U3F1ZWV6ZTM1NjY3ODA4MTcwX0FjdGl2YXRpb240MDQwNjcwNTU4MTQ=
recent
أحدث المقالات

ملح الطعام | مصادر وطرق أستخراج ملح الطعام

ملح الطعام | مصادر وطرق أستخراج ملح الطعام

ملح الطعام | مصادر وطرق أستخراج ملح الطعام



  • يعتبر ملح الطعام أو كلور الصوديوم أحد المكونات الغذائية للانسان . والثابت أن الانسان يمكنه أن يصوم عن الطعام والشراب من أربعين إلى خمسين يوماً أو أكثر، ولكنه لا يعيش مطلقاً اذا تغذى أربع وعشرين ساعة بأطعمة خالية إطلاقاً من ملح الطعام. وذلك لعلاقة هذا الملح بصميم حياة الانسان ، وبالتفاعلات الحيوية الداخلية في جسمه وأهمها ضغط الدم .
  • يعتبر ملح الطعام المادة الخام الأساسية لكثير من المركبات الكيميائية مثل ماءات الصوديوم وكربونات الصوديوم وكبريتات
  • الصوديوم و فوسفات الصوديوم وكلورات الصوديوم وحمض كلور الماء، فتحليل محلوله بالماء كهربائياً يعطي غاز الكلور، كما ويلعب دور رئيسي في تليين الماء وترسيب الأصبغة العضوية ويستعمل لحفظ الأسماك واللحوم وصناعة المخللات.

منابع ملح الطعام

  • تعتبر مياه المحيطات والبحار مصدراً لا ينضب لملح الطعام، فتحتوي هذه المياه على 3.5 % من الاملاح يشكل NaCl منها حوالي 80%. 
  • تختلف نسبة الاملاح في مياه المحيطات أو مياه البحار أو مياه البحيرات المغلقة مثل البحر الميت كما ويختلف تركيب مياه المحيطات و البحار باختلاف عمق المياه ومكانه. 
  • يؤدي تبخير مياه البحار إلى ترسب الاملاح المنحلة فيها بصورة عكسية مع قابليتها للانحلال حيث يؤدي تبخير حجم معين من مياه البحار حتى 53.3% من حجمه الأصلي إلى ترسب أكسيد الحديد وفق التفاعل التالي : 

2Fe(HCO)2 +1/2O2   Fe2O3 + 4CO2 + 2H2O

كما يترسب قسماً من كربونات الكالسيوم ويؤدي استمرار التبخير إلى ترسب كربونات الكالسيوم بأجمعها وفق التفاعل التالي :
Ca(HCO3)2   CaCO3 + CO2 + H2O

  • وعندما يصبح حجم المحلول مساوياَ 19% من الحجم الأصلي يبدأ CaSO4. 2H2O بالترسب ،ويستمر هذا الترسيب حتى يصبح الحجم مساوياً 3% من الحجم الأصلي . 
  • يبدأ ترسب ملح الطعام عندما يصبح تركيز المحلول 9.5% من الحجم الأصلي أي عندما يصبح تركيز الأملاح مساوياً 356‪ غرام في الليتر، ويرافقه قليل من كبريتات المغنزيوم وكلور المغنزيوم. 
  • يستمر ترسب هذه الأملاح الثلاثة بالإضافة إلى بروم الصوديوم حتى يصبح حجم المحلول مساوياً 1.62%من الحجم الأصلي. 
  • يكون مقدار ما ترسب من كلور الصوديوم عند هذا الحد مساوياً 91.3 % من وزنه الكلي. ويبقى في السائل الأم بعد ترسب معظم الاملاح السابقة كمية من الاملاح تتألف من املاح البوتاسيوم بالاضافة الى ما تبقى من كبريتات المغنزيوم وكلور الصوديوم. 


بالإضافة إلى مياه المحيطات والبحار يوجد ملح الطعام أيضاً في القشرة الأرضية في أماكن كثيرة وقد تكون بعض هذه المنابع غنية جداً ونقية أيضاً، فمثلاً تحتوي منابع شتاسفورت في المانيا النسب المؤية التالية:
NaCl 97%, CaSO4 1.5%, أملاح المغنزيوم 0.5% ولا تتجاوز نسبة الشوائب الباقية 0.01%.

