Từ phương trình trên ta có: G2 = G1 100 - W2 100 - W1 Lượng ẩm bốc hơi: W = G1 - G2 = 100 - W2
o Có sự biến đổi nhiệt độ: là sự tạo gradient nhiệt độ ở mặt ngoài và mặt trong vật liệu
o Biến đổi tính chất cơ lý: Như sự biến dạng, hiện tượng co, hiện tượng tăng độ giòn (bánh sau khi sấy dễ gãy) hoặc bị nứt nẻ.
- Biến đổi hóa lý:
o Khuếch tán ẩm: trong giai đoạn đầu của quá trình sấy, ẩm khuếch tán từ lớp ngoài vào trong vật liệu do dãn nở vì nhiệt. Đây là sự dời ẩm gây nên do chênh lệch to các phần khác nhau của vật liệu sấy ( gradient to). Quá trình này được thực hiện dưới tác dụng của nhiệt khuếch tán và do kết quả do dãn của không khí trong các mao quản, nhiệt chuyển dời theo hướng có to thấp hơn, tức là từ bề mặt nóng nhất bên ngoài vào sâu trong vật liệu và kèm theo ẩm: Hiện tượng dẫn nhiệt ẩm làm cản trở chuyển động của ẩm từ trong vật liệu ra ngoài bề mặt, tức là cản trở quá trình sấy.
t1 - t2
o Lượng ẩm chuyển dời do dẫn nhiệt ẩm mΔt= Kt kg/m2.h b
Kt - hệ số dẫn nhiệt ẩm t1 > t2
o Khoảng cách 2 điểm có nhiệt độ t1 và t2 .
Sau khi có hiện tượng bay hơi nước ở bề mặt, ẩm chuyển dời từ bề mặt vật liệu đến tác nhân sấy, lượng ẩm chuyển dời đó có được bù vào bằng lượng ẩm bên trong vật liệu ra đến bề mặt, nếu không trên bề mặt vật liệu nóng quá và sẽ phủ kín bằng lớp vỏ cứng, ngăn cản quá trình thoát ẩm, dẫn đến sấy không đều, vật liệu bị nứt.
Việc bốc hơi từ bề mặt tạo ra sự chênh lệch ẩm giữa lớp bề mặt và các lớp bên trong vật liệu , kết quả là ẩm chuyển từ lớp bên trong ra đến bề mặt.
o Quy trình chuyển ẩm từ bên trong sản phẩm sấy thực hiện được nhờ lực khuếch tán thẩm thấu, lực mao quản… gọi là độ dẫn ẩm. Nhờ có độ dẫn ẩm, ẩm sẽ chuyển dời theo hướng từ trung tâm ra bề mặt vật liệu.
o Lượng ẩm đó phụ thuộc vào chênh lệch độ ẩm giữa 2 điểm khác nhau: ( W1 - W2 )
mΔw = Kw kg/m2.h b
W1, W2 :độ ẩm của vật liệu.
B: khoảng cách giữa 2 điểm có độ ẩm khác nhau.
o Lượng ẩm chuyển dời trong quá trình sấy là hiệu số lượng ẩm do độ dẫn ẩm và lượng ẩm do nhiệt khuếch tán:
m = mΔw - mΔt
o Ngoài sự khuếch tán ẩm, trong quá trình sấy còn có hiện tượng chuyển pha từ lỏng sang hơi của ẩm và có ảnh hưởng của hệ keo trong quá trình sấy, tùy tính chất vật liệu có chứa keo háo nước hoặc keo kỵ nước. Nếu keo kỵ nước liên kết lỏng lẻo, dễ khuếch tán
o Keo háo nước khuếch tán chậm chạp. Nếu ngậm nước không tách được.
o Trong quá trình sấy còn có thể tạo ra lớp màng ngoài vật liệu có tính chất keo hạn chế sự khuếch tán ẩm.
- Biến đổi hóa học: xảy ra theo 2 khuynh hướng
o Tốc độ phản ứng hóa học tăng lên do nhiệt độ vật liệu tăng như phản ứng oxy hóa khử, phản ứng Maillard( phản ứng tạo màu không enzyme của protein và đường khử) phản ứng phân hủy protein giảm khả năng thích nghi với sự tách nước.
o Tốc độ phản ứng hóa học chậm đi do môi trường nước bị giảm dần (ví dụ: một số phản ứng thủy phân). Thông thường trong 2 xu thế trên, xu thế 1 trội hơn.
o Hàm ẩm giảm dần trong quá trình sấy. Thường ẩm phân bố không đều trong vật liệu nhất là các vật liệu có kích thước lớn.
- Biến đổi hóa sinh:
o Giai đoạn đầu của quá trình sấy, nhiệt độ vật liệu tăng dần và chậm tạo ra sự hoạt động mạnh mẽ của các hệ enzyme nhất là enzyme oxy hóa khử, gây ảnh hưởng xấu đến vật liệu, vì vậy thường diệt peroxydase.
o Giai đoạn sấy, hoạt động enzyme giảm vì t0
> t0 hoạt động và lượng nước giảm. o Giai đoạn sau khi sấy, một số enzyme nhất là enzyme oxy hóa khử không bị hoàn toàn đình chỉ còn tiếp tục hoạt động yếu trong thời gian bảo quản và tới 1 giai đoạn có thể phục hồi khả năng hoạt động.
