Ngày nay , các nhà khoa học thực phẩm không những chú trọng đến những thực phẩm an toàn về mặt vi sinh với thời gian bảo quản lâu , mà còn quan tâm đến những thực phẩm dạng tươi và chất lượng cao về mùi , hương vị và cấu trúc . Việc chú trọng này dựa trên nhu cầu của người sử dụng , là một trong những nguyên nhân chính của việc nghiên cứu liên tiếp trong lĩnh vực được gọi là những kỹ thuật nổi bật
71 trang |
Chia sẻ: vietpd | Lượt xem: 2614 | Lượt tải: 5
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đề tài Tổng quan tài liệu về ứng dụng kỹ thuật siêu âm trong ngành công nghệ thực phẩm, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
MỤC LỤC
PHỤ LỤC HÌNH
Hình 2.1. Trạng thái của sóng siêu âm (McClements, 1995) 9
Hình 2.2. Biểu đồ thể hiện sóng âm dạng hình sin , khoảng cách đối lập với biên độ sóng âm 10
Hình 2.3. Máy phát từ giảo (Magnetostrictive transducer) 15
Hình 2.4. Máy phát điện áp (Piezoelectric transducer) 15
Hình 4.1. Sơ đồ một tế bào vi khuẩn trong suốt quá trình xâm thực khí, cho thấy những hiệu quả tiêu diệt của siêu âm như sự hình thành các lỗ, sự đứt đoạn màng tế bào , và sự phá vỡ tế bào. 38
Hình 4.2. Hình ảnh dưới kính hiển vi điện tử quét (SEM)độ chân không cao của sự kiểm soát (trên cùng bên trái) và siêu âm - nhiệt tế bào Listeria, cho thấy những tác động gây chết của xâm thực khí trong các tế bào chẳng hạn như hình thành lỗ rỗng, sự đứt đoạn màng tế bào, và vỡ tế bào. Độ phóng đại: (a) 150.000 ×, (b) 50.000 ×, (c)50.000 ×, và (d) × 50.000. 39
Hình 5.1. Nguyên tắc của các hệ thống cắt siêu âm và cấu hình chính cho sự tương tác giữa nguyên liệu cắt và công cụ cắt. Mô tả chi tiết cho a, b và c, xem văn bản. || là điểm kích thích. Các mũi tên một đầu chỉ chiều của trục di chuyển; mũi tên hai đầu chỉ chiều của trục rung động. 52
Hình 5.2. Đánh giá lực cắt so với chiều sâu cắt trong một quá trình cắt xén của ruột bánh mì đại mạch. Điều kiện thí nghiệm: tốc độ cắt tuyến tính, 1.000mm/phút; tần số kích thích, 40 kHz; biên độ kích thích, 12 μm. 53
Hình 5.3. Hình dạng của ruột bánh mì đại mạch trong suốt thời gian cắt thông thường và cắt siêu âm. Các điều kiện thử nghiệm: vận tốc cắt, 1.000 mm/phút; tần số kích thích, 40 kHz; biên độ siêu âm, 12 μm. Mẫu mặt cắt ngang là 30 × 30 mm 54
Hình 5.4. Hình dạng của các sản phẩm bánh nướng nhiều lớp sau khi cắt thông thường và cắt siêu âm. Điều kiện thử nghiệm: vận tốc cắt, 1.000 mm/phút; tần số kích thích, 40 kHz; biên độ siêu âm, 12 μm. Chiều rộng mẫu xấp xỉ 30 mm 55
Hình 5.5. Hoạt động của membrane 56
PHỤ LỤC BẢNG
Bảng 4.1. Các ứng dụng của siêu âm năng lượng cao trong công nghiệp thực phẩm (Alex Patist , Darren Bates , 2008) 29
Bảng 4.2. Một số nghiên cứu chiết xuất các chất có hoạt tính sinh học hỗ trợ bằng siêu âm (Kamaljit Vilkhu et al., 2008) 48
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
LỜI CẢM ƠN
Để có thể hoàn thành được đồ án này, em đã vận dụng những kiến thức quý báu mà mình đã được tiếp thu từ các thầy cô trong suốt gần 4 năm học tập và rèn luyện ở trường Đại học Bách Khoa thành phố Hồ Chí Minh. Chính nhờ được học tập trong một môi trường năng động, luôn khơi dậy tinh thần tự học và sáng tạo của sinh viên đã giúp em có thêm kinh nghiệm sống và sự tự tin trước khi bước vào con đường đời đầy chông gai phía trước.
