Sử dụng sóng siêu âm trích ly polysaccharide

LỜI MỞ ĐẦU Hơn một nửa dân số trên thế giới trồng và sử dụng cây thương thực như là nguồn lượng thực chủ đạo như: cây lúa, cây lúa mì, đại mạch….Những thông tin khoa học gần đây đã nghiên cứu và phát hiện lạo giống cây lương thực này là chìa khóa trong việc phát triển thực phẩm (Mutisya và cộng sự 2009). Polysaccharide và lignin được xem là những thành phần chính có trong cây lương thực được xem là những thành phần chính và quan trọng trong việc cải thiện sức khỏe (Yang và cộng sự 2008a) như: đẩy mạnh sự trao đổi chất, xoa dịu thần kinh, loại bỏ chứng mất ngủ…(Yang và cộng sự 2008b; 2009). Polysaccharide trích ly từ nguồn động vật và thực vật được biết như là nguồn phụ gia tự nhiên cho nhiều ngành công nghiệp, đặc biệt là thực phẩm và dược phẩm (Forabosco và cộng sự 2006). Polysaccharide giữ vai trò quan trọng trong sinh trưởng và phát triển của thế bào và được nghiên cứu nhiều trong những năm gần đây do có những được tính sinh học (Schepetkin và Quinn 2006). Rất ít báo cáo khoa học thực phẩm về trích ly polysaccharide có trong cây lương thực, một trong những lý do là thiếu công nghệ và phương pháp, phương pháp trích ly truyền thống bằng hơi nước, bằng dung môi…thường không mang lại hiệu quả cao, tốn chi phí năng lượng do trích ly ở nhiệt độ cao, thời gian dài hiệu suất thấp (Li và cộng sự 2007). Do những hạn chế đó, có một nhu cầu cho một phương pháp tốt hơn mà hiệu quả để phá vỡ các liên kết trong một thời gian ngắn và thu được nhiều polysaccharide. Năng lượng siêu âm đã cho thấy một xu hướng triển vọng để đạt được mục tiêu này Sóng siêu âm là ứng dụng của các sóng âm thanh tần số và cường độ cao (khoảng 20-100 kHz) để truyền qua chất lỏng hoặc khí. Tác động chủ yếu của sóng siêu âm là truyền và tương tác làm thay đổi tính chất vật lý và hóa học của vật liệu do tác dụng xâm thực .Xâm thực gây ra cục bộ ở nhiệt độ cao và áp lực cao, kết quả tạo ra nhiều gốc tự do, chẳng hạn như OH-, H +, và H2O2, do đó tăng cường các phản ứng hóa học. Hiệu ứng của siêu âm giúp tăng cường sự xâm nhập của các dung môi và nhiệt vào tế bào nguyên liệu do đó cải thiện tốt khả năng truyền khối. Sóng siêu âm cũng có tác dụng trong sự phá vỡ các thành tế bào sinh học để tạo thuận lợi cho việc giải phóng dịch cần trích ly. PHẦN 1: GIỚI THIỆU 1.1. Polysaccharide và ứng dụng Polysaccharide là các gluxit phức với phân  tử  rất  lớn gồm  nhiều  đơn  vị monosaccharide liên kết với nhau tạo nên. Polysaccharide không có vị ngọt như monosaccharide hay disaccharide, không tan trong nước mà chỉ tạo dung dịch keo. Đây là nhóm chất hữu cơ phổ biến và có khối lượng lớn nhất trên trái đất. Polysaccharid rất đa dạng về chủng loại. Trong cơ thể sinh vật có rất nhiều  loại polysaccharide  khác  nhau,  trong  đó  phổ  biến  nhất  là  tinh  bột,  glycogen, cellulose. 1.1.1. Tinh bột Tinh bột là chất dự trữ rất phổ biến ở thực vật. Có nhiều trong các mô dự trữ như hạt,  củ.  