Kỹ thuật sấy rau quả

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT – CÔNG NGHỆ CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM VÀ CÔNG NGHỆ SINH HỌC BÁO CÁO HỌC PHẦN CÔNG NGHỆ SAU THU HOẠCH CHỦ ĐỀ: KỸ THUẬT SẤY TRONG CHẾ BIẾN VÀ BẢO QUẢN THỰC PHẨM GVHD: NGUYỄN NGỌC NGÂN KHÁNH Nhóm sinh viên thực hiện: Võ Thanh Thúy Đặng Thị Diệu Thu Nguyễn Văn Thuấn Nguyễn Ngọc Minh Thư Vỡ Minh Thư CẦN THƠ 2020 MỤC LỤC Đặt vấn đề Nội dung 2.1 Cơ sở khoa học 2.2 Mục đích cơng nghệ phạm vi thực 2.3 Ý nghĩa trình sấy q trình bảo quản nơng sản thực phẩm 2.4 Nguyên tắc trình sấy 2.5 Các phương pháp sấy 2.5.1 Sấy bằng khói lò 2.5.1.1 Nguyên lý hệ thống sấy bằng khói lò 2.5.1.2 Đặc điểm 2.5.1.3 Ưu điểm và nhược điểm 2.5.2 Sấy đối lưu 2.5.2.1 Nguyên lý hoạt động 2.5.2.2 Ưu điểm và nhược điểm 2.5.3 Sấy tiếp xúc 2.5.3.1 Khái niệm 2.5.3.2 Nguyên lý làm việc 2.5.3.3 Hệ thống sấy kiểu trống (trục cân) 2.5.3.4 Sấy tang trống (sấy trục lăn) (roller dryer) 2.5.3.5 Máy sấy kiểu lô quay 2.5.3.6 Sấy bằng cầu nóng 10 2.5.4 Sấy thăng hoa 11 2.5.4.1 Khái niệm 11 2.5.4.2 Cấu tạo máy sấy thăng hoa 11 2.5.4.3 Nguyên lí hoạt động 11 2.5.4.4 Quá trình sấy thăng hoa 12 2.5.4.5 Ưu điểm và nhược điểm 13 2.5.5 Sấy xạ 13 2.6 Ứng dụng 16 2.6.1 Chế độ sấy số sản phẩm hạt 16 2.6.2 Chế độ sấy số sản phẩm rau 18 2.7 Các yếu tố ảnh hưởng 21 2.7.1 Các yếu tố liên quan đến điều kiện sấy 21 2.7.2 Các yếu tố liên quan đến nguyên liệu 21 2.8 Ảnh hưởng trình sấy đến chất lượng nông sản 22 2.8.1 Ảnh hưởng đến cấu trúc 22 2.8.2 Ảnh hưởng đến mùi vị 23 2.8.3 Ảnh hưởng đến màu sắc 24 2.8.4 Ảnh hưởng đến giá trị dinh dưỡng 25 2.8.5 Ảnh hưởng đến hồi nguyên sản phẩm (rehydration) 25 Kết luận 26 TÀI LIỆU THAM KHẢO 27 Đặt vấn đề Việt Nam có khí hậu nhiệt đới, bốn mùa quanh năm có nơng sản thu hoạch Do đó, cần có kỹ thuật bảo quản, chế biến để nâng cao chất lượng cho nông sản Việc nâng cao chất lượng nông sản có ý nghĩa lớn nhất, đảm bảo chất lượng nông sản sau thu hoạch Rau loại nông sản tương đối khó bảo quản nhiệt độ nước ta điều kiện vi sinh mầm mống phát triển tốt Với công nghệ ngày phát triển việc bảo quản nơng sản đa dạng loại bỏ vi sinh sinh vât bằng phương pháp phân riêng Membrane, ức chế bằng cách giảm hoạt độ nước Một phương pháp bảo quản nơng sản nêu trên, phương pháp bảo quản nông sản bằng kỹ thuật sấy quan trọng Công Nghệ Sau Thu Hoạch, giúp cho nông sản giữ màu sắc, hương vị, mà bảo quản lâu Phương pháp mang lại ưu điểm, nhược điểm nào? Các phương pháp sử dụng phổ biến nơng sản sao? Để sử dụng cách thích hợp, an toàn, hiệu Nội dung 2.1 Cơ sở khoa học Sấy trình sử dụng nhiệt để tách nước khỏi mẫu nguyên liệu Trong trình sấy, nước tách khỏi mẫu nguyên liệu theo nguyên tắc bốc thăng hoa Cần phân biệt khác sấy cô đặc Trong trình sấy, mẫu nguyên liệu thường dạng rắn, nhiên mẫu nguyên liệu cần sấy có thể dạng lỏng huyền phù Sản phẩm thu sau q trình sấy ln dạng rắn bột Các phương pháp sấy phổ biến công nghệ thực phẩm: - Sấy đối lưu: phương pháp sấy cho tiếp xúc trực tiếp vật liệu sấy với tác nhân sấy khơng khí nóng, khói lò,… - Sấy xạ: phương pháp sấy dùng lượng tia hồng ngoại nguồn nhiệt phát truyền cho vật liệu sấy - Sấy tiếp xúc: phương pháp sấy không cho tác nhân sấy tiếp xúc trực tiếp vật liệu sấy, mà tác nhân sấy truyền nhiệt cho vật liệu sấy gián tiếp qua vách ngăn - Sấy thăng hoa: phương pháp sấy diều kiện môi trường có độ chân không cao, nhiệt độ thấp, nên ẩm tự vật liệu đóng băng bay từ trạng thái rắn thành không qua trạng thái lỏng (nên gọi thăng hoa) - Sấy bằng điện trường cao tần: phương pháp sấy dùng lượng điện trường cao có tần số cao để đốt nóng tồn chiều dày lớp vật liệu - Sấy bằng khói lò: thường sử dụng vật liệu sấy cho phép sấy nhiệt độ cao không yêu cầu phải giữ vệ sinh 2.2 Mục đích cơng nghệ phạm vi thực Khái thác: nước bị tách khỏi nguyên liệu, hàm lượng dinh dưỡng tính khối lượng vật chất khơ tăng lên Chế biến: q trình sấy làm biến đổi nguyên liệu tạo tính chất đặc trưng cho sản phẩm Ví dụ công nghệ sản xuất trái sấy tạo tính chất vật lý hóa học cho