في عملية القطع، نواجه في كثير من الأحيان العديد من المشاكل، مثل دقة القطع، وثبات الخصائص الفيزيائية للمنتج النهائي، ونعومة سطح القطع، وصعوبة فصل القاطع عن المادة، وفصل سطح القاطع والمادة أثناء فصل كمية المواد المتبقية في الأجهزة الصلبة. عندما تكون خصائص المواد غير واضحة، فمن الصعب علينا تلبية المتطلبات المذكورة أعلاه.
على سبيل المثال، بالنسبة للمواد ذات الصلابة العالية والهشاشة القوية واللزوجة القوية، يصعب إكمال طريقة القطع التقليدية. مع زيادة عدم اليقين بشأن مواد المنتج، تصبح صعوبة قطع العمل أكثر صعوبة. قطع الطعام بالموجات فوق الصوتية هو تحسين القطع التقليدي. لا يؤدي تقطيع الطعام بالموجات فوق الصوتية إلى زيادة سرعة القطع فحسب، بل يحقق أيضًا تقدمًا كبيرًا في تحسين هيكل الطعام وشكله وأدائه.
على الرغم من أنه بالنسبة لمعظم المنتجات، فإن قطع الطعام بالموجات فوق الصوتية يمكن أن يقلل من قوة القطع المطلوبة لعملية القطع، ولكن بالنسبة لبعض المنتجات، يتم أخذ المادة أيضًا في الاعتبار. عادة ما يكون عامل القطع بين 0.1-1.0. إذا قمت بدراسة البنية الكلية والخصائص الميكانيكية للأغذية في عملية القطع، ففكر في أنواع المواد اللازمة لتقطيع الطعام. ولذلك، التمييز بين الأنواع الثلاثة التالية من المواد.
1. للمواد الموحدة والكثيفة، مثل الأطعمة الغنية بالدهون والجبن وغيرها. وتتميز هذه الأطعمة ببنية مدمجة وغير مسامية. في عملية القطع التقليدية، غالبًا ما يتم توليد الكثير من الاحتكاك، ويرتبط حجم الاحتكاك بلزوجة المادة. القطع بالموجات فوق الصوتية يمكن أن يقلل من قوة التفاعل بين القاطع والمادة أثناء عملية القطع، وبالتالي تجنب تشوه البلاستيك. من ناحية أخرى، فإن استهلاك الطاقة لهذا الهيكل المدمج وغير المسامي أثناء عملية القطع يزداد أيضًا بشكل ملحوظ.
2. بالنسبة للأطعمة المسامية، مثل الخبز والكعك والمارشميلو وغيرها من الأطعمة ذات الهياكل المماثلة، فإن سمتها المشتركة هي هيكل يشبه الإسفنج متعدد الفتحات. علاوة على ذلك، فمن السهل جدًا أن يتم ضغطها وتشويهها. إذا تم استخدام أداة القطع التقليدية، فإنها يمكن أن تصل فقط إلى جزء من الشق. إذا تم قطعه مرة أخرى، فسوف يلتوي أو ينكسر. ولكن إذا كنت تستخدم القطع بالموجات فوق الصوتية، فسوف تحقق نتائج جيدة. نظرًا لأن القطع بالموجات فوق الصوتية يمكن أن يقلل الاحتكاك الناتج أثناء عملية القطع، فيمكن إكمال عمل القطع بقوة قطع صغيرة. وأخيرا، يتم تحقيق سطح قطع أنيق وسلس. بالمقارنة مع قطع المواد الكثيفة، فإن تأثير الاحتكاك على عملية القطع أثناء قطع المواد المسامية يكون صغيرًا نسبيًا. لأن منطقة الاتصال الفعلية بين القاطع والمادة أثناء القطع أصغر بكثير من المساحة الهندسية للمادة. بالإضافة إلى ذلك، أثناء عملية دخول الأداة إلى المادة، تتطلب المادة المسامية طاقة أكبر من المادة الكثيفة.
3. تكون الأنسجة الحيوانية والنباتية جميعها على شكل خلايا، وتختلف في أحجامها وتركيباتها. نظرًا لتكوين طبقة تشحيم ومحتواها العالي من الماء، فإن مقاومة الاحتكاك ليست مهمة أثناء القطع. تحدد صلابة المواد الصلبة قوة القطع. بالنسبة لمعظم الأنسجة النباتية، يتم تقليل قوة القطع المطلوبة بشكل كبير عن طريق الإثارة بالموجات فوق الصوتية. ولكن بالنسبة للهياكل الخيطية الصلبة (مثل أنسجة اللحم)، قد تنشأ بعض المشاكل. وهذا يتطلب صقيعًا أو إجهادًا مسبقًا أو طهيًا لعلاج الهيكل بشكل صحيح. مع هذه المعالجات، يمكن تحقيق هدف تقليل مقاومة القطع.