Qua đây em xin được gửi lời cám ơn đặc biệt của mình đến:
+ Thầy Huỳnh Trung Việt, giáo viên hướng dẫn, người đã theo sát em trong suốt quá trình thực hiện đồ án môn học này. Chính nhờ những lời chỉ dạy kịp thời của thầy trong 3 tháng qua đã giúp em có thể hoàn thành tốt đồ án này.
+ Các thầy cô trong bộ môn Công nghệ Thực phẩm trường Đại học Bách Khoa đã tận tình truyền đạt kiến thức cho em trong 4 năm qua.
Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn.
LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay , các nhà khoa học thực phẩm không những chú trọng đến những thực phẩm an toàn về mặt vi sinh với thời gian bảo quản lâu , mà còn quan tâm đến những thực phẩm dạng tươi và chất lượng cao về mùi , hương vị và cấu trúc . Việc chú trọng này dựa trên nhu cầu của người sử dụng , là một trong những nguyên nhân chính của việc nghiên cứu liên tiếp trong lĩnh vực được gọi là những kỹ thuật nổi bật . Theo truyền thống , phương pháp nhiệt được sử dụng để sản xuất những thực phẩm an toàn. Thanh trùng nước trái cây, sữa , bia và rượu là quá trình phổ biến trong những sản phẩm có thời gian bảo quản vài tuần ( thường là trong tủ lạnh) . Tuy nhiên , các vitamin , hương vị , màu sắc và các đặc tính cảm quan đều bị giảm trong quá trình xử lý nhiệt . Nhiệt độ cao là nguyên nhân gây nên những ảnh hưởng này và có thể quan sát được sự mất mát của các thành phần dinh dưỡng và sự thay đổi về hương , mùi vị, cấu trúc , thường phải sử dụng phụ gia để cải thiện sản phẩm . Vì vậy, một trong những thách thức của ngành khoa học thực phẩm hiện nay là phát triển những công nghệ mới có thể đồng thời đảm bảo tính chất lượng cao và kéo dài thời gian bảo quản. Trong những năm gần đây, những công nghệ mới phổ biến nhất đang được thử nghiệm trong các phòng thí nghiệm khoa học thực phẩm là áp lực cao, xung điện, tia tử ngoại, chiếu xạ, xung ánh sáng, và siêu âm, và một số đã được sử dụng trong công nghiệp thực phẩm, trong khi các công nghệ khác đang nổi lên vẫn còn trong giai đoạn thử nghiệm ở phòng thí nghiệm. Kỹ thuật siêu âm được áp dụng trong ngành công nghiệp thực phẩm chủ yếu như một quá trình hỗ trợ chế biến và để làm sạch / khử trùng các bề mặt máy, nhưng tính khả dụng của nó vẫn còn đang được nghiên cứu.
GIỚI THIỆU
Phần lớn các tài liệu về các loại thực phẩm chế biến bằng siêu âm, bao gồm cả việc sử dụng nó để tăng cường cho các kỹ thuật thực phẩm khác, là ứng dụng cụ thể và báo cáo các thông số của quá trình và kết quả cho một loại thử nghiệm duy nhất. Báo cáo này xem xét quá trình các thông số qua nhiều thí nghiệm, cũng như nhiều ứng dụng trong lĩnh vực siêu âm đã có được sự thành công. Cuộc thảo luận bao gồm về các nguyên tắc kỹ thuật sau những kết quả thực nghiệm được báo cáo trong tài liệu. Để thể hiện sự khác biệt giữa siêu âm tần số cao và siêu âm tần số thấp, các thông số và các ứng dụng của siêu âm cũng sẽ được thảo luận. Chú trọng đặc biệt sẽ được đặt vào những ứng dụng trong kỹ thuật thực phẩm như là một sự cập nhật về việc nghiên cứu để bất hoạt vi sinh vật, mô tả các loại thí nghiệm được tiến hành, lý thuyết cơ bản về bất hoạt vi sinh vật, và các quá trình khác nhau có sử dụng nhiệt và áp lực kết hợp với siêu âm. Sử dụng trong vô hoạt enzyme sẽ được đề cập, mặc dù thông tin là khan hiếm, và các ứng dụng của siêu âm không phá hủy và siêu âm tần số cao sẽ được xem xét trong một nỗ lực để hiển thị các ứng dụng rộng rãi của công nghệ trong lĩnh vực này.