sản phẩm cho chúng trở nên khác biệt Bảo quản: trình sấy làm giảm hoạt độ nước nguyên liệu, làm ức chế vi sinh vật số enzyme, kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm Ngoài tác nhân sấy nhiệt độ cao số enzyme ngun liệu bị vơ hoạt Hồn thiện: q trình sấy cải thiện số tiêu chất lượng sản phẩm màu sắc, cảm quan,… 2.3 Ý nghĩa trình sấy q trình bảo quản nơng sản thực phẩm Sản phẩm nông nghiệp nước ta ngày nhiều, sản phẩm vùng nhiệt đới có giá trị xuất ngày cao ngày chiếm tỷ trọng lớn tồn thu nhập ngành nơng nghiệp Các sản phẩm muốn bảo quản tốt phải có độ ẩm nhỏ, độ ẩm có sau thu hoạch Vì vậy, chúng cần phơi sấy để làm khô đến độ ẩm yêu cầu bảo quản Sấy phương pháp tương đối có hiệu quả, tạo nên tiền đề để bảo quản tốt sản phẩm Mặt khác có sản phẩm thông qua khâu phơi sấy đảm bảo phẩm chất tốt, nâng cao giá trị thương phẩm chè, cà phê, thuốc Hạt sản phẩm nông nghiệp trước nhập vào kho bảo quản phải có độ ẩm mức độ an toàn Điều kiện thích hợp độ ẩm để bảo quản hạt phụ thuộc vào loại hạt Phần lớn, hạt thu hoạch có độ ẩm cao hơn, nhiều trường hợp ngô, lúa nhập kho có độ ẩm lên tới 20-30% Với độ ẩm hạt lớn 14% hoạt động sống tăng, hơ hấp mạnh, lơ hạt bị nóng ẩm thêm Đó điều kiện thuận lợi cho phát triển vi sinh vật côn trùng Kết làm cho nhiệt độ lô hạt tăng lên rõ rệt dẫn đến bốc nóng làm lơ hạt bị hỏng Để tránh tượng trên, ta phải đảm bảo độ ẩm lô hạt < 14% Do đó, số nước nơng nghiệp nhiệt đới nước ta, khí hậu nóng ẩm, mưa nhiều sấy việc làm quan trọng Quá trình sấy thực chất dùng nhiệt để làm bốc nước sản phẩm Q trình phụ thuộc vào cấu tạo, kích thước vật đem sấy, tính chất lý học trạng thái bề mặt sản phẩm 2.4 Nguyên tắc trình sấy Nguyên tắc trình sấy dùng tác nhân sấy để loại bỏ bớt nước tự có nguyên liệu từ đó để hạn chế hoạt động sống diễn thân nguyên liệu loại vi sinh vật, trùng gây hại có ngun liệu Đối với phương pháp sấy khác có ngun tắc sấy khác Đối với phương pháp sấy dùng khí nóng dựa vào trao đổi nhiệt ẩm khơng khí sản phẩm Nhiệt khơng khí dùng để: - Đưa ngun liệu sấy từ nhiệt độ khởi điểm đến nhiệt độ bốc nước - Cung cấp nhiệt độ cần thiết cho bốc nước sản phẩm Hiệu việc thể tăng nhiệt độ giảm độ ẩm nguyên liệu giảm nhiệt độ tăng độ ẩm khơng khí nóng Trong trình sấy, sản phẩm xảy q trình: - Sự nước bề mặt sản phẩm - Sự khuếch tán ẩm nguyên liệu bề mặt - Sự trao đổi nhiệt sản phẩm môi trường xung quanh Khi sấy, nước tự bề mặt nguyên liệu bốc trước tiên Sau đó, nước từ bên nguyên liệu khuếch tán bề mặt nguyên liệu bốc Trong trình sấy, sấy nhanh nước từ bên khơng khuếch tán kịp q trình sấy khơng Lúc đó, bề mặt ngun liệu sấy khơ cịn phía bên cịn ẩm Vì vậy, phương pháp sấy, người ta thường có giai đoạn ủ nhằm mục đích ẩm bên nguyên liệu khuếch tán bề mặt sản phẩm để chất lượng sấy tốt 2.5 Các phương pháp sấy 2.5.1 Sấy bằng khói lò 2.5.1.1 Nguyên lý hệ thống sấy bằng khói lò Khơng khí Khơng khí Tác nhân Khí thải Nhiên liệu Khói Hình 1: Sơ đờ ngun lý hệ thống sấy bằng khói lò 2.5.1.2 Đặc điểm - Sấy bằng khói lò thường sử dụng vật liệu sấy cho phép sấy nhiệt độ cao không yêu cầu phải giữ vệ sinh - Khói lò sử dụng làm tác nhân sấy thường chứa lượng tro bụi định nên phải làm trước vào phòng sấy - Nhiệt độ khói lò thường cao, vượt nhiệt độ cho phép vật liệu sấy nên phải trộn lẫn khói lò với khơng khí lạnh để điều chỉnh nhiệt độ khói lò 2.5.1.3 Ưu điểm và nhược điểm - Ưu điểm: + Có thể điều chỉnh nhiệt độ sấy khoảng rộng; có thể sấy nhiệt độ cao 900-1000 oC nhiệt độ thấp 70-90 oC chí 40-50o C + Cấu trúc hệ thống đơn giản, dễ chế tạo, lắp đặt + Đầu tư vốn khơng phải dùng calorife + Giảm tiêu hao điện năng, giảm trở lực hệ thống + Nâng cao hiệu sử dụng nhiệt thiết bị - Nhược điểm: + Gây bụi bẩn cho sản phẩm thiết bị + Có thể gây hỏa hoạn xảy phản ứng hóa học không cần thiết ảnh hưởng xấu đến chất lượng sản phẩm Trong cơng nghiệp thực phẩm khói lò thường sử dụng Trong số trường hợp người ta có thể dùng để sấy số hạt nơng sản Ngồi người ta còn sử dụng khí tự nhiên làm chất đốt, khói tạo thành tương đối sạch, nhiên thành phần khói