針對(duì)傳統(tǒng)切割方法對(duì)大尺寸脆性、粘性食品切割時(shí)，會(huì)產(chǎn)生碎屑擠壓變形等問題,對(duì)用于食品的20kHz寬刃超聲波切割設(shè)備的模型設(shè)計(jì)、刀具橫向振動(dòng)等方面進(jìn)行了研究。

 根據(jù)復(fù)合變幅桿設(shè)計(jì)理論確定了切割刀基本尺寸,通過在刀具特定位置上開槽的方法抑制了刀具橫向振動(dòng)。依照優(yōu)化流程圖,在ANSYS環(huán)境下對(duì)刀具進(jìn)行了模態(tài)分析,得出了刀具模型you了解,使刀具在20 kHz頻率左右刃口振動(dòng)主要以縱向振動(dòng)為主,刀具整體振型均勻;利用激光位移傳感器對(duì)刀尖進(jìn)行了振幅測(cè)量，發(fā)現(xiàn)刀具振型穩(wěn)定;對(duì)上述寬刃超聲波切割設(shè)備進(jìn)行了面包切割實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:該寬刃超聲波切割刀進(jìn)行食品切割時(shí)整體振型均勻,不會(huì)產(chǎn)生碎屑、擠壓變形等問題。

    傳統(tǒng)的切割方式會(huì)使食品出現(xiàn)碎屑、擠壓變形等缺點(diǎn)，而且刀具使用壽命短。食品超聲波切割技術(shù)可以有效避免上述缺點(diǎn)，因而得到廣泛應(yīng)用。

   超聲波食品處理系統(tǒng)使用高頻率波的振動(dòng)來快速處理食品,消除了傳統(tǒng)切割片連續(xù)清洗造成的停機(jī)時(shí)表間。超聲波設(shè)備提供了一個(gè)新型途徑來割塊、切條、轉(zhuǎn)向,對(duì)齊或傳送各種不同的食品,使得生產(chǎn)流程化,廢品小化和維護(hù)成本低化。

超聲波威化餅干切割效果

研究通過理論設(shè)計(jì)寬刃超聲波食品切割刀,對(duì)鈦其優(yōu)化,并通過ANSYS對(duì)其開槽進(jìn)行優(yōu)化分析,使其刃口振幅位移分布均勻、縱向振動(dòng)純凈。

寬刃超聲波切割刀原理

      超聲波切割聲學(xué)系統(tǒng)由壓電換能器、變幅桿和切割工具組成。超聲波切割原理是:壓電換能器將超聲波發(fā)生器產(chǎn)生的超聲頻電流轉(zhuǎn)換為超聲頻機(jī)械振動(dòng),變幅桿將壓電換能器輸出的超聲頻機(jī)械振動(dòng)放大后傳遞給切割工具。
   超聲波發(fā)生器又稱驅(qū)動(dòng)電源，主要組成元件包括振蕩器、電壓放大器、功率發(fā)生器、輸出變壓器等基本單位,工作時(shí)將市電的交流電信號(hào)轉(zhuǎn)換成超聲頻電振蕩信號(hào),驅(qū)動(dòng)超波換能器工作。
   目前，壓電式超聲換能器是為常見，它的電聲轉(zhuǎn)換效率高、生產(chǎn)工藝較成熟。夾芯式壓電換能器由聲頭、絕緣套、壓電片、電極片、反射罩和預(yù)應(yīng)力螺栓組成,工作時(shí)將超聲波電源傳人的高頻率電振蕩信號(hào)通過壓電陶瓷片逆壓電效應(yīng)轉(zhuǎn)換成超聲頻機(jī)械振動(dòng)。
  超聲變幅桿的作用主要是聚能和阻抗匹配。超聲變幅桿,其重要作用是聚能和阻抗匹配,聚能即將在很小的面積集聚較大的超聲振動(dòng)能量,來改變?cè)龃髶Q能器的振幅。

超聲波cheese蛋糕切割

   由圖可以看出:該超聲波切割面包時(shí)沒有產(chǎn)生切割碎屑、食物浪費(fèi)等問題。

實(shí)驗(yàn)表明:該寬刃超聲波切割刀刀尖振型均勻，切割面包時(shí)可以有效避免傳統(tǒng)切割帶來的擠壓食品、產(chǎn)生碎屑問題。

產(chǎn)品參數(shù)