CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN và KIỂM SOÁT CHẤT LƯỢNG RAU củ QUẢ tìm HIỂU các PHƯƠNG PHÁP sấy RAU củ QUẢ TRONG CHẾ BIẾN THỰC PHẨM

Các phương pháp sấy được chia thành những nhóm: - Sấy đối lưu : trong phương pháp này người ta sử dụng không khí nóng để làm tác nhân sấy.Mẫu nguyên liệu sẽ được tiếp xúc trực tiếp với k

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP HCM

Nhàn Thắm Nguyễn Viết Quỳnh Thy (2022140156) Trần Thị Vân Trâm

TP HỒ CHÍ MINH, NĂM 2017

MỤC LỤC

MỤC LỤC 1

DANH MỤC BẢNG BIỂU 4

DANH MỤC HÌNH ẢNH 5

MỞ ĐẦU 6

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 7

1.1 Cơ sở khoa học 7

1.2 Mục đích công nghệ và phạm vi thực hiện 8

1.3 Các biến đổi của nguyên liệu 9

1.3.1 Vật lý 9

1.3.2 Hóa học 9

1.3.3 Hóa lý 10

1.3.4 Sinh học 11

1.3.5 Hóa sinh 11

1.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy 11

1.4.1 Các yếu tố liên quan tới điều kiện sấy 11

1.4.2 Các yếu tố liên quan đến nguyên liệu 13

1.5 Ảnh hưởng của quá trình sấy đến chất lượng sản phẩm 13

1.5.1 Ảnh hưởng đến cấu trúc 15

1.5.2 Ảnh hưởng đến mùi vị 15

1.5.3 Ảnh hưởng đến màu sắc 16

1

1.5.4 Ảnh hưởng đến giá trị dinh dưỡng 16

1.5.5 Ảnh hưởng đến sự hồi nguyên sản phẩm 17

CHƯƠNG 2 CÁC PHƯƠNG PHÁP SẤY 19

2.1 Phơi và sấy bằng năng lượng mặt trời 19

2.2 Sấy đối lưu 20

2.2.1 Nguyên lý hoạt động 20

2.2.2 Thiết bị sấy đối lưu 22

2.2.2.1 Thùng sấy (bin dryer) 22

2.2.2.2 Buồng sấy 22

2.2.2.3 Lò sấy 22

2.2.2.4 Hầm sấy 22

2.3 Sấy băng chuyền 23

2.4 Sấy tầng sôi (fluidized bed dryer) 24

2.5 Sấy khí động 25

2.6 Sấy phun 26

2.7 Sấy tiếp xúc (contact dryer) 26

nhiệt được cung cấp bằng dẫn nhiệt 26

2.8 Sấy tang trống (sấy trục lăn) (roller dryer) 27

2.9 Sấy bằng quả cầu nóng 28

2.10 Sấy băng chuyền chân không và kệ sấy chân không (vacuum band dryer, vacuum shelf dryer) 28

2.11 Sấy nổ phồng (explosion puff drying) 29

2

2.12 Sấy thăng hoa 29

2.12.1 Các giai đoạn của sấy thăng hoa 30

2.12.1.1 Giai đoạn làm lạnh đông 30

2.12.1.2 Giai đoạn thăng hoa 30

2.12.2 Tốc độ truyền nhiệt 31

2.12.3 Tốc độ truyền khối 32

2.12.4 Thiết bị sấy thăng hoa 32

2.12.5 Ảnh hưởng quá trình sấy thăng hoa đến chất lượng sản phẩm 33

2.13 Sấy bức xạ 34

2.14 Sấy bằng điện trường dòng cao tần (dielectric) 36

Quá trình làm nóng bằng điện trường dòng cao tần 36

CHƯƠNG 3 AN TOÀN THỰC PHẨM TRONG SẤY RAU CỦ QUẢ 38

TÀI LIỆU THAM KHẢO 41

3

DANH MỤC BẢNG BIỂU

4

DANH MỤC HÌNH ẢNH

5

MỞ ĐẦU

6

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN

1.1 Cơ sở khoa học

Sấy là quá trình sử dụng nhiệt để tách nước ra khỏi mẫu nguyên liệu Trong quá trình

sấy, nước được tách ra khỏi nguyên liệu theo nguyên tắc bốc hơi hoặc thăng hoa

Có nhiều phương pháp sấy và chúng được thực hiện theo những nguyên tắc khác nhau Các phương pháp sấy được chia thành những nhóm:

