خوراکی . بهداشتی-درمانی . دانستی ها

روش های خالص سازی نمک طعام و بیماریهای ناشی از ناخالصی های موجود در آن

علی عموزاده*1، مهدی بهزاد1، عباسعلی عربی2، ساناز گلیان1، عاطفه زیاری1،  هانیه سهمی1

1- دانشگاه سمنان_گروه شیمی کاربردی، 2- دانشگاه سمنان_گروه مهندسی شیمی

*aliamoozadeh@yahoo.com

چکیده

در این تحقیق ناخالصی های معمول موجود در نمک طعام بر اثر بیماری زایی هر یک بررسی شده و ضرورت خالص سازی نمک طعام در رژیم غذایی بحث می شود. در ادامه، راه هایی موجود خالص سازی نمک طعام به تفصیل مورد بررسی قرار گرفته، مزایا و معایب سه روش تبلور مجدد، تخلیص شیمیایی و در نهایت روش سالکس به عنوان بهترین روش، مورد مطالعه قرار می گیرد.

مقدمه

نمک معمولی نقش عمده ای در تاریخ تمدن بشر داشته است. در طول تاریخ از زمان های بسیار قدیم سخن از نمک به میان آمده است. مثلاً داستانی از همسر حضرت لوط آمده که زمانی که از دستور فرشتگان سرپیچی نمود و به شهر بدکاران بازگشت، تبدیل به مجسمه نمک شد.

توانایی نگهداری طولانی مدت از مواد غذایی با اضافه نمودن نمک، خود برای ایجاد تمدن عامل مهمی بوده است. با ابداع روش‌هایی به منظور نگهداری طولانی مدت از مواد غذایی، دیگر نیازی نبود که مردمان اولیه، به دلیل وجود مواد غذایی در ناحیه خاصی ساکن شوند و می توانستند هر جا که بخواهند سکنی گزینند.

در قدیم، نمک کالای با ارزشی برای انسان محسوب می‌شد. در دوران امپراتوری رم، گاهی از نمک به جای پول استفاده می نمودند. در طول تاریخ، این ماده در جریان جنگ ها، خط مشی مالی دولتها ی  مختلف و حتی شروع انقلاب ها را تحت تاثیر خود قرار داده است. از قرن بیستم قبل از میلاد، در کشور چین به نمک مالیات تعلق گرفت . در آن زمان تجار، ارزش نمک را برابر با کتاب و طلا می‌دانستند. امپراتوری رم تصمیم به کنترل بهای نمک گرفت و گاهی قیمت نمک را بالا می برد تا بتواند هزینه های جنگ های خود را تامین نماید و گاهی قیمت آن را پایین می آورد تا حتی فقیرترین افراد هم بتوانند از این ماده مهم در رژیم غذایی خود استفاده کنند.  بعدها در کشورهایی از جمله هند که تحت استعمار انگلیس بودند تولید و انتقال نمک تحت برنامه ریزی دقیق و برای جمع آوری درآمد مالیاتی از مردم صورت می گرفت. این امر در نهایت منجر به راهپیمایی اعتراض ‌آمیز به رهبری مها تما گاندی در سال ۱۹۳۰ میلادی شد، که مردم هند در اعتراض به سیاست مالیاتی انگلیسی‌ها به دریا رفتند تا نمک مورد نیاز خود را تهیه نمایند. در اروپای مرکزی در طی قرون وسطی، کلیسای کاتولیک معادن نمک را به عنوان منبعی از ثروت و قدرت تحت کنترل خود داشت. قرنها بعد مالیات‌های نمک در فرانسه یکی از علل وقوع انقلاب فرانسه بودند(1).

