อุตสาหกรรมอาหารเป็นอุตสาหกรรมการดำรงชีพขั้นพื้นฐานที่สุดของผู้คน และยังคง "พัฒนา" ต่อไปพร้อมกับความต้องการของมนุษย์ที่เพิ่มขึ้น การเลือกรับประทานอาหารโดยมนุษย์ถือเป็นความต้องการอาหารที่สำคัญ อย่างไรก็ตาม หลายครั้งที่คุณสมบัติของอาหารไม่สามารถตอบสนองความต้องการของกระบวนการแปรรูปสมัยใหม่ซึ่งต้องมีการดัดแปลงและแปรรูป เทคโนโลยีการประมวลผลทางกายภาพมีบทบาทสำคัญในอุตสาหกรรมอาหารโดยไม่เปลี่ยนแปลงสาระสำคัญ
เทคโนโลยีคาวิเทชั่นเป็นเทคโนโลยีการประมวลผลทางกายภาพของอาหาร ซึ่งใช้แรงกระแทกอันทรงพลังที่เกิดจากการยุบตัวของฟองอากาศคาวิเทชั่นเพื่อเพิ่มผลกระทบจากการกัดเซาะของไอพ่น ในระหว่างกระบวนการคาวิเทชั่น ช่วงเวลาที่ฟองสบู่คาวิเทชั่นยุบตัวจะทำให้เกิดอุณหภูมิสูงและความดันสูงในท้องถิ่นทันที ตามมาด้วยคลื่นกระแทกที่รุนแรง ไมโครเจ็ท ความปั่นป่วน และแรงเฉือนสูง ซึ่งจะเปลี่ยนโครงสร้างของวัสดุและเปลี่ยนโครงสร้างของผลิตภัณฑ์ ลักษณะการประมวลผล เช่น ความสามารถในการละลาย อิมัลซิฟิเคชั่น รีโอโลยี ฯลฯ นอกจากกลไกการเกิดโพรงอากาศแล้ว เทคโนโลยีการเกิดโพรงอากาศยังมีกลไกทางความร้อนและกลไกทางกลอีกด้วย ปัจจุบันมีการใช้งานทั่วไปอยู่ 2 ประเภทหลัก ประเภทแรกคือเทคโนโลยีอัลตราโซนิก และอีกประเภทคือเทคโนโลยีคาวิเทชั่นไฮดรอลิก
เทคโนโลยีคาวิเทชั่นอัลตราโซนิก
อัลตราซาวนด์เป็นคลื่นเสียงที่มีความถี่มากกว่า 20kHZ ซึ่งก่อให้เกิดการสั่นสะเทือนทางกลของอนุภาคสื่อในตัวกลาง จึงทำให้เกิดปฏิกิริยาระหว่างคลื่นเสียงกับตัวกลาง เมื่อระยะโมเลกุลของของเหลวเกินระยะวิกฤตของโมเลกุลของของเหลว รูจะถูกสร้างขึ้น และรูจะเกิดการแกว่งอย่างต่อเนื่องภายใต้การกระทำของคลื่นเสียง) หรือยุบตัวลง เมื่อฟองอากาศคาวิเทชั่นชั่วคราวหดตัวลงจนยุบลง พื้นที่ที่เล็กมากรอบๆ ฟองอากาศคาวิเทชั่นสามารถสร้างอุณหภูมิสูงและความดันสูง ตามมาด้วยคลื่นกระแทกที่รุนแรง ทำให้เกิดผลกระทบทางกายภาพและเคมีเป็นพิเศษ
เทคโนโลยีคาวิเทชั่นไฮดรอลิก
การเกิดคาวิเทชั่นแบบไฮดรอลิกหมายความว่าเมื่อของไหลผ่านชิ้นส่วนปีกผีเสื้อ (เช่น แผ่นปาก เวนทูรี ฯลฯ) เนื่องจากการกีดขวางของชิ้นส่วนกับของเหลว อัตราการไหลของของไหลจะมีขนาดใหญ่ขึ้นและความดันจะลดลง เมื่อความดันของเหลวลดลงเหลือความดันไออิ่มตัวหรือความดันลบ เนื่องจากการมีอยู่ของแกนก๊าซที่ไม่ละลายน้ำขนาดเล็กภายในของเหลว ของไหลจะระเหยและทำให้เกิดฟองอากาศคาวิเทชันจำนวนมาก ด้วยการฟื้นตัวอย่างรวดเร็วของความดันรอบๆ ของเหลว ฟองอากาศในโพรงอากาศจะระเบิดทันที ดับลง เพื่อให้ลักษณะของวัสดุที่เกี่ยวข้องเปลี่ยนไป ด้วยการดำเนินการสร้างและทำลายฟองอากาศแบบคาวิเทชั่นหลายครั้ง วัสดุจึงสามารถบรรลุผลตามที่ต้องการได้ ประสิทธิภาพของเทคโนโลยีคาวิเทชั่นไฮดรอลิกนั้นคล้ายคลึงกับประสิทธิภาพของคลื่นอัลตราโซนิก ความแรงของมันต่ำกว่าคลื่นอัลตราโซนิก แต่อัตราการเกิดโพรงอากาศและประสิทธิภาพการใช้พลังงานสูงกว่าคลื่นอัลตราโซนิก
ผลกระทบของการเกิดโพรงอากาศแบบอัลตราโซนิกและการเกิดโพรงอากาศแบบไฮดรอลิกจะเหมือนกัน แต่มีความแตกต่างในสถานการณ์การใช้งาน ในแง่ของการใช้งาน การเกิดโพรงอากาศแบบอัลตราโซนิกมีช่วงการใช้งานที่กว้างกว่า ในขณะที่การเกิดโพรงอากาศแบบไฮดรอลิกใช้ได้กับวัสดุ "ของเหลว" เท่านั้น เทคโนโลยีคาวิเทชั่นได้รับการพัฒนาอย่างรวดเร็วในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา วิธีการใหม่ๆ มากมาย เช่น การเกิดฟองอากาศแบบเบาและการเกิดฟองอากาศแบบอนุภาค กำลังถูกเปลี่ยนให้เป็นผลผลิตที่แท้จริง คาดว่าจะกลายเป็นหนึ่งในวิธีการแปรรูปที่สำคัญในอุตสาหกรรมอาหารในอนาคต
การขยายตัว: อุปกรณ์อาหารอัลตราโซนิก-เครื่องตัดเค้กอัลตราโซนิก ในการใช้งานอัลตราโซนิกในอุตสาหกรรมอาหาร