- Sấy đối lưu : trong phương pháp này người ta sử dụng không khí nóng để làm tác nhân sấy.Mẫu nguyên liệu sẽ được tiếp xúc trực tiếp với không khí nóng trong buồng sấy, một phần

ẩm trong nguyên liệu được bốc hơi Như vậy, mẫu nguyên liệu cần sấy sẽ được cấp nhiệt theonguyên tắc đối lưu Khi đó động lực của quá trình sấy là do:

Sự chênh lệch áp suất hơi tại bề mặt nguyên liệu và trong tác nhân sấy, nhờ đó mà các phân tử nước tại bề mặt nguyên liệu sẽ bốc hơi

Sự chênh lệch ẩm tại bề mặt và tâm của nguyên liệu, nhờ đó mà ẩm tại tâm nguyên liệu sẽ khuếch tán ra vùng bề mặt

- Sấy tiếp xúc : mẫu nguyên liệu cần sấy được đặt lên một mặt đã được gia nhiệt, nhờ đó mànhiệt độ của nguyên liệu sẽ gia tăng và làm cho một phần ẩm trong nguyên liệu sẽ bốc hơi vàthoát ra môi trường bên ngoài Trong phương pháp, mẫu nguyên liệu cần sấy sẽ được cấpnhiệt theo nguyên tắc dẫn nhiệt

- Sấy bức xạ : trong phương pháp này, người ta sử dụng nguồn nhiệt bức xạ để cung cấp chomẫu nguyên liệu cần sấy Nguồn bức xạ được sử dụng phổ biến hiện nay là bức xạ hồngngoại nguyên liệu sẽ hấp thu năng lượng của tia hồng ngoại và nhiệt độ của nó sẽ tăng lên.Trong phương pháp sấy bức xạ, mẫu nguyên liệu được cấp nhiệt nhờ hiện tượng bức xạ, còn

sự thải ẩm từ mẫu nguyên liệu ra môi trường bên ngoài sẽ xảy ra theo nguyên tắc đối lưu.Thực tế cho thấy trong quá trình sấy bức xạ sẽ xuất hiện một Gardient nhiệt rất lớn bên trongmẫu nguyên liệu Nhiệt độ tại vùng bề mặt có thể cao hơn nhiệt độ tại tâm mẫu nguyên liệu

từ 20-50oC.Gardient nhiệt lại ngược chiều với Gardient ẩm, điều này sẽ gây khó khăn cho sựkhuếch tán ẩm từ tâm mẫu nguyên liệu ra đến vùng bề mặt, đồng thời còn

ảnh hưởng đến các tính chất cấu trúc của sản phẩm sau quá trình sấy Để khắc phục những nhược điểm trên người ta sẽ điều khiển quá trình sấy bức xạ theo chế độ luân phiên.

- Sấy bằng vi sóng và dòng điện cao tần : vi sóng là những sóng điển tử với tần số 300.000 MHz.dưới tác động của vi sóng, các phân tử nước trong mẫu nguyên liệu cần sấy

300-sẽ chuyển động quay cực liên tục Hiện tượng này phát sinh nhiệt và nhiệt độ bề mặt củanguyên liệu sẽ bốc hơi Còn trong trường hợp sử dụng dòng điện cao tần, nguyên tắc gianhiệt mẫu nguyên liệu cần sấy cũng tương tự như trường hợp sử dụng vi sóng, tuy nhiêntần số sử dụng sẽ thấp hơn (27-100 MHz)

- Sấy thăng hoa : trong phương pháp này, mẫu nguyên liệu cần sấy trước tiên sẽ được đemlạnh đông để một phần ẩm trong nguyên liệu chuyển sang trạng thái rắn Tiếp theo, người ta

sẽ tạo áp suất chân không và nâng nhẹ nhiệt độ để nước thăng hoa, tức nước sẽ chuyển từtrạng thái rắn sang trạng thái hơi mà không qua trạng thái lỏng

Hiện nay trong ngành công nghiệp thực phẩm, phương pháp sấy đối lưu là phổ biến nhất 1.2 Mục đích công nghệ và phạm vi thực hiện

Khai thác: quá trình sấy sẽ tách bớt nước ra khỏi nguyên liệu Do đó, hàm lượng các chất cótrong một đơn vị khối lượng sản phẩm sấy sẽ tăng lên Theo quan điểm này, quá trình sấy cómục đích công nghệ là khai thác vì nó làm tăng hàm lượng các chất dinh dưỡng trong mộtđơn vị khối lượng sản phẩm

