วันพุธที่ 31 สิงหาคม พ.ศ. 2554

การผลิตโซเดียมคลอไรด์

อุตสาหกรรมการผลิตและการใช้ประโยชน์จากโซเดียมคลอไรด์   

          การผลิตโซเดียมคลอไรด์
             โซเดียมคลอไรด์  หรือเกลือแกงมีสูตรเป็น  NaCl  เป็นสารประกอบที่ประกอบด้วยธาตุ  Na  และ  Cl  ลักษณะเป็นผลึกสีขาว  รสเค็ม  รูปผลึกเป็นทรงลูกบาศก์  จุดหลอมเหลว  801 0C  ละลายน้ำได้ดี  โดยมากได้จากน้ำทะเล และจากดิน


 
รูป 18.2  ผลึกโซเดียมคลอไรด์

             ประเทศที่ผลิตเกลือแกงมาก คือ  ประเทศออสเตรีย  ฝรั่งเศส  เยอรมนี  อินเดียและสหรัฐอเมริกา  เกลือแกงแบ่งตามวิธีในการผลิตมี  2  ประเภทคือ
          1.เกลือสมุทร  คือ   โซเดียมคลอไรด์  หรือเกลือแกงที่ผลิตได้จากน้ำทะเล
          2.เกลือสินเธาว์  คือ  โซเดียมคลอไรด์  หรือ เกลือแกงที่ผลิตได้จากเกลือหิน ซึ่งพบใต้เปลือกโลกในชั้นหินทราย  หรือในผิวดิน  หรือน้ำใต้ดิน
การผลิตเกลือสมุทร
          เกลือสมุทรทำกันมากในบริเวณใกล้ทะเล  เช่น  ที่จังหวัดสมุทรสาคร  เพชรบุรี  ฉะเชิงเทรา  และชลบุรี    สำหรับประเทศในภูมิภาคเอเชียอาคเนย์  โดยมากจะทำนาเกลือปีละ  2  ครั้ง  ในประเทศไทยมีอากาศแห้งแล้งติดต่อกันเป็นเวลาประมาณครึ่งปี  ดังนั้นการทำนาเกลือจึ่งเริ่มตั้งแต่เดือนพฤศจิกายนถึงเดือนพฤษภาคม 
                   การทำนาเกลือใช้วิธีการแยกโซเดียมคลอไรด์ออกจากน้ำทะเล  ดังนั้นจึงต้องใช้หลัก  การระเหยและการตกผลึก  โดยการให้น้ำทะเลระเหยไปจนเหลือน้ำปริมาณน้อยที่สุด ซึ่งเมื่อถึงจุดอิ่มตัวของเกลือ จะทำให้เกลือเกิดการตกผลึกออกมา


กรรมวิธีในการผลิตเกลือสมุทร  มีขั้นตอนต่าง ๆดังนี้
                         1.  การเตรียมพื้นที่นา  โดยทั่วไปใช้พื้นที่ประมาณ  40  ไร่  จากนั้นก็ขุดตอไม้รากไม้เพื่อปรับพื้นที่ให้เรียบแน่น  แบ่งที่นาออกเป็นแปลง ๆ แปลงละ  1  ไร่  ยกขอบแปลงให้สูง  แล้วทำร่องระบายน้ำระหว่างแปลง 
                    2.   การทำนาเกลือ
                        2.1 แบ่งพื้นที่ทำนาเป็น  3  ตอน  ได้แก่  นาตาก  นาเชื้อ และนาปลง  ซึ่งระดับพื้นที่จะลดหลั่นลงตามลำดับ  เพื่อความสะดวกในการระบายน้ำและขังน้ำ
                        2.2 ก่อนถึงฤดูการทำนาเกลือ  ให้ระบายน้ำเข้าเก็บขังไว้เพื่อให้น้ำสะอาด  ผงโคลนตม แร่ธาตุ จะได้ตกตะกอน พื้นที่ที่ขังน้ำไว้ตอนนี้ เรียกว่า  นาวัง
                        2.3 จากนั้นระบายน้ำเข้าสู่นาตาก  ให้ระดับน้ำสูงกว่าพื้นนาประมาณ  5 cm  เมื่อน้ำระเหยไปจนวัดความถ่วงจำเพาะของน้ำทะเลได้  1.08  จึงถ่ายน้ำเข้าสู่นาเชื้อ เพื่อให้แคลเซียมซัลเฟต (CaSO4)  ตกผลึกออกมาเป็นผลพลอยได้  ส่วนน้ำทะเลที่เหลือปล่อยให้ระเหยไปจนมีความถ่วงจำเพาะ  1.2  แล้วจึงระบายน้ำทะเลนั้นเข้าสู่นาปลง  2  วัน   NaCl  เริ่มตกตะกอน  และจะเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ ในขณะเดียวกันน้ำทะเลที่เหลือจะมีความเข้มข้นของ  Mg2+  Cl-  และ  SO42-  ไอออนเพิ่มขึ้นจึงต้องระบายน้ำจากนาเชื้อเพิ่มอีก  เพื่อป้องกันมิให้  MgCl2  และ  MgSO4  ตกผลึกปนกับ  NaCl  ออกมาด้วย ซึ่งจะทำให้เกลือที่ได้มีสิ่งเจือปน คุณภาพไม่ดี

