Lịch sử nguồn gốc sấy đông khô như thế nào?

Đông khô là một quá trình khử nước rất nhẹ nhàng được sử dụng để bảo quản thực phẩm chất lượng cao. Lịch sử nguồn gốc sấy đông và thị trường khô như thế nào?. Công nghệ này sẽ được xem xét cũng như khoa học ứng dụng đối với cuộc sống. Bài viết dưới đây của harvestright.com.vn sẽ giúp gia đình có thêm thông tin cũng như kiến thức nên tản một cách tốt nhất.

Lịch sử và Thị trường

Đông khô được phát minh bởi Jacques-Arsene d’Arsonval tại College de France ở Paris vào năm 1906. Sau đó, trong Thế chiến thứ hai, phương pháp này được triển khai rộng rãi để bảo quản huyết thanh. Kể từ đó, đông khô đã trở thành một trong những quy trình quan trọng nhất để bảo quản các vật liệu sinh học nhạy cảm với nhiệt.

Trong những năm 1950, công nghiệp đông khô thực phẩm bắt đầu xuất hiện. Đông khô hiện đang được sử dụng như một phương pháp bảo quản thực phẩm, dược phẩm và nhiều loại sản phẩm khác.

Theo Mordor Intelligence, thị trường thực phẩm đông khô toàn cầu đang tăng trưởng ở mức 7,4% mỗi năm và thị trường Mỹ dự kiến ​​sẽ đạt 66,5 tỷ USD vào năm 2021. Trái cây chiếm thị phần lớn nhất trong thị trường thực phẩm đông khô toàn cầu, chiếm 32 % chia sẻ.

Ngoài ra, Bắc Mỹ có thị phần lớn nhất trên thị trường đông khô toàn cầu, chiếm 35% thị phần. Nam Mỹ và Châu Á-Thái Bình Dương là những thị trường phát triển nhanh nhất.

Khoa học cơ bản và những lợi ích liên quan

Đông khô là thuật ngữ kỹ thuật để chỉ đông khô. Đông khô là quá trình trong đó dung môi (thường là nước) và/hoặc môi trường huyền phù được kết tinh ở nhiệt độ thấp và được loại bỏ bằng quá trình thăng hoa. Thăng hoa là sự chuyển trực tiếp của nước từ trạng thái rắn sang trạng thái khí mà không tan chảy.

Salad với cá hồi khối.Có ba giai đoạn trong quy trình: đông lạnh, sấy thăng hoa và sấy giải hấp. Giai đoạn đông lạnh là giai đoạn quan trọng nhất trong toàn bộ quá trình đông khô. Điều quan trọng là phải đông lạnh thực phẩm nhanh chóng để tránh hình thành các tinh thể băng lớn làm giảm chất lượng sản phẩm cuối cùng.

Giai đoạn sấy sơ cấp

Trong giai đoạn sấy sơ cấp, áp suất được giảm xuống thông qua việc áp dụng chân không cao và nhiệt được cung cấp để cung cấp năng lượng cần thiết cho băng thăng hoa. Giai đoạn sấy khô ban đầu này loại bỏ khoảng 95% lượng nước có trong thực phẩm. Bước chậm này có thể mất từ ​​vài giờ đến hai ngày. Việc sử dụng quá nhiều nhiệt trong giai đoạn này có thể làm giảm chất lượng sản phẩm cuối cùng.

Một thành phần khác của quá trình sấy sơ cấp là sự ngưng tụ hơi nước thăng hoa. Thăng hoa chiếm khoảng 45% tổng năng lượng tiêu thụ cho quá trình, trong khi ứng dụng chân không và ngưng tụ mỗi loại chiếm khoảng 25% tổng năng lượng tiêu thụ (Ratti 2001).

Giai đoạn sấy thứ cấp

Sau đó cần có giai đoạn sấy thứ cấp để loại bỏ các phân tử nước chưa đóng băng còn sót lại sau quá trình sấy sơ cấp. Trong giai đoạn này, nhiệt độ được tăng cao hơn so với giai đoạn sấy sơ cấp để làm bay hơi các phân tử nước. Áp lực thường xuyên giảm xuống trong giai đoạn này, nhưng không phải trong mọi trường hợp.

Thực phẩm đông khô cuối cùng thường chứa độ ẩm từ 1% đến 4%. Sản phẩm thực phẩm cuối cùng được niêm phong bằng nitơ và đóng gói trong túi poly hoặc lon. Chúng có thể được bảo quản từ 6 tháng đến 3 năm trong túi bầu và 25 năm hoặc lâu hơn trong hộp.

