Suolaliuosten valmistus ultraäänellä

• Suolaliuokset ovat suolojen, kuten NaCl, KCl, KNO₃, KClO₃, CaCl₃ , vesiliuoksia, joita valmistetaan elintarviketeollisuutta, kalankasvatusta tai porausnesteitä varten.
• Suolojen liuottaminen veteen voi olla aikaa vievää, jos sekoitusta ei käytetä tai se on riittämätöntä.
• Suolaliuosten teollisessa valmistuksessa ultraääniliuotus on erinomainen menetelmä suuren liukenemisnopeuden ja korkean kyllästysasteen saavuttamiseen.

Suolaliuosten valmistus ultraäänellä

Liuotettavat aineet:

Monien teollisten koostumusten valmistus edellyttää ainesosien, kuten suolan ja sokerien, liuottamista. Teollisuudessa suolaliuoksia käytetään jäätymisenestoaineina, stabilointiaineina, mausteina ja säilöntäaineina (esim. elintarviketeollisuudessa), suolaisen veden valmistukseen (esim. kalankasvatuksessa) tai elektrolyysin lähtöaineina.
Suolaliuokset tunnetaan jäätymispistettä alentavasta vaikutuksestaan, minkä ansiosta ne soveltuvat lämmönsiirtonesteiksi välilliseen jäähdytykseen. Lisäksi suola auttaa stabiloimaan suspension hiukkasia ja estämään niiden laskeutumisen. Tämän vuoksi suolaliuoksia käytetään laajalti lisäaineina tuotteiden koostumuksissa.

Ongelma:

Erän tai säiliön pohjalla olevan suolan liukeneminen kestää useita päiviä ilman mekaanista sekoitusta. Suolapitoisuuden kasvaessa liukenemisnopeus pienenee huomattavasti. Erityisesti korkean kyllästysasteen liuoksen (esim. 90°SAL) viimeisten prosenttiosuuksien liukeneminen kestää pitkään.
Vaikeasti liukenevat suolat, kuten BaSO₄, PbS, HgS ja AgCl, tarvitsevat voimakasta sekoitusta liuetakseen täydellisesti.

Ratkaisu:

Ultraäänen voimakkaat leikkausvoimat tuottavat liukenevien aineiden, kuten suolojen tai sokerin, liuottamiseen tarvittavan energian. Voimakas leikkausvaikutus syntyy, kun voimakkaita ultraääniaaltoja kytketään nesteisiin ja lietteisiin, mikä aiheuttaa voimakkaan kavitaation. Kavitaation ”kuumassa pisteessä” vallitsevat äärimmäiset olosuhteet, kuten paikallisesti esiintyvät korkeat lämpötilat ja suuret jäähtymisnopeudet, suuret paine-erot ja nestesuihkut.
Ultraäänen aiheuttama virtaus ja leikkausvaikutus lisäävät liuotettavan aineen ja liuottimen välistä kosketusta, jolloin suola liukenee veteen huomattavasti nopeammin ja muodostaa tasaisen suolaliuoksen.
Useimpien aineiden liukoisuus kasvaa lämpötilan noustessa. Kavitaation kuumissa pisteissä voi esiintyä jopa 5000K:n lämpötiloja ja suuria jäähtymisnopeuksia, jotka edistävät liuotusprosesseja. Suola liuotetaan ilman agglomeraatteja, jolloin saadaan stabiili ja korkealaatuinen tuote. Liuotusprosessin jälkeen ultraääntä voidaan käyttää myös suolaliuoksen sekoittamiseen tasaisesti lopputuotteeseen.
Ultraäänikäsittelyn joustavuus mahdollistaa käsittelyn nopean ja yksinkertaisen mukauttamisen erityisvaatimuksiin, joten suolaliuosten koostumukset voidaan valmistaa täsmälleen vaatimusten mukaisesti.

Ultraäänilaitteet suolaliuosten valmistukseen

Ainesosien liuotus ultraäänellä voidaan toteuttaa eräprosessina ja jatkuvana inline-prosessina . Nesteessä oleviin aineisiin kohdistuva voimakas ultraäänisekoitus ja leikkausvaikutus mahdollistavat erittäin nopean ja tehokkaan liukenemisen. Olipa tavoitteena matala tai korkea kyllästysaste tai jopa ylikyllästys, suuritehoinen ultraääni tarjoaa luotettavan sekoituksen ja suuren liukenemisnopeuden.
Ultraäänilaitteita on saatavilla yksikkötehoilla 50W – 16 000W luotettavan liuotuksen toteuttamiseen kaikissa prosessimittakaavoissa. Hielscherin ultraäänilaitteet ovat erittäin kestäviä, vaativat vain vähän huoltoa ja ne on rakennettu raskaaseen ympärivuorokautiseen (24/7) käyttöön.