Thiết lập một quy trình sản xuất muối ăn từ nước biển cho các đồng muối quy mô nhỏ

GVHD: Ts. HOÀNG ĐÔNG NAM 1 Chương 1: TỔNG QUAN 1.1. LÝ LUẬN VỀ KẾT TINH MUỐI BIỂN [2], [10] Tất cả các dạng chất đều kết tinh ra dưới trạng thái quá bão hòa, vì hai hiện tượng kết tinh và hòa tan của một chất cùng tiến hành một lúc. Khi tốc độ hòa tan vượt quá hoặc bằng tốc độ kết tinh đều không nhìn thấy tinh thể xuất hiện. Chỉ khi nào tốc độ kết tinh vượt quá tốc độ hòa tan mới có kết tinh ra trong dung dịch. 1.1.1. Thứ tự kết tinh các loại muối khi cô đặc nước biển: Thứ tự kết tinh của các loại muối ở điều kiện nhiệt độ nhất định tùy thuộc vào độ hòa tan của chúng. Loại muối có độ hòa tan nhỏ kết tinh trước nhất, vì trong quá trình cô đặc, chúng dễ đạt tới điểm bão hòa. Khi tỉ trọng tăng cao, loại muối có độ hòa tan lớn mới kết tinh. Căn cứ vào kết quả thí nghiệm về thứ tự kết tinh các loại muối của Yusigio (bảng 1.2), ta có thứ tự kết tinh các loại muối như sau: 1. Oxit sắt: độ hòa tan của chất này trong nước biển là bé nhất. Vì thế khi nước biển bốc hơi, oxit sắt kết tinh trước tiên. Khi tỉ trọng 7,10Be thì toàn bộ oxit sắt trong nước biển đã kết tinh hết. 2. Canxi cacbonat CaCO3: hàm lượng canxicacbonat trong nước biển cũng rất nhỏ. 1 m3 nước biển có 0,1172 kg CaCO3. Tới 7,10Be thì kết tinh ra 0,0642 kg. Tới 16,750Be thì toàn bộ lượng CaCO3 sẽ kết tinh ra hết. 3. Sunfat canxi CaSO4: Lượng CaSO4 sẽ kết tinh ra nhiều nhất trong khoảng từ 16,780Be đến 20,60Be. Qua khoảng này lượng kết tinh của nó giảm rất nhiều. Tới 30,20Be thì kết tinh hết. 4. Clorua magie MgCl2: Khả năng kết tinh của MgCl2 biến đổi theo nồng độ nước biển. Ở 28,50Be thì lượng kết tinh là lớn nhất, sau đó lại giảm xuống rất nhanh, nhưng từ 30,20 Be thì lại tăng dần lên. 5. Natri clorua NaCl: Trong 1m3 nước biển ở 3,5oBe có 29,6959 kg natri clorua. Tới 26,25oBe thì bắt đầu kết tinh ra 3,2614 kg. Tới 27oBe lại kết tinh ra 9,650 kg. Lượng NaCl kết tinh nhiều nhất là ở nồng độ này. Tới 30,2oBe thì lượng kết tinh giảm rất nhiều và càng giảm nếu tỉ trọng tăng. GVHD: Ts. HOÀNG ĐÔNG NAM 2 Bảng 1.1: Tỉ lệ kết tinh của NaCl ở các tỉ trọng khác nhau Tỉ trọng (oBe) 26,25 27 28,5 30,2 32,4 35 Tỉ lệ kết tinh của NaCl (%) 10,98 32,5 26,59 8,84 7,65 4,73 Hình 1.1 : Đường biểu diễn tỉ lệ kết tinh của NaCl khi tỉ trọng thay đổi Từ bảng 1.1 và đồ thị hình 1.1 ta thấy, lượng NaCl kết tinh nhiều trong giai đoạn từ 26 0Be đến 30 0Be. Đây chính là giai đoạn chính của quá trình sản xuất muối biển. GVHD: Ts. HOÀNG ĐÔNG NAM 3 Bảng 1.2: Thứ tự kết tinh các loại muối (theo Yusigio) Số lượng muối kết tinh Tỉ trọng Bé Dung dịch Fe2O3 CaCO3 CaSO4 NaCl Na2SO4 MgCl2 NaBr KCl Tổng cộng 3,50 1000 7,10 533 0,0030 0,0642 - - 0,0672 11,50 316 Ít - - - - - - ít 14,00 245 Ít - - - - - - ít 16,75 