超声波在食品切割行业中的应用

　　超声波切割应用超声波可以切割蛋糕、馅饼、干酪、比萨饼、面包、糖果等多种食品，切割面干净且平整。当用超声波设备切割类似于坚果或葡萄干等食品时，可以比传统的切割工艺产生更细小的破碎。因此，超声波切割食品比传统方式具备更多优势：切割面干净平整，切割刀使用寿命更长，更重要的是可以减少由于清洗保养而停产的时间。

　　在切割食品时，超声波切割刀以20,kHz(或30/40kHz)频率振动，使食物残渣不会留在刀面上。切割后的食物表面非常干净，且层与层之间的分隔保持得很清楚。最新的研究表明，更高频率（30和40 kHz）的超声波切割刀对于热的和粘性的食品的切割效果最好，同时整个加工过程没有噪音。

　　超声波切割系统由于进行常规的清洗维护而造成停产的时间可以比传统的设备降低70%~90%。使用传统切割设备的客户如果希望使用超声波工艺加工食品，只需在现有设备上进行很小的变动即可；或者在现有生产设计的基础上引入新的系统设计。在这方面，我们拥有非常丰富的经验。

一、超声波切割原理

　　超声波切割机的原理与传统意义上的切割完全不同。超声波切割原理是通过超声波发生器将50/60Hz电流转换成20、30或40KHz电能。被转换成为同等频率的机械振动，随后机械振动通过一套可以改变振幅的调幅器装置传递到切割刀。切割刀将接收到的振动能量传递到待切割工件的切割面，在该区域，振动能量被通过激活橡胶分子能，打开分子链的方式对胶料进行切割。这对粘性和弹性材料、冰冻材料，如食品，橡胶等，或不便加压力的物体切割，特别有效。超声波切割还有一个很大的优点，就是它在切割的同时，在切割部位有熔合作用。切割部位被完美地封边了，可防止被切割材料组织的松散（如纺织材料飞边）。超声波切割机的用途还可以扩展，如挖孔，铲挖，刮漆，雕刻，分条等等。

二、超声波切割基本结构和特点

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，压向被切割材料。此压力集中在刃口处，压强就非常大，超过了被切割材料的剪切强度，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。

　　   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。类似于常规切割，所需要的基本的构件是切刀和砧板，超声波切割机也由有两种基本结构。

　　   根据超声波施加位置的不同，我们不妨可以把它分成超声波切刀式切割机和超声波砧板式切割机。超声波切刀式切割机是直接将超声波能量加载到切刀上，切刀就变成一把带有超声波的切刀。在切割材料时，材料主要是被超声波能量软化和熔化的，切刀的刃口只是起到切缝定位、超声波能量输出、分隔材料的作用。这种切割方式适用于粗、厚、长等不方便设置砧板的材料的切割。超音波切割机适用于：如炼胶机输出的生胶分切、管子切割、冻肉、糖果、巧克力切割、印刷线路板、工业、首饰业、塑料制品加工、食品加工、印刷工业、汽车工业天然纤维分割（可分细线路）合成纤维深挖（多层电路切断）薄的人造树脂括漆（适合大面积）所有型式的纸张和底胶片原产地（中国）或手持式切割机等等。