Sấy Lạnh Là Gì? Nguyên Lý, Ưu Nhược Điểm Và Ứng Dụng

Sấy lạnh là phương pháp sấy được sử dụng phổ biến giúp giảm chi phí sản xuất nhưng vẫn đem lại hiệu quả tốt, giữ lại được hầu hết các hàm lượng dinh dưỡng. Cùng HCTECH tìm hiểu sấy lạnh là gì, nguyên lý và ưu nhược điểm của phương pháp sấy này.

1. Sấy lạnh là gì?

Sấy lạnh (cold-drying) là phương pháp sấy với không khí khô, có độ ẩm và nhiệt độ thấp (độ ẩm khoảng 10-30%; nhiệt độ dao động từ 35 – 60 độ C).

Phương pháp sấy lạnh thực hiện ở nhiệt độ thấp hơn so với sấy nóng, giúp cho thực phẩm giữ lại các chất dinh dưỡng và màu sắc tốt hơn. Chính vì vậy, các sản phẩm từ công nghệ sấy lạnh luôn được người dùng ưa chuộng trên thị trường.

Sấy lạnh là việc sấy khô vật liệu bằng không khí khô. Sấy lạnh còn được gọi là sấy bơm nhiệt.

Thiết bị sấy lạnh bao gồm:

– Tủ sấy/ hầm sấy tùy thuộc vào quy mô

– Máy bơm nhiệt có 2 đầu: đầu nóng và đầu lạnh. Đầu nóng cung cấp nhiệt lượng; còn đầu lạnh dùng để tách ẩm cho không khí sấy.

2. Nguyên lý hoạt động của công nghệ sấy lạnh

Khác với cơ chế sấy gió nóng của máy sấy nhiệt (tách ẩm, sấy ở nhiệt độ cao hơn để nước thoát hơi nhanh). Nguyên lý sấy lạnh thực hiện bằng việc đưa không khí đã làm khô vào buồng sấy, chỉ cần sấy ở nhiệt độ môi trường.

Quy trình sấy lạnh được diễn ra theo một quy trình khép kín và tuần hoàn với 2 giai đoạn:

(1)- Tạo dòng khô khí khô lạnh

Không khí từ buồng sấy được hút qua hệ thống dàn lạnh. Tại đây, không khí sẽ được làm lạnh đến nhiệt độ ngưng tự để tách hơi nước trong không khí. Chúng ta thu được luồng không khí khô và lạnh.

(2)- Thực hiện sấy sản phẩm

Luồng không khí khô lạnh ở trên được dẫn qua buồng nóng để có được nhiệt động 35-60 độ C, duy trì độ ẩm 10-30%. Sau đó, không khí sẽ được đưa vào buồng sấy theo từng dòng, chuyển động tuần hoàn trong buồng sấy.

Các dòng khí khô nóng xuyên qua vật liệu sấy nhằm tách nước và làm thực phẩm khô nhanh hơn. Hơi nước trong sản phẩm có thể khuếch tán ra ngoài liên tục. Sau đó, hơi nước được ngưng tụ ở hệ thống làm lạnh và thoát ra ngoài.

Quy trình hút không khí bên ngoài vào, tách ẩm rồi sấy khô sản phẩm được diễn ra liên tục tuần hoàn đến khi sản phẩm đạt yêu cầu.

Mô tả cấu tạo và cơ chế của máy sấy lạnh công nghiệp

3. Sự khác biệt giữa sấy lạnh và sấy chân không, sấy thăng hoa

Bên cạnh phương pháp sấy lạnh thì sấy chân không, sấy thăng hoa cũng là những phương pháp sử dụng phổ biến. Dưới đây là các đặc điểm phân biệt từng phương pháp sấy.

3.1. Sấy lạnh

Đây là phương pháp sấy khô nhờ không khí đưa vào buồng sấy đã được làm khô gần như hoàn toàn. Sản phẩm có thể được sấy khô bằng nhiệt độ thấp. Khi độ ẩm trong không khí thấp hơn độ ẩm bên trong sản phẩm sấy thì hơi nước trong sản phẩm sẽ bị bay hơi ra ngoài. Đến khi độ ẩm trong không khí bằng với độ ẩm bên trong sản phẩm sấy thì quá trình này mới dừng lại.

Hình ảnh bên trong buồng sấy lạnh công nghiệp

3.2. Sấy thăng hoa

Sấy chân không sẽ được chia ra 4 giai đoạn để thực hiện sấy:

+ Cấp đông trước khi sấy: Các sản phẩm sẽ được cấp đông từ âm 50 độ C đến âm 80 độ C để đảm bảo lượng nước trong sản phẩm đóng đá. Vì khi cấp đông sẽ giữ nguyên được các cấu trúc, đặc tính của sản phẩm.

+ Giai đoạn làm khô sấy sơ cấp (giai đoạn sấy thăng hoa): Sau khi đã có được các môi trường phù hợp, bơm hút chân không sẽ hoạt động để giảm áp suất chân không. Sau đó sản phẩm được sấy khô bằng cách hấp thụ nhiệt chính xác từ trước.