có hàm lượng ẩm oxit nitơ cao dễ gây ung thư, nên cần phải tiếp tục làm trước dử dụng để sấy thực phẩm 2.5.2 Sấy đối lưu 2.5.2.1 Nguyên lý hoạt động Khơng khí nóng khói lò dùng làm tác nhân sấy có nhiệt độ, độ ẩm, tốc độ phù hợp, chuyển động chảy trùm lên vật sấy làm cho ẩm vật sấy bay theo tác nhân sấy Khơng khí có thể chuyển động chiều, ngược chiều cắt ngang dòng chuyển động sản phẩm Sản phẩm sấy có thể lấy khỏi buồng sấy theo mẻ liên tục tương ứng với nạp vào Caloriphe đốt nóng khơng khí có thể loại caloriphe điện, caloriphe nước… Kết cấu thực hệ thống đa dạng, phụ thuộc vào nhiều yếu tố : chế độ làm việc, dạng vật sấy, áp suất làm việc, cách nung nóng không khí, chuyển động tác nhân sấy, sơ đồ làm việc, cấu trúc buồng sấy… Một số thiết bị sấy đối lưu như: buồng sấy, hầm sấy, tháp sấy, hệ thống sấy khí động, hệ thống sấy tầng sơi, sấy băng chuyền, máy sấy thùng quay,… Hệ thống sấy buồng: cấu tạo chủ yếu buồng sấy, buồng sấy bố trí thiết bị đỡ vật liệu gọi chung thiết bị truyền tải Nếu dung lượng buồng sấy bé thiết bị truyền tải khay sấy gọi tủ sấy Nếu dung lượng buồng sấy lớn thiết bị truyền tải xe gòng với thiết bị chứa vật liệu gọi hệ thống sấy buồng kiểu xe gòng,… Thiết bị truyền tải hệ thống sấy buồng đa dạng, hệ thống sấy buồng hệ thống sấy chu kì mẻ Do đó, suất sấy khơng lớn, thiết bị sấy có thể sấy nhiều dạng vật liệu khác từ dạng cục, hạt loại nông sản đến vật liệu dạng thanh, gỗ,… Hệ thống sấy hầm: thiết bị sấy hầm sấy dài, vật liệu sấy vào đầu đầu hầm, thiết bị truyền tải thường xe gòng với khay chứa vật liệu sấy băng tải Hệ thống sấy hầm có đặc điểm chủ yếu bán liên tục liên tục Cũng hệ thống sấy buồng, hệ thống sấy hầm có thể sấy nhiều dạng vật liệu sấy khác nhau, hoạt động liên tục bán liên tục nên suất lớn nhiều so với hệ thống sấy buồng Hệ thống sấy tháp: hệ thống chuyên dùng để sấy vật liệu sấy dạng hạt thoc, ngơ, lúa mì,… hệ thống sấy có thể hoạt động liên tục bán liên tục Thiết bị sấy tháp sấy, đó người ta đặt loạt kênh dẫn xen kẽ với loạt kênh thải Vật liệu sấy từ xuống tác nhân sấy từ kênh dẫn xuyên qua vật liệu sấy thực trình trao đổi nhiệt - ẩm với vật liệu sấy vào kênh thải thải vào nhiệt - ẩm với dòng tác nhân sấy Hệ thống sấy khí động: thiết bị sấy hệ thống có thể ống tròn phễu, đó tác nhân sấy có nhiệt độ thích hợp với tốc độ cao vừa làm nhiệ m vụ trao đổi nhiệt - ẩm vừa làm nhiệm vụ đưa vật liệu sấy từ đầu đến đầu thiết bị sấy Vật liệu sấy thường dạng hạt mảnh nhỏ độ ẩm cần lấy thường ẩm bề mặt Hệ thống sấy tằng sôi hệ thống sấy chuyên dụng dùng để sấy hạt, thiết bị sấy buồng sấy, đó vật liệu nằm ghi có đục lỗ Tác nhân sấy có nhiệt độ tốc độ thích hợp xuyên qua ghi làm cho vật liệu sấy chuyển động bập bùng mặt ghi hình ảnh bọt nước sơi để thực q trình trao đổi nhiệt - ẩm, nên gọi hệ thống sấy tầng sôi hạt khô nhẹ nằm phía lấy cách liên tục 2.5.2.2 Ưu điểm và nhược điểm - Ưu điểm: Tốc độ hoạt động cao, lượng hoạt động tốt, thành phẩm bị co ngót, biến dạng hư hỏng - Nhược điểm: sản phẩm trình sấy đối lưu độ ẩm cuối không cao 2.5.3 Sấy tiếp xúc 2.5.3.1 Khái niệm Hệ thống sấy tiếp xúc hệ thống chuyên dùng Vật liệu nhận trực tiếp bằng dẫn nhiệt từ bề mặt nóng từ mơi trường chất nóng Người ta chia hệ thống sấy tiếp xúc thành hai loại: loại tiếp xúc chất lỏng loại tiếp xúc bề mặt 2.5.3.2 Nguyên lý làm việc Nguyên tắc thiết bị sấy tiếp xúc trình gia nhiệt vật liệu sấy bằng cách cho tiếp xúc trực tiếp vật liệu sấy với bề mặt gia nhiệt Ở loại thiết bị bề mặt gia nhiệt chất rắn (vách phẳng, vách trụ…) Chất tải nhiệt (hơi nóng khói lị) chuyển động phía bên vách Phía vách tiếp xúc trực tiếp với vật liệu sấy Sấy tiếp xúc áp suất môi trường, ẩm bốc hòa vào không khí mơi trường lọt vào Ẩm hút thải vào môi trường Sấy tiếp xúc với bề mặt nóng tiến hành áp suất khí hay chân không Khi sấy tiếp xúc áp suất khí lượng ẩm hịa vào khơng khí mơi trường xung quanh, cần bố trí hệ thống thơng gió để đảm bảo độ ẩm nhiệt độ thích hợp khơng gian đặt thiết bị sấy, đáp ứng tốt cho trình sấy điều kiện làm việc người vận hành Trường hợp