Produkcja soli tabletkowanej – jak powstają tabletki do zmiękczaczy
Produkcja soli tabletkowanej ma dwa etapy: najpierw powstaje bardzo czysta, sucha sól krystaliczna, a potem prasy formują z niej tabletki pod naciskiem kilkudziesięciu kiloniutonów. Surowcem jest najczęściej sól warzona – uzyskana przez odparowanie oczyszczonej solanki w wyparkach próżniowych – rzadziej oczyszczona sól kamienna lub sól morska. Po prasowaniu tabletki twardnieją, przechodzą kontrolę jakości i trafiają do worków, a worki na palety.
Trzy surowce soli tabletkowanej
Norma EN 973, która określa wymagania dla chlorku sodu do regeneracji wymieniaczy jonowych, wymienia trzy pochodzenia soli. Wszystkie trzy mogą dać sól tabletkowaną, ale różnią się drogą do czystości.
| Surowiec | Jak powstaje | Typowa droga do wysokiej czystości |
|---|---|---|
| Sól warzona (próżniowa) | Odparowanie wody z solanki w wyparce, rekrystalizacja | Oczyszczanie solanki przed odparowaniem; kryształ jest czysty „z natury procesu” |
| Sól kamienna | Wydobycie górnicze ze złoża, kruszenie, przesiewanie | Selekcja czystych partii złoża, płukanie lub rozpuszczenie i ponowna krystalizacja |
| Sól morska (słoneczna) | Odparowanie wody morskiej przez słońce i wiatr w płytkich basenach | Płukanie kryształów, suszenie |
Na rynku europejskim tabletki do zmiękczaczy powstają najczęściej z soli warzonej, bo ta najłatwiej osiąga ponad 99,5% NaCl przy śladowej zawartości części nierozpuszczalnych. Różnice między rodzajami soli z perspektywy użytkownika omawiamy w artykule sól kamienna, warzona i tabletkowana – różnice.
Krok 1: solanka z głębi ziemi
Sól warzona zaczyna się od solanki. Zamiast wydobywać skałę, do złoża soli wierci się otwór i wtłacza wodę. Woda rozpuszcza sól, a nasycony roztwór – ok. 26% chlorku sodu, czyli ok. 310–320 g soli w litrze – wypompowuje się na powierzchnię. Ten sposób nazywa się ługowaniem otworowym. Pozostające pod ziemią puste przestrzenie (kawerny) bywają potem wykorzystywane jako magazyny gazu lub paliw.
W niektórych zakładach solankę otrzymuje się inaczej: przez rozpuszczanie soli kamiennej lub odpadu solnego z innych procesów. Efekt jest ten sam – roztwór chlorku sodu z domieszką innych soli rozpuszczonych w złożu.
Krok 2: oczyszczanie solanki
Surowa solanka zawiera oprócz chlorku sodu jony wapnia, magnezu i siarczanów, a także drobne zawiesiny. Gdyby trafiły do wyparki, tworzyłyby kamień na powierzchniach grzejnych (tak samo jak twarda woda w czajniku), zwiększałyby zużycie energii i obniżały czystość produktu. Dlatego przed odparowaniem solankę się oczyszcza:
- Strącanie chemiczne – do solanki dodaje się odczynniki, które wiążą magnez, wapń i siarczany w nierozpuszczalne związki. Producenci instalacji opisują tu m.in. klasyczną metodę oczyszczania solanki i proces Schweizerhalle.
- Klarowanie – strącony osad opada w osadnikach (klarownikach), a czysta solanka przelewa się dalej.
- Filtracja – usuwa resztki zawiesiny.
- Doczyszczanie – w instalacjach o najwyższych wymaganiach stosuje się dodatkowo wymianę jonową, czyli w zasadzie tę samą technologię, którą masz w domowym zmiękczaczu.
Nie wszystko da się strącić. Producenci wyparek zwracają uwagę np. na bor, który nie wytrąca się ekonomicznie, kumuluje się w obiegu i trzeba go odprowadzać z częścią ługu.