Thực phẩm đông khô có chất lượng vượt trội so với thực phẩm được khử nước bằng các phương pháp khác. Chất lượng cao là do không có pha lỏng, cũng như nhiệt độ của quá trình thấp. Đông khô bảo quản hương vị, màu sắc và hình thức, đồng thời giảm thiểu thiệt hại do nhiệt đối với các chất dinh dưỡng nhạy cảm với nhiệt.

Ngoài ra, kết cấu được bảo quản tốt do quá trình diễn ra ở trạng thái rắn. Các sản phẩm đông khô thường giòn hơn và có tỷ lệ bù nước cao hơn bốn đến sáu lần so với thực phẩm sấy khô bằng không khí thông thường. Các lợi ích chính khác của đông khô bao gồm khả năng thu hồi cao các chất dễ bay hơi. Duy trì cấu trúc và diện tích bề mặt, năng suất cao, thời hạn sử dụng dài và giảm trọng lượng khi bảo quản, vận chuyển và xử lý.

Nhược điểm chính của đông khô

Chi phí do tiêu thụ năng lượng cao và chi phí vận hành và bảo trì cao. Năng lượng cần thiết để sấy thăng hoa gần như gấp đôi so với sấy khô bằng không khí thông thường. Ngoài ra, chi phí sấy thăng hoa cao gấp 4 đến 8 lần so với sấy khô bằng không khí thông thường (Fink 1977). Do đó, quy trình này chỉ khả thi về mặt kinh tế đối với các sản phẩm thực phẩm có giá trị cao.

Thiết bị sấy đông

Máy sấy đông bao gồm một số bộ phận cơ bản: hệ thống làm lạnh, hệ thống chân không, hệ thống điều khiển, buồng hoặc ống dẫn sản phẩm và bình ngưng. Hệ thống làm lạnh làm mát bình ngưng nằm bên trong máy sấy đông lạnh. Nó có thể làm mát các kệ trong buồng chứa sản phẩm để đông lạnh sản phẩm.

Hệ thống chân không bao gồm một bơm chân không riêng biệt được kết nối với bình ngưng kín khí và buồng chứa sản phẩm kèm theo. Các hệ thống điều khiển có độ phức tạp khác nhau và thường bao gồm cảm biến nhiệt độ và áp suất. Buồng sản phẩm thường là một ống góp có các bình kèm theo hoặc một buồng lớn hơn có hệ thống kệ/khay để sấy khô sản phẩm. Buồng sấy thường là một hình trụ nằm ngang chứa bình ngưng, được lắp đặt gần các khay.

Dùng được các loại thực phẩm

Thức ăn được trải trên khay và nhiệt được cung cấp thông qua bức xạ hoặc dẫn truyền tới thực phẩm. Thiết bị ngưng tụ thu hút hơi được thăng hoa khỏi sản phẩm và ngưng tụ chúng trở lại dạng rắn (nước đá). Trong máy sấy thăng hoa trên kệ, thiết bị ngưng tụ có thể được đặt bên trong buồng sản phẩm (thiết bị ngưng tụ bên trong. Như minh họa trong hình trên trang 72) hoặc trong một buồng riêng biệt (thiết bị ngưng tụ bên ngoài) được nối với buồng sản phẩm bằng cổng hơi.

Các loại máy sấy thông dụng hiện nay

Cả máy sấy đông lạnh liên tục và máy sấy đông lạnh đều có sẵn trên thị trường. Máy sấy mẻ có công suất từ ​​100 kg đến 1.500 kg mỗi mẻ là phổ biến. Có hai loại máy sấy đông lạnh liên tục cơ bản:

1.Máy sấy khay trong đó sản phẩm đứng yên trên khay

2. Máy sấy khay trong đó các khay di chuyển qua đường hầm máy sấy có khóa để đưa và lấy thực phẩm mà không làm đứt chân không.

Ngoài ra, có thể sử dụng máy sấy động hoặc không có khay, trong đó sản phẩm được di chuyển qua máy sấy bằng một số phương tiện khác ngoài khay, bao gồm dây đai, tấm tròn và máy sấy rung.

