Nhìn thấu bản chất: Vì sao sấy lạnh lại tốt hơn sấy thông thường?

Đi tìm nguyên lý của sấy lạnh

Hiểu một cách sát với nghĩa đen nhất, thì sấy lạnh là sấy với nhiệt độ “lạnh”, tức là sấy ở nhiệt độ dưới hoặc ngang bằng nhiệt độ môi trường. Thông thường nhiệt độ từ 20 đến dưới 40 độ C.

Tuy nhiên, trước giờ chúng ta biết rằng và tin chắc rằng sấy thì phải nâng nhiệt độ của tác nhân sấy (ở đây là không khí trong buồng sấy) lên cao hơn nhiệt độ của nguyên liệu sấy (ví dụ là xoài chẳng hạn) thì mới tách được ẩm của nguyên liệu sấy. Vậy thì rõ ràng sấy lạnh áp dụng một nguyên lý tách ẩm không theo cách thông thường. Nguyên lý đó là gì? Chúng ta hãy cùng tìm hiểu về bản chất của việc tách ẩm khỏi nguyên liệu sấy.

Bản chất của tách ẩm

Việc nâng nhiệt độ của tác nhân sấy lên cao hơn nhiệt độ của nguyên liệu sấy trong buồng sấy như đã nói ở trên nhằm mục đích là làm bốc hơi ẩm trong nguyên liệu sấy để lôi cuốn đi và làm khô sản phẩm. Vậy thì để bốc hơi được ẩm trong nguyên liệu, ngoài tạo ra gradient (sự chênh lệch/khoảng cách) về nhiệt độ, chúng ta còn có thể tạo ra sự chênh lệch về độ ẩm – tức là đi trực tiếp vào cái mà mình muốn lấy ra khỏi sản phẩm – ẨM.

Và một khi đã có sự chênh lệch về độ ẩm thì tức khắc, ẩm sẽ di chuyển từ nơi cao sang nơi thấp. Vậy nên, tạo ra sự chênh lệch về độ ẩm trong quá trình sấy bằng nguyên lý tách ẩm là một trong những phương án tối ưu để sấy. Hay nói cách khác, việc tạo ra gradient về độ ẩm là bản chất của việc tách ẩm.

Phương pháp tách ẩm dựa vào máy nén lạnh

Để tách ẩm trong không khí, chúng ta biết rằng có rất nhiều phương pháp. Về hoá học phải kể đến sự hiện diện và khá hiệu quả của các chất hấp phụ, chất hút ẩm, điển hình là Silicagel – một hợp chất của silic. Tuy nhiên để ứng dụng vào công nghiệp và sản xuất hàng loạt thì phương pháp hoá học bộc lộ một nhược điểm, đó là giới hạn của chất hút ẩm. Một khi các chất đã “ngậm” no ẩm, chúng sẽ không còn khả năng hút ẩm tốt như ban đầu.

Phải có một phương pháp nào đó để quá trình tách ẩm được liên tục và hiệu quả mà giá thành phải tối ưu. Đó là khi có sự xuất hiện của một phát minh mà trải qua hơn 100 năm chúng ta vẫn đã đang và sẽ sử dụng: Máy điều hoà nhiệt độ.

Không lâu sau năm 1902 khi Willis Carrier phát minh ra điều hoà nhiệt độ và được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp cũng như trong dân dụng, con người đã áp dụng máy nén lạnh – 1 bộ phận không thể thiếu của một hệ thống điều hoà nhiệt độ hiện tại vào các máy tách ẩm công nghiệp, phòng tách ẩm, máy hút ẩm gia đình,… và các hệ thống thiết bị có chức năng tách ẩm.

Hoạt động của máy nén lạnh

Máy nén lạnh khi hoạt động trong hệ thống sẽ nén một hợp chất tải lạnh – khí gas lạnh (VD như R22, R404A, …) ở một áp suất cao qua dàn ngưng để đạt trạng thái lỏng trước khi đi qua van tiết lưu, sau van tiết lưu áp suất sẽ giảm đột ngột để gas lạnh chuyển sang trạng thái khí ở dàn bay hơi. Quá trình chuyển trạng thái từ lỏng sang khí và việc giảm áp suất đột ngột như vậy đã làm cho gas lạnh hạ nhiệt độ một cách nhanh chóng – hay hiểu đơn giản: bản chất là quá trình này là quá trình thu nhiệt của môi trường. Sau đó khí gas lạnh lại tiếp tục quay về máy nén để tiếp tục quá trình.