Tinh  bột  không  phải  là  đơn  chất  mà  là  hỗn  hợp  các  chuỗi  thẳng  các phân  tử amylose và chuỗi phân nhánh là amilopectin. Tỷ lệ 2 nhóm chất này trong tinh bột quyết định các tính chất lý - hoá của chúng, quyết định chất lượng của chúng (độ dẻo, độ nở ...) * Amylose:  Amylose  là  polysaccharide  được  tạo  nên  từ  các  phân  tử  α.D.glucose. Các  α.D.glucose  liên  kết  với  nhau  bằng  liên  kết  (1α  -  4)  glucozid  tạo  nên  chuỗi polysaccharide. Mỗi liên kết glucozit được tạo ra sẽ loại một phân tử H2O. Do chỉ có loại liên  kết (1α - 4) glucozid cấu tạo  nên  amylose  nên  phân  tử amylose  có  cấu  trúc  mạch thẳng. Hình 1: Mạch amylose Amylose được tạo ra từ 5000 - 1000 phân tử α.D.glucose (có khi chỉ khoảng 250 - 300 phân  tử).  Chuỗi  phân  tử glucose  xoắn lại với nhau theo hình xoắn  lò  xo.  Sự hình thành dạng xoắn do hình thành các liên kết hyđro giữa các glucose tạo ra. Mỗi vòng xoắn có 6 đơn vị glucose và được duy trì bởi liên kết hyđro với các vòng xoắn kề bên.Khoảng không gian giữa các xoắn có kích thước phù hợp cho một số phân tử khác liên kết vào, ví dụ như iod. Khi phân tử iod liên kết vào vòng xoắn sẽ làm cho các phân tử glucose thay đổi vị trí chút ít và tạo nên phức màu xanh đặc trưng. Dạng xoắn của amylose chỉ tạo thành trong dung dịch ở nhiệt độ thường. Khi ở nhiệt độ cao chuỗi xoắn sẽ bị duỗi thẳng ra và không có khả năng liên kết với các phân tử khác. * Amylopectin: Amylopectin có cấu tạo phức tạp hơn. Tham gia cấu tạo amylopectin có khoảng 500.000 đến 1 triệu phân tử α-D-glucose liên kết với nhau. Trong amylopectin có 2 loại liên kết: - Liên kết α (1 - 4) glucozid tạo mạch thẳng. - Liên kết α (1- 6) glucozid tạo mạch nhánh. Hình 2: Mạch amylopectin Cứ khoảng 24 - 30 đơn vị glucose trên mạch sẽ có một liên kết α (1 - 6) glucozid để tạo mạch nhánh. Trên mạch nhánh cấp 1 lại hình thành mạch nhánh cấp 2, cứ như vậy phân tử amylopectin phân nhánh nhiều cấp rất phức tạp.Trong tinh bột tỷ lệ amylopectin chiếm khoảng 80%, còn amylose chiếm 20%. Tỷ lệ này thay đổi ở các nhóm sinh vật khác nhau.Tinh bột là nguyên liệu dự trữ trong thực vật. Đây là dạng dự trữ thích hợp nhất vì tinh bột không có khả năng thấm qua màng tế bào nên không thể thất thoát ra khỏi tế bào. 1.1.2. Glycogen Glycogen là polysaccharide dự trữ ở động vật, đó là tinh bột ở động vật. Cấu trúc của glycogen giống tinh bột nhưng mức độ phân nhánh nhiều hơn ở tinh bột, cứ khoảng 8 - 12 đơn vị glucose đă có một liên kết α (1 - 6) glucozid để tạo nhánh mới. Ở động vật và người, glucogen được dự trữ chủ yếu ở gan. Sự phân huỷ và tổng hợp glycogen được hệ thống các hoocmon điểu khiển một cách chặt chẽ để điều hoà sự ổn định lượng glucose trong máu luôn là hằng số 1%. 1.1.3. Cellulose Trong các hợp chất hữu cơ có trong cơ thể sinh vật thì cellulose có tỷ lệ cao hơn cả. Nó là thành phần chính của thành tế bào thực vật. Cũng  như  amylose, amylopectin, cellulose  là  chất  trùng  hợp  từ  nhiều  đơn phân. Thành phần đơn phân của cellulose là β-D-glucose. Các phân tử β-D-glucose liên kết với nhau bằng liên kết β (1 - 4) glucozid thay nhau 1 "sấp" và 1 "ngửa". Sự thay đổi về thành phần và cấu tạo này dẫn đến sự khác biệt về tính chất giữa cellulose và amylose. Phân tử cellulose không cuộn xoắn như amylose mà chỉ có cấu trúc dạng mạch thẳng. Cấu trúc này tạo điều kiện hình thành các liên kết hyđro giữa các phân tử cellulose nằm song song với nhau, tạo nên cấu trúc màng cellulose và vi sợi (micro fibrin) trong cấu trúc màng cellulose của tế bào thực vật. Các sợi này không tan trong nước, rất bền về cơ học nên tạo nên lớp màng cellulose bền chắc. Hình 3 : Cấu trúc liên kết β (1 - 4) glucozid 1.2 Sóng siêu âm 1.2.1. Định nghĩa Siêu âm (ultrasound) 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). Ngoài ra, sóng siêu âm có bản chất là sóng dọc (longitudinal wave) hay sóng nén (compression wave), nghĩa là trong trường siêu âm các phần tử dao động theo phương cùng với phương truyền của sóng. Hinh 4: Phân loại các loại sóng theo tần số 1.2.2. Bản chất của sóng âm Các môi trường chất đàn hồi (khí, lỏng hay rắn) có thể coi như là những môi trường liên tục gồm những phần tử liên kết chặt chẽ với nhau. Lúc bình thường, mỗi phần tử có một vị trí cân bằng bền. Nếu tác động một lực lên một phần tử A nào đó bên trong môi trường này, nó sẽ rời khỏi vị trí cân bằng bền. Do tương tác tạo nên bởi các mối liên kết với các phần tử  bên cạnh, một mặt phần tử A bị kéo về vị trí cân bằng, một mặt nó cũng chịu tác dụng bởi lực tác động nên phần tử A sẽ di chuyển qua – lại quanh vị trí cân bằng, có nghĩa là phần tử A thực hiện chuyển động dưới dạng dao động. Hiện tượng này tiếp tục xảy ra đối với các phần tử  khác của môi trường. Dạng dao động cơ, có tính chất lặp đi lặp lại, lan truyền trong môi trường đàn hồi được gọi là sóng đàn hồi hay sóng cơ, nói một cách khác, sóng là một hiện tượng vật lý trong đó năng lượng được dẫn truyền dưới dạng dao động của các phần tử vật chất của môi trường truyền sóng. Về bản chất, sóng âm là sóng cơ học, do đó nó tuân theo mọi quy luật đối với sóng cơ, có thể tạo ra sóng âm bằng cách tác động một lực cơ học vào môi trường truyền âm. Vd 1: Tác động một lực làm rung lên âm thoa, gây ra cho các phân tử trong không khí bị nén lại hay dãn ra tùy theo hướng chuyển động của âm thoa, phân tử đầu tiên bị tác động sẽ ảnh hưởng đến phân tử kế tiếp . . . và cứ thế mà có sự lan truyền sóng ra mọi hướng (và cũng nhờ thế mà tai người ở bất kỳ vị trí nào xung quanh âm thoa đều nghe được âm vang của âm thoa). Hiện tượng này tương tự như khi ta thả một viên sỏi vào giữa lòng hồ đang lặng sóng, viên sỏi sẽ tạo ra những gợn sóng có hình dạng các vòng tròn đồng tâm lan tỏa ra xung quanh mà tâm của chúng là vị trí mà viên sỏi rơi xuống hồ nước. Vd 2: Đánh vào mặt trống; tác động dòng điện làm rung màng loa; đạn bay trong không khí. 1.2.3. Các đại lượng đặc trưng của sóng Hình bên dưới là hình biểu diễn của sóng, nó là một tập hợp của các lần nén và dãn thay đổi tuần tự theo dạng hình sin, trong đó các đỉnh sóng thể hiện áp lực cao nhất còn các đáy sóng thể hiện áp lực thấp nhất. Hình 5: Đồ thị biểu diễn dao động của sóng âm Các đại lượng đặc trưng của sóng bao gồm: Chu kỳ T = (s) là khoảng thời gian mà sóng thực hiện một lần nén và một lần dãn. Tần số f = (Hz) là số chu kỳ thực hiện được trong 1 giây. Vận tốc truyền của sóng âm là quãng đường mà sóng âm truyền được sau một đơn vị thời gian Độ dài bước sóng λ = (μm): là quãng đường mà sóng truyền được sau khoảng thời gian bằng 1 chu kỳ (λ = v.T = v/f). Trên hình vẽ, ta thấy bước sóng λ là khoảng cách giữa hai đỉnh hoặc hai đáy nằm kế nhau. 1.2.4. Phân loại sóng âm Phân loại theo phương dao động: dựa vào cách truyền sóng, người ta chia sóng cơ ra làm hai loại: sóng dọc và sóng ngang. Sóng ngang là sóng mà phương dao động của các phần tử của môi trường vuông góc với tia sóng. Sóng ngang xuất hiện trong các môi trường có tính đàn hồi về hình dạng. Tính chất này chỉ có ở vật rắn. Sóng dọc là sóng mà phương