Chế biến: quá trình sấy làm biến đổi nguyên liệu và tạo ra nhiều tính chất đặc trưng cho sảnphẩm Ví dụ như trong công nghệ sản xuất các loại trái cây sấy, quá trình sấy sẽ tạo ranhững tính chất vật lý và hóa lý mới cho sản phẩm, làm cho sản phẩm khácbiệt hẳn so vớinguyên liệu ban đầu còn trong công nghệ sản xuất sữa bột, cà phê hòatan, trà hòa tan, bộtrau quả… thì quá trình sấy

không chỉ chuyển hóa mẫu nguyên liệu dạng lỏng thành sản phẩm dạng bột mà còn làm thayđổi sâu sắc các tính chất vật lý và hóa lý của sản phẩm Trong tất các trường hợp nói trên,mục đích công nghệ của quá trình sấy là chế biến

Bảo quản: quá trình sấy làm giảm giá trị hoạt độ của nước trong nguyên liệu nên ức chế hệ

vi sinh vật và một số enzyme, giúp kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm Ngoài ra, trong một sốtrường hợp sử dụng nhiệt độ tác nhân sấy khá cao thì một số vi sinh vật và enzyme trong

nguyên liệu sẽ bị vô hoạt bởi nhiệt Ví dụ như khi thu hoạch ngũ cốc, nếu độ ẩm của hạt daođộng trong khoảng 17-18% thì hạt rất nhanh bị hư hỏng trong quá trình bảo quản Nguyênnhân của sự hư hỏng chủ yếu là do hoạt động của hệ enzyme và vi sinh vật trong hạt Nếuchúng ta sấy hạt dếnđộ ẩm 13% thì thời gian bảo quản hạt trong cyclo có thể kéo dài đến cảnăm hoặc dài hơn.

Hoàn thiện: quá trình sấy có thể làm cải thiện một vài chỉ tiêu chất lượng sản phẩm Xét ví

dụ quá trình sấy malt đại mạch Mục đích công nghệ chính của quá trình này là bảo quản.Ngoài ra, quá trình sấy sẽ hình thành nên các hợp chất melanoidine trong malt vàng, gópphần cải thiện màu sắc và mùi vị của malt Trên cơ sở đó, quá trình sấy malt còn có mụcđích công nghệ khác là hoàn thiện sản phẩm

1.3 Các biến đổi của nguyên liệu

Các tính chất vật lý của nguyên liệu sẽ thay đổi như hình dạng , kích thước, khối lượng, tỷtrọng, độ giòn… Tùy thuộc vào bản chất nguyên liệu và các thông số công nghệ trong quátrình sấy mà những biến đổi nói trên sẽ diễn ra theo những quy luật và mức độ khác nhau

Ví dụ: Trong quá trình sấy thơm cắt miếng, thể tích snar phẩm sẽ co lại, các chỉ tiêu vật lýkhác như khối lượng, tỷ trọng… sẽ giảm đi, tuy nhiên độ giòn của sản phẩm sẽ tănglên.Những biến đổi vật lý sẽ ảnh hưởng đến các chỉ tiêu cảm quan của sản phẩm sấy

Một số vitamin trong thực phẩm, ví dụ như vitamin C rất dễ bị oxy hóa trong quá trình sấy.Kết quả là hàm lượng vitamin C trong snar phẩm sấy sẽ bị giảm đi đáng kể so với trongnguyên liệu ban đầu.

Các hợp chất như màu carotenoids, chlrophyll cũng bị oxy hóa và làm cho sản phẩm bị phainhạt màu hoặc mất màu

Các hợp chất polyphenol trong rau quả rất dễ bị oxy hóa trong quá trình sấy và làm cho sảnphẩm sấy hóa nâu

Các hợp chất lipid, đặt biệt là các acid béo tự do khi tham gia phản ứng oxy hóa sẽ hìnhthành nên các peroxyde và nhiều loại sản phẩm phụ khác tạo nên mùi ôi cho sản phẩm.Phản ửng thủy phân: trong giai đoạn đầu của quá trình sấy, nếu nguyên liệu có độ ẩm cao thì

có thể xảy ra phản ứng thủy phân các hợp chất có trong nguyên liệu.Ví dụ: triglyceride bịthủy phân thành glycerol và các acid béo

Phản ứng Maillard: đây là phản ứng thường gặp khi sấy nguyên liệu có chứa đường khử vàcác hợp chất có nhóm –NH2 tự do Phản ứng sẽ tạo ra các hợp chấtmelanoidien và làm chosnar phẩm sấy bị đạm màu