+ Giai đoạn làm khô thứ cấp (giai đoạn bốc hơi ẩm còn lại ): Sau khi được sấy buồng sơ cấp sẽ còn sót lại một lượng nước nhất định. Chính vì vậy mà sản phẩm sẽ mang sang sấy buồng bơm thứ cấp để tiếp tục sấy. Tại đây nhiệt độ sẽ được tăng cao sấy nốt lượng nước còn lại cho đến khi sản phẩm còn từ 1-5%.

3.3. Sấy chân không

Khi sấy chân không sản phẩm sẽ được cho vào buồng sấy, khi tiến hành bật máy thì quá trình sấy được bắt đầu. Bơm hút chân không sẽ làm cho áp suất trong buồng sấy giảm dần, khi áp suất đã giảm đạt gần tới ngưỡng yêu cầu thì hệ thống nhiệt sẽ cấp nhiệt cho buồng sấy. Lúc này áp suất chân không trong buồng thấp nên chỉ cần cấp nhiệt từ 30-50 độ C là nước đã sôi. Khi sản phẩm trong môi trường chân không sẽ nhanh chóng bay hơi và thoát ra ngoài.

4. Ưu nhược điểm của sấy lạnh

4.1. Ưu điểm

Công nghệ sấy lạnh sở hữu các ưu điểm như sau:

• Công nghệ sấy lạnh sở hữu khả năng thu hồi nhiệt và độ ẩm từ buồng sấy nguyên liệu qua hệ thống ngưng tụ hơi nước
• Sử dụng quy trình tuần hoàn, quá trình làm nóng không khí nhiều lần. Công nghệ sấy lạnh sẽ tiết kiệm nhiên liệu hơn cách sấy nóng
• Thiết bị sấy lạnh làm việc trong môi trường lạnh sẽ sẽ ít hỏng hơn các cách sấy thông thường
• Điều khiến công nghệ sấy lạnh lại được sử dụng nhiều như vậy, đó chính là giữ lại được chất dinh dưỡng, màu sắc, đảm bảo giá trị kinh tế cao.

Sấy lạnh giúp giữ được dưỡng chất và màu sắc của sản phẩm

4.2. Nhược điểm của sấy lạnh là gì?

Sấy lạnh cũng tồn tại một số nhược điểm như:

• Trường hợp không khí có nhiệt độ thấp (mùa đông) hoặc môi trường đặt máy có độ ẩm cao sẽ khiến thời gian sấy lâu và tiêu thụ điện cao.
• Máy sấy lạnh có chi phí khá cao. Bên cạnh đó, cũng cần thêm các chi phí bảo trì và thay thế linh kiện.
• Phương pháp sấy lạnh hạn chế về vật liệu sấy; máy phù hợp với các sản phẩm cần sấy khô ở nhiệt thấp như: thực phẩm, dược liệu, rau củ quả hay đông trùng hạ thảo.

5. Một số ngành nghề sử dụng sấy lạnh hiện nay

Như đã biết ở trên, phương pháp sấy lạnh rất phù hợp để sử dụng cho các ngành sấy liên quan đến thực phẩm, các sản phẩm sử dụng hàng ngày. Dưới đây là những lĩnh vực sử dụng phương pháp này:

+ Ngành công nghiệp chế biến thực phẩm: sử dụng để sấy các loại hạt, sấy lạnh các loại thịt (thịt heo, bò, gà…); phục vụ cho việc bảo quản, cung cấp thực phẩm cho thị trường nội địa, dự trữ hay xuất khẩu.

+ Ngành chế biến nông sản: phương pháp sấy sử dụng trong sấy các loại rau, củ, quả.

+ Ngành công nghiệp chế biến thủy, hải sản: sử dụng trong việc sấy lạnh tôm, cá, mực…

+ Chế biến, sản xuất dược liệu: sấy lạnh được sử dụng để sấy các loại thảo mộc, nấm, tinh bột nghệ, đông trùng hạ thảo.

Một số sản phẩm của công nghệ sấy lạnh: nấm, hoa quả, rau củ, lạp xưởng, cá khô,…

6. Sấy lạnh và sấy nóng

Sấy nóng là phương pháp sấy khô sản phẩm bằng nhiệt độ cao (từ 30 đến 100 độ C) nhằm làm bay hơi nước trong sản phẩm. Phương pháp sấy này có nhiệt độ càng cao thì hơi nước bay càng nhanh và sản phẩm càng nhanh khô.

Hai phương pháp sấy lạnh và sấy nóng có nhiều điểm khác biệt mà chúng ta rất dễ phân biệt. Dưới đây là bảng tổng hợp các đặc điểm phân biệt 2 phương pháp sấy này:

Thành phẩm của phương pháp sấy nóng và sấy lạnh

Hiện nay trên thị trường có rất nhiều các phương pháp để sấy, phục vụ cho nhiều ngành nghề khác nhau, mục đích sử dụng khác nhau. Nhưng trong đó sấy lạnh là một trong những phương pháp hiệu quả cao.

Qua bài viết, chắc hẳn bạn đã có thêm thông tin và hiểu rõ hơn sấy lạnh là gì? Từ đó lựa chọn được phương pháp thích hợp với nhu cầu sản xuất. Theo dõi thêm các kiến thức hữu ích khác tại website của HCTECH.