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 ๆ
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 ๆ 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 ๆ ถ้าขาดไอโอดีนจะทำให้เกิดโรคคอพอก นอกจากนั้นยังจะทำให้ร่างกายแคระแกร็น รูปร่างหน้าตาและสติปัญญาจะผิดปกติ หูหนวก เป็นใบ้ แขนขาชาเป็นอัมพาต เดินโซเซ เป็นต้น
การผลิตเกลือกับปัญหาสิ่งแวดล้อม
การผลิตเกลือสินเธาว์อาจจะก่อให้เกิดปัญหากับสิ่งแวดล้อมได้ เช่น ทำให้เกิดการแพร่ของดินเค็ม ซึ่งมีผลเสียต่อการทำเกษตรกรรม กล่าวคือ ภาวะดินเค็มจะทำให้พืชไม่เจริญเติบโต เพาะปลูกไม่ได้ผล และถ้าเกลือแพร่กระจายสู่แม่น้ำลำคลอง ก็จะส่งผลกระทบต่อสัตว์น้ำ นอกจากนั้นจากสูบน้ำเกลือบาดาลขึ้นมาผลิตเกลือสินเธาว์ยังอาจเกิดปัญหาการยุบตัวของพื้นดิน ซึ่งก็มีผลเสียต่อสิ่งแวดล้อมเช่นกัน