U procesu rezanja često se susrećemo s brojnim problemima kao što su točnost rezanja, stabilnost fizikalnih svojstava konačnog proizvoda, glatkoća rezne površine, teškoće odvajanja rezne površine od materijala, te odvajanje rezne površine i materijala tijekom separacije, količina zaostalih materijala u tvrdim uređajima. Kada karakteristike materijala nisu jasne, teško nam je ispuniti gore navedene zahtjeve.
Na primjer, za materijale visoke tvrdoće, jake lomljivosti i jake viskoznosti, tradicionalnu metodu rezanja je teško dovršiti. Kako se nesigurnost materijala proizvoda povećava, poteškoće pri rezanju postaju sve teže. Ultrazvučno rezanje hrane je optimizacija tradicionalnog rezanja. Ultrazvučno rezanje hrane ne samo da povećava brzinu rezanja, već također čini veliki napredak u poboljšanju strukture, oblika i performansi hrane.
Iako za većinu proizvoda ultrazvučno rezanje hrane može smanjiti silu rezanja potrebnu za proces rezanja, za neke se proizvode uzima u obzir i materijal. Obično je faktor rezanja između 0,1-1,0. Ako proučavate makrostrukturu i mehanička svojstva hrane u procesu rezanja, razmotrite vrste materijala za rezanje hrane. Stoga razlikujemo sljedeće tri vrste materijala.
1. Za jednolike i guste materijale, kao što je hrana s visokim udjelom masti, sir, itd. Ovu hranu karakterizira neporozna i kompaktna struktura. U tradicionalnom procesu rezanja često se stvara veliko trenje, a veličina trenja povezana je s viskoznošću materijala. Ultrazvučno rezanje može smanjiti silu interakcije između rezača i materijala tijekom procesa rezanja, čime se izbjegava plastična deformacija. S druge strane, potrošnja energije ove kompaktne i neporozne strukture tijekom procesa rezanja također se značajno povećava.
2. Za poroznu hranu, poput kruha, kolača, marshmallowa i druge hrane slične strukture, zajedničko im je obilježje spužvasta struktura s više rupa. Štoviše, vrlo ga je lako stisnuti i deformirati. Ako se koristi tradicionalni alat za rezanje, može dosegnuti samo dio pukotine. Ako se dalje reže, bit će uvrnuto ili slomljeno. Ali ako koristite ultrazvučno rezanje, postići ćete dobre rezultate. Budući da ultrazvučno rezanje može smanjiti trenje koje nastaje tijekom procesa rezanja, rad na rezanju može se završiti s malom silom rezanja. Na kraju se postiže uredna i glatka rezna površina. U usporedbi s rezanjem gustih materijala, utjecaj trenja na proces rezanja tijekom rezanja poroznih materijala je relativno mali. Budući da je stvarna kontaktna površina između rezača i materijala tijekom rezanja mnogo manja od geometrijske površine materijala. Osim toga, u procesu ulaska alata u materijal, porozni materijal zahtijeva više energije nego gusti materijal.
3. Sva životinjska i biljna tkiva imaju oblik stanica, različitih veličina ili sastava. Zbog stvaranja mazivog filma i visokog sadržaja vode, otpor trenja nije važan tijekom rezanja. Krutost krutih materijala određuje silu rezanja. Za većinu biljnih tkiva, potrebna sila rezanja je značajno smanjena ultrazvučnom ekscitacijom. Ali za čvrste filamentne strukture (kao što je mesno tkivo), mogu se pojaviti neki problemi. To zahtijeva glazuru, prednaprezanje ili kuhanje kako bi se struktura pravilno očvrsnula. Ovim tretmanima može se postići svrha smanjenja otpora rezanju.
