Kiểm soát công nghệ sấy trong quy trình sản xuất các sản phẩm ngũ cốc ăn liền dạng sợi (phở, bún, miến, hủ tiếu,…) quyết định chất lượng sản phẩm đầu ra và năng suất của toàn bộ quá trình sản xuất. Từ kinh nghiệm của một kỹ sư tham gia sản xuất thực tế, việc lựa chọn phương pháp sấy, vật liệu sấy, tác nhân sấy, các yếu tố ảnh hưởng tới công nghệ sấy sẽ được giải thích chi tiết trong bài viết này.

1. Các phương pháp sấy khô thực phẩm

Sấy là quá trình dùng nhiệt năng để làm bốc hơi nước ra khỏi vật liệu, quá trình này có thể tiến hành bằng cách bay hơi tự nhiên sử dụng năng lượng tự nhiên như năng lượng Mặt trời, năng lượng gió… Đây còn gọi là quá trình phơi hay sấy tự nhiên.

Phương pháp phơi sấy tự nhiên có ưu điểm đỡ tốn nhiệt năng nhưng không điều chỉnh được các thông số kỹ thuật như nhiệt độ sấy, vận tốc sấy, lưu lượng tác nhân sấy, …. Từ đó, dẫn tới sản phẩm không đạt yêu cầu đầu ra, năng suất thấp. Bởi vậy người ta tiến hành quá trình sấy nhân tạo. Tùy theo phương pháp truyền nhiệt, kỹ thuật sấy thực phẩm được chia thành:

  • Công nghệ sấy đối lưu: là phương pháp sấy cho tiếp xúc trực tiếp vật liệu với tác nhân sấy (không khí nóng, khói lò).
  • Công nghệ sấy tiếp xúc: là phương pháp sấy không cho không khí nóng tiếp xúc trực tiếp với vật liệu sấy, mà tác nhân sấy truyền nhiệt cho vật liệu sấy, gián tiếp qua một vách ngăn.
  • Công nghệ 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.
  • Công nghệ sấy thăng hoa: là phương pháp sấy trong môi trường có độ chân không rất 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.

2. Công nghệ sấy đối lưu

Trong quá trình sản xuất thực phẩm ngũ cốc ăn liền dạng sợi (phở, bún, miến, hủ tiếu, …), nhà sản xuất sử dụng phương pháp sấy đối lưu. Sấy đối lưu trong sản xuất thực phẩm ngũ cốc ăn liền dạng sợi sử dụng không khí nóng làm tác nhân sấy, với nhiệt độ, độ ẩm, tốc độ phù hợp theo điều kiện sản xuất của mỗi loại, chuyển động trùm lên vật sấy (sản phẩm).

Quá trình sấy làm cho ẩm trong vật liệu sấy bay hơi rồi đi theo tác nhân sấy (không khí nóng). Sau thời gian sấy khoảng 30 phút tới 1 giờ, ta được sản phẩm sấy có độ ẩm theo yêu cầu (không lớn hơn 14% theo TCVN 7879:2008 – Tiêu chuẩn Việt Nam về sản phẩm dạng sợi ngũ cốc ăn liền).

sơ đồ khoang sấy công nghệ sấy
Hình 1: Sơ đồ nguyên lý sấy đối lưu

Nguyên lý sấy: Quạt thổi 1 (hay quạt ly tâm) hút không khí sạch từ môi trường nhà xưởng thổi qua Calorifer 2 thành không khí nóng, rồi thổi vào Khoang sấy 4 trùm qua các vắt phở, mì, miến, … làm ẩm bay hơi, trong đó một lượng được tuần hoàn trong tủ, một lượng thoát ẩm qua Quạt hút 3, thổi ra khỏi nhà xưởng.

Hình ảnh thiết bị sấy thực tế Foscitech

Trong quá trình sản xuất thực phẩm dạng sợi ngũ cốc ăn liền (phở, bún, miến, hủ tiếu, …) nhà sản xuất sử dụng phương pháp sấy đối lưu liên tục, vắt liên tục đi vào và ra khỏi tủ sấy.

