Unter Ultraschall versteht man eine mechanische Welle (Frequenz > 20 kHz), die den Hörbereich des menschlichen Ohrs überschreitet, und der höhere Frequenztyp (Frequenz > 100 kHz) wird als Hochfrequenzultraschall bezeichnet. Die Frequenz aktueller Ultraschallgeräte liegt im Allgemeinen im Bereich von 20 kHz bis 10 MHz. Als fortschrittliche Lebensmittelverarbeitungstechnologie zeichnet sich Ultraschall durch eine milde Wirkung und eine starke Relevanz aus. Es wird häufig in der Lebensmittelindustrie und anderen Bereichen eingesetzt und hat große Entwicklungsaussichten.
Je nach Frequenz und Leistung der Ultraschallwellen können Ultraschallwellen in zwei Kategorien eingeteilt werden: niederfrequente Ultraschallwellen mit hoher Leistung und hochfrequente Ultraschallwellen mit geringer Leistung. Darunter wird Hochleistungs-Niederfrequenz-Ultraschall (Frequenz zwischen 20 und 100 kHz) auch als Leistungsultraschall bezeichnet, der ein breites Anwendungsspektrum in der Lebensmittelverarbeitung hat, wie z. B. die Förderung der Emulgierung, die Zerstörung von Zellen, die Sterilisation und Abtötung von Enzymen, das Weichmachen von Fleisch und die Substanzmodifikation usw. . Hochfrequenzultraschall mit geringer Leistung (seine Frequenz konzentriert sich hauptsächlich auf 100 kHz bis 10 MHz) wird nicht nur in der medizinischen Diagnose verwendet, sondern auch häufig bei der Analyse und Überwachung physikalischer und chemischer Eigenschaften von Lebensmitteln wie Härte, Reife, Zucker, Säuregehalt usw.
Hochfrequente Ultraschallwellen haben andere chemische und physikalische Wirkungen als niederfrequente Ultraschallwellen und können eine große Menge aktiver freier Radikale erzeugen, was zu einem Abbau und einer Veränderung von Polymeren führt. Wenn Ultraschallwellen auf die Oxidationsreaktion in einer wässrigen Lösung angewendet werden, sind hochfrequente Ultraschallwellen energieeffizienter als niederfrequente Ultraschallwellen. Unter bestimmten Bedingungen steigt mit steigender Frequenz das Verhältnis der tatsächlichen Ultraschallleistung zur Eingangsleistung, d. h. die Umwandlungseffizienz steigt und hochfrequenter Ultraschall kann eine höhere sonochemische Effizienz erreichen.
Durch die Nutzung dieser Eigenschaft des Hochfrequenz-Ultraschalls können auch einige Restschadstoffe im Abwasser oder in Verpackungen der Lebensmittelindustrie abgebaut werden. Eine große Anzahl aktiver freier Radikale, die durch Hochfrequenz-Ultraschall erzeugt werden, können mit leicht oxidierbaren Lebensmittelzutaten reagieren und bis zu einem gewissen Grad die funktionellen Eigenschaften bestimmter Lebensmittelzutaten verbessern.
