Соль: производство, применение и влияние на здоровье

Общие сведения

Соль, хيميчески хлорид натрия (NaCl), кристаллизуется в прозрачные кубические кристаллы. Хотя большинство ассоциирует соль с кухней, <5 % производства в США идет на пищевые цели. ~70 % поставляется химической отрасли — в основном как источник хлора — остальное: реагенты противогололедные, смягчение воды, консервация пищи, стабилизация грунтов в строительстве.

Ранние люди добывали соль из естественных соляных лизинок и из мяса. Прибрежные общины также получали её, жуя водоросли или испаряя морскую воду в мелководных ложбинах. С развитием охоты и одомашнивания животных мясо и молоко стали основными внутренними источниками. Сегодня некоторые группы — инуиты, бедуины, маасай — продолжают полагаться исключительно на натуральную соль.

С аграрной экспансией и ростом населения потребность в надежных запасах стимулировала новые методы добычи. Первый крупномасштабный — солнечное испарение морской воды, идеально для жарких засушливых регионов. Сохранилось во многих прибрежных и пустынных локациях. Вскоре после начались карьерная добыча на’affорных соляных пластов и подземная шахтная добыча соляных месторождений. В древнем Китае скважины закачивали глубокие подземные рассолы, некоторые >1 км глубиной.

В климатах, негодных для солнечного испарения, соленую воду кипятили на огне или дровами. Римские мелководные свинцовые ванны сменились чугунными на углях в Средние века. 1860-е — мичиганский (грейнер) процесс: пар через погруженные трубы испаряет рассол — метод до сих пор для определенных солей. К концу 1880-х закрытые ванны, многоэффектные вакуум-испарители — заимствованные из сахарной отрасли — вытеснили открытые ванны.

Сегодня США лидируют в мировом производстве соли, за ними Китай, Россия, Германия, Великобритания, Индия, Франция.

Сырье

Соль из горной соли (галит) и рассола. Горная соль образовалась от испарения древних океанов, встречается в США, Канаде, Германии, Восточной Европе, Китае. Соляные купола — давлением выбившиеся соль — часты на заливе Мексики (Техас, Луизиана).

Рассол — вода, насыщенная солью — преимущественно из океана, но также из гиперсоленых озер (Мертвое море) и подземных рассоловых ленс. Крупные месторождения рассолов — Австрия, Франция, Германия, Индия, США, Великобритания. Рассол может быть естественным или искусственным — растворением добытой соли или закачкой воды в соляные скважины.

Естественные рассолы содержат доп. минералы — хлорид магния, сульфат магния, сульфат кальция, хлорид калия, бромид магния, карбонат кальция — коммерчески ценные. Чистота горной соли варьируется; некоторые пласты содержат горные примеси — алевролит, кварц.

Пищевая соль обычно йодируют для профилактики зоба. Небольшое количество йодида калия, затем антикомплексообразователи — карбонат магния, силикат кальция, фосфат кальция,силикат магния, карбонат кальция — для сыпучести.

Производственный процесс

Обработка горной соли

• 1. Разведка начинается бурением за водой/нефтью; алмазная полая коронка извлекает керн для оценки горнодобывающей пригодности.
• 2. Выбранным участкам пробивают шахты, и крупномасштабная «цепная пила» вырезает подрез 15 см высотой, 20 м шириной, 3 м глубиной. Последующее бурение вольфрамо-карбидными коронками и взрывчатка — динамит или нитрат аммония — срывают породу комнатно-колонным методом, оставляя соляные колонны, держащие кровлю.
• 3. Сорваную соль вывозят на подземную дробилку. Гризли-грубое решето удерживает фракцию <23 см, крупнее — в вращающийся барабан. Затем на поверхностные дробилки до ~8 см, после чего магнитный сепаратор убирает металлы, Брэдфорд-брейкер — горную породу. Третичная дробилка до ~2,5 см. Если нужна высокая чистота — растворяют в рассол для реобработки; иначе — грохочут, мешают, отгружают.

Обработка рассола

• 4. Солнечное испарение идеально для жарких сухих климатов. Рассол в мелководные пруды — нерастворимые примеси (песок, глина) и слаборастворимые соли (карбонат кальция) осаждаются. Последовательные переносы между прудами удаляют сульфат кальция и др. умеренно растворимые соли, сохраняя рассол для финального испарения.
• 5. Солевые кристаллы собирают на временных рельсах и промывают перенасыщенным соленым водой, удаляя следы примесей без растворения соли. Краткий промыв пресной водой и дренаж 2–3 мес. дают 99,4 % чистоту для промысла. Для пищевой соли — вторичный промыв, краткий дренаж, горячевоздушная сушка ~185 °C → 99,8 % кристаллы.
• 6. Большинство коммерческого рассола обрабатывают в многоэффектном вакуум-испарителе: химически деминерализованный рассол входит в нижний цилиндр, где паровые трубы испарляют жидкость. Полученный пар переходит в следующий цилиндр, снижая давление и температуру для эффективного испарения. Солевые суспензии фильтруют, сушат, грохочут — вакуумно-пенная соль — мелкие кубические кристаллы.
• 7. Грейнер-метод: нагрев рассола до ~90 °C в длинной открытой ване. Хлопья кристаллизуют на поверхности, тонут, собирают. Ниже T — крупные хлопья, выше — мелкие кристаллы. Процесс Альбергера сочетает частичное вакуум-испарение с грейнер-кристаллизацией, давая смесь хлопьев и кубов.
• 8. Готовую соль мешают или коробят. Для йодированной пищевой — йодид калия, затем антикомплексообразователи, перед финальной упаковкой.

Контроль качества

Спецификации отличаются по применению. Пищевая соль должна превышать 99,99 % чистоты, противогололедная допускает до 4 % примесей — часто серая, розовая, коричневая окраска. Растворимость: растворение 20 г соли в 200 мл воды, ожидают полное растворение за 20 мин.

Высокая чистота критична: даже следы кальция, магния, меди, железа влияют на пищевые качества: кальций закашивает овощи, медь/железо деградируют витамин С и ускоряют прогоркание, магний/кальций повышают гигроскопичность, вызывая сбивание.

Аспекты здоровья

Текущие рекомендации: 6–11 г (0,2–0,4 унции) соли в сутки для здоровых взрослых — эквивалент 2400–4400 мг натрия. При гипертонии может помочь низконатриевая диета (<2400 мг/сут). Показательства пользы универсального снижения натрия для иных здоровых взрослых остаются неконклюзивными.