sấy tiếp xúc chân không lượng ẩm quạt hút ngồi Như cần xây dựng buồng kín bao bọc khơng gian chưa bề mặt nóng vật sấy để ngăn khơng khí bên lọt vào Trường hợp sấy chất lỏng nóng (dầu, chất lỏng vơ cơ, hữu cơ) chất lỏng cấp nhiệt ẩm thoát từ vật sấy xuyên qua chất lỏng ngồi Chất lỏng cần có nhiệt độ sơi lớn nước áp suất khí 2.5.4.5 Ưu điểm và nhược điểm - Ưu điểm: Công nghệ sấy có thể thực với hầu hết loại nông sản thực phẩm, kể thịt, cá cho thời hạn bảo quản lâu Công nghệ sấy thăng giúp sản phẩm có thành phần dinh dưỡng (protein, lipid, glucid), vitamin, enzyme hoạt chất sinh học, màu sắc, mùi, vị … gần bảo toàn không bị phá hủy Sấy thăng hoa giúp sản phẩm giữ cấu trúc vật lý, hóa học Sản phẩm sấy có độ xốp, không bị xẹp phương pháp sấy khác Khi ngâm vào nước nó hoàn ẩm trương nở trở lại gần giống nguyên liệu ban đầu Sản phẩm sau sấy thăng hoa có độ ẩm thấp 1-5% nên bảo quản lâu Sản phẩm sấy thăng hoa giữ hương vị tự nhiên, giữ nguyên màu sắc, mùi vị hạn chế tối đa thất thoát dinh dưỡng (khoảng 5%) - Nhược điểm: Trang thiết bị đắt, thao tác khó, khó hoạt động nhiệt độ –60 C, cần máy hạ áp suất phải có hiệu suất cao, chi phí vận hành tốn Khi đóng gói cần phải lưu ý thật kỹ, khơ nên có tính hút ẩm cao, nên cần phải đóng gói kín hút chân khơng hồn tồn 2.5.5 Sấy bằng xạ Sấy bằng xạ dựa hấp thụ lượng xạ mặt trời chuyển đổi thành lượng nhiệt nguyên liệu sấy Phơi nắng ví d ụ sấy bằng xạ Sấy bằng xạ có thể thực với máy xạ hồng ngoại đặc biệt, đèn hồng ngoại Sự di chuyển bốc ẩm xảy chênh lệch nhiệt độ áp suất nước hạt không khí xung quanh ❖ Phơi nắng Đây phương pháp lợi dụng lượng ánh sáng mặt trời để làm khô nguyên liệu 13 Phơi nắng phương pháp sấy truyền thống phổ biến Hiện nay, lượng lớn hạt số loại nông sản khác sấy ánh nắng mặt trời nước phát triển Để làm khô, nguyên liệu trải mặt đất hay mặt phẳng, phẳng để ánh nắng mặt trời Cứ thể, nhiệt từ ánh sáng mặt trời đốt nóng nguyên liệu làm cho nước nguyên liệu bốc đạt đến độ ẩm cần thiết Hiệu trình phơi nắng phụ thuộc vào nhiệt độ độ ẩm tương đối khơng khí, tốc độ gió, loại điều kiện nguyên liệu… - Ưu điểm: - Không cần dùng đến nhiên liệu lượng cho máy sấy - Thực đơn giản, rẻ tiền - Khả sống hạt đảm bảo q trình phơi thúc đẩy q trình chín sinh lý hạt - Hoạt động vi sinh vật phá hoại côn trùng, sâu mọt… làm giảm tác dụng xạ mặt trời - Giải vấn đề lao động - Không gây ô nhiễm - Nhược điểm: - Không chủ động, hồn tồn phụ thuộc vào thời tiết - Khơng thực liên tục suốt năm - Tổn thất lớn gãy vỡ, chim, chuột hay lẫn đất cát dễ bị ẩm trời mưa… - Cần phải có dụng cụ hay xây dựng sân phơi đặc biệt - Không phù hợp cho việc sử dụng với lượng lớn nguyên liệu thu hoạch thời gian ngắn - Tốn nhiều công lao động không giới hóa - Sấy bằng ánh sáng mặt trời Do phương pháp phơi nắng có nhiều hạn chế nên người ta cải tiến đưa phương pháp sấy bằng ánh sáng mặt trời 14 Hệ thống sấy bằng lượng mặt trời có thể sử dụng hiệu nước nhiệt đới cận nhiệt đới nơi mà nguồn lượng mặt trời dồi việc phơi nắng đánh giá cao Có nhiều máy sấy dùng lượng mặt trời với thiết kế sức chứa khác Một thành phần máy sấy phận hấp thụ để nhận hấp thụ tia xạ mặt trời Bộ phận hấp thụ biến đổi lượng xạ thành lượng nhiệt để đốt nóng không khí thổi bên nó khơng khí nóng đó có thể dùng môi trường sấy Máy sấy dùng lượng mặt trời có thể chia thành hai nhóm đó máy sấy tự nhiên máy sấy cưỡng Máy sấy tự nhiên khơng cần quạt gió để đối lưu khơng khí máy sấy Do vậy, máy rẻ dễ sử dụng Nhưng trình sấy lại chậm nhiều thời gian Các máy sấy hộp đơn giản sử dụng lượng mặt trời xếp vào loại Trong dạng máy sấy cưỡng bức, quạt gió làm đối lưu lượng khơng khí đủ cho lượng nguyên liệu sấy Những máy sấy có thể sấy lượng nguyên liệu tương đối lớn với thời gian ngắn Các máy sấy lượng mặt trời dạng thùng thuộc v ề loại Tuy nhiên, phương pháp sử dụng quanh năm mà sử dụng vào lúc có nắng, có thể kết hợp thêm hệ thống hỗ trợ để đốt nóng khơng khí Nó bao gồm mái nghiêng bằng kim loại phẳng hấp thụ lượng mặt trời để đốt nóng khơng khí, lò nhiên liệu máy sấy Nó phù hợp cho