21.3.3 Ultrasound in filtrationSepa

21.3.3 Ultrasound in filtration
Separation of solids from liquids is an important procedure for the production
of solid-free liquid or to produce solid isolated from original liquor. Deposition of solid materials on the surface of a filtration membrane is one of the main problems. The application of ultrasonic energy can increase the flux by breaking the concentration polarization and cake layer at the membrane surface without affecting the intrinsic permeability of the membrane.
Ultrasonic-assisted filtration has been successfully employed to enhance the filtration of industrial wastewater that is generally considered difficult to process and to improve the cleaning of fouled membranes (Chemat, Huma and Kamran Khan, 2011). There are two specific effects of ultrasonic irradiation that can be harnessed to improve the filtration technique: (1) sonication causes agglomeration of fine particles (i.e. more rapid filtration) and (2) it supplies sufficient vibrational energy to the system to keep the particles partly suspended and therefore leaves more free ‘channels’ for
solvent elution.
21.3 APPLICATION OF ULTRASOUND IN FOOD PROCESSING
21.3.4 Ultrasound-assisted extraction
Ultrasound-assisted extraction (UAE) is an emerging technology that can accelerate heat and mass transfer and has been successively used in the field of extraction. Ultrasound waves, after interaction with plant material, alter its physical and chemical properties. The cavitational effect facilitates the release of extractable compounds and enhances the mass transport by disrupting the plant cell walls. The process of UAE can be optimized, by means of an experimental design, through the operating conditions (solvent concentration, extraction temperature and extraction time) (Chemat, Huma and Kmran Khan, 2011). UAE is as effective as any other high-temperature long-time extraction process because it can greatly decrease the extraction time. The efficiency of UAE can be explained by the fact that sonication
simultaneously enhances the hydration and fragmentation process while facilitating the mass transfer of solutes to the extraction solvent (Soria and Villamiel, 2010).
21.3.5 Changes in viscosity and texture, polymerization and depolymerization
Kreši´c et al. (2008) have studied the effect of high-power ultrasound treatment of whey protein isolate and concentrate samples on their rheological properties after ultrasound treatment. Ultrasound causes a significant increase in apparent viscosity and significant changes in flow behaviour indices accompanied by an increase in a consistency coefficient compared to control samples. It is due to changes in the binding capacity for water and altered protein structure after ultrasound treatment. Kreši´c et al. (2011) have also studied biphasic systems with whey proteins and guar gum aqueous dispersions, treated with ultrasound of 30 kHz for 5 and 10 min. Ultrasound treatment shows a significant influence on rheological properties through protein denaturation caused by cavitation and microstreaming effects. Režek Jambrak et al. (2011) have studied the effect of ultrasound (30 kHz) on rheological properties of model systems prepared with whey protein isolates or concentrates with or without sucrose or milk powder. There have been changes in the consistency
coefficient (k), but no significant changes occur in the flow behaviour indices (n). Režek Jambrak et al. (2009) have studied the impact of ultrasound treatment on soy protein isolate and concentrate dispersions. Ultrasound treatment causes statistically significant changes in flow behaviour indices (n) and consistency coefficients (k).
Rheological characteristics of corn starch model systems have been studied by Režek Jambrak et al. (2010a) and Ljubi´c Herceg et al. (2010); a statistically significant decrease in consistency coefficient (k) has been noticed as compared to the untreated sample.
21.3.6 Oxidation reaction produced by sonication
Ultrasound in an aqueous medium produces highly reactive species such as OH radicals, H2O2 and ozone, which are strong oxidizing agents. These radicals are capable of initiating and enhancing oxidation and reduction reactions. Under the action of cavitation, water decomposes into free radicals. The rate of sonochemical oxidation in an aqueous solution is about three times faster in an air atmosphere compared to an argon environment. The H+, OH− and H2O2 produced by ultrasound in an aqueous solution are responsible for the oxidation reaction. The dose–response relation is linear for different intensities of ultrasound. A 20 kHz frequency ultrasound produces 14 times more hydroxyl radicals than those produced by 3.5 MHz. Chemat et al. (2004) have studied the effect of ultrasound treatment during food emulsification and processing of sunflower, olive and soybean oils. They found a significant negative change in their composition due to the oxidation produced during the ultrasound treatment.

Kết quả (Việt) 1:

