V procese rezania sa často stretávame s mnohými problémami, ako je presnosť rezania, stabilita fyzikálnych vlastností konečného produktu, hladkosť reznej plochy, náročnosť oddeľovania rezača od materiálu a oddelenie povrchu rezača a materiálu pri separácii Množstvo zvyškových materiálov v tvrdých zariadeniach. Keď nie sú jasné vlastnosti materiálov, je pre nás ťažké splniť vyššie uvedené požiadavky.
Napríklad pre materiály s vysokou tvrdosťou, silnou krehkosťou a silnou viskozitou je ťažké dokončiť tradičnú metódu rezania. So zvyšujúcou sa neistotou materiálov výrobkov sa náročnosť rezacích prác stáva čoraz ťažšou. Ultrazvukové rezanie potravín je optimalizáciou tradičného rezania. Ultrazvukové krájanie potravín nielen zvyšuje rýchlosť rezania, ale tiež robí veľký pokrok v zlepšovaní štruktúry, tvaru a výkonu potravín.
Hoci pri väčšine produktov môže rezanie potravín ultrazvukom znížiť reznú silu potrebnú na proces rezania, pri niektorých produktoch sa však berie do úvahy aj materiál. Zvyčajne je faktor rezu medzi 0,1-1,0. Ak študujete makroštruktúru a mechanické vlastnosti potravín v procese rezania, zvážte typy materiálov na rezanie potravín. Preto rozlišujte nasledujúce tri typy materiálov.
1. Pre rovnomerné a husté materiály, ako sú potraviny s vysokým obsahom tuku, syry atď. Tieto potraviny sa vyznačujú neporéznou a kompaktnou štruktúrou. Pri tradičnom procese rezania často vzniká veľké trenie a veľkosť trenia súvisí s viskozitou materiálu. Ultrazvukové rezanie môže znížiť interakčnú silu medzi frézou a materiálom počas procesu rezania, čím sa zabráni plastickej deformácii. Na druhej strane sa výrazne zvyšuje aj spotreba energie tejto kompaktnej a neporéznej štruktúry počas procesu rezania.
2. Pri poréznych potravinách, ako je chlieb, koláče, marshmallows a iné potraviny s podobnou štruktúrou, je ich spoločným znakom viacotvorová štruktúra podobná špongii. Navyše sa veľmi ľahko stláča a deformuje. Ak sa použije tradičný rezný nástroj, môže dosiahnuť iba časť trhliny. Ak je ďalej rezaný, bude skrútený alebo zlomený. Ale ak použijete rezanie ultrazvukom, dosiahnete dobré výsledky. Pretože rezanie ultrazvukom môže znížiť trenie vznikajúce počas procesu rezania, rezanie môže byť dokončené s malou reznou silou. Nakoniec sa dosiahne čistý a hladký povrch rezu. V porovnaní s rezaním hutných materiálov je vplyv trenia na proces rezania počas rezania poréznych materiálov relatívne malý. Pretože skutočná kontaktná plocha medzi frézou a materiálom počas rezania je oveľa menšia ako geometrická plocha materiálu. Okrem toho v procese vstupu nástroja do materiálu vyžaduje porézny materiál viac energie ako hustý materiál.
3. Živočíšne a rastlinné tkanivá sú všetky v tvare buniek, s rôznymi veľkosťami alebo zložením. Vzhľadom na tvorbu mazacieho filmu a jeho vysoký obsah vody nie je pri rezaní dôležitá odolnosť proti treniu. Tuhosť tuhých materiálov určuje reznú silu. Pre väčšinu rastlinných pletív je potrebná rezná sila výrazne znížená ultrazvukovou excitáciou. Ale pre tvrdé vláknité štruktúry (ako je mäsové tkanivo) môžu vzniknúť určité problémy. To si vyžaduje polevu, predpätie alebo varenie, aby sa štruktúra správne vytvrdila. Pomocou týchto úprav možno dosiahnuť účel zníženia rezného odporu.
