L ỜI MỞ ĐẦU
1.2.3.3. Quá trình sấy
Bản chất : Sấy là một phương pháp bảo quản thực phẩm đơn giản, an toàn và dễ dàng. Nó làm giảm độ ẩm của thực phẩm đến mức cần thiết , do đó vi sinh
vật, nấm mốc và nấm men bị ức chế hoặc không phát triển và hoạt động được. Sấy cũng làm giảm hoạt độ của enzyme, giảm kích thước và trọng lượng của sản phẩm.
Sấy là quá trình làm khô các vật thể, các vật liệu, các sản phẩm bằng phương pháp bay hơi nước. Trong quá trình sấy xảy ra các quá trình trao đổi nhiệt và trao đổi chất. Cụ thể là quá trình truyền nhiệt cho vật sấy, quá trình truyền ẩm từ trong vật sấy vào môi trường. Các quá trình truyền nhiệt xảy ra đồng thời trên vật liệu sấy, chúng có ảnh hưởng qua lại với nhau. Sự khuyếch tán nước từ nguyên liệu ra môi trường có hai quá trình:
- Quá trình khuyếch tán ngoại: Là sự dịch chuyển của hơi nước trong quá trình khuyếch tán ngoại thực hiện được dưới điều kiện áp suất hơi nước bão hòa trên bề mặt nguyên liệu lớn hơn áp suất riêng phần của hơi nước trong không khí.
- Quá trình khuyếch tán nội: Là quá trình chuyển động của nước, trong nguyên liệu từ lớp này sang lớp khác để tạo độ cân bằng ẩm trong bản thân nguyên liệu. Động lực của quá trình khuyếch tán nội là sự chênh lệch về độ ẩm giữa các lớp bên trong và bên ngoài. Nếu sự chênh lệch ẩm càng lớn thì quá trình khuyếch tán ngoại càng nhanh.
- Mối quan hệ giữa khuyếch tán nội và khuyếch tán ngoại: khuyếch tán nội và khuyếch tán ngoại có mối quan hệ chặt chẽ với nhau. Tức là khuyếch tán ngoại tiến hành thì khuyếch tán nội mới có thể được tiếp tục và như thế độ ẩm của sản phẩm mới giảm dần. Nếu khuyếch tán nội lớn hơn khuyếch tán ngoại thì quá trình bay hơi sẽ nhanh hơn, nhưng điều này hiếm có. Khuyếch tán nội của nước trong nguyên liệu thường nhỏ hơn khuyếch tán ngoại thì quá trình bay hơi sẽ bị gián đoạn. Trong quá trình làm khô, ở giai đoạn hàm ẩm trong nguyên liệu nhiều thì sự chênh lệch về độ ẩm lớn. Do đó tốc độ làm khô sẽ nhanh nhưng ở giai đoạn cuối thì hàm lượng nước trong nguyên liệu còn ít, tốc độ bay hơi ở bề mặt nhanh hình thành một lớp màng cứng, làm ảnh hưởng đến quá trình làm khô nguyên liệu.
Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy:
- Ảnh hưởng của nhiệt độ không khí sấy:
Trong trường hợp các điều kiện khác không đổi như vận tốc gió , độ ẩm không khí..., nếu tăng nhiệt độ không khí thì tốc độ sấy sẽ nhanh. Nhưng nếu tăng
nhiệt độ không khí quá cao thì sẽ làm nguyên liệu bị cháy, làm ảnh hưởng đến chất lượng nguyên liệu. Đồng thời khi nhiệt độ cao sẽ làm cho lipit bị cháy làm ảnh hưởng đến chất lượng nguyên liệu. Đồng thời khi nhiệt độ cao sẽ làm cho lipit trong nguyên liệu bị oxy hóa tạo ra nhiều andehyt và ceton làm cho sản phẩm có mùi ôi khét khó chịu.
Ngoài ra nếu nhiệt độ quá cao sẽ xảy ra hiện tượng tạo màng cứng ở bề mặt nguyên liệu làm cản trở sự thoát hơi nước từ trong ra ngoài dẫn đến tốc độ sấy chậm. Ngược lại nếu nhiệt độ không khí quá thấp thì sự thoát hơi nước chậm lại và sẽ kéo dài thời gian sấy. Vì vậy phải sấy ở nhiệt độ thích hợp.
Quan hệ giữa lượng nước bay hơi và nhiệt độ sấy:
Trong đó:
w: lượng nước khuyếch tán ra (kg) t: thời gian sấy (giờ)
k: hệ số bay hơi t1: nhiệt độ sấy (oC)
t2: nhiệt độ nguyên liệu ban đầu (oC)
- Ảnh hưởng của áp suất khí quyển: Tốc độ sấy của nguyên liệu trong không khí ở nhiệt độ nhất định được biểu thị:
Trong đó:
p1: là áp suất hơi nước trên bề mặt nguyên liệu (mmHg) p2: là áp suất riêng phần hơi nước trong không khí (mmHg) B: là hệ số bay hơi nước trong khí quyển
Trong điều kiện áp suất thường vận tốc gió v = const thì B phụ thuộc vào sự truyền dẫn ẩm phần trong nguyên liệu. Khi đó B được đặc trưng bằng hệ số bay hơi K.
- Độ ẩm tương đối của không khí:Độ ẩm tương đối của không khí là nhân tố ảnh hưởng quyết định đến tốc độ sấy. Khi độ ẩm nhỏ thì áp suất riêng phần của hơi nước trong không khí nhỏ, tốc độ sấy sẽ nhanh và ngược lại. Theo kết quả nghiên cứu của nhà khoa học thì:
- Độ ẩm không khí > 65% thì tốc độ sấy sẽ giảm rõ rệt, thời gian sấy sẽ kéo dài, dẫn đến nguyên liệu dễ bị hỏng.
- Độ ẩm không khí > 80% thì quá trình sấy dừng lại và xảy ra hiện tượng hút ẩm. Độ ẩm không khí nhỏ thì tốc độ sấy nhanh nhưng độ ẩm nhỏ quá sẽ tạo màng cứng ở bề mặt nguyên liệu và kết quả là tốc độ làm khô cũng không được nhanh.
-Kích thước và bản thân của nguyên liệu:Diện tích bề mặt càng lớn thì tốc độ sấy càng nhanh vì tốc độ làm khô tỉ lệ thuận với diện tích bề mặt và bề dày nguyên liệu.
Đối với những nguyên liệu to dày thì nên cắt nhỏ để tăng diện tích tiếp xúc và giảm bề dày nguyên liệu nhằm tăng tốc độ sấy. Còn nếu chiều dày của nguyên liệu không đều thì tốc độ làm khô ở các điểm khác nhau sẽ khác nhau.