Hệ thống chiên chân không công nghiệp

Hệ thống chiên chân không công nghiệp là công nghệ tiên tiến đang được sử dụng rộng rãi trong ngành sản xuất, chế biến thực phẩm. Nguyên lý của công nghệ này ra sao? Có ưu – nhược điểm gì và tính ứng dụng của nó ra sao?  Bài viết sau đây, Hoàng Long xin giới thiệu một số kiến thức cơ bản về công nghệ chiên chân không

1. Công nghệ chiên chân không là gì?

Chiên chân không (Vacuum frying) là công nghệ chiên nguyên liệu trong điều kiện áp suất chân không bằng hệ thống chiên áp lực âm (áp suất thấp hơn nhiều so với áp suất khí quyển).

Có thể hiểu là việc chiên ngập nguyên liệu (trái cây, củ, quả…) trong dầu ở buồng kín được tạo áp suất âm liên tục. Lúc này, nhiệt độ sôi của dầu được khống chế ở mức thấp (trên dưới 100 độ C). Do đó, màu sắc và giá trị dinh dưỡng trong nguyên liệu tươi sẽ hạn chế tối đa sự thay đổi.

Bạn có thể tìm hiểu thêm các tài liệu nước ngoài với từ khóa: Vacuum fryer, Vacuum frying technology hay vacuum frying process.

Chiên chân không được sử dụng trong sản xuất các sản pẩm nông sản

Tác dụng chiên chân không:

Công nghệ chiên chân không ra đời nhằm giải quyết bài toán là làm sao để tạo nên các sản phẩm mềm, nhiều nước và giòn sụm từ các loại trái cây, rau củ tương tự như các loại snack. Bên cạnh đó, sản phẩm cuối cùng đảm bảo được dinh dưỡng và màu sắc của sản phẩm.

Một số sản phẩm sử dụng công nghệ này như: mít sấy chiên chân không, sa kê chiên chân không, snack khoai tây, mì ăn liền,…

2. Chiên chân không được ra đời như thế nào?

Hình ảnh của một máy chiên chân không

Trước khi công nghệ hiện đại này ra đời, chiên trong dầu là phương pháp phổ biến. Dầu ăn là chất tải nhiệt lý tưởng với ưu điểm nhanh và ổn định. Ở những bếp chiên nhúng, quá trình chiên thực hiện ở nhiệt độ cao lên đến 180°С.  Sản phẩm chiên được làm chín, thấm dầu và đạt chất lượng giòn.

Mặt khác, việc chiên truyền thống cũng có một số hạn chế như:

+ Bề mặt sản phẩm chiên có thể bị đen, thâm

+ Hình thành chất gây ung thư

+ Dầu bị ôi, có mùi và vị khó chịu; đặc biệt là khi dùng chiên lại nhiều lần

+ Chất dinh dưỡng trong sản phẩm bị giảm bớt, mất màu sắc và mùi vị

+ Sản phẩm có hàm lượng acrylamide cao (hình thành ở nhiệt độ trên 134°С)

+ Hàm lượng dầu cao có thể lên đến 40%.

Nếu áp dụng cách chiên thông thường cho các sản phẩm nông sản thì các yếu tố như màu sắc, dinh dưỡng của nguyên liệu sẽ không đảm bảo. Bởi nhiệt độ chiên cao có thể làm mất đi các yếu tố này. Bài toán đặt ra cho công nghệ mới là tạo ra mức nhiệt độ chiên phù hợp với chất tải nhiệt là dầu.

Mặt khác, công nghệ cũng phải đảm bảo việc giải quyết tinh thể nước trong nguyên liệu một cách nhanh chóng nhất. Đồng thời, các thành phần còn lại trong nguyên liệu được ổn định nhanh.

Với những bài toán và câu hỏi đặt ra, các nhà nghiên cứu đã nhanh chóng tìm ra được đáp án. Đó là dùng công nghệ chân không: nghĩa là chúng ta chiên ngập nông sản trong dầu và bằng một hệ thống chiên áp lực âm.

