張 磊，苑惠杰，苗玉成，劉玉濤，呂本松，李 陽(yáng)

(中鹽工程技術(shù)研究院有限公司，天津 300450)

改革開(kāi)放以來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，人民生活水平得到了大幅度提高。但是，工業(yè)化卻帶來(lái)了日益嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題，其中對(duì)水的污染尤為嚴(yán)重，使得越來(lái)越多的人開(kāi)始重視飲水和用水安全，開(kāi)始關(guān)心水的品質(zhì)問(wèn)題。水處理的方法有很多種，最主要、最經(jīng)濟(jì)和最適宜的水處理技術(shù)是離子交換技術(shù)。

高級(jí)水質(zhì)軟化器所用的離子交換樹(shù)脂，通常為鈉型磺酸基陽(yáng)離子交換樹(shù)脂。待處理的原水通過(guò)樹(shù)脂后，水中的有害離子(主要為鈣、鎂離子)和樹(shù)脂的陽(yáng)離子(鈉離子)發(fā)生置換，被吸附于樹(shù)脂內(nèi)外，從而達(dá)到水質(zhì)軟化的目的。隨著水處理量的增加，樹(shù)脂上吸附的有害離子越來(lái)越多，軟化器軟水處理能力會(huì)逐漸下降，而要清除樹(shù)脂吸附的有害離子，就需要用到高濃度鈉離子，通過(guò)反沖洗的方式，把樹(shù)脂吸附的有害離子置換出來(lái)，從而恢復(fù)離子交換樹(shù)脂的吸附能力，這個(gè)過(guò)程叫做離子交換樹(shù)脂的再生。

軟水鹽，又名離子交換樹(shù)脂再生劑，其主要化學(xué)成分為氯化鈉，含量在99%以上，一般形狀為球狀片劑。軟水鹽主要用于高級(jí)水質(zhì)軟化器，為其離子交換樹(shù)脂再生提供高濃度的鈉離子。配合水質(zhì)軟化器高效去除水中硬度(鈣、鎂離子及其他水中一些水堿雜質(zhì))，使水質(zhì)更加干凈、清澈，能夠長(zhǎng)期保持給水管道通暢 、無(wú)水垢。軟水鹽使用后無(wú)任何殘留物，無(wú)任何氣味，在同等的條件下高于任何再生劑，適用于各種型號(hào)的軟水機(jī)使用[1]。由于其無(wú)毒無(wú)害，價(jià)格低廉，還原效率高等特點(diǎn)，目前廣泛應(yīng)用于鍋爐及家庭軟水設(shè)備中使用，具有廣闊的市場(chǎng)前景。軟水鹽是一種高附加值的鹽產(chǎn)品，軟水鹽市場(chǎng)也將逐步成為鹽業(yè)市場(chǎng)的重要組成部分[2]。

從2010年～2019年市場(chǎng)分析，軟水鹽市場(chǎng)主要集中在北京、上海兩個(gè)大城市，市場(chǎng)容量都在20 000 t以上。2012年天津、河北、山東、遼寧、內(nèi)蒙古、河南、甘肅、廣東、貴州、重慶等地區(qū)的軟水鹽用量快速增加。2019年，我國(guó)有100余家軟水鹽生產(chǎn)企業(yè)，全國(guó)軟水鹽用量在15萬(wàn)t左右，生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)能力在20萬(wàn)t左右。

然而目前市場(chǎng)上的軟水鹽品牌繁多，質(zhì)量參差不齊，質(zhì)量不過(guò)關(guān)的直接表現(xiàn)為：軟水鹽浸泡于鹽箱的過(guò)程中，發(fā)生片劑松散崩解等現(xiàn)象，堵塞鹽箱出水口，影響離子交換樹(shù)脂的再生過(guò)程，直接影響了軟水機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，更嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致軟水機(jī)損壞，造成不必要的損失[3]。

針對(duì)影響以精制食用鹽為原料生產(chǎn)的軟水鹽質(zhì)量的相關(guān)因素，以下將在原料鹽的理化指標(biāo)、軟水鹽的生產(chǎn)設(shè)備、車間環(huán)境、成品檢測(cè)、貨物運(yùn)輸、貯存等方面進(jìn)行闡述，同時(shí)對(duì)軟水鹽質(zhì)量提高，生產(chǎn)過(guò)程優(yōu)化提出相關(guān)建議。

