Получение соли солнечным выпариванием морской воды — древнейший химический процесс человечества

Морская вода содержит примерно 35 граммов растворённых солей на литр (солёность 3,5%). Растворённые соли составляют примерно: 78% хлорида натрия (NaCl), 11% хлорида магния (MgCl2), 5% сульфата магния (MgSO4), 4% сульфата кальция (CaSO4) и 2% других солей, включая хлорид калия. Для получения 1 кг соли требуется примерно 28–30 литров морской воды. Солнечное испарение лучше всего работает в тёплом сухом климате с постоянным солнечным светом и низким количеством осадков. К традиционным регионам производства соли относятся Средиземноморье, Индия (Гуджарат), Юго-Восточная Азия и Западная Африка.

Выберите ровный, открытый солнцу участок недалеко от побережья. Место должно находиться выше линии прилива, чтобы избежать затопления. Идеальные характеристики: максимальное воздействие солнца (обращенность на юг в Северном полушарии), минимум тени от деревьев или построек и защита от дождя (или план накрывать бассейны во время дождя). Глина или утрамбованная земля образуют лучшее естественное дно бассейна — песчаная почва позволяет рассолу уходить в грунт. Ветер полезен, так как ускоряет испарение. Избегайте мест вблизи устьев рек, где пресная вода разбавляет соленость.

Выройте неглубокий прямоугольный котлован примерно 2 м x 3 м и глубиной 15-20 см. Выложите дно утрамбованной глиной или, если есть, пленкой для пруда, чтобы предотвратить просачивание. Постройте низкие земляные дамбы по краям. Дно должно быть максимально ровным — неровное дно приводит к неравномерному испарению и преждевременной кристаллизации в мелких местах. Этот первый бассейн является концентрационным бассейном, где морская вода начинает свой путь испарения.

Постройте еще две чаши сходных размеров, но постепенно все мельче: вторая чаша глубиной 10-15 см, а третья (кристаллизационная) чаша всего 5-10 см глубиной. Соедините чаши небольшими каналами или шлюзами с затворами, чтобы рассол мог самотеком переходить из одной в следующую. Расположите чаши последовательно — каждая немного ниже предыдущей. Система из нескольких чаш позволяет постепенно концентрировать рассол: сульфат кальция (гипс) выпадает первым при концентрации в 3-4 раза выше во второй чаше, тогда как NaCl кристаллизуется в последней чаше при концентрации в 9-10 раз выше.

Собирайте чистую морскую воду во время прилива или в открытом море, избегая воды, разбавленной речным стоком или загрязнённой в гавани. Используйте вёдра, кувшины или систему сифона/насоса, чтобы наполнить первый концентрирующий бассейн до глубины 10–15 см. Для бассейна площадью 6 м² на глубине 15 см потребуется примерно 900 литров. Собирайте воду в безветренные ясные дни, когда вода не взмучена осадком. Дайте воде отстояться в первом бассейне в течение 24 часов — взвешенный ил и органическое вещество осядут на дно.

Оставьте морскую воду испаряться в первом бассейне под солнцем. Скорость испарения зависит от температуры, влажности, скорости ветра и площади поверхности бассейна. В жарком сухом климате (Средиземноморье, сухой сезон в тропиках) ожидайте испарения 5-10 мм в сутки. Бассейн глубиной 15 см уменьшится вдвое примерно за 10-15 дней. Рассол постепенно меняет цвет с прозрачного на слегка розовый или янтарный по мере роста концентрации. Снимайте любой плавающий мусор или водоросли, которые появляются.

Когда рассол в первой емкости уменьшится примерно до одной трети от исходного объема (солёность приблизительно 10-12%), перенесите его во вторую емкость через соединительный канал. При такой концентрации сульфат кальция (CaSO4, гипс) начинает выпадать в виде мелких белых кристаллов на дне емкости. Это желательно — удаление гипса до стадии кристаллизации NaCl позволяет получить более чистую поваренную соль. Заполните первую емкость свежей морской водой, чтобы продолжить цикл.