Ngày nay, quá trình chiên được ứng dụng rộng rãi trong công nghệ thực phẩm. Thực hiện với tất cả các sản phẩm từ thịt, cá đến rau quả để tạo ra các sản phẩm.

3. Nguyên lý chiên chân không công nghiệp

Phương pháp chiên chân không hoạt động dựa trên nguyên tắc vật lý đơn giản: giảm áp suất xuống dưới áp suất khí quyển, điểm sôi của nước sẽ giảm xuống dưới 100 độ C.

Các hệ thống máy chiên chân không công nghiệp thiết kế để tạo ra môi trường chân không (môi trường gần chân không) để các nguyên liệu nhạy cảm với nhiệt có thể được chiên ở nhiệt độ dưới 100 độ C. Quá trình tách nước được nhanh chóng hơn. Sản phẩm đạt độ giòn, giữ màu sắc, dinh dưỡng và không bị cháy trong quá trình chiên ngập dầu thông thường.

Chân không – Yếu tố quan trọng nhất cho nguyên lý này:

Bơm hút chân không là yếu tố quan trọng để các dây chuyền chiên chân không công nghiệp đem lại hiệu quả

Theo nguyên lý chiên chân không, có thể thấy rẳng, áp suất chân không (hay độ chân không) là yếu tố quan trọng nhất trong phương pháp chiên này. Không tạo được áp suất chân không thì hệ thống sẽ không khác gì việc chiên bình thường.

Máy bơm hút chân không là thiết bị “then chốt” để có được áp suất chân không cho hệ thống chiên này. Tuy nhiên, bạn cũng cần hiểu rằng, chúng ta chỉ tạo được áp suất gần chân không (mức áp suất thấp, chân không tương đối) chứ không thể tạo ra được một chân không tuyệt đối.

4. Ưu nhược điểm của công nghệ chiên với chân không

4.1. Ưu điểm

Công nghệ mới này đem lại nhiều điểm tích cực cho việc sản xuất và chế biến thực phẩm. Có thể kể đến ưu điểm chiên chân không như:

• Sản phẩm đầu ra có cấu trúc giòn đặc trưng, thu hút được người tiêu dùng hơn là các sản phẩm sấy.
• Giữ lại được màu sắc, hương vị, giá trị dinh dưỡng và hình dáng vốn có của nguyên liệu.
• Thời gian bảo quản sản phẩm dài mà không cần đến các phụ gia khác.
• Nhiệt độ chiên thấp và hạn chế những tác động của nhiệt độ lên dầu chiên.
• Áp dụng được cho nhiều loại nguyên liệu và công suất sản xuất lớn.
• Tiết kiệm thời gian và chi phí sản xuất.

Có thể quan sát kỹ hơn những ưu điểm của chiên chân không so với chiên thông thường qua các hình ảnh dưới đây:

So sánh sản phẩm chiên thường và sản phẩm chiên với áp suất chân không. Ưu điểm của công nghệ chiên chân không giúp sản phẩm đẹp hơn; khắc phục tình trạng sản phẩm thâm.

So sánh chiên chân không và các phương pháp chiên khác (oil- dầu, temp- nhiệt độ, health- sức khỏe, taste- hương vị)

4.2. Nhược điểm

Điểm hạn chế của sản xuất bằng công nghệ sấy chiên chân không là vẫn còn dầu trong sản phẩm. Mặc dù lượng dầu đã giảm hơn so với phương pháp chiên thông thường. Nếu nhắc đến về độ an toàn và tốt cho sức khỏe thì các thực phẩm sấy khô mới có ưu thế vượt trội hơn.

Ngoài ra, nhược điểm của công nghệ chiên chân không là cần khoản chi phí tương đối cho hệ thống máy móc và các chi phí khác để đáp ứng yêu cầu của quy trình sản xuất.