Krok 3: warzenie próżniowe – odparowanie i krystalizacja
Oczyszczona solanka trafia do wyparek (krystalizatorów). Nazwa „sól warzona” pochodzi od dawnych warzelni, w których solankę gotowano w otwartych panwiach. Dzisiejsze instalacje pracują w zamkniętych zbiornikach pod obniżonym ciśnieniem, bo w podciśnieniu woda wrze w niższej temperaturze – mniej energii idzie na ogrzewanie.
Wyparka wielodziałowa
Klasyczna instalacja składa się zwykle z 3–5 wyparek połączonych szeregowo. Każda kolejna pracuje pod niższym ciśnieniem od poprzedniej, a ostatnia – blisko próżni. Para powstająca w jednym stopniu ogrzewa solankę w następnym. Dzięki temu jedna tona pary świeżej odparowuje kilka ton wody.
Mechaniczna rekompresja oparów (MVR)
Nowsze instalacje coraz częściej sprężają opary sprężarką i używają ich ponownie do grzania tej samej wyparki. Zamiast pary z kotłowni zasila je głównie prąd. Producenci instalacji podają, że w ostatnich latach to rozwiązanie stało się dominujące, m.in. ze względu na koszty energii i emisję CO₂.
Ile wody trzeba odparować na tonę soli?
Nasycona solanka ma ok. 26,4% NaCl. Na 1 kg soli przypada więc ok. 73,6 ÷ 26,4 ≈ 2,8 kg wody.
Na tonę soli warzonej trzeba odparować ok. 2,8 tony wody. Dlatego o kosztach produkcji soli warzonej w dużej mierze decyduje cena energii i sprawność wyparek.
W miarę odparowania wody roztwór przekracza punkt nasycenia i wypadają z niego kryształy chlorku sodu – drobne, regularne sześciany. Zanieczyszczenia, które przeszły przez oczyszczanie, w większości zostają w roztworze (ługu macierzystym) i zatężają się z każdym stopniem.
Z jednej instalacji można odbierać sól o różnej jakości. Kryształy z pierwszych stopni, gdzie roztwór jest najczystszy, nadają się nawet do zastosowań farmaceutycznych, a z ostatnich – do soli technicznej. Operator reguluje też wielkość kryształów, sterując stężeniem zawiesiny i czasem przebywania w krystalizatorze. Ma to znaczenie przy prasowaniu: zbyt drobny kryształ pyli i gorzej wypełnia matryce, zbyt gruby daje tabletki o mniejszej wytrzymałości. Ta sama sól warzona, w zależności od uziarnienia i dalszej obróbki, trafia do produkcji soli spożywczej, granulatu do zmywarek, soli przemysłowej albo właśnie tabletek do zmiękczaczy.
Krok 4: wirowanie i suszenie
Z krystalizatora wychodzi zawiesina kryształów w solance. Odwadnia się ją w wirówkach. Ług macierzysty częściowo wraca do oczyszczania, a częściowo jest odprowadzany z obiegu, żeby nie kumulować zanieczyszczeń. Kryształy płucze się na wirówce świeżą solanką, co dodatkowo podnosi czystość.
Wilgotna sól z wirówek ma kilka procent wody. Do prasowania tabletek musi być sucha, więc trafia do suszarek – zwykle przepływowych, w których gorące powietrze unosi i osusza kryształy. Norma EN 973 przewiduje dla soli suszonej maksymalnie 0,6% wilgoci (dla niesuszonej do 5%). Po wysuszeniu sól jest przesiewana, żeby oddzielić frakcje zbyt grube i pył.
Sól kamienna i morska – inna droga do tego samego kryształu
Sól kamienna jest wydobywana w kopalniach metodą komorową: kombajnami lub przez urabianie materiałem wybuchowym. Urobek kruszy się i przesiewa. Tak przygotowana sól ma zwykle od kilku dziesiątych do kilku procent części nierozpuszczalnych (drobiny skały, minerały ilaste, anhydryt) – dla soli drogowej karty produktów dopuszczają nawet 8%. Żeby nadawała się do tabletek regeneracyjnych, wybiera się czyste partie złoża i dodatkowo płucze, sortuje lub – najprościej – rozpuszcza i warzy, co w praktyce zamienia ją w sól warzoną.