Như vậy, mục tiêu tổng thể của bài báo cáo này là để hiển thị các thông số, cơ chế, và kết quả thí nghiệm khác nhau trên thế giới đã sử dụng siêu âm tần số thấp và siêu âm tần số cao, từ đó có thể dễ dàng hiểu được nguyên tắc cơ bản của công nghệ, mà đã có chứng minh thành công trong nhiều lĩnh vực khoa học thực phẩm và công nghệ chế biến thực phẩm.
NGUYÊN TẮC CHUNG
Siêu âm bao gồm một loạt các sóng âm với tần số cao, bắt đầu tại 16 kHz, mà là gần giới hạn trên của ngưỡng nghe được ở con người (Elmehdi et al., 2003; Hecht, 1996). Khi cho một nguồn bức xạ âm thanh vào một môi trường gần đó có khối lượng (ví dụ, không khí, chất lỏng, hoặc chất rắn), âm thanh lan truyền dạng sóng hình sin. Môi trường phản hồi lại sự lan truyền của các sóng này và cũng có thể duy trì chúng bằng cách dao động đàn hồi. Những sự rung động đàn hồi của môi trường có hai dạng : sự ngưng tụ. và sự làm thoáng ( Hecht, 1996; Knorr v.v...., 2004). Trong thời gian ngưng tụ, những phần tử của môi trường bị nén (ví dụ như khoảng cách giữa các phần tử tích tụ lại), gây nên sức ép và mật độ của môi trường tăng ( Gallego- Juárez v.v...., 2003; Hecht,. 1996). Trong thời gian có sự làm thoáng, những phần tử trong môi trường chuyển dịch một phần, vì thế mật độ và áp lực của môi trường giảm (American Heritage, 2002; Hecht, 1996)…
McClements (1995) mô tả sâu sắc trạng thái của sóng siêu âm bằng cách quan sát sóng từ hai góc nhìn : thời gian và khoảng cách. Tại một vị trí cố định trong môi trường, sóng âm có dạng hình sin theo thời gian. Như được thể hiện ở Hình 2.1, khoảng thời gian từ một biên độ đỉnh cao đến biên độ đỉnh cao khác là khoảng thời gian τ của sóng hình sin . Điều này theo vật lý có nghĩa là mỗi phần tử tại độ sâu nào đó trong môi trường (dọc theo đường cách đều nào đó) phải chờ khoảng thời gian τ trước khi trải qua sóng âm khác bằng với một sóng âm vừa trải qua. Tần số f của đường sin đại diện cho số lần hoàn tất một dao động trong một đơn vị thời gian và là nghịch đảo của khoảng thời gian như trong phương trình (2.1) (McClements, 1995):
f = 1/τ (2.1)
Hình 2.1. Trạng thái của sóng siêu âm (McClements, 1995)
Khoảng cách xem xét hiệu ứng của sóng âm tại bất kỳ thời điểm cố định nào trên các phần tử trong môi trường đều sâu hơn. Tại bất kỳ thời điểm nào, biên độ của sóng âm được nhận thấy mạnh mẽ bởi những phần tử gần nguồn sóng âm, nhưng những phần tử sâu hơn trong môi trường trải qua sóng âm thì kém mạnh mẽ hơn. Sự giảm biên độ sóng âm thanh theo khoảng cách vì sự suy giảm từ môi trường. Đường biểu diễn của khoảng cách biên độ sóng âm thật sự là một đường hình sin theo hàm số mũ giảm dần, như thể hiện trong Hình 2.2. khoảng cách giữa những đỉnh biên độ liên tiếp là 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 (2.2)
Hình 2.2. Biểu đồ thể hiện sóng âm dạng hình sin , khoảng cách đối lập với biên độ sóng âm
Kết quả là , những sóng siêu âm di chuyển xuyên qua môi trường với tốc độ có thể đo được bởi việc tác dụng lên các phần tử (các hạt) của môi trường. Những sóng tạo dao động tuần hoàn cho những phần tử (hạt) của môi trường tại những vị trí cân bằng . Tại một thời điểm nào đó , những phần tử đổi chỗ qua lại cho nhau . Sự thay đổi này gây ra sự tăng giảm tỷ trọng / mật độ và áp suất . Do đó , chỉ có một loại năng lượng truyền vào môi trường từ sóng siêu âm là cơ học , nó được liên kết với sự dao động của các phần tử (hạt) trong môi trường (Hecht, 1996).
