Kutengeneza Chumvi kwa Uvukizi wa Jua wa Maji ya Bahari — Mchakato wa Kemikali wa Kale Zaidi wa Binadamu

Maji ya bahari yana takriban gramu 35 za chumvi iliyoyeyushwa kwa lita (chumvi 3.5%). Chumvi iliyoyeyushwa kwa takriban ni: 78% kloridi ya sodiamu (NaCl), 11% kloridi ya magnesiamu (MgCl2), 5% sulfati ya magnesiamu (MgSO4), 4% sulfati ya kalsiamu (CaSO4), na 2% chumvi nyingine ikiwa ni pamoja na kloridi ya potasiamu. Ili kutengeneza kilo 1 ya chumvi, unahitaji takriban lita 28-30 za maji ya bahari. Uvukizi wa jua hufanya kazi vizuri zaidi katika hali ya hewa ya joto na kavu yenye jua la mara kwa mara na mvua kidogo. Maeneo ya kitamaduni ya kutengeneza chumvi ni pamoja na Bahari ya Mediterania, India (Gujarat), Kusini-Mashariki mwa Asia, na Afrika Magharibi.

Chagua eneo tambarare, lenye mwanga wa jua karibu na pwani. Eneo hilo linapaswa kuwa juu ya mstari wa maji ya juu wakati wa mawimbi makubwa ili kuepuka mafuriko. Sifa bora: mwangaza mkubwa wa jua (linaloelekea kusini katika Ulimwengu wa Kaskazini), kivuli kidogo kutoka miti au majengo, na ulinzi dhidi ya mvua (au mpango wa kufunika sufuria wakati wa mvua). Udongo wa mfinyanzi au ardhi iliyoshindiliwa ndio sakafu bora ya asili ya sufuria — udongo wa mchanga huruhusu chumvi kuvuja. Upepo ni wa manufaa kwa kuwa unaharakisha uvukizi. Epuka maeneo karibu na midomo ya mito ambapo maji safi hupunguza chumvi.

Chimba beseni fupi la mstatili lenye ukubwa wa takriban m 2 x m 3 na kina cha sentimita 15-20. Funika sehemu ya chini kwa udongo wa mfinyanzi uliokandamizwa au, ikiwa unapatikana, kifuniko cha bwawa ili kuzuia maji kupenya. Jenga matuta ya chini ya udongo kuzunguka kingo. Sakafu lazima iwe tambarare iwezekanavyo — sakafu isiyo sawa husababisha uvukizi usio sawa na fuwele kuganda mapema katika sehemu zisizo na kina. Sufuria hii ya kwanza ndiyo sufuria ya kukolea ambapo maji ya bahari huanza safari yake ya uvukizi.

Jenga sufuria mbili za ziada zenye vipimo sawa lakini zikiwa za kina kidogo kwa hatua: sufuria ya pili yenye kina cha sentimita 10-15, na sufuria ya tatu (ya kufuwele) yenye kina cha sentimita 5-10 tu. Unganisha sufuria kwa mifereji midogo yenye milango au mifereji ya kufungua na kufunga ili brine iweze kutiririka kutoka moja hadi nyingine kwa mvuto. Weka sufuria kwa mfuatano — kila moja ikiwa chini kidogo kuliko iliyotangulia. Mfumo wa sufuria nyingi unaruhusu mkusanyiko wa taratibu: calcium sulfate (gypsum) hunyesha kwanza kwa mkusanyiko wa mara 3-4 katika sufuria ya pili, wakati NaCl inafuwele katika sufuria ya mwisho kwa mkusanyiko wa mara 9-10.

Kukusanya maji safi ya bahari wakati wa mawimbi makubwa au kutoka mbali na pwani, ukiepuka maji yaliyochanganywa na mto au yaliyochafuliwa na bandari. Tumia ndoo, mitungi, au mfumo wa sifoni/pampu kujaza sufuria ya kwanza ya kukolea hadi kina cha sentimita 10-15. Kwa sufuria ya mita 6 za mraba yenye kina cha sentimita 15, unahitaji takriban lita 900. Kukusanya siku tulivu na zenye uwazi wakati maji hayajachafuka kwa mchanga. Acha maji yatulie kwenye sufuria ya kwanza kwa saa 24 — udongo mwembamba na vitu vya kikaboni vilivyoning'inia vitatua chini.

Acha maji ya bahari yavuke katika sufuria ya kwanza chini ya jua. Kasi ya uvukizi inategemea joto, unyevunyevu, kasi ya upepo, na eneo la uso wa sufuria. Katika hali ya hewa ya joto na kavu (Mediterania, msimu wa kiangazi wa kitropiki), tarajia uvukizi wa mm 5-10 kwa siku. Sufuria yenye kina cha cm 15 itapungua kwa nusu baada ya takriban siku 10-15. Chumvi-maji hubadilika polepole kutoka angavu hadi waridi kidogo au kahawia ya dhahabu kadiri mkusanyiko unavyoongezeka. Ondoa uchafu wowote unaoelea au mwani unaoota.

Brine ya kwenye sufuria ya kwanza inapopungua hadi takriban theluthi moja ya ujazo wake wa awali (chumvi takriban 10-12%),ihamishe hadi sufuria ya pili kupitia mfereji unaounganisha. Katika kiwango hiki cha ukolezi, calcium sulfate (CaSO4, gypsum) huanza kutoa chembe nyeupe ndogo kama fuwele chini ya sufuria. Hili ni jambo linalotakiwa — kuondoa gypsum kabla ya hatua ya kuangazia NaCl hutoa chumvi ya mezani safi zaidi. Jaza tena sufuria ya kwanza kwa maji safi ya bahari ili kuendelea na mzunguko.

