Sấy AD là quá trình sấy cưỡng bức bằng đối lưu (sử dụng quạt gió) kết hợp gia nhiệt. Trong đó vai trò của:

• Gia nhiệt: làm cho các phân tử nước trở nên linh động hơn, dễ thoát ra ngoài hơn, đồng thời làm tăng giá trị áp suất hơi bão hòa của nước.

• Đối lưu: làm giảm hàm lượng hơi nước trên bề mặt vật đang sấy, giữ cho áp suất hơi của nước trong không khí thấp, giúp cân bằng lỏng - hơi của nước chuyển dịch sang chiều tạo ra hơi nước.

A:

Khi sấy thăng hoa, việc cấp đông sâu, nhanh và đặt vào môi trường chân không có ý nghĩa giúp hạn chế sự ảnh hưởng của quá trình kết tinh của nước lên các thành phần trong sản phẩm.

Nếu nước kết tinh chậm, quá trình tạo thành các đơn tinh thể lớn chiếm chủ đạo, từ đó gây hư hại cấu trúc thành tế bào và làm mất nước các tế bào. Khi nước kết tinh nhanh, chủ yếu tạo ra các tinh thể nhỏ, ít gây hại thành tế bào hơn. Từ đó, hàm lượng dinh dưỡng cũng như kết cấu của vật liệu được giữ nguyên.

Việc tạo môi trường chân không trong sấy thăng hoa có ý nghĩa làm cho các tinh thể nước thăng hoa (trực tiếp chuyển từ thể rắn sang hơi) và bị loại bỏ ra ngoài nhờ chân không. Nhờ đó ẩm được tách khỏi vật liệu.

Trong trường hợp của sữa chua, nếu không làm lạnh nhanh, nước kết tinh có thể gây phá vỡ tế bào của các vi sinh vật, từ đó làm mất đi lợi khuẩn.

Ưu điểm: Sấy ở nhiệt độ thấp nên giữ được các tính chất tươi sống của sản phẩm. Nếu dùng để sấy thực phẩm sẽ giữ được chất lượng và hương vị của sản phẩm, không bị mất các vitamin. Tiêu hao năng lượng dùng để bay hơi ẩm thấp

Nhược điểm: Giá thành thiết bị cao, vận hành phức tạp, người vận hành cần có trình độ kỹ thuật cao, tiêu hao điện năng lớn

• Khu sơ chế

• Khu chế biến

• Khu sấy (AD, FD)

• Khu thành phẩm

Khu sơ chế: (Củ khoai mỡ trắng)

Thu nguyên liệu - Rọt (rọt máy, rọt tay) - Rửa sơ bộ - Cắt chấm đen- Rửa - Cắt định hình - Ngâm khử khuẩn

Khu chế biến:

Chủ yếu các công đoạn: gia nhiệt, cắt, trộn, ly tâm, nấu, triệt trùng,...

Khu sấy: Quy trình sấy (FD,AD)

Khu thành phẩm:

Bán thành phẩm - Lựa (Máy X-ray, Lựa tay) - Đóng gói (chung)

Đối với viên canh:

Lựa thủ công - Máy dò kim loại- Cân điện tử - Máy X-ray (tóc, dị vật bất thường, mảnh kim loại rất nhỏ,..)

Đối với củ khoai mỡ:

Máy tách màu khoai mỡ (trắng, ngà) - Lựa tay - Máy X-ray (tách kim loại còn quá nhỏ)

Quá trình đông khô phải được lựa chọn sao cho không làm tan chảy nước. Nước lỏng là môi trường phản ứng và làm thay đổi tính chất lưu biến của sản phẩm. Sự hiện diện của nước lỏng trong quá trình đông khô sản phẩm thực phẩm có thể dẫn đến nhiều thay đổi về thành phần, hình thái và tính chất vật lý của thực phẩm (ví dụ: độ co ngót). Nó cũng có thể làm giảm thời gian đảm bảo chất lượng cao trong quá trình bảo quản. Các đặc tính về màu sắc và cấu trúc – kết cấu rất quan trọng trong việc đánh giá chất lượng thực phẩm của người tiêu dùng. Vì vậy, sự phụ thuộc của các đặc tính thực phẩm này vào các thông số của quá trình đông khô là vô cùng quan trọng.

Gồm 3 giai đoạn chính: làm lạnh nhanh và sâu (rapid freezing), thăng hoa (sublimating) và bốc hơi ẩm còn lại.

1) Giai đoạn làm lạnh nhanh và sâu: quá trình này chủ yếu tạo thành nước kết tinh ở các tinh thể nhỏ, gây ảnh hưởng ít đến kết cấu vật sấy và cấu trúc tế bào của sản phẩm.

2) Giai đoạn thăng hoa: giai đoạn tách ẩm chính của phương pháp FD. Ở áp suất thấp, các tinh thể băng thăng hoa, trực tiếp chuyển sang thể hơi mà không bị tan chảy và bị loại bỏ khỏi buồng thông nhờ bơm hút chân không. Trong giai đoạn này diễn ra hai quá trình:

• Thăng hoa nước đóng băng

• Nhả ẩm đẳng nhiệt (isothermal moist desorption) - bay hơi nước không đóng băng: đạt được bằng cách nâng và giữ nhiệt độ nhiệt độ ở gần nhiệt độ môi trường xung quanh, áp suất vẫn giữ ở chân không

3) Giai đoạn bốc hơi ẩm còn lại: làm bay hởi ẩm liên kết (bản chất là quá trình sấy chân không thông thường)

Cả sản phẩm rắn (trái cây và rau quả) và sản phẩm lỏng (cà phê và nước trái cây) đều phải được đông lạnh trước khi đông khô [ 4 , 21 , 22 ]. Đông lạnh là sự kết tinh của dung môi, trong trường hợp sản phẩm thực phẩm, là nước. Những lợi ích bổ sung do việc chuyển đổi nước thành đá trong vật liệu trước khi đông khô như sau:

• Cố định các thành phần trong dung dịch và ngăn chặn sự tạo bọt xảy ra trong quá trình giảm áp suất trong buồng đông khô.