Sól morska powstaje w płytkich basenach (salinach), gdzie słońce i wiatr odparowują wodę morską. Kryształy zbiera się, płucze nasyconą solanką, suszy i przesiewa. W Europie ten surowiec jest typowy dla krajów śródziemnomorskich. Dlaczego zanieczyszczona sól nie powinna trafiać do zmiękczacza, wyjaśniamy w artykule czy można użyć soli drogowej lub kuchennej do zmiękczacza.
Krok 5: prasowanie tabletek
Suchą sól podaje się do prasy tabletkującej – najczęściej rotacyjnej, w której obrotowy stół (rewolwer) z kilkudziesięcioma lub ponad setką matryc przechodzi pod stemplami dociskanymi przez rolki i krzywki. W każdej matrycy porcja soli zostaje ściśnięta z góry i z dołu, a potem tabletka jest wypychana i zsuwana na przenośnik.
Producent pras farmaceutycznych opisał przykład linii do tabletek solnych do zmiękczaczy, który dobrze pokazuje skalę procesu:
| Parametr (przykład opisany przez producenta prasy) | Wartość |
|---|---|
| Masa tabletki | 14,5 g |
| Średnica / wysokość tabletki | 28 mm / 12 mm (wcześniej 25 mm) |
| Siła prasowania | ok. 60 kN; powyżej 70 kN tabletki zaczynały się rozwarstwiać |
| Wydajność jednej prasy | ok. 4 240 tabletek na minutę, czyli ok. 3,7 t/h |
| Twardnienie | tabletki są kruche zaraz po prasowaniu, twardnieją po 10–15 minutach |
Prasowanie soli jest trudniejsze niż tabletek leków. Sól jest silnie ścierna, więc zużywa stemple, matryce i elementy mechaniczne, a do tego korozyjna. Jest też higroskopijna – im więcej wilgoci, tym gorzej się przesypuje do matryc i tym wolniej musi pracować maszyna. Dlatego linie do soli mają oddzieloną strefę prasowania od napędu, utwardzane i odporne na korozję powierzchnie oraz delikatne zsypy, które nie kruszą świeżych tabletek.
Na jakość tabletki wpływa przede wszystkim siła nacisku i równomierne napełnianie matryc. Zbyt słabo sprasowana tabletka kruszy się w worku i w zbiorniku solanki, zbyt mocno – może się rozwarstwiać. Dobra tabletka rozpuszcza się powoli i równomiernie od powierzchni, nie rozpada się na pył i nie skleja z sąsiednimi. Dlaczego ma to znaczenie w zmiękczaczu, opisujemy w artykule tabletki solne czy sól w kryształkach.
Krok 6: kontrola jakości
Gotowe tabletki są regularnie badane w laboratorium zakładowym. Typowy zakres kontroli soli do regeneracji wymieniaczy jonowych obejmuje:
- zawartość NaCl – dla typu A normy EN 973 co najmniej 99,4% w suchej masie, dla typu B 98,5%,
- części nierozpuszczalne w wodzie – maks. 0,05% (typ A) lub 0,35% (typ B), oznaczane metodą z normy ISO 2479,
- wilgotność,
- metale i półmetale – norma podaje limity m.in. dla arsenu, kadmu, chromu, rtęci, niklu, ołowiu, antymonu i selenu,
- środek przeciwzbrylający, jeśli jest stosowany – żelazocyjanek sodu lub potasu do 20 mg/kg,
- parametry fizyczne tabletki – wymiary, masa, twardość, ilość pyłu i okruchów.
Co dokładnie mówi norma i jak czytać karty produktu, wyjaśniamy w artykule norma PN-EN 973 dla soli tabletkowanej.
Krok 7: pakowanie i paletyzacja
Tabletki trafiają do automatycznych linii pakujących, które odważają porcję i zamykają worek – szyjąc go albo zamykając termicznie, zależnie od materiału worka. Typowe opakowania to worki 10, 18, 20 lub 25 kg z polipropylenu lub polietylenu. Robot lub paletyzator układa worki warstwami na palecie, a całość owija się folią stretch albo nakłada kaptur foliowy (stretch-hood), który chroni towar przed wilgocią i stabilizuje ładunek w transporcie.
