הכנה אולטרסונית של תמלחות

• תמלחות הן תמיסות של מלחים, כגון NaCl, KCl, KNO₃, KClO₃, CaCl₃ במים, המוכנות עבור תעשיית המזון, גידול דגים או נוזלי קידוח.
• תהליך המסת המלחים במים עלול להימשך זמן רב כאשר אין ערבול או כאשר הערבול אינו מספיק.
• להכנה תעשייתית של תמלחות, המסה אולטרסונית היא טכניקה מצוינת להשגת קצבי המסה גבוהים ורוויה גבוהה.

הכנה אולטרסונית של תמלחות

חומרים להמסה:

פורמולציות תעשייתיות רבות מחייבות המסה של מרכיבים כגון מלח וסוכרים. בתעשייה משתמשים בתמלחות כחומרים מונעי קפיאה, כמייצבים, כחומרי תיבול ושימור (למשל בתעשיית המזון), להכנת מים מלוחים (למשל בענף גידול הדגים) או כחומר מוצא לאלקטרוליזה.
תמלחות ידועות בהשפעתן על הורדת נקודת הקיפאון, שהופכת אותן לנוזל קירור משני שימושי. נוסף על כך, מלח מסייע לייצב חלקיקים בתרחיף ולמנוע את שקיעתם. משום כך, תמלחות הן תוסף נפוץ בפורמולציות של מוצרים.

הבעיה:

למלח בתחתית מנה או מכל נדרשים כמה ימים להתמוסס ללא ערבוב מכני. ככל שריכוז המלח עולה, קצבי ההמסה יורדים במידה ניכרת. בפרט, המסת האחוזים האחרונים בתמיסה בעלת רוויה גבוהה (למשל 90°SAL) נמשכת זמן רב.
מלחים קשי המסה כגון BaSO₄, PbS, HgS, AgCl, מצריכים ערבול עז כדי להתמוסס לחלוטין.

הפתרון:

כוחות גזירה אולטרסוניים רבי עוצמה מספקים את האנרגיה הדרושה להמסת חומרים מסיסים, כגון מלחים או סוכר. הגזירה העזה נוצרת כאשר גלים אולטרסוניים עזים מועברים לנוזלים ולתרחיפים וגורמים להיווצרות קוויטציה חזקה. באזור הקוויטציה המכונה "מוקד חם", שוררים תנאים קיצוניים כגון טמפרטורות גבוהות וקצבי קירור גבוהים המתקיימים באופן מקומי, הפרשי לחץ גבוהים וסילוני נוזל.
הזרימה והגזירה שמחולל האולטרסאונד מאפשרות מגע רב יותר בין המומס לממס, כך שהמלח מתמוסס במים מהר יותר במידה ניכרת ונוצרת תמלחת אחידה.
המסיסות של רוב החומרים עולה עם עליית הטמפרטורה. במוקדים החמים של הקוויטציה , עשויות להיווצר טמפרטורות גבוהות של עד 5000K וקצבי קירור מהירים, המסייעים לתהליכי ההמסה. המלח מומס ללא אגלומרטים, ומתקבל מוצר יציב בעל איכות גבוהה. לאחר תהליך ההמסה ניתן להשתמש באולטרסאונד גם לשילוב התמלחת באופן הומוגני במוצר הסופי.
הגמישות של העיבוד האולטרסוני מאפשרת התאמה מהירה ופשוטה של הסוניקציה לדרישות הספציפיות, כך שניתן להכין פורמולציות של תמלחות בהתאמה מדויקת לדרישות אלה.

ציוד אולטרסוני להכנת תמלחות

תהליך ההמסה האולטרסונית של מרכיבים יכול להתבצע בתהליך מנתי ובתהליך רציף בקו הייצור . הערבול והגזירה האולטרסוניים רבי העוצמה של החומרים בנוזל מספקים המסה מהירה ויעילה מאוד. בין שנדרשת רוויה נמוכה, גבוהה או אפילו רוויית יתר, אולטרסאונד רב עוצמה מציע ערבוב אמין בקצבי המסה גבוהים.
ציוד אולטרסוני בהספקים הנעים מ־ 50W עד 16,000W ליחידה זמין לצורך המסה אמינה בכל קנה מידה של תהליך. המכשירים האולטרסוניים של Hielscher עמידים מאוד, מצריכים תחזוקה מועטה בלבד ומתוכננים עבור פעולה בעומס כבד 24/7 .