KỸ THUẬT TÁCH CHIẾT BẰNG SÓNG SIÊU ÂMKỸ THUẬT TÁCH CHIẾT BẰNG SÓNG SIÊU ÂM

1

BÀI BÁO CÁO BÀI BÁO CÁO

PHƯƠNG PHÁP TÁCH CHIẾTPHƯƠNG PHÁP TÁCH CHIẾT

GVHD: TS. ..................

HV: LÊ VĂN HOÀNG

MSHV: 0913003

II ĐẶT VẤN ĐỀ

IIII NỘI DUNG

IIIIII KẾT LUẬN

Cấu trúc

1. Giới thiệu chung1. Giới thiệu chung2. Ứng dụng2. Ứng dụng3. Ví dụ3. Ví dụ

Các phương pháp cổ điển: Tác bằng nhiệt, dung môi, bằng lực,.... Thường đưa đến kết quả rất lâu.

Từ khi có các thiết bị như lò vi sóng , sóng siêu âm, thì việc tách chiết xảy ra nhanh hơn gấp cả ngàn lần.

Đó là vấn đề cần nghiên cứu trong đề tài này.

I. Đặt vấn đề

3

1. Giới thiệu chung về sóng siêu âm

a. Khái niệm: Siêu âm là sóng cơ học hình thành do sự lan truyền dao động của các phần tử trong không gian có tần số lớn hơn giới hạn trên ngưỡng nghe của con người (16-20kHz).

II. Nội dung

4

Bộ phận chuyển phần lớn điện năng thành dòng điện xoay chiều tần số cao để vận hành bộ phận biến đổi.

Bộ phận biến đổi chuyển dòng điện xoay chiều tần số cao thành những dao động.

Hệ thống truyền sóng sẽ truy ền những dao động vào trong lòng chất lỏng.

b. Thiết bị phát sóng siêu âm

5

6

Hiện tượng xâm khí thự

Nguyên lý tác động của sóng siêu âm

7

Sóng siêu âm cường độ cao truyền vào trong lòng chất lỏng sẽ gây nên sự kích thích mãnh liệt. Tại bề mặt tiếp xúc giữa 2 pha lỏng/rắn hay khí/rắn, sóng siêu âm gây nên sự hỗn loạn cực độ do tạo thành những vi xoáy.

Hiện tượng này làm giảm ranh giới giữa các pha, tăng cường sự truyền khối đối lưu và thúc đẩy xảy ra sự khuyếch tán ở một vài trường hợp mà khuấy trộn thông thường không đạt được

Hiện tượng vi xoáy

8

Hiện tượng sủi bóng (cavitation): Sóng siêu âm được tạo ra bằng các dao động cơ học ở tần số cao hơn 15kHz. Khi truyền trong môi trường lỏng, các phần tử trong trường siêu âm trải qua các chu trình nén (compression) và duỗi (rarefaction) và những dao động này sẽ lan truy ền cho các phần tử kế cận.

Khi năng lượng đủ lớn, tại chu trình duỗi, tương tác giữa các phân tử sẽ vượt quá lực hấp dẫn nội tại và các lỗ hổng nhỏ trong lòng chất lỏng được hình thành. Hiện tượng trên còn được gọi là hiện tượng sủi bóng

Các hiệu ứng vật lý và hóa học khi chiếu siêu âm lên hệ

chất lỏng

9

Hiện tượng vỡ bóng Khi chúng đạt đến một thể tích mà chúng

không còn có thể hấp thu được năng lượng, chúng vỡ ra một cách đột ngột và nhanh chóng. Trong suốt quá trình vỡ, nhiệt độ và áp suất sẽ tăng lên rất cao (khoảng 4000K và 1000atm).

Thể tích chất lỏng bị gia nhiệt là rất nhỏ và nhiệt nhanh chóng bị tiêu tan, mặc dù nhiệt độ tại vùng này thì rất cao trong vài s. Mặt khác, nhiệt độ và áp suất cao tạo ra khi nổ bong bóng sẽ dẫn tới sự tạo thành các gốc tự do như là Hvà OH

10

Một số thông số như là tần số và biên độ của sóng siêu âm, nhiệt độ và độ nhớt của môi trường ảnh hưởng đến mức độ tạo bong bóng khí.

c. Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hình thành và

vỡbóng

11

-Siêu âm tần sốcao và năng lượng thấp: còn được gọi là siêu âm chuẩn đoán, trong khoảng tần số 20 – 60 MHz [51]. Phần này được sử d ụng như một kỹ thuật phân tích, không làm phá hủ y cấu trúc của mẫu, điều này được ứng dụng để xác định tính chất thực phẩm, đo tốc độ dòng chả y, kiểm tra bao gói thực phẩm.

-Tần số thấp và siêu âm năng lượng cao (2 MHz –10 MHz): được ứng dụng rộng rãi như một quá trình hỗ trợ trong hàng loạt các lĩnh vực như: kết tinh, sấy, bài khí, trích ly, lọc, đồng hoá, làm mềm thịt, quá trình oxi hoá, quá trình tiệt trùng …

2. Ứng dụng của sóng siêu âm

12

SỬ DỤNG SÓNG SIÊU ÂM TRÍCH LY ISOFLAVONE

Nguyên liệu (đậu nành)

Tùy thuộc tính chất (nguyên liệu màng tế bào, chất nguyên sinh, một số tạp chất), trạng thái rắn lỏng, cách thức chuẩn bị mẫu nguyên liệu (kích thước) sẽ ảnh hưởng rất lớn đến kết quả trích ly.

3 Ví dụ

13

Lựa chọn dung môi trích ly: dung môi trích ly là các dung môi hoà tan được hợp chất cần trích ly. Khảnăng đó của dung môi lại phụthuộc một vài tính chất của nó như độphân cực, độnhớt, sức căng bề mặt...

Các isoflavone các hợp chất phân cực, nên chủyếu sửdụng dung môi phân cực như nước, ethanol, methanol, dd acid loãng…

Dung môi

14

Trích ly isoflavone từmẫu nước uống đậu nành, ở 45 độ C cho lượng cao nhất.

Thông thường, các phương pháp cho thấy đạt được nhanh và trích ly đủ số lượng trong 20 phút.

Nhiệt độ và thời gian

15

Tùy thuộc vào mẫu nguyên liệu và phương pháp trích ly, số lần trích ly sẽ ảnh hưởng đến lượng isoflavone thu được.

Số lần trích ly

16

Tỷ lệ nguyên liệu: dung môi:tỷ lệ nguyên liệu : dung môi càng nhỏ thì hiệu quảquá trình trích càng cao.

Công suất siêu âm:

17

Phương pháp truyền thống có một số nhược điểm sau:

+ Sử dụng một lượng dung môi lớn, thường độc, và chi phí cao.

+ Thời gian chiết kéo dài, độ chọn lọc không cao.

+ Trích ly với nhiệt độ cao và thời gian kéo dài ảnh hưởng chất lượng sản phẩm.

KẾT LUẬN

18

Các phương pháp hiện đại có nhiều ưu điểm hơn hẳn phương pháp truyền thống.

+ Giảm lượng dung môi sử dụng, giảm phế thải. + Dung môi xanh, độchọn lọc cao, dễ thu hồi. + Giảm thời gian chiết. + An toàn, hiệu quả, dễ tự động. + Có thể kết hợp các phương pháp phân tích

trực tuyến.

19