Az élelmiszeripar az emberek legalapvetőbb megélhetési ágazata, amely az emberi szükségletek növekedésével folyamatosan „fejlődik”. Az élelmiszerek emberi megválasztása alapvető szükséglet. Azonban sokszor maguk az élelmiszerek tulajdonságai nem tudják kielégíteni a korszerű feldolgozás igényeit, ami módosítást, feldolgozást igényel. A fizikai feldolgozási technológia lényegének megváltoztatása nélkül fontos szerepet töltött be az élelmiszeriparban.

 

A kavitációs technológia egy élelmiszer-fizikai feldolgozási technológia, amely a kavitációs buborékok összeomlása által generált erőteljes ütközőerőt használja fel a sugárerózió hatásának fokozására. A kavitációs folyamat során az a pillanat, amikor a kavitációs buborék összeesik, helyi extrém, pillanatnyi magas hőmérsékletet és nagy nyomást idéz elő, erős lökéshullámokkal, mikrosugarak, turbulencia és nagy nyíróerők kíséretében, amelyek megváltoztatják az anyag szerkezetét és megváltoztatják a termék szerkezetét. Feldolgozási jellemzők, mint oldhatóság, emulgeálás, reológia stb. A kavitációs technológiának a kavitációs mechanizmuson kívül termikus és mechanikai mechanizmusa is van. Jelenleg két fő típusú alkalmazás létezik, az egyik az ultrahangos technológia, a másik a hidraulikus kavitációs technológia.

 

Ultrahangos kavitációs technológia

Az ultrahang egy 20 kHz-nél nagyobb frekvenciájú akusztikus hullám, amely a közegben lévő közeg részecskéinek mechanikai rezgését alakítja ki, ezáltal az akusztikus hullám és a közeg kölcsönhatását idézi elő. Amikor a folyadék molekuláris távolsága meghaladja a folyadék kritikus molekuláris távolságát, lyukak keletkeznek, és a lyukak folyamatos rezgésbe kerülnek hanghullámok hatására) vagy összeomlanak. Amikor a tranziens kavitációs buborék adiabatikusan összezsugorodik és összeomlik, a kavitációs buborék körüli rendkívül kis hely magas hőmérsékletet és nagy nyomást generálhat, erős lökéshullámok kíséretében, így különleges fizikai és kémiai hatásokat idézhet elő.

 

Hidraulikus kavitációs technológia

A hidraulikus kavitáció azt jelenti, hogy amikor egy folyadék áthalad egy fojtószelep-elemen (például nyíláslemezen, Venturi-csonkon stb.), az elemnek a folyadékkal szembeni elzáródása miatt a folyadék áramlási sebessége megnő, és a nyomás csökken. Amikor a folyadék nyomása telített gőznyomásra vagy akár negatív nyomásra csökken, a folyadék belsejében lévő apró oldhatatlan gázmagok miatt, a folyadék elpárolog, és nagyszámú kavitációs buborékot hoz létre. A folyadék körüli nyomás gyors helyreállításával a kavitációs buborékok azonnal felrobbannak, és azonnal kialszanak, így a kapcsolódó anyagok jellemzői megváltoznak. Több kavitációs buborék létrehozásával és megsemmisítésével az anyag elérheti a kívánt hatást. A hidraulikus kavitációs technológia teljesítménye hasonló az ultrahangos hullámokhoz. Erőssége kisebb, mint az ultrahanghullámé, de kavitációs rátája és energiahatékonysága magasabb, mint az ultrahanghullámé.

 

Az ultrahangos kavitáció és a hidraulikus kavitáció hatása megegyezik, de vannak eltérések az alkalmazási forgatókönyvekben. Alkalmazását tekintve az ultrahangos kavitáció szélesebb alkalmazási körrel rendelkezik, míg a hidraulikus kavitáció csak „folyékony” anyagoknál alkalmazható. A kavitációs technológia az elmúlt években gyorsan fejlődött. Számos új módszer, például a fénykavitáció és a részecskekavitáció tényleges termelékenységgé alakul át. A jövőben várhatóan az élelmiszeripar egyik fontos feldolgozási módszerévé válik.

 

Bővítés: Ultrahangos élelmiszeripari berendezések-Ultrahangos tortavágó gép ultrahangos alkalmazásban az élelmiszeriparban.