MỤC LỤC NỘI DUNG CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN VỀ SÓNG SIÊU ÂM VÀ THIẾT BỊ I KHÁI NIỆM SÓNG SIÊU ÂM II TỔNG QUAN VỀ THIẾT BỊ SIÊU ÂM Máy phát điện (Electrical Generator) Bộ chuyển đổi (Transducer) Bộ phận phát (Emitter) III NGUYÊN LÝ TÁC ĐỘNG CỦA SÓNG SIÊU ÂM Hiện tượng xâm thực khí Hiện tượng vi xoáy IV CÁC HIỆU ỨNG VẬT LÝ VÀ HÓA HỌC KHI CHIẾU SIÊU ÂM LÊN HỆ CHẤT LỎNG 10 Hiện tượng sủi bóng 10 Hiện tượng vỡ bóng 10 Một số yếu tố ảnh hưởng đến khả hình thành vỡ bóng: 10 CHƯƠNG 2: ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP SIÊU ÂM TRONG CHẾ BIẾN THỰC PHẨM 12 I ẢNH HƯỞNG LÊN ENZYM THỰC PHẨM 12 Tác động: 12 Ứng dụng: 13 II KHUẤY TRỘN, ĐỒNG HÓA, NHŨ HÓA 14 Tác động: 14 Ứng dụng: 15 III TÁC DỤNG PHÁ BỌT: 15 Tác động 15 Ứng dụng: 16 IV QUÁ TRÌNH SẤY 17 Tác động 17 Ứng dụng: 18 V TRÍCH LY 19 Tác động: 19 Ứng dụng: 19 VI KẾT TINH 20 Tác động: 20 Ứng dụng: 21 VII LÀM SẠCH 22 Tác động: 22 Ứng dụng: 23 VIII ẢNH HƯỞNG LÊN VI SINH VẬT TRONG THỰC PHẨM 23 Cơ chế vô hoạt vi sinh vật siêu âm 23 Ứng dụng: 25 IX ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG 28 Sản xuất phomai đậu phụ 29 Đồ uống 29 Bánh mì 30 Sự đồng sản phẩm 31 X RÃ ĐÔNG, LẠNH ĐÔNG 32 XI CẮT THỰC PHẨM 33 XII LỌC 36 Tác động 36 Ứng dụng 36 Yếu tố ảnh hưởng trình lọc siêu âm 36 Màng lọc Membrane 37 TÀI LIỆU THAM KHẢO 39 BẢNG PHÂN CÔNG NỘI DUNG CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN VỀ SÓNG SIÊU ÂM VÀ THIẾT BỊ KHÁI NIỆM SÓNG SIÊU ÂM I Siêu âm bao gồm loạt sóng âm với tần số cao, bắt đầu 16 kHz, mà gần giới hạn ngưỡng nghe người (Elmehdi et al., 2003; Hecht, 1996) Khi cho nguồn xạ âm vào môi trường gần có khối lượng (ví dụ, không khí, chất lỏng, chất rắn), âm lan truyền dạng sóng hình sin Môi trường phản hồi lại lan truyền sóng trì chúng cách dao động đàn hồi Những rung động đàn hồi môi trường có hai dạng : ngưng tụ làm thoáng ( Hecht, 1996; Knorr v.v , 2004) Trong thời gian ngưng tụ, phần tử môi trường bị nén (ví dụ khoảng cách phần tử tích tụ lại), gây nên sức ép mật độ môi trường tăng ( Gallego- Juárez v.v , 2003; Hecht, 1996) Trong thời gian có làm thoáng, phần tử môi trường chuyển dịch phần, mật độ áp lực môi trường giảm (American Heritage, 2002; Hecht, 1996)… McClements (1995) mô tả sâu sắc trạng thái sóng siêu âm cách quan sát sóng từ hai góc nhìn : thời gian khoảng cách Tại vị trí cố định môi trường, sóng âm có dạng hình sin theo thời gian Như thể Hình 2.1, khoảng thời gian từ biên độ đỉnh cao đến biên độ đỉnh cao khác khoảng thời gian τ sóng hình sin Điều theo vật lý có nghĩa phần tử độ sâu môi trường (dọc theo đường cách đó) phải chờ khoảng thời gian τ trước trải qua sóng âm khác với sóng âm vừa trải qua Tần số f đường sin đại diện cho số lần hoàn tất dao động đơn vị thời gian nghịch đảo khoảng thời gian phương trình (2.1) (McClements, 1995): f = 1/τ (2.1) Hình - Trạng thái sóng siêu âm (McClements, 1995) Khoảng cách xem xét hiệu ứng sóng âm thời điểm cố định phần tử môi trường sâu Tại thời điểm nào, biên độ sóng âm nhận thấy mạnh mẽ phần tử gần nguồn sóng âm, phần tử sâu môi trường trải qua sóng âm mạnh mẽ Sự giảm biên độ sóng âm theo khoảng cách suy giảm từ môi trường Đường biểu diễn khoảng cách biên độ sóng âm thật đường hình sin theo hàm số mũ giảm dần, thể Hình 2.2 khoảng cách đỉnh biên độ liên tiếp bước sóng (λ).Bước sóng liên quan đến tần số xuyên qua vận tốc ánh sáng c , theo phương trình (2.2) (McClements, 1995): λ = c/f Hình - (2.2) Biểu đồ thể sóng âm dạng hình sin , khoảng cách đối lập với