Với mong đợi đạt được năng lượng truyền , những quá trình xử lý sử dụng sóng siêu âm tạo sự khác nhau với những quá trình xử lý có sử dụng sóng điện từ phổ (electromagnetic –EM) , như các sóng từ tia cực tím (UV) , những sóng tần số vô tuyến (radio frequency – RF), và vi sóng (microwaves – MV) ( Kardos và Luche , 2001), cũng tốt như xung điện trường (pulsed electric fields – PEF). Sóng điện từ phổ (EM) và xung điện trường (PEF) tạo ra năng lượng điện từ lên môi trường , nó được hấp thu bởi các phần tử (hạt) của môi trường . Ví dụ như ánh sáng UV từ mặt trời có thể truyền đủ năng lượng nguyên tử (4Ev) để phá hủy liên kết carbon-carbon . Các sóng điện từ phổ (EM waves) tồn tại khi những thành phần của nguyên tử thay thế - có phần điện tích dương và điện tích âm – di chuyển tự do trong sự chuyển động không định hướng . Giữa các phần tử mang điện tích âm và dương , lộ ra các vùng điện từ . Các vùng điện từ này đi vào môi trường và tác động sâu vào các nguyên tử , các ion hoặc các phân tử trong môi trường . Ví dụ, vi sóng xen vào các phân tử phân cực (có một đầu dương và một đầu âm ) trong môi trường bởi việc làm cho chúng quay quanh và sắp xếp thẳng hàng với các vùng mang điện liên kết với vi sóng . Trong các lò vi sóng , các phân tử nước trong thực phẩm hấp thu nhiều bức xạ vi sóng , và những chuyển động quay sau đó được chuyển thành năng lượng nhiệt (Hecht, 1996). Do đó , sóng điện từ phổ (EM) truyền năng lượng điện từ vào môi trường , trong khi sóng âm chỉ truyền năng lượng cơ học .
Cũng rất quan trọng để ghi nhớ trong việc so sánh các sóng siêu âm với ánh sáng là chỉ có sóng âm không chứa những phần tử (hạt) của chính nó. Sóng âm chỉ làm gián đoạn sự yên tĩnh của môi trường để tạo dao động các phần tử thuộc môi trường . Không như âm thanh , các nhà vật lý học dường như làm sáng tỏ một điều bí ẩn chưa được giải quyết , sóng âm lan truyền đồng thời cả hai dòng là dòng tập trung năng lượng giống phần tử (hạt) và những sóng không tập trung . Sự khác biệt này trở nên hiển nhiên trong một khoảng không. Khi những khoảng không không chứa những phần tử (hạt) môi trường , những sóng âm không tập trung không thể truyền bởi vì chúng không thể tạo sự tập trung hay phân tác các phần tử (hạt) .
Áp lực tác dụng lên tai người bởi những âm thanh lớn là rất nhỏ (<10Pa) nhưng áp lực từ sóng siêu âm lên các chất lỏng có thể đủ cao (vài MPa) đủ để hỗ trợ việc khởi đầu một hiện tượng gọi là xâm thực khí quán tính (inertial cavitation), hiện tượng này có thể phá hủy môi trường (Hecht, 1996; Povey và Mason , 1998). Sự xâm thực khí quán tính do hoạt động của bong bóng trong chất lỏng và được tạo ra bởi những sóng siêu âm cường độ rất cao , chúng có thể phá vỡ một phần những vi cấu trúc của môi trường và sinh ra những gốc tự do . Hiện tượng xâm thực khí chủ yếu hướng đến việc phá hủy các tế bào vi sinh vật và tạo ra các gốc tự do và các âm hóa học (sonochemicals) phản ứng hóa học với môi trường lỏng (Chemat et al., 2004; Knorr et al., 2004). Những ứng dụng của sóng siêu âm đó liên quan với việc phát hiện những tì vết / thiếu sót, như việc đảm bảo chất lượng trong quy trình chế biến thực phẩm , phải được thiết kế để sự xâm thực khí quán trính không thể xảy ra . Tuy nhiên , những ứng dụng khác của sóng siêu âm dựa vào sự xâm thực khí quán tính có định hướng để tạo ra những thay đổi mong muốn trong thực phẩm . Những thay đổi được tạo ra bởi hiện tượng xâm thực khí bao gồm việc vô hoạt hệ vi sinh vật và trích ly dầu hoặc các hợp chất dinh dưỡng thông qua việc ăn mòn những cấu trúc tế bào của thực phẩm (Knorr et al. , 2004; Riera – Franco de Sarabia et al. , 2000). Do đó , hiện tượng xâm thực khí được tránh trong một nhánh công nghệ chế biến thực phẩm có sử dụng sóng siêu âm và được nghiên cứu trong những lĩnh vực khác khi cơ chế thích hợp cho tất cả các hiệu quả mong muốn .
