초음파는 인간의 귀가 들을 수 있는 범위를 초과하는 기계적 파동(주파수 > 20kHz)을 말하며, 더 높은 주파수 유형(주파수 > 100kHz)을 고주파 초음파라고 합니다. 현재 초음파 장비의 주파수는 일반적으로 20kHz ~ 10MHz 범위입니다. 첨단 식품 가공 기술로서 초음파는 부드러운 작용과 강한 타당성의 특성을 가지고 있습니다. 식품 및 기타 분야에서 널리 사용되고 있으며 발전 전망이 매우 좋습니다.
초음파는 주파수와 전력에 따라 고출력 저주파 초음파와 저전력 고주파 초음파의 두 가지 범주로 나눌 수 있습니다. 그 중 고출력 저주파 초음파(주파수 20~100kHz)는 전력 초음파라고도 하며 유화 촉진, 세포 파괴, 살균 및 효소 사멸, 고기 연화 및 물질 변형 등 식품 가공 분야에서 폭넓게 응용되고 있다. 저전력 고주파 초음파(주파수는 주로 100kHz ~ 10MHz에 집중됨)는 의료 진단에 사용될 뿐만 아니라 경도, 성숙도, 당도, 산도 등 식품의 물리적, 화학적 특성을 분석하고 모니터링하는 데에도 널리 사용됩니다.
고주파 초음파는 저주파 초음파와 화학적, 물리적 효과가 다르며 활성 자유라디칼을 다량 생성하여 폴리머의 분해 및 변형을 일으킬 수 있습니다. 수용액에서의 산화반응에 초음파를 적용할 경우 고주파 초음파가 저주파 초음파보다 에너지 효율이 높다. 특정 조건에서는 주파수가 높아짐에 따라 입력 전력에 대한 실제 초음파 전력의 비율이 증가합니다. 즉, 변환 효율이 증가하며, 고주파 초음파는 더 높은 초음파 화학적 효율을 달성할 수 있습니다.
고주파 초음파의 이러한 특성을 사용하면 식품 산업 폐수 또는 포장에 잔류하는 일부 유해 물질을 분해할 수도 있습니다. 고주파 초음파에 의해 생성된 다수의 활성 자유 라디칼은 쉽게 산화되는 식품 성분과 반응하여 특정 식품 성분의 기능적 특성을 어느 정도 향상시킬 수 있습니다.
