針對傳統(tǒng)切割方法對大尺寸脆性、粘性食品切割時，會產(chǎn)生碎屑擠壓變形等問題,對用于食品的20kHz寬刃超聲波切割機器的模型設(shè)計、刀具橫向振動等方面進行了研究。

 根據(jù)復(fù)合變幅桿設(shè)計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。依照優(yōu)化流程圖,在ANSYS環(huán)境下對刀具進行了模態(tài)分析,得出了刀具模型you了解,使刀具在20 kHz頻率左右刃口振動主要以縱向振動為主,刀具整體振型均勻;利用激光位移傳感器對刀尖進行了振幅測量，發(fā)現(xiàn)刀具振型穩(wěn)定;對上述寬刃超聲波切割機器進行了面包切割實驗。實驗結(jié)果表明:該寬刃超聲波切割進行食品切割時整體振型均勻,不會產(chǎn)生碎屑、擠壓變形等問題。

    傳統(tǒng)的切割方式會使食品出現(xiàn)碎屑、擠壓變形等缺點，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，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)清洗造成的停機時表間。超聲波設(shè)備提供了一個新型途徑來割塊、切條、轉(zhuǎn)向,對齊或傳送各種不同的食品,使得生產(chǎn)流程化,廢品小化和維護成本低化。

超聲波威化餅干切割效果

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

寬刃超聲波切割刀原理

      超聲波切割聲學系統(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)換為超聲頻機械振動,變幅桿將壓電換能器輸出的超聲頻機械振動放大后傳遞給切割工具。
   超聲波發(fā)生器又稱驅(qū)動電源，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,工作時將市電的交流電信號轉(zhuǎn)換成超聲頻電振蕩信號,驅(qū)動超波換能器工作。
   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,工作時將超聲波電源傳人的高頻率電振蕩信號通過壓電陶瓷片逆壓電效應(yīng)轉(zhuǎn)換成超聲頻機械振動。
  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能量,來改變增大換能器的振幅。

超聲波cheese蛋糕切割

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

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

產(chǎn)品參數(shù)