ứng dụng của sóng siêu âm trong công nghệ thực phẩm

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 mơi trường gần có khối lượng (ví dụ, khơng khí, chất lỏng, chất rắn), âm lan truyền dạng sóng hình sin Mơi trường phản hồi lại lan truyền sóng trì chúng cách dao động đàn hồi Những rung động đàn hồi mơi 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 thống, phần tử mơi 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 mơi 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 mơi 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 mơi trường trải qua sóng âm mạnh mẽ Sự giảm biên độ sóng âm theo khoảng cách suy giảm từ mơi 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 xun qua mơi trường với tốc độ đo việc tác dụng lên phần tử (các hạt) môi trường Những sóng tạo dao động tuần hồn cho phần tử (hạt) mơi 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 mơi 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 q trình xử lý có sử dụng sóng điện từ phổ (electromagnetic –EM) , sóng từ tia cực tím (UV) , sóng tần số vơ 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 mơi trường , hấp thu phần tử (hạt) mơi 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 lị 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 khơng 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 dịng dòng tập trung lượng giống phần tử (hạt) sóng khơng tập trung Sự khác biệt trở nên hiển nhiên khoảng không Khi khoảng không không chứa phần tử (hạt) môi trường , sóng âm khơng tập trung khơng thể truyền chúng khơng thể tạo tập trung hay phân tác phần tử (hạt) Áp lực tác dụng lên tai người âm lớn nhỏ (