Trên thế giới
Công nghệ sấy bơm nhiệt sử dụng hệ thống lạnh ñể tách ẩm ñược Mỹ-Nhật phát minh và ứng dụng ñầu tiên trong lĩnh vực sinh học – dược phẩm và bảo quản nông sản.
Mason et al. (1994) ñã ñưa ra nhận ñịnh chung về các sản phẩm rau quả sấy khô có một hàm lượng chất thơm dễ bay hơi, các vitamin không bền ở nhiệt ñộ cao và dễ bị suy giảm màu sắc. Cụ thể bằng thực nghiệm với nguyên liệu gừng sấy theo công nghệ HPD ñã giữ lại ñược hơn 26% vị cay là thành phần hương vị dễ bay hơi vốn có của gừng, so với việc chỉ giữ lại ñược dưới 20% vị cay ñối với các mẫu
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……… 27 thương mại ñã ñược sấy theo các công nghệ khác.
Okos et al (1989) ñã phát triển công nghệ HPD trong môi trường biến ñổi (MAHPD), bằng cách không khí trong buồng sấy ñược rút hết nhờ bơm chân không và nạp khí trơ (thường là nitơ ñioxít hay các bon ñioxít) thay thế vào môi trường chân không ñể ñạt ñược hàm lượng oxi dưới 0,5%, nhằm hạn chế biến ñổi chất lượng do sự oxi hoá xảy ra trong quá trình sấy.
Các nghiên cứu tiếp sau về MAHPD của O’Neoll et al. (1998) cho nguyên liệu táo với chất lượng của rau quả sấy MAHPD ñược ñánh giá bằng một số kỹ
thuật như ño màu sắc bằng quang phổ kế Hunter Lab, ñộ ñặc và xốp của các mô trái cây ñược ñánh giá bằng cách quét hiển vi quang học ñiện tử. Kết quả cho thấy màu sắc sáng hơn, mật ñộ thể tích thấp hơn, kết cấu xốp, các thuộc tính tái hydrat hóa tốt hơn so với sấy khô bằng các phương pháp thông thường khác.
Rahman et al. (2005) ñã nghiên cứu các ñặc tính hoá lý (pH, hình thể axit béo, tỷ suất tách nứơc, màu sắc) và vi khuẩn (aerobic plate count, Pseudomonas,
Staphylococcus, mốc) của một số rau quả và thực phẩm sấy trong môi trường phơi
nắng, chân không, làm lạnh và MAHPD. Kết quả MAHPD cho thấy mức cải thiện chất lượng ñáng kể như giữ màu sắc, hương vị do hạn chế sự phát triển của vi sinh vật, nấm mốc, hạn chế quá trình ôxy hoá và các phản ứng hoá học khác.
Tại Việt Nam
Từ ñầu thập niên 1990, công nghệ sấy bơm nhiệt ñã ñược ñầu tư nghiên cứu tại Việt Nam. Trong ñó, mô hình nghiên cứu ban ñầu ñược khảo sát với một sốñối tượng rau quả thực phẩm ñã cho thấy kết quả khả quan về tính cải thiện chất lượng sản phẩm, cụ thể với củ cà rốt vẫn giữ ñược màu ñỏ tự nhiên, bóng thẳng, củ cải trắng ngà, thẳng và xốp, hành xanh tự nhiên, giữ nguyên mùi thơm, thì là xanh tự
nhiên, mùi thơm mạnh (Phạm Văn Tùy và cs., 2003).