Khi không khí của môi trường ở nơi dàn bay hơi hoạt động bị giảm nhiệt độ đột ngột như vậy sẽ tạo ra sự ngưng tụ của hơi nước trong không khí lên bề mặt dàn bay hơi. Nước ngưng tụ được thu lại để thải bỏ hoặc sử dụng (phải qua xử lý lọc, bù khoáng,… mới xử dụng được). Đến đây, bạn đã hiểu về bản chất của quá trình tách ẩm sử dụng máy nén lạnh rồi chứ?

Máy sấy lạnh áp dụng nguyên lý tách ẩm bằng máy nén lạnh

Áp dụng đúng nguyên lý tách ẩm như đã nêu trên, sấy lạnh là một quá trình tách ẩm liên tục trong một không gian giới hạn và tách biệt – Chính là trong buồng sấy của Máy sấy lạnh.

Tuy nhiên, khi hơi ẩm được tách ẩm, do tách ẩm ở nhiệt độ thấp đột ngột nên chúng ta cũng cần gia nhiệt trở lại cho luồng không khí sau khi được tách ẩm đó lên nhiệt độ môi trường trước khi đưa chúng vào buồng sấy chứa nguyên liệu sấy.

Vậy cấu tạo của một máy sấy lạnh áp dụng nguyên lý tách ẩm bằng máy nén lạnh gồm những gì? Dĩ nhiêu không thể thiếu là máy nén lạnh, dàn ngưng, dàn bay hơi, van tiết lưu, bầu chứa, quạt đối lưu, hệ thống bơm nhiệt, khay sấy, hệ thống điện điều khiển, cảm biến nhiệt, cảm biến độ ẩm,…

Ưu điểm của công nghệ sấy lạnh trong thực phẩm

• Do được sấy với nhiệt độ thấp hoặc ngang với nhiệt độ môi trường, thường từ 20 đến dưới 40 độ C như đã nói ở trên nên sản phẩm sau sấy giữ được màu sắc, hương vị và quan trọng là chất dinh dưỡng cũng như cấu trúc tốt.
• Tăng giá trị cảm quan cũng như giá trị thương phẩm cho sản phẩm sấy
• Áp dụng phương pháp tách ẩm trực tiếp từ không khí bằng máy nén lạnh nên quá trình sấy diễn ra tự nhiên và nhanh hơn phương pháp sấy thông thường

Sau đây là một sơ đồ nguyên lý tách ẩm bằng máy nén lạnh do VinaOrganic nghiên cứu và đưa vào sản xuất hàng loạt cho máy sấy lạnh.

Ưu điểm của máy sấy lạnh do VinaOrganic chế tạo:

• Máy được thiết kế theo đúng nguyên lý tách ẩm tuần hoàn kín trong buồng sấy như những gì được trình bày ở trên
• Máy nén lạnh được nhập khẩu Thái Lan, độ bền cao, vận hành êm ái và tiết kiệm điện
• Vật liệu máy là inox 304 bền bỉ, thẩm mỹ và có độ an toàn thực phẩm cao nhất
• Lớp bảo ôn cách nhiệt có độ dày 3cm bằng foarm giúp cách nhiệt tốt hơn, tiết kiệm năng lượng hơn
• Máy được thiết kế để tận dụng nhiệt tối đa từ dàn ngưng tụ và động cơ quạt cũng như nhiệt thoát ra trong quá trình sấy, giúp tiết kiệm năng lượng tối đa
• Quạt đối lưu có thể điều chỉnh được tốc độ gió giúp chủ động trong việc điều chỉnh quá trình sấy
• Thiết kế máy tối ưu về kích thước, đề cao tính thẫm mỹ và luôn được cải tiến liên tục

Mời các bạn xem qua video máy sấy lạnh 6 khay bên dưới để dễ hình dung nhé!

VinaOrganic