Trong quá trình cắt, chúng ta thường gặp phải nhiều vấn đề, chẳng hạn như độ chính xác của quá trình cắt, tính ổn định của các tính chất vật lý của sản phẩm cuối cùng, độ mịn của bề mặt cắt, khó tách dao cắt khỏi vật liệu và tách bề mặt dao cắt và vật liệu trong quá trình tách. Lượng vật liệu còn sót lại trong các thiết bị cứng. Khi đặc tính của vật liệu không rõ ràng, chúng ta khó có thể đáp ứng được yêu cầu trên.

Ví dụ, đối với vật liệu có độ cứng cao, độ giòn mạnh và độ nhớt mạnh, phương pháp cắt truyền thống rất khó hoàn thiện. Khi độ không chắc chắn của vật liệu sản phẩm tăng lên, độ khó của công việc cắt ngày càng trở nên khó khăn hơn. Cắt thực phẩm bằng sóng siêu âm là sự tối ưu hóa của phương pháp cắt truyền thống. Rạch thực phẩm bằng siêu âm không chỉ làm tăng tốc độ cắt mà còn đạt được tiến bộ lớn trong việc cải thiện cấu trúc, hình dạng và hiệu suất của thực phẩm.

Mặc dù đối với hầu hết các sản phẩm, việc cắt thực phẩm bằng siêu âm có thể làm giảm lực cắt cần thiết cho quá trình cắt, nhưng đối với một số sản phẩm, chất liệu cũng được xem xét. Thông thường hệ số cắt nằm trong khoảng 0,1-1,0. Nếu bạn nghiên cứu cấu trúc vĩ mô và tính chất cơ học của thực phẩm trong quá trình cắt, hãy xem xét các loại vật liệu để cắt thực phẩm. Vì vậy, hãy phân biệt ba loại vật liệu sau đây.

1. Đối với các vật liệu đồng nhất và dày đặc, chẳng hạn như thực phẩm giàu chất béo, phô mai, v.v. Những thực phẩm này có đặc điểm là cấu trúc không xốp và nhỏ gọn. Trong quá trình cắt truyền thống, rất nhiều ma sát thường được tạo ra và độ lớn của ma sát có liên quan đến độ nhớt của vật liệu. Cắt siêu âm có thể làm giảm lực tương tác giữa dao cắt và vật liệu trong quá trình cắt, từ đó tránh được biến dạng dẻo. Mặt khác, mức tiêu thụ năng lượng của cấu trúc nhỏ gọn và không xốp này trong quá trình cắt cũng tăng lên đáng kể.

2. Đối với các loại thực phẩm xốp như bánh mì, bánh ngọt, kẹo dẻo và các loại thực phẩm khác có cấu trúc tương tự, đặc điểm chung của chúng là cấu trúc giống như miếng bọt biển nhiều lỗ. Hơn nữa, nó rất dễ bị nén và biến dạng. Nếu sử dụng dụng cụ cắt truyền thống thì chỉ có thể chạm tới một phần vết nứt. Nếu cắt tiếp sẽ bị xoắn hoặc gãy. Nhưng nếu bạn sử dụng phương pháp cắt siêu âm thì sẽ đạt được kết quả tốt. Vì cắt siêu âm có thể làm giảm ma sát sinh ra trong quá trình cắt nên công việc cắt có thể được hoàn thành với lực cắt nhỏ. Cuối cùng, đạt được bề mặt cắt gọn gàng và mịn màng. So với việc cắt vật liệu dày đặc, tác động của ma sát đến quá trình cắt trong quá trình cắt vật liệu xốp là tương đối nhỏ. Bởi vì diện tích tiếp xúc thực tế giữa dao cắt và vật liệu trong quá trình cắt nhỏ hơn nhiều so với diện tích hình học của vật liệu. Ngoài ra, trong quá trình dụng cụ đi vào vật liệu, vật liệu xốp cần nhiều năng lượng hơn vật liệu đặc.

3. Các mô động vật và thực vật đều có hình dạng tế bào, với kích thước hoặc thành phần khác nhau. Do sự hình thành màng bôi trơn và hàm lượng nước cao nên khả năng chống ma sát không quan trọng trong quá trình cắt. Độ cứng của vật liệu cứng quyết định lực cắt. Đối với hầu hết các mô thực vật, lực cắt cần thiết giảm đáng kể nhờ kích thích siêu âm. Nhưng đối với các cấu trúc dạng sợi cứng (chẳng hạn như mô thịt), một số vấn đề có thể phát sinh. Điều này đòi hỏi phải phủ sương, ứng suất trước hoặc nấu để xử lý cấu trúc đúng cách. Với những phương pháp xử lý này, mục đích giảm khả năng chống cắt có thể đạt được.