3. Vật liệu sấy

Vật liệu đem sấy có dạng sợi, được gấp và xếp vào khuôn sấy, bề rộng sợi khoảng 2mm – 4mm tùy sản phẩm.

Nước có trong vật liệu sấy có thể chia làm hai nhóm: Nước tự do và nước liên kết.

  • Nước tự do nằm trong vật ẩm là lượng nước tạo ra trên bề mặt vật ẩm, hơi nước có áp suất riêng đạt giá trị bão hòa ở nhiệt độ hiện tại của vật ẩm.
  • Nước liên kết tạo ra trên vật ẩm, hơi nước có áp suất riêng nhỏ hơn áp suất bão hòa ứng với nhiệt độ của vật.

Muốn tách nước ra khỏi vật ẩm cần có năng lượng lớn hơn hoặc bằng năng lượng liên kết giữa nó và vật ẩm.

Vật sấy và khuôn sấy công nghệ sấy foscitech.vn
Hình 2: Vật sấy và khuôn sấy

4. Tác nhân sấy

Tác nhân sấy được sử dụng là không khí nóng, để làm nóng không khí nhà sản xuất sử dụng hơi nước bão hòa từ lò hơi. Hơi nước bão hòa từ lò hơi làm nóng giàn calorifer. Không khí có nhiệt độ môi trường ở nhà xưởng được thổi qua giàn calorifer thành không khí nóng và phả xuống vật liệu sấy ở trên khuôn sấy (Hình 2).

Để gia nhiệt không khí nóng lên 100 – 120⁰C ta có thể dùng hơi nước nóng có áp suất từ 3 – 6 kg/cm2.

5. Lý thuyết công nghệ sấy

Có thể chia đường cong sấy của toàn bộ quá trình thành ba phần tương ứng với ba giai đoạn sấy:

đường cong sấy công nghệ sấy thực phẩm foscitech.vn
Hình 3. Đường cong sấy (S. Rizvi, 2005).
  • Giai đoạn đốt nóng A-B: Là giai đoạn bắt đầu quá trình sấy. Ở đây nhiệt độ vật liệu sấy tăng nhanh nhưng độ ẩm trung bình của vật giảm không nhiều.
  • Giai đoạn tốc độ sấy không đổi B-C: Trong giai đoạn này, nhiệt độ vật nói chung, nhiệt độ ở tâm và bề mặt vật nói riêng đạt đến một giá trị nhất định, xấp xỉ nhiệt độ nhiệt kế ướt. Ẩm bay hơi mạnh, do bao nhiêu nhiệt lượng vật liệu ẩm nhận được chỉ để bay hơi nước nên nhiệt độ vật liệu sấy hầu như không đổi.
  • Giai đoạn tốc độ sấy giảm dần C-D: Là giai đoạn cuối của quá trình sấy. Khi đó ẩm mao dẫn đã bay hơi gần hết và trong vật liệu sấy chỉ còn lại chủ yếu là ẩm dưới dạng hơi liên kết hấp phụ với vật liệu sấy. Ẩm này cần nhiều năng lượng hơn để thoát khỏi vật nên độ ẩm trung bình thay đổi chậm hơn.
  • Giai đoạn D-E: Là dai đoạn độ ẩm thay đổi không đáng kể và kết thúc quá trình sấy.

6. Đồ thị thoát ẩm thực thế trong quá trình sấy đối lưu

Đồ thị thoát ẩm thực thế trong quá trình sấy đối lưu foscitech
Hình 4. Đồ thị thoát ẩm thực thế trong quá trình sấy đối lưu

Đồ thị trên cho thấy sự tương đồng giữa đường cong sấy lý thuyết (Hình 3) và đường cong sấy thực tế sản xuất. Trong thực tế sản xuất để chất lượng sản phẩm và hiệu quả sản xuất được tối ưu thì trong quá trình sản xuất, nhà máy cũng cài đặt nhiệt độ từng khoang sấy theo đường cong sấy.