Продолжайте выпаривание во второй чаше. Когда солёность достигает примерно 25-26% (примерно в 9-10 раз выше исходной концентрации морской воды), хлорид натрия начинает кристаллизоваться. Определить этот момент можно с помощью ареометра (показание удельной плотности 1,20-1,21) или наблюдая за появлением первых мелких кубических кристаллов на поверхности и по краям. Рассол на этом этапе называется рассолом-горечью (биттерн). Перелейте этот почти насыщенный рассол в третью (кристаллизационную) чашу, оставив отложения гипса во второй чаше.

В мелком кристаллизационном бассейне (глубиной 5-10 см) кристаллы NaCl образуются по мере продолжения испарения рассола. Сначала кристаллы появляются в виде тонкой плавающей корки на поверхности, затем растут в виде полых пирамидальных воронок (перевернутых ступенчатых пирамид, характерных для NaCl). По мере увеличения веса они опускаются и накапливаются на дне бассейна в виде толстого соляного слоя глубиной 2-5 см. Процесс занимает 5-10 дней в теплых, сухих условиях. Не давайте бассейну испариться полностью — остановитесь, когда над солью останется около 2 см жидкости (рассола с горечью) NOT.

Слейте или снимите ложкой оставшийся рассол (горький раствор, богатый хлоридом магния и солями калия — это традиционный источник нигари/хлорида магния, используемого при приготовлении тофу). Используйте деревянные грабли или плоскую лопату, чтобы соскрести соляные кристаллы с дна бассейна. Сложите влажную соль на приподнятой платформе или в корзинах для стекания. Собранная сырая соль представляет собой смесь кристаллов NaCl, некоторого количества захваченного рассола и незначительных примесей. Общий выход из 900 литров морской воды: примерно 25–30 кг сырой соли.

Чтобы удалить горькие соли магния и калия, застрявшие между кристаллами, промойте собранную соль небольшим количеством насыщенного раствора хлорида натрия (рассола). Приготовьте промывочный рассол, растворяя соль в воде до тех пор, пока она больше не будет растворяться (примерно 360 г NaCl на литр при 20 градусах C). Залейте этим насыщенным рассолом соляную кучу — он растворяет более растворимые примеси MgCl2 и KCl, не растворяя значительного количества NaCl (поскольку рассол уже насыщен NaCl). Слейте и повторите еще раз, если соль на вкус горькая.

Разложите промытую соль тонким слоем (2-3 см) на чистой приподнятой поверхности — подойдут деревянный стол, чистый брезент или плетёный коврик. Накройте мелкой сеткой или марлей, чтобы не допустить попадания насекомых и мусора, но при этом обеспечить циркуляцию воздуха. На прямом солнце при хорошем обдуве соль высыхает за 1-2 дня. Время от времени переворачивайте её деревянной лопаточкой, чтобы открыть все поверхности. Правильно высушенная соль должна быть полностью сухой и сыпучей, без комков.

Просейте высушенную соль, чтобы разделить кристаллы по размеру: крупные кристаллы (более 2 мм) для готовки и засолки, мелкие кристаллы для стола. Качественная солнечная соль имеет белый или слегка серый цвет, на вкус чистая и солёная, без горечи (горечь указывает на остаточные соли магния — промойте повторно). Храните в сухих герметичных емкостях — керамических банках, стеклянных банках или пищевом пластике. Соль гигроскопична (поглощает влагу из воздуха), поэтому держите емкости плотно закрытыми. При правильном хранении соль сохраняется неограниченно долго — она сама является консервантом. Маркируйте этикеткой с датой производства и источником.

После сбора урожая очистите кристаллизационный бассейн, соскоблив остатки соляной корки и отложения гипса. Устраните любые трещины в глиняной облицовке. Выровняйте дно бассейна, если оно стало неровным. На промышленных солеварнях (salinas) цикл непрерывный: свежая морская вода поступает в первый бассейн, а соль собирают из третьего. Хорошо обслуживаемая система из трёх бассейнов может давать несколько урожаев за сезон. В тропическом климате с круглогодичным солнцем производство в сухие месяцы может быть почти непрерывным.