Pha chế dung dịch nước muối bằng siêu âm

• Dung dịch nước muối là dung dịch của các muối, ví dụ NaCl, KCl, KNO₃, KClO₃, CaCl₃ trong nước, được pha chế để sử dụng trong ngành công nghiệp thực phẩm, nuôi cá hoặc dung dịch khoan.
• Quá trình hòa tan muối trong nước có thể tốn nhiều thời gian khi không khuấy trộn hoặc khuấy trộn không đủ.
• Đối với việc pha chế dung dịch nước muối trong công nghiệp, hòa tan bằng siêu âm là một kỹ thuật tuyệt vời để đạt tốc độ hòa tan cao và độ bão hòa cao.

Pha chế dung dịch nước muối bằng siêu âm

Các chất cần hòa tan:

Nhiều công thức phối chế trong công nghiệp đòi hỏi phải hòa tan các thành phần như muối và đường. Trong công nghiệp, dung dịch nước muối được sử dụng làm chất chống đông, chất ổn định, gia vị và chất bảo quản (ví dụ trong ngành công nghiệp thực phẩm), để pha chế nước mặn (ví dụ trong ngành nuôi cá) hoặc làm nguyên liệu đầu vào cho quá trình điện phân.
Dung dịch nước muối được biết đến với tác dụng hạ điểm đông đặc, nhờ đó trở thành chất tải lạnh thứ cấp hữu ích. Ngoài ra, muối giúp ổn định các hạt trong huyền phù và ngăn chúng lắng xuống. Điều này khiến dung dịch nước muối trở thành phụ gia được sử dụng rộng rãi trong các công thức sản phẩm.

Vấn đề:

Muối ở đáy mẻ hoặc bồn cần vài ngày để hòa tan nếu không có khuấy trộn cơ học. Khi nồng độ muối tăng, tốc độ hòa tan giảm đáng kể. Đặc biệt, những phần trăm cuối cùng để đạt được dung dịch có độ bão hòa cao (ví dụ 90°SAL) cần nhiều thời gian để hòa tan.
Các muối khó hòa tan như BaSO₄, PbS, HgS, AgCl cần được khuấy trộn mạnh để hòa tan hoàn toàn.

Giải pháp:

Lực cắt mạnh do siêu âm tạo ra cung cấp năng lượng cần thiết để hòa tan các chất có khả năng hòa tan, ví dụ muối hoặc đường. Tác động cắt mạnh được tạo ra khi sóng siêu âm cường độ cao được truyền vào chất lỏng và huyền phù, gây ra hiện tượng xâm thực mạnh. Tại các vùng xâm thực “điểm nóng”, các điều kiện cực đoan xuất hiện, gồm nhiệt độ cao và tốc độ làm nguội cao tại chỗ, chênh lệch áp suất lớn và các tia chất lỏng.
Dòng chảy và tác động cắt do siêu âm tạo ra giúp tăng sự tiếp xúc giữa chất tan và dung môi, nhờ đó muối hòa tan trong nước nhanh hơn đáng kể, tạo thành dung dịch nước muối đồng nhất.
Độ tan của hầu hết các chất tăng khi nhiệt độ tăng. Tại các vùng xâm thực có điểm nóng, nhiệt độ cao lên đến 5000K và tốc độ làm nguội nhanh có thể xuất hiện, hỗ trợ các quá trình hòa tan. Muối được hòa tan mà không tạo thành các khối kết tụ, thu được sản phẩm ổn định có chất lượng cao. Sau quá trình hòa tan, siêu âm cũng có thể được sử dụng để trộn đều dung dịch nước muối vào sản phẩm cuối cùng.
Tính linh hoạt của quá trình xử lý bằng siêu âm cho phép điều chỉnh việc xử lý siêu âm nhanh chóng và đơn giản theo các yêu cầu cụ thể, nhờ đó các công thức dung dịch nước muối có thể được pha chế chính xác theo yêu cầu cụ thể.

Thiết bị siêu âm để pha chế dung dịch nước muối

Quá trình hòa tan bằng siêu âm các thành phần có thể được thực hiện theo quy trình theo mẻ và quy trình liên tục trên đường ống . Tác động khuấy trộn và cắt mạnh bằng siêu âm đối với các chất trong chất lỏng giúp quá trình hòa tan diễn ra rất nhanh và hiệu quả. Dù yêu cầu độ bão hòa thấp, cao hay thậm chí quá bão hòa, siêu âm công suất cao đều mang lại khả năng trộn đáng tin cậy với tốc độ hòa tan cao.
Có sẵn các thiết bị siêu âm với công suất từ 50W đến 16.000W cho mỗi thiết bị, đáp ứng đáng tin cậy quá trình hòa tan ở mọi quy mô xử lý. Các thiết bị siêu âm của Hielscher rất bền chắc, chỉ cần ít bảo trì và được chế tạo để đáp ứng chế độ vận hành tải nặng 24/7 .