利用精制液体盐生产彩色盐的研究

2021-07-22邱常义熊泽华宋信信

盐科学与化工 2021年7期

邱常义，熊泽华，宋信信

(江西富达盐化有限公司，江西宜春 331200)

食盐，号称“食肴之将，百味之祖”，是人们生活中不可缺少的生活元素，它的存在与人类的生产生活息息相关[1]。日常生活中，盐是烹饪中最常用的调味品，是维持人体机能代谢的基础物质；在工业生产中，盐是“两碱”行业最基础的化工原料[2]。从发现食盐的商品特殊性开始，我国在春秋战国时期就开始对食盐的流通采取特殊管制，即发展成今天的食盐专营制度。虽然食盐专营制度一直被人们所诟病，但不得不承认食盐专营制度在消除缺碘性疾病、保障人民身体健康方面做出了重要贡献[3]。如今，在全球经济一体化和我国市场经济改革的大环境下，食盐专营制度弊端显露，它严重阻碍了我国制盐行业的技术发展和盐业市场的自由竞争。

盐改方案的逐步实施，无疑会给整个行业，甚至是上下游的行业带来新的机遇。对各制盐企业来说，“自由肉搏”在所难免。一直处于食盐专营制度中发展的盐企，普遍存在营销观念落后、营销人才缺乏和产品开发深度不够等问题。盐改之后，企业要获得持续发展必须充实自己，增强自我活力。这里所述的自我活力包括：企业营销策略或新产品开发。在新产品开发中[4]，新市场已经出现适用于儿童的儿童盐、孕妇用的孕妇盐，甚至已研发出适用于硬水地区的软水盐。

彩色盐是指主成分为NaCl，外观颜色绚丽，但其它物理化学性质与普通家用食盐相差无二的食用盐。彩色盐属于新产品的开发，相比于市面上单一颜色、单一结晶的食盐调味剂，彩色盐给予消费者色觉冲击，加强感官刺激，容易产生消费欲望。彩色盐的流通上市与我国快速发展的经济、社会相适应，满足了人们对品质生活的需求。

彩色盐有天然彩色盐和人工彩色盐之分。天然彩色盐的形成主要与产区的地质结构和当地矿物质的种类、含量有关。天然彩色盐中较有代表性的是喜马拉雅红盐、夏威夷黑盐和产自伊朗的波斯蓝盐。天然彩色盐作为家庭食用盐的缺陷主要有以下两点：(1)天然彩色盐属不可再生资源，其地理位置大大局限了产品的流通范围；(2)天然彩色盐中氯化钠含量低，口感较差，且其所含杂质甚多，过多的其它杂质未必都对人体健康有益。所以，天然彩色盐的主要商品价值在于其观赏性而并非食用性。目前，人工彩色盐的制作步骤是：色素提取、物理混合、染色成型，此物理混合方法的缺陷[5]是造成盐颗粒染色不均、色泽暗淡、产品欠缺观赏性，且此法中间过程物料损失较大，不利于工业化生产。

目前，关于生产彩色盐的文献报道很少。如能开发一种外观色彩均匀、色泽饱和且能满足消费者健康的彩色盐产品，则此产品不仅能丰富食盐新产品种类，且能满足现代人们对美好生活品质的追求。

1 利用液体盐生产彩色盐的方法

1.1 液体盐的获得

文章的方法摒弃将固体盐溶解成卤水做原料的一贯做法，直接采用精制液体盐作为彩色盐的主要原料。液体盐的获得来自团队之前研究的“液体盐生产的新型工艺”[6]，即：利用氨碱废液生产液体盐，将氨碱废液注井采卤，采出卤水直接为低硝卤或被调配成低硝卤(调配卤即硝卤、钙卤)，将获得的低硝卤脱氨、除杂质后，清液即为液体盐。

该方法生产的液体盐，主要成分如表1所示。

表1 液体盐主成分含量分布Tab.1 The main ingredients of liquid salt

1.2 染料的获得

染料直接采用水浸提工艺[7]。取新鲜植物组织烘干，磨成粉末，称取该粉末若干，按1:20的料液比在80 ℃下浸提60 min。浸提完毕，趁热过滤，除去滤渣，收集滤液保存备用。