Trong công nghệ sản xuất trái cây sấy, phản ứng Maillard sẽ ảnh hưởng không tốt đến màusắc sản phẩm Tuy nhiên, trong công nghệ sản suất malt đại mạch, việc hình thành nên cáchợp chất melanoidien là có lợi vì chúng sẽ góp phần tạo nên màu vàng đặc trưng cho biathành phẩm

Ngoài các phản ứng trên, trong quá trình sấy thực phẩm còn có thể xảy ra các phản ứng hóahọc khác nhau như dehydrate hóa, phân hủy, trùng hợp…

Ví dụ: tinh bột có thể bị hồ hóa, protein bị đông tụ bất thuận nghịch, chất béo từ dạng rắn sẽhóa lỏng…

1.3.4 Sinh học

Trong quá trình sấy, sự trao đổi chất của các tế bào và mô nguyên liệu động thực vật sẽngừng lại nếu nhiệt độ sấy tăng cao Nguyên nhân chính là do hệ enzyme trong tế bào bị vôhoạt bất thuận nghịch Ngoài ra, các thành phần khác trong tế bào như DNA cũng có thể bịbiến tính nhiệt.Các vi sinh vật trong nguyên liệu cũng bị ức chế hoặc tiêu diệt trong quá trìnhsấy do tác dụng nhiệt và do hoạt độ của nước giảm đi

1.3.5 Hóa sinh

Trong giai đoạn đầu của quá trình sấy, do nhiệt độ của nguyên liệu chưa tăng cao, các phảnứng enzyme trong nguyên liệu tiếp tục diễn ra mạnh mẽ

Ví dụ: trong giai đoạn đầu của quá trình sấy maly đại mạch, các phản ứng thủy phân tinh bột

và protein tiếp tục diễn ra nhờ xúc tác các hệ amylase và protease có trong maly xanh

Khi nhiệt độ tăng cao, các enzyme bị vô hoạt và các phản ứng hoá sinh sẽ dừng lại

1.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy

Có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy và chúng có thể được chia thành hai nhóm:các yếu tố liên quan đến điều kiện sấy và các yếu tố liên quan đến bản chất của nguyên liệucần sấy

1.4.1 Các yếu tố liên quan tới điều kiện sấy

Nhiệt độ tác nhân sấy: trong phương pháp sấy đối lưu, khi tăng nhiệt độ tác nhân sấy thì tốc

độ sấy sẽ tăng nhanh theo Đó là do tốc độ truyền nhiệt gia tăng Việc tăng nhiệt độ tác nhânsấy sẽ làm giảm độ ẩm tương đối của nó.Điều này giúp cho các phân tử nước tại bề mặtnguyên liệu cần sấy sẽ bốc hơi dễ dàng hơn Ngoài ra, ở nhiệt độ cao thì sự khuếch tán củacác phân tử nước sẽ diễn ra nhanh hơn.Tuy nhiên, nếu nhiệt độ tác nhân sấy quá cao thì cácbiến đổi vật lý và hóa học sẽ diễn ra mạnh mẽ Một số biến đổi này có thể ảnh hưởng xấuđến chất lượng dinh dưỡng và cảm quan của sản phẩm

Độ ẩm tương đối của tác nhân sấy: khi tăng độ ẩm tương đối của tác nhân sấy thì thời giansấy sẽ kéo dài Trong phương pháp sấy đối lưu, theo lý thuyết thì các phân tử nước trên bềmặt nguyên liệu bốc hơi thì cần có sự chênh lệch áp suất hơi nước trên bề mặt nguyên liệu

và trong tác nhân sấy Sự chênh lệch này càng lớn thì nước trên bề mặt nguyên liệu càng dễbốc hơi Đây cũng là động lực của quá trình sấy

Nếu độ ẩm tương đối của tác nhân sấy càng thấp thì tốc độ sấy trong giai đoạn sấy đẳng tốc

sẽ càng tăng Tuy nhiên, độ ẩm tương đối của không khí nóng ít ảnh hưởng đến giai đoạnsấy giảm tốc Cần lưu ý là độ ẩm tương đối của tác nhân sấy sẽ ảnh hưởng quyết định đếngiá trị độ ẩm cân bằng của sản phẩm sau quá trình sấy Khi sản phẩm sấy đã đạt độ ẩm cânbằng thì quá trình bốc hơi nước sẽ ngừng lại

