Ultradźwiękowe przygotowywanie solanek

• Solanki to roztwory soli, np. NaCl, KCl, KNO₃, KClO₃, CaCl₃ w wodzie, przygotowywane na potrzeby przemysłu spożywczego, hodowli ryb lub płynów wiertniczych.
• Proces rozpuszczania soli w wodzie może być czasochłonny, gdy nie stosuje się mieszania lub gdy jest ono niewystarczające.
• W przemysłowym przygotowywaniu solanek rozpuszczanie ultradźwiękowe jest doskonałą techniką umożliwiającą osiągnięcie dużej szybkości rozpuszczania i wysokiego stopnia nasycenia.

Ultradźwiękowe przygotowywanie solanek

Substancje do rozpuszczenia:

Wiele formulacji przemysłowych wymaga rozpuszczania składników takich jak sól i cukry. W przemyśle solanki stosuje się jako środki zapobiegające zamarzaniu, stabilizatory, przyprawy i konserwanty (np. w przemyśle spożywczym), do przygotowywania wody słonej (np. w hodowli ryb) lub jako materiał wyjściowy do elektrolizy.
Solanki są znane ze swojego działania obniżającego temperaturę zamarzania, dzięki czemu są użytecznym wtórnym czynnikiem chłodniczym. Ponadto sól pomaga stabilizować cząstki w zawiesinie i zapobiegać ich osiadaniu. Dzięki temu solanki są powszechnie stosowanym dodatkiem do formulacji produktów.

Problem:

Sól na dnie partii materiału lub zbiornika potrzebuje kilku dni, aby rozpuścić się bez mieszania mechanicznego. Wraz ze wzrostem stężenia soli szybkość rozpuszczania znacznie maleje. Szczególnie długo trwa rozpuszczanie ostatnich kilku procent soli w roztworze o wysokim stopniu nasycenia (np. 90°SAL).
Sole trudno rozpuszczalne, takie jak BaSO₄, PbS, HgS, AgCl, wymagają intensywnego mieszania, aby całkowicie się rozpuścić.

Rozwiązanie:

Silne siły ścinające wywoływane przez ultradźwięki dostarczają energii niezbędnej do rozpuszczania substancji rozpuszczalnych, np. soli lub cukru. Intensywne ścinanie powstaje, gdy silne fale ultradźwiękowe są sprzęgane z cieczami i zawiesinami, wywołując silną kawitację. W kawitacyjnym „gorącym punkcie” panują ekstremalne warunki, takie jak lokalnie występujące wysokie temperatury i duże szybkości chłodzenia, duże różnice ciśnień oraz strugi cieczy.
Przepływ i ścinanie wywoływane przez ultradźwięki zwiększają kontakt substancji rozpuszczanej z rozpuszczalnikiem, dzięki czemu sól rozpuszcza się w wodzie znacznie szybciej, tworząc jednorodną solankę.
Rozpuszczalność większości substancji wzrasta wraz ze wzrostem temperatury. W kawitacyjnych gorących punktach mogą występować wysokie temperatury sięgające 5000K i duże szybkości chłodzenia, które wspomagają procesy rozpuszczania. Sól rozpuszcza się bez tworzenia aglomeratów, co pozwala uzyskać stabilny produkt o wysokiej jakości. Po procesie rozpuszczania ultradźwięki można również wykorzystać do jednorodnego wymieszania solanki z produktem końcowym.
Elastyczność obróbki ultradźwiękowej pozwala szybko i łatwo dostosować sonikację do konkretnych wymagań, dzięki czemu formulacje solanek można przygotowywać dokładnie zgodnie z określonymi wymaganiami.

Urządzenia ultradźwiękowe do przygotowywania solanek

Ultradźwiękowe rozpuszczanie składników można prowadzić w trybie okresowym oraz w ciągłym trybie przepływowym przetwarzania. Intensywne mieszanie i ścinanie substancji w cieczy za pomocą ultradźwięków zapewniają bardzo szybkie i wydajne rozpuszczanie. Niezależnie od tego, czy wymagany jest niski czy wysoki stopień nasycenia, czy nawet przesycenie, ultradźwięki dużej mocy zapewniają niezawodne mieszanie przy dużej szybkości rozpuszczania.
Dostępne są urządzenia ultradźwiękowe o mocy od 50W do 16 000W na urządzenie, zapewniające niezawodne rozpuszczanie w dowolnej skali procesu. Sonikatory Hielscher są bardzo wytrzymałe, wymagają jedynie niewielkiego nakładu prac konserwacyjnych i są zbudowane z myślą o pracy 24/7 w wymagających warunkach.