Tổng quan về thiết bị siêu âm
Bất cứ ngành công nghiệp hoặc ứng dụng nào liên quan , những thành phần hệ thống cơ bản cần để sinh ra và truyền sóng siêu âm đều giống nhau . Thiết bị siêu âm gồm có máy phát điện (electrical power generator) , bộ chuyển đổi (transducer) và máy phát (emitter) , nó có nhiệm vụ phát sóng siêu âm vào môi trường (Povey và Mason , 1998). Ngoại trừ “tiếng huýt từ chất lỏng”, chúng sử dụng năng lượng cơ học thuần túy mà không có phát điện để sinh ra siêu âm (Mason et al. , 1996) , và những hệ thống làm thoáng không khí (airborne systems), chúng không yêu cầu có máy phát (Gallego – Juárez et al., 2003; Povey và Mason, 1998).
Hai loại hệ thống siêu âm được báo cáo thường được sử dụng trong công nghệ thực phẩm , một loại sử dụng thanh siêu âm (horn) như một máy phát âm thanh và loại khác sử dụng bể (bath) . Loại bể được sử dụng một cách truyền thống trong công nghệ thực phẩm vì dễ dàng sử dụng (Povey và Mason, 1998). Trong nghiên cứu gần đây , hệ thống dùng thanh siêu âm được trích dẫn thường xuyên như dạng bể (Aleixo et al. , 2004 ; Duckhouse et al., 2004; Mason et al. , 1996; Neis và Blume , 2003; Patrick et al., 2004; Tian et al., 2004). Hệ thống sử dụng thanh siêu âm được sử dụng tốt như dạng bể trong nhiều ứng dụng , từ quá trình chế biến thực phẩm dùng siêu âm đến việc rửa các bề mặt của thiết bị chế biến thức phẩm .
Máy phát điện (Electrical Generator)
Máy phát điện là một nguồn cung cấp năng lượng cho hệ thống siêu âm , nó phải làm cho bộ chuyển đổi (transducer) hoạt động (Povey và Mason , 1998). Tóm lại , một máy phát điện sinh ra dòng điện với một mức năng lượng được xác định rõ . Hầu hết những máy phát năng lượng được hiệu chỉnh một cách gián tiếp qua việc cài đặt hiệu điện thế (V) và cài đặt cường độ dòng điện (I). Hiệu điện thế biểu thị thế năng được dữ trữ trong các electron (đo bằng volts); cường độ dòng điện biểu thị bằng điện tích của các electron di chuyển qua một đơn vị diện tích trong một đơn vị thời gian (đo bằng amps); và năng lượng được tạo ra từ hai giá trị trên được biểu thị trong phương trình (2.3) (Hecht, 1996).
P = IV [W] , [volt . amps ] , [VA] (2.3)
Các máy phát điện được thiết kế đặc biệt cho siêu âm chủ yếu tập trung trong việc vệ sinh công nghiệp , và những ứng dụng để xứ lý , kết nối và những ứng dụng khử trùng, và có tác dụng trong khoảng tần số thấp hơn (10-40 kHz). Những tần số thấp thường không phải kiểm tra việc không phá hủy cấu trúc thực phẩm , nhưng siêu âm năng lượng có nhiều ứng dụng tiềm năng trong quá trình chế biến thực phẩm sẽ trình bày trong phần này.