Endelea na uvukizi katika sufuria ya pili. Chumvi inapofikia takriban 25-26% (karibu mara 9-10 ya mkusanyiko wa awali wa maji ya bahari), kloridi ya sodiamu huanza kuganda kwa fuwele. Unaweza kupima hatua hii kwa kutumia hidromita (soma mvuto mahususi wa 1.20-1.21) au kwa kuona fuwele ndogo za ujazo zikianza kuunda juu ya uso na kwenye kingo. Maji haya ya chumvi katika hatua hii yanaitwa bittern. Hamishia maji haya ya chumvi karibu na kueneza kwenye sufuria ya tatu (ya kuganda kwa fuwele), ukiacha amana za jipsamu nyuma katika sufuria ya pili.

Katika sufuria ya kung'aa ya kina kifupi (sentimita 5-10), fuwele za NaCl huundwa brine inapoendelea kuyeyuka. Fuwele huonekana kwanza kama ganda jembamba linaloelea juu ya uso, kisha hukua kama piramidi zenye mashimo (piramidi zilizogeuzwa zenye ngazi, tabia ya NaCl). Zinapokua na kuwa nzito, huzama na kukusanyika chini ya sufuria kama tabaka nene la chumvi lenye kina cha sentimita 2-5. Mchakato huchukua siku 5-10 katika hali ya joto na kavu. Usiruhusu sufuria ikauke kabisa — simamisha wakati takriban sentimita 2 za kimiminika (bittern) zinabaki juu ya chumvi.

Mwaga au chota bittern iliyobaki (kimiminika chenye uchungu kilicho na kiasi kikubwa cha magnesiamu kloridi na chumvi za potasiamu — hiki ndicho chanzo cha jadi cha nigari/magnesiamu kloridi inayotumika katika utengenezaji wa tofu). Tumia reki ya mbao au koleo bapa kukwangua fuwele za chumvi kutoka sakafu ya sufuria. Rundika chumvi yenye unyevu juu ya jukwaa lililoinuliwa au kwenye vikapu ili imwagike maji. Chumvi ghafi iliyovunwa ni mchanganyiko wa fuwele za NaCl, bittern iliyonaswa, na uchafu kidogo. Jumla ya mavuno kutoka lita 900 za maji ya bahari: takriban kilo 25-30 za chumvi ghafi.

Ili kuondoa chumvi chungu za magnesiamu na potasiamu zilizonaswa kati ya fuwele, osha chumvi iliyovunwa kwa kiasi kidogo cha myeyusho uliojaa wa sodium chloride (brine). Tengeneza brine ya kuosha kwa kuyeyusha chumvi katika maji hadi isiyeyuke tena (takriban 360 g NaCl kwa lita moja kwa 20 digrii C). Mimina brine hii iliyojaa juu ya rundo la chumvi — itayeyusha uchafu wa MgCl2 na KCl ambao ni rahisi zaidi kuyeyuka bila kuyeyusha NaCl kwa kiasi kikubwa (kwa sababu brine tayari imejaa NaCl). Toa maji na rudia mara moja zaidi ikiwa chumvi ina ladha chungu.

Sambaza chumvi iliyooshwa katika safu nyembamba (sm 2-3) juu ya uso safi ulioinuliwa — meza ya mbao, turubai safi, au mkeka uliofumwa unafanya kazi vizuri. Funika kwa wavu laini au kitambaa cha cheesecloth ili kuzuia wadudu na uchafu huku ukiruhusu hewa kupita. Chini ya jua moja kwa moja na upepo mzuri, chumvi hukauka kwa siku 1-2. Igeuze mara kwa mara kwa kijiko cha mbao ili kuweka wazi nyuso zote. Chumvi iliyokauka vizuri inapaswa kuhisi kavu kabisa na kutiririka kwa urahisi, bila kuganda kwa mabonge.

Pitisha chumvi iliyokaushwa ili kutenganisha ukubwa wa fuwele: fuwele kubwa (zaidi ya 2 mm) kwa kupikia na kuhifadhia nyama na samaki, fuwele ndogo kwa matumizi ya mezani. Chumvi ya jua iliyotengenezwa vizuri ni nyeupe hadi kijivu kidogo, ina ladha safi na ya chumvi bila uchungu (uchungu unaonyesha kuwepo kwa chumvi za magnesiamu zilizobaki — osha tena). Hifadhi katika vyombo vikavu visivyopitisha hewa — mitungi ya udongo, mitungi ya kioo, au plastiki salama kwa chakula. Chumvi ni hygroscopic (hunyonya unyevu kutoka hewani), kwa hivyo weka vyombo vimefungwa. Chumvi ikihifadhiwa vizuri, hudumu bila kikomo — yenyewe ni kihifadhi. Weka lebo yenye tarehe ya uzalishaji na chanzo.

Baada ya kuvuna, safisha sufuria ya kufanya fuwele kwa kukwangua ukoko wowote wa chumvi na amana za jasi zilizobaki. Tengeneza nyufa zozote kwenye safu ya udongo wa mfinyanzi. Sawazisha tena sakafu ya sufuria ikiwa imekuwa isiyo sawa. Katika mashamba ya chumvi ya kibiashara (salinas), mzunguko ni wa kuendelea — maji safi ya bahari huingia kwenye sufuria ya kwanza huku chumvi ikivunwa kutoka ya tatu. Mfumo wa sufuria tatu uliotunzwa vizuri unaweza kutoa mavuno mengi kwa msimu. Katika hali ya hewa ya kitropiki yenye jua mwaka mzima, uzalishaji unaweza kuwa karibu wa kuendelea wakati wa miezi ya kiangazi.