Ultrazvučna priprema slanih otopina

• Slane otopine (salamure) su otopine soli, npr. NaCl, KCl, KNO₃, KClO₃, CaCl₃ u vodi, koje se pripremaju za prehrambenu industriju, uzgoj ribe ili kao isplake za bušenje.
• Proces otapanja soli u vodi može biti dugotrajan ako se ne primjenjuje miješanje ili je ono nedovoljno.
• Za industrijsku pripremu slanih otopina ultrazvučno otapanje je izvrsna tehnika za postizanje visokih brzina otapanja i visoke zasićenosti.

Ultrazvučna priprema slanih otopina

Materijali koje treba otopiti:

Mnoge industrijske formulacije zahtijevaju otapanje sastojaka kao što su sol i šećeri. U industriji se slane otopine koriste kao antifriz, kao stabilizatori, kao začin i konzervans (npr. u prehrambenoj industriji), za pripremu slane vode (npr. u industriji uzgoja ribe) ili kao polazni materijal za elektrolizu.
Slane otopine poznate su po svom učinku snižavanja tačke smrzavanja, zbog čega su koristano sekundarno rashladno sredstvo. Osim toga, sol pomaže stabilizirati čestice u suspenziji i spriječiti njihovo taloženje. Zbog toga su slane otopine široko korišten aditiv u formulacijama proizvoda.

Problem:

Sol na dnu šarže ili spremnika treba nekoliko dana da se otopi bez mehaničkog miješanja. S povećanjem koncentracije soli brzine otapanja znatno se smanjuju. Posebno posljednjih nekoliko postotaka visoko zasićene otopine (npr. 90°SAL) dugo se otapa.
Solima koje se teško otapaju, kao što su BaSO₄, PbS, HgS, AgCl, potrebno je intenzivno miješanje da bi se potpuno otopile.

Rješenje:

Snažne smične sile ultrazvuka daju energiju potrebnu za otapanje topljivih tvari, npr. soli ili šećera. Intenzivno smicanje nastaje kada se intenzivni ultrazvučni valovi unose u tekućine i suspenzije, što rezultira jakom kavitacijom. U kavitacijskom „žarištu“, vladaju ekstremni uvjeti, kao što su lokalno nastajuće visoke temperature i brzine hlađenja, visoke razlike tlaka i tekući mlazevi.
Strujanje i smicanje ultrazvuka omogućuju veći kontakt otopljene tvari i otapala, tako da se sol znatno brže otapa u vodi i nastaje ujednačena slana otopina.
Topljivost većine materijala raste s povišenjem temperature. U kavitacijskim žarištima mogu nastati visoke temperature do 5000K i brzo hlađenje, što pomaže procesima otapanja. Sol se otapa bez aglomerata, čime se postiže stabilan proizvod visoke kvalitete. Nakon procesa otapanja ultrazvuk se može koristiti i za homogeno umiješavanje slane otopine u konačni proizvod.
Fleksibilnost ultrazvučne obrade omogućuje brzo i jednostavno prilagođavanje ultrazvučne obrade (sonikacije) specifičnim zahtjevima, tako da se formulacije slanih otopina mogu precizno pripremiti prema specifičnim zahtjevima.

Ultrazvučna oprema za pripremu slanih otopina

Ultrazvučno otapanje sastojaka može se provoditi kao šaržni i kontinuirani inline proces. Snažno ultrazvučno miješanje i smicanje tvari u tekućini osiguravaju vrlo brzo i učinkovito otapanje. Bez obzira na to je li potrebna niska, visoka ili čak prezasićenost, snažni ultrazvuk nudi pouzdano miješanje pri visokim brzinama otapanja.
Ultrazvučna oprema od 50W do 16.000W po jedinici dostupna je za pouzdano otapanje u bilo kojem procesnom opsegu. Ultrazvučni uređaji Hielscher vrlo su robusni, zahtijevaju samo malo održavanja i izrađeni su za 24/7 teški rad.