việc sấy hạt giống hạt dùng làm thức ăn ❖ Sấy bằng xạ hồng ngoại Do lượng tia hồng ngoại lớn lượng tia sáng nhiều nên người ta thường dùng tia hồng ngoại có bc song = ữ 10àm sy Tia hng ngoại có thể thâm nhập vào thể chiếu tới độ sâu định chuyển hoá thành lượng nhiệt Những đèn hồng ngoại đặc biệt có chứa hỗn hợp khí N2 Ar có nhiệt độ cháy sáng dây tóc khoảng 2500oK, mặt đèn có phủ lớp bạc mỏng để làm bề mặt phản xạ 70 ÷ 80% lượng điện biến thành tia hồng ngoại Ngoài bề mặt 15 kim loại gốm đốt nóng đến nhiệt độ quy định bằng nguồn nhiệt có thể sử dụng máy phát xạ hồng ngoại * Thuận lợi: - Thời gian nâng nhiệt nhanh, tốc độ sấy nhanh - Chất lượng sản phẩm sấy tốt, đồng - Tiêu diệt loại vi sinh vật côn trùng gây hại có nguyên liệu sấy - Không phụ thuộc vào thời tiết - Các máy sấy bằng đèn hồng ngoại hoạt động đơn giản an toàn * Khó khăn: - Sử dụng lượng điện nhiều - Hệ số sử dụng thấp - Giá thành sấy cao Các máy sấy xạ sử dụng nhiều nước để sấy máy chi tiết máy có bề mặt sơn phủ, chế biến gỗ, công nghiệp dệt, sấy hạt ngũ cốc ngành công nghiệp thực phẩm khác 2.6 Ứng dụng 2.6.1 Chế độ sấy số sản phẩm hạt Muốn bảo quản hạt lâu mà không làm cho chất lượng hạt giảm cần phải làm giảm độ ẩm hạt xuống độ ẩm giới hạn (Bảng 1) Ở trạng thái khơ, biến đổi lý hóa, hóa sinh, vi sinh vật côn trùng bị hạn chế Hạt thường làm khô bằng cách sấy, phơi nắng thổi khơng khí khơ vào khối hạt Bảng 1: Độ ẩm giới hạn số loại hạt Loại hạt Độ ẩm (%) Loại hạt Độ ẩm (%) Thóc 11 – 13 Đậu tương 11 – 12 Ngô bắp 20 Lạc 8–9 Ngơ hạt 12 – 13 Vừng 7–8 Lúa mì 11 – 13 Thầu dầu 6–7 16 Đại mạch 11 – 13 Trong chế độ sấy loại hạt cần ý đến nhiệt độ tác nhân sấy nhiệt độ đốt nóng hạt Nhiệt độ đốt nóng hạt cần phải xác định rõ giới hạn, phụ thuộc vào yếu tố loại hạt, mục đích sử dụng, độ ẩm hạt trước đưa sấy cấu tạo máy sấy Có loại hạt sấy nhiệt độ cao giữ tính chất vật lý, sinh lý cơng nghệ Nhưng có loại hạt không cho phép sấy nhiệt độ cao Cơ sở để chọn nhiệt độ tác nhân nhiệt độ đốt nóng hạt vào độ ẩm ban đầu hạt (Bảng 2) Hạt có độ ẩm cao, hàm lượng nước hạt nhiều có độ bền thấp nên phải sấy chế độ mềm, có nghĩa nhiệt độ tác nhân nhiệt độ đốt nóng hạt thấp Nhiệt độ sấy số loại hạt cho bảng sau: Bảng 2: Nhiệt độ giới hạn sấy sớ loại hạt T0 đốt nóng hạt Loại hạt (0C) T0 tác nhân ( 0C) W < 18 % W = 18 – 12 % W > 21 % Bậc Bậc Bậc Bậc Bậc Bậc Đại mạch 60 100 100 130 160 120 150 Ngô, cao lương 50 120 120 100 120 100 110 Thóc 35 85 85 70 85 70 80 Đậu tương 25 70 69 70 60 70 Đậu khác 30 85 85 70 80 70 80 Như vậy, hạt có độ ẩm lớn 20% trình sấy phải diễn ÷ lần, lần tách lượng ẩm định nhiệt độ lần sấy sau cao lần sấy trước Sự vận chuyển hạt vào máy sấy có ý nghĩa việc đảm bảo chế độ sấy Các loại hạt khác có chế độ sấy khác Sự thay đổi chế độ sấy việc phụ thuộc vào độ ẩm hạt phụ thuộc vào thành phần hóa học hạt Các loại hạt mà thành phần có chất nhạy cảm với nhiệt độ cao phái có nhiệt độ sấy thấp 17 Các loại hạt thuộc họ đậu không sấy nhiệt độ 30 0C Ở nhiệt độ 30 0C, protein hạt đậu bị biến tính làm cho vỏ hạt bị nhăn cứng lại, nước bên hạt khơng thể ngồi làm cho hạt bị tách làm đôi Đối với loại hạt, ta tiến hành sấy ÷ lần, lần đầu nhiệt độ khối hạt 20 ÷ 25 0C ÷ giờ, sau đó, có thể nâng nhiệt độ lên 30 0C Nếu hạt cịn ẩm sau ÷ ngày tiến hành sấy lần thứ ba với nhiệt độ 30 C Các loại hạt có hàm lượng lipid cao vừng, lạc… thường sấy nhiệt độ cao nhiệt độ sấy đậu không 600 C khơng lipid bị thủy phân thành glyceryl acid béo Hạt lúa mì khơng sấy nhiệt độ lớn 50 0C nhiệt độ gluten lúa mì biến tính Đối với thóc phải sấy chế độ mềm tính bền nhiệt thóc Ở nhiệt độ cao, hạt xuất vết nứt nội nhũ Nguyên nhân trình sấy, độ ẩm lớp hạt giảm tạo trạng thái tăng thể tích lớp trung tâm Khi nhiệt độ tăng, sức căng đó vượt độ bền hạt tạo vết nứt xuất theo vách protein ngăn cách hạt tinh bột Các loại thóc nội nhũ bền so với thóc có nội nhũ đục Các loại hạt dùng làm lương thực sấy nhiệt độ cao, cịn hạt giống phải sấy nhiệt độ thấp để bảo toàn khả sống hạt 2.6.2 Chế độ sấy số sản phẩm rau Rau loại nguyên liệu có hàm