Bản Chất Phương Pháp Sấy đông Khô - Vinafreezedry

Skip to content

Sấy đông khô hay sấy thăng hoa, chúng ta có lẽ đã nghe nhiều về phương pháp này nhưng có thể chưa hiểu rõ về nguyên lý của nó, và có thể nhầm lẫn với một số phương pháp sấy khác có những nét tương đồng. Vì vậy chúng ta cần tìm hiểu kỹ để để lựa chọn máy sấy cho phù hợp nhất với sản phẩm của mình, giúp mang lại hiệu quả kinh tế.

Máy sấy đông khô còn gọi là máy sấy thăng hoa, hay còn gọi là máy sấy đông chân không-tên gọi này đặc tả nguyên tắc làm việc của máy, là sấy ở nhiệt độ đông lạnh dưới điều kiện áp suất thấp (gần như chân không).

Sản phẩm nào nên sử dụng phương pháp sấy đông khô

Trước khi chúng ta quyết định mua máy sấy cần phải tìm hiểu rất kỹ, nhất là đối với loại máy đắt tiền như máy sấy đông khô. Phương pháp sấy đông khô áp dụng được cho nhiều loại sản phẩm có kết cấu ít vững chắc, nhũn, nhiều nước, khó giữ được hình dạng khi sử dụng các phương pháp sấy thông thường. Tuy nhiên không phải sản phẩm sử dụng máy sấy đông khô là sẽ có giá trị cao, chúng ta không xét tới vấn đề sấy được hay không mà còn nhiều khía cạnh như hiệu quả kinh tế, chất lượng, giá thành, sức cạnh tranh,…

Các sản phẩm kết cấu mềm, xốp, nhiều nước, dễ biến dạng như sầu riêng, dâu tây, thanh long, mãng cầu, xoài,…cần phải sấy bằng phương pháp đông khô để giữ nguyên hình dạng. Các sản phẩm giá trị cao cần sử dụng máy sấy cao cấp để đảm bảo chất lượng, màu sắc hương vị, chất dinh dưỡng như nấm trùng thảo, các loại hoa như hoa hồng, hoa trà vàng, bột tảo spirulina, tảo biển,…và nhiều loại sản phẩm đặc biệt khác.

Đây là một phương pháp tuyệt vời để bảo quản nhiều loại vật liệu nhạy cảm với nhiệt như protein, vi khuẩn, dược phẩm, mô và huyết tương,…

Nguyên tắc cơ bản của phương pháp sấy đông khô

Sấy đông khô là quá trình loại bỏ băng hoặc dung môi đông lạnh khác ra khỏi vật liệu thông qua quá trình thăng hoa và loại bỏ các phân tử nước bị ràng buộc thông qua quá trình giải hấp.

Lyophilization và Freeze Drying là các thuật ngữ được sử dụng thay thế cho nhau tùy thuộc vào ngành công nghiệp và địa điểm nơi quá trình sấy diễn ra. Quá trình sấy đông khô được kiểm soát để giữ cho nhiệt độ sản phẩm đủ thấp trong suốt quá trình để tránh những thay đổi về hình dạng và đặc điểm của sản phẩm sấy.

Sấy khô sản phẩm bằng máy sấy đông khô  đòi hỏi phải thiết kế một quy trình làm việc cho máy hay còn gọi là công thức. Thông thường, có nhiều bước trong giai đoạn đóng băng và sấy khô sản phẩm. Nhiệt độ, áp suất và thời gian riêng biệt cần được cài đặt xác định cho từng bước.

Mỗi sản phẩm cụ thể đòi hỏi phải phát triển quy trình sấy đông khô dựa trên các đặc tính duy nhất của sản phẩm. Không có công thức phổ biến chung trên mạng nào sẽ hiệu quả với mọi sản phẩm.

Các bước cơ bản để đông khô sản phẩm trong một quy trình sản xuất gồm:

• Cấp đông
• Sấy sơ cấp
• Sấy thứ cấp

Cấp đông

Trong giai đoạn cấp đông, vật liệu được làm lạnh dưới điểm ba (triple point) của nó, đó là nhiệt độ thấp nhất mà tại đó các pha rắn, lỏng và khí của vật liệu có thể cùng tồn tại. Điều này đảm bảo rằng sự thăng hoa thay vì tan chảy sẽ xảy ra trong các bước sau đó.

Giai đoạn cấp đông là quan trọng nhất trong toàn bộ quá trình sấy khô, vì phương pháp cấp đông có thể ảnh hưởng đến tốc độ phục hồi, thời gian của chu trình đông khô, ổn định sản phẩm. Điều cực kỳ quan trọng là mẫu phải được đông lạnh hoàn toàn trước khi hạ áp suất xuống chân không và bắt đầu quá trình sấy thăng hoa. Sản phẩm không đông hoàn toàn có thể vỡ cấu trúc dẫn đến biến đổi hình dạng sau sấy. Máy đông khô tiên tiến có khả năng đóng băng tại chỗ được tích hợp trong kệ chứa sản phẩm cho phép thực hiện đông lạnh sản phẩm bên trong máy sấy đông khô. Đối với loại máy không có khả năng đóng băng tại chỗ thì nguyên liệu phải được cấp đông riêng bên ngoài, sau đó mới được đưa vào buồng sấy (lúc này đang ở nhiệt độ phòng) trong giai đoạn thăng hoa, sự chênh lệch nhiệt độ sẽ ảnh hưởng đến cấu trúc và chất lượng sản phẩm sau sấy.