5. Quy trình công nghệ chiên chân không

 

Thông thường, một quy trình chiên chân không công nghiệp sẽ trải qua 9 giai đoạn sau.

5.1. Chọn nguyên vật liệu

Lựa chọn nguyên liệu cho quá trình chế biến và chiên chân không. Mỗi loại nguyên liệu sản phẩm sẽ có một cách thức và tiêu chuẩn lựa chọn riêng.

Ví dụ:

• Với khoai lang: cần chọn các củ không mọc mầm, củ dập nát không quá 2%, không bị thối.
• Với trái cây: vật liệu không quá chín, lượng đường trong trái cây vừa đủ để giúp sản phẩm có đủ độ giòn.

5.2. Xử lý nguyên vật liệu

Tùy mỗi nhà sản xuất, cũng như mỗi loại nguyên liệu, chúng được trải qua quá trình xử lý. Ví dụ: rửa sạch, gọt vỏ, thái lát…

5.3. Chần

Giai đoạn này giúp cho màu sắc của sản phẩm giữ lại tốt nhất, bên cạnh đó còn giúp thấm gia vị tốt hơn. Thời gian và nhiệt độ chần là “bí quyết sản xuất” của từng hãng.

5.4. Sấy ráo mặt

Quy trình này diễn ra sau khi chần, giúp làm nguội nhanh nguyên liệu và để ráo nguyên liệu. Bước này có thể loại bỏ được một số vi sinh vật.

5.5. Ngâm tẩm

Đây là bước quan trọng để tạo nên mùi vị cho sản phẩm. Những nguyên liệu được sơ chế sẽ trải qua quá trình ngâm, tẩm hay ướp gia vị phù hợp.

Mỗi nhà sản xuất cũng có những bí quyết riêng để tạo nên giá trị cho sản phẩm của mình.

Ở một số sản phẩm thì bước này sẽ là bước sau khi chiên. Ví dụ như một số loại snack tẩm gia vị, khoai lang chiên lắc,…

5.6. Chiên chân không

Dầu sẽ được gia nhiệt lên mức nhiệt độ cần thiết. Sau đó, sản phẩm được bỏ vào máy chiên qua 1 giỏ chiên. Trước khi sản phẩm được nhúng vào dầu chiên thì máy hút chân không sẽ hoạt động để đưa áp suất về áp suất thấp (thông thường là mức 760 Torr). Quá trình chiên thường chỉ diễn ra trong vài phút.

5.7. Quay ly tâm tách dầu

Sau khi chiên xong, sản phẩm sẽ được đưa qua một hệ thống quay li tâm để tách dầu. Mục đích là giảm tối đa lượng dầu còn lưu lại trong sản phẩm.

Sau khi chiên chân không xong, sản phẩm sẽ được đưa qua một hệ thống quay ly tâm để tiến hành tách dầu.

Mục đích: Tách bớt dầu trong sản phẩm sau khi chiên để có hàm lượng béo thích hợp cho sản phẩm.

5.8. Để nguội

Sản phẩm được hạ nhiệt độ để nguội.

5.9. Đóng gói

Khâu cuối cùng là cho sản phẩm vào đóng gói hoàn thiện để bảo quản sản phẩm và tạo bao bì đẹp cho sản phẩm.

6. Thiết bị chiên chân không

Để thực hiện việc chiên chân không, chúng ta cần sử dụng đến các thiết bị chuyên dụng. Các sản phẩm nồi chiên chân không ra đời đáp ứng nhu cầu sử dụng trong gia đình.

Dây chuyền chiên, máy chiên công nghiệp là các thiết bị sử dụng cho các công ty, nhà máy sản xuất. Trong phạm vi bài viết này, chúng ta đi sâu hơn về loại thiết bị sản xuất công nghiệp này.