Tốc độ tác nhân sấy: trong phương pháp sấy đối lưu, tốc độ tác nhân sấy sẽ ảnh hưởng đến

thời gian sấy Sự bốc hơi nước từ bề mặt nguyên liệu sẽ diễn ra nhanh hơn khi tốc độ truyềnkhối đượctăng cường nhờ sự đối lưu, tức khi tốc

Tốc độ tác nhân sấy sẽ rút ngắn thời gian sấy đẳng tốc, tuy nhiên tốc độ tác nhân sấy ít ảnhhưởng đến giai đoạn sấy giảm tốc

Áp lực: áp lực trong buồng sấy sẽ ảnh hưởng đến trạng thái của nước trong nguyên liệu cầnsấy Khi sấy trong điều kiện chân không, do áp suất hơi của không khí giảm nên quá trìnhsấy sẽ diễn ra nhanh hơn, đặc biệt là trong giai đoạn sấy đẳng tốc Tuy nhiên, áp suất chânkhông ít ảnh hưởng đến sự khuếch tán ẩm ở bên trong nguyên liệu

1.4.2 Các yếu tố liên quan đến nguyên liệu

Diện tích bề mặt của nguyên liệu: với hai mẫu nguyên liệu có cùng khối lượng và độ ẩm,mẫu nào có diện tích bề mặt lớn hơn thì thời gian sấy sẽ ngắn hơn Đó là do khoảng cách màcác phân tử nước ở bên trong nguyên liệu cần khuếch tán đến trên bề mặt sẽ ngắn hơn.Ngoài ra, do diện tích bề mặt lớn nên số phân tử nước tại bề mặt có thể bốc hơi trong mộtkhoảng thời gian xác định sẽ gia tăng

Cấu trúc của nguyên liệu: các nguyên liệu tro ng ngành công nghiệp thực phẩm có cấu tạo từnhững đơn vị là tế bào thực vật hoặc hoaatj động vật Khi đó, phần ẩm nằm bên ngoài tế bào

sẽ rất dễ tách trong quá trình sấy Ngược lại, phần ẩm nằm bên trong tế bào rất khó tách Khicấu trúc tế bào bị phá hủy, việc tách nước nội bào sẽ trở nên dễ dàng hơn Tuy nhiên , sựphá hủy cấu trúc thành tế bào thực vật hoặc động vật trong các nguyên liệu thực phẩm có thểgây ảnh hưởng xấu đến chất lượng sản phẩm sau khi sấy

Thành phần hóa học của nguyên liệu: thành phần định tính và định lượng của các hợp chấthóa học có trong mẫu nguyên liệu ban đầu sẽ ảnh hưởng đến tốc độ và thời gian sấy, đặc biệt

là trong trường hợp sấy nguyên liệu có độ ẩm thấp Một số cấu tử như đường, tinh bột,protein, muối… có khả năng tương tác với các phân tử nước ở bên trong nguyên liệu Chúng

sẽ làm giảm tốc độ khuếch tán của các phân tử nước từ tâm nguyên liệu ra đến bề mặt, do đólàm cho quá trình sấy diễn ra chậm hơn

1.5 Ảnh hưởng của quá trình sấy đến chất lượng sản phẩm

Tất cả sản phẩm đều chịu thay đổi trong quá trình sấy và bảo quản sau đó Yêu cầu đặt rađối với quá trình sấy là bảo vệ tới mức tốt nhất chất lượng, hạn chế những hư hại trong quátrình sấy, bảo quản, đồng thời nâng cao hiệu quả kinh tế một cách tốt nhất Xét về bảnchất, trong những thay đổi trong quá trình sấy có thể chia ra:

- Những thay đổi lý học: sứt mẻ, gãy vỡ,…

- Những thay đổi hóa lý: trạng thái tính chất của những keo cao phân tử bị thay đổi

- Những thay đổi hóa sinh: do sự oxy hóa của chất béo, phản ứng sẫm màu phi enzyme, phản ứng enzyme,…

- Những thay đổi do vi sinh vật

Những thay đổi đó đã làm thay đổi cấu trúc, mùi vị, màu sắc, giá trị dinh dưỡng và có ảnh hưởng đến tính hồi nguyên của sản phẩm sau khi sấy.

Các sản phẩm khác nhau có sự dao động đáng kể về mức độ co ngót và khả năng hấp thụnước trở lại Sấy nhanh và ở nhiệt độ cao làm cho cấu trúc bị thay đổi nhiều hơn so với sấyvới tốc dộ vừa phải ở nhiệt độ thấp.

