Fremstilling af saltlager med ultralyd

• Saltlager er opløsninger af salte, f.eks. NaCl, KCl, KNO₃, KClO₃, CaCl₃ i vand, som fremstilles til fødevareindustrien, fiskeopdræt eller borevæsker.
• Processen med at opløse salte i vand kan være tidskrævende, når der ikke anvendes omrøring, eller når omrøringen er utilstrækkelig.
• Til industriel fremstilling af saltlager er opløsning med ultralyd en fremragende teknik til at opnå høje opløsningshastigheder og høj mætning.

Fremstilling af saltlager med ultralyd

Materialer, der skal opløses:

Mange industrielle formuleringer kræver opløsning af ingredienser såsom salt og sukkerarter. I industrien anvendes saltlager som frostbeskyttelsesmidler, som stabilisatorer, som smagsgivere og konserveringsmidler (f.eks. i fødevareindustrien), til fremstilling af saltvand (f.eks. i fiskeopdrætsindustrien) eller som udgangsmateriale til elektrolyse.
Saltlager er kendt for deres frysepunktssænkende virkning, som gør dem til nyttige sekundære kølemidler. Desuden hjælper salt med at stabilisere partikler i suspension og forhindre, at de bundfælder. Dette gør saltlager til et udbredt tilsætningsmiddel i produktformuleringer.

Problem:

Salt på bunden af en batch eller tank tager flere dage om at opløses uden mekanisk blanding. Med stigende saltkoncentration falder opløsningshastighederne betydeligt. Især de sidste procent af en stærkt mættet opløsning (f.eks. 90°SAL) tager lang tid at opløse.
Salte, som er vanskelige at opløse, såsom BaSO₄, PbS, HgS og AgCl, kræver intens omrøring for at blive fuldstændigt opløst.

Løsning:

Kraftige forskydningskræfter fra ultralyd tilfører den nødvendige energi til at opløse opløselige stoffer, f.eks. salte eller sukker. Den intense forskydning opstår, når intense ultralydsbølger kobles ind i væsker og opslæmninger, hvilket resulterer i kraftig kavitation. I det kavitationsbetingede “hotspot” hersker ekstreme forhold i form af lokalt forekommende høje temperaturer og afkølingshastigheder, store trykforskelle og væskestråler.
Strømningen og forskydningen, som ultralyd frembringer, muliggør større kontakt mellem det opløste stof og opløsningsmidlet, så saltet opløses betydeligt hurtigere i vandet og danner en ensartet saltlage.
De fleste materialers opløselighed stiger ved højere temperaturer. I de kavitationsbetingede hotspots kan der forekomme høje temperaturer på op til 5000K og høje afkølingshastigheder, som fremmer opløsningsprocesserne. Saltet opløses uden agglomerater, hvorved der opnås et stabilt produkt af høj kvalitet. Efter opløsningsprocessen kan ultralyd også anvendes til at blande saltlagen homogent ind i det endelige produkt.
Fleksibiliteten ved ultralydsbehandling gør det muligt hurtigt og enkelt at tilpasse sonikeringen til de specifikke krav, så saltlageformuleringer kan fremstilles præcist efter specifikke krav.

Ultralydsudstyr til fremstilling af saltlager

Ultralydsbaseret opløsning af ingredienser kan udføres som en batchproces og som en kontinuerlig inlineproces . Den kraftige omrøring og forskydning af stofferne i væsken ved hjælp af ultralyd giver en meget hurtig og effektiv opløsning. Uanset om der kræves lav eller høj mætning eller endda overmætning, giver højintensitetsultralyd pålidelig blanding ved høje opløsningshastigheder.
Ultralydsudstyr fra 50W til 16.000W pr. enhed er tilgængeligt for at sikre pålidelig opløsning i enhver processkala. Hielschers ultralydsapparater er meget robuste, kræver kun lidt vedligeholdelse og er konstrueret til 24/7-drift under høj belastning .