6.1. Cấu tạo

 

Một số bộ phận cấu tạo của máy chiên chân không công nghiệp

Cấu tạo chung của hệ thống máy chiên chân không trong công nghiệp gồm:

• Buồng chiên (nồi chiên chân không công nghiệp): nơi diễn ra quá trình chiên sản phẩm.
• Máy bơm chân không: tạo chân không cho buồng chiên.
• Hệ thống ngưng tụ, giải nhiệt và tuần hoàn nước;
• Cơ cấu nâng hạ, xoay giỏ trong khi vận hành;
• Hệ thống ly tâm tách dầu: hoạt động để tách, loại bỏ dầu trên sản phẩm;
• Bộ phận cung cấp khí nén;
• Các cơ cấu cơ khí điện tử phối hợp và Hệ thống điều khiển.

Tất cả các bộ phận cấu tạo của thiết bị chiên chân không được bố trí chắc chắn trên một khung máy, có tính cơ động, dễ di chuyển thuận tiện.

Ở các hệ thống lớn và hoạt động liên tục còn có thể Hệ thống lọc dầu tuần hoàn để đảm bảo độ bền dầu.

Về vật liệu cấu tạo: các bộ phận tiếp xúc với dầu chiên, nguyên liệu sản xuất đều được cấu tạo hoàn toàn từ inox 304 chống ăn mòn, đảm bảo an toàn thực phẩm.

Hiện nay, hệ thống chiên chân không đã phát triển ngày càng hiện đại, cấu tạo hoàn thiện hơn cũng. Các hệ thống này đã giải quyết được hầu hết các nguyên liệu mà trước đây chưa áp dụng công nghệ này được. Đồng thời, chất lượng sản phẩm đầu ra cũng ngày càng cải thiện hơn.

6.3. Máy chiên chân không mini và công nghiệp

Với các nhà máy sản xuất lớn, hệ thống chiên chân không công nghiệp được đưa vào sử dụng. Mức công suất có thể đạt được từ lớn đến rất lớn; tính lượng sản phẩm 20, 30kg cho đến hàng tạ, tấn.

Khác với dòng máy chiên chân không công nghiệp, máy chiên mini có công suất nhỏ hơn. Các loại máy mini ra đời phục vụ nhu cầu sản xuất nhỏ lẻ hay hộ gia đình. Các máy chiên chân không loại mini sử dụng cho nhu cầu vừa và nhỏ khoảng 2 – 5kg cho đến 15 – 20 kg sản phẩm.

 

Máy chiên chân không mini công suất nhỏ (từ 2-5 kg sản phẩm)

Ngoài ra, trên thị trường hiện nay cũng có một dòng thiết bị gọi là “nồi chiên chân không” (hay nồi chiên không dầu). Loại nồi này sử dụng nguyên lý chiên với cơ chế làm nóng thanh nhiệt (dây mayso) trong môi trường kín. Nguồn nhiệt từ điện và kết hợp với quạt tản nhiệt đối lưu, luân chuyển nhanh khắp bề mặt thực phẩm, giúp làm chín đồng nhất thực phẩm, không cần dùng dầu.

Về bản chất, loại nồi chiên không dầu này không giống nguyên lý của công nghệ chiên chân không công nghiệp. Có các dung tích đa dạng từ 6 lít – 20 lít. Tuy nhiên, ứng dụng của nồi chiên dừng lại ở mức hộ gia đình nhỏ lẻ.

6.2. Giá máy chiên chân không

Tùy thuộc vào từng dòng máy công suất nhỏ hay máy chiên công suất lớn mà mức giá của máy cũng khác nhau.

Hiện nay, nhiều đơn vị tại Việt Nam đã sản xuất và cung cấp dây chuyền chiên chân không mà không cần nhập khẩu từ nước ngoài. Do đó, mức chi phí để mua được các máy móc này cũng rẻ hơn so với trước.

Máy chiên chân không có công suất đa dạng: từ 5kg – 50kg tấn sản phẩm, thậm chí còn có các dây chuyền có công suất lớn hơn.

