食産業は人々の最も基本的な生活産業であり、人々のニーズの増大とともに「進化」を続けています。人間による食物の選択は、食物に対する本質的な欲求です。しかし、多くの場合、食品自体の特性は現代の加工のニーズを満たすことができず、変更や加工が必要になります。物理的加工技術はその本質を変えることなく、食​​品産業において重要な役割を果たしてきました。

 

キャビテーション技術とは、キャビテーション気泡の崩壊により発生する強力な衝撃力を利用し、ジェットエロージョン効果を高める食品物理加工技術です。キャビテーションプロセスでは、キャビテーション気泡が崩壊する瞬間に、強力な衝撃波、マイクロジェット、乱流、高せん断力を伴う局所的な極度の瞬間的高温と高圧が発生し、材料の構造が変化し、製品の構造が変化します。溶解度、乳化、レオロジーなどの加工特性。 キャビテーション技術には、キャビテーションメカニズムに加えて、熱メカニズムと機械メカニズムもあります。現在、一般的なアプリケーションには主に 2 つのタイプがあり、1 つは超音波技術、もう 1 つは油圧キャビテーション技術です。

 

超音波キャビテーション技術

超音波は、20kHz を超える周波数を持つ音波であり、媒体内の媒体粒子の機械的振動を形成し、それによって音波と媒体の相互作用を引き起こします。液体の分子距離が液体の臨界分子距離を超えると、穴が形成され、その穴は音波の作用により連続振動するか、または崩壊します。一時的なキャビテーション気泡が断熱収縮して崩壊すると、キャビテーション気泡の周囲の非常に小さな空間が高温高圧を発生させ、強い衝撃波を伴い、特別な物理的および化学的効果を引き起こします。

 

油圧キャビテーション技術

油圧キャビテーションとは、流体が絞り要素 (オリフィス プレート、ベンチュリなど) を通過するときに、要素が流体に干渉するために流体の流量が大きくなり、圧力が低下することを意味します。流体内部の小さな不溶性ガスコアの存在により、流体の圧力が飽和蒸気圧または負圧まで低下すると、流体が蒸発し、多数のキャビテーション気泡が生成されます。液体周囲の圧力が急速に回復すると、キャビテーション気泡は瞬時に破裂し、消滅するため、関連する材料の特性が変化します。キャビテーション気泡の生成と破壊を複数回行うことで、材料は望ましい効果を達成できます。油圧キャビテーション技術の性能は超音波の性能に似ています。強度は超音波より劣りますが、キャビテーション発生率やエネルギー効率は超音波より高くなります。

 

超音波キャビテーションと油圧キャビテーションの効果は同じですが、適用シナリオには違いがあります。応用面では、超音波キャビテーションの方が応用範囲が広いのに対し、油圧キャビテーションは「液体」材料のみに適用されます。キャビテーション技術は近年急速に発展しています。光キャビテーションや粒子キャビテーションなどの多くの新しい方法が実際の生産性に変換されています。今後食品業界において重要な加工法の一つとなることが期待されています。

 

拡張：超音波食品装置-超音波ケーキ切断機 食品産業における超音波応用の分野。