. Kết cấu sản phẩm khi đã được đóng băng sẽ tương tự như hình dạng tổ ong, phần chất xơ của thực phẩm sẽ tạo thành phần khung xương giống tổ ong, còn thành phần nước đông đá sẽ như mật ong vậy.

Khi quá trình thăng hoa bắt đầu, thành phần tinh thể đá trong sản phẩm sẽ chuyển thành thể khí và thẩm thấu ra ngoài, khi các vị trí trong sản phẩm là tinh thể đá chiếm chỗ đã bị hóa hơi hết sẽ để lại dạng kết cấu như tổ ong bên trong sản phẩm, chính vì vậy hình dạng sản phẩm khô được giữ nguyên.

Sau khi sấy chỉ nước trong sản phẩm bị hút ra ngoài nên giữ được nhiều chất dinh dưỡng. Protein của vật sấy không bị biến tính, lipid không bị oxy hóa, gluxit không bị hồ hóa. Các hoạt chất sinh học, vitamin, khoáng chất không bị phá hủy, màu sắc và mùi vị gần như không thay đổi.

Như vậy qua các khái niệm đã nêu ra có thể thấy sấy thăng hoa đây là phương pháp sấy ưu việt nhất trong tất cả phương pháp sấy hiện nay. Hiện tại ở nước ta cũng đã có nhiều doanh nghiệp mạnh dạn đầu tư công nghệ này. Phương pháp sấy thăng hoa là phương pháp sấy phức tạp hơn sấy chân không.

Sấy chân không có phải là sấy thăng hoa hay không?

Sấy chân không là giai đoạn cuối cùng của sấy thăng hoa nên nhiều người dễ nhầm tưởng sấy chân không và sấy thăng hoa là một. Nhìn chung những ưu điểm của sấy thăng hoa được thể hiện rất rõ ràng. Các sản phẩm được sấy thăng hoa có thể bảo quản được ở điều kiện nhiệt độ phòng.