Sấy Chân Không Và Sấy Thăng Hoa: Hướng Dẫn Phân Biệt Chi Tiết

Sấy chân không và sấy thăng hoa là hai phương pháp sấy khô sản phẩm được ứng dụng phổ biến nhất hiện nay. Trong bài viết này, bạn đọc hãy cùng Cơ Khí Anpha tìm hiểu chi tiết và phân biệt rõ ràng hai công nghệ này để đưa ra lựa chọn đầu tư chính xác nhất.

Sấy chân không là gì?

Sấy chân không là phương pháp làm khô sản phẩm trong một môi trường có áp suất cực thấp, gần như chân không (khoảng 50mmHg). Điểm quan trọng nhất của phương pháp sấy này là ở áp suất thấp, nước không cần đến 100°C để sôi mà có thể bốc hơi ngay ở nhiệt độ thấp, chỉ từ 30-40°C. Điều này cho phép loại bỏ độ ẩm một cách nhanh chóng mà không làm ảnh hưởng quá nhiều đến cấu trúc, màu sắc hay giá trị dinh dưỡng của sản phẩm.

Nguyên lý hoạt động của phương pháp sấy chân không

Nguyên lý của phương pháp sấy chân không hoạt động dựa trên sự chênh lệch áp suất hơi nước giữa bề mặt sản phẩm và môi trường xung quanh.

Khi sấy chân không, áp suất trong buồng sấy sẽ được hạ xuống đến mức cần thiết nhờ vào hệ thống bơm hút chân không. Cùng lúc đó, buồng sấy cũng được cấp nhiệt làm sôi nước ở nhiệt độ khoảng từ 30-40°C giúp nhanh chóng làm khô sản phẩm.

Quy trình sấy chân không

Quy trình sấy chân không diễn ra khá đơn giản theo trình tự các bước sau:

• Bước 1 – Chuẩn bị: Sản phẩm được đưa vào các khay trong buồng sấy kín.
• Bước 2 – Hút chân không: Một máy bơm chân không sẽ hút toàn bộ không khí ra khỏi buồng, tạo ra một môi trường áp suất thấp (dưới 50mmHg).
• Bước 3 – Gia nhiệt: Nhiệt độ trong buồng được điều chỉnh ở mức thấp, khoảng 30-70°C.
• Bước 4 – Bốc hơi: Do áp suất thấp, nước trong sản phẩm bắt đầu sôi và bốc hơi ở nhiệt độ này.
• Bước 5 – Ngưng tụ: Hơi ẩm thoát ra sẽ được hút và ngưng tụ lại, sau đó thải ra ngoài, để lại sản phẩm khô.

Sấy thăng hoa là gì?

Sấy thăng hoa, hay còn gọi là sấy đông khô (Freeze Drying), là công nghệ làm khô tiên tiến nhất hiện nay. Phương pháp này hoạt động dựa trên hiện tượng thăng hoa của nước, tức là chuyển trực tiếp từ trạng thái rắn (đá) sang trạng thái khí mà bỏ qua giai đoạn lỏng. Nhờ vậy, sản phẩm sau khi sấy xong giữ được gần như nguyên vẹn hình dạng, màu sắc, cấu trúc và hàm lượng dinh dưỡng ban đầu.

Quá trình sấy thăng hoa khá phức tạp và kéo dài, thường mất từ 24 đến 48 giờ.

Nguyên lý hoạt động của phương pháp sấy thăng hoa

Phương pháp sấy thăng hoa hoạt động theo nguyên lý sau:

Nguyên liệu cần sấy sẽ được cấp đông nhanh ở mức nhiệt từ -40 đến -80°C sau đó sẽ tiến hành hút chân không để làm giảm áp suất môi trường sấy.

Trong quá trình này, nhiệt độ vẫn được bổ sung vào và làm cho các tinh thể đá thăng hoa trực tiếp thành dạng hơi thoát ra ngoài. Khi tất cả tinh thể đá trong sản phẩm thoát ra hết, sản phẩm sẽ đạt được độ khô cần thiết và quá trình sấy thăng hoa kết thúc.

Quy trình sấy thăng hoa

Quy trình sấy thăng hoa được chia làm 3 giai đoạn, mỗi giai đoạn đều cần được kiểm soát chặt chẽ để đảm bảo sản phẩm sau khi sấy có chất lượng tốt nhất.

• Giai đoạn 1 – Cấp đông: Sản phẩm được làm lạnh cực nhanh xuống nhiệt độ rất thấp, từ -40 đến -50°C. Giai đoạn này nhằm đảm bảo tất cả phân tử nước bên trong sản phẩm đều chuyển thành các tinh thể đá.
• Giai đoạn 2 – Sấy sơ cấp (Thăng hoa): Buồng sấy được hút chân không đến áp suất cực thấp (dưới 300mTorr). Nhiệt độ được cung cấp một cách nhẹ nhàng để các tinh thể đá thăng hoa trực tiếp thành hơi nước. Ở giai đoạn này, khoảng 90-95% lượng nước trong sản phẩm được loại bỏ.
• Giai đoạn 3 – Sấy thứ cấp: Nhiệt độ được nâng lên cao hơn một chút để loại bỏ hoàn toàn phần hơi ẩm còn lại, giúp độ ẩm cuối cùng của sản phẩm chỉ còn 1-4%.