Trong quá trình sấy, các chất hòa tan di chuyển theo nước từ bên trong ra bề mặt bên ngoàicủa sản phẩm Quá trình bay hơi nước làm cô dặc các chất tan ở bề mặt kết hợp với nhiệt độcao của không khí (đặc biệt khi sấy trái cây, cá, thịt) gây ra các phản ứng lý hóa phức tạpcủa các chất tan ở bề mặt và hình thành nên lớp vỏ cứng không thấm được Hiện tượng nàygọi là hiện tượng “cứng vỏ”, làm giảm tốc độ sấy và làm cho sản phẩm có bề mặt khô,nhưng bên trong thì ẩm Vì vậy cần kiểm soát điều kiện sấy để tránh chênh lệch ẩm quá caogiữa bên trong và bề mặt sản phẩm

Đối với các sản phẩm dạng bột các đặc tính vè cấu trúc của chúng liên quan đến dung lượng vàtính hồi nguyên Dung lượng của sản phẩm bột phụ thuộc vào kích cỡ, bản chắt rỗng hay đặccủa các hạt và đưuọc quyết định bởi bản chất, thành phần của sản phẩm và điều kiện sấy

Tính dễ chảy của khối bột phụ thuộc vào hàm lượng béo Các nguyên liệu ít béo (nước tráicây, khoai tây, cà phê) cho ra bột dễ chảy hơn là các sản phẩm nhiều béo (trứng nguyên quả,chiết xuất từ thịt)

Những sản phẩm có giá trị kinh tế cao nhờ vào những đặc tính mùi vị (gia vị) cần được sấy ởnhiệt độ thấp

Một số sản phấm sấy có kết cấu xốp, tạo điều kiện cho oxy không khí dễ dàng tiếp xúc vớisản phẩm, gây ra các phản ứng oxy hóa các chất tan và chất béo trong quá trình bảo quảnlàm thay đổi mùi vị của sản phẩm

Tốc độ của quá trình gây hư hỏng phụ thuộc vào nhiệt độ bảo quản và hoạt độ nước

1.5.3 Ảnh hưởng đến màu sắc

Có nhiều nguyên nhân gây ra sự mất màu hay thay đổi màu trong sản phẩm sấy như:

- Sự thấy đổi các đặc trưng bề mặt của sản phẩm gây rat hay đổi độ phản xạ ánh sàng và màu sắc

- Nhiệt và sự oxy hóa trong các quá trình sấy gây ra những thay đổi hóa học đối vớicarotenoit và clorophyl, cũng như hoạt động của enzyme polyphenoloxidaza gây ra sự sẩmmàu trong quá trình bảo quản của các sản phẩm rau quả

1.5.4 Ảnh hưởng đến giá trị dinh dưỡng

Các số liệu về sự thất thoát các chất dinh dưỡng của các tác giả khác nhau thường khôngthống nhất có thể là do có sự khác nhau đáng kể trong quá trình chuẩn bị sấy, nhiệt độ vàthời gian sấy, cũng như điều kiện bảo quản

Ở rau quả thất thoát dinh dưỡng trong quá trình chuẩn bị thường vượt xa tổn thất do quátrình sấy Ví dụ thất thoát vitamin C trong quá trình chuẩn bị sấy táo (dạng khối) là 8% do cắtgọt, 62% do chần hấp, 10% do quá trình nghiền pure và 5% do quá trình sấy

Vitamin có độ hòa tan trong nước khác nhau và khi quá trình sấy diễn ra một vài loại (B2)đạt trạng thái bão hòa và kết tủa khỏi dung dịch, nhờ vậy chúng ít bị tổn thất Một số khác(vitamin C) hòa tan ngay cả khi độ ẩm của sản phẩm hạ xuống mức rất thấp, chúng phảnứng với các chất tan với tốc độ càng lúc càng cao hơn trong quá trình sấy Vitamin C cũngrất nhạy cảm vói nhiệt và oxi hóa Vì thế để tránh những thất thoát lớn cần sấy trong thờigian ngắn, nhiệt độ thấp, bảo quản ở độ ẩm thấp và nồng độ khí oxy thấp Vitamin B1 cũngnhạy cảm với nhiệt, tuy nhiên các vitamin tan trong nước bền với nhiệt và oxy hóa hơn vàtổn thất trong quá trình sấy hiếm khi vượt quá 5-10%

Sự tổn thất các vitamin có thể hạn chế đáng kể hoặc ngăn ngừa hoàn toàn khi sử dụng

các phương pháp sấy nhanh và ôn hòa (sấy phun), đặc biệt bằng phương pháp sấy thăng hoađối với các nguyên liệu nghiền nát và nguyên liệu dạng cắt nhỏ

