خوراکی . بهداشتی-درمانی . دانستی ها

#مراحل_تصفیه_نمک_به_روش_کریستال_مجدد

مقایسه و بررسی روشهای تصفیه نمک

سید حسن زوار موسوی، بهرام محمدی، حمید رضا مولایی

دانشگاه سمنان،دانشگاه علوم پایه،گروه شیمی ،

حوزه معاونت پژوهشی دانشگاه

چکیده

وجود ناخالصی ها در نمک یکی از مواردی است که باعث ایجاد مشکلات جدی در تولید نمک طعام می گردد لذا فرآیندهای شیمیایی زیادی را می بایست جهت تصفیه آن انجام داد و در نتیجه قیمت تمام شده نمک تولیدی افزایش می یابد.

از جمله روشهای که امروز جهت خالص سازی نمک طعام مورد استفاده قرار می گیرد روش تبلور مجدد و روش سالکس میباشد،روش سالکس یک روش ارزان و موثر بوده و نمک با درجه خلوص بالایی نیز تولید می نماید.

در این مقاله مزایا و معایب روش تبلور مجدد و نیز روش سالکس بیان گردیده و این دو روش با یکدیگر مقایسه شده است

1-مقدمه

سنگ نمک یا اصطلاحاً نمک از کانی هالیت با فرمول شیمیایی NaCI تشکیل می شود این کانی در رسوبات سنگ نمک، آب نمک، دریاچه های آب شور و مرداب ها آب دریا و چشمه های آب شور یافت می شود و نمک خالص دارای ۳/۹۳ سدیم و ۶/۰۷ درصد وزنی کلر است.

نمکهای استحصالی از منابع سنگ نمکی معمولاً دارای ناخالصی های مختلفی هستند که مهمترین آنها سولفات کلسیم، دولومیت، کلسیت، پیریت،کوارتز، می باشند در صورتی که آب نمک های طبیعی عموماً دارای کلرید های کلسیم و منیزیم و کربنات ها هستند و ممکن است دارای مقادیر قابل توجهی برم، لیتیم، باریم نیز باشند.

سنگ نمک اغلب برای تولید نمک تصفیه شده استفاده می شود.

سنگ نمک به وفور در ایران وجود دارد و به ندرت کاملا خالص یافت می شود و عومماً همراه با دیگر املاح در زمین و دریا موجود است .

علی رغم توجه بسیاری از کشورها در طول تاریخ به این ماده در کشور ما نمک و اهمیت آن کمتر مورد توجه قرار گرفته است، علت آن را می‌توان به وفور و پراکندگی معادن زمینی و دریایی نمک و دستیابی آسان به آن دانست، که بنا به روایتی در گذشته مصرف نمک در خانوار به این ترتیب بود که کدبانوی هر خانه سنگ نمک را در ظرفی گلی نگهداری و با افزودن آب شرب به آن (کلوخه درشت نمک) محلول آب نمک را به دست می‌آورد و از آن در آشپزی استفاده می کرد.

متاسفانه تولید نمک به شیوه مزبور ادامه دارد.

در گذشته ساکنین مجاور معادن نمک در صورت دستیابی به سنگ نمک شفاف که ظاهرا درجه خلوص آن را بالا می پنداشتند از طریق پتک یا آسیاب دستی کلوخه های نمک را خرد کرده و به صورت نمک سفره برای غذاهای آماده و یا میوه جات ها جهت مزه دادن به آنها استفاده می کردند.

و همچنین ساکنین مجاور دریا های شور وسط دریاچه ارومیه دریاچه مهارلو و دریاچه قم از طریق آب ساحلی به وجود نمک در دریا، یا دریاچه ها پی برده و با استفاده از تجارب خود حوضچه‌هایی جهت تبخیر سریع تر آب و استفاده وسیع تر از نمک آن درست کرده، و بدین ترتیب نمک مورد نیاز خود را تأمین می‌کردند.

نظر به بی ارزش بودن نمک حاصله که امکان دستیابی به آن برای هر کس ممکن بود هیچ گونه سرمایه گذاری مفیدی جهت سر سامان دادن به وضعیت نمک در گذشته در کشور صورت نگرفته است.

عمده منابع سنگ نمک در کشور در استان سمنان واقع شده است و بررسی ها نشان می دهد بیش از ۹۰ درصد نمک استحصال شده، درصد خلوص بالای ۹۵ درصد دارند.

معادن نمک اغلب به شکل کوه های نمک وجود دارند که برگهای ضخیم نمک در آنها به چند کیلومتر می رسد.