lượng nước cao, cấu trúc tế bào lỏng lẻo nên chế độ sấy cần phải vừa phải (Bảng 3) Các sản phẩm rau có dạng sản phẩm sấy sau: - Nguyên dạng: sản phẩm sấy dạng nguyên lá, nguyên củ hay nguyên quả, toàn cấu trúc mô thực vật giữ nguyên Tuy nhiên, chúng cắt thành miếng lớn để rút ngắn thời gian sấy dễ bao gói đồng thời tiện lợi cho trình sử dụng - Thái lát: loại khoai, sắn, cà rốt… thái lát, loại có cấu trúc mơ tế bào bị phá hủy khơng triệt để Mục đích thái lát để rút ngắn thời gian sấy, tiện lợi cho q trình bao gói sử dụng sau 18 - Bột mịn: dạng sản phẩm có cấu trúc mơ chí tế bào bị phá hủy đồng thời cịn loại bỏ phần lớn chất xơ cho sản phẩm vào nước ta có sản phẩm nước rau, nước pure Sản phẩm dạng thường có chất lượng cao, sử dụng thuận lợi, giảm chi phí bao bì vận chuyển Trước sấy, rau sản phẩm chúng xử lý bằng nhiệt hay hóa chất để q trình sấy thuận lợi Xử lý nhiệt chần, hấp hay đun nóng Mục đích xử lý nhiệt làm thay đổi tính chất nguyên liệu, tiêu diệt vi sinh vật làm đình hoạt động hệ enzyme Bên cạnh đó, nó còn tạo điều kiện cho q trình ẩm sấy diễn nhanh Sở dĩ tế bào thực vật có hệ keo đặc trưng cân bằng pha rắn môi trường phân tán, tác dụng nhiệt độ, hệ keo thay đổi, mô tế bào mềm ra, tế bào trương lên, khơng khí ngồi, chất ngun sinh bị đông tụ tách khỏi màng tế bào làm cho độ thấm ướt màng tăng lên, sấy nước thoát nhanh Hơn nữa, ngun liệu có lớp sáp bề mặt chần hay hấp làm lớp sáp đó tạo điều kiện cho ẩm nhanh Ngồi ra, q trình xử lý nhiệt cịn có tác dụng phục hồi nhanh ngâm nguyên liệu khô vào nước cố định màu cho nguyên liệu, tránh biến màu sấy Cịn xử lý hóa chất nhằm mục đích ngăn ngừa phản ứng oxy hóa, hóa chất thường sử dụng hóa chất chống oxy hóa H2 SO3, acid ascorbic, acid citric, H3 PO4 muối bisulfit Các hóa chất cịn tạo điều kiện cho q trình bảo quản sau 19 Bảng 3: Chế độ sấy số sản phẩm rau Tác nhân sấy Sản phẩm Xử lí trước sấy t⁰ (℃): đầu → cuối φ (%) vào → Bóc vỏ, rửa bột trắng, ngâm Chuối H2SO3 (0,2-0,4%) 90-100 → 80-85 Na2CO3 (5%) hay CaCl → 60-65 10-30 → 40-60 (2-4%) 10 phút Để nguyên ngâm Vãi, nhãn H2SO3 (0,2- 0,4%) 10 70-80 → 60-70 10-30 →40-60 50-55 →80-90 10-30 →40-60 60-64 → 50-54 10-30 →40-60 70-71 10-30 →40-60 73-74 → 62-63 10-30 →40-60 70 → 57-60 10-30 →40-60 65-70→ 55-60 10-30 →40-60 phút xông khói SO2 Chần nước sơi dung Mận dịch kiềm 0,5-1% 10 giây Bắp cải sợi Chần nước 90 ℃ 2-3 phút Chần nước 87-89℃ Cà rốt sợi 5-8 phút trồi thái ngâm H2 SO3 (0,2- 0,4%) 10 phút Ớt Nấm mộc Qủa chín chần nước sơi 4-6 phút Chần nước sôi 2-3 phút Chần nước sôi 2-3 phút Khoai tây lát ngâm H2SO3 (0,20,4%) 5-10 phút 20 Ngoài ra, sản phẩm khơng cần xử lý nhiệt mà cần ngâm vào nước để hạn chế tiếp xúc chúng với khơng khí đó khơng xảy trình oxy hóa Khi ngâm nước, số chất hịa tan tạo khả ẩm nhanh cho sản phẩm Chế độ sấy rau sản phẩm chúng cần phải đảm bảo để đưa độ ẩm chúng độ ẩm giới hạn phải giữ chất lượng cảm quan sản phẩm Đối với loại sản phẩm khác có cách xử lý chế độ sấy khác Sau số cách xử lý chế độ sấy số sản phẩm rau 2.7 Các yếu tố ảnh hưởng 2.7.1 Các yếu tố liên quan đến điều kiện sấy Nhiệt độ sấy: độ nóng buồng sấy, ảnh hưởng trực tiếp đến khả thoát ẩm sản phẩm Nhiệt độ cao nước nhanh, mức nhiệt độ ảnh hưởng trực tiếp đến màu sắc, cấu trúc hàm lượng chất dinh dưỡng có sản phẩm Độ ẩm tương đối: độ ẩm tăng lên thời gian sấy kéo dài chênh lệch độ ẩm nguyên liệu tác nhân sấy thấp, làm giảm động lực trình sấy Tốc độ sấy: phương pháp sấy đối lưu, bốc nước từ bề mặt nguyên liệu diễn nhanh tốc độ truyền khối tăng cường nhờ đối lưu hay vận chuyển nhanh tác nhân sấy buồng sấy Do đó rút ngắn thời gian sấy Áp lực: áp lực buồng sấy ảnh hưởng đến trạng thái nước nguyên liệu cần sấy; sấy điều kiện chân không áp suất khơng khí giảm nên q trình sấy diễn nhanh 2.7.2 Các yếu tố liên quan đến nguyên liệu Diện tích bề mặt: diện tích bề mặt ngun liệu lớn thời gian sấy giảm phân tử nước khuếch tán toàn bề mặt nguyên liệu Cấu trúc nguyên liệu: nguyên liệu ngành công nghệ thực phẩm có cấu trúc đơn vị tế bào thực vật hay động vật, lượng ẩm bên