Sấy thăng hoa là gì? Nguyên lý hoạt động quy trình sấy thăng hoa

Trong lĩnh vực chế biến thực phẩm, dược phẩm và công nghệ sinh học, việc giữ lại tối đa dưỡng chất, màu sắc và cấu trúc sản phẩm sau quá trình sấy là điều tối quan trọng. Trong đó, sấy thăng hoa (Freeze Drying) đang trở thành công nghệ hàng đầu, và bơm chân không chính là trái tim giúp quy trình này đạt hiệu quả cao. Cùng tìm hiểu rõ hơn về ứng dụng chân không trong sấy thăng hoa và các loại bơm chuyên dùng trong nội dung bài viết dưới đây nhé. 

1. Sấy thăng hoa là gì?

Sấy thăng hoa (tên tiếng Anh: Freeze Drying hay Lyophilization) là một phương pháp sấy hiện đại, trong đó nước trong sản phẩm được loại bỏ bằng cách làm đông đá rồi thăng hoa trực tiếp từ thể rắn (nước đá) sang thể khí (hơi nước) dưới môi trường chân không, mà không trải qua giai đoạn hóa lỏng. Quy trình sấy thăng hoa sẽ giúp nước bốc hơi mà không làm tan chảy, từ đó giữ được hình dáng, màu sắc, hương vị và dinh dưỡng của sản phẩm gần như nguyên vẹn.

2. Nguyên lý hoạt động của sấy thăng hoa

Nguyên lý hoạt động của sấy thăng hoa

Quá trình sấy thăng hoa được chia thành 3 giai đoạn chính như sau:

2.1 Giai đoạn cấp đông

Sản phẩm sấy thăng hoa sẽ được làm đông lạnh hoàn toàn ở nhiệt độ rất thấp (thường từ -30°C đến -50°C), làm cho toàn bộ lượng nước trong sản phẩm thành đá để chuẩn bị cho quá trình thăng hoa.

Việc cấp đông nhanh sẽ tạo tinh thể đá nhỏ, bảo vệ tốt cấu trúc tế bào của sản phẩm.

2.2 Giai đoạn sấy sơ cấp

Trong giai đoạn 2, môi trường được đưa về trạng thái chân không sâu (áp suất rất thấp). Cung cấp nhiệt nhẹ nhàng để tạo năng lượng cho quá trình thăng hoa.

Nước đá trong sản phẩm thăng hoa chuyển thành hơi nước và được hút ra ngoài nhờ hệ thống bơm chân không và bẫy lạnh (condenser).

Trong giai đoạn sơ cấp, có khoảng 90% lượng nước được loại bỏ. 

2.3. Giai đoạn sấy thứ cấp

Nhiệt độ được tăng nhẹ để loại bỏ phần hơi ẩm liên kết còn lại (khoảng 10%) trong vật liệu. Lúc này, sản phẩm đã được sấy khô hoàn toàn, có độ ẩm còn lại rất thấp (thường < 2%).

Hoàn thành quy trình sấy thăng hoa, sản phẩm vẫn giữ được hình dạng, màu sắc, hương vị và thành phần hóa học gần như nguyên vẹn so với ban đầu.

3. Ứng dụng bơm chân không trong sấy thăng hoa

Ứng dụng bơm chân không trong sấy thăng hoa

Trong sấy thăng hoa, bơm chân không có vai trò tạo ra môi trường áp suất cực thấp, giúp cho quá trình thăng hoa diễn ra nhanh chóng và hiệu quả. Khi áp suất môi trường đủ thấp, nước đá trong sản phẩm sẽ bay hơi trực tiếp thành hơi nước mà không tan chảy – đây là nguyên lý cốt lõi của công nghệ sấy thăng hoa.

Lợi ích khi sử dụng bơm chân không trong sấy thăng hoa:

• Tăng tốc độ thăng hoa, rút ngắn thời gian sấy khô sản phẩm 
• Không làm biến đổi cấu trúc sản phẩm do nhiệt
• Đảm bảo độ khô tuyệt đối sau sấy

Một sản phẩm máy bơm chân không chất lượng cao sẽ giúp quá trình sấy đạt hiệu quả tối ưu, tăng năng suất và chất lượng thành phẩm.

4. Dòng máy bơm chân không chuyên dùng cho sấy thăng hoa

Dòng máy bơm chân không chuyên dùng cho sấy thăng hoa

Dưới đây là một số dòng bơm chân không đến từ thương hiệu Woosung – Hàn Quốc, được đánh giá cao trong các hệ thống sấy thăng hoa quy mô công nghiệp.

4.1 Bơm chân không Woosung MVP24

Bơm chân không model MVP24 của Woosung có công suất 0.75 kW, lưu lượng hút ~24 m³/h và độ chân không tối đa đạt 0.0067 mbar. Với thiết kế bơm nhỏ gọn, hoạt động êm ái, bơm rất phù hợp với quy mô sấy thăng hoa vừa và nhỏ. 

4.2 Bơm chân không Woosung MVP36 

Bơm chân không model MVP36 của Woosung có lưu lượng hút tối đa khoảng 30 m3/h có khả năng hút khô sản phẩm với độ chân không sâu. 

4.3 Bơm chân không Woosung MVP60 

Bơm chân không Woosung MVP60 của Woosung là sản phẩm chuyên dùng cho ứng dụng sấy thăng hoa chuyên nghiệp. Bơm có công suất đạt 1.5 kW, lưu lượng hút đạt khoảng 50 m3/h. Bơm MVP60 sẽ phù hợp với hệ thống sấy khô có quy mô lớn và  yêu cầu tốc độ sấy nhanh, đồng đều. 

4.4  Bơm chân không tăng áp Woosung FRU 180 

Bơm chân không Booster FRU 180 kết hợp với bơm sơ cấp MVP giúp tăng tốc độ hút và giảm thời gian đạt đến mức chân không sâu. Sự kết hợp của 2 bơm tăng áp và bơm dầu 2 cấp đã làm nâng cao hiệu quả toàn hệ thống sấy thăng hoa, lý tưởng cho các dây chuyền sản xuất có khối lượng sấy lớn.

Ứng dụng chân không trong sấy thăng hoa được sử dụng rộng rãi nhằm cung cấp các sản phẩm sấy thăng hoa giữ nguyên vẹn hình dáng, màu sắc, chất lượng của sản phẩm. Hãy liên hệ tới Navatech để được tư vấn chi tiết hơn về các ứng dụng trong bơm chân không bạn nhé.