Zout

Achtergrond

Zout is de algemene naam voor de stof natriumchloride (NaCI), die voorkomt in de vorm van transparante kubusvormige kristallen. Hoewel zout vooral bekend is als voedingssupplement, wordt minder dan 5% van het in de Verenigde Staten geproduceerde zout voor dat doel gebruikt. Ongeveer 70% wordt gebruikt in de chemische industrie, meestal als bron van chloor. Zout wordt ook voor talloze andere doeleinden gebruikt, zoals het verwijderen van sneeuw en ijs van wegen, het zachter maken van water, het conserveren van voedsel en het stabiliseren van de bodem voor de bouw.

De vroegste mensen haalden hun zout uit natuurlijke zoutconcentraties, die likstenen werden genoemd, en uit vlees. De mensen die dicht bij de oceaan leefden, verkregen het wellicht ook door het kauwen van zeewier of door de natuurlijke verdamping van kleine poelen zeewater. Vlees werd een belangrijkere bron van zout naarmate de jacht zich ontwikkelde, net als melk toen schapen, geiten, paarden, kamelen, rendieren en runderen werden gedomesticeerd. Zelfs vandaag de dag gebruiken bepaalde volkeren, zoals de Inuit in het hoge noorden, de Bedoeïenen in de woestijnen van het Midden-Oosten en de Masai in Oost-Afrika, geen andere vorm van zout.

Toen de landbouw zich ontwikkelde en de bevolking toenam en het dieet voornamelijk uit planten bestond, werd het noodzakelijk manieren te bedenken om grotere hoeveelheden zout te verkrijgen. De vroegste methode om zout te produceren was de verdamping van zeewater door de hitte van de zon. Deze methode was bijzonder geschikt voor warme, dorre streken in de buurt van de oceaan of van zoute meren en wordt in die gebieden nog steeds toegepast. De verdamping door de zon werd al snel gevolgd door het delven van steenzout, dat zich al snel ontwikkelde tot het delven van ondergrondse zoutlagen. Tweeduizend jaar geleden begonnen de Chinezen putten te gebruiken om ondergrondse plassen zout water te bereiken, waarvan sommige meer dan 1,0 km diep waren.

In gebieden waar het klimaat geen verdamping door de zon toeliet, werd zout water op brandend hout of verhitte rotsen gegoten om het te laten koken. Het achtergebleven zout werd er dan afgeschraapt. In de tijd van het Romeinse Rijk werden ondiepe loden pannen gebruikt om zout water boven open vuur te koken. In de Middeleeuwen werden deze vervangen door ijzeren pannen die met kolen werden verwarmd. In de jaren 1860 werd een procedé uitgevonden dat bekend staat als het Michigan-procedé of het grainer-procedé, waarbij zout water werd verwarmd door stoom die door buizen stroomde die in het water waren ondergedompeld. Dit proces wordt nog steeds gebruikt om bepaalde soorten zout te produceren. Tegen het eind van de jaren 1880 werden de open pannen vervangen door een reeks gesloten pannen, in een apparaat dat bekend staat als een vacuümverdamper met meervoudig effect en dat al ongeveer 50 jaar in de suikerindustrie werd gebruikt.

Heden ten dage zijn de Verenigde Staten de grootste zoutproducent ter wereld, gevolgd door China, Rusland, Duitsland, het Verenigd Koninkrijk, India en Frankrijk.

Grondstoffen

Zout wordt gewonnen uit twee bronnen: steenzout en pekel. Steenzout is gewoon gekristalliseerd zout, ook wel haliet genoemd. Het is het resultaat van de verdamping van oude oceanen miljoenen jaren geleden. Grote afzettingen van steenzout worden gevonden in de Verenigde Staten, Canada, Duitsland, Oost-Europa en China. Soms worden grote massa’s steenzout onder druk van diep uit het binnenste van de aarde omhooggeduwd, waardoor zoutkoepels ontstaan. In de Verenigde Staten zijn zoutkoepels te vinden langs de Golfkust van Texas en Louisiana.