dao động của các phần tử môi trường trùng với tia sóng. Sóng dọc xuất hiện trong cá môi trường chịu biến dạng về thể tích, do đó nó truyền được trong các vật rắn cũng như trong môi trường lỏng và khí. Sóng siêu âm ứng dụng trong siêu âm chẩn đoán thuộc loại sóng dọc. Phân loại theo tần số: sóng âm được chia theo dải tần số thành 3 vùng chính. Sóng âm tần số cực thấp, hay còn gọi là sóng hạ âm (Infrasound): f < 16 Hz. Ví dụ: sóng địa chấn. Sóng âm tần số nghe thấy được (Audible sound): f= 16 Hz – 20 kHz Sóng siêu âm (Ultrasound): f > 20kHz Các nguồn sóng siêu âm có trong tự nhiên: Dơi, một vài loài cá biển phát sóng siêu âm để định hướng … Nói chung các sóng này nằm trong vùng tần số  20 – 100 kHz. Sóng siêu âm ứng dụng trong y học có tần số từ 700 KHz đến 50 MHz trong đó siêu âm chẩn đoán sử dụng các tần số từ 2 MHz đến 50 MHz. 1.2.5. Phạm vi ứng dụng Siêu âm là một lĩnh vực đang được nghiên cứu và có tiềm năng phát triển trong ngành công nghệ thực phẩm. Sóng siêu âm có tần số từ 20kHz đến trên 25MHz thường được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực. Có 2 lĩnh vực được ứng dụng chính trong công nghiệp thực phẩm: Tần số cao và năng lượng thấp: siêu âm chuẩn đoán, trong khoảng tần số MHz. Phần này được sử dụng như một kỹ thuật phân tích đảm bảo chất lượng, qui trình điều khiển và kiểm tra không làm phá huỷ cấu trúc, điều này được ứng dụng trong xác định tính chất thực phẩm, đo tốc độ dòng chảy, kiểm tra bao gói thực phẩm…( Floros & Liang, 1994; McClements,1995; Mason, Paniwnyk & Lorimer, 1996; Mason1998). Tần số thấp và siêu âm năng lượng cao: Phần này được ứng dụng rộng rãi như một quy 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 … (Floros & Liang, 1994;Gennano et al.,1999; Mason,1998; Mason et al.,1996; McClements,1995). Bảng 1 : Mội vài ứng dụng của sóng siêu âm trong công nghệ thực phẩm Ứng dụng các hiệu ứng cơ học Ứng dụng hiệu ứng hóa học và hóa sinh Quá trình kết tinh chất béo, đường… Bài khí Phá bọt Trích ly các chất thơm Hỗ trợ lọc và sấy tách ẩm Lạnh đông Khuấy trộn và đồng hóa Kết tụ các hạt bụi lơ lửng Làm mềm thịt Diệt khuẩn Xử lý dòng chảy (nước thải) Điều chỉnh sự sinh trưởng của tế bào sống Biến đổi hoạt tính enzyme Tiệt trùng thiết bị trong công nghiệp 1.2.5.1. Bảo quản thực phẩm Vô hoạt vi sinh vật Công nghiệp chế biến thực phẩm thường tập trung chủ yếu vào quá trình vô hoạt (inactivation) hoặc tiêu diệt các vi sinh vật và enzyme nhằm mục đích kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm. Rất nhiều phương pháp vật lý được áp dụng vào mục đích này, trong đó phương pháp dùng nhiệt độ cao là phổ biến và hiệu quả tiêu diệt vi sinh vật cao nhất. Thế nhưng việc sử dụng nhiệt độ cao có thể gây ra một số biến đổi bất lợi đối với sản phẩm như làm thất thoát một số chất dinh dưỡng và làm giảm các tính chất cảm quan của thực phẩm. Do đó, yêu cầu đặt ra cho các nhà nghiên cứu kỹ thuật thực phẩm là tìm ra các giải pháp mới, các phương pháp vật lý khác để thay thế hoặc hỗ trợ một phần phương pháp nhiệt trong quá trình thanh trùng và tiệt trùng sản phẩm. Quá trình siêu âm kết hợp với áp suất (manosonication-MS) được thực hiện bởi một số tác giả như Sala và cộng sự (1995), Manas và cộng sự (2000) trên các đối tượng vi sinh vật gây bệnh cũng cho thấy những kết quả rất khả quan. Các nghiên cứu này