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一种碱性烤盐制备工艺及其机理研究

2019-06-20崔志强

盐科学与化工 2019年6期
关键词:恒温碱性食盐

周 莹,崔志强

(中盐国本盐业有限公司,天津 300459)

盐与人类生命息息相关,随着社会不断发展,食盐的功能和用途也越来越受到人们的重视。从近年来食盐市场情况分析,食盐品种在不断丰富和多样化,食盐产品涵盖调味盐、功能盐、营养盐和保健盐等系列[1-5]。随着人们生活水平的不断提高,食盐产品的安全和健康也越来越受到消费者关注,如何开发更加安全、健康的食盐产品成为食盐行业未来发展的重要方向。

正常情况下,人的体液占人体体重的60%~70%,其pH值为7.35~7.45,呈弱碱性。科学研究表明,弱碱性体质是健康的标志,酸性体质是疾病诞生的温床,酸性体质的人常会感到身体疲乏、记忆力减退、注意力不集中、腰酸腿痛、腹泻、便秘等。在酸性环境下,细菌、病毒会疯狂滋生,癌细胞也会异常活跃,正常细胞的新陈代谢受到抑制[6-8]。

烤盐特有的碱性特性[9],能够有效调节人体酸碱平衡,改善人体的健康状况。经过特殊工艺制作的烤盐,其pH值在8~12,经常食用碱性食盐有助于协助调节体液酸碱平衡,使其pH值在7.35~7.45的弱碱性环境,从而帮助改善人体健康状况。烤盐能形成较好的碱性特性,是因为原料盐在烧制过程中发生了重要的化学变化,生成了某种碱性物质。研究以食盐为原料,采用特殊烧制工艺,研究了碱性烤盐的制备工艺和形成机理[10-12],优化了烤盐制备工艺,提高了产品质量,并有效降低了生产成本,为烤盐的生产提供指导依据,为多品种盐的发展提供方向。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

1.1.1 材料

实验涉及材料主要有:日晒盐(某盐场日晒海盐,其钙离子含量为0.09%、镁离子含量为0.31%)、精制盐(某盐场精制盐,其钙、镁离子含量几乎为零,可忽略不计)、氯化镁(分析纯)、氯化钙(分析纯)。

1.1.2 设备

实验涉及仪器设备主要有:马弗炉(高温节能梭式电炉,型号JNL-14HD),pH计(酸度计,型号PHS-3C)。

1.2 实验方法

1.2.1 含镁原料盐制备

分别称取适量氯化镁,倒入烧杯中,加适量水配置成溶液,添加到一定量的精制盐中,充分混合均匀,制成镁离子含量分别为0.01%、0.025%、0.05%、0.10%、0.20%、0.40%的6种原料盐。

1.2.2 含钙原料盐制备

分别称取适量氯化钙,倒入烧杯中,加适量水配置成溶液,添加到一定量的精制盐中,充分混合均匀,制成钙离子含量分别为0.01%、0.025%、0.05%、0.10%、0.20%、0.40%的6种原料盐。

1.2.3 烤盐制备

称取一定量原料盐,将原料盐装入坩埚中,然后将坩埚放入马弗炉中,设置不同烧制温度和恒温时间,启动马弗炉进行烧制,烧制结束后冷却一段时间,取出得到烤盐产品。

1.2.4 pH值测定

称取一定量烧制后的烤盐产品,用蒸馏水溶解,配置成5%盐溶液,用pH计测定溶液的pH值。

2 结果与分析

2.1 烧制温度对烤盐碱性效果的影响

以日晒盐为原料,在设置恒温时间为30 min条件下,分别进行了烧制温度为100 ℃、200 ℃、300 ℃、400 ℃、500 ℃、800 ℃的烧制实验,结果如图1所示。

由图1可知,当恒温时间一定的情况下,在一定范围内,烤盐pH值随着烧制温度的升高而升高;当温度超过300 ℃后,烤盐pH值基本保持不变。

图1 烧制温度对烤盐pH值的影响Fig.1 The effect of roast temperature on the pH of roast salt

分析可知,烧制温度是烤盐生成碱性物质的一个重要影响因素。初始阶段,随着温度的逐渐增加,反应发生的程度逐渐加大,生成的碱性物质逐渐增多,所以烤盐pH值逐渐上升;当温度达到300 ℃时,反应已进行的较为充分,此后随着温度继续增加,反应已基本完全,形成的碱性物质基本不再增加,所以烤盐pH值基本保持不变。因此,可以判定,烤盐最适的烧制温度为300 ℃,达到同样碱性效果的前提下,该烧制温度能耗最低。