1 原料鹽主要理化指標(biāo)對(duì)軟水鹽質(zhì)量的影響

1.1 原料鹽純度

軟水鹽主要是以精制食用鹽為原料加工生產(chǎn)的，原料鹽的純度主要是指氯化鈉含量的高低，理論上氯化鈉含量越高，能在軟水器反沖洗的時(shí)候提供的鈉離子就越多，樹(shù)脂再生的就越徹底，出來(lái)的軟水水質(zhì)就越好。目前GB/T 5461優(yōu)級(jí)精制鹽氯化鈉(以濕基計(jì))/(g/100g)含量≥99.1，市面上的軟水鹽平均氯化鈉含量在99.5左右[4]。

1.2 水分

軟水鹽在由精制食用鹽經(jīng)物理壓制形成過(guò)程中，原料鹽水分過(guò)多主要影響原料鹽在機(jī)器中下料流動(dòng)速度，上下沖桿和中模之間填充不足，導(dǎo)致軟水鹽緊實(shí)度不夠，軟水鹽化水時(shí)容易坍塌，堵塞吸鹽口。水分過(guò)少導(dǎo)致鹽晶粒之間相互接觸點(diǎn)上形成品橋而固結(jié)在一起的程度不夠[5]。目前GB/T 5461優(yōu)級(jí)精制鹽水不溶物/(g/100 g)含量≤0.30，市面上的軟水鹽平均水不溶物含量在0.2左右[4]。

1.3 水不溶物

水不溶物含量是判斷食鹽衛(wèi)生質(zhì)量?jī)?yōu)劣的主要指標(biāo)之一[6]，主要是不溶于水的機(jī)械雜質(zhì)，如砂土、木屑、懸浮物及不溶性的其它雜質(zhì)等[7]，也包括鈣和鎂的碳酸鹽及有機(jī)殘余物。原料鹽中水不溶物含量的高低會(huì)影響原料鹽主成分氯化鈉的含量，同時(shí)反沖洗過(guò)程中會(huì)附著在離子交換樹(shù)脂顆粒表面或堵塞其交換孔道，使得樹(shù)脂工作容量(置換率)降低，造成樹(shù)脂“中毒”，也叫樹(shù)脂的污染。水不溶物含量比較高，使得軟水鹽化水后水體濁度升高。絡(luò)合絮狀物富集水中和鹽中的不溶物質(zhì)和微生物，造成鹽箱壁上和水面上雜質(zhì)較多，水體有異味。目前GB/T 5461優(yōu)級(jí)精制鹽水不溶物/(g/100 g)含量≤0.03，市面上的軟水鹽平均水不溶物含量在0.01左右[4]。

1.4 金屬元素(除鈉外)

原料鹽中的金屬元素(除鈉外)包括鐵、鈣、鎂、鉀、鋇、鋁、鉛、鎘、錫、鎳、鉻等，其中，鉛、鎘、錫、鎳、鉻在GB 2762-2017食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中屬于食品中污染物限量指標(biāo)。原料鹽中金屬元素對(duì)軟水鹽質(zhì)量的影響主要是其中的高價(jià)金屬離子，如Al3+、Fe3+等擴(kuò)散進(jìn)入陽(yáng)離子交換樹(shù)脂的內(nèi)部，由于這些高價(jià)金屬離子的交換勢(shì)能高，與樹(shù)脂中的固定離子牢固結(jié)合，從而使這些固定離子失去作用，喪失了離子交換能力，造成離子交換樹(shù)脂呈“中毒”狀態(tài)。

2 軟水鹽的生產(chǎn)設(shè)備、車間環(huán)境、成品檢測(cè)對(duì)軟水鹽質(zhì)量的影響

2.1 生產(chǎn)設(shè)備

目前市售生產(chǎn)軟水鹽的機(jī)器主要是旋轉(zhuǎn)式壓片機(jī)、吸粉輔機(jī)、傳送帶、計(jì)重秤等組成的生產(chǎn)設(shè)備，壓片機(jī)的壓力、轉(zhuǎn)速、清洗和保養(yǎng)都將對(duì)軟水鹽的質(zhì)量造成影響。壓片機(jī)壓力過(guò)低、轉(zhuǎn)速過(guò)高會(huì)造成軟水鹽的致密度不夠。清洗、保養(yǎng)時(shí)潤(rùn)滑油油污進(jìn)入原料鹽會(huì)造成軟水鹽片劑被污染，軟水鹽使用過(guò)程中，油類物質(zhì)進(jìn)入離子交換樹(shù)脂罐，會(huì)形成膜狀物，包裹或堵塞離子交換樹(shù)脂顆粒的孔道，阻礙離子交換樹(shù)脂上的活性集團(tuán)和鈣、鎂離子進(jìn)行離子交換。壓片機(jī)上下沖桿和中模的磨損，會(huì)造成軟水鹽破損、掉帽，化水坍塌等。設(shè)備傳送帶揚(yáng)程和計(jì)重秤之間的距離過(guò)大，會(huì)造成軟水鹽掉落到計(jì)重秤上沖擊過(guò)大，軟水鹽破碎。

