Préparation de saumures par ultrasons

• Les saumures sont des solutions de sels, par exemple NaCl, KCl, KNO₃, KClO₃, CaCl₃ dans l’eau, préparées pour l’industrie alimentaire, la pisciculture ou les fluides de forage.
• La dissolution des sels dans l’eau peut prendre beaucoup de temps lorsque l’agitation est absente ou insuffisante.
• Pour la préparation industrielle de saumures, la dissolution par ultrasons est une excellente technique pour obtenir des vitesses de dissolution élevées et un degré de saturation élevé.

Préparation de saumures par ultrasons

Matières à dissoudre :

De nombreuses formulations industrielles nécessitent la dissolution d’ingrédients tels que le sel et les sucres. Dans l’industrie, les saumures sont utilisées comme antigel, comme stabilisants, comme condiment et conservateur (par exemple dans l’industrie alimentaire), pour la préparation d’eau saline (par exemple dans le secteur de la pisciculture) ou comme matière première pour l’électrolyse.
Les saumures sont connues pour leur effet d’abaissement du point de congélation, ce qui en fait un fluide frigorigène secondaire utile. En outre, le sel contribue à stabiliser les particules en suspension et à empêcher leur sédimentation. Les saumures sont ainsi des additifs largement utilisés dans les formulations de produits.

Problème :

Le sel au fond d’un lot ou d’une cuve met plusieurs jours à se dissoudre sans mélange mécanique. Lorsque la concentration en sel augmente, les vitesses de dissolution diminuent considérablement. Les derniers pourcentages d’une solution fortement saturée (par exemple 90°SAL) prennent particulièrement longtemps à se dissoudre.
Les sels difficiles à dissoudre, tels que BaSO₄, PbS, HgS, AgCl, nécessitent une agitation intense pour être complètement dissous.

Solution :

Les puissantes forces de cisaillement produites par les ultrasons fournissent l’énergie nécessaire pour dissoudre les substances solubles, par exemple les sels ou le sucre. Ce cisaillement intense est généré lorsque des ondes ultrasonores intenses sont couplées aux liquides et aux suspensions, ce qui entraîne une forte cavitation. Dans la zone de cavitation « point chaud », des conditions extrêmes règnent : températures et vitesses de refroidissement localement élevées, fortes différences de pression et jets de liquide.
Les mouvements d’écoulement et le cisaillement produits par les ultrasons augmentent le contact entre le soluté et le solvant, de sorte que le sel se dissout nettement plus rapidement dans l’eau et forme une saumure uniforme.
La solubilité de la plupart des matières augmente avec la température. Dans les zones de cavitation dites points chauds, des températures élevées allant jusqu’à 5000K et des vitesses de refroidissement rapides peuvent survenir, ce qui facilite les processus de dissolution. Le sel est dissous sans agglomérats, ce qui permet d’obtenir un produit stable de haute qualité. Après la dissolution, les ultrasons peuvent également être utilisés pour incorporer la saumure de manière homogène au produit final.
La souplesse du traitement par ultrasons permet d’adapter rapidement et simplement la sonication aux exigences spécifiques, afin de préparer des formulations de saumure répondant précisément à ces exigences.

Équipements à ultrasons pour la préparation de saumures

La dissolution par ultrasons des ingrédients peut être réalisée sous forme de traitement par lots ou de traitement continu en ligne . L’agitation et le cisaillement puissants des substances dans le liquide sous l’effet des ultrasons permettent une dissolution très rapide et efficace. Qu’un faible degré de saturation, un degré élevé ou même une sursaturation soit nécessaire, les ultrasons de puissance assurent un mélange fiable à des vitesses de dissolution élevées.
Des équipements à ultrasons de 50W à 16 000W par unité sont disponibles pour assurer une dissolution fiable à toute échelle de procédé. Les appareils à ultrasons de Hielscher sont très robustes, nécessitent peu d’entretien et sont conçus pour un fonctionnement intensif 24/7 .