tế bào 21 dễ tách trình sấy so với phần ẩm bên tế bào Khi cấu trúc tế bào bị phá hủy nước nội bào dễ tách lại gây ảnh hưởng xấu đến chất lượng sản phẩm Thành phần hóa học nguyên liệu: thành phần định tính định lượng hợp chất hóa học có mẫu nguyên liệu ban đầu ảnh hưởng đến tốc độ thời gian sấy, sấy nguyên liệu có độ ẩm thấp Các cấu tử đường, protein, tinh bột,… có khả tương tác với phân tử nước bên nguyên liệu, chúng làm giảm tốc độ khuếch tán phân tử nước từ tâm nguyên liệu đến vùng bề mặt, làm cho trình sấy diễn chậm 2.8 Ảnh hưởng q trình sấy đến chất lượng nơng sản Tất sản phẩm chịu thay đổi trình sấy bảo quản sau đó Yêu cầu trình sấy bảo vệ tới mức tốt chất lượng, hạn chế hư hại trình sấy, bảo quản đồng thời nâng cao hiệu kinh tế cách tối ưu Những thay đổi trình sấy chia ra: - Thay đổi lý học: sứt mẻ, gãy vỡ… - Thay đổi hóa lý: trang thái tính chất keo cao phân tử bị thay đổi - Thay đổi hóa sinh: oxy hóa chất béo, phản ứng sẫm màu phi enzyme, phản ứng enzyme,… - Thay đổi vi sinh vật Những thay đổi làm thay đổi cấu trúc, mùi vị, màu sắc, giá trị dinh dưỡng có ảnh hưởng đến tính hồi nguyên sản phẩm sau sấy 2.8.1 Ảnh hưởng đến cấu trúc Thay đổi cấu trúc loại thực phẩm rắn nguyên nhân quan trọng làm giảm chất lượng sản phẩm Các biện pháp xử lí rau trước sấy có ảnh hưởng đến cấu trúc sản phẩm sau hồi nguyên Nguyên nhân hồ hóa tinh bột, kết tinh cellulose hình thành sức căng bên khác biệt độ ẩm vị trí khác Tạo thành vết nứt, gãy, tế bào bị nén ép vặn vẹo vĩnh viễn, làm 22 cho sản phẩm có bề ngồi bị nhăn nheo Trong trình làm ướt trở lại, sản phẩm hút nước chậm không lấy lại cấu trúc cứng ban đầu Sấy nhanh nhiệt độ cao làm cho cấu trúc bị thay đổi nhiều so với sấy với tốc độ vừa phải nhiệt độ thấp Trong q trình sấy, chất hịa tan di chuyển theo nước từ bên bề mặt bên sản phẩm Q trình bay nước làm đặc chất tan bề mặt kết hợp với nhiệt độ cao khơng khí (đặc biệt sấy trái cây, cá, thịt) gây phản ứng lý hóa phức tạp chất tan bề mặt hình thành nên lớp vỏ cứng khơng thấm Làm giảm tốc độ sấy làm cho sản phẩm có bề mặt khơ, bên ẩm Vì cần kiểm soát điều kiện sấy để tránh chênh lệch ẩm cao bên bề mặt sản phẩm 2.8.2 Ảnh hưởng đến mùi vị Trong trình sấy, nhiệt làm thất thành phần dễ bay khỏi sản phẩm phần lớn sản phẩm sấy bị giảm mùi vị Khả thất thoát phụ thuộc vào nhiệt độ độ ẩm sản phẩm, áp suất nước độ hoà tan chất bay nước Những sản phẩm có giá trị kinh tế cao nhờ vào đặc tính mùi vị (ví dụ gia vị) cần sấy nhiệt độ thấp Một số sản phẩm sấy có kết cấu xốp, tạo điều kiện cho oxy khơng khí dễ dàng tiếp xúc với sản phẩm, gây phản ứng oxy hoá chất tan chất béo trình bảo quản làm thay đổi mùi vị sản phẩm Điển hình oxy hoá lipid sữa sấy gây mùi vị ôi thiu, hình thành sản phẩm thứ cấp chất δ-lacton Phần lớn rau chứa lượng nhỏ lipid, nhiên oxy hoá chất béo không no tạo hydro peroxide tham gia tiếp vào phản ứng polyme hoá, phản ứng tách nước oxy hoá để tạo thành aldehyde, cetone acid gây mùi thiu khó chịu Có thể hạn chế thay đổi bằng các phương pháp sau: - Bao gói môi trường chân khơng khí trơ ví dụ: bảo quản sữa bột mơi trường có 90 % khí N2 10 % CO2 23 - Bảo quản nhiệt độ thấp - Loại trừ ánh sáng tia cực tím - Duy trì hàm ẩm thấp - Bổ sung chất chống oxy hoá tổng hợp - Bảo quản bằng chất chống oxy hoá tự nhiên sử dụng chế phẩm enzyme glucose oxydase - Sử dụng SO2, acid ascorbic acid citric để ngăn ngừa thay đổi mùi vị enzyme oxy hoá thuỷ phân gây nên trái - Áp dụng phương pháp trùng sữa nước ép trái phương pháp chần hấp rau củ Một sớ phương pháp khác trì mùi vị sản phẩm sấy: - Thu hồi chất dễ bay đưa chúng trở lại sản phẩm - Liên kết chất bay với chất giữ mùi vị, sau đó tạo viên bổ sung trở lại sản phẩm sấy (ví dụ: bột thịt sấy) - Bổ sung enzyme kích hoạt enzyme tự nhiên sẵn có để tạo mùi vị từ tiền chất có sản phẩm (ví dụ: hành tỏi sấy điều kiện không gây hại đến enzyme tạo mùi vị đặc trưng) 2.8.3 Ảnh hưởng đến màu sắc Có nhiều nguyên nhân gây màu hay thay đổi màu sản phẩm sấy, là: - Sự thay đổi đặc trưng bề mặt sản phẩm gây thay đổi độ phản xạ ánh