Trong trường hợp, nhiệt độ sấy cài đặt không phù hợp (cao) sẽ dẫn tới tình trạng vật sấy có thể bị giòn, dễ vỡ, màu trở nên ngả vàng. Ngược lại, nhiệt độ thấp sẽ dẫn đến tình trạng vắt phở không chín được, độ ẩm cao và không đạt tiêu chuẩn về vi sinh.

7. Các biến đổi của vật liệu sấy trong quá trình sấy

Trọng lượng của vật sấy sẽ giảm dần theo thời gian (sau khi đi qua các khoang sấy).

Sự biến đổi diễn ra trong quá trình sấy công nghệ sấy

Độ ẩm của vật sấy sẽ giảm dần theo thời gian (thông thường sẽ sấy từ 30 phút tới 1 giờ, đến khi đạt độ ẩm). Do đó, cấu trúc của vật sấy sẽ giòn hơn so với trạng thái ban đầu, cần quan tâm tới hình dạng và cấu trúc của vật sấy trong quá trình sấy.

Biến đổi số lượng vi sinh: Quá trình sấy có tác dụng làm yếu hoặc tiêu diệt vi sinh vật trên bề mặt vật liệu. Trong quá trình sấy thực tế sản phẩm phở, bún, hủ tiếu sẽ giảm lượng VSV từ 6×10^4 CFU/g về khoảng 10^3 – 5×10^3 CFU/g.

Sự tạo màu mới do phản ứng Melanoidin: Khi nhiệt độ sấy không được kiểm soát tốt dẫn tới nhiệt độ sấy cao sẽ gây ra hiện tượng vật sấy chuyển sang màu vàng do phản ứng màu melanoidin, gây ảnh hưởng tới tính chất cảm quan của sản phẩm. Đây là một phản ứng không mong muốn trong quá trình sấy.

Sự định hình của sản phẩm: sợi của các sản phẩm ăn liền khi chưa qua công đoạn xếp khuôn, định hình có thể có độ dài tới 30-50 cm do vậy cần có công đoạn xếp khuôn, sấy để định hình sản phẩm thuận tiện cho việc bao gói và vận chuyển, tránh việc gãy, vỡ.

8. Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình sấy

Để kiểm soát công nghệ sấy đối lưu các sản phẩm thực phẩm, cần lưu ý các thông số kỹ thuật quan trọng sau:

  • Nhiệt độ sấy
  • Thời gian sấy, phụ thuộc vào tốc độ băng tải sấy
  • Độ ẩm của tác nhân sấy, phụ thuộc môi trường nhà xưởng
  • Tốc độ cũng như lưu lượng của tác nhân sấy thổi xuống khuôn sấy, phụ thuộc vào công suất quạt thổi
  • Độ mở cửa lấy không khí từ nhà xưởng vào tủ sấy
  • Độ mở cửa thoát không khí ẩm trong tủ sấy và lưu lượng ẩm thoát ra, phụ thuộc công suất quạt hút ẩm

TỪ VỰNG TIẾNG ANH CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM:

Thermodynamic Properties: Tính chất nhiệt độ học
Convection drying: Sấy đối lưu
Drying curve: Đường cong sấy
Drying technology: Công nghệ sấy
Khuôn sấy
Khoang sấy
Vắt sấy

Nguồn tham khảo
Tại Foscitech, chúng tôi nỗ lực cung cấp những kiến thức chuyên môn đáng tin cậy và bám sát thực tế nhất trong lĩnh vực khoa học và công nghệ thực phẩm. Chúng tôi sử dụng chính sách biên tập nội dung khắt khe để đảm bảo nội dung trên Foscitech là tốt nhất.

1. T S. Rizvi, “Thermodynamic Properties of Foods in Dehydration,” Apr. 2005. http://dx.doi.org/10.1201/9781420028805.ch7.

Tham khảo bài viết vui lòng ghi rõ nguồn: https://foscitech.vn/cong-nghe-say-san-pham-ngu-coc-an-lien-dang-soi/

Leave a Reply

Your email address will not be published