21.3.3 siêu âm trong lọcTách chất rắn từ chất lỏng là một thủ tục quan trọng cho việc sản xuấtchất lỏng rắn miễn phí hoặc để sản xuất vững chắc bị cô lập từ bản gốc rượu. Lắng đọng của các vật liệu rắn trên bề mặt của một màng lọc là một trong những vấn đề chính. Các ứng dụng siêu âm lượng có thể tăng tuôn ra vi phạm nồng độ phân cực và bánh lớp màng trên bề mặt mà không ảnh hưởng đến nội tại tính thấm của màng tế bào.Bằng sóng siêu âm hỗ trợ lọc đã được sử dụng thành công để lọc nước thải công nghiệp được coi là khó khăn cho quá trình tăng cường và cải thiện hấp fouled màng (Chemat, hô và Kamran Khan, năm 2011). Có hai tác dụng cụ thể của bức xạ sóng siêu âm có thể được khai thác để cải thiện kỹ thuật lọc: (1) sonication nguyên nhân kết tụ của hạt mịn (tức là lọc nhanh hơn) và (2) cung cấp đủ năng lượng vibrational cho hệ thống để giữ cho hạt một phần bị treo và do đó rời thêm miễn phí 'kênh'dung môi elution.21.3 ỨNG DỤNG CỦA SIÊU ÂM TRONG CHẾ BIẾN THỰC PHẨM21.3.4 siêu âm hỗ trợ khai thácUltrasound-assisted extraction (UAE) is an emerging technology that can accelerate heat and mass transfer and has been successively used in the field of extraction. Ultrasound waves, after interaction with plant material, alter its physical and chemical properties. The cavitational effect facilitates the release of extractable compounds and enhances the mass transport by disrupting the plant cell walls. The process of UAE can be optimized, by means of an experimental design, through the operating conditions (solvent concentration, extraction temperature and extraction time) (Chemat, Huma and Kmran Khan, 2011). UAE is as effective as any other high-temperature long-time extraction process because it can greatly decrease the extraction time. The efficiency of UAE can be explained by the fact that sonicationsimultaneously enhances the hydration and fragmentation process while facilitating the mass transfer of solutes to the extraction solvent (Soria and Villamiel, 2010).21.3.5 Changes in viscosity and texture, polymerization and depolymerizationKreši´c et al. (2008) have studied the effect of high-power ultrasound treatment of whey protein isolate and concentrate samples on their rheological properties after ultrasound treatment. Ultrasound causes a significant increase in apparent viscosity and significant changes in flow behaviour indices accompanied by an increase in a consistency coefficient compared to control samples. It is due to changes in the binding capacity for water and altered protein structure after ultrasound treatment. Kreši´c et al. (2011) have also studied biphasic systems with whey proteins and guar gum aqueous dispersions, treated with ultrasound of 30 kHz for 5 and 10 min. Ultrasound treatment shows a significant influence on rheological properties through protein denaturation caused by cavitation and microstreaming effects. Režek Jambrak et al. (2011) have studied the effect of ultrasound (30 kHz) on rheological properties of model systems prepared with whey protein isolates or concentrates with or without sucrose or milk powder. There have been changes in the consistencycoefficient (k), but no significant changes occur in the flow behaviour indices (n). Režek Jambrak et al. (2009) have studied the impact of ultrasound treatment on soy protein isolate and concentrate dispersions. Ultrasound treatment causes statistically significant changes in flow behaviour indices (n) and consistency coefficients (k).Rheological characteristics of corn starch model systems have been studied by Režek Jambrak et al. (2010a) and Ljubi´c Herceg et al. (2010); a statistically significant decrease in consistency coefficient (k) has been noticed as compared to the untreated sample.21.3.6 Oxidation reaction produced by sonicationUltrasound in an aqueous medium produces highly reactive species such as OH radicals, H2O2 and ozone, which are strong oxidizing agents. These radicals are capable of initiating and enhancing oxidation and reduction reactions. Under the action of cavitation, water decomposes into free radicals. The rate of sonochemical oxidation in an aqueous solution is about three times faster in an air atmosphere compared to an argon environment. The H+, OH− and H2O2 produced by ultrasound in an aqueous solution are responsible for the oxidation reaction. The dose–response relation is linear for different intensities of ultrasound. A 20 kHz frequency ultrasound produces 14 times more hydroxyl radicals than those produced by 3.5 MHz. Chemat et al. (2004) have studied the effect of ultrasound treatment during food emulsification and processing of sunflower, olive and soybean oils. They found a significant negative change in their composition due to the oxidation produced during the ultrasound treatment.

Kết quả (Việt) 2:

