2.6. Sấy 1
Tổng quan
Là quá trình sử dụng nhiệt để tách nước ra khỏi mẫu nguyên liệu. Trong quá trình sấy, nước được tách ra khỏi nguyên liệu theo nguyên tắc bốc hơi hoặc thăng hoa. Mẫu nguyên liệu ở dạng rắn tuy nhiên mẫu cũng có thể ở dạng lỏng hoặc huyền phù. Sản phẩm thu được sau quá trình sấy là dạng rắn hoặc bột.
Có nhiều phương pháp sấy khác nhau chúng ta có thể chia thành những nhóm sau:
˗ Sấy đối lưu: Sử dụng khơng khí nóng làm tác nhân sấy. Mẫu nguyên liệu tiếp xúc trực tiếp với khơng khí nóng trong buồng sấy, một phần ẩm trong ngun liệu sẽ được bốc hơi. Động lực quá trình sấy là do: Sự chênh lệch áp suất hơi tại bề mặt nguyên liệu và trong tác nhân sấy nhờ đó mà nước tại bề mặt nguyên liệu bốc hơi. Thứ 2, sự chênh lệch ẩm tại bề mặt và tâm nguyên liệu nhờ đó mà ẩm tại tâm sẽ khuếch tán ra ngồi.
˗ Sấy tiếp xúc: Mẫu nguyên liệu cần sấy đặt lên một bề mặt đã được gia nhiệt nhờ đó mà nhiệt độ nguyên liệu sẽ tăng làm cho một phần ẩm trong ngun liệu bốc hơi và thốt ra mơi trường bên ngoài. Mẫu nguyên liệu được cấp nhiệt theo nguyên tắc dẫn nhiệt.
˗ Sấy bức xạ: Sử dụng nguồn nhiệt bức xạ để cung cấp cho mẫu nguyên liệu cần sấy. Nguồn bức xạ này thường là tia hồng ngoại. Nguyên liệu được cấp nhiệt nhờ cơ chế bức xạ đồng thời bốc ẩm ra ngoài theo nguyên tắc đối lưu. Nhiệt độ có sự chênh lệch cao giữa bề mặt và tâm nguyên liệu tạo ra một gradient nhiệt và gradient nhiệt này ngược chiều với gradient ẩm làm
Để khắc phục nhược điểm trên, người ta điều khiển theo chế độ luân phiên.
˗ Sấy bằng lị vi sóng và dịng điện cao tần: Vi sóng là sóng điện từ với tần số 300-300.000MHz. Dưới tác động vi sóng các phân tử nước sẽ chuyển động quay cực liên tục làm phát sinh nhiệt và nhiệt độ tăng lên. Trong trường hợp sử dụng dòng điện cao tần tần số sử dụng sẽ thấp hơn 27-100MHz.
˗ Sấy thăng hoa: Mẫu nguyên liệu cần sấy trước tiên sẽ đem lạnh đơng sau đó tạo áp suất chân khơng và nâng nhẹ nhiệt độ để nước thăng hoa.
Sấy đối lưu là một lựa chọn cho tình hình thiết bị hiện nay cũng như có thể đáp ứng được mục đích của q trình sấy trong sản xuất bánh gạo.
Mục đích cơng nghệ
Bảo quản: Q trình sấy làm giảm độ ẩm của nguyên liệu từ đó hạn chế sự phát triển của các vi sinh vật và một số enzyme, q trình cịn tạo một lớp vỏ cứng cho nguyên liệu để hạn chế sự hấp thu ẩm của nguyên liệu.
Các biến đổi
˗ Vật lý:
Trong quá trình sấy sẽ xuất hiện gradient nhiệt trong nguyên liệu. Nhiệt độ tăng cao tại vùng bề mặt của nguyên liệu và giảm dần tại vùng tâm.
Xảy ra sự khuếch tán ẩm do sự chênh lệch ẩm tại các vùng khác nhau trong nguyên liệu. Trong giai đoạn sấy đẳng tốc nước trong nguyên liệu sẽ dịch chuyển ra vùng biên.
Sấy tạo nên lớp vỏ cứng bên ngồi phơi bánh làm cho độ giòn của bánh tăng lên; khối lượng và tỉ trọng bánh giảm do mất nước; thể tích bánh tăng lên.
˗ Hóa học:
Phản ứng oxy hóa: Một số vitamin trong thực phẩm có thể mất đi trong q trình sấy. Phản ứng maillard: Xảy ra làm cho vỏ bánh có màu đậm hơn.
˗ Hóa lý: Xảy ra sự chuyển pha của nước từ lỏng thành hơi nước; đồng thời các hợp chất dễ bay hơi như các vitamin tan trong nước cũng có thể bị thất thốt ra ngồi.
˗ Sinh học: Làm ức chế hoặc tiêu diệt một số vi sinh vật do nhiệt độ tăng đồng thời độ ẩm giảm.
˗ Hóa sinh: nhiệt độ cao làm cho các enzyme bị vô hoạt.
Thiết bị: Sử dụng thiết bị sấy băng tải.
Cấu tạo thiết bị: Thiết bị có dạng hình hộp chữ nhật, dịng tác nhân sấy là khơng khí nóng được thổi vào thiết bị theo hướng song song với chiều dài thiết bị. Sản phẩm được nhập liệu lên các băng tải lưới bắt đầu từ phía trên thiết bị và được lấy ra phía dưới thiết bị.
Nguyên lý làm việc: Nguyên liệu cần sấy được trải đều lên bề mặt lưới băng tải sấy thơng qua một thiết bị tiếp liệu cơ khí chun dụng. Khi sấy, dịng khơng khí nóng được thổi vào khu vực nguyên liệu từ phía dưới và thốt ra ở phía trên thiết bị, tạo nên sự gia nhiệt đồng đều cho tồn bộ ngun liệu cần sấy đồng thời lơi cuốn ẩm hiệu quả. Dịng khơng khí nóng chuyển động cùng chiều và ngược chiều với chiều ngun liệu đi trên băng tải, thốt ra ngồi, được loại bỏ ẩm và được làm nóng trở lại bằng thiết bị gia nhiệt rồi tuần hoàn trở lại thiết bị sấy.