Sấy sơ cấp

Phần sấy khô của quá trình sấy đông khô thực sự là một quá trình gồm hai phần bao gồm Sấy sơ cấp và Sấy thứ cấp. Phần lớn nước được lấy ra khỏi sản phẩm trong quá trình sấy đông khô là thông qua sự thăng hoa của tất cả các tinh thể đá tự do trong bước sấy sơ cấp. Dung môi hữu cơ cũng được loại bỏ trong quá trình sấy sơ cấp.

Thuật ngữ “thăng hoa”

Thăng hoa là khi chất rắn (nước đá) thay đổi trực tiếp thành hơi mà không qua giai đoạn lỏng. Hiểu thấu đáo khái niệm thăng hoa là một nền tảng quan trọng để có được kiến thức về sấy đông khô.

Như thể hiện dưới đây trên sơ đồ pha của nước, áp suất thấp là điều kiện cần thiết để thăng hoa diễn ra. 

Sấy sơ cấp (thăng hoa) là một quá trình chậm được tiến hành ở nhiệt độ thấp hơn, an toàn dưới nhiệt độ sụp đổ (collapse) của sản phẩm. Thăng hoa đòi hỏi năng lượng nhiệt để thúc đẩy quá trình thay đổi pha từ rắn sang khí. Các phương pháp dẫn nhiệt, bức xạ và đối lưu đều được sử dụng khi đông khô sản phẩm

Trong máy sấy có khả năng cấp đông bên trong buồng, phần lớn nhiệt được truyền vào sản phẩm thông qua sự dẫn nhiệt và điều quan trọng là phải tối ưu hóa sự tiếp xúc bề mặt của sản phẩm/khay với kệ.

Sấy sơ cấp là một quá trình từ trên xuống, từ ngoài vô với bề mặt trên thăng hoa trước, hơi ẩm bên trong sẽ từ từ khuếch tán ra bên ngoài, phần ẩm này phải di chuyển từ từ qua các lớp khô nên thời gian sấy thăng hoa thường kéo dài. Vào cuối quá trình sấy sơ cấp khi tất cả các tinh thể băng tự do đã được thăng hoa, sản phẩm sẽ được sấy khô. Tuy nhiên, độ ẩm vẫn có thể nằm trong khoảng 5-10% do sự hiện diện của các phân tử nước liên kết với sản phẩm.

Làm sao để xác định được quá trình sấy sơ cấp kết thúc?

Một số phương pháp phân tích có thể xác định rằng sấy sơ cấp đã hoàn tất. Phương pháp cơ bản nhất là theo dõi nhiệt độ sản phẩm bằng đầu dò cặp nhiệt điện. Nhiệt độ sản phẩm đo được sẽ thấp hơn nhiệt độ của kệ trong quá trình sấy sơ cấp hoạt động vì nhiệt từ kệ đang được sử dụng để thăng hoa nước trong sản phẩm. Khi sự thăng hoa của tinh thể băng hoàn thành, nhiệt độ sản phẩm sẽ tăng lên và tiến gần đến nhiệt độ của kệ. Khi nhiệt độ sản phẩm bằng với nhiệt độ của kệ, có thể suy ra rằng quá trình sấy sơ cấp đã hoàn tất.

Sấy thứ cấp

Ngoài băng tự do được thăng hoa trong quá trình sấy sơ cấp, vẫn còn một lượng đáng kể các phân tử nước liên kết với sản phẩm. Đây là nước được loại bỏ (giải hấp) trong quá trình sấy thứ cấp. Vì tất cả các băng tự do đã được loại bỏ trong quá trình sấy sơ cấp, nhiệt độ sản phẩm giờ đây có thể được tăng lên đáng kể mà không sợ bị tan chảy hoặc sụp đổ.

Quá trình sấy thứ cấp thực sự bắt đầu trong giai đoạn sơ cấp, nhưng ở nhiệt độ cao (thường trong khoảng 30-50 độ C), quá trình giải hấp diễn ra nhanh hơn nhiều. Tốc độ sấy thứ cấp phụ thuộc vào nhiệt độ sản phẩm. Hệ thống chân không có thể được tiếp tục ở cùng mức được sử dụng trong quá trình sấy sơ cấp; mức chân không thấp hơn sẽ không cải thiện thời gian sấy thứ cấp.

Sấy thứ cấp được tiếp tục cho đến khi sản phẩm có độ ẩm chấp nhận được để lưu trữ lâu dài. Tùy thuộc vào ứng dụng, độ ẩm trong các sản phẩm sấy khô hoàn toàn thường nằm trong khoảng từ 1% đến 4%. Trong hầu hết các trường hợp, sản phẩm càng khô thì thời hạn sử dụng càng lâu. Tuy nhiên, một số sản phẩm sinh học phức tạp thực sự có thể trở nên quá khô để có kết quả bảo quản tối ưu và quá trình sấy thứ cấp phải được kiểm soát phù hợp.

Quý khách hàng có nhu cầu về máy sấy đông khô hoặc muốn sấy thử sản phẩm vui lòng liên hệ Vina Freezedry để được tư vấn và báo giá nhé! Cảm ơn các bạn đã đọc tin!

XOÀI SẤY THĂNG HOA Phân loại máy sấy thăng hoa

• Trang chủ
• Ứng dụng
• Sản phẩm
• Dịch vụ
• Công nghệ
• VỀ CHÚNG TÔI
• Tin tức
• CẬP NHẬT
• 
•