Tham khảo trên thị trường thì chỉ từ 4-5 triệu đồng, bạn có thể sở hữu máy chiên chân không mini cho cơ sở sản xuất quy mô vừa và nhỏ của mình. Còn cụ thể giá cho từng loại thiết bị, mức công suất, bạn cần tham khảo thêm báo giá máy chiên chân không công nghiệp của các nhà cung cấp.

7. So sánh công nghệ sấy lạnh, xử lý bằng áp suất cao và chiên chân không

Bên cạnh phương pháp chiên chân không, các phương pháp sấy thăng hoa, sấy lạnh và xử lý áp suất cao cũng được nhiều đơn vị sản xuất lựa chọn. Mỗi phương pháp sẽ có những đặc điểm riêng và thích hợp với từng nhu cầu sản xuất chế biến.

Qua quá trình nghiên cứu và sưu tầm, Hoàng Long xin đưa ra những so sánh về 4 phương pháp này:

Công nghệ	Công nghệ chiên chân không  (Vacuum frying process)	Phương pháp sấy lạnh  (Cold-drying)	Sấy thăng hoa  (Freeze drying process)	Xử lý áp suất cao  (High pressure processing)
Cơ chế	Thực hiện chiên dưới áp suất âm  + Áp suất thấp hơn nhiều so với mức khí quyển); nhiệt độ sôi của dầu và nước trong thực phẩm bị hạ xuống.	Làm khô sản phẩm bằng không khí khô  + Độ ẩm khoảng 10 – 30% + Nhiệt độ thấp từ 35 – 60 độ C so với nhiệt độ sấy thông thường	Kỹ thuật làm khô lạnh  + Khử nước ở nhiệt độ thấp bao gồm làm đông lạnh sản phẩm và giảm áp suất, loại bỏ băng bằng cách thăng hoa.	Thanh trùng bằng nhiệt lạnh trong nước tinh khiết; xử lý thực phẩm ở áp suất cao (10.000 atm)
Ứng dụng	Chiên nguyên liệu	Sấy khô sản phẩm	Sấy khô sản phẩm	Bảo quản thực phẩm và đồ uống không sử dụng nhiệt.
Sản phẩm	Thực phẩm, nông sản, trái cây: khoai lang, khoai tây, mít, sake,…	Thực phẩm, nông sản, trái cây, dược liệu: dâu tây, nấm, cam quýt, nho, đông trùng hạ thảo,…	Thực phẩm, nông sản, trái cây, dược phẩm: cà chua, đậu bắp, dâu tây, mâm xôi, kiwi, nho,…	Nước ép, đồ uống, hải sản, sản phẩm từ sữa, dược phẩm.
Ưu điểm	+ Sản phẩm giòn + Giữ được màu sắc, hương vị, giá trị dinh dưỡng và hình dáng nguyên liệu + Hạn chế tác động của nhiệt lên dầu chiên	+ Các loại thực phẩm được sấy ở nhiệt độ thấp nên giữ được độ tươi và dinh dưỡng + Quy trình sấy khép kín, không bị ảnh hưởng bởi các tác nhân bên ngoài	+ Giữ nguyên hình dạng ban đầu, màu sắc tự nhiên của sản phẩm  + Giữ được giá trị dinh dưỡng của nguyên liệu + Thời gian bảo quản tốt	+ Giữ được vị tươi ngon hơn + Giữ được bề ngoài của sản phẩm đẹp mắt + Bảo quản được cấu trúc và chất dinh dưỡng(hương vị, kết cấu, màu sắc và hàm lượng dinh dưỡng)
Nhược điểm	+ Chi phí cao  + Vẫn còn dầu trong sản phẩm	+ Chi phí cao  + Tốn năng lượng khi thời tiết lạnh + Tính ổn định tương đối.	+ Máy móc phức tạp, đắt tiền + Đòi hỏi đầu tư về hệ thống, quy trình và nhân sự kỹ thuật cao.	+ Quy trình kỹ thuật cao, chi phí cao.