biên độ sóng âm Kết , sóng siêu âm di chuyển xuyên qua môi trường với tốc độ đo việc tác dụng lên phần tử (các hạt) môi trường Những sóng tạo dao động tuần hoàn cho phần tử (hạt) môi trường vị trí cân Tại thời điểm , phần tử đổi chỗ qua lại cho Sự thay đổi gây tăng giảm tỷ trọng / mật độ áp suất Do , có loại lượng truyền vào môi trường từ sóng siêu âm học , liên kết với dao động phần tử (hạt) môi trường (Hecht, 1996) Với mong đợi đạt lượng truyền , trình xử lý sử dụng sóng siêu âm tạo khác với trình xử lý có sử dụng sóng điện từ phổ (electromagnetic –EM) , sóng từ tia cực tím (UV) , sóng tần số vô tuyến (radio frequency – RF), vi sóng (microwaves – MV) ( Kardos Luche , 2001), tốt xung điện trường (pulsed electric fields – PEF) Sóng điện từ phổ (EM) xung điện trường (PEF) tạo lượng điện từ lên môi trường , hấp thu phần tử (hạt) môi trường Ví dụ ánh sáng UV từ mặt trời truyền đủ lượng nguyên tử (4Ev) để phá hủy liên kết carbon-carbon Các sóng điện từ phổ (EM waves) tồn thành phần nguyên tử thay - có phần điện tích dương điện tích âm – di chuyển tự chuyển động không định hướng Giữa phần tử mang điện tích âm dương , lộ vùng điện từ Các vùng điện từ vào môi trường tác động sâu vào nguyên tử , ion phân tử môi trường Ví dụ, vi sóng xen vào phân tử phân cực (có đầu dương đầu âm ) môi trường việc làm cho chúng quay quanh xếp thẳng hàng với vùng mang điện liên kết với vi sóng Trong lò vi sóng , phân tử nước thực phẩm hấp thu nhiều xạ vi sóng , chuyển động quay sau chuyển thành lượng nhiệt (Hecht, 1996) Do , sóng điện từ phổ (EM) truyền lượng điện từ vào môi trường , sóng âm truyền lượng học Cũng quan trọng để ghi nhớ việc so sánh sóng siêu âm với ánh sáng có sóng âm không chứa phần tử (hạt) Sóng âm làm gián đoạn yên tĩnh môi trường để tạo dao động phần tử thuộc môi trường Không âm , nhà vật lý học dường làm sáng tỏ điều bí ẩn chưa giải , sóng âm lan truyền đồng thời hai dòng dòng tập trung lượng giống phần tử (hạt) sóng không tập trung Sự khác biệt trở nên hiển nhiên khoảng không Khi khoảng không không chứa phần tử (hạt) môi trường , sóng âm không tập trung truyền chúng tạo tập trung hay phân tác phần tử (hạt) Áp lực tác dụng lên tai người âm lớn nhỏ ([...]... truyền của các phần tử trong trường siêu âm bịcản trở và do đó làm giảm mức độ sủi bong bóng Trong trường hợp này, siêu âm có tần số thấp hơn và năng lượng cao hơn có khả năng xuyên thấu vào thực phẩm tốt hơn là siêu âm có tần số cao hơn CHƯƠNG 2: ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP SIÊU ÂM TRONG CHẾ BIẾN THỰC PHẨM I ẢNH HƯỞNG LÊN ENZYM THỰC PHẨM Tác động của sóng siêu âm đến enzyme: sóng siêu âm không chỉ có khả năng... enzyme Chuẩn bị chế phẩm enzyme: Khả năng gây kết tụ enzyme trên những bong bóng khí đã khiến sóng siêu âm đảo trộn làm tăng tính đồng nhất trong chế biến thực phẩm mà không làm mất đi hoạt tính của enzyme có lợi 2 Ứng dụng:  Với chế phẩm α-amylase  Tăng hoạt tính enzyme: sóng siêu âm mật độ 0.35 W/ml làm tăng hoạt tính enzyme ở nồng độ cơ chất thấp  Gây vô hoạt enzyme: sóng siêu âm tần số không đổi... nhiệt và siêu âm trong vô hoạt nấm men Hơn nữa, khi nhiệt độ thường xuyên duy trì các giá trị dưới giá trị gây tiêu diệt, sự gia tăng cường độ của sóng siêu âm là giá trị quan trọng nhất trong vô hoạt các vi sinh vật  Siêu âm kết hợp áp suất Trong kỹ thuật siêu âm, một lĩnh vực mới gọi là mano- sonication hiện đang được thử nghiệm, trong đó việc sử dụng áp lực trung bình và cao, kết hợp với siêu âm làm... sản phẩm cuối mà không cần điều