استخراج ملح الطعام

يستخرج ملح الطعام من مصادره الطبيعية وفق الطرق التالية :
  1. تعدينه من الصخور الملحية 
  2. تبخير المحاليل 

ويتم تبخير المحاليل بعدة طرق : 
  • التسخين بأشعة الشمس 
  • التسخين بالنار مباشرةً
  • التبخير بواسطة المحببات 
  • التبخير بالمبخرات تحت الفراغ
  • التبخير بالمبخرات الوميضية. 

1- أستخراج ملح الطعام من تعدين وطحن الصخور الملحية

  • تشبه هذه الطريقة عملية تعدين الفحم الحجري فيما عدا أن الصخور الملحية صلبة لدرجة لايتطلب معها تتدعيم المنجم بقطع الخشب. يختلف عمق المنجم وسماكة عرقه من مكان إلى آخر. 
  • تختلف حجوم الكتل الملحية من حجوم كبيرة نسبياً إلى كتل بشكل البودرة. 
  • ترفع إلى سطح الارض لتوضع في مناخل لفصل الكتل الكبيرة عن الصغيرة. تمرر بعدها الكتل الكبيرة على مطاحن مخلبية أو دوارة ثم يمرر الناتج بعدها على مناخل ومطاحن من جديد حتى يصبح ناعماً جداً. 
  • يُحل هذا الملح الأبيض ثم يبخر المحلول.
  • للحصول على الملح من داخل الارض نقوم بتجهيز البئر الملحي حيث يثبت على هذا البئر غطاء من الأسمنت قطره من 20 إلى 25سم  في طبقة الغضار المتوضعة فوق العرق الملحي. يوجد في داخل هذا الغطاء الاسمنتي أنبوب قطره 15 إلى 20سم
  • يتمركز داخله أنبوب آخر قطره من 7.5 إلى 10سم. ينساب الماء إلى البئر أما من أعلى طبقة الملح أو من اسفلها. 
  • آلية سحب الملح من داخل الأرض تعتمد على سماكة عرق الملح. 
  • إذا كانت سماكة عرق الملح عميق من 600‪ إلى 100‪0م نصب الماء إلى أسفل هذه القشرة حيث تبدأ عملية ذوبان الملح وبعد الذوبان يتم ضخ الهواء إلى الأسفل لدفع المحلول الملحي إلى الأعلى 
  • أما إذا كانت سماكة العرق الملحي من 100‪ إلى 200‪م اي طبقة ملحية  رقيقة الاجدر إقتصادياً ان لا تصل التمديدات إلى قعر الطبقة. 
  • تضخ المياه المالحة عند سطح البئر إلى صهاريج حيث تخزن فيها ويسمح للمواد الصلبة المرافقة لهذه المياه أن تتوضع في قعر الصهريج. 
  • طبعاً يمكن التخلص من مركبات الحديد والمغنزيوم الموجودة في المياه المالحة باضافة الماء الكلسي. 
  • كما ان اضافة الماء الكلسي تجعل تفاعل الماء الملحي قلوياً وبالتالي يخفف من فعله التآكلي. 
  • ويمكن إضافة كربونات الصوديوم Na2CO3 للتخلص من كربونات الكالسيوم CaCO3 كما يضاف عند وجود مركبات الباريوم شيء من كبريتات الصوديوم. 
  • تختلف نسبة الاملاح من بئر إلى آخر حسب طبيعة الأرض . 

2- أستخراج ملح الطعام بالتبخير بأشعة الشمس

  • يتطلب نجاح عملية الحصول على الملح من تبخير المحلول الملحي بأشعة الشمس وجود مساحات واسعة من الارض مجاورة للبحر وأخفض من سطحه وثابتة السوية وطقسها يسمح بالتبخر الكبير على مدار العام وقليلة الامطار وتربتها غير نفوذة تقريباً. 
  • تتوفر هذه الشروط في خليج سان دياغو وخليج سان فرانسيسكو. 
  • تقام في هذه المناطق ترع حول مجموعة من البرك، وهي إما برك تركيز أو برك تبلور. 
  • ويجب أن تكون سوية إرتفاع هذه البرك أخفض من سوية المد في المحيط حتى تنساب المياه إلى هذه البرك دون الحاجة لعملية الضخ. 
  • يسمح لمياه المحيط أن تصب في البرك في فصل الجفاف حيث تكون نسبة الملوحة أعلى ما يمكن وبينما تجري عملية التبخر يضخ المحلول من بركة إلى بركة مجاورة لها ممايسمح للجص CaSO4. 2H2O
  • أن يترسب من المحلول، ثم يضخ المحلول المشبع والمسمى بالمخلل pickle إلى برك التبلور والتي تساوي مساحتها تقريباً عشر مساحة جميع البرك. تستمر في هذه البرك عملية التبخر وتهبط بلورات الملح إلى القاع . 
  • تضاف كمية أخرى من المحلول المشبع إلى أن تصبح تراكيز الاملاح الأخرى كافية لتبلور كمية لابأس بها من أملاح المغنيزيوم . 
  • وبعد أن يبقى 4% من حجم ماء البحر الأصلي والذي يطلق عليه اسم المحلول المر bittern يضخ هذا المحلول لاستخلاص البروم والمغنيزيوم منه. 
  • يضاف إلى البركة كمية أخرى من المحلول المشبع وتتابع عملية التبلور حتى يصبح سمك طبقة الملح المترسب من 10 إلى 15سم. يضخ ما تبقى من السائل في البركة ثم يؤخذ الملح المتشكل ويخزن. 


