Ultrazvučna priprema slanih otopina

• Slane otopine su otopine soli, npr. NaCl, KCl, KNO₃, KClO₃, CaCl₃ u vodi, koje se pripremaju za prehrambenu industriju, uzgoj ribe ili isplake za bušenje.
• Proces otapanja soli u vodi može biti dugotrajan ako se ne primjenjuje miješanje ili ako je ono nedovoljno.
• Za industrijsku pripremu slanih otopina ultrazvučno otapanje izvrsna je tehnika za postizanje velikih brzina otapanja i visokog stupnja zasićenosti.

Ultrazvučna priprema slanih otopina

Materijali za otapanje:

Mnoge industrijske formulacije zahtijevaju otapanje sastojaka kao što su sol i šećeri. U industriji se slane otopine upotrebljavaju kao sredstva protiv smrzavanja, stabilizatori, začini i konzervansi (npr. u prehrambenoj industriji), za pripremu slane vode (npr. u industriji uzgoja ribe) ili kao polazni materijal za elektrolizu.
Slane otopine poznate su po učinku snižavanja ledišta, zbog čega su korisne kao sekundarna rashladna sredstva. Osim toga, sol pomaže stabilizirati čestice u suspenziji i spriječiti njihovo taloženje. Zbog toga su slane otopine široko primjenjivan dodatak u formulacijama proizvoda.

Problem:

Soli na dnu šarže ili spremnika potrebno je nekoliko dana da se otopi bez mehaničkog miješanja. S porastom koncentracije soli brzine otapanja znatno se smanjuju. Osobito dugo traje otapanje posljednjih postotaka soli u visoko zasićenoj otopini (npr. 90°SAL).
Solima koje se teško otapaju, kao što su BaSO₄, PbS, HgS, AgCl, potrebno je intenzivno miješanje kako bi se potpuno otopile.

Rješenje:

Snažne ultrazvučne smične sile osiguravaju potrebnu energiju za otapanje topljivih tvari, npr. soli ili šećera. Intenzivno smicanje nastaje kada se intenzivni ultrazvučni valovi prenose u tekućine i guste suspenzije, što uzrokuje snažnu kavitaciju. U kavitacijskoj “vrućoj točki” vladaju ekstremni uvjeti, poput lokalno prisutnih visokih temperatura i velikih brzina hlađenja, velikih razlika u tlaku i mlazova tekućine.
Strujanje i smicanje uzrokovani ultrazvukom omogućuju veći kontakt između otopljene tvari i otapala, pa se sol znatno brže otapa u vodi, tvoreći jednoličnu slanu otopinu.
Topljivost većine materijala povećava se s porastom temperature. U kavitacijskim vrućim točkama mogu se pojaviti visoke temperature do 5000K i velike brzine hlađenja, što pospješuje procese otapanja. Sol se otapa bez stvaranja aglomerata, čime se dobiva stabilan proizvod visoke kvalitete. Nakon procesa otapanja ultrazvuk se može upotrijebiti i za homogeno umješavanje slane otopine u konačni proizvod.
Fleksibilnost ultrazvučne obrade omogućuje brzu i jednostavnu prilagodbu sonikacije specifičnim zahtjevima, pa se formulacije slanih otopina mogu pripremiti točno prema specifičnim zahtjevima.

Ultrazvučna oprema za pripremu slanih otopina

Ultrazvučno otapanje sastojaka može se provoditi kao šaržni i kontinuirani protočni proces. Snažno ultrazvučno miješanje i smicanje tvari u tekućini omogućuju vrlo brzo i učinkovito otapanje. Bez obzira na to je li potreban nizak ili visok stupanj zasićenosti ili čak prezasićenost, ultrazvuk velike snage omogućuje pouzdano miješanje uz velike brzine otapanja.
Dostupna je ultrazvučna oprema snage od 50W do 16.000W po jedinici za pouzdano otapanje pri bilo kojem opsegu procesa. Hielscher ultrazvučni uređaji vrlo su robusni, zahtijevaju tek malo održavanja i konstruirani su za rad pod velikim opterećenjem 24/7 .