Pekel is water dat een hoge concentratie zout bevat. De meest voor de hand liggende bron van pekel is de oceaan, maar het kan ook worden verkregen uit zoute meren zoals de Dode Zee en uit ondergrondse poelen met zout water. Grote afzettingen van pekel worden gevonden in Oostenrijk, Frankrijk, Duitsland, India, de Verenigde Staten en het Verenigd Koninkrijk. Pekel kan ook kunstmatig worden geproduceerd door het oplossen van gedolven steenzout of door het pompen van water in putten die in steenzout zijn geboord.

Natuurlijke pekel bevat altijd andere stoffen die samen met zout zijn opgelost. De meest voorkomende daarvan zijn magnesiumchloride, magnesiumsulfaat, calciumsulfaat, kaliumchloride, magnesiumbromide en calciumcarbonaat. Deze stoffen kunnen evenveel commerciële waarde hebben als het zout zelf. Steenzout kan heel zuiver zijn, of het kan verschillende hoeveelheden van deze stoffen bevatten samen met rotsachtige onzuiverheden zoals schalie en kwarts.

Bij tafelzout daarentegen worden meestal additieven toegevoegd. Het meeste keukenzout wordt gejodeerd om het sporenelement jodium in de voeding op te nemen. Dit helpt om struma, een aandoening van de schildklier, te voorkomen. Voor de jodiumvoorziening wordt een kleine hoeveelheid kaliumjodide toegevoegd. Tafelzout bevat ook een kleine hoeveelheid chemicaliën die ervoor zorgen dat het zout geen water opneemt en niet aankoekt. Deze chemicaliën zijn onder andere magnesiumcarbonaat, calciumsilicaat, calciumfosfaat, magnesiumsilicaat en calciumcarbonaat.

Het fabricageproces

Verwerking van steenzout

• 1 Ondergrondse zoutlagen worden meestal ontdekt door goudzoekers die op zoek zijn naar water of olie. Wanneer zout wordt ontdekt, worden met behulp van een holle boor met diamantpunt in het hele gebied op regelmatige afstand van elkaar verschillende boorkernmonsters genomen. Deze monsters worden geanalyseerd om te bepalen of zoutwinning rendabel zou zijn.
• 2 Wanneer een plaats voor mijnbouw is uitgekozen, worden schachten in het centrum van de zoutafzetting geboord. Vervolgens wordt met een machine die eruitziet als een gigantische kettingzaag een sleuf van 15 cm hoog, 20 m breed en 3 m diep in het zout op vloerniveau uitgezaagd. Dit proces staat bekend als undercutting. Een reeks gaten wordt in het ondergraven zout geboord met een elektrische boor met een hardmetalen bit. Deze gaten worden gevuld met een explosief zoals dynamiet of ammoniumnitraat. Elektrische slaghoedjes, verbonden met lange draden, worden bevestigd, en het explosief wordt van op een veilige afstand tot ontploffing gebracht. Het snijden en opblazen wordt herhaald in een patroon dat zoutpilaren laat staan om het dak van het mijngebied te ondersteunen. Dit staat bekend als de kamer-en-pijler-methode en wordt ook gebruikt in kolenmijnen.
• 3 Opgeblazen brokken steenzout worden naar een ondergrondse breekplaats getransporteerd. Hier worden ze over een rooster geleid, een zogenaamde grizzly, die stukken kleiner dan ongeveer 23 cm opvangt. Grotere stukken worden geplet in een roterende cilinder tussen metalen kaken met spitse tanden. Het zout wordt dan buiten de mijn gebracht naar een secundaire breekplaats waar een kleinere grizzly en een kleinere breker de deeltjes verkleinen tot ongeveer 8 cm (3,2 inch). Op dit punt worden vreemde deeltjes uit het zout verwijderd, een proces dat bekend staat als picking. Metaal wordt verwijderd met magneten en ander materiaal met de hand. Rotsachtig materiaal kan ook worden verwijderd in een Bradford-breker, een roterende metalen trommel met kleine gaatjes in de bodem. Het zout wordt in de trommel gestort, breekt wanneer het de bodem raakt en gaat door de gaatjes. Rotsachtig materiaal is over het algemeen harder dan zout, dus het breekt niet en gaat er niet doorheen. Het geoogste zout gaat vervolgens naar een tertiaire breekinstallatie, waar een nog kleinere grizzly en breker deeltjes produceren van ongeveer 2,5 cm (1,0 inch) groot. Als kleinere deeltjes nodig zijn, gaat het zout door een vermaler die bestaat uit twee metalen cilinders die tegen elkaar rollen. Als zuiverder zout nodig is, wordt steenzout opgelost in water om pekel te vormen voor verdere verwerking. Anders wordt het gebroken of gemalen zout door zeven gehaald om het op grootte te sorteren, in zakken gegoten en naar de consument verzonden.