Các chất dinh dưỡng tan trong chất béo (acid béo không thay thể, Vitamin A,D,E,K,…) phầnlớn chứa trong phần chất rắn của sản phẩm và chúng không bị cô đặc trong khi sấy Tuynhiên nước là dung môi dễ chứa các kim loại nặng là những chất xúc tác của quá trình oxyhóa các chất dinh dưỡng không no Các vitamin tan trong chất béo bị biến đổi khi tiếp xúcvới peroxide được sinh ra do sự oxy hóa chất béo

Các giá trị sinh học và độ tiêu hóa của protein trong phần lớn các sản phẩm sấy không thayđổi đáng kể Tuy nhiêm protein của sữa sấy bị biến tính một phần trong quá trình sấy trụclăn và gây ra việc giảm độ tan của sữa bột và làm mất khả năng kết cục Sấy phun không ảnhhưởng đến giá trị sinh học của protein sữa Nhiệt độ bảo quản cao và độ ẩm khoảng trên 5%làm giảm giá trị sinh học của protein sữa do phản ứng Maillard giữa lysine và lactoza.Lysine nhạy cảm với nhiệt và thất thoát trong bột sữa nguyên kem vào khoảng 3-10% khisấy phun và 5-40% khi sấy bằng trục lăn

1.5.5 Ảnh hưởng đến sự hồi nguyên sản phẩm

Sản phẩm sau khi sấy không thể trở lại tình trạng ban đầu khi làm ướt trở lại Sauk hi sấy tếbào bị mất áp suất thẩm thấu, tính thẩm của màng tế bào bị thay đổi, các chất tan di chuyển.polysacarit kết tinh và protein tế bào bị đông tụ, tất cả góp phần vao sự thay đổi cấu trúc,làm thất thoát các chất dễ bay hơi và đây đều là những quá trình không thuận nghịch

Nhiệt trong quá trình sấy làm giảm khả năng hydrat hóa của tinh bột và tính đàn hồi củathành tế bào, làm biến tính protein, giảm khả năng giữ nước của chúng Tốc độ và mức độthấm nước trở lại có thể được dùng như là chỉ số đánh giá chất lượng sản phẩm sấy Nhữngsản phẩm sấy được sấy trong những điều kiện tối ưu, ít hư hại hơn sẽ thấm ướt trở lại nhanhhơn, hoàn toàn hơn

CHƯƠNG 2.

CHƯƠNG 2. CÁC PHƯƠNG PHÁP SẤY

Sấy có thể được chia ra hai loại : sấy tự nhiên và sấy bằng thiết bị (sấy nhân tạo) Sấy tự nhiên : quá trình phơi vật liệu ngoài trời, không có sử dụng thiết bị Các phương pháp sấynhân tạo thực hiện trong các thiết bị sấy

Có nhiều phương pháp sấy nhân tạo khác nhau Căn cứ vào phương pháp cung cấp nhiệt

có thể chia ra các loại : sấy đối lưu, sấy bức xạ, sấy tiếp xúc, sấy thăng hoa, sấy bằng điện trường dòng cao tần, sấy điện trở

2.1 Phơi và sấy bằng năng lượng mặt trời

Sấy bằng cách phơi nắng (không có sử dụng thiết bị sấy) được sử dụng rộng rãi nhất trong chế biến nông sản

Trong các phương pháp phức tạp hơn (sấy bằng năng lượng mặt trời), năng lượng mặt trời được thu nhận để làm nóng không khí Sau đó không khí nóng được sử dụng để sấy

Thiết bị sấy bằng năng lượng mặt trời có thể phân ra các loại sau :

- Thiết bị sấy trực tiếp có tuần hoàn khí tự nhiên (gồm thiết bị thu năng lượng kết hợp với buồng sấy)

- Thiết bị sấy trực tiếp có bộ phận thu năng lượng riêng biệt

- Thiết bị sấy gián tiếp có dẫn nhiệt cưỡng bức (thiết bị thu năng lượng và buồng sấy riêngbiệt)

b) Ưu điểm

- Công nghệ đơn giản, chi phí đầu tư và vận hành thấp

- Không đòi hỏi cung cấp năng lượng lớn và nhân công lành nghề có thể sấy lượng lớn vụ mùa với chi phí thấp

c) Nhược điểm

- Kiểm soát điều kiện sấy rất kém

- Tốc độ sấy chậm hơn so với với sấy bằng thiết bị, do đó chất lượng sản phẩm cũng kém

và dao động hơn

- Quá trình sấy phụ thuộc vào thời tiết và thời gian trong ngày.