2.2 恒温时间对烤盐碱性效果的影响

以日晒盐为原料,在烧制温度为300 ℃条件下,分别进行了恒温时间为5 min、10 min、20 min、30 min、40 min、60 min的烧制实验,结果如图2所示。

图2 恒温时间对烤盐pH值的影响Fig.2 The effect of heat preservation time on the pH of roast salt

由图2可知,当烧制温度一定时,在一定范围内,烤盐pH值随着恒温时间的增加而升高;当恒温时间增加到20 min后,烤盐pH值基本保持不变。

分析可知,恒温时间是烤盐生成碱性物质的又一个重要影响因素。初始阶段,随着时间的逐渐增加,反应发生的程度逐渐加大,生成的碱性物质逐渐增多,所以烤盐pH值逐渐上升;当时间达到20 min时,反应已进行的较为充分,此后随着时间继续增加,反应已基本完全,形成的碱性物质基本不再增加,所以烤盐pH值基本保持不变。因此可以判定,烤盐最适的恒温时间为20 min,达到同样碱性效果的前提下,该恒温时间最短,能耗最低。

2.3 镁离子含量对烤盐碱性效果的影响

在烧制温度为300 ℃,恒温时间为20 min条件下,分别对镁离子含量为0.01%、0.025%、0.05%、0.10%、0.20%、0.40%的原料盐进行了烧制实验,结果如图3所示。

图3 镁离子含量对烤盐pH值的影响Fig.3 The effect of Magnesium ion on the pH of roast salt

由图3可知,当烧制温度和恒温时间一定的情况下,在一定范围内,烤盐pH值随着原料盐中镁离子含量的增加而升高;当原料盐中镁离子含量达到0.20%后,烤盐pH值基本保持不变。

分析可知,原料盐中镁离子含量也是烤盐生成碱性物质的一个重要影响因素。烤盐pH值先随着镁离子含量增加而逐渐上升,当镁离子含量达到0.20%后,pH值趋于稳定。说明反应生成的碱性物质已基本能够满足烤盐所需的量,此后,随着镁离子含量继续增加,虽然形成的碱性物质可能继续增多,但是已经超过烤盐溶解后所需的量,所以烤盐pH值基本保持不变。因此,可以判定,烤盐原料最适的镁离子含量为0.20%,该条件下烧制得到的烤盐已达到较好效果。

2.4 钙离子含量对烤盐碱性效果的影响

在烧制温度为300 ℃,恒温时间为20 min条件下,分别对钙离子含量为0.01%、0.025%、0.05%、0.10%、0.20%、0.40%的原料盐进行了烧制实验,结果如图4所示。

由图4可知,当烧制温度和恒温时间一定的情况下,随着原料盐中钙离子含量的增加,烧制得到的烤盐pH值基本保持不变,且烧制后的烤盐pH值与未烧制的原料盐一样。可以判定,烤盐生成碱性物质与钙离子无关,原料盐中钙离子含量多少对烤盐生成碱性物质基本无影响。

图4 钙离子含量对烤盐pH值的影响Fig.4 The effect of Calcium ion on the pH of roast salt

3 结论

研究结果表明,钙离子存在与否对烤盐碱性特性没有影响,镁离子的存在才是烤盐碱性特性形成的主要原因,通过分析基本可以判断,原料盐在烧制过程中,由于原料盐含有镁离子,在高温条件下,镁离子会反应生成了碱式氯化镁或氧化镁,因此,烧制后的烤盐具有碱性特性。

结果还表明,原料盐镁离子含量需达到0.2%以上时,烧制后得到的烤盐产品才能具有较好碱性效果;同时对烤盐烧制工艺进行了优化,当烧制温度为300 ℃,恒温时间为20 min时,烧制得到的烤盐碱性效果基本达到最好。该条件下效果最好,能耗最低,能够有效降低烤盐生产成本,为烤盐的生产提供了指导依据,为多品种盐的发展提供了一条方向。

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