sáng màu sắc - Nhiệt oxy hố q trình sấy gây thay đổi hoá học carotenoids chlorophyll, hoạt động enzyme polyphenoloxydase gây sẫm màu trình bảo quản sản phẩm rau Có thể ngăn ngừa thay đổi bằng phương pháp chần hấp xử lý trái bằng acid ascorbic SO2, hạn chế tiếp xúc với O2 hạ pH xuống 24 Tuy nhiên SO2 làm tẩy trắng anthocyanin dư lượng SO2 mối quan tâm mức độ an toàn sức khoẻ Hiện nay, nó bị cấm sử dụng nhiều nước Tốc độ phản ứng sẫm màu maillard sản phẩm sữa trái bảo quản phụ thuộc vào hoạt độ nước sản phẩm nhiệt độ bảo quản Tốc độ sẫm màu tăng đáng kể nhiệt độ sấy cao, độ ẩm sản phẩm vượt 4-5 % nhiệt độ bảo quản 38℃ 2.8.4 Ảnh hưởng đến giá trị dinh dưỡng Sự thất thoát chất dinh dưỡng thực phẩm phụ thuộc vào: trình chuẩn bị sấy, nhiệt độ thời gian sấy, điều kiện bảo quản Ở rau quả, thất dinh dưỡng q trình chuẩn bị thường vượt xa tổn thất q trình sấy Ví dụ: thất vitamin C q trình chuẩn bị sấy táo (dạng khối) % trình cắt gọt, 62 % chần hấp, 10 % trình nghiền % trình sấy Sự tổn thất vitamin hạn chế đáng kể ngăn ngừa hoàn toàn sử dụng phương pháp sấy nhanh ơn hồ (như sấy phun), đặc biệt bằng phương pháp sấy thăng hoa nguyên liệu nghiền nát nguyên liệu dạng cắt nhỏ Các chất dinh dưỡng tan chất béo (ví dụ: acid béo không thay vitamin A, D, E, K) phần lớn chứa phần chất rắn sản phẩm chúng không bị cô đặc sấy Nhưng nước dung môi kim loại nặng, chất xúc tác trình oxy hố chất dinh dưỡng khơng no Khi nước bị đi, chất xúc tác trở nên hoạt động làm tăng tốc độ oxy hoá Các vitamin tan chất béo bị biến đổi tiếp xúc với peroxide sinh oxy hố chất béo Để giảm thất q trình bảo quản người ta hạ thấp nồng độ oxy, nhiệt độ bảo quản loại trừ ánh sáng tiếp xúc với sản phẩm 2.8.5 Ảnh hưởng đến hồi nguyên sản phẩm (rehydration) Sản phẩm sau sấy trở lại tình trạng ban đầu làm ướt trở lại Sau sấy, tế bào bị áp suất thẩm thấu, tính thấm màng tế bào bị thay đổi, chất tan di chuyển, polysaccharide kết tinh protein tế bào bị đơng tụ, tất góp phần vào thay đổi cấu trúc, làm thất thoát chất dễ bay trình khơng thuận nghịch 25 Nhiệt q trình sấy làm giảm khả hydrate hoá tinh bột tính đàn hồi thành tế bào, làm biến tính protein, giảm khả giữ nước chúng Tốc độ mức độ thấm nước trở lại dùng số đánh giá chất lượng sản phẩm sấy Những sản phẩm sấy điều kiện tối ưu, hư hại thấm ướt trở lại nhanh hơn, hoàn toàn Kết luận Trong công nghệ sau thu hoạch chế biến nông sản, sấy phương pháp có lịch sử lâu đời sử dụng phổ biến Mục đích cơng nghệ q trình sấy công nghệ sau thu hoạch chế biến nông sản giảm hàm lượng ẩm có nguyên liệu Từ đó, làm giảm hoạt độ nước, ức chế biến đổi có diện nước như: phát triển vi sinh vật, xúc tác enzyme Bên cạnh đó, mục đích cơng nghệ q trình sấy cịn góp phần tạo biến đổi mặt hóa học cảm quan, từ đó tạo thuộc tính đáp ứng nhu cầu người tiêu dùng Ngồi q trình sấy kéo dài thời gian bảo quản nơng sản, góp phần chế biến nơng sản thành sản phẩm có giá trị, gia tăng cao Ngồi q trình chế biến tạo nhiều loại sản phẩm khác nhau, giúp nơng sản có giá trị kinh tế cao 26 TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Ngọc Ngân Khánh 2011 Bài giảng Công nghệ sau thu hoạch Trường Đại học Kỹ thuật – Công nghệ Cần Thơ Trần Thị Minh Thư 2017 Bài giảng Công nghệ chế biến thực phẩm Trường Đại học Kỹ thuật – Cơng nghệ Cần Thơ Đỗ Thị Bích Thủy 2009 Bài giảng Quản lý chất lượng nông sản Trường Đại học Nông Lâm Huế Nguyễn Văn May 2004 Kỹ thuật sấy nông sản thực phẩm NXB Khoa học Kỹ thuật 27 ... vật sấy, áp suất làm việc, cách nung nóng khơng khí, chuyển động tác nhân sấy, sơ đồ làm việc, cấu trúc buồng sấy? ?? Một số thiết bị sấy đối lưu như: buồng sấy, hầm sấy, tháp sấy, hệ thống sấy. .. tác nhân sấy khơng khí nóng, khói lò,… - Sấy xạ: phương pháp sấy dùng lượng tia hồng ngoại nguồn nhiệt phát truyền cho vật liệu sấy - Sấy tiếp xúc: phương pháp sấy không cho tác nhân sấy tiếp... thống sấy tầng sôi, sấy băng chuyền, máy sấy thùng quay,… Hệ thống sấy buồng: cấu tạo chủ yếu buồng sấy, buồng sấy bố trí thiết bị đỡ vật liệu gọi chung thiết bị truyền tải Nếu dung lượng buồng sấy