- Đòi hỏi nhiều nhân công

c) Thiết bị

- Có nhiều kiểu thiết kế thiết bị sấy bằng năng lượng mặt trời khác nhau

- Những thiết bị nhỏ : thường có công suất nhỏ, tốc độ sấy và chất lượng cải tiến không đáng kể so với phương pháp sấy phơi (có đảm bảo vệ sinh), do đó ít được sử dụng

Những thiết bị lớn hơn, có sử dụng quạt chạy bằng năng lượng mặt trời với công suất200-400 kg mẻ đang được sử dụng nhiều ở các nước vùng Địa trung hải để sản xuất trái cây sấy xuất khẩu cho thị trường châu Âu

Năng lượng mặt trời còn có thể được dùng làm nóng trước không khí ở các thiết bị sấy vậnhành bằng nhiên liệu để tiết kiệm một phần năng lượng

2.2 Sấy đối lưu

2.2.1 Nguyên lý hoạt động

Không khí nóng hoặc khói lò được dùng làm tác nhân sấy có nhiệt độ, độ ẩm, tốc độ phùhợp, chuyển động chảy trùm lên vật sấy làm cho ẩm trong vật sấy bay hơi rồi đi theo tácnhân sấy

Không khí có thể chuyển động cùng chiều, ngược chiều hoặc cắt ngang dòng chuyển động của sản phẩm Bảng 2.1 so sánh các phương pháp chuyển động khác nhau của tác nhân sấy Sấy đối lưu có thể thực hiện theo mẻ (gián đoạn) hay liên tục Trên hình vẽ dưới là sơ đồ nguyên lý sấy đối lưu bằng không khí nóng

Sản phẩm sấy có thể lấy ra khỏi buồng sấy theo mẻ hoặc liên tục tương ứng với nạp vào.Caloriphe 2 đốt nóng không khí có thể là loại caloriphe điện, caloriphe hơi nước v.v

Kết cấu thực của hệ thống rất đa dạng, phụ thuộc vào nhiều yếu tố như : chế độ làm việc,dạng vật sấy, áp suất làm việc, cách nung nóng không khí, chuyển động của tác nhân sấy, sơ

đồ làm việc, cấu trúc buồng sấy

Bảng 2.1 :So sánh các hình thức chuyển động khác nhau của tác nhân sấy.

Hương chuyển Ưu điểm

động TNS

Nhược điểm

Cùng chiều Tốc độ sấy ban đầu cao, ít bị co khó đạt được độ ẩm cuối thấp

ngót, tỷ trọng thấp, sản phẩm ít vì không khí nguội và ẩm

hư hỏng, ít nguy cơ hư hỏng do thổi qua sản phẩm sấy

VSV

Ngược chiều Năng lượng được sử dụng kinh tế Sản phẩm dễ bị co ngót, hư

hơn, độ ẩm cuối cùng thấp hơn hỏng do nhiệt Có nguy cơ

Dòng khí thổi Kiểm soát điều kiện sấy linh hoạt Đầu tư trang bị, vận hành vàcắt ngang bằng các vùng nhiệt được kiểm bảo dưỡng thiết bị phức tạp

soát riêng biệt; tốc độ sấy cao và đắt tiền

Đối với quá trình sấy chi phí năng lượng là yếu tố chính ảnh hưởng đến hiệu quả kinh tếsản xuất, vì vậy khi thiết kế, cần chú ý đến các biện pháp làm giảm sự thất thoát nhiệt, tiếtkiệm năng lượng Ví dụ :

- Cách nhiệt buồng sấy và hệ thống ống dẫn

- Tuần hoàn khí thải qua buồng sấy

- Sử dụng thiết bị trao đổi nhiệt thu hồi nhiệt từ không khí thoát ra để đung nóng không khíhoặc nguyên liệu vào

- Sử dụng nhiệt trực tiếp từ lửa đốt khí tự nhiên và từ các lò đốt có cơ cấu làm giảm nồng

độ khí oxit nitơ

- Sấy thành nhiều giai đoạn (ví dụ : kết hợp sấy tầng sôi với sấy thùng hoặc sấy phun kết hợp với sấy tầng sôi)

- Cô đặc trước nguyên liệu lỏng đến nồng độ chất rắn cao nhất có thể

- Kiểm soát tự động độ ẩm không khí bằng máy tính