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超声波食品切割作用

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超声波切割机是利用波能量进行切割加工的一类设备,它最大的特点是切割不用刃口。或者说,不用传统意义上的刃口。传统的切割是利用带有锋利刃口的刀具,压向被切割食物。此压力集中在刃口处,压强就非常大,超过了被切割的食物的剪切强度,食物材料的分子结合被拉开,就被割断了。由于材料是被强大的压强硬性拉开的,所以切割刀具刃口就应该非常锋利,材料本身还要承受比较大的压力。对软性、有弹性的材料切割效果不好,对粘性材料困难更大。

超声波切割设备基本构成是超声波换能器、变幅杆、切割刀(工具头),驱动电源。超声波驱动电源将市电转换成高频高电压交流电流,输给超声波换能器。超声波换能器其实就相当于一个能量转换器件,它能将输入的电能转换成机械能,即超声波。其表现形式是换能器在纵向作来回伸缩运动。伸缩运动的频率等同于驱动电源供出的高频交流电流频率。变幅杆的作用一是固定整个超声波振动系统,二是将换能器的输出振幅放大。切割刀(工具头)一方面进一步放大振幅,聚焦超声波。另一方面是输出超声波,利用切割刀的类似刃口,将超声波能量集中输入到被切割材料的切割部位。该部位在巨大超声波能量的作用下,瞬间软化、熔化,强度大大下降。此时,只要施加很小的切割力,就可达到切割材料的目的。