V procesu řezání se často setkáváme s mnoha problémy, jako je přesnost řezání, stabilita fyzikálních vlastností konečného produktu, hladkost řezné plochy, obtížnost oddělení řezačky od materiálu a oddělení povrchu řezačky a materiálu při separaci Množství zbytkových materiálů v tvrdých zařízeních. Pokud nejsou jasné vlastnosti materiálů, je pro nás obtížné splnit výše uvedené požadavky.
Například u materiálů s vysokou tvrdostí, silnou křehkostí a silnou viskozitou je obtížné dokončit tradiční metodu řezání. S rostoucí nejistotou materiálů výrobků je obtížnost řezací práce stále obtížnější. Ultrazvukové řezání potravin je optimalizací tradičního řezání. Ultrazvukové krájení potravin nejen zvyšuje rychlost řezání, ale také přináší velký pokrok ve zlepšování struktury, tvaru a výkonu potravin.
Ačkoli u většiny produktů může ultrazvukové řezání potravin snížit řeznou sílu potřebnou pro proces řezání, ale u některých produktů se bere v úvahu také materiál. Obvykle je řezný faktor mezi 0,1-1,0. Pokud studujete makrostrukturu a mechanické vlastnosti potravin v procesu řezání, zvažte typy materiálů pro řezání potravin. Rozlišujte proto následující tři druhy materiálů.
1. Pro jednotné a hutné materiály, jako jsou potraviny s vysokým obsahem tuku, sýry atd. Tyto potraviny se vyznačují neporézní a kompaktní strukturou. Při tradičním procesu řezání často vzniká velké tření a velikost tření souvisí s viskozitou materiálu. Ultrazvukové řezání může snížit sílu interakce mezi frézou a materiálem během procesu řezání, čímž se zabrání plastické deformaci. Na druhé straně se také výrazně zvyšuje spotřeba energie této kompaktní a neporézní struktury během procesu řezání.
2. U porézních potravin, jako je chléb, koláče, marshmallows a další potraviny s podobnou strukturou, je jejich společným znakem houbovitá struktura s mnoha otvory. Navíc se velmi snadno stlačuje a deformuje. Pokud se použije tradiční řezný nástroj, může dosáhnout pouze části trhliny. Pokud bude dále řezán, bude zkroucený nebo zlomený. Pokud ale použijete řezání ultrazvukem, dosáhnete dobrých výsledků. Protože ultrazvukové řezání může snížit tření vznikající během procesu řezání, lze řeznou práci dokončit s malou řeznou silou. Nakonec je dosaženo čisté a hladké řezné plochy. Ve srovnání s řezáním hutných materiálů je vliv tření na proces řezání při řezání porézních materiálů relativně malý. Protože skutečná kontaktní plocha mezi frézou a materiálem při řezání je mnohem menší než geometrická plocha materiálu. Navíc v procesu vstupu nástroje do materiálu vyžaduje porézní materiál více energie než hustý materiál.
3. Živočišná a rostlinná tkáň jsou všechny ve tvaru buněk, s různými velikostmi nebo složením. Vzhledem k tvorbě mazacího filmu a jeho vysokému obsahu vody není třecí odolnost při řezání důležitá. Tuhost tuhých materiálů určuje řeznou sílu. U většiny rostlinných pletiv je potřebná řezná síla výrazně snížena ultrazvukovou excitací. Ale u tuhých vláknitých struktur (jako je masová tkáň) mohou nastat určité problémy. To vyžaduje polevu, předpětí nebo vaření, aby se struktura správně vytvrdila. Pomocí těchto úprav lze dosáhnout účelu snížení řezného odporu.