1.3 工艺流程

利用精制液体盐生产彩色盐的工艺：将色素浸提液与精制液体盐按一定的比例混合，缓慢升温至混合液微沸，保持此温度，待固体慢慢析出，将析出的固体母液过滤、干燥、筛分，得到的即是彩色盐。工艺流程如图1所示。

图1 彩色盐生产工艺流程图Fig.1 Colourful salt process block diagram

具体工艺流程如下：

(1)将色素浸提液与液体盐按1 ∶100的体积比混合，然后，将混合液放入水浴锅中，调节水浴锅的温度，直至混合液发生微沸，维持水浴锅此时的温度，并用玻璃棒缓慢搅拌。搅拌的同时，溶剂被蒸发，混合液中的溶质不断析出。

(2)将析出固体的母液过滤，收集滤饼，滤饼即彩色湿盐。向彩色湿盐中按15 mg/kg左右的剂量加入K4[Fe(CN)6]·3H2O[8]，将加入抗结剂的湿盐放入沸腾干燥机中进行流化干燥，干燥后筛分出粒度均一的彩色盐。

2 结果与分析

2.1 此方法的收率

关于该方法的收率，见表2的实验信息。

表2 实验详细信息Tab.2 Experimental information in detail

由表2可知，液体盐中NaCl含量应在310 g左右，1 L这样的液体盐理论上应获得310 g左右的产品，而该方法的得率分布在45% ～ 50%之间。这是因为该方法的生产过程随时要保持物料具有一定的流动性，保持析出的盐颗粒都能被染色，所以不能做到把所有的盐都析出；而且，该方法在实验室中没有标志性的终点，反应结束点仅凭个人主观判断，所以得率的相对标准偏差过高。

2.2 方法的优缺点

文章直接采用精制液体盐作为生产原料，摒弃了将固体盐溶解成饱和态卤水的步骤，如此便能节省获得固体盐的能源，这有利于降低彩色盐大规模生产时的成本。此方法生产的彩色盐最大的优点是色泽明亮，染色率高，图2a展示的是五种彩色盐产品，图中显示的产品不仅颜色亮丽、而且染色均匀、染色率高。其它文献报道中生产的彩色盐，采用的方法是将食用盐与染料色素直接物理搅拌。为进一步展现该方法的优势，对比了物理搅拌法与该方法的差异，结果如图2b和2c所示；两图左边展示的是搅拌制得的产品，整个产品看上去色泽暗淡，大多数盐颗粒能看见其本身的白色。

图2 产品展示。(a)五种彩色盐。此方法和物理搅拌法的产品对比：(b)红色盐(c)绿色盐Fig.2 Products display. (a) Five types of colourful salt. There is comparison between this methodology and stirring method: (b) red salt and (c) green salt

文章讨论两种方法在显微镜下的微观染色形态。图3a、3c分别显示的是用物理搅拌法获得的红彩色盐和绿彩色盐的微观形态；图3b、3d分别展示的是用蒸煮法获得的红彩色盐和绿彩色盐的微观形态。

由图3可知，物理搅拌法获得的彩色盐，颗粒度均一、形态饱和，大多数颗粒粒径分布在0.3 mm左右，染料色素沾结在NaCl颗粒表面，色素分子大都是通过范德华力、氢键等分子间作用力使自身吸附在NaCl晶体上。NaCl的颗粒表面并没有被色素整体覆盖，所以该方法获得的产品在宏观上显示出整体暗淡，几乎每一粒染色的盐颗粒能看见其本身的白色。用蒸煮工艺产出的彩色盐，粒径分布不一，小颗粒0.08 mm；大颗粒0.22 mm。蒸煮工艺法产出的彩色盐，NaCl晶体来不及长大，很容易析出微小颗粒，或者直接是粉盐，如此细小使得其自身具有较高的比表面积。较高的比表面积使其相同质量的NaCl，能沾结更多的色素分子。故在宏观上该彩色盐颜色更加亮丽、染色率更高。但此法产出的产品晶体细小，是为彩色粉盐，产品形状缺乏饱和度，后续改进可使用制粒机对其深加工，使其变成立体感十足的彩色颗粒盐。