Tehnici neconvenționale în industria alimentară

1.1. Istoric

Ultrasunetele au fost descoperite în preajma primului război mondial fiind folosite pentru

construcţia tuburilor electronice de putere mare. După anii 1970, s-au aplicat ultrasunetele pentru

uscarea unor produse alimentare, moment prielnic pentru lărgirea aplicaţiilor privind controlul

materiilor prime, intensificarea proceselor si a transformaărilor fizico-chimce, dar şi biochimice,

constatându-se că menţinerea calitaţii produsului alimentar.

Cunoaşterea utilizărilor ultrasunetelor prezintă importanţă deosebită, deoarece au loc intensificări

ale transferului de impuls, de substanţă sau de căldură, dar şi intensificări ale proceselor chimice şi

biochimice, datorită suprapunerii peste starea staţionară a unui fluid sau solid, suprapunere creată de

utilizarea vibraţiilor ultrasonice.

1.2. Baze teoretice şi definiţii

Oscilaţiile elastice (vibraţiile elastice) reprezintă vibraţiile periodice de stare ale materialului.

Pentru propagarea oscilaţiilor elastice e necesară prezenţa unui mediu material, adică prezenţa unor

legături elastice între particulele substanţei.

Vibraţia este o mişcare a oscilaţiei însoţită de o deplasare a cărei mărime şi direcţie variază periodic

indiferent de mărimea deplasării şi frecvenţei, de forma de undă şi de modul de generare a

oscilaţiilor.

Pulsaţia este o mişcare de oscilaţie efectuată de un fluid. Astfel, un sistem dispers de tip S/S sau

L/L, vibrat sau pulsat constitue din punct de vedere mecanic un sistem oscilant.

Oscilaţiile se pot clasifica după următoarele criterii:

- după formă: oscilaţie de - tip sinusoidal

- de tip pătratic

- de tip dinţi de fierăstrău

- după modul de aplicare: - longitudinale (când direcţia de deplasare e în lugul axului aparatului)

- transversale (când direcţia de perpendiculară sau înclinată pe axului

aparatului).

Sistemele oscilante sunt caracterizate de următoarele mărimi:

, unde c – viteza ultrasunetului, m/s

- elongaţia notată cu y şi este defintă cu relaţia y = f(A) sau y = A×sin(wt), unde A – amplitutidinea,

m, iar t este timpul, s.

Schematic mărimile se reprezintă astfel:

Fig. 1. Propagarea unei elastice

Oscilaţiile se transmit pe direcia Ox şi au loc perpendicular pe această direcţie. Se notează cu y

deplasarea punctului faţă depoziţia de echilibru (elongaţia). Propagarea undei va fi cunoscută atunci

când, pentru fiecare moment, se caracterizează elongaţia fiecărei particule pe direcţia de propagare

Ox

1.3.Definiţia ultrasunetelor. Propagarea, parametrii de propagare şi caracteristicile undelor

sonore

Undele ultrasonice sunt considerate unde plane, putând fi de diferite tipuri în raport cu traiectoria pe

care o pot avea particulele mediului şi cu natura şi dimensiunile coprpului prin care se propagă.

Astfel, undele ultrasonice sunt unde acustice ultrasonice longitudinale plane care au

n = 16 – 106 Hz.