190 0,0530 0,5600 - - - - - 0,6130 20,60 144,5 0,5620 - - - - - 0,5620 22,00 131 0,1840 - - - - - 0,1840 25,00 112 0,1600 - - - - - 0,1600 26,25 95 0,0508 3,2614 0,0040 0,0078 - - 3,3240 27,00 64 0,1476 9,6500 0,0130 0,0356 - - 9,8462 28,50 39 0,0700 7,8960 0,0262 0,0434 0,0728 - 8,1084 30,20 30,2 0,0144 2,6240 0,0174 0,0150 0,0358 - 2,7066 32,40 23 - 2,2720 0,0254 0,0240 0,0518 - 2,5732 35,00 16,2 - 1,4040 0,5382 0,0274 0,0620 - 2,0316 Tổng cộng các loại: muối kết tinh 0,0030 0,1172 1,7488 27,1074 0,6242 0,1532 0,2224 - 29,9762 Lượng còn lại trong dung dịch - - - 2,5885 1,8545 3,1640 0,3300 0,5339 8,4709 Tổng cộng các loại muối trong 1 lit nước 0,0030 0,1172 1,7488 29,6959 2,4787 3,3172 0,5524 0,5339 38,4472 Tổng cộng các loại muối trong 1 lit nước biển ban đầu 0,0030 0,1170 1,7600 30,1830 2,5410 3,3020 0,5700 0,5180 38,9940 Chênh lệch - 0,0002 0,0112 0,4871 0,0623 0,0152 0,0170 0,0159 0,5469 GVHD: Ts. HOÀNG ĐÔNG NAM 4 1.1.2. Ứng dụng thứ tự kết tinh muối biển vào quá trình sản xuất: Từ bảng số liệu 1.2 và đồ thị hình 1.1, có thể mô tả chi tiết quá trình bay hơi nước của phương pháp sản xuất này gồm các giai đoạn mà các muối được kết tinh theo nồng độ nước chạt. Giai đoạn 1: Từ x0 0Be – 14 0Be: tại giai đoạn này hầu hết các muối cacbonat như sắt, magie và canxi được kết tinh. Trong khi các muối sắt cacbonat và magie cacbonat kết tinh hoàn tất ở 130Be thì chỉ có 90% CaCO3 được kết tinh và phần còn lại được kết tinh ở những giai đoạn sau. Những muối cacbonat này ít có giá trị thực tế. Giai đoạn 2: Bắt đầu từ 13 0Be – 25,4 0Be: chủ yếu thạch cao được kết tinh. CaSO4.2H2O kết tinh từ 13 0Be – 16,4 0Be và sau đó là CaSO4. Khoảng 85% CaSO4 kết tinh trong giai đoạn này. Phần còn lại được kết tinh trải qua cả giai đoạn 3 và giai đoạn 4 cho đến khi quá tình này hoàn toàn. Giai đoạn 3: Diễn ra khi nồng độ nước chạt từ 24,5 0Be đến 30 0Be. Muối NaCl được kết tinh trong giai đoạn này. Khoảng 72% tổng lượng muối này được tạo ra khi đạt đến 29 0Be và 79% khi 30 0Be. Khi nồng độ cao hơn, tốc độ kết tinh chậm lại cho đến khi kết thúc toàn bộ cả quá trình. Muối NaCl được hình thành dưới dạng tinh thể lập phương. Khi nồng độ nước muối cao hơn 30 0Be thì nhiều muối khác như KBr, KI và MgSO4 … cũng được kết tinh. Do vậy, kĩ thuật sản xuất muối ăn gắn liền với việc cho kết tinh phân đoạn để có thể thu được muối NaCl tinh khiết nhất. Giai đoạn 4: Diễn ra quá trình bay hơi rất phức tạp. Lượng muối kali và magie sunfat, kali clorua tách ra dưới cả dạng tinh thể đơn và tinh thể kép tại điều kiện cân bằng. Quá trình sản xuất muối biển ở nước ta chủ yếu dừng lại ở giai đoạn 3 sau khi NaCl kết tinh gần như khoảng 80% lượng có trong nước biển ban đầu. Dựa vào cơ sở trên có thể phân chia diện tích sản xuất ra từng khu vực cụ thể như sau: - Khu bay hơi sơ cấp: nồng độ Be có giá trị từ x0 → 140Be - Khu thạch cao: nồng độ Be có giá trị từ 14 → 250Be - Khu kết tinh: nồng độ Be có giá trị từ 25 → 300Be GVHD: Ts. HOÀNG ĐÔNG NAM 5 1.2. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH BAY HƠI NƯỚC BIỂN [2], [11] Bốc hơi là sự thay đổi trạng thái của nước biển từ thể lỏng thành thể hơi, tức là hiện tượng các phân tử nước sau khi thu nhiệt, sức vận động của nó lớn hơn sức ngưng tụ, nó tách ra khỏi mặt dịch thể. Tốc độ bốc hơi có lúc nhanh, có lúc chậm.[2] 1.2.1. Nhiệt độ (T1, T2) Tốc độ bốc hơi tỉ lệ thuận với nhiệt độ: Khi nhiệt độ càng cao bốc hơi càng nhanh, nhiệt độ thấp bốc hơi chậm, đó là do quan hệ chuyển động của các phân tử. Khi nhiệt độ nước cao, chuyển động phân tử mạnh, phạm vi chuyển động lớn, nên rất dễ vượt khỏi sức hút chung giữa các phân tử, tách khỏi dịch thể để thoát ra ngoài. 1.2.2. Diện tích (S) Tốc độ bốc hơi tỉ lệ thuận với diện tích: Diện tích bốc hơi lớn thu được nhiều nhiệt mặt trời, mặt tiếp xúc với không khí rộng, nên phân tử khí dễ thoát ra ngoài. 1.2.3. Độ ẩm (D) Tốc độ bốc hơi tỉ lệ nghịch với độ ẩm: Độ ẩm lớn làm bốc hơi sẽ chậm vì phân tử hơi nước bốc hơi bay vào không khí đồng thời hơi nước trong không khí cũng thường xuyên thâm nhập vào mặt nước. Hai hiện tượng này luôn luôn tiến hành cùng một lúc. Lượng bốc hơi đo được là kết quả chênh lệch của hai hiện tượng này. Như vậy, khi độ ẩm lớn phân tử hơi nước trong không khí nhiều, số lượng thâm nhập vào mặt nước cũng nhiều. Đồng thời khi độ ẩm không khí lớn, nhiệt mặt trời bị hơi nước trong không khí hấp thu nhiều, phản xạ vào mặt nước sẽ ít đi. Cho nên ảnh hưởng rất lớn đến lượng bốc hơi. Khi áp suất hơi của một dịch thể lớn hơn áp suất hơi riêng của hơi nước trong không khí mới có thể bốc hơi được. Nếu tương đương sẽ không bốc hơi mà cũng không hấp thu nước. Khi áp suất hơi nhỏ hơn áp suất riêng của hơi nước trong không khí không những không bốc hơi mà ngược lại còn hấp thu thêm nước từ trong không khí vào. Cho nên khi độ ẩm không khí lớn, nước bị hạ thấp nồng độ cũng chính là do nguyên nhân này. GVHD: Ts. HOÀNG ĐÔNG NAM 6 1.2.4. Tốc độ gió (V) Tốc độ bốc hơi tỉ lệ thuận với tốc độ gió: Trời có gió bốc hơi sẽ nhanh, không có gió bốc hơi sẽ chậm. Khi các phân tử hơi nước bốc hơi khỏi bề mặt dịch thể nếu không có gió rất dễ ngưng tụ lại trên mặt nước, làm cho mặt nước vô hình chung ngang bằng với độ ẩm tăng thêm trong không khí, không có lợi cho sự bốc hơi. Nếu có gió sẽ thổi tan các lớp hơi này không ảnh hưởng đến sự bốc hơi. Đồng thời, nếu có gió mặt nước sẽ gợn sóng, mở rộng diện tích và làm cho mặt nước thường xuyên lưu động sẽ thu thêm nhiều nhiệt lượng khiến cho các phân tử nước dễ bay đi. 1.2.5. Nồng độ dịch thể (x) Tốc độ bốc hơi tỉ lệ nghịch với nồng độ dịch thể: nếu nồng độ dịch thể cao quá thì các phân tử khó tách ra khỏi bề mặt dịch thể. Đồng thời độ nhớt của nó cũng lớn, chuyển động phân tử cũng nhỏ, các phân tử hơi nước khó tách ra khỏi dịch thể. 1.2.6. Áp suất mặt nước (ΔP) Tốc độ bốc hơi tỉ lệ nghịch với áp suất mặt nước: Bốc hơi là hiện tượng phân tử nước tách ra khỏi dịch thể bay vào không khí. Nếu áp suất mặt nước lớn, các phân tử nước rất khó thoát ra khỏi mặt nước. Do đó bốc hơi sẽ chậm lại. 1.2.7. Thời gian nắng (T) Tốc độ bốc hơi tỉ lệ thuận với thời gian nắng: Nếu dài ngày thì thời gian thu nhiệt của dịch thể cũng dài. Cho nên lượng nhiệt thu được cũng lớn và lượng bốc hơi sẽ nhiều. 1.2.8. Độ sâu của nước (H) Nước nông nhiệt độ tăng lên nhanh vì cao, rất dễ tỏa nhiệt lượng vào trong không gian, gây lãng phí nhiệt lượng. Nhưng nếu nước sâu quá thì nhiệt lượng không được hấp thu xuống phía dưới, hiệu quả của quá trình phơi giảm. GVHD: Ts. HOÀNG ĐÔNG NAM 7 1.3. CÁC PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT MUỐI BIỂN Ở VIỆT NAM [11] 1.3.1. Phương pháp phơi nước Sản xuất muối ăn từ nước biển theo phương pháp phơi nước là quá trình thực hiện sự phân ly natri clorua với nước và các muối khác trong nước biển như sau: - Nước biển được đem phơi ở ngoài trời, thu nhận trực tiếp nhiệt năng bức xạ mặt trời, tác động của gió… để bay hơi tự nhiên phần nước có trong nước biển trên thiết bị bay hơi kiểu mặt bằng (có khi là cả kiểu lập thể) để thu lấy nước chạt có nồng độ xấp xỉ bão hòa natri clorua. - Sau đó, cô đặc tiếp nước chạt thu được ở giai đoạn trên để thu lấy muối ăn kết tinh ra. Hình 1.2: Quy trình sản xuất muối ăn theo phương pháp phơi nước Phương pháp phơi nước là phương pháp sản xuất muối ăn truyền thống của các tỉnh miền Trung và Nam Bộ, đặc biệt là ở các tỉnh có khí hậu nắng nóng, khô hạn, ít mưa như Ninh Thuận, Bình Thuận ... (các tỉnh từ phía nam đèo Hải Vân trở vào). GVHD: Ts. HOÀNG ĐÔNG NAM 8 Theo đặc điểm riêng, người ta chia phương pháp phơi nước thành phương pháp phơi nước nông và phương pháp phơi nước sâu. 1.3.1.1. Phương pháp phơi nước nông 1. Quy trình sản xuất Theo kinh nghiệm, phương pháp phơi nước nông là phương pháp sản xuất mà độ sâu của lớp nước trong các ô phơi < 7cm. Đồng muối phơi nước nông được chia thành nhiều ô nhỏ khác nhau. Khảo sát đồng muối phơi nước thuộc xã Lý Nhơn, huyện Cần Giờ thu được kết quả như sau: Hình 1.3: Sơ đồ ruộng muối tỉnh Cần Giờ 46 m 3 Be 3 Be 3 Be 41 m 36 m 6 m 36 m 20 m Kết tinh Kết tinh Kết tinh Kết tinh Lắng 26 Be Kết tinh 7 Be 10 Be 10 Be 6 Be 5 Be 5 Be Trữ nước ót để pha lại GVHD: Ts. HOÀNG ĐÔNG NAM 9 A 3-5Bé 9652m2 B1 5-10Bé 1595m2 B2 5-10Bé 1205m2 C1 10-15Bé 2859m2 C2 10-15Bé 781m2 D1 387m2 D2 327m2 D3 327m2 D4 358m2 D5 412m2 D6 302m2 D7 329m2 D8 396m2 D9 378m2 D10 341m2 D11 359m2 