So sánh sấy chân không và sấy thăng hoa

Tuy cả hai phương pháp sấy chân không và sấy thăng hoa đều làm việc trong môi trường áp suất thấp, tuy nhiên giữa chúng cũng có nhiều điểm khác biệt rất cơ bản và rõ ràng như:

Sự khác biệt về nguyên lý và quy trình

Các điểm khác biệt về nguyên lý và quy trình hoạt động giữa sấy chân không và sấy thăng hoa gồm:

So sánh chất lượng sản phẩm giữa sấy chân không và sấy thăng hoa

Về chất lượng sản phẩm cuối cùng của hai công nghệ sấy thăng hoa và sấy chân không như sau:

• Sấy thăng hoa: Sản phẩm sấy bằng phương pháp sấy thăng hoa có chất lượng gần như hoàn hảo. Cấu trúc không bị phá vỡ, sản phẩm không bị co ngót, giữ nguyên hình dạng và màu sắc tự nhiên.
• Sấy chân không: Chất lượng sản phẩm sấy bằng phương pháp sấy chân không có thể bảo toàn dinh dưỡng trên 85%. Tuy nhiên về mặt cấu trúc và hình dáng, sản phẩm có thể co ngót nhẹ và không giữ nguyên hình dáng ban đầu.

So sánh chi phí đầu tư và vận hành

Chi phí đầu tư và vận hành của hai phương pháp sấy chân không và sấy thăng hoa cũng có sự khác biệt rất rõ ràng và đáng kể:

• Sấy chân không: Chi phí đầu tư ban đầu của phương pháp sấy chân không thấp hơn đáng kể so với sấy thăng hoa. Ngoài ra, thời gian sấy nhanh hơn cũng giúp chi phí vận hành công nghệ sấy chân không thấp hơn tương đối.
• Sấy thăng hoa: Chi phí đầu tư ban đầu cho hệ thống máy sấy thăng hoa rất lớn, thời gian sấy kéo dài, quy trình phức tạp, yêu cầu cao về chuyên môn của đội ngũ kỹ thuật viên vận hành cũng khiến chi phí vận hành của sấy thăng hoa cao hơn nhiều so với sấy chân không.

Đánh giá hai phương pháp sấy chân không và sấy thăng hoa

Cả hai phương pháp sấy chân không và sấy thăng hoa đều là giải pháp cho hiệu quả cao trong ngành công nghiệp sản xuất, chế biến nông sản khô.

Với công nghệ sấy chân không

Đối với công nghệ sấy chân không, các ưu điểm nổi bật của phương pháp sấy này là thời gian sấy nhanh chóng, chi phí đầu tư và vận hành rất phải chăng, sản phẩm làm ra giữ được hơn 85% hương vị và dưỡng chất đồng thời sấy chân không cũng giúp kéo dài thời hạn sử dụng.

Tuy nhiên bên cạnh ưu điểm thì phương pháp sấy chân không cũng có một vài hạn chế như: Sản phẩm khi sấy có thể bị co ngót nhẹ, nhất là với những loại có cấu trúc mềm, mọng nước. Thời gian bảo quản tuy dài nhưng có thể không bằng so với sấy thăng hoa.

Công nghệ sấy chân không thường thích hợp với các sản phẩm như:

• Trái cây: Chuối dẻo, mít sấy, khoai lang sấy.
• Nông sản: Cà phê, gia vị, các loại hạt.
• Thảo dược: Các loại lá, thân cây thuốc.
• Thực phẩm: Thịt, cá khô, trứng, sữa, sản xuất nui sấy.

Với công nghệ sấy thăng hoa

Công nghệ sấy thăng hoa có nhiều ưu điểm vượt trội là bảo toàn cấu trúc của sản phẩm, không làm sản phẩm bị co ngót hay biến dạng, màu sắc và hương vị của sản phẩm được giữ nguyên vẹn, dưỡng chất của sản phẩm cũng được giữ lại tối đa, sản phẩm sau khi sấy thăng hoa có cấu trúc xốp giòn và có thể bảo quản được trong thời gian dài.

Dù sở hữu nhiều ưu điểm nhưng công nghệ sấy thăng hoa lại có chi phí đầu tư cao và vận hành cao, đội ngũ kỹ thuật viên đòi hỏi phải có kiến thức chuyên môn để có thể vận hành thiết bị an toàn, hiệu quả. Chính vì vậy mà công nghệ sấy này thường chỉ dùng cho các sản phẩm có giá trị cao và yêu cầu chất lượng khắt khe như

• Trái cây cao cấp: Dâu tây, phúc bồn tử, sầu riêng.
• Dược liệu quý: Tổ yến, đông trùng hạ thảo, sâm Ngọc Linh, nấm sấy.
• Sản phẩm sinh học: Vắc xin, men vi sinh, huyết tương khô.
• Thực phẩm đặc biệt: Cà phê specialty, các loại hoa ăn được.

Lời kết

Hy vọng bài viết chia sẻ về công nghệ sấy chân không và sấy thăng hoa trên đây của Cơ Khí Anpha – Anpha Tech đã cung cấp cho bạn cái nhìn toàn diện để đưa ra lựa chọn công nghệ phù hợp nhất với nhu cầu, mục đích sử dụng thực tế.