آب دریا دارای ۳ درصد کلرید سدیم می باشد و علاوه بر آن همچنین دارای تعداد زیادی ماده‌ی معدنی دیگر نیز هست. چنین محاسبه شده که دریا شامل ۱۹ میلیون متر مکعب نمک است که حدوداً یک و نیم برابر حجم آمریکای شمالی بالای سطح دریا می‌باشد. در آمریکای شمالی مقدار عظیمی از صخره های نمک در در رودخانه سیلوران که مناطقی از میشیگان،اوهایو، پنسیلوانیا، نیویورک را تحت پوشش دارد ره سیلور آن می‌رسد تولید نمک با استفاده از انرژی خورشیدی برای تبخیر آب منبع درآمد عمده‌ای برای بعضی از کشورهای جهان سوم مانند ترکیه بوده اما متاسفانه تولید نمک با این روش دیگر از نظر اقتصادی رقابت آمیز نیست و از دست دادن درآمد آن باعث بروز مسائل اقتصادی جدی در این کشورها شده است حتی امروزه نیز نمک یک کالای مصرفی حیاتی محسوب می‌شود در مقایسه با هم ماده معدنی دیگر کلرید سدیم به بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرد و هم اکنون مصرف نمک در جهان بیش از ۱۵۰ میلیون تن در سال می باشد نمک در میزان انبوه از تبخیر آب دریاها و یا آب شور چشم ها و یا دریاچه‌های نمک به دست می‌آید و همچنین از معدن های سنگ نمک استخراج می‌شود که هالیت نام دارد امروزه اکثر کلرید سدیم تولیدی به صورت تجارتی از رسوب های زیرزمینی وسیعی که غالباً صدها متر ضخامت دارد استخراج می‌شود این مستند را زمانی ایجاد شدند که صدها میلیون سال قبل دریاچه های بزرگ تلخی و خشکی دیدم حدوداً ۴۰ درصد نمک صخره ها همانند زغال سنگ استخراج می‌شود و بقیه نمک از طریق تلمبه کردن آب به داخل سوپ ها و تمامی کردن محلول آب نمک سیر شده به خارج استخراج می شود �ستاندارد نمک طعام در ایران در سال ۱۳۴۴ توسط موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران تدوین شد این استاندارد تاکنون سه بار مورد تجدید نظر قرار گرفته است که با رسوم آن در تاریخ سی ام فروردین ۱۳۸۵ بوده است و نمک خوراکی مشمول استانداردهای اجباری بوده و حداقل خروسان در این استاندارد ۹۹۲ درصد است در یک نمک خوب ویژگی های مدنظر قرار می‌گیرد که عبارتند از ویژگیهای فیزیکی مثل وضعیت ظاهری هم بو مواد خارجی و اندازه ذرات و ویژگی های شیمیایی که شامل خلوص مواد نامحلول در آب سولفات محلول در آب رطوبت و میزان یادم باشد قبل از احداث کارخانه‌های نمک تصفیه نمک خوراکی در کارگاه‌ها به این ترتیب تولید می‌شد که سنگ نمک ورودی از معدن پس از آن سیاه شدن و سرد کردن آن اضافه شده و در کیسه های زرد رنگ و روانه بازار مصرف می‌شد این نوع نمک به علت آنکه هیچ گونه عمل تصویری روی آن انجام می گیرد غیر استاندارد بوده و مصرف خوراکی آن در درازمدت عوارض نامطلوب ایجاد می نماید و باید از مصرف آن جدا خودداری شود

ناخالصی های موجود در نمک

این که نمک در صنایع غذایی خالص باشد، خیلی مهم است. اگر کمی کلسیم در نمک طعام  وجود داشته باشد( که در کنسرو سازی استفاده میشود ) پوست حبوبات، گلابی، ذرت و محصولات مشابه ‌سفت می شود.  مکانیسم عمل، به این ترتیب است که؛ پکتن موجود در پوست این محصولات با کلسیم ترکیب شده و ماده سفت و محکمی را تولید می‌کند.متقلبین مواد غذایی، از این خاصیت استفاده کرده و برای سفت کردن بافت خیارشور های تخمیری فله ای نامرغوب، آهک که مقدار زیادی کلسیم دارد به آنها اضافه می‌کنند(3).

ناخالصی های نامحلول

نمک چه به صورت استخراج شده از معادن سنگ و چه به صورت استخراج شده از آب دریا دارای ناخالصی های فراوانی است. که عمده ترین ناخالصی نمک، سولفات کلسیم یا گچ است که به دلیل سفت بودن آن قابل تشخیص از نمک نیست، ولی اگر نمکی را که دارای ناخالصی گچ است در آب حل کنیم، گچ آن در آب به صورت نامحلول باقی می ماند.

ناخالصی دیگری که مانند گچ در آب نامحلول است ولی قابل تشخیص است، همراه با آن است که باعث تیرگی رنگ نمک می‌شود. ناخالصی های نامحلول حدود ۵ درصد سنگ نمک را تشکیل می‌دهند.

ناخالصی‌های فلزات سنگین

ناخالصی های دیگری که از لحاظ مقدار در سنگ نمک ناچیز هستند ولی از لحاظ ایجاد عوارض نامطلوب و مسمومیت در بدن انسان اهمیت دارند، شامل فلزات سنگینی از قبیل سرب، جیوه، کادمیوم، آرسنیک و غیره است که هر کدام از این عناصر مضرات فراوانی برای سلامتی بدن انسان دارند، زیرا این عناصر دارای خاصیت تجمع تدریجی و اندام‌های بدن بوده و مسمومیت های مزمن و عوارض بهداشتی مختلفی ایجاد می نمایند.

به همین دلیل ضرورت دارد این ناخالصی‌ها فرآیند تصفیه از نمک خوراکی، جدا شده و نمک از لحاظ وجود این ناخالصی ها به حد استاندارد و مطلوب برسد.

همانگونه که گفته شد اگر چه ممکن است اینگونه ناخالصی ها به مقدار ناچیز در نمک وجود داشته باشند ولی به علت ایجاد عوارض نامطلوب باید حتماً تسویه شوند(4).

در زیر برخی خطرات آنها را بیان می کنیم:

سرب

ذرات ریز سرب به علت سنگینی وزنشان، کمتر از راه ریه وارد بدن می‌شوند. سرب و املاح آن در شیره معده و روده حل شده به شکل کلر مضاعف سرب و سدیم در می‌آید که سمی و خطرناک است و مقدار ناچیز آن در بدن باعث مسمومیت میشود.