Pekel verwerken

• 4 De eenvoudigste methode om pekel in te dampen is zonneverdamping, maar die kan alleen
  

  Steenzout is gewoon gekristalliseerd zout. Het is het resultaat van de verdamping van oude oceanen miljoenen jaren geleden. Grote voorraden steenzout worden gevonden in de Verenigde Staten, Canada, Duitsland, Oost-Europa en China.

  worden gebruikt op hete, droge, zonnige plaatsen. De pekel wordt in ondiepe vijvers verzameld en in de zon laten verdampen. Onoplosbare onzuiverheden zoals zand en klei en licht oplosbare onzuiverheden zoals calciumcarbonaat zakken naar de bodem wanneer de verdamping begint. De pekel wordt door middel van pompen of zwaartekracht naar een ander bassin gepompt, waar calciumsulfaat bezinkt naarmate de verdamping verder gaat. De overblijvende pekel wordt naar een ander bekken overgebracht waar het zout bezinkt naarmate de verdamping vordert. De pekel wordt nog een keer verplaatst voordat de verdamping is voltooid om te voorkomen dat zeer goed oplosbare onzuiverheden zoals magnesiumchloride, magnesiumsulfaat, kaliumchloride en magnesiumbromide zich met het zout bezinken. Deze stoffen kunnen afzonderlijk worden ingezameld voor commercieel gebruik.

• 5 Het zout wordt opgeschept door machines die over tijdelijke spoorrails lopen die op de zoutlaag zijn gelegd. Vervolgens wordt het gewassen met sterk geconcentreerd zout water. Dit water bevat zoveel zout dat het geen zout meer kan bevatten, zodat het zout van alle sporen onzuiverheden wordt ontdaan zonder op te lossen. Het gewassen zout wordt uit het zoutwater gehaald, gespoeld met een kleine hoeveelheid zoet water, en opgestapeld in enorme stapels om twee of drie maanden uit te lekken. Op dat moment is het zout ongeveer 99,4% zuiver en kan het voor vele industriële doeleinden worden gebruikt. Als zuiverder zout nodig is, wordt het opnieuw gewassen in zout water en zoet water, een of twee dagen laten uitlekken en dan gedroogd in een heteluchtoven bij ongeveer 185°C (365°F). Dit zout is ongeveer 99,8% zuiver en kan worden gebruikt voor voedselverwerking.
• 6 De meeste pekel wordt verwerkt door een meervoudige vacuümverdamper. Dit apparaat bestaat uit drie of meer gesloten metalen cilinders met conische bodems. De pekel wordt eerst chemisch behandeld om calcium- en magnesiumverbindingen te verwijderen. Daarna vult het de onderste
  

  Pekel is water dat een hoge concentratie zout bevat. De meest voor de hand liggende bron van pekel is de oceaan, maar het kan ook worden verkregen uit zoute meren en ondergrondse poelen met zout water.

  van de cilinders. De pekel in de eerste cilinder gaat door buizen die door stoom worden verwarmd. De pekel kookt en de stoom komt in de volgende cilinder, waar het de pekel verwarmt. De stoom van deze pekel verwarmt de pekel in de volgende cilinder, enzovoort. In elke cilinder daalt de druk door de condensatie van stoom, waardoor de pekel bij een lagere temperatuur kan koken. Het zout wordt als een dikke slurry van de bodem van de cilinders verwijderd. Het wordt gefilterd om overtollige pekel te verwijderen, gedroogd en door zeven geleid om de deeltjes op grootte te sorteren. Zout dat op deze manier wordt gemaakt staat bekend als vacuüm panzout en bestaat uit kleine kubusvormige kristallen.

