V procesu rezanja se pogosto srečujemo s številnimi težavami, kot so natančnost rezanja, stabilnost fizikalnih lastnosti končnega izdelka, gladkost rezalne površine, težavnost ločevanja rezila od materiala ter ločevanje rezilne površine in materiala pri ločevanju, količina ostankov materialov v trdih napravah. Če lastnosti materialov niso jasne, težko izpolnimo zgornje zahteve.
Na primer, za materiale z visoko trdoto, močno krhkostjo in močno viskoznostjo je tradicionalno metodo rezanja težko dokončati. Ker se negotovost materialov izdelkov povečuje, postajajo težave pri rezanju vse težje. Ultrazvočno rezanje hrane je optimizacija tradicionalnega rezanja. Ultrazvočno rezanje hrane ne le poveča hitrost rezanja, ampak tudi naredi velik napredek pri izboljšanju strukture, oblike in učinkovitosti hrane.
Čeprav lahko pri večini izdelkov ultrazvočno rezanje hrane zmanjša rezalno silo, potrebno za postopek rezanja, se pri nekaterih izdelkih upošteva tudi material. Običajno je faktor rezanja med 0,1-1,0. Če preučujete makro strukturo in mehanske lastnosti hrane v procesu rezanja, razmislite o vrstah materialov za rezanje hrane. Zato ločimo naslednje tri vrste materialov.
1. Za enotne in goste materiale, kot so živila z visoko vsebnostjo maščob, sir itd. Za ta živila je značilna neporozna in kompaktna struktura. Pri tradicionalnem postopku rezanja pogosto nastane veliko trenja, velikost trenja pa je povezana z viskoznostjo materiala. Ultrazvočno rezanje lahko zmanjša interakcijsko silo med rezalnikom in materialom med postopkom rezanja, s čimer se izognemo plastični deformaciji. Po drugi strani pa se znatno poveča tudi poraba energije te kompaktne in neporozne strukture med postopkom rezanja.
2. Pri poroznih živilih, kot so kruh, pecivo, marshmallows in druga živila s podobno strukturo, je njihova skupna lastnost gobasta struktura z več luknjami. Poleg tega ga je zelo enostavno stisniti in deformirati. Če se uporablja tradicionalno rezalno orodje, lahko doseže le del razpoke. Če ga dodatno razrežete, se bo zvil ali zlomil. Če pa uporabljate ultrazvočno rezanje, boste dosegli dobre rezultate. Ker lahko ultrazvočno rezanje zmanjša trenje, ki nastane med postopkom rezanja, se lahko rezanje zaključi z majhno rezalno silo. Končno je dosežena čista in gladka rezalna površina. V primerjavi z rezanjem gostih materialov je vpliv trenja na proces rezanja pri rezanju poroznih materialov relativno majhen. Ker je dejanska kontaktna površina med rezalnikom in materialom med rezanjem veliko manjša od geometrijske površine materiala. Poleg tega v procesu vstopa orodja v material porozni material zahteva več energije kot gost material.
3. Vsa živalska in rastlinska tkiva so v obliki celic, različnih velikosti ali sestave. Zaradi tvorbe mazalnega filma in visoke vsebnosti vode odpornost na trenje med rezanjem ni pomembna. Trdnost togih materialov določa rezalno silo. Za večino rastlinskih tkiv se zahtevana rezalna sila znatno zmanjša z ultrazvočnim vzbujanjem. Toda pri trdih nitastih strukturah (kot je mesno tkivo) se lahko pojavijo nekatere težave. To zahteva zamrzovanje, prednapenjanje ali kuhanje, da se struktura pravilno strdi. S temi obdelavami je mogoče doseči namen zmanjšanja odpornosti proti rezanju.