o Trong thực tế cho thấy nếu các enzyme không mất hoạt tính do xử lý sơ bộ hoặc do tác dụng của nhiệt độ trong quá trình sấy có thể dẫn đến hiệu quả tạo màu hoặc thủy phân lipid
- Biến đổi sinh học:
o Cấu tạo tế bào: thường xảy ra hiện tượng tế bào sống biến thành tế bào chết do nhiệt độ làm biến tính không thuận nghịch chất nguyên sinh và mặt nước. Có thể tế bào vẫn phục hồi trạng thái ban đầu nhưng hạn chế sinh sản. Ngoài ra còn làm biến đổi cấu trúc các mô nhất là mô che chở ( mô bì) và mô dẫn.
o Vi sinh vật: có tác dụng làm yếu hay tiêu diệt VSV trên bề mặt vật liệu. Khả năng làm yếu hoạt độ nhiều hơn. Các VSV ở sản phẩm sấy thường khó phát triển nhưng lượng VSV trên 1 đơn vị sản phẩm thường lớn hơn các sản phẩm lỏng
o Chú ý: bào tử VSV hầu như không bị tiêu diệt trong quá trình sấy.
o Do hiện tượng bị ẩm cục bộ ( hàm lượng ẩm không đều trong khối vật liệu) nên VSV vẫn có thể phát triển trong vật liệu sấy tuy rất ít.
o Vệ sinh: trong quá trình sấy công nghiệp sản phẩm sấy thường lẫn tạp chất gia công như cát sạn, hoặc do vật liệu đưa vào như cuống , cặn… Đối với vật liệu dạng bột cần chú ý khắc phục tạp chất kim loại do thiết bị mang vào. Tránh nhiễm tạp chất khí do hấp phụ vào sản phẩm như thuốc trừ sâu hoặc các khí khác.
o Dinh dưỡng: sản phẩm khô thường giảm độ tiêu hóa. Lượng calo tăng do giảm độ ẩm, nên có thể chỉ sử dụng lượng ít nhưng đủ calo. Đó là tính ưu việt của các sản phẩm thực phẩm khô được sử dụng trong lĩnh vực quốc phòng và các lĩnh vực khác. - Biến đổi cảm quan
o Màu sắc: mất sắc tố hay giảm sắc tố do tác dụng của nhiệt độ ( giá trị tuyệt đối) nhưng tăng giá trị tương đối lên do nước mất đi, vì vậy cường độ màu tăng lên. Nói chung có màu thẫm, màu nâu do phản ứng caramel hóa , phản ứng tạo melanoidine và oxy hóa.
o Chỉ tiêu màu sắc của bánh phồng tôm
o Mùi: một số chất thơm bay hơi theo ẩm và do nhiệt độ bị phân hủy gay tổn thong chất thơm, đặc biệt là các chất thơm của các sản phẩm thực phẩm có nguồn gốc sinh học. Một số chất mùi mới tạo thành do phản ứng Maillard hoặc do Quinoamine. Trong quá trình sấy chú ý nhiều đến mùi ôi khét ( do oxy hóa chất béo) hoặc mùi nấu mùi của funfurol…)
o Vị: do độ ẩm giảm nên nồng độ chất vị tăng lên, cường độ vị tăng, nhất là vị mặn và vị ngọt.
o Trạng thái: có sự co của bánh xảy ra trong suốt quá trình sấy. Sự co không đều của vật liệu do lượng ẩm phân bố không đều trong bánh, ở bề mặt độ ẩm nhỏ co nhiều hơn so với phía bên trong có độ ẩm cao hơn. Sự co không đều của vật liệu trong quá trình sấy là nguyên nhân làm cho sản phẩm bị cong méo và nứt nẻ dẫn đến thay đổi hình dạng của vật liệu. Viện sĩ Lư- cốp cho rằng hiện tượng méo cong của vật liệu do độ ẩm không đồng đều ở các vị trí đối diện nhau trên bề mặt sản phẩm sấy. Vật liệu bị cong về phía có độ ẩm thấp hơn, tức là bề mặt có độ ẩm nhỏ thường bị cong lõm xuống vì nó co nhiều hơn so với bề mặt đối diện có độ ẩm lớn hơn. Nguyên nhân méo cong còn do không khí nóng đi xung quanh vật liệu sấy không đều
1.9.5 Thiết bị:
- Sử dụng phương pháp sấy đối lưu - Máy sấy dạng băng tải:
.
Hình 11: Máy sấy dạng băng tải
o Quá trình sấy được thực hiện trong ba vùng. Không khí được đưa vào mỗi vùng đều có nhiệt độ thích hợp. Bậc trên cùng là vùng thứ nhất, ba bậc tiếp theo là vùng thứ hai và bậc cuối cùng là vùng thứ ba.
o Không khí đưa được nạp vào phía dưới lưới của vùng thứ nhất có nhiệt độ 65oC và vào thời gian chuyển dịch theo băng đầu tiên, sản phẩm được sấy đến độ ẩm 35%. Khí chuyển dời theo các băng của vùng thứ hai. Không khí ở vùng thứ hai có nhiệt độ 45oC, sản phẩm được sấy đến độ ẩm 10 đến 12%.
o Ở vùng thứ ba sản phẩm được làm lạnh (nhờ không khí có nhiệt độ 16oC) đến 25oC và chuyển ra ngoài. Không khí vào và ra khỏi máy sấy đều được lọc qua các bộ lọc bằng dầu và kim loại. Máy sấy được trang bị các dụng cụ kiểm tra nhiệt độ không khí và canh trường, hệ điều chỉnh tự động và ghi nhiệt độ trong quá trình sấy.
o Thông số công nghệ: Máy sấy băng tải:
Năng suất: 3000Kg - 5000Kg/ngày Công suất: 5,5Kw.
Kích thước: 3600x1850x2180mm. Trọng lượng: 3000Kg
Bảng 12: Các dạng sấy băng tải
1.10 Phân loại
1.10.1 Mục đích: