תעשיית המזון היא תעשיית הפרנסה הבסיסית ביותר של אנשים, והיא ממשיכה "להתפתח" עם עליית הצרכים האנושיים. בחירת המזון על ידי בני אדם היא הצורך החיוני במזון. עם זאת, פעמים רבות תכונות המזון עצמו אינן יכולות לענות על צורכי העיבוד המודרני, הדורש שינוי ועיבוד. מבלי לשנות את מהותה, טכנולוגיית העיבוד הפיזי מילאה תפקיד חשוב בתעשיית המזון.
טכנולוגיית קאוויטציה היא טכנולוגיית עיבוד פיסיקלי של מזון, המשתמשת בכוח ההשפעה העוצמתי הנוצר מקריסת בועות קוויטציה כדי לשפר את אפקט שחיקת הסילון. במהלך תהליך הקאוויטציה, הרגע שבו בועת הקאוויטציה מתמוטטת ייצור טמפרטורה גבוהה מיידית קיצונית מקומית ולחץ גבוה, מלווה בגלי הלם חזקים, מיקרו-ג'ט, מערבולות וכוחות גזירה גבוהים, אשר ישנו את מבנה החומר וישנו את מבנה המוצר. מאפייני עיבוד, כגון מסיסות, אמולסיפיקציה, ראוולוגיה וכו'. בנוסף למנגנון הקוויטציה, לטכנולוגיית הקוויטציה יש גם מנגנון תרמי ומנגנון מכני. כיום, ישנם שני סוגים עיקריים של יישומים נפוצים, האחד הוא טכנולוגיית אולטרסאונד והשני הוא טכנולוגיית קוויטציה הידראולית.
טכנולוגיית קוויטציה אולטראסונית
אולטרסאונד הוא גל אקוסטי עם תדר גדול מ-20kHZ, היוצר את הרטט המכני של חלקיקי המדיה בתווך, ובכך גורם לאינטראקציה בין הגל האקוסטי לבין המדיום. כאשר המרחק המולקולרי של הנוזל עולה על המרחק המולקולרי הקריטי של הנוזל, נוצרים חורים, והחורים יהיו בתנודה מתמשכת בפעולת גלי קול) או יקרסו. כאשר בועת הקוויטציה החולפת מתכווצת באופן אדיאבטי כדי להתמוטט, החלל הקטן ביותר סביב בועת הקוויטציה יכול ליצור טמפרטורה גבוהה ולחץ גבוה, מלווה בגלי הלם חזקים, ובכך לייצר השפעות פיזיקליות וכימיות מיוחדות.
טכנולוגיית קוויטציה הידראולית
קוויטציה הידראולית פירושה שכאשר נוזל עובר דרך אלמנט מצערת (כגון צלחת פתח, ונטורי וכו'), עקב חסימת האלמנט לנוזל, קצב זרימת הנוזל גדל והלחץ יורד. כאשר לחץ הנוזל מופחת ללחץ אדים רווי או אפילו ללחץ שלילי, עקב קיומן של ליבות גז זעירות בלתי מסיסות בתוך הנוזל, הנוזל מתאדה ויוצר מספר רב של בועות קוויטציה. עם ההתאוששות המהירה של הלחץ סביב הנוזל, בועות הקוויטציה מתפוצצות באופן מיידי כבוי, כך שהמאפיינים של חומרים קשורים משתנים. באמצעות מספר רב של יצירת בועות ופעולות הרס, החומר יכול להשיג את האפקט הרצוי. הביצועים של טכנולוגיית קוויטציה הידראולית דומים לאלו של גל קולי. החוזק שלו נמוך מזה של הגל האולטראסוני, אבל קצב הקוויטציה שלו ויעילות האנרגיה שלו גבוהים מזה של הגל האולטראסוני.
ההשפעות של קוויטציה על-קולית ושל קוויטציה הידראולית זהות, אך ישנם הבדלים בתרחישי היישום. במונחים של יישום, לקוויטציה קולית יש טווח יישומים רחב יותר, בעוד שקאוויטציה הידראולית ישימה רק לחומרים "נוזליים". טכנולוגיית הקוויטציה התפתחה במהירות בשנים האחרונות. שיטות חדשניות רבות כגון קוויטציה קלה וקוויטציה של חלקיקים הופכות לפרודוקטיביות ממשית. היא צפויה להפוך לאחת משיטות העיבוד החשובות בתעשיית המזון בעתיד.
הרחבה: ציוד מזון אולטראסוני-מכונת חיתוך עוגות אולטרסאונד ביישום אולטרסאונד בתעשיית המזון.