Sấy thăng hoa công nghiệp thương mại

Sấy thăng hoa công nghiệp được thực hiện thông qua ba loại thỏa thuận thương mại. Đầu tiên là thông qua các hoạt động cấp đông nội bộ, quy mô lớn, thường chỉ xử lý một hoặc rất ít sản phẩm. Ngoài ra, có thể thực hiện quy trình đông khô tại nhà từ quy mô nhỏ đến trung bình để sản xuất nhiều loại nguyên liệu đông khô. Sau đó được kết hợp để tạo thành các sản phẩm thương mại cuối cùng, chẳng hạn như súp. Thứ ba, các cơ sở đông khô đóng gói có thể tùy chỉnh thực phẩm đông khô cho bên thứ ba.

Máy đông khô quy mô công nghiệp FD1000 của Cuddon.Các nhà sản xuất thiết bị. Các nhà sản xuất thiết bị bao gồm: GEA Process Engineering, Columbia, Md.; Cuddon đông khô, New Zealand; Công nghệ Zirbus, Đức; HarvestRight, Bắc Salt Lake, Utah; Parker Freeze-Dry, Pulaski, Wis.; SaintyCo, Trung Quốc; Chất đông khô của Mỹ, Yardley, Pa.; Công nghệ Millrock, Kingston, NY; và những người khác.

Copackers bao gồm các công ty sau: Mercer Foods, Modesto, Calif.; Oregon đông khô, Albany, quặng; Trang trại Van Drunen, Santa Rosa, California; Thực phẩm đông khô, Đức; Chaucer Freeze-Dry, Vương quốc Anh; Paradise Fruits, Đức; Tập đoàn Asahi, Nhật Bản; Apex Lyo, Câu lạc bộ đồng quê, Mo.; Thực phẩm phát triển mạnh, American Fork, Utah; Đông khô Châu Âu, Đan Mạch; và những người khác.

Ứng dụng thương mại trong chế biến thực phẩm

Một số thực phẩm có thể đông khô rất tốt, nhưng không phải thực phẩm nào cũng phù hợp để đông khô. Đông khô thường được sử dụng cho cà phê, trái cây, nước trái cây, rau, thảo mộc, hương liệu thực phẩm, cá, hải sản, trứng và sữa. Các loại thực phẩm riêng lẻ có thể được đông khô, cũng như các món ăn có nhiều thành phần, chẳng hạn như món hầm hoặc súp.

Do đó, thực phẩm đông khô có thể được sử dụng để đi du lịch bụi, cắm trại, khẩu phần quân sự, bảo quản thực phẩm sinh tồn và thám hiểm không gian. Nói chung, thực phẩm có kích thước lớn hơn (chẳng hạn như trái cây hoặc thịt) cần được cắt thành miếng nhỏ hơn trước khi đông khô. Các vật liệu nhạy cảm với nhiệt, chẳng hạn như trái cây, là ứng cử viên phù hợp để đông khô.

Những thứ này đã trở nên phổ biến như đồ ăn nhẹ và nguyên liệu trong các thực phẩm khác, chẳng hạn như ngũ cốc ăn sáng. Thịt và hải sản cần phải nấu chín trước khi đông khô. Đối với một số thực phẩm, đông khô không hiệu quả về mặt chi phí.

Dự báo về đông khô

Chi phí của đông khô vẫn là thách thức lớn nhất xung quanh việc tăng cường triển khai thương mại công nghệ đáng chú ý này. Những tiến bộ trong tương lai có thể sẽ tập trung vào thách thức này. Tiền xử lý là một cách tiếp cận để giảm chi phí.

Các phương pháp tiền xử lý, chẳng hạn như khử nước thẩm thấu, xử lý siêu âm và gia nhiệt hồng ngoại. Đều cho thấy tiềm năng tiết kiệm năng lượng và chi phí. Ngoài ra, chất lượng sản phẩm cuối cùng có thể được cải thiện thông qua tiền xử lý hồng ngoại. Việc thay thế nguồn nhiệt bằng lò vi sóng hoặc sử dụng vòi phun trong buồng sấy cũng hứa hẹn giảm chi phí đông khô. Những tiến bộ trong những lĩnh vực này dự kiến ​​sẽ hỗ trợ một tương lai vững chắc cho ngành đông khô.

Bài viết liên quan:

7 điểm khác biệt sấy đông khô và sấy không khí

Máy sấy đông lạnh hoạt động như thế nào?

Máy sấy mít thăng hoa mini cho gia đình, công nghiệp Giá Rẻ