Kết quả nghiên cứu ứng dụng sấy bơm nhiệt với sản phẩm kẹo Jelly, tại Nhà máy bánh kẹo Hải Hà - Hà Nội và Công ty thực phẩm Việt Trì, qua thực tiễn sản xuất ñã ñược các cơ sở chấp nhận là một giải pháp ñổi mới công nghệ nâng cao chất lượng sản phẩm và phù hợp với ñiều kiện ứng dụng tại Việt Nam.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……… 28 có tác nhân sấy tuần hoàn kín kiểu sấy tĩnh cho nhiều ñối tượng nông sản thực phẩm khác nhau như cùi dừa, rau gia vị (hành lá, tỏi, nấm hương), sấy nguyên liệu cói xanh xuất khẩu (Phạm Anh Tuấn, 2005, 2006, 2007). Tuy vậy, các kết quả
nghiên cứu ứng dụng sấy bơm nhiệt kiểu tĩnh có hạn chế về năng suất và hiệu quả
tách ẩm thấp, phụ thuộc vào ñộ dày lớp vật liệu sấy... ðể khắc phục những hạn chế
này, nghiên cứu sấy bơm nhiệt kiểu ñộng kết hợp với giải pháp công nghệ làm nguội tác nhân sấy trước quá trình làm lạnh ñã cải thiện ñáng kể không những về
chất lượng mà còn nâng cao hiệu quả sấy (Pham Anh Tuấn và cs., 2009; Phạm Anh Tuấn, 2010). Cụ thể kết quả từ công trình của Phạm Anh Tuấn (2010) ñưa ra ñược 2 quy trình công nghệ sấy bơm nhiệt với tỏi và cà rốt dạng thái lát:
+Quy trình sấy tỏi theo công nghệ HPD kiểu thùng quay: Sơ chế nguyên liệu tỏi dạng thái lát ñộ dày 2mm, xử lý ngâm trong dung dịch Na2S2O5 nồng ñộ
2g/lít nước trong thời gian 3 phút. Chế ñộ sấy thích hợp với: Nhiệt ñộ 450C, tốc ñộ
tác nhân sấy 0,79 m/s, vận tốc dài của vật liệu trong thùng quay 0,26 m/s; Khi ñó hàm lượng tinh dầu ñạt 0,364% (tính theo chất khô); mùi hăng của tỏi 4,54/7ñiểm; mùi khét 1,21/7ñiểm, hệ số SMER là 0,72[kgH2O/kWh] và hệ số SEC là 5000[kJ/kgH2O].
+Quy trình sấy cà rốt theo công nghệ HPD kiểu thùng quay: Sơ chế nguyên liệu cà rốt dạng nạo sợi có ñường kính 3 mm, chần bằng nước nóng 800C trong 3 phút. Chế ñộ sấy thích hợp với: Nhiệt ñộ 440C, tốc ñộ tác nhân sấy 0,78 m/s, vận tốc dài của vật liệu trong thùng quay 0,32 m/s; Khi ñó hàm lượng β-carotene ñạt 0,278ug/g; màu sắc cảm quan ñạt 5,63/7ñiểm, hệ số SMER là 0,81[kgH2O/kWh] và hệ số SEC là 4444[kJ/kg H2O].
Tóm lại từ những công trình nghiên cứu trong và ngoài nước ñã ñưa ra ñánh giá tổng hợp vềưu ñiểm và hạn chế sau:
Ưu ñiểm sấy bơm nhiệt
- Có thể sấy ở dải nhiệt ñộ thấp (10 - 600C)
- Hạn chếñược sự biến ñổi chất lượng về màu sắc, mùi vị, thành phần vi lượng. - Hạn chế khả năng sản phẩm bị oxy hoá gây mùi lạ.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……… 29 - Chếñộ sấy ổn ñịnh không bị thay ñổi do tác ñộng của thời tiết.
- Tiết kiệm năng lượng do tận dụng triệt ñể năng lượng nhiệt 2 chiều của máy lạnh.
- Hiệu suất tách ẩm cao (1 - 4 kgH20/1kWh) phụ thuộc vào trạng thái ẩm của vật sấy.
Hạn chế sấy bơm nhiệt
- Nhiệt ñộ sấy thấp trong miền nhiệt ñộ phù hợp cho sự hoạt ñộng của các hệ
vi sinh vật và nấm mốc, do vậy cần kết hợp với giải pháp xử lý nguyên liệu tiền sấy. - Khả năng tách ẩm thấp với những vật có kích thước lớn, hoặc có ñặc tính
ẩm liên kết cao.
- ðộng lực tách ẩm rất yếu khi ñộ ẩm của vật sấy giảm vào giai ñoạn cuối của quá trình sấy (w = 15-20%), khó tách ñược ẩm có liên kết cao so với các phương pháp sấy nhiệt ñộ cao.