21.3.3 siêu âm trong lọc
tách chất rắn từ chất lỏng là một thủ tục quan trọng đối với việc sản xuất
của rắn-lỏng miễn phí hoặc để sản xuất biệt lập vững chắc từ rượu ban đầu. Lắng đọng của các chất rắn trên bề mặt của màng lọc là một trong những vấn đề chính. Các ứng dụng năng lượng siêu âm có thể làm tăng thông lượng bằng cách phá vỡ sự phân cực nồng độ và lớp bánh ở bề mặt màng mà không ảnh hưởng đến tính thấm nội tại của màng tế bào.
Lọc siêu âm hỗ trợ đã được sử dụng thành công để nâng cao lọc nước thải công nghiệp thường được coi là khó khăn để xử lý và cải thiện làm sạch màng phạm lỗi (Chemat, Huma và Kamran Khan, 2011). Có hai tác dụng cụ thể của chiếu xạ siêu âm có thể được khai thác để nâng cao các kỹ thuật lọc: (1) sonication gây tích tụ của các hạt mịn (tức là lọc nhanh hơn) và (2) nó cung cấp đủ năng lượng rung động vào hệ thống để giữ những phần tử một phần đình chỉ và do đó để lại nhiều "kênh" miễn phí cho
giải hấp dung môi.
21,3 ÁP dỤNG siêu âm CHẾ BIẾN THỰC PHẨM
21.3.4 chiết siêu âm hỗ trợ
khai thác siêu âm hỗ trợ (UAE) là một công nghệ mới nổi có thể tăng tốc nhiệt và chuyển khối lượng và đã được sử dụng liên tục trong lĩnh vực khai thác. Siêu âm sóng, sau khi tương tác với các nguyên liệu thực vật, làm thay đổi tính chất vật lý và hóa học của nó. Các hiệu ứng khí xâm kiện cho việc phát hành các hợp chất chiết và tăng cường giao thông công cộng bằng cách phá vỡ các thành tế bào thực vật. Quá trình UAE có thể được tối ưu hóa bằng phương tiện của một thiết kế thí nghiệm, thông qua các điều kiện hoạt động (nồng độ dung môi, nhiệt độ khai thác và thời gian khai thác) (Chemat, Huma và Kmran Khan, 2011). UAE là hiệu quả như bất kỳ quá trình khai thác dài thời gian nhiệt độ cao khác bởi vì nó có thể làm giảm đáng kể thời gian khai thác. Hiệu quả của UAE có thể được giải thích bởi thực tế là sonication
đồng thời tăng cường hydrat hóa và sự phân mảnh quá trình trong khi tạo điều kiện cho việc chuyển giao khối lượng các chất hòa tan vào dung môi chiết (Soria và Villamiel, 2010).
21.3.5 Thay đổi độ nhớt và kết cấu, trùng hợp và depolymerization
Kreši'c et al. (2008) đã nghiên cứu ảnh hưởng của điều trị siêu âm năng lượng cao của cô lập protein whey và tập trung vào các mẫu đặc tính lưu biến của họ sau khi điều trị siêu âm. Siêu âm gây ra một sự gia tăng đáng kể về độ nhớt biểu kiến và những thay đổi đáng kể trong chỉ số hành vi lưu lượng đi kèm với sự gia tăng hệ số tính nhất quán so với mẫu đối chứng. Đó là do sự thay đổi trong khả năng liên kết với nước và cấu trúc protein bị thay đổi sau khi điều trị siêu âm. Kreši'c et al. (2011) cũng đã nghiên cứu các hệ thống hai giai đoạn với whey protein và các chất phân tán guar gum dịch, điều trị bằng siêu âm 30 kHz cho 5 và 10 phút. Điều trị siêu âm cho thấy một ảnh hưởng đáng kể đến tính chất lưu biến thông qua sự biến tính protein gây ra bởi sự tạo bọt và microstreaming hiệu ứng. Rezek Jambrak et al. (2011) đã nghiên cứu ảnh hưởng của siêu âm (30 kHz) trên đặc tính lưu biến của hệ thống mô hình chuẩn bị với protein whey cô lập hoặc tập trung có hoặc không có sucrose hoặc sữa bột. Đã có những thay đổi trong tính thống nhất
hệ số (k), nhưng không có thay đổi đáng kể xảy ra trong các chỉ số hành vi lưu lượng (n). Rezek Jambrak et al. (2009) đã nghiên cứu tác động của việc điều trị siêu âm về cô lập protein đậu nành và tập trung phân tán. Điều trị siêu âm gây ra những thay đổi đáng kể về mặt thống kê các chỉ số hành vi lưu lượng (n) và hệ số tính nhất quán (k).
Tính lưu biến của hệ thống mô hình tinh bột ngô đã được nghiên cứu bởi Rezek Jambrak et al. (2010a) và Ljubi'c Herceg et al. (2010); giảm đáng kể về mặt thống kê trong hệ thống nhất (k) đã được nhận thấy khi so sánh với các mẫu không được điều trị.
21.3.6 phản ứng oxy hóa được sản xuất bởi sonication
Siêu âm trong môi trường nước sản xuất loài động mạnh như các gốc OH, H2O2 và ozone, đó là oxy hóa mạnh mẽ các đại lý. Những gốc tự do có khả năng khởi xướng và tăng cường quá trình oxy hóa và giảm các phản ứng. Dưới tác động của xâm thực, nước bị phân hủy thành các gốc tự do. Tốc độ oxy hoá sonochemical trong dung dịch nước là khoảng ba lần nhanh hơn trong một bầu không khí không khí so với một môi trường argon. H +, OH- và H2O2 sản xuất siêu âm trong một dung dịch nước chịu trách nhiệm cho các phản ứng oxy hóa. Các mối quan hệ tương quan tuyến tính với cường độ khác nhau của siêu âm. Một siêu âm tần số 20 kHz sản sinh ra gốc hydroxyl hơn 14 lần so với những người sản xuất bằng 3,5 MHz. Chemat et al. (2004) đã nghiên cứu ảnh hưởng của điều trị siêu âm trong quá trình nhũ tương hóa thực phẩm và chế biến các loại dầu hướng dương, dầu ô liu và dầu đậu nành. Họ tìm thấy một sự thay đổi tiêu cực đáng kể trong thành phần của mình do quá trình oxy hóa được sản xuất trong điều trị siêu âm.