Παρασκευή αλμών με υπερήχους

• Οι άλμες είναι διαλύματα αλάτων, π.χ. NaCl, KCl, KNO₃, KClO₃, CaCl₃ σε νερό, τα οποία παρασκευάζονται για τη βιομηχανία τροφίμων, την ιχθυοκαλλιέργεια ή τα ρευστά γεώτρησης.
• Η διαδικασία διάλυσης αλάτων σε νερό μπορεί να είναι χρονοβόρα όταν δεν εφαρμόζεται ανάδευση ή όταν αυτή είναι ανεπαρκής.
• Για τη βιομηχανική παρασκευή αλμών, η διάλυση με υπερήχους αποτελεί εξαιρετική τεχνική για την επίτευξη υψηλών ρυθμών διάλυσης και υψηλού κορεσμού.

Παρασκευή αλμών με υπερήχους

Υλικά προς διάλυση:

Πολλά βιομηχανικά σκευάσματα απαιτούν τη διάλυση συστατικών όπως το αλάτι και τα σάκχαρα. Στη βιομηχανία, οι άλμες χρησιμοποιούνται ως αντιψυκτικά, ως σταθεροποιητές, ως αρτύματα και συντηρητικά (π.χ. στη βιομηχανία τροφίμων), για την παρασκευή αλατούχου νερού (π.χ. στον κλάδο της ιχθυοκαλλιέργειας) ή ως αρχική ύλη για ηλεκτρόλυση.
Οι άλμες είναι γνωστές για την επίδρασή τους στη μείωση του σημείου πήξης, η οποία τις καθιστά χρήσιμο δευτερεύον ψυκτικό μέσο. Επιπλέον, το αλάτι συμβάλλει στη σταθεροποίηση των αιωρούμενων σωματιδίων και στην αποτροπή της καθίζησής τους. Αυτό καθιστά τις άλμες ευρέως χρησιμοποιούμενο πρόσθετο στις συνθέσεις προϊόντων.

Πρόβλημα:

Το αλάτι στον πυθμένα μιας παρτίδας ή μιας δεξαμενής χρειάζεται αρκετές ημέρες για να διαλυθεί χωρίς μηχανική ανάμειξη. Καθώς αυξάνεται η συγκέντρωση αλατιού, οι ρυθμοί διάλυσης μειώνονται σημαντικά. Ιδίως οι τελευταίες ποσοστιαίες μονάδες ενός διαλύματος υψηλού κορεσμού (π.χ. 90°SAL) απαιτούν πολύ χρόνο για να διαλυθούν.
Άλατα που διαλύονται δύσκολα, όπως τα BaSO₄, PbS, HgS, AgCl, χρειάζονται έντονη ανάδευση για να διαλυθούν πλήρως.

Λύση:

Οι ισχυρές δυνάμεις διάτμησης των υπερήχων παρέχουν την απαιτούμενη ενέργεια για τη διάλυση διαλυτών ουσιών, π.χ. αλάτων ή ζάχαρης. Η έντονη διάτμηση δημιουργείται όταν έντονα υπερηχητικά κύματα μεταφέρονται σε υγρά και πολφούς, προκαλώντας ισχυρή σπηλαίωση. Στη σπηλαιωτική “θερμή εστία”, επικρατούν ακραίες συνθήκες, όπως τοπικά εμφανιζόμενες υψηλές θερμοκρασίες και υψηλοί ρυθμοί ψύξης, μεγάλες διαφορές πίεσης και πίδακες υγρού.
Η ροή και η διάτμηση που προκαλούν οι υπέρηχοι επιτρέπουν μεγαλύτερη επαφή μεταξύ διαλυμένης ουσίας και διαλύτη, με αποτέλεσμα το αλάτι να διαλύεται σημαντικά ταχύτερα στο νερό, σχηματίζοντας ομοιόμορφη άλμη.
Η διαλυτότητα των περισσότερων υλικών αυξάνεται σε υψηλότερες θερμοκρασίες. Στις σπηλαιωτικές θερμές εστίες μπορούν να εμφανιστούν υψηλές θερμοκρασίες έως και 5000K και υψηλοί ρυθμοί ψύξης, που υποβοηθούν τις διεργασίες διάλυσης. Το αλάτι διαλύεται χωρίς συσσωματώματα, επιτυγχάνοντας ένα σταθερό προϊόν υψηλής ποιότητας. Μετά τη διαδικασία διάλυσης, οι υπέρηχοι μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για την ομοιογενή ανάμειξη της άλμης στο τελικό προϊόν.
Η ευελιξία της επεξεργασίας με υπερήχους επιτρέπει τη γρήγορη και απλή προσαρμογή της κατεργασίας με υπερήχους στις συγκεκριμένες απαιτήσεις, ώστε τα σκευάσματα άλμης να μπορούν να παρασκευάζονται ακριβώς σύμφωνα με συγκεκριμένες απαιτήσεις.

Εξοπλισμός υπερήχων για την παρασκευή άλμης

Η υπερηχητική διάλυση συστατικών μπορεί να πραγματοποιηθεί ως ασυνεχής και ως συνεχής εν σειρά διεργασία. Η ισχυρή ανάδευση και διάτμηση των ουσιών μέσα στο υγρό με υπερήχους εξασφαλίζουν πολύ γρήγορη και αποδοτική διάλυση. Είτε απαιτείται χαμηλός ή υψηλός κορεσμός είτε ακόμη και υπερκορεσμός, οι υπέρηχοι ισχύος προσφέρουν αξιόπιστη ανάμειξη με υψηλούς ρυθμούς διάλυσης.
Διατίθεται εξοπλισμός υπερήχων από 50W έως 16.000W ανά μονάδα, για την εξασφάλιση αξιόπιστης διάλυσης σε οποιαδήποτε κλίμακα διεργασίας. Οι συσκευές υπερήχων της Hielscher είναι πολύ ανθεκτικές, απαιτούν μόνο περιορισμένη συντήρηση και είναι κατασκευασμένες για συνεχή, βαρέος τύπου (24/7) λειτουργία.