2.2 車間環(huán)境

車間環(huán)境主要是濕度和粉塵，濕度過(guò)大，原料鹽吸潮會(huì)影響其流動(dòng)性，造成上下沖桿和中模之間的物料填充不滿，軟水鹽片劑致密度、硬度不夠，破碎或者掉帽，影響軟水鹽質(zhì)量。成品軟水鹽球劑也會(huì)吸收空氣中的水分而潮解。一般控制濕度在30%～60%之間，且在放置過(guò)程中濕度應(yīng)從高逐漸降低，使再結(jié)晶過(guò)程充分進(jìn)行[3]。粉塵對(duì)軟水鹽質(zhì)量的影響是間接的，粉塵主要對(duì)軟水鹽生產(chǎn)設(shè)備和操作人員有較大的影響，間接影響到軟水鹽的質(zhì)量。

2.3 成品檢測(cè)

軟水鹽成品檢測(cè)，主要針對(duì)軟水鹽的片型是否完整、片劑表面有無(wú)黑點(diǎn)和油污、軟水鹽顏色是否正常、軟水鹽的致密度和硬度、軟水鹽化水濁度和坍塌情況、軟水鹽溶解速率、成品裝袋后粉鹽是否過(guò)多(粉鹽過(guò)多會(huì)造成軟水器吸鹽口堵塞)等。

3 軟水鹽運(yùn)輸、貯存對(duì)軟水鹽質(zhì)量的影響

3.1 運(yùn)輸

軟水鹽運(yùn)輸過(guò)程中由于裝卸、搬倒、車輛行駛過(guò)程中顛簸，會(huì)造成軟水鹽顆粒之間相互擠壓、摩擦，造成軟水鹽片劑破損，粉鹽增多(粉鹽過(guò)多會(huì)造成軟水器吸鹽口堵塞)。同時(shí)運(yùn)輸車輛不干凈，也會(huì)對(duì)軟水鹽造成污染。

3.2 貯存

軟水鹽在成品倉(cāng)庫(kù)和運(yùn)送到使用者倉(cāng)庫(kù)，倉(cāng)庫(kù)的貯存環(huán)境也很重要，貯存不當(dāng)都會(huì)對(duì)軟水鹽的質(zhì)量造成影響。軟水鹽成品一般要放置在通風(fēng)、陰涼、干燥的環(huán)境中保存。庫(kù)房環(huán)境濕度過(guò)大，容易引起軟水鹽吸潮、坍塌和崩解，造成使用不便。

4 軟水鹽質(zhì)量提高，生產(chǎn)過(guò)程優(yōu)化的建議

4.1 對(duì)原料鹽進(jìn)行優(yōu)選

對(duì)原料鹽的理化指標(biāo)高度重視，特別是原料鹽的純度、水分、水不溶物、金屬離子含量等方面進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)，可以參考GB/T 5461優(yōu)級(jí)精制鹽相關(guān)指標(biāo)。對(duì)原料鹽生產(chǎn)廠家提出要求，選取指標(biāo)符合國(guó)標(biāo)或者優(yōu)于國(guó)標(biāo)的精制食用鹽進(jìn)行軟水鹽的生產(chǎn)和加工，保證軟水鹽的品質(zhì)。

4.2 對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化

對(duì)軟水鹽的生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行升級(jí)改造，選取壓力較大、轉(zhuǎn)速適宜的壓片機(jī)，定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)和零部件的更換。盡量保持車間的溫濕度處于合適的范圍，恒溫、恒濕的環(huán)境對(duì)軟水鹽的質(zhì)量有更大的保障。增加車間除塵設(shè)備，保持車間環(huán)境干凈整潔。加大對(duì)軟水鹽車間生產(chǎn)線上和庫(kù)房成品的抽檢力度。減少裝卸、搬倒的頻次，控制好庫(kù)房的貯存環(huán)境。