Ultraschallschneiden von Lebensmitteln

Das Ultraschallschneiden wird insbesondere bei Lebensmitteln eingesetzt, die zum Haften an der Schneide und zu bleibenden Verformungen neigen. Speziell konstruierte Messer werden mit einer Frequenz von 20 bis 40 kHz angeregt, so dass sie an der Schneidenkante mit Amplituden von bis zu 40 µm schwingen. Die Ultraschallschwingung führt produktspezifisch zu einer Reduzierung der Trenn- und Reibkräfte am Messer. Sekundäre Effekte des Ultraschalls, wie Absorption und Kavitation können die Schnittqualität jedoch negativ beeinflussen. In systematischen Untersuchungen an unterschiedlichen Lebensmitteln wurde der Einfluss der Verfahrensparameter beim Ultraschallschneiden ermittelt. Die Ergebnisse wurden durch theoretische Überlegungen zu den Wirkungsmechanismen des Ultraschalleinsatzes untersetzt. Die Schneidkraft kann umso stärker reduziert werden, je höher die Schwinggeschwindigkeit und je geringer die Schneidgeschwindigkeit sind. Die produktspezifisch mögliche Schneidkraftreduzierung kann mittels eines eingeführten Materialparameters cx abgeschätzt werden, der sich in Analogie zur Schallgeschwindigkeit in idealen Festkörpern aus Elastizitätsmodul und Dichte errechnet. Neben den rheologischen Eigenschaften beeinflussen Wasser- und Fettgehalt die Effektivität des Ultraschalleinsatzes. Optimale Schnittqualitäten werden nur erzielt, wenn die Verfahrensparameter produktspezifisch so angepasst werden, dass eine möglichst hohe Schneidkraftreduzierung bei möglichst geringem Energieeintrag oder geringer Ultraschallleistung erfolgt. Neben der drückenden Schnittführung wurden erstmalig ziehende Schnitte beim Ultraschallschneiden von Lebensmitteln untersucht.

Level thesis:degree_level

thesis.doctoral

Grantor dc:publisher

Technische Universität Dresden

Year

2009

Author dc:creator

• Zahn, Susann

Contributors dc:contributor

• Rohm, Harald
• Wagenführ, André
• Berghofer, Emmerich

• Lebensmittel
• Ultraschallschneiden
• food
• ultrasonic cutting