این ماده از دیرباز مورد توجه بشر بوده و امروز نقش مهمی در صنعت تغذیه و سلامت جامعه ایفا می کند از این رو نمک تولید شده در واحدهای تولید نمک در ایران موارد زیر را شامل می‌شود:

1. نمک تصفیه شده یددار برای مصارف تغذیه ای

2. نمک برای صنایع غذایی

3. نمک برای صنایع غیر غذایی

به عنوا مثال نمک در صنایع غذایی شامل خواص زیراست

۱. ایجاد طعم و مزه در مواد غذایی

۲. جلوگیری از رشد میکروارگانیسم های نامطلوب و جلوگیری از فساد مواد غذایی

متوسط سرانه نمک خوراکی در ایران در سال حدود ۱۰ الی ۱۵ گرم در روز برآورد شده است.

مصرف سرانه نمک در کشورهای مختلف از ۷ تا ۲۲/۵ گرم در روز متغیر است .

با توجه به مصرف سرانه نمک طعام و نقش آن در صنایع غذایی و رژیم های غذایی و تاثیر بر روی سلامتی افراد جامعه، کنترل کیفی نمک طعام دارای اهمیت خاصی است که باید مورد توجه قرار گیرد، در کنترل کیفیت نمک طعام علاوه بر تعیین درصد خلوص و ناخالصی های غیر مضر از قبیل کلسیم و منیزیم که تاثیر زیادی بر روی کیفیت آن دارند، اندازه گیری عناصر سنگین آرسنیک و مواد رادیو اکتیو که دارای خاصیت تجمع تدریجی در اندام های بدن و ایجاد مسمومیت های مزمن و عوارض بهداشتی مختلفی می باشند نیز حائز اهمیت بسیاری است .

مهم ترین قسمت کنترل کیفی نمک طعام، بررسی ناخالصی های مضر مانند فلزات سنگین و سپس تعیین ناخالصی های غیر مضر مانند کلسیم و منیزیم و تعیین درصد آنها است.

اگرچه ممکن است غلظت مواد سمی موجود در نمک بسیار ناچیز باشد ولی به علت عوارض نامطلوبی که ایجاد می نماید کنترل آنها از اهمیت خاصی برخوردار می باشد.

در کشور ما برای نخستین بار در سال 1344 استاندارد نمک تهیه شد و در سال ۱۳۵۸ به تصویب رسید این استاندارد درباره انواع نمک های خوراکی بسته بندی شده مورد مصرف سفره و صنایع مواد خوراکی کاربرد دارد.ت

1-2- تصفیه نمک به روش تبلور مجدد

شناخته شده ترین روش تصفیه نمک ب رش تبلور  مجدد است که برای تصفیه و به روش تبلور مجدد استفاده می‌شود، نمکی است که در خود به مقدار زیادی ناخالصی است.

آنالیز سنگ نمک نشان می دهد که این ماده دارای ۳۳/۹۱ درصد وزنی سدیم 54/40 درصد وزنی کلر، ۱/۵۸۳ پتاسیم، 1/655 CaO و 0/053 در صد MgO که مجموعا چنین نمکی 99/917 در صد است.

سنگ نمک استحصال شده از معادن در این مرحله در مخازن توسط آب حل می‌شود که جهت تهیه آب نمک اشباع آماده می شود، قبل از این کار لازم است سنگ نمک توسط دستگاه های مخصوصی آسیاب شوند، مواد ناخالص غیر محلول در آب نمک اشباع تهیه شده توسط فیلترهای مخصوص جدا می شود.

مواد ناخالص محلول در آب طی یک فرآیند دیگری به کمک مواد شیمیایی حذف می شوند. این فرآیند ،فرآیند تصفیه شیمیایی نام دارد.

روش تصفیه شیمیایی به این صورت است که پس از جداسازی مواد ناخالص نا محلول آب نمک محیط به وسیله سود (NaOH) قلیایی می‌شود و فلزاتی مثل AI, Fe, Ca, Mg در محیط قلیایی به صورت اکسید درآمده و رسوب می کنند.

به خصوص Fe, Ai که اکسیدهای تقریبا نامحلول بوده و براحتی از محیط خارج می‌شوند.

Ca و Mg که به صورت سوافات و کربنات در محیط وجود دارتد طی واکنش های ریز رسوب میکنند:

رسوبات ایجاد شده برای جداسازی از فیلتر عبور داده می شوند، آب نمک حاصل با اسید کلریدریک خنثی  میشود.

آب نمک طی فرآیندی که سیستم تبخیر نامیده می شود به کمک گرما یا با استفاده از بخار به مقدار زیادی تلغیظ میشود.

آبگیری نهایی به مقدار زیادی در واحد سانتریفیوژ انجام می‌شود. نمکی که آبگیری شده است توسط خشک کن های دوار و یا تونل های حرارتی در دمای ۸۰ درجه سانتیگراد خشک می شوند.  این فرآیند پس از سرند کردن و بر حسب نیاز  بسته‌ بندی می‌شوند. در یک بررسی که روی ۲۰ نمونه انجام شد نتایج آنالیز مربوط به قبل و بعد از تصفیه نمک در زیر آمده است: