Zout

Achtergrond

Zout is de algemene naam voor de stof natriumchloride (NaCl), die voorkomt in de vorm van transparante kubische kristallen. Hoewel zout het meest bekend is als voedingssupplement, wordt minder dan 5% van het in de Verenigde Staten geproduceerde zout voor dat doel gebruikt. Ongeveer 70% wordt gebruikt in de chemische industrie, meestal als bron van chloor. Zout wordt ook voor talloze andere doeleinden gebruikt, zoals het verwijderen van sneeuw en ijs van wegen, het ontharden van water, het conserveren van voedsel en het stabiliseren van grond voor de bouw.

De vroegste mensen verkregen hun zout uit natuurlijke zoutconcentraties, likstenen genoemd, en uit vlees. De mensen die in de buurt van de oceaan woonden, hebben het misschien ook verkregen door op zeewier te kauwen of door de natuurlijke verdamping van kleine plassen zeewater. Vlees werd een belangrijkere bron van zout naarmate de jacht werd ontwikkeld, net als melk toen schapen, geiten, paarden, kamelen, rendieren en runderen werden gedomesticeerd. Zelfs vandaag de dag gebruiken bepaalde volkeren - zoals de Inuit in het hoge noorden, de bedoeïenen in de woestijnen van het Midden-Oosten en de Masai in Oost-Afrika - geen andere vorm van zout.

Naarmate de landbouw zich ontwikkelde, wat leidde tot een toename van de bevolking en een dieet dat voornamelijk uit planten bestond, werd het noodzakelijk om manieren te bedenken om in grotere hoeveelheden zout te verkrijgen. De vroegste methode van zoutwinning was de verdamping van zeewater door de hitte van de zon. Deze methode was met name geschikt voor hete, droge gebieden in de buurt van de oceaan of in de buurt van zoute meren en wordt in die gebieden nog steeds gebruikt. De verdamping van de zon werd al snel gevolgd door de winning van blootgestelde massa's steenzout, die zich snel ontwikkelde tot de winning van ondergrondse zoutafzettingen. Tweeduizend jaar geleden begonnen de Chinezen putten te gebruiken om ondergrondse poelen met zout water te bereiken, waarvan sommige meer dan 1,0 km diep waren.

In gebieden waar het klimaat geen verdamping door de zon toestond, werd zout water op brandend hout gegoten of op verwarmde rotsen om het te koken. Het achtergebleven zout werd vervolgens afgeschraapt. In de tijd van het Romeinse rijk werden ondiepe loden pannen gebruikt om zout water boven open vuur te koken. In de Middeleeuwen werden deze vervangen door ijzer pannen die met kolen werden verwarmd. In de jaren 1860 werd een procedure uitgevonden die bekend staat als het Michigan-proces of het grainer-proces, waarbij zout water werd verwarmd door stoom die door leidingen liep die in het water waren ondergedompeld. Dit proces wordt nog steeds gebruikt om bepaalde soorten zout te produceren. Tegen het einde van de jaren 1880 werden open pannen vervangen door een reeks gesloten pannen, in een apparaat dat bekend staat als een vacuümverdamper met meerdere effecten, die al ongeveer 50 jaar in de suikerindustrie werd gebruikt.

Tegenwoordig zijn de Verenigde Staten de grootste zoutproducent ter wereld, gevolgd door China, Rusland, Duitsland, het Verenigd Koninkrijk, India en Frankrijk.

Grondstoffen

Zout wordt gewonnen uit twee bronnen:steenzout en pekel. Steenzout is gewoon gekristalliseerd zout, ook wel haliet genoemd. Het is het resultaat van de verdamping van oude oceanen miljoenen jaren geleden. Grote afzettingen van steenzout zijn te vinden in de Verenigde Staten, Canada, Duitsland, Oost-Europa en China. Soms dwingt druk van diep in de aarde grote massa's steenzout op om zoutkoepels te vormen. In de Verenigde Staten zijn zoutkoepels te vinden langs de Gulf Coast van Texas en Louisiana.

Pekel is water met een hoge zoutconcentratie. De meest voor de hand liggende bron van pekel is de oceaan, maar het kan ook worden verkregen uit zoute meren zoals de Dode Zee en uit ondergrondse poelen met zout water. Grote pekelafzettingen zijn te vinden in Oostenrijk, Frankrijk, Duitsland, India, de Verenigde Staten en het Verenigd Koninkrijk. Pekel kan ook kunstmatig worden geproduceerd door gedolven steenzout op te lossen of door water in putten te pompen die in steenzout zijn geboord.

Natuurlijke pekels bevatten altijd andere opgeloste stoffen samen met zout. De meest voorkomende hiervan zijn magnesiumchloride, magnesiumsulfaat, calciumsulfaat, kaliumchloride, magnesiumbromide en calciumcarbonaat. Deze stoffen kunnen commercieel even waardevol zijn als het zout zelf. Steenzout kan vrij zuiver zijn, of het kan verschillende hoeveelheden van deze stoffen bevatten, samen met rotsachtige onzuiverheden zoals leisteen en kwarts.

Voor tafelzout worden echter meestal additieven gemengd. Het meeste tafelzout wordt gejodeerd om het sporenelement jodium aan het dieet te leveren. Dit helpt struma, een aandoening van de schildklier, te voorkomen. Om jodium te leveren, wordt een kleine hoeveelheid kaliumjodide toegevoegd. Tafelzout bevat ook een kleine hoeveelheid van verschillende chemicaliën die worden gebruikt om te voorkomen dat het zout water opneemt en aankoekt. Deze chemicaliën omvatten magnesiumcarbonaat, calciumsilicaat, calciumfosfaat, magnesiumsilicaat en calciumcarbonaat.

Het fabricageproces

Steenzout verwerken

• 1 Ondergrondse zoutafzettingen worden meestal ontdekt door goudzoekers die op zoek zijn naar water of olie. Wanneer zout wordt gedetecteerd, wordt een holle boor met diamanten punt gebruikt om verschillende kernmonsters op regelmatige afstanden door het hele gebied te nemen. Deze monsters worden geanalyseerd om te bepalen of zoutwinning winstgevend zou zijn.
• 2 Wanneer een locatie wordt geselecteerd voor mijnbouw, worden schachten verzonken in het midden van de zoutafzetting. Vervolgens wordt een machine die eruitziet als een gigantische kettingzaag gebruikt om een ​​sleuf te zagen van ongeveer 15 cm hoog, ongeveer 20 meter breed en ongeveer 3 meter diep in het zout op vloerniveau. Dit proces staat bekend als onderbieding. Een reeks gaten wordt in het ondersneden zout geboord met een elektrische boor die een wolfraamcarbidebit bevat. Deze gaten zijn gevuld met een explosief zoals dynamiet of ammoniumnitraat. Elektrische straalkappen die met lange draden zijn verbonden, zijn bevestigd en het explosief wordt vanaf een veilige afstand tot ontploffing gebracht. Snijden en stralen wordt herhaald in een patroon dat zoutpilaren laat staan ​​om het dak van het mijngebied te ondersteunen. Dit staat bekend als de room-and-pillar-methode en wordt ook in kolenmijnen gebruikt.
• 3 Brokken gestraald steenzout worden naar een ondergronds breekgebied getransporteerd. Hier worden ze over een rooster geleid dat bekend staat als een grizzly en die stukken verzamelt die kleiner zijn dan ongeveer 23 cm. Grotere stukken worden verpletterd in een roterende cilinder tussen metalen kaken met puntige tanden. Het zout wordt vervolgens buiten de mijn getransporteerd naar een secundair breekgebied waar een kleinere grizzlybeer en een kleinere breker de deeltjesgrootte verkleinen tot ongeveer 3,2 inch (8 cm). Op dit punt worden vreemde stoffen uit het zout verwijderd, een proces dat bekend staat als plukken. Metaal wordt verwijderd door magneten en ander materiaal met de hand. Rotsachtig materiaal kan ook worden verwijderd in een Bradford-breker, een roterende metalen trommel met kleine gaatjes in de bodem. Zout wordt in de trommel gedumpt, breekt wanneer het de bodem raakt en gaat door de gaten. Rotsachtige materie is over het algemeen harder dan zout, dus het breekt niet en gaat er niet doorheen. Het geplukte zout gaat dan naar een tertiair breekgebied, waar een nog kleinere grizzly en breker deeltjes produceren van ongeveer 1,0 inch (2,5 cm) groot. Als er kleinere deeltjes nodig zijn, wordt het zout door een molen geleid die bestaat uit twee metalen cilinders die tegen elkaar aan rollen. Als zuiverder zout nodig is, wordt steenzout opgelost in water om pekel te vormen voor verdere verwerking. Anders wordt het gemalen of gemalen zout door zeven geleid om het op grootte te sorteren, in zakken gegoten en naar de consument verzonden.

Pekel verwerken

• 4 De eenvoudigste methode om pekel te verdampen is verdamping door de zon, maar dat kan alleen Steenzout is gewoon gekristalliseerd zout. Het is het resultaat van de verdamping van oude oceanen miljoenen jaren geleden. Grote afzettingen van steenzout zijn te vinden in de Verenigde Staten, Canada, Duitsland, Oost-Europa en China. worden gebruikt op warme, droge, zonnige plaatsen. De pekel wordt opgevangen in ondiepe vijvers en verdampt in de zon. Onoplosbare onzuiverheden zoals zand en klei en slecht oplosbare onzuiverheden zoals calciumcarbonaat bezinken naar de bodem als de verdamping begint. De pekel wordt gepompt of verplaatst door zwaartekracht naar een andere vijver waar calciumsulfaat bezinkt terwijl de verdamping doorgaat. De resterende pekel wordt verplaatst naar nog een andere vijver waar het zout bezinkt naarmate de verdamping vordert. De pekel wordt nog een keer verplaatst voordat de verdamping is voltooid om te voorkomen dat sterk oplosbare onzuiverheden zoals magnesiumchloride, magnesiumsulfaat, kaliumchloride en magnesiumbromide met het zout bezinken. Deze stoffen kunnen apart worden ingezameld voor commercieel gebruik.
• 5 Het zout wordt opgeschept door machines die draaien op tijdelijke spoorbanen die bovenop de zoutlaag zijn gelegd. Het wordt vervolgens gewassen met sterk geconcentreerd zout water. Dit water bevat zoveel zout dat het niet meer kan bevatten, dus het zout wordt zonder sporen van onzuiverheden gewassen zonder op te lossen. Het gewassen zout wordt uit het zoute water gehaald, met een kleine hoeveelheid zoet water gespoeld en in enorme stapels opgestapeld om twee of drie maanden te laten uitlekken. Op dit moment is het zout ongeveer 99,4% zuiver en kan het voor veel industriële doeleinden worden gebruikt. Als zuiverder zout nodig is, wordt het opnieuw gewassen in zout water en zoet water, laat het een of twee dagen uitlekken en vervolgens gedroogd in een heteluchtoven op ongeveer 365 ° F (185 ° C). Dit zout is ongeveer 99,8% zuiver en kan worden gebruikt voor voedselverwerking.
• 6 De meeste pekel wordt verwerkt door een vacuümverdamper met meerdere effecten. Dit apparaat bestaat uit drie of meer gesloten metalen cilinders met conische bodems. Pekel wordt eerst chemisch behandeld om calcium- en magnesiumverbindingen te verwijderen. Het vult dan de bodem Pekel is water met een hoge zoutconcentratie. De meest voor de hand liggende bron van pekel is de oceaan, maar het kan ook worden verkregen uit zoute meren en ondergrondse poelen met zout water. van de cilinders. De pekel in de eerste cilinder gaat door buizen die met stoom worden verwarmd. De pekel kookt en de stoom komt de volgende cilinder binnen, waar het de pekel daar verwarmt. De stoom uit deze pekel verwarmt de pekel in de volgende cilinder, enzovoort. In elke cilinder zorgt de condensatie van stoom ervoor dat de druk binnenin daalt, waardoor de pekel op een lagere temperatuur kookt. Zout wordt als een dikke slurry van de bodem van de cilinders verwijderd. Het wordt gefiltreerd om overtollige pekel te verwijderen, gedroogd en door zeven geleid om de deeltjes op grootte te sorteren. Zout dat op deze manier wordt gemaakt, staat bekend als vacuümpanzout en bestaat uit kleine kubusvormige kristallen.
• 7 Pekel kan ook in een grainer verwerkt worden. De pekel wordt chemisch gezuiverd en in een lange open pan gepompt die wordt verwarmd door stoom die door leidingen loopt die in de pekel zijn ondergedompeld. De pekel wordt verwarmd tot een temperatuur iets onder het kookpunt en zoutvlokken vormen op het oppervlak terwijl het verdampt. Gewoonlijk wordt een temperatuur van ongeveer 194°F (90°C) gebruikt. Lagere temperaturen produceren grotere vlokken en hogere temperaturen produceren kleinere vlokken. De vlokken groeien tot ze naar de bodem van de pan zinken, waar ze worden opgevangen en gedroogd. Korrelzout bestaat uit kleine vlokken in plaats van blokjes en heeft de voorkeur voor bepaalde toepassingen in de voedselverwerking. Soms wordt het Alberger-proces gebruikt, waarbij de pekel eerst gedeeltelijk wordt verdampt in een vacuümverdamper en vervolgens wordt verplaatst naar een grainer. Dit proces levert een mengsel van vlokken en blokjes op.
• 8 Op dit moment is zout dat voor de meeste doeleinden wordt gebruikt, klaar om in zakken of dozen te worden verpakt en naar de consument te worden verzonden. Om gejodeerd keukenzout te maken, wordt echter kaliumjodide toegevoegd, en vervolgens magnesiumcarbonaat, calciumsilicaat, calciumfosfaat, magnesiumsilicaat of calciumcarbonaat om het vrij te laten stromen. Het zout wordt vervolgens verpakt en verscheept naar restaurants en supermarkten.

Kwaliteitscontrole

Specificaties voor zout variëren sterk, afhankelijk van het beoogde gebruik. Zout voor menselijke consumptie moet veel zuiverder zijn dan zout dat wordt gebruikt voor het smelten van sneeuw en ijs, maar zout dat voor bepaalde wetenschappelijke doeleinden wordt gebruikt, moet mogelijk nog zuiverder zijn.

Voor de meeste doeleinden mag steenzout een grijze, roze of bruine tint hebben in plaats van puur wit te zijn. De onzuiverheden die deze kleuren veroorzaken, kunnen tot 4% van een testmonster uitmaken. Om de oplosbaarheid te testen, wordt een monster van 20 g van 0,7 ounce in 200 ml water van 6,8 fluid ounce (200 ml) geplaatst. Het zou in niet meer dan 20 minuten volledig moeten oplossen.

Verdampt zout bedoeld voor voedselverwerking is zeer zuiver en bevat maar liefst 99,99% natriumchloride voordat additieven worden gemengd. Dit is niet alleen belangrijk voor de veiligheid en goede smaak, maar omdat bepaalde onzuiverheden problemen kunnen veroorzaken bij bepaalde voedingsmiddelen. Kleine hoeveelheden calcium hebben bijvoorbeeld de neiging om groenten te harden. Sporen van koper of ijzer hebben de neiging om vitamine C te vernietigen en de snelheid waarmee vet voedsel ranzig wordt te verhogen. Bovendien hebben calcium en magnesium beide de neiging om zout meer water te laten opnemen, waardoor het gaat samenklonteren.

Gezondheidsaspecten

Zoutinname - of beter gezegd natriuminname - is tegenwoordig een controversieel onderwerp in de gezondheidszorg. Gezonde volwassenen kunnen veilig dagelijks 0,2-0,4 ounce (6-11 g) zout consumeren, wat overeenkomt met 0,08-0,14 ounce (2400-4400 mg) natrium. Voor sommige mensen met hoge bloeddruk moet de zoutinname worden verminderd. Ongeveer een derde tot de helft van alle mensen met hypertensie is zoutgevoelig en zal baat hebben bij een natriumarm dieet. Aangezien er geen manier is om te zeggen wie deze mensen zijn, zullen de meeste hypertensieve patiënten onder medische zorg op een dergelijk dieet worden gezet om te zien of het helpt. Een natriumarm dieet is meestal gericht op het verminderen van de natriuminname tot minder dan 0,08 ounce (2400 mg) per dag. Terwijl sommigen hebben gesuggereerd dat iedereen de zoutinname zou moeten verminderen, wijzen anderen erop dat er geen bewijs is dat zoutbeperking enig voordeel heeft voor verder gezonde personen.