          โดยปกติจะปล่อยให้  NaCl  ตกผลึกประมาณ  9  - 10 วัน  จึงขูดเกลือออกขณะที่มีน้ำทะเลขังอยู่  เกลือที่ได้นำไปตากแดด  1 -2 วัน  แล้วจึงเก็บเข้าฉาง
          ผลพลอยได้จากการทำนาเกลือ  คือ  กุ้ง  ปลา  และ  CaSO4



                                                 รูปที่  18.3  แผนผังการทำนาเกลือ

        คุณภาพของเกลือโซเดียมคลอไรด์
        คุณภาพของเกลือ  NaCl  นี้ขึ้นอยู่กับสิ่งเจือปนที่มีอยู่ในเกลือนั้น  ถ้าเกลือ  NaCl  มีเกลือแมกนีเซียมปนอยู่มาก เกลือจะชื้นง่าย  ราคาตก  ดังนั้น  ถ้าต้องการเกลือที่มีคุณภาพดีควรเติมปูนขาว  0.4 - 0.5  กรัมต่อน้ำ  1  ลิตร ลงในนาเชื้อ  เพื่อทำให้น้ำทะเลมีสมบัติเป็นเบส (pH  ประมาณ  7.4 - 7.5 )  Mg2+  ไอออนจะตกตะกอนออกมาในรูปของ  Mg(OH)2   ทิ้งไว้จนน้ำทะเลใสแล้วจึงไขน้ำนี้เข้าสู่นาปลง  NaCl  จะตกผลึกออกมาเป็นส่วนใหญ่  ซึ่งผลึกของเกลือโซเดียมคลอไรด์นี้จะค่อนข้างบริสุทธิ์ มีคุณภาพดี




การผลิตเกลือสินเธาว์
        เกลือสินเธาว์ผลิตได้จากแหล่งแร่  เกลือหิน  (Rock  Salt)  พบอยู่ตามพื้นดินแถบภาคอีสาน  เช่น  จังหวัดชัยภูมิ  มหาสารคาม  ยโสธร  อุบลราชธานี  และอุดรธานี
      การผลิตเกลือสินเธาว์จากเกลือหินโดยทั่วไปใช้กระบวนการทางวิทยาศาสตร์  คือ ใช้การละลาย  การกรอง  การระเหย  และการตกผลึก   หรือการละลายและการตกผลึก  ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับสภาพของเกลือที่เกิดขึ้นในแหล่งนั้น 

       
วิธีการผลิตเกลือสินเธาว์
        การผลิตเกลือสินเธาว์จะแตกต่างกันออกไปตามแหล่งที่มา และลักษณะการเกิดของเกลือ  ซึ่งสามารถจำแนกได้ดังนี้
                1.  เกลือจากผิวดิน  จะใช้วิธีขุดคราบเกลือตามผิวดินมาละลายน้ำ  กรองเศษตะกอนออก  แล้วนำน้ำเกลือไปเคี้ยวให้แห้ง  จะได้ตะกอนเกลือตกผลึกออกมา  นิยมทำเกลือชนิดนี้ทางภาคตะวันออกเฉียงเหนือ  ได้แก่  จังหวัดนคราชสีมา  ชัยภูมิ  มหาสารคาม  อุดรธานี  สกลนคร  และร้อยเอ็ด
             2.  เกลือจากน้ำเกลือบาดาล  เกลือที่ได้จากแหล่งนี้จะทำกันมากที่จังหวัดมหาสารคาม  นครราชสีมา  อุดรธานี  อุบลราชธานี  ร้อยเอ็ด  สกลนคร  ชัยภูมิ  และหนองคาย  เกลือบาดาลมีอยู่ในระดับตื้น  5 - 10 เมตร  หรือระดับลึก  30 เมตร
             วิธีการผลิตเกลือ   ใช้วิธีการขุดหรือเจาะลงไปใต้ดินและสูบน้ำเกลือขึ้นมา  ต้มน้ำเกลือในกระทะเหล็กใบใหญ่  โดยใช้ฟืนหรือลิกไนต์เป็นเชื้อเพลิง  จนน้ำเกลือแห้ง  จะได้เกลือตกผลึกออกมา
             การผลิตเกลือนี้นอกจากจะต้มแล้ว อาจจะใช้วิธีการตาก  ซึ่งไม่ต้องเสียค่าใช้จ่ายในด้านเชื้อเพลิง  เพราะใช้พลังงานแสงอาทิตย์  ด้วยการสูบเกลือจากบ่อน้ำบาดาลมาใส่ไว้ในนาตาก  ซึ่งทำเป็นลานดินหรือลานซีเมนต์  แล้วทำให้น้ำระเหยออกไป จะได้เกลือตกผลึกออกมา  เรียกวิธีนี้ว่า  การทำนาตาก