cho thấy tại nhiệt độ thường quá trình xử lý siêu âm không hiệu quả với L. monocytogenes (với thời gian chết nhiệt là D = 4.3 phút). Bằng phương pháp siêu âm kết hợp với áp suất (MS), giá trị D của vi khuẩn này giảm xuống còn 1.5 phút. Khi gia nhiệt đến 50oC, hiệu quả của quá trình xử lý không đáng kể nhưng ở nhiệt độ cao hơn thì hiệu quả xử lý lại tốt hơn rất nhiều. Một điểm đáng lưu ý đối với kỹ thuật siêu âm so với kỹ thuật thanh trùng nhiệt truyền thống là ở phương pháp nhiệt, khả năng và cơ chế đề kháng của vi khuẩn là yếu tố quan trọng cần được quan tâm trong quá trình xử lý. Nhưng với kỹ thuật MTS và MS, khả năng đề kháng nhiệt của vi khuẩn hầu như không có. Do đó, kỹ thuật này mang lại nhiều triển vọng hơn bởi hiệu quả xử lý của nó không phụ thuộc vào điều kiện xử lý và khả năng chống chịu nhiệt của vi khuẩn trong thực phẩm so với quá trình nhiệt. Bên cạnh đó, nghiên cứu của Pagan và cộng sự (1999) cho thấy rằng sự tổn thương của tế bào bởi nhiệt độ là thuận nghịch nhưng tổn thương gây ra bởi quá trình xử lý MTS là bất thuận nghịch. Khuấy trộn, đồng hóa và nhũ hóa Phương pháp sử dụng sóng siêu âm cường độ cao là một phương pháp hiệu quả trong việc khuấy trộn các phần tử nhỏ, tăng khả năng truyền khối. Cơ chế và phương pháp tác động của sóng siêu âm được Penn và cộng sự (1959) giải thích rằng sóng siêu âm và sự hỗ trợ của máy khuấy nhỏ sẽ tạo bọt gần bề mặt của chất rắn có thể giảm lớp biên truyền khối và do đó làm tăng sự truyền khối. Cơ chế quá trình tạo nhũ tương: Khi tác dụng sóng siêu âm vào chất lỏng, sự tạo ra lỗ trống xuất hiện khi áp suất của sóng đạt đến một giá trị xác định tối thiểu nào đó, giá trị này được gọi là ngưỡng tạo lỗ trống. Trong hệ thống dầu/nước, quá trình nhũ hóa xảy ra khi đạt đến mức ngưỡng này. Sóng siêu âm có thể cung cấp một năng lượng đủ cho việc hình thành bề mặt mới, vì thế nó có thể làm cho quá trình nhũ hóa xảy ra ngay cả khi không dùng chất nhũ hóa. Nếu bong bóng bị vỡ ra gần lớp biên của 2 chất lỏng không tan lẫn thì sóng va chạm được tạo ra có thể cung cấp sự đảo trộn các lớp rất hiệu quả (Mason, 1996). Với sự hỗ trợ của sóng siêu âm, kích thước hạt nhũ tương sẽ nhỏ hơn rất nhiều so với kích thước đạt được bởi quá trình khuấy trộn cơ học ở cùng điều kiện. Do đó, hệ nhũ tương được tạo thành bằng phương pháp này thường ổn định hơn so với những phương pháp thông thường. Bên cạnh đó, khi đạt kích thước như vậy thì quá trình nhũ hóa thường đòi hỏi ít hoặc có thể không cần chất hoạt động bề mặt. Quá trình phá bọt Trong một số trường hợp, sự tạo bọt được xem là quá trình không mong muốn trong chế biến thực phẩm ví dụ như bọt sinh ra trong quá trình lên men có thể làm giảm năng suất bồn lên men, gây tạp nhiễm, gây trở ngại cho các quá trình ”downstream” sau này. Do đó, việc loại bọt hay phá bọt là yêu cầu rất cần thiết trong quá trình chế biến. Có rất nhiều phương pháp phá vỡ hệ bọt như các phương pháp hóa học (dùng chất phá bọt) và phương pháp cơ học (thay đổi áp suất nhanh, dùng lực cắt, lực nén, lực ép, lực hút và lực ly tâm). Việc dùng sóng siêu âm cường độ cao cũng được xem là phương pháp phá bọt hiệu quả và sạch bởi vì nó không tác động trực tiếp vào chất lỏng. Cơ chế phá bọt của sóng siêu âm được giải thích như sau: - Chân không được tạo nên trên bề mặt bọt bởi áp suất âm thanh cao, - Sự va chạm của các dao động áp suất trên bề mặt bọt, - Sự cộng hưởng của các bong bóng bọt tạo nên sự ma sát làm nhập các bóng bọt với nhau, - Quá trình tạo lỗ hổng (cavitation) bởi sóng siêu âm, - Sự tán nhỏ hay sự phun từ bề mặt màng chất lỏng, - Dòng chảy âm (ascoustic streaming) (Boucher và Weiner, 1963; Gallego 1999). Quá trình lọc và phân riêng bằng membrane Thông thường, các loại màng lọc được sử dụng từ các dạng màng lọc đơn giản đến các loại màng membrane kích thước rất nhỏ đóng vai trò như là vách ngăn chỉ cho phép các hạt có một kích cỡ nhất định đi qua. Nhưng các phương pháp lọc truyền thống thường gặp phải hiện tượng fouling gây tắt màng lọc kết quả phải thay thường xuyên và vệ sinh liên tục. Có 2 đặc trưng của tác dụng của sóng siêu âm mà qua đó ta có thể cải thiện kỹ thuật lọc: - Sóng siêu âm sẽ làm kết tụ các hạt mịn (lọc nhanh hơn), - Sóng siêu âm sẽ cung cấp một động năng (gây chuyển động rung) cho hệ thống để giữ các hệ huyền phù và vì vậy cho phép ta tách ra chất hòa tan. Ảnh hưởng tác động của các tác dụng này được dùng để xử lý trong lọc chân không của công nghiệp pha trộn như bùn than đá mà không cần tốn nhiều thời gian và việc xử lý khó khăn. Ứng dụng của sóng siêu âm trong quá trình lọc (hay còn gọi là lọc “acousti”) hàm lượng ẩm trong hỗn hợp có thể giảm nhanh chóng từ 50% xuống còn 25%, ngược lại cách làm truyền thống chỉ có thể làm giảm xuống còn 40%. Ngoài ra, quá trình siêu âm cũng góp phần làm giảm độ nhớt dịch lọc giúp làm tăng lưu lượng dòng permeat. Đối với quá trình phân riêng bằng membrane, xử lý sóng siêu âm tập trung vào việc làm sạch bề mặt màng membrane và giảm hiện tượng fouling. Tắc nghẽn màng membrane được biểu hiện bằng việc giảm đáng kể lưu lượng dòng permeate do sự bít kín và sự hấp phụ của các đại phân tử bị giữ lại trên bề mặt membrane. Bên cạnh các kỹ thuật làm sạch membrane bằng phương pháp thủy lực, cơ khí và hóa học, làm sạch bằng sóng siêu âm giải quyết rất tốt vấn đề nghẽn màng và phục hồi đáng kể lưu lượng dòng permeate trong quá trình xử lý membrane. Một số tác giả đã thử nghiệm sóng siêu âm trong việc khắc phục tình trạng tắt nghẽn màng và thu được một số kết quả khả quan. Việc sử dụng tia nước không đều kết hợp dòng chảy rung động (tạo bởi siêu âm) đã giúp vượt qua sự giảm tốc độ dòng permeat của membrane (Kobayashi và cộng sự, 2003). Trong những quá trình này, sóng siêu âm gây ra những chỗ gãy tại liên kết chặt chẽ giữa cặn bẩn và membrane trong thời gian xử lý ngắn. Ngoài ra, để giảm hiện tượng nghẹt màng của các membrane polysufone và polyacrylonitrile trong quá trình siêu lọc và vi lọc, có thể khắc phục bằng cách dùng sóng siêu âm. Theo nghiên cứu, siêu âm ở tần số 28 kHz, 45 kHz và 100 kHz có hiệu quả đến việc giảm nghẹt màng. Với phương pháp này, năng lượng sóng siêu âm được điều khiển gần màng bẩn bằng kỹ thuật phản xạ (Latt và cộng sự, 2006). Quá trình sấy Quá trình sấy kết hợp sóng siêu âm có thể tiến hành ở nhiệt độ thấp hơn những phương pháp truyền thống, điều này làm giảm khả năng gây oxi hóa và hư hỏng nguyên liệu bởi các phản ứng hóa học ở nhiệt độ cao. Khi dòng sóng siêu âm có cường độ cao tác động đến vật liệu cần sấy, nó di chuyển xuyên suốt môi trường rắn tạo ra một loạt các quá trình nén và dãn nhanh và liên tục, tương tự như một miếng xốp cao su khi nó bị bóp và thả r