Ba giai đoạn
Sấy thăng hoa (đông khô) là một quá trình khử nước diễn ra theo ba giai đoạn:
- Đông lạnh: sản phẩm được làm đông xuống dưới điểm eutectic của nó, thường là -30°C đến -50°C. Tốc độ đông lạnh ảnh hưởng đến kích thước tinh thể nước đá, từ đó ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm.
- Sấy sơ cấp (thăng hoa): dưới chân không sâu (≤30 Pa), nhiệt được cấp cho sản phẩm để thúc đẩy quá trình thăng hoa. Nước đá chuyển trực tiếp thành hơi mà không đi qua pha lỏng. Giai đoạn này loại bỏ 90-95% lượng nước.
- Sấy thứ cấp (giải hấp): nhiệt độ được nâng lên để loại bỏ các phân tử nước liên kết thông qua giải hấp. Giai đoạn này đưa độ ẩm cuối cùng về 1-4%.
Các giai đoạn buộc phải diễn ra tuần tự. Thăng hoa chỉ có thể tiếp diễn khi cấu trúc nước đá vẫn đông, nên sản phẩm phải duy trì dưới điểm eutectic trong suốt giai đoạn sấy sơ cấp; nếu sản phẩm tan đông, cấu trúc sụp đổ và mạng xốp cho phép hơi nước thoát ra bị mất đi.
Vì sao chân không sâu cần một cấp bơm Roots
Sấy sơ cấp phụ thuộc vào chênh lệch áp suất. Hơi nước rời bề mặt nước đá, đi qua lớp đã khô, và phải được hệ thống bơm loại bỏ đủ nhanh để giữ áp suất buồng xuống thấp. Ở áp suất làm việc ≤30 Pa, thể tích hơi nước cần xử lý rất lớn, và một bơm kín dầu đơn lẻ không thể duy trì tốc độ hút cần thiết, nên cần một cấp bơm Roots làm việc trước bơm cánh gạt.
Yêu cầu đó thuộc dải chân không sâu. Làm lạnh chân không hoạt động ở ≤600 Pa, và ở áp suất mục tiêu đó, một cấp Roots không mang lại lợi ích nào: làm mát sơ bộ nông sản dùng bơm cánh gạt, còn làm nguội thức ăn nóng (nhiệt độ ban đầu 80–90°C) dùng bơm vòng nước hỗ trợ phía sau bơm cánh gạt.
Thời gian chu trình và các biến số của sản phẩm
Toàn bộ quá trình có thể mất 12-48 giờ tùy thuộc vào độ dày, thành phần của sản phẩm và thông số kỹ thuật của thiết bị. Lát mỏng và miếng nhỏ khô nhanh hơn vì đường đi của hơi nước ngắn. Sản phẩm giàu đường và đặc khô chậm hơn và nhạy cảm hơn với sụp cấu trúc. Cách xếp hàng cũng quan trọng: cùng khối lượng trải thành lớp mỏng khô nhanh hơn cùng khối lượng đó đóng thành khay sâu. Khi những điều kiện này khác với trường hợp tham chiếu, thời gian chu trình được xác lập bằng thử nghiệm.