Công nghệ tầng sôi ngày càng được sử dụng nhiều trong chế biến thực phẩm. Công nghệ này giúp nâng cao hiệu quả chế biến thực phẩm và chất lượng sản phẩm. Trong chế biến thực phẩm, tầng sôi được biết đến như một vũ khí bất khả chiến bại trong chế biến thực phẩm. Dù trong quá trình đông lạnh, sấy khô hay phủ, tầng sôi có thể nâng cao hiệu quả xử lý ở mọi khâu bằng cách nào?
Nguyên lý của tầng sôi là sử dụng dòng khí hoặc chất lỏng để lơ lửng các hạt rắn, tạo ra hành vi giống như chất lỏng.
Trọng tâm của công nghệ tầng sôi là hiện tượng vật lý độc đáo: khi các hạt rắn chảy với tốc độ vừa phải dưới tác động của chất khí hoặc chất lỏng, chúng sẽ phân tán ra khỏi nhau, tương tự như hoạt động của chất lỏng. Khi các hạt này lơ lửng trong chất lỏng, hiệu suất của toàn bộ hệ thống được cải thiện đáng kể và diện tích tiếp xúc giữa chất lỏng và hạt cao hơn có thể được thúc đẩy, từ đó làm tăng hiệu quả của phản ứng.
Tầng sôi là hỗn hợp chất lỏng-rắn thể hiện các tính chất của chất lỏng. Bề mặt trên của hỗn hợp như vậy thường có vẻ tương đối phẳng, tương tự như trạng thái của bề mặt chất lỏng. Tầng sôi thể hiện tính dẫn nhiệt tốt và có thể truyền nhiệt hiệu quả trong hệ thống, cho phép quá trình làm mát hoặc sưởi ấm diễn ra đồng đều.
Trong tầng sôi, sự tiếp xúc giữa các hạt rắn và môi trường tầng sôi tốt hơn nhiều so với tầng sôi, giúp truyền nhiệt rất hiệu quả.
Tầng sôi được sử dụng trong rất nhiều ứng dụng, không chỉ trong các lò phản ứng hóa học mà còn đóng vai trò quan trọng trong chế biến thực phẩm. Lấy công nghệ đông lạnh làm ví dụ, máy đông lạnh tầng sôi đẩy nhanh quá trình đông lạnh các loại thực phẩm nhỏ như đậu Hà Lan, tôm và rau thái lát. Chúng thường sử dụng các phương tiện làm mát như khí nhiệt độ thấp hoặc nitơ lỏng. Những thiết bị đông lạnh này đảm bảo rằng mọi hạt được đông lạnh nhanh chóng và đồng đều, tránh mất độ ẩm quá mức và do đó duy trì chất lượng thực phẩm.
Khái niệm tầng sôi được đề xuất ngay từ năm 1922, khi nó là lò phản ứng được sử dụng trong quá trình khí hóa than. Với sự phát triển của công nghệ, tầng sôi tuần hoàn đầu tiên được thành lập vào những năm 1940, sau đó được sử dụng rộng rãi trong chế biến hóa học và luyện kim.
Dựa vào các trạng thái hóa lỏng khác nhau, tầng sôi có thể được chia thành nhiều loại khác nhau. Tầng sôi tĩnh thích hợp cho các ứng dụng liên quan đến dòng khí thấp, trong khi tầng sôi bọt được sử dụng cho dòng khí cao. Tầng sôi tuần hoàn có thể lơ lửng các hạt ở vận tốc cao hơn và thúc đẩy quá trình trộn, trong khi tầng sôi rung kết hợp rung động cơ học để cải thiện khả năng huyền phù của hạt.
Công nghệ tầng sôi cải thiện hiệu quả xử lý, mang lại tính đồng nhất tốt hơn cho sản phẩm sấy khô và đạt được hiệu ứng nhiệt ổn định trong quá trình xử lý nhiệt.
Ngoài ra, việc ứng dụng tầng sôi trong quá trình sấy thực phẩm cũng rất đáng chú ý. Bằng cách treo vật liệu sấy trong tầng sôi, toàn bộ bề mặt vật liệu được tiếp xúc với không khí nóng, giúp quá trình sấy khô hiệu quả hơn. Công nghệ này cũng có thể được làm nóng hoặc làm mát khi cần thiết để đáp ứng các nhu cầu xử lý khác nhau.
Khi công nghệ tầng sôi tiếp tục phát triển, các ứng dụng tiềm năng của nó trong chế biến thực phẩm cũng sẽ dần dần mở rộng. Dù là tăng tốc độ xử lý hay nâng cao chất lượng sản phẩm, giường tầng sôi đều cho thấy những ưu điểm vượt trội của mình. Liệu công nghệ này có thể tiếp tục đưa ngành chế biến thực phẩm đi theo hướng hiệu quả và thân thiện với môi trường hơn?