余德洋 刘宝林 王伯春

(1 上海理工大学 上海 200093; 2 河南城建学院 平顶山 467036)

在食品、药品等的低温冷冻保存过程中，细胞内外液相水的结晶有着极其不利的影响。通常冰晶越粗大，冻结产品受到的冰晶损伤就越严重；冰晶越细小，冻结产品受到的冰晶损伤也就越轻，从而冻结质量得到提高。因此在产品冻结时控制冰晶粒径的大小是非常有意义的，超声波在该领域可以发挥非常重要的作用[1-7]。

近来的一些研究表明：水、溶液等多种液体结晶过程中应用低频高功率超声波既能够增加过冷液体的初级成核速率[8-12]，又能够促使过冷液体中已形成的大冰晶分裂为许多小冰晶,破碎为分散的小冰晶又能够成为结晶过程的小晶核(二次晶核)[13]，从而使得冻结产品中冰晶粒径较小。但超声影响结晶的作用机理尚不清楚[14]，尤其对超声波影响二次成核的研究就更少。目前存在以下两种推测试图来解释超声波对冰晶二次成核的影响。

1)有些学者[15]将超声波促进树枝状冰晶分裂的原因归结为超声波在过冷溶液中引起的周期性声压对冰晶产生的压缩作用。但该观点的提出仅是推测，未见有说服力的实验论证。

2)Rachel Chow[16]推测超声波诱发冰晶分裂的原因是由于高温的空化气泡对冰晶具有熔化作用。同时他也指出自己的实验无法确定超声波声压对冰晶的压缩作用是否有助于冰晶的破裂。由此可知，人们对超声波声压与空化效应在冰晶破裂过程中所起的作用还未达成一致认识。……