Prepararea saramurilor cu ultrasunete

• Saramurile sunt soluții de săruri, de ex. NaCl, KCl, KNO₃, KClO₃, CaCl₃ în apă, care sunt preparate pentru industria alimentară, piscicultură sau fluide de foraj.
• Procesul de dizolvare a sărurilor în apă poate fi de durată atunci când nu se aplică agitare sau agitarea este insuficientă.
• Pentru prepararea industrială a saramurilor, dizolvarea cu ultrasunete este o tehnică excelentă pentru obținerea unor viteze mari de dizolvare și a unei saturații ridicate.

Prepararea saramurilor cu ultrasunete

Materiale de dizolvat:

Multe formulări industriale necesită dizolvarea unor ingrediente precum sărurile și zaharurile. În industrie, saramurile sunt utilizate ca antigel, ca stabilizatori, ca condiment și conservant (de ex. în industria alimentară), pentru prepararea apei saline (de ex. în piscicultură) sau ca materie primă pentru electroliză.
Saramurile sunt cunoscute pentru efectul lor de scădere a punctului de îngheț, ceea ce le face un agent frigorific secundar util. În plus, sarea contribuie la stabilizarea particulelor în suspensie și previne sedimentarea acestora. Acest lucru face din saramuri un aditiv utilizat pe scară largă în formulările de produse.

Problema:

Sarea de pe fundul unui recipient sau rezervor are nevoie de câteva zile pentru a se dizolva fără amestecare mecanică. Odată cu creșterea concentrației de sare, vitezele de dizolvare scad substanțial. În special ultimele procente ale unei soluții puternic saturate (de ex. 90°SAL) necesită mult timp pentru a se dizolva.
Sărurile greu de dizolvat, precum BaSO₄, PbS, HgS, AgCl, necesită o agitare intensă pentru a fi dizolvate complet.

Soluția:

Forțele puternice de forfecare generate de ultrasunete furnizează energia necesară pentru dizolvarea substanțelor solubile, de ex. săruri sau zahăr. Forfecarea intensă este generată atunci când unde ultrasonice intense sunt cuplate în lichide și suspensii, rezultând o cavitație puternică. În zona cavitațională „hot-spot”, predomină condiții extreme, precum temperaturi ridicate și viteze de răcire mari apărute local, diferențe mari de presiune și jeturi de lichid.
Curgerea și forfecarea produse de ultrasunete permit un contact mai mare între solut și solvent, astfel încât sarea se dizolvă semnificativ mai rapid în apă, formând o saramură uniformă.
Solubilitatea majorității materialelor crește la temperaturi ridicate. În punctele fierbinți cavitaționale pot apărea temperaturi ridicate de până la 5000K și viteze mari de răcire, care favorizează procesele de dizolvare. Sarea se dizolvă fără aglomerate, obținându-se un produs stabil de calitate înaltă. După procesul de dizolvare, ultrasunetele pot fi folosite și pentru a amesteca omogen saramura în produsul final.
Flexibilitatea procesării cu ultrasunete permite ajustarea rapidă și simplă a sonicării la cerințele specifice, astfel încât formulările de saramură pot fi preparate exact conform cerințelor specifice.

Echipamente cu ultrasunete pentru prepararea saramurilor

Dizolvarea cu ultrasunete a ingredientelor poate fi realizată ca proces discontinuu (batch) și ca proces continuu inline în flux. Agitarea ultrasonică puternică și forfecarea substanțelor din lichid asigură o dizolvare foarte rapidă și eficientă. Fie că este necesară o saturație scăzută, ridicată sau chiar suprasaturare, ultrasunetele de putere oferă o amestecare fiabilă la viteze mari de dizolvare.
Echipamentele cu ultrasunete de la 50W la 16.000W pe unitate sunt disponibile pentru a asigura o dizolvare fiabilă la orice scară de proces. Ultrasonicatoarele Hielscher sunt foarte robuste, necesită doar puțină întreținere și sunt construite pentru funcționare 24/7 în regim greu de lucru.