Waga worka to kompromis między wygodą i kosztem. Worek 25 kg to mniej opakowań na tonę, ale cięższy do noszenia i wsypywania do zbiornika. Worek 18 kg łatwiej unieść i wsypać jedną osobą. Przykładowo w palecie NovaSalz jest 54 szyte worki PP po 18 kg, czyli 972 kg soli, owinięte folią stretch. Jak przechowywać taki zapas, opisujemy w tekście jak przechowywać sól tabletkowaną.
Dlaczego w ogóle prasuje się sól w tabletki
Skoro sól warzona jest już czysta, po co dodatkowy, kosztowny etap? Bo w zbiorniku solanki liczy się nie tylko skład, ale i kształt:
- Przepływ wody. Między tabletkami 25 mm są wolne przestrzenie, przez które woda swobodnie krąży i równomiernie rozpuszcza sól. Drobny kryształ zbija się w zwartą warstwę.
- Mniej mostków. Luźno ułożone tabletki rzadziej tworzą twardą skorupę nad wodą. Mechanizm opisuje artykuł mostek solny w zmiękczaczu.
- Mniej pyłu przy wsypywaniu i mniej zbrylania w worku.
- Powolne rozpuszczanie – w zbiorniku jest zapas soli na wiele regeneracji, a nasycona solanka tworzy się samoczynnie.
Lista kontrolna: po czym poznać dobrze wyprodukowaną tabletkę
- Jednolity, biały kolor, bez szarych wtrąceń.
- Regularny kształt i podobna wielkość tabletek w całym worku.
- Niewiele okruchów i pyłu na dnie worka.
- Tabletka nie rozpada się w palcach, ale da się ją rozbić młotkiem.
- Rozpuszczona w szklance wody daje przejrzysty roztwór bez osadu.
- Opakowanie podaje przeznaczenie do regeneracji zmiękczaczy i zgodność z PN-EN 973.
Podstawowe informacje o samym produkcie zebraliśmy w artykule czym jest sól tabletkowana.
Najczęstsze pytania
Czy do tabletek solnych dodaje się klej lub spoiwo?
Zwykle nie. Kryształy chlorku sodu pod dużym naciskiem łączą się ze sobą same, a tabletka dodatkowo twardnieje w ciągu kilkunastu minut po sprasowaniu. Dlatego dobra sól tabletkowana rozpuszcza się bez osadu.
Czy sól tabletkowana z soli warzonej jest lepsza niż z kamiennej?
Liczy się wynik, a nie surowiec: zawartość NaCl i części nierozpuszczalnych oraz jakość prasowania. Sól warzona łatwiej osiąga najwyższą czystość, ale oczyszczona sól kamienna zgodna z PN-EN 973 też się sprawdza.
Dlaczego tabletki solne mają różne średnice?
Średnicę wyznacza matryca prasy. Najczęściej spotyka się tabletki ok. 25 mm, ale producenci stosują też inne wymiary. Dla zmiękczacza ważne jest, by tabletki nie były zbyt drobne i nie kruszyły się.
Czy sól tabletkowana ma termin przydatności?
Chlorek sodu chemicznie się nie zmienia, dlatego dla soli technicznej często nie podaje się terminu przydatności. Warunkiem jest suche przechowywanie, bo wilgoć powoduje zbrylanie i kruszenie tabletek.
Skąd biorą się okruchy na dnie worka?
Część tabletek wyciera się podczas pakowania, przeładunku i transportu. Niewielka ilość okruchów jest normalna; dużo pyłu może świadczyć o zbyt słabym sprasowaniu albo zawilgoceniu soli.
Źródła: EN 973:2009 – chlorek sodu do regeneracji wymieniaczy jonowych (fragment normy); EBNER – krystalizacja NaCl (sól próżniowa); IMA – Salty compression, prasowanie tabletek solnych.
Dostawa autem z windą w cenie, wysyłka po zaksięgowaniu wpłaty, faktura VAT 23%.
Zamów onlinealbo napisz: biuro@novado.pl