3- التبخير بطريقة التحبيب

  • تعتبر هذه الطريقة تطويراً لطريقة التسخين المباشر.
  •  ورغم قلة التوفير من حيث الحرارة والعمل المبذولين إذا ما قيست بطريقة التبخير تحت الفراغ ، فان الملح الناتج من استعمالها مرغوب نظراً لشكل بلوراته. 
  • يصل حجم مقالي التحبيب إلى طول يساوي 48.5م وعرض 5م وعمق 60سم
  • ويصل انتاجها إلى 80 طن في اليوم. 
  • تصنع هذه المقالي من الفولاذ الذي سمكه 6مم. ويوجد على إرتفاع من 15 إلى 20سم
  • من القاع صف من أنابيب البخار بقطر 10سم وبين الواحد والاخر حوالي 33سم 
  • تمتد هذه الانابيب على طول المقلاة. 
  • تزود قاعدة المقلاة بجملة جارفة تقوم بسحب الملح المترسب إلى جهة واحدة، وبمصرف مائل حوالي 30درجة يسمح للسائل الاصلي أن يعود إلى المقلاة . 
  • تركب الجملة الجارفة على زوايا حديدية تحت أنابيب البخار وتتألف من عدة جارفات تتم الواحدة منها عمل التي قبلها وحتى يصل الملح إلى نهاية المقلاة . 
  • تتعلق سرعة الجرف بسرعة التبخر وتساوي سرعتها القصوى بمعدل جرفة واحدة كل دقيقتين . 
  • يعدل PH المحلول الملحي بواسطة الكلس حتى 8.5 وذلك لتقليل فعل تآكل الفولاذ إلى أكبر قدر ممكن. 
  • يزداد أثناء التبخير تركيز الشوائب المنحلة مثل كلور الكالسيوم وكلور المغنيزيوم . 
  • تترسب كبريتات الكالسيوم مع الملح على شكل بلورات دقيقة جداً على السطوح الخارجية لانابيب البخار. 
  • وقد يصل سمك طبقة كبريتات الكالسيوم المترسب إلى 6مم مما يقلل من الانتقال الحراري من أنابيب البخار إلى المحلول الملحي وهذا يتطلب تنظيف المقلاة. 
  • ينقل الملح المجروف الرطب إلى حزام ناقل مطاطي ثم إلى غاسل يقوم المحلول الملحي فيه بتخليص الملح من كلوريدات الكالسيوم والمغنيزيوم الملتصقة على سطحه ، كما يخلصه من حوالي 75% من بلورات كبريتات الكالسيوم الناعمة المرافقة للملح، ينقل الملح إلى مصفاة دوارة تخلص الملح من المحلول الملحي الزائد ، 
  • ثم إلى مجفف يخفض نسبة الرطوبة إلى 0.1 % تكسر كتل الملح في مطاحن دوارة ثم تنخل وتوضع في أكياس .
  • إن البلورات الملحية الناتجة بهذه الطريقة لها شكل خاص , ويعود ذلك إلى طريقة التبخير المستعملة والطريقة التي تتم بها نمو البلورة، تتم عملية التبخير على سطح المحلول الملحي فقط، كما تتشكل نوى التبلور في الطبقات السطحية . 
  • تنمو هذه النوى حسب نظرية روس Ross وتولد حولها قوى جاذبة تزيد في نموها .
  • يعتمد حجم البلورة على سرعة التبخر التي تتعلق بدورها بدرجة حرارة المحلول الملحي .
  • يمتاز الملح المستخرج بهذه الطريقة بسرعة انحلاله ويطلق عليه عادةً اسم الملح القشري ويستعمل بصورة واسعة في صنع الزبدة وتمليح الأسماك وفي إنتاج كثير من النواتج الغذائية حيث يكون للشكل والنوع الاهمية نفسها للنقاوة والطعم .

