Preparación ultrasónica de salmueras

• Las salmueras son soluciones acuosas de sales, p. ej., NaCl, KCl, KNO₃, KClO₃, CaCl₃ , que se preparan para la industria alimentaria, la piscicultura o los fluidos de perforación.
• El proceso de disolución de sales en agua puede llevar mucho tiempo cuando no se aplica agitación o esta es insuficiente.
• Para la preparación industrial de salmueras, la disolución ultrasónica es una técnica excelente para lograr altas velocidades de disolución y un alto grado de saturación.

Preparación ultrasónica de salmueras

Materiales que se deben disolver:

Muchas formulaciones industriales requieren la disolución de ingredientes como sales y azúcares. En la industria, las salmueras se utilizan como anticongelantes, estabilizantes, condimentos y conservantes (p. ej., en la industria alimentaria), para preparar agua salina (p. ej., en la piscicultura) o como materia prima para la electrólisis.
Las salmueras son conocidas por su efecto de reducción del punto de congelación, lo que las convierte en un refrigerante secundario útil. Además, la sal ayuda a estabilizar las partículas en suspensión y a evitar su sedimentación. Por ello, las salmueras son un aditivo ampliamente utilizado en las formulaciones de productos.

Problema:

La sal situada en el fondo de un recipiente de procesamiento por lotes o de un tanque necesita varios días para disolverse sin mezclado mecánico. A medida que aumenta la concentración de sal, las velocidades de disolución disminuyen considerablemente. En particular, los últimos porcentajes de una solución con un alto grado de saturación (p. ej., 90°SAL) tardan mucho tiempo en disolverse.
Las sales difíciles de disolver, como BaSO₄, PbS, HgS y AgCl, necesitan una agitación intensa para disolverse por completo.

Solución:

Las potentes fuerzas de cizallamiento generadas por los ultrasonidos aportan la energía necesaria para disolver sustancias solubles, p. ej., sales o azúcar. El cizallamiento intenso se genera cuando se acoplan ondas ultrasónicas intensas a líquidos y suspensiones, lo que produce una fuerte cavitación. En la zona de cavitación denominada «punto caliente», se dan condiciones extremas, como temperaturas y velocidades de enfriamiento localmente elevadas, grandes diferencias de presión y chorros de líquido.
Las corrientes y el cizallamiento generados por los ultrasonidos aumentan el contacto entre el soluto y el disolvente, de modo que la sal se disuelve en el agua mucho más rápido y forma una salmuera uniforme.
La solubilidad de la mayoría de los materiales aumenta al elevarse la temperatura. En las zonas de cavitación denominadas puntos calientes, pueden producirse temperaturas de hasta 5000K y altas velocidades de enfriamiento, que favorecen los procesos de disolución. La sal se disuelve sin formar aglomerados y se obtiene un producto estable de alta calidad. Tras el proceso de disolución, los ultrasonidos también pueden utilizarse para incorporar la salmuera de forma homogénea al producto final.
La flexibilidad del procesamiento ultrasónico permite ajustar la sonicación de forma rápida y sencilla a los requisitos específicos, de modo que las formulaciones de salmuera puedan prepararse exactamente según dichos requisitos.

Equipos ultrasónicos para la preparación de salmueras

La disolución ultrasónica de ingredientes puede realizarse mediante un proceso por lotes o un proceso continuo en línea . La potente agitación ultrasónica y el cizallamiento de las sustancias presentes en el líquido permiten una disolución muy rápida y eficiente. Tanto si se requiere un grado de saturación bajo o alto como si se necesita sobresaturación, los ultrasonidos de potencia ofrecen un mezclado fiable con altas velocidades de disolución.
Hay equipos ultrasónicos disponibles con potencias de 50 W a 16.000 W por unidad para garantizar una disolución fiable a cualquier escala de procesamiento. Los sonicadores de Hielscher son muy robustos, requieren poco mantenimiento y están diseñados para un funcionamiento intensivo 24/7 .