• Hạn chế những thay đổi về mặt hóa học, sinh hóa, vi sinh diễn ra trong nguyên liệu.

• Tạo ra cấu trúc cụ thể của các tinh thể băng trong sản phẩm đông lạnh, trong bước tiếp theo sẽ tạo điều kiện hoặc hạn chế sự di chuyển của hơi nước từ vật liệu khô; cấu trúc của băng hình thành trong quá trình đóng băng quyết định cường độ chuyển động của khối lượng và kết quả là định hình hình thái cuối cùng của vật liệu khô [ 23 ].

• Làm cứng cấu trúc, chống lại sự co lại của các tế bào mô thực vật hoặc động vật do loại bỏ nước khỏi chúng, điều này có thể xảy ra do sự dẻo hóa vật liệu bởi nước lỏng.

Trong quá trình sấy sơ cấp, một số vật liệu ở dạng khô và một số ở dạng nước đông đặc. Do đó, không có ranh giới rõ ràng giữa giai đoạn đầu tiên và giai đoạn thứ hai của quá trình đông khô và cả hai quá trình có thể xảy ra đồng thời trong một thời gian nhất định [ 76 , 82 ]. Có tính đến thực tế rằng sấy sơ cấp là sự thăng hoa của dung môi đã đông đặc, nên coi thời điểm kết thúc sấy sơ cấp là thời điểm tinh thể băng cuối cùng thăng hoa và chỉ còn lại nước liên kết trong vật liệu. Bằng cách theo dõi quá trình đông khô, có thể phát hiện sự thay đổi cường độ tăng hoặc giảm giá trị của các thông số đặc trưng cho quá trình này như nhiệt độ vật liệu, độ ẩm hoặc áp suất hơi nước trong buồng đông khô [ 74 ]. Quá trình động học của sự mất khối lượng vật chất cũng đang thay đổi. Những sự phụ thuộc này được sử dụng trong các phương pháp xác định thời điểm kết thúc quá trình sấy sơ cấp: phép đo áp suất so sánh của Pirani, áp kế điện dung, thử nghiệm độ tăng áp suất, phản ứng nhiệt độ sản phẩm hoặc nhiệt độ bề mặt kệ và động học của sự thay đổi khối lượng [ 20 ].

Nếu có hơi nước trong buồng của máy sấy đông lạnh, các giá trị của đồng hồ đo Pirani—hoạt động theo nguyên lý dẫn nhiệt—cao hơn số chỉ của đồng hồ đo điện dung, cho thấy áp suất tuyệt đối bất kể thành phần khí. Điểm mà áp suất Pirani bắt đầu giảm nhanh chóng là điểm kết thúc của quá trình thăng hoa [ 20 ].

Một cách khác để xác định thời điểm kết thúc quá trình sấy sơ cấp là thử nghiệm tăng áp suất, dựa trên việc kiểm tra xem hơi nước thăng hoa từ vật liệu có còn tích tụ trong buồng máy sấy đông lạnh hay không. Điều này có thể được kiểm tra bằng cách cắt buồng ngưng tụ trong một thời gian ngắn. Khi quá trình thăng hoa chưa hoàn tất, áp suất trong buồng tăng lên [ 20 ].

Nhiệt độ của sản phẩm vẫn tương đối ổn định trong giai đoạn sấy sơ cấp miễn là có sự thăng hoa của băng, sau đó là nhiệt độ tăng [ 20 ], nhưng điều đó cũng có thể có nghĩa là vật liệu quá nóng và băng tan. Do đó, cũng cần kiểm soát những thay đổi trực tuyến về hàm lượng nước (dựa trên sự thay đổi khối lượng) và ghi nhận quá trình sấy sơ cấp đã hoàn thành khi hàm lượng nước tương ứng với công suất đa lớp, được xác định dựa trên đường đẳng nhiệt hấp phụ đối với một sản phẩm nhất định.

Đạt đến nhiệt độ đông lạnh khi vật liệu đông khô có hàm lượng nước cao hơn hàm lượng nước liên kết cho thấy băng đã tan (Hình 3MỘT); trong khi đó, khi đạt được hàm lượng nước đủ thấp thì quy trình là đúng (Hình 3B).

Khi trọng lượng của vật liệu không thay đổi trong vòng 30 phút, có thể giả định rằng hàm lượng nước cân bằng trong điều kiện xử lý đã đạt được.

Chlorine tan trong nước và phản ứng tạo ra HOCl và HCl

Cl2 + H2O ⇌ HOCl + HCl

HOCl ⇌ OCl- + H+

Cơ chế: Cl2 và sản phẩm phân li của nó (HOCl, OCl-) là những tác nhân oxid hóa mạnh. Do đó, HOCl (và OCl-) có thể phản ứng với các enzyme và protein, gây chết tế bào. Cơ chế gồm 2 giai đoạn:

Giai đoạn 1: tác nhân diệt khuẩn (Cl2, HOCl) khuếch tán xuyên qua vỏ tế bào của vi sinh vật

Giai đoạn 2: phản ứng với enzyme và protein bên trong tế bào, gây mất hoạt tính và phá hoại quá trình trao đổi chất dẫn đến phá hủy tế bào. Phản ứng này có liên quan đến sự oxid hóa của HOCl đối với enzyme có chứa gốc HS^–.