Anvendelsesområde og fordele ved ultralydsopskæringsudstyr til fødevarer
Ultralydsfødevareskæreren indeholder følgende komponenter:
1. Ultralydsgenerator (strømforsyning)
Ultralydgeneratoren konverterer 220VAC-strømforsyningsstrømmen til et højfrekvent og højspændingselektrisk signal.
2. Ultralydskonverter (transducer)
Ultralydtransduceren bruger det højfrekvente elektriske signal fra ultralydsgeneratoren og omdanner det til lineær mekanisk bevægelse.
Denne konvertering udføres ved hjælp af piezoelektrisk keramik, som udvides, når en spænding påføres. Ultralydtransducere, der anvendes i fødevareskæringssystemer, er specielt designet til at introducere og udstrømningsluft i luften til køling.
3. Ultralyd amplitude modulator (horn)
Ultralydhornet er en justerbar komponent, der mekanisk kan justere forskydningen af transducerens lineære vibrationer til det niveau, der kræves af den specifikke applikation for at producere den bedste skæreydelse. Ultralydhornet giver også en sikker, vibrationsfri placering, der kan installeres på skæreværktøjer.
Hornet, der anvendes i fødevareskæringssystemet, er et monolitisk titaniumlegeringsdesign i ét stykke for at opnå maksimal skærenøjagtighed og repeterbarhed. Derudover giver enkeltstykkedesignet mulighed for grundig skylning, hvilket er forskelligt fra ultralydshornet i flere stykker, som kan indeholde bakterier.
4. Ultralyd skærekniv
Ultralydsskæreren er et specialfremstillet værktøj, der er designet til at vibrere med en bestemt frekvens. Disse værktøjer er omhyggeligt designet ved hjælp af computermodelleringsteknikker for at opnå optimal ydeevne og lang levetid. Ultralydsskærerhovedet skal justeres, så det passer til systemets frekvens. Denne justeringsprocedure skal tage højde for skærehovedets kvalitet, længde og geometri. Titanium har gode anti-resonans og anti-træthed egenskaber, og er det foretrukne materiale til ultralyd fræser hoveder. Titanium opfylder også fødevareindustriens hygiejnekrav. Da den tyndsektionsgeometri, der kræves af ultralydsskæringshovedet, har en høj belastning, skal den fremstilles ved hjælp af et trådskæremaskineværktøj og efterfølgende stressaflastningsproces for at maksimere værktøjets levetid.
5. Materialeskæringssystem
Korrekt positionering og bevægelse af mad og ultralydsskærerhoveder kræver automatiserede maskiner. Automatisering er afgørende for at opnå den korrekte skæreposition, retning og hastighed. Generelt bruger disse forarbejdningssystemer servodrev til præcist at styre hastigheden og placeringen af fødevarer og skæreværktøjer.
Faktorer, der vises i skæreprocessen af ultralydsfødevareskæringsmaskinen:
1. Opstartstid for udstyr
På grund af behovet for et smalt vingedesign er design og fremstilling af ultralydsskærere udfordrende. Vibrerende fræserhovedet ved maksimal amplitude uden belastning kan undertiden forårsage for tidlig skade på fræserhovedet. Derfor skal signalet fra ultralydsgeneratoren synkroniseres med det automatiserede produktionsmaskineri for at få fræserhovedet til at vibrere fuldt ud, før knivkanten kommer i kontakt med maden. Vibrationer før kontakt er nødvendige for at undgå deformation af fødevaren, hvilket ville være forårsaget af kontakt med den ikke-vibrerende skæreflade.
2. Vibrationsforstærkelse
Udtrykket "amplitude" beskriver den mikroskopiske forskydning af vibrationerne på fræserens skæreflade. Amplituden justeres mekanisk af ultralydshornet og justeres digitalt af ultralydsgeneratoren. Amplitudens amplitude påvirker skæringsprocessen og skal justeres, så den passer til behovene i hver enkelt applikation.
3. Skærehastighed
Den hastighed, hvormed ultralydsskæreren kommer ind og går gennem det materiale, der skal skæres, er også en procesvariabel og bør justeres for hver skæreproces. Nogle gange er det nødvendigt at langsomt trænge ind i produktets skal for at undgå deformation og derefter øge fræserens hastighed i produktet for at opnå den bedste skæreeffekt.
4. Vibrationssluttidspunkt
Afhængigt af konsistensen af det materiale, der skal skæres, efter at have slukket ultralydsvibrationen, kan den færdige skive have tendens til at holde sig til siden af fræseren. Derfor opretholdes ultralydsvibrationen, når værktøjshovedet tages ud af produktet, og skærekniven kan frigives mere rent og i overensstemmelse med den friktionsfri funktion.
Fordele ved ultralydsopskæring:
1. Renere og ensartet skæreflade, skære flere lag komposit mad (kage) og nødder vil ikke forårsage forskydning.
2. Præcist udskårne produkter, der er vanskelige at behandle, og skær let produkter, såsom naturlige madkager, uden deformation eller brudt. Ultralydskæring har glatte og pålidelige snit, nøjagtige skærekanter, ingen deformation, ingen vridning, fluffing, gevindskæring eller rynker osv. Det kan mere effektivt bringe høj kvalitet fuld (semi) automatiske store produktionslinjer til store produktionsvirksomheder. Ultralyd giver hurtigere skærehastighed end traditionelle bladesystemer, og mindre snit hjælper med at reducere spild.
3. Reducer rengøring nedetid, ultralydssystemet giver længere køretid i rengøringscyklussen og er let at rengøre, hvilket reducerer rengøringsstop med 70% til 90%. Ultralydsmaterialer af høj kvalitet er mere i overensstemmelse med de højeste standarder i fødevareindustrien, og udstyret er lavet af rustfrit stål og titaniummaterialer for at sikre forbedret hygiejne, sikkerhed og forarbejdningsydelse. Minimal overfladefriktion kan forlænge klingens levetid. Ultralydsskæringsbladene er skarpere end stationære knive, hvilket øger produktiviteten og reducerer vedligeholdelsen. Ultralydsskæringssystemet, der arbejder døgnet rundt, er omhyggeligt designet og behandlet for at imødekomme den højtydende drift dag efter dag i det hårdeste behandlingsmiljø.