chỉnh 4 Sự đồng nhất của sản phẩm Một lĩnh vực trong đảm bảo chất lượng thực phẩm là đề cập đến việc phát hiện các vật thể lạ trong sản phẩm cuối cùng Trong một nổ lực để đảm bảo sự an toàn của thực phẩm, tất cả các ngành công nghiệp thực phẩm phải phát hiện tỉ mỉ đối với kim loại, thủy tinh, xương và các vật liệu khác mà có thể có khả năng xâm nhập vào thực phẩm trong. .. có hình dạng khác nhau Sự khác biệt chính trong thiết bị được sử dụng trong phòng thí nghiệm so với thiết bị công nghiệp trên thị trường là loại bộ phận phát Những bộ phận phát mạnh hầu như không bị giảm dần chất lượng sau nhiều giờ sử dụng được yêu cầu trong sản xuất thực phẩm III NGUYÊN LÝ TÁC ĐỘNG CỦA SÓNG SIÊU ÂM 1 Hiện tượng xâm thực khí Khi sóng siêu âm được truyền vào môi trường chất lỏng, các... dụ, siêu âm đã được sử dụng tại những tần số khác nhau (tối đa 59kHz) và nhiệt độ 20oC để xử lý dâu tây ngâm trong nước Sự thối rữa đã được trì hoãn và số lượng vi sinh vật giảm Độ cứng của quả và tổng chất rắn hòa tan, độ chua và hàm lượng vitamin C cũng được giữ lại sau khi chế biến IX ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG Siêu âm thể hiện hữu ích trong việc kiểm soát chất lượng của sản phẩm thực phẩm Trong đó siêu âm. .. nhân gây tích tụ bụi bẩn trong thiết bị thực phẩm Siêu âm kết hợp các chất diệt khuẩn làm sạch bề mặt trứng từ trại ấp Trong công nghiệp sữa, sự tích tụ bẩn trong các ống thanh trùng, tiệt trùng là nguyên nhân gây nhiễm bẩn, vi sinh vật có thể bám vào thành ống VIII ẢNH HƯỞNG LÊN VI SINH VẬT TRONG THỰC PHẨM 1 Cơ chế vô hoạt vi sinh vật của siêu âm Cơ chế tác động của siêu âm có nhiều nghiên cứu nhưng... thuật siêu âm để xác định tốc độ âm thanh trong sản phẩm , phương pháp này cho kết quả tương tự Một ứng dụng trực tiếp của loại siêu âm này là trong suốt quá trình lên men, trong đó nồng độ đường thay đổi cho phù hợp với việc tạo ethanol để nấm men hoạt động Nồng độ ethanol và đường có thể được ước tính dựa trên vận tốc sóng âm đi qua môi trường Ở đây quan trọng là phải nhận xét các đặc tính của sóng siêu. .. đó kích thước của các tinh thể nhỏ hơn so với trong lạnh đông thông thường, ứng dụng cho một số sản phẩm như dâu tây, kết quả thực tế này giảm thiệt hại quan trọng cho vi cấu trúc của sản phẩm Một số nghiên cứu sử dụng siêu âm đã được thực hiện trên kem que đá, sự bám dính tốt, phần kem đá trở nên cứng hơn so với sản phẩm thông thường Siêu âm đã được sử dụng để giám sát quá trình làm lạnh gelatin, thịt... bẽ gãy các liên kết hydro trong phân tử protein, gây tương tác kỵ nước và biến tính nhiệt Vô hoạt enzym bằng sóng siêu âm phụ thuộc vào thời gian truyền sóng, pH môi trường, tần số và cường độ sóng, bộ phận truyền sóng, hàm lượng khí tan trong môi trường Việc sóng siêu âm kết hợp với xử lý nhiệt ở nhiệt độ đủ lớn để gây vô hoạt enzym làm sự vô hoạt hiểu quả hơn Sóng siêu âm là tác nhân gây vô hoạt ... thực phẩm tốt siêu âm có tần số cao CHƯƠNG 2: ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP SIÊU ÂM TRONG CHẾ BIẾN THỰC PHẨM I ẢNH HƯỞNG LÊN ENZYM THỰC PHẨM Tác động sóng siêu âm đến enzyme: sóng siêu âm khả làm tăng... thống siêu âm báo cáo thường sử dụng công nghệ thực phẩm , loại sử dụng siêu âm (horn) máy phát âm loại khác sử dụng bể (bath) Loại bể sử dụng cách truyền thống công nghệ thực phẩm dễ dàng sử dụng. .. sử dụng yêu cầu sản xuất thực phẩm III NGUYÊN LÝ TÁC ĐỘNG CỦA SÓNG SIÊU ÂM Hiện tượng xâm thực khí Khi sóng siêu âm truyền vào môi trường chất lỏng, chu trình kéo nén liên tiếp tạo thành Trong