许唯栋，王婧怡，王文骏，3，周建伟，3，徐恩波，3，刘东红，3*

    (1 浙江大学生物系统工程与食品科学学院 智能食品加工技术与装备国家地方联合工程实验室 浙江省农产品加工技术研究重点实验室 浙江省食品加工技术与装备省级工程实验室 杭州 310058 2 浙江大学宁波研究院 浙江宁波 315100 3 浙江大学馥莉食品研究院 杭州 310058)

    切割是将带有锋利刀刃的刀具压向待切割物料，将大块的物料切分成规定大小、尺寸和质量的过程，是确保后续食品包装和储运的关键步骤，在食品加工中扮演着重要的角色[1-2]。根据2019年联合国粮农组织的统计，中国的农作物和食品的生产指数相比于2010年增长约15%[3]。此外，3D 打印和人造肉技术的快速发展，使食品具有多种多样的成分和物性，对切割行业提出了挑战[4-5]。在食品切割加工中，除了一些定量的标准外，切面的粗糙度、几何稳定性、切面品质以及刀具污染、环境污染和能源消耗情况也至关重要[6]。常规的食品切割方式主要有线切割、锯切割和渐开线切割等[7]，其在切割脆性食品时，使物料受到强烈的冲击作用，从而产生大量碎屑以及崩边现象，造成环境污染和刀具磨损；在切割黏弹性食品时，由于食品的高弹性和黏连性，使物料产生不可逆的变形和黏刀情况，从而降低切面品质并引起交叉污染[8-9]。为满足现代化食品切割的需要，亟需开发一种新型的切割技术。

    超声波辅助切割(Ultrasonic-assisted cutting，UAC)是一种新型的非热切割技术[10-12]，将20～50 kHz 的超声振动附加到目标刀具上，使刀具产生周期性的高频振动，改变了刀具与物料之间的接触和切割方式，是一种高效节能、绿色环保的切割技术[13-14]。UAC 特殊的切割方式使其具有切割力小、刀具磨损小和切面光滑平整等优势，在农作物收割[15]、医学手术切割[16]和航空航天材料加工[17]等领域得到广泛的应用，然而，在食品切割领域中的研究仍处于起步阶段。目前还没有文献对UAC 在食品加工行业中的应用进行系统性的总结。本文介绍UAC 装置的组成和相应的切割参数，阐述UAC 的基本原理；分析在UAC 中，刀具参数、切割过程参数和物料特性对切割性能的影响，以及食品储藏品质的变化；探讨UAC 的优势以及未来发展方向，为食品领域的UAC 切割技术的研究和应用提供参考。

    1 超声波辅助切割装置与切割参数

    1.1 切割装置

    UAC 装置的开发是其技术实现工程应用的关键。高精度、稳定性的UAC 系统有助于其在工业中的生产和应用 ......