El ultrasonido se refiere a una onda mecánica (frecuencia>20 kHz) que excede el rango auditivo del oído humano, y el tipo de frecuencia más alta (frecuencia>100 kHz) se llama ultrasonido de alta frecuencia. La frecuencia de los equipos ultrasónicos actuales generalmente está en el rango de 20 kHz a 10 MHz. Como tecnología avanzada de procesamiento de alimentos, el ultrasonido tiene las características de acción suave y gran pertinencia. Se utiliza ampliamente en la alimentación y otros campos y tiene grandes perspectivas de desarrollo.
Según la frecuencia y potencia de las ondas ultrasónicas, las ondas ultrasónicas se pueden dividir en dos categorías: ondas ultrasónicas de alta potencia y baja frecuencia y ondas ultrasónicas de baja potencia y alta frecuencia. Entre ellos, el ultrasonido de alta potencia y baja frecuencia (frecuencia entre 20 y 100 kHz) también se conoce como ultrasonido de potencia, que tiene una amplia gama de aplicaciones en el procesamiento de alimentos, como promover la emulsificación, destruir células, esterilizar y matar enzimas, ablandar la carne y modificar sustancias, etc. Los ultrasonidos de alta frecuencia y baja potencia (su frecuencia se concentra principalmente en 100 kHz a 10 MHz) no solo se utilizan en diagnóstico médico, sino que también se utilizan ampliamente en el análisis y seguimiento de las propiedades físicas y químicas de los alimentos, como dureza, madurez, azúcar, acidez, etc.
Las ondas ultrasónicas de alta frecuencia tienen efectos químicos y físicos diferentes a los de las ondas ultrasónicas de baja frecuencia y pueden generar una gran cantidad de radicales libres activos, provocando así la degradación y modificación de los polímeros. Cuando se aplican ondas ultrasónicas a la reacción de oxidación en una solución acuosa, las ondas ultrasónicas de alta frecuencia son más eficientes energéticamente que las ondas ultrasónicas de baja frecuencia. En determinadas condiciones, a medida que aumenta la frecuencia, aumenta la relación entre la potencia ultrasónica real y la potencia de entrada, es decir, aumenta la eficiencia de conversión y el ultrasonido de alta frecuencia puede lograr una mayor eficiencia sonoquímica.
El uso de esta propiedad del ultrasonido de alta frecuencia también puede degradar algunas sustancias nocivas residuales en las aguas residuales o en los envases de la industria alimentaria. Una gran cantidad de radicales libres activos generados por ultrasonidos de alta frecuencia pueden reaccionar con ingredientes alimentarios que se oxidan fácilmente y, hasta cierto punto, pueden mejorar las propiedades funcionales de determinados ingredientes alimentarios.