Bộ chuyển đổi (Transducer)
Mọi hệ thống siêu âm bao gồm một bộ chuyển đổi như một chi tiết trung tâm, vai trò của nó là để phát siêu âm thực tế. Bộ chuyển đổi chuyển điện năng (hay cơ năng, trong trường hợp tạo tiếng huýt chất lỏng) thành năng lượng âm thanh bằng việc rung động cơ học tại những tần số siêu âm (Povey và Mason 1998). Lee et al. (2003) giải thích rằng một bộ chuyển đổi được đính kèm với một máy phát điện sẽ tạo ra sự chuyển đổi , ví dụ, 20 kHz được chuyển từ điện năng của máy phát thành năng lượng siêu âm của cùng tần số bằng việc rung động tại 20.000 chu kỳ cơ học trong mỗi giây .
Povey và Mason (1998) tổng kết ba kiểu bộ chuyển đổi chính: dẫn động chất lỏng (liquiddriven), từ giảo (magnetostrictive), và áp điện (piezoelectric-pzt). Những bộ chuyển đổi được điều khiển bởi chất lỏng dựa trên năng lượng cơ học thuần túy để tạo ra siêu âm, nhưng những bộ chuyển đổi từ giảo và những bộ chuyển đổi áp điện chuyển đổi điện năng và từ tính thành cơ năng, năng lượng siêu âm. Trong khi việc tạo tiếng huýt trong chất lòng làm cho các quá trình trộn và đồng hóa diễn ra tốt hơn, ngày nay đa số thiết bị siêu âm năng lượng sử dụng những bộ chuyển đổi áp điện hay từ giảo ( Knorr et al., 2004; Povey và Mason, 1998).
Hình 2.3. Máy phát từ giảo (Magnetostrictive transducer)
Bộ chuyển đổi áp điện (pzt) là kiểu chung nhất và được sử dụng trong hầu hết những bộ xử lý và những bể phản ứng siêu âm và trích dẫn thường trong tài liệu tham khảo ( Aleixo et al., 2004; Gallego- Juárez et al., 2003;. Povey và Mason, 1998). Bộ phận biến đổi áp điện cũng có hiệu quả nhất, đạt được tốt hơn 95% hiệu suất, và nó được dựa trên một vật liệu ceramic trong suốt để đáp ứng năng lượng điện.
Hình 2.4. Máy phát điện áp (Piezoelectric transducer)
Tâm của máy phát điện áp là một hoặc hai đĩa mỏng làm từ vật liệu ceramic . Vật liệu ceramic này bị đè nén giữa hai khối kim loại (một bằng nhôm , một bằng thép) . Khi điện áp được đặt vào ceramic , ceramic sẽ giãn ra , phụ thuộc vào chiều phân cực , do những thay đổi trong cấu trúc lưới của nó . Chính sự dịch chuyển vật lý này làm cho sóng âm lan truyền vào bên trong dịch được xử lý .
Bộ phận phát (Emitter)
Mục đích của bộ phận phát là tỏa ra sóng siêu âm từ bộ chuyển đổi vào trong môi trường. Những máy phát cũng có thể hoàn thành vai trò của việc khuyếch đại những sự rung động siêu âm trong khi phát ra chúng. Hai dạng chính của những bộ phận phát là bộ phận phát dạng bể và bộ phận phát dạng thanh (ví dụ, những đầu dò); những máy phát dạng thanh thường được đính kèm một sonotrode (Povey và Mason, 1998).
Những bộ phận phát dạng bể thông thường gồm có một bể (tank) với một hoặc nhiều bộ chuyển đổi được gắn liền. Bể chứa mẫu cần xử lý và những bộ chuyển đổi tỏa ra siêu âm trực tiếp vào trong mẫu (Povey và Mason, 1998). Trong hệ thống dạng thanh , một thanh được gắn với bộ chuyển đổi đến bộ khuyếch đại tín hiệu và truyền vào cho mẫu . Đầu của thanh , thường được gắn riêng biệt được biết như là một sonotrode, phát ra sóng siêu âm vào trong mẫu . Hình dạng của thanh tạo nên độ lớn của sự khuếch đại . Do đó , cường độ phát ra siêu âm có thể được điều khiển bằng cách lựa chọn những thanh 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 .
Ví dụ về những hệ thống siêu âm trong chế biến thực phẩm
Nhiều ứng dụng trong thực phẩm với quy mô phòng thí nghiệm và quy mô công nghiệp sử dụng một hệ thống tích hợp được gọi là bộ xử lý siêu âm . Bộ xử lý siêu âm cũng được gọi là bộ phản ứng (ví dụ như “đầu dò phản ứng” hoặc “bể phản ứng”) nếu quá trình