• 7 Pekel kan ook worden verwerkt in een grainer. De pekel wordt chemisch gezuiverd en in een lange open pan gepompt die wordt verwarmd door stoom die door pijpen loopt die in de pekel zijn ondergedompeld. De pekel wordt verwarmd tot een temperatuur iets onder het kookpunt en bij het verdampen vormen zich zoutvlokken aan het oppervlak. Gewoonlijk wordt een temperatuur van ongeveer 90°C (194°F) gebruikt. Lagere temperaturen geven grotere vlokken en hogere temperaturen geven kleinere vlokken. De vlokken groeien tot ze naar de bodem van de pan zinken, waar ze worden verzameld en gedroogd. Korrelzout bestaat uit kleine vlokken in plaats van blokjes en geniet de voorkeur voor bepaalde toepassingen in de levensmiddelenindustrie. Soms wordt het Albergerproces gebruikt, waarbij de pekel eerst gedeeltelijk wordt ingedampt in een vacuümverdamper en vervolgens naar een korrelzoutpers wordt overgebracht. Dit proces levert een mengsel van vlokken en blokjes op.
• 8 Op dit punt is het zout dat voor de meeste doeleinden wordt gebruikt, klaar om in zakken of dozen te worden verpakt en naar de consument te worden verzonden. Om gejodeerd tafelzout te maken wordt echter kaliumjodide toegevoegd, waarna magnesiumcarbonaat, calciumsilicaat, calciumfosfaat, magnesiumsilicaat of calciumcarbonaat wordt toegevoegd om het vrijstromend te maken. Het zout wordt vervolgens verpakt en verscheept naar restaurants en kruidenierswinkels.

Kwaliteitscontrole

De specificaties voor zout lopen sterk uiteen, afhankelijk van het beoogde gebruik. Zout bestemd voor menselijke consumptie moet veel zuiverder zijn dan zout dat wordt gebruikt voor het smelten van sneeuw en ijs, maar zout dat voor bepaalde wetenschappelijke doeleinden wordt gebruikt, moet soms nog zuiverder zijn.

Voor de meeste doeleinden mag steenzout een grijze, roze of bruine tint hebben in plaats van zuiver wit te zijn. De onzuiverheden die deze kleuren veroorzaken, kunnen tot 4% van een testmonster uitmaken. Om de oplosbaarheid te testen wordt een monster van 20 gram in 200 ml water gedaan. Het moet volledig oplossen in niet meer dan 20 minuten.

Geëvaporeerd zout voor de levensmiddelenindustrie is zeer zuiver en bevat maar liefst 99,99% natriumchloride voordat er additieven aan worden toegevoegd. Dit is niet alleen belangrijk voor de veiligheid en de smaak, maar ook omdat bepaalde onzuiverheden problemen kunnen veroorzaken bij bepaalde levensmiddelen. Zo kunnen kleine hoeveelheden calcium groenten taai maken. Sporen van koper of ijzer kunnen vitamine C vernietigen en het ranzig worden van vette levensmiddelen versnellen. Bovendien hebben calcium en magnesium de neiging om zout meer water te laten absorberen, waardoor het gaat aankoeken.

Gezondheidsaspecten

Zoutinname – of preciezer: natriuminname – is tegenwoordig een controversieel onderwerp in de gezondheidszorg. Gezonde volwassenen kunnen veilig 0,2-0,4 ounces (6-11 g) zout per dag innemen, wat overeenkomt met 0,08-0,14 ounces (2400-4400 mg) natrium. Voor sommige mensen met een hoge bloeddruk moet de zoutinname worden beperkt. Ongeveer een derde tot de helft van alle mensen met hoge bloeddruk is gevoelