В процеса на рязане често се сблъскваме с много проблеми, като точността на рязане, стабилността на физическите свойства на крайния продукт, гладкостта на режещата повърхност, трудността при отделяне на режещия инструмент от материала и отделянето на режещата повърхност и материала по време на отделяне Количеството остатъчни материали в твърдите устройства. Когато характеристиките на материалите не са ясни, за нас е трудно да изпълним горните изисквания.
Например, за материали с висока твърдост, силна чупливост и силен вискозитет, традиционният метод на рязане е труден за завършване. Тъй като несигурността на материалите на продукта се увеличава, трудността при рязането става все по-трудна. Ултразвуковото рязане на храна е оптимизация на традиционното рязане. Ултразвуковото нарязване на храни не само увеличава скоростта на рязане, но също така постига голям напредък в подобряването на структурата, формата и производителността на храната.
Въпреки че за повечето продукти ултразвуковото рязане на храни може да намали силата на рязане, необходима за процеса на рязане, но за някои продукти се взема предвид и материалът. Обикновено коефициентът на рязане е между 0,1-1,0. Ако изучавате макроструктурата и механичните свойства на храната в процеса на рязане, помислете за видовете материали за рязане на храна. Затова разграничете следните три вида материали.
1. За еднородни и плътни материали, като храни с високо съдържание на мазнини, сирене и др. Тези храни се характеризират с непореста и компактна структура. При традиционния процес на рязане често се генерира голямо триене, а големината на триенето е свързана с вискозитета на материала. Ултразвуковото рязане може да намали силата на взаимодействие между ножа и материала по време на процеса на рязане, като по този начин се избягва пластичната деформация. От друга страна, консумацията на енергия на тази компактна и непореста структура по време на процеса на рязане също се увеличава значително.
2. За порести храни, като хляб, сладкиши, блатове и други храни с подобни структури, общата им характеристика е гъбеста структура с много дупки. Освен това е много лесно да се компресира и деформира. Ако се използва традиционният режещ инструмент, той може да достигне само част от пукнатината. Ако бъде допълнително нарязан, той ще бъде усукан или счупен. Но ако използвате ултразвуково рязане, ще постигнете добри резултати. Тъй като ултразвуковото рязане може да намали триенето, генерирано по време на процеса на рязане, работата по рязане може да бъде завършена с малка сила на рязане. Накрая се постига чиста и гладка режеща повърхност. В сравнение с рязането на плътни материали, въздействието на триенето върху процеса на рязане по време на рязане на порести материали е сравнително малко. Тъй като действителната контактна площ между ножа и материала по време на рязане е много по-малка от геометричната площ на материала. В допълнение, в процеса на навлизане на инструмента в материала, порестият материал изисква повече енергия от плътния материал.
3. Всички животински и растителни тъкани имат клетъчна форма, с различни размери или състав. Поради образуването на смазващ филм и високото съдържание на вода, устойчивостта на триене не е важна по време на рязане. Твърдостта на твърдите материали определя силата на рязане. За повечето растителни тъкани необходимата сила на рязане е значително намалена чрез ултразвуково възбуждане. Но за здрави нишковидни структури (като месна тъкан) могат да възникнат някои проблеми. Това изисква замръзване, предварително напрягане или варене, за да се втвърди правилно конструкцията. С тези обработки може да се постигне целта за намаляване на съпротивлението при рязане.