4- التبخير تحت الفراغ

  • يستحصل على أكبر نسبة من الملح بغلي المحاليل الملحية تحت الفراغ.
  • يختلف حجم مقالي التسخين تحت الفراغ ولكن يمكن أن يكون قطرها من 3.8 إلى 6.6 م وارتفاعها من 11 إلى 15م وهي عادةً على ثلاث أجزاء :
  • الجزء العلوي والجزء السفلي منها بشكل مخروطي بينما الجزء الاوسط بشكل اسطواني قطره الاسفل أصغر بقليل من قطره العلوي.
  • وتكون مادة المقلاة من الفولاذ أو الحديد الصب.
  •  يحتوي الجزء الاسطواني من المقلاة حوالي 280‪0 من الأنابيب النحاسية طول كل أنبوب 150‪سم وقطره 6سم
  • ويؤمن تحريك المحلول الملحي بين الأنابيب بمحرك يقع في الأسفل وبذلك تزداد سرعة تحريك السائل من الأسفل إلى الأعلى بين أنابيب التسخين مما يؤدي إلى ناقلية جيدة للحرارة وإلى تخفيض كمية الملح المترسب على الأنابيب النحاسية .
  • إن كل مقلاة عبارة عن مبخر يعمل تحت الفراغ، ويزداد التفريغ من مقلاة إلى أخرى .
  • تزود المقلاة الأولى ببخار ماء منخفض الضغط، ثم يؤخذ الماء المتبخر من المقلاة الأولى لتسخين المقلاة الثانية وهكذا في المقلاة الثالثة و الرابعة، وإما بخار الماء الناتج من المقلاة الرابعة فيؤخذ إلى المكثف. ويوجد هناك مضخات تفريغ ميكانيكية تعمل لسحب الغازات من المكثف والمقالي الثلاث الأخيرة .
  • يزود المحلول الملحي من الجزء السفلي من المبخر، كما يتجمع الملح المتبلور من خلال الجزء السفلي من المقلاة إلى برميل الملح أو ما يسمى بالماسك catcher.
  •  يضخ بعد ذلك السائل الملحي والبلورات المعلقة فيه إلى فاصل. ينسكب المحلول الملحي من أعلى الفاصل حيث يعاد إلى المبخر بينما يسحب الملح إلى نابذة ثم إلى فرن للتجفيف.
  • كما يمكن الاستعاضة عن النابذة بمرشحة يمرر فيها هواء درجة حرارته 350‪ فهرنهايت. وإذا كان المحلول الملحي حاوياً كمية كبيرة من كلور الكالسيوم وكلور المغنيزيوم الذي يرغب في الحصول عليه فإن هذا المحلول لا يقدم إلى المقلاة بل للمقلاة الأخيرة فقط، ومن ثم يضخ إلى المقلاة التي قبلها إلى أن يصبح تركيز الملح أكبر ما يمكن في المقلاة الأولى.
  • تكون نوى البلورات الملحية المستخرجة بهذه الطريقة محاطة بالمحلول الملحي بصورة منتظمة ولهذا يكون نمو البلورة منتظماً وهو الشكل المكعبي العادي .
  • وأما حجم البلورات فيعتمد على سرعة التبخير ومقدار التحريك الذي يبقي البلورة معلقة في المحلول مما يسمح بنموها اكثر.
  • وهكذا يؤدي ازدياد سرعة التبخير إلى ازدياد حجم البلورات وهذا عكس ما يحصل في طريقة التحبيب .
  • تطلق كلمة التمليح Salting في المبخر على حادثة نمو البلورات الملحية على جدران الانابيب مما يحد من حركة المحلول الملحي. يمكن تفادي هذه الحادثة بتحريك المحلول الملحي بين الأنابيب بشدة وهذا ما يمنع من تشكل نوى البلورات على جدران الأنابيب.
  • ونحد بهذه الطريقة أيضاً من تشكل قشور كبريتات الكالسيوم على سطح الانابيب.

الاسمبريد إلكترونيرسالة