D12 270m2 E1 387m2 E2 423m2 E3 144m2 E4 365m2 B Hình 1.4: Sơ đồ phân bố diện tích ruộng muối tỉnh Cần Giờ Hình 1.5: Hình ảnh ruộng muối theo phương pháp phơi nước nông GVHD: Ts. HOÀNG ĐÔNG NAM 10 Giải thích quy trình sản xuất: - Tổng diện tích sản xuất: 1.6 ha, trong đó diện tích khu kết tinh vào đầu vụ khoảng 20%, cuối vụ tăng lên khoảng 25%. - Nước biển đầu vào có nồng độ 1.8 Bé lúc đầu vụ và 2.5 lúc cuối vụ. Tại Lý Nhơn sản xuất muối theo nguyên tắc phơi nước nông < 5cm: bay hơi nâng nồng độ < 5 Bé theo thứ tự sau: 3 → 5 → 10 → 16 → 20Be. - Chế chạt: từ muối thu hoạch sót + nước ót + nước 20 Bé - Thường xuyên chăm chảy - lộ mặt phơi ô - nước lót đáy ô – thu hoạch muối trong ngày và có tận dụng bay hơi ban đêm. - Khu bay hơi không thu CaSO4 mà thu được muối bùn do đó phải tiến hành dọn dẹp. - Cào muối sau đó đưa nước khoảng 100Be vào rửa ruộng, muối dơ, muối bọt sau đó đưa vào ô khác sau đó rắc muối bọt, kết tinh ở ô khác. - Xử lý khi thiếu – dư chạt: 9 Khi dư chạt: chế chạt 23 Bé từ 9,5 Bé + nước ót + muối sót + tận dụng bay hơi ban đêm hay chế chạt 25 Bé từ 21 Bé + nước ót + muối sót + lộ mặt phơi ô. 9 Khi thiếu chạt: Từ ô bay hơi 9,5 bé dẫn vào ô phơi muối non ít ngày → nước mặn đạt 18 Bé → ót + muối sót + nước 18 Bé = 23 - 25 Bé → lộ mặt ô chế chạt 26 Bé → nuôi tinh thể và phơi mặt ô kết tinh lâu; chọn ô kết tinh già ót 32 Bé. 2. Ưu – Nhược điểm của phương pháp phơi nước nông ™ Ưu điểm: Có tính linh hoạt cao, tùy thuộc vào điều kiện thời tiết, thường xuyên xử lý nước chạt (thừa hay thiếu là do diêm dân linh hoạt điều chỉnh). ™ Nhược điểm: 9 Phương pháp này không tận dụng hoàn toàn nhiệt năng của mặt trời do độ sâu lớp nước là quá nhỏ nên đa số năng lượng mặt trời sẽ tổn thất bằng phản xạ. Nếu nhiệt độ của đất cao hơn của không khí còn nhiệt độ của nước thấp hơn của không khí thì đất sẽ bức xạ nhiệt vào không khí, còn không khí sẽ bức xạ nhiệt vào nước, vậy tổn thất nhiệt sẽ nhiều hơn. 9 Đối với quy trình sản xuất nhỏ, dùng phương pháp phơi nước nông nên quá trình kết tinh chỉ tính theo ngày vì vậy lượng CaSO4 chỉ kết tinh ở dạng huyền phù GVHD: Ts. HOÀNG ĐÔNG NAM 11 li ti, các tinh thể này sẽ kết hợp với bùn đất tạo thành một loại đất có màu hơi trắng. Tuy nhiên, đối với các hộ sản xuất quy mô nhỏ thì diêm dân sẽ cào bỏ lớp này do nó làm giảm khả năng bay hơi của nước biển, còn nếu cho CaSO4 vào ô kết tinh thì đây là các tạp chất không tan nên sẽ ảnh hưởng tới chất lượng muối, làm muối bị lẫn tạp. 9 Do tiến hành chế chạt từ muối thu hoạch sót + nước ót + nước 20 Bé nên chất lượng muối thấp. 9 Không tận thu được thạch cao 1.3.1.2. Phương pháp phơi nước sâu 1. Quy trình công nghệ: Phơi nước sâu là phương pháp sản xuất mà độ sâu của lớp nước trong các ô phơi > 7cm, thậm chí có khi lên đến 0,5 m (500 cm). Khảo sát đồng muối phơi nước sâu tại Vĩnh Hảo thu được kết quả như sau: Hình 1.6: Một số hình ảnh ruộng muối theo phương pháp phơi nước sâu GVHD: Ts. HOÀNG ĐÔNG NAM 12 Hình 1.7: Sơ đồ dây chuyền sản xuất đồng muối Vĩnh Hảo Giải thích quy trình sản xuất: - Tổng diện tích S = 510 ha, diện tích thực dùng cho sản xuất là: Ssx = 400 ha (S đưa nước ra phơi), dùng bay hơi tự nhiên. Trong đó: Khu kết tinh: 31 ha Khu thạch cao: 31 – 35 ha diện tích dao động tùy địa hình, thời tiết. GVHD: Ts. HOÀNG ĐÔNG NAM 13 Tỷ lệ diện tích S: cứ 10 ô phơi sẽ có 1 ô kết tinh, độ sâu nước biển trong khu sơ cấp là 20 – 40cm (phơi sâu), còn trong ô kết tinh là 10 – 15cm. - Không hoàn lưu nước ót, chỉ tận thu khi dùng nước 27 hay 28 Be do nó vẫn còn 1 lượng muối chưa kết tinh. - Có 3 trạm bơm, bơm trực tiếp nước biển vào ruộng bay hơi. Đầu vào : nước biển từ 2.8 – 3.2 Bé Sản xuất mạnh vào tháng 11- tháng 8 năm sau - Phân chia các khu vực sản xuất: 9 Khu sơ cấp: Từ 3-13 Be 9 Khu thạch cao: Từ 13-25 Be 9 Khu kết tinh: > 25 Be 9 > 29 Be (nước ót) Trong khu này thu muối nhưng chất lượng thấp. 9 > 32 – 34 Be sau khi kết tinh muối lần hai - Thời gian thu hoạch muối: 2-3 tháng nếu chưa có nước trên đồng, nếu sản xuất dài ngày thì 6 tháng đến 1 năm mới thu 1 lần. Nếu lớp muối dày 3-5 cm, 1 tháng thu 1 lần. - Thu hoạch bằng cơ giới hóa 2. Ưu điểm của phương pháp phơi nước sâu: 9 Sử dụng được hầu hết tất cả nhiệt lượng mặt trời. Dùng phương pháp phơi sâu, độ sâu nước biển trong khu sơ cấp là 20 - 40cm (phơi sâu) còn trong ô kết tinh là 10-15cm. Vừa tận dụng hết nhiệt lượng mặt trời nhưng không bị tổn thất nhiều do phản xạ, năng suất tăng lên. Phơi nước sâu nâng cao được tốc độ bốc hơi và tránh hiện tượng chạt già cục bộ. 9 Tận thu được nước ót và thạch cao 9 Lượng muối thu hoạch được nhiều, kích thước hạt lớn do để kết tinh dài ngày trong ruộng muối GVHD: Ts. HOÀNG ĐÔNG NAM 14 1.3.1.3: Chất lượng muối thu được theo hai phương pháp phơi nước sâu và phương pháp phơi nước nông: Bảng 1.3: Kết quả tính toán xác định hàm lượng các tạp chất ở mực nước 7cm Nồng độ Hàm lượng SO42- Hàm lượng Ca2+ Hàm lượng Mg2+ 26.1 0.689% 0.010% 0.29% 27.2 0.957% 0.008% 0.39% 28.2 0.953% 0.006% 0.40% 30.2 1.076% 0.008% 0.44% Bảng 1.4: Kết quả tính toán xác định hàm lượng các tạp chất ở mực 14cm Nồng độ Hàm lượng SO42- Hàm lượng Ca2+ Hàm lượng Mg2+ 26.1 0.763% 0.043% 0.25% 27.2 0.876% 0.039% 0.28% 28.2 0.950% 0.030% 0.31% 30.2 0.938% 0.012% 0.35% Hình 1.8: Muối lấy từ thực tế ở 7cm. Hình 1.9: Muối lấy từ thực tế ở 14cm. Đối với phương pháp phơi nước sâu, hàm lượng tạp chất ít, kích thước hạt nhỏ, chắc, trong khi đó đối với phương pháp phơi nước nông, hàm lượng tạp chất nhiều, kích thước hạt to, xốp. GVHD: Ts. HOÀNG ĐÔNG NAM 15 1.3.2. Phương pháp phơi cát Sản xuất muối ăn