     3.  เกลือจากชั้นเกลือหิน
           วิธีการผลิต 
             ทำได้โดยการอักน้ำจืดลงไปละลายเกลือในชั้นเกลือหิน  แล้วสูบสารละลายมาทำให้บริสุทธิ์ด้วยการเติมสารละลาย  NaOH   กับ  Na2CO3   เพื่อกำจัด  Ca2+  และ  Mg2+ ดังปฏิกิริยา
                Mg2+ (aq) + 2OH- (aq)  ®  Mg(OH)2 (s)
                Ca2+ (aq)  +  CO32- (aq)  ®  CaCO3 (s)
             จากนั้นกรองตะกอนที่เกิดขึ้นนี้ออก  แล้วนำสารละลายที่ได้มาตกผลึก  แยก  NaCl  ออก  ทำให้สารละลายมี  NaCl  ปริมาณลดลง และในสารละลายนี้ยังมี  Na2SO4  และ  Na2CO3  ละลายปนอยู่  ซึ่งเป็นเกลือที่ไม่ต้องการ  เรียกสารละลายนี้ว่า  น้ำขม   นำสารละลายไปเติม  CaCl2    พอเหมาะเพื่อกำจัดไอออนต่าง ออกเป็นสาร  CaSO4   และ  CaCO3  ซึ่งไม่ละลายน้ำ  ดังสมการ
                Ca2+ (aq)  +  SO42- (aq)  ®  CaSO4 (s)
                Ca2+ (aq)  +  CO32- (aq)  ®  CaCO3 (s)
            นำสารละลายที่ได้ไปตกผลึกแยก  NaCl  ออกไปอีก


รูปที่  18.4  กระบวนการผลิตเกลือที่เกิดจากการละลายเกลือในชั้นที่มีเกลือหิน

       
เกลือสินเธาว์เป็นเกลือที่เหมาะที่จะใช้ในการอุตสาหกรรม  เพราะมีความชื้น และแมกนีเซียม แคลเซียม ค่อนข้างต่ำ
      เกลือสมุทรเหมาะที่จะใช้ในการบริโภค  เพราะมีไอโอดีนสูง  กล่าวคือ  เกลือสมุทร  10  กรัมมีไอโอดีนประมาณ  38.5  กรัม  และเกลือสินเธาว์มีประมาณ  10  ไมโครกรัม
      ไอโอดีนเป็นธาตุที่มีความจำเป็นต่อร่างกาย  ร่างกายมีความต้องการไอโอดีนประมาณ  75  มิลลิกรัม/ปี  แหล่งของไอโอดีนได้แก่  เกลือสมุทร  และอาหารทะเลทุกชนิด  ดังนั้น  ประชากรทางภาคเหนือ และภาคตะวันออกเฉียงเหนือซึ่งอยู่ห่างใกล้จากทะเล และมักจะบริโภคเกลือสินเธาว์ซึ่งเป็นเกลือที่ขาดไอโอดีน  มีผลทำให้การทำงานของต่อมไทรอยด์บกพร่อง และเกิดเป็นโรคคอพอก  แต่สามารถแก้ไขได้โดยการเติมไอโอดีนลงในเกลือสินเธาว์ ในรูป  ไอโอไดด์ไอออน(I- )  หรือ   (IO3- )  เรียกว่าเกลือไอโอเดต  หรือเกลืออนามัย
      ร่างกายเมื่อได้รับไอโอดีนจะเก็บสะสมไว้ที่ต่อมไทรอยด์  ซึ่งต่อมนี้มีหน้าที่ควบคุมสมอง  ระบบประสาท  และเนื้อเยื่อต่าง ถ้าขาดไอโอดีนจะทำให้เกิดโรคคอพอก  นอกจากนั้นยังจะทำให้ร่างกายแคระแกร็น  รูปร่างหน้าตาและสติปัญญาจะผิดปกติ  หูหนวก  เป็นใบ้  แขนขาชาเป็นอัมพาต  เดินโซเซ  เป็นต้น
      การผลิตเกลือกับปัญหาสิ่งแวดล้อม
             การผลิตเกลือสินเธาว์อาจจะก่อให้เกิดปัญหากับสิ่งแวดล้อมได้  เช่น  ทำให้เกิดการแพร่ของดินเค็ม  ซึ่งมีผลเสียต่อการทำเกษตรกรรม  กล่าวคือ ภาวะดินเค็มจะทำให้พืชไม่เจริญเติบโต  เพาะปลูกไม่ได้ผล  และถ้าเกลือแพร่กระจายสู่แม่น้ำลำคลอง  ก็จะส่งผลกระทบต่อสัตว์น้ำ   นอกจากนั้นจากสูบน้ำเกลือบาดาลขึ้นมาผลิตเกลือสินเธาว์ยังอาจเกิดปัญหาการยุบตัวของพื้นดิน  ซึ่งก็มีผลเสียต่อสิ่งแวดล้อมเช่นกัน