Phƣơng pháp sấy phun dùng để sấy các dung dịch, huyền phù, keo phân tán. Trong công nghiệp thực phẩm, hệ thống sấy phun dùng để sấy dung dịch, để tách bơ thành sữa bột, lòng đỏ trứng gà, cafe hòa tan, nƣớc ép trái cây các loại, nấm men, vitamin…
Nhờ các bộ phận phun mà nguyên liệu sấy đƣợc phun thành các hạt rất nhỏ vào dòng tác nhân sấy đi vào buồng sấy làm tăng sự tiếp xúc giữa hai pha. Nhờ vậy mà cƣờng độ sấy cao, thời gian sấy ngắn. Sử dụng tác nhân sấy có nhiệt độ cao, sản phẩm sấy phun có chất lƣợng tốt, xốp, dễ hòa tan, tiện cho sử dụng và chế biến. Dễ dàng lựa chọn thông số sấy.
Tuy nhiên phƣơng pháp này có nhƣợc điểm sau: lƣu lƣợng tác nhân sấy lớn, tốn kém trong khâu chuẩn bị dung dịch (nguyên liệu sấy) và hệ thống sấy phun có giá thành cao. Hệ thống sấy phun gồm có: buồng sấy phun, bộ phận nạp nguyên liệu là những vòi hay cơ cấu phun, hệ thống quạt, caloriphe để cấp nhiệt cho tác nhân sấy, bộ phận thu hồi sản phẩm sấy.
1.3.3.1.Cơ sở khoa học của sấy phun:
Sấy là quá trình làm bốc hơi nƣớc ra khỏi vật liệu dƣới tác dụng của nhiệt. Trong quá trình sấy, nƣớc đƣợc tách ra khỏi vật liệu nhờ sự khuếch tán do:
- Chênh lệch ẩm giữa bề mặt và bên trong vật liệu.
- Chênh lệch áp suất hơi riêng phần của nƣớc tại bề mặt vật liệu và môi trƣờng xung quanh.
Quá trình sấy phun có một số điểm cách biệt hơn so với các quá trình sấy khác. Mẫu nguyên liệu đƣa vào sấy phun có dạng lỏng, còn sản phẩm sau khi sấy có dạng bột. Thực chất mẫu nguyên liệu khi vào thiết bị sấy sẽ đƣợc phân tán thành hạt nhỏ li ti trong buồng sấy chúng đƣợc tiếp xúc với tác nhân sấy. Kết quả là hơi nƣớc bốc đi nhanh chóng. Các hạt sản phẩm đƣợc tách ra khỏi tác nhân sấy nhờ một hệ thống thu hồi riêng. Quá trình sấy có những ƣu điểm sau:
- Thời gian tiếp xúc giữa các hạt lỏng và tác nhân sấy trong thiết bị rất ngắn, do đó nhiệt độ của mẫu nguyên liệu đem sấy không bị tăng cao. Nhờ đó sự tổn thất các chất dinh dƣỡng mẫn cảm với nhiệt độ là không đáng kể.
- Sản phẩm sấy phun thu đƣợc là các hạt có hình dạng và kích thƣớc đồng nhất. Tỷ lệ giữa các cấu tử không bay hơi trong hạt sản phẩm tƣơng tự nhƣ trong mẫu lỏng ban đầu.
- Thiết bị sấy phun trong thực tế sản xuất thƣờng có năng suất cao và làm việc theo nguyên tắc liên tục. Điều này góp phần làm hiện đại hóa các quy trình công nghiệp.
1.3.3.2.Nhƣợc điểm của sấy phun:
- Không thể sử dụng những mẫu có độ nhớt quá cao hoặc sản phẩm yêu cầu có tỷ trọng cao.
- Mỗi thiết bị sấy phun thƣờng đƣợc thiết kế để sản xuất một số sản phẩm với những tính chất và chỉ tiêu đặc thù riêng. Ví dụ: thiết bị chuyên dùng để sản xuất bột mịn không thể sản xuất dạng bột.
- Vốn đầu tƣ thiết bị sấy phun khá lớn khi ta so sánh với các thiết bị sấy liên tục.
1.3.3.3.Quá trình sấy phun gồm 3 giai đoạn:
- Giai đoạn phân tán dòng nguyên liệu thành những hạt sƣơng li ti.
- Giai đoạn trộn mẫu cần sấy và không khí nóng, khi đó sẽ xảy ra quá trình bốc hơi nƣớc trong mẫu.
1.3.3.4.Nguyên lý của thiết bị sấy phun:
Dịch đƣợc bơm vào thiết bị với tốc độ thích hợp đến đầu vòi phun dịch phân tán thành các hạt nhỏ li ti.
Dòng không khí nóng đƣợc lọc sạch và đi qua tháp sấy có nhiệt độ khoảng 130 ÷ 200oC. Dòng không khí này đƣợc đua đến sát đầu mút của vòi phun. Nhờ chuyển động của dòng không khí nóng đã tạo nên chuyển động xoáy.
Sau đó hỗn hợp không khí – dịch đƣợc định hƣớng bởi bộ phận cyclon phân chia có khả năng tách sản phẩm khỏi khí thải. Bột nêm tách ra sẽ rơi xuống bình thu mẫu ở phía dƣới.
Trong quá trình sấy tất cả các yếu tố: nhiệt độ không khí, áp suất khí nén, tốc độ bơm dịch… đều ảnh hƣởng đến hiệu quả sấy phun. Chẳng hạn, nếu sấy ở nhiệt độ cao trong thời gian dài sẽ ảnh hƣởng đến chất lƣợng sản phẩm.