اگر مقدار زیادی سرب از این راه وارد بدن شود به شکل فسفات سرب کلوئیدال در تمام بدن پخش میگردد که بیشتر در استخوانها به خصوص در اپی فیز ا، مو،ناخن و مراکز عصبی،کبد، غدد فوق کلیوی، کلیه‌ها، دهان و در اعضایی که چربی زیادی دارند تجمع پیدا می‌کنند و عوارض زیادی را به دنبال خود ایجاد می کند. مثلاً در بزرگسالان کم خونی، سردرد،خستگی، ضعف و تخریب سلسله اعصاب و ضایعات مغزی ایجاد می‌کند و در کودکان استفراغ و بیحالی، کما و ضایعات مغزی را به دنبال دارد.

جیوه

ترکیبات محلول جیوه از راه دستگاه گوارش به سرعت جذب می شوند. مهمترین عضوی که مورد تهاجم سموم جیوه قرار می‌گیرد، کلیه ها هستند. حتماً شنیده‌اید که کلیه ها  مثل قلب دوم ما هستند. سموم جیوه ای  کلیه ها را حجیم و متورم می کند و رنگ آن را تغییر داده و متمایل به زرد می نماید. اگر مسمومیت با این سموم بیشتر باشد کلیه ها از بین می روند و مسمومیت های مزمن به سلسله اعصاب نیز صدمه می‌زنند.

آرسنیک

ترکیبات آرسنیکی، کبد را نشانه می‌گیرند. در آنجا تثبیت، منتشر و جذب می شوند. قسمت عمده آرسنیک در کبد رسوب می‌کند. انتشار و جذب آن بر حسب نوع مسمومیت متفاوت است. در مسمومیت حاد، آرسنیک معمولاً از جهاز هاضمه، کبد و کلیه یافت می‌شود. این ماده در بدن با آنزیم های گروه سولفیدریل ترکیب شده آنها را بی اثر می‌کند و در نتیجه مسمومیت و مرگ را به دنبال دارد. در صورتی که نوع مزمن در مو و ناخن مستقر می‌شود آرسنیک موجود در نمک‌های ناخالص معمولاً شکل مزمن مسمومیت را ایجاد می‌کند.

 کادمیوم

مسمومیت ناشی از این عنصر تا حدودی مشابه آرسنیک است. به علاوه تماس بدن با کادمیوم، سبب افزایش دفع گلوکز،پروتئین و اسید اوریک می‌شود و کادمیوم با غلظت زیاد شرایط ایجاد ذات الریه حاد و مسمومیت همراه با تهوع،  استفراغ، اسهال و سستی را باعث می شود.

مس

مسمومیت مس اگر چه در نمک های ناخالص ممکن است بروز کند، هنگامی که با املاح آرسنیک همراه شود بسیار شدید و خطرناک است.

 روش های خالص سازی نمک طعام

مهمترین روشهای خالص‌سازی نمک طعام به قرار زیرند:

تبلور مجدد

یکی از ساده ترین و شناخته شده ترین روش های تصفیه نمک، روش تبلور مجدد است. در این روش سنگ نمک بعد از خرد شدن در آب حل شده و بعد از حذف کل ناخالصی‌های محلول آب نمک شفاف جهت تولد مجدد به کریستالایزر فرستاده می‌شود. کریستال‌های تشکیل شده بعد از سانتریفیوژ شدن خشک شده و آماده بسته بندی می‌شوند. خلوص نمک به دست آمده در این روش معمولاً بالای 99/5درصد می‌باشد . غیر از خلوص بالا، از دیگر ویژگی این روش آن است که دامنه کیفیت ماده اولیه می‌تواند بالا باشد اما این روش، روش گرانی است انرژی و آب زیادی مصرف می‌شود و اپراتورهای آن هم باید نیروهای آزموده  ای باشند.

 روش شیمیایی

روش تولید در کارخانه های تصفیه نمک شامل مراحل زیر است:

الف  _ آسیاب کردن سنگ نمک (و یا استفاده مستقیم از نمک تبخیری) و انحلال آن در آب خالص و تهیه محلول اشباع آب نمک.

ب _  اضافه کردن مواد شیمیایی برای رسوب کردن کامل کلسیم و منیزیم و خارج نمودن مواد نامحلول .

پ – عبور محلول آب نمک از فیلترهای شنی برای حذف ذرات .

ت _ تبخیر محلول اشباع نمک و تولید بلورهای خالص نمک و جداسازی آنها به وسیله سانتریفیوژ.

ث _  شست شستشوی نهایی بلورهای نمک در سانتریفیوژ و اضافه کردن ید به آن

ج _ خشک کردن کریستالهای نمک در خشک کن با استفاده از هوای گرم و انتقال نمک به سیلوهای ذخیره

چ _ بسته بندی دستگاه های تمام اتوماتیک.

این مفاله ادامه دارد … 269(2)

منابع : مجموعه مقالات همایش ملی نمک