Sấy thăng hoa bao gồm hai quá trình: đông lạnh và thăng hoa. Mục đích của việc đông lạnh là tạo cho thực phẩm có hình dạng và cấu trúc phù hợp để tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình thăng hoa. Thăng hoa là một quá trình trong đó độ ẩm trong thực phẩm hấp thụ nhiệt và thăng hoa thành hơi nước, được loại bỏ thông qua hệ thống ngưng tụ.
Máy sấy thăng hoa thực phẩm
Có hai phương pháp cấp đông: phương pháp tự cấp đông và phương pháp cấp đông trước.
Phương pháp tự đông lạnh là phương pháp sử dụng thực phẩm flash trong chân không để hấp thụ ẩn nhiệt bay hơi, làm cho nhiệt độ của thực phẩm giảm xuống dưới điểm đóng băng và tự đóng băng. Nếu có thể tạo ra chân không cao một cách nhanh chóng, một lượng lớn nước sẽ bốc hơi ngay lập tức và một lượng nhiệt lớn sẽ được hấp thụ, giúp thực phẩm hoàn thành quá trình đông lạnh một cách nhanh chóng. Tuy nhiên, phương pháp tự đông lạnh thường gây biến dạng hoặc tạo bọt cho thực phẩm nên không phù hợp với những thực phẩm có yêu cầu cao về hình thức và hình dáng. Nó thường chỉ được sử dụng để đông lạnh các sản phẩm dạng bột khô.
Phương pháp đông lạnh trước là phương pháp đông lạnh trước thực phẩm thành một hình dạng nhất định. Phương pháp này có thể kiểm soát hình dạng thực phẩm và trạng thái tinh thể băng tốt hơn nên phù hợp để đông lạnh hầu hết các loại thực phẩm.
Thực phẩm sau khi đông lạnh sẽ được thăng hoa và sấy khô trong buồng sấy. Khi tinh thể băng thăng hoa, chúng phải hấp thụ nhiệt thăng hoa. Do đó, trong buồng máy sấy thăng hoa có một thiết bị gia nhiệt để cung cấp phần nhiệt này. Các phương pháp sưởi ấm bao gồm sưởi ấm bằng tấm, sưởi hồng ngoại và sưởi ấm bằng vi sóng.
Phương pháp gia nhiệt dạng tấm là đặt thực phẩm đã đông lạnh trước vào giữa hai tấm gia nhiệt và thực hiện trao đổi nhiệt tiếp xúc để đạt được quá trình sấy khô. Để tăng cường hiệu quả trao đổi nhiệt, thường có một thiết bị truyền động thủy lực để ép chặt tấm gia nhiệt vào thực phẩm. Nhiệt độ của tấm gia nhiệt được duy trì và điều chỉnh bằng hơi nước nóng tuần hoàn bên trong hoặc môi trường lỏng để đảm bảo không chỉ đáp ứng nhiệt lượng cần thiết cho sự thăng hoa của các tinh thể đá trong thực phẩm mà còn ngăn nhiệt độ của nó tăng đến mức có thể khiến nhiệt độ của tấm gia nhiệt tăng lên. gây tan băng, thường ở nhiệt độ từ 38 đến 66°C. Ngoài ra, tấm gia nhiệt tiếp xúc chặt chẽ với thực phẩm, mặc dù có thể đẩy nhanh quá trình truyền nhiệt nhưng việc thoát hơi nước sau khi thăng hoa của các tinh thể băng lại bị cản trở. mà còn khiến áp suất bên trong của thực phẩm tăng lên, thậm chí vượt quá áp suất điểm ba pha khiến tinh thể băng tan chảy. Vì vậy, một tấm lưới kim loại có thể mở rộng thường được đặt giữa tấm gia nhiệt và thực phẩm để giữ đường cho hơi nước thoát ra ngoài. Điều này không chỉ có thể nâng cao hiệu quả truyền nhiệt mà còn tăng tốc độ loại bỏ hơi nước, từ đó đẩy nhanh quá trình sấy thăng hoa.
Khi sử dụng phương pháp gia nhiệt dạng tấm, lớp xốp chứa đầy các loại khí không ngưng tụ như hơi nước và không khí sẽ dần dần phát triển do sự thăng hoa liên tục của các tinh thể băng sẽ tạo ra khả năng cản trở truyền nhiệt và thoát hơi nước ngày càng cao, khiến nó bị khô. yếu tố hạn chế chính về tốc độ. Khiếm khuyết này có thể được khắc phục bằng cách sử dụng hệ thống sưởi hồng ngoại và lò vi sóng. Hai phương pháp gia nhiệt này thường được sử dụng kết hợp với gia nhiệt tấm để thực hiện sấy ở giai đoạn giữa và cuối của quá trình sấy thăng hoa. Điều này không chỉ có thể khắc phục được lực cản truyền nhiệt giữa các lớp xốp, tăng tốc độ sấy thăng hoa mà còn giảm chi phí. sấy thăng hoa.
Xem thêm: Nguyên lý sấy thăng hoa