từ nước biển theo phương pháp phơi cát là quá trình thực hiện sự phân ly natri clorua với nước và các muối khác trong nước biển như sau: - Dùng cát làm chất trung gian nhận nhiệt năng bức xạ mặt trời để truyền nhiệt cho nước biển tiếp liên tục cho nó, làm cho nước biển bay hơi, cô đặc, các muối trong nước biển kết tinh ra và tụ ở mặt cát. Khi cát đã kết tụ được nhiều muối thì dùng một lượng nhất định nước biển hoặc nước chạt nồng độ thấp để lọc hòa tan muối kết tụ ở cát, thu lấy nước chạt có nồng độ xấp xỉ nồng độ bão hoà natri clorua. - Sau đó, cô đặc trực tiếp nước chạt có nồng độ xấp xỉ bão hòa natri clorua để thu lấy muối ăn kết tinh ra. 1.3.2.1. Quy trình sản xuất Hình 1.10: Một số hình ảnh đồng muối phơi cát ở Nam Định GVHD: Ts. HOÀNG ĐÔNG NAM 16 Quá trình sản xuất muối ăn theo phương pháp phơi cát gồm 4 công đoạn chính: - Công đoạn cung cấp nước biển: nước biển được dẫn qua mương dẫn nước để qua cống lấy nước biển, hay tới trạm bơm để được bơm tới hồ chứa, hoặc hệ thống mương dẫn nước biển trong đồng muối. Khi cần thay nước ở trong đồng muối, có thể tháo nước qua cống thải hoặc nhờ bơm ở trạm bơm bơm ra khỏi đồng muối. - Công đoạn chế cát mặn: nhờ hệ thống mương dẫn nước biển trong đồng muối, nước biển được dẫn vào mương bao quanh sân phơi cát và ở đó, nước biển thấm vào nền sân phơi cát, rồi mao dẫn lên cung cấp cho cát phơi phơi trên nền sân phơi cát để bay hơi, kết tụ muối ở cát phơi, biến cát phơi thành cát mặn. - Công đoạn lọc cát mặn: cát mặn được đưa vào lọc ở thiết bị lọc gọi là chạt lọc để thu lấy nước chạt. Cát mặn đã được lọc gọi là cát bã được dùng lại làm cát phơi phơi chế cát mặn lần sau. - Công đoạn kết tinh muối ăn từ nước chạt: nước chạt thu được qua lọc cát mặn, lắng loại bớt tạp chất rồi đưa lên ô kết tinh để phơi lấy muối ăn, hoặc đưa vào nồi nấu muối ăn để nấu thành muối ăn. Hình 1.11: Sơ đồ dây chuyền sản xuất muối ăn theo phương pháp phơi cát GVHD: Ts. HOÀNG ĐÔNG NAM 17 Áp dụng chủ yếu cho các tỉnh Bắc Trung Bộ và Bắc Bộ từ phía Bắc khu vực đèo Hải vân trở ra, những khu vực có khí hậu mưa nhiều và đòi hỏi tốn rất nhiều công lao động nhưng năng suất của phương pháp sản xuất này rất cao. 1.3.2.2. Các yếu tố kĩ thuật ảnh hưởng đến quá trình sản xuất theo phương pháp phơi cát 1. Kích thước hạt cát Kích thước hạt cát có ảnh hưởng rất lớn đến khả năng bay hơi của nước biển do đặc điểm chính của phương pháp phơi cát là dùng cát làm chất trung gian trong quá trình nhận nhiệt mặt trời để truyền nhiệt cho nước biển, làm cho nước biển bay hơi, cô đặc, các muối trong nước biển kết tinh ra và tụ ở mặt cát. Hạt cát phơi càng nhỏ thì tổng diện tích bề mặt của các hạt cát ở lớp cát phơi càng lớn (với lớp cát phơi gồm các hạt cát có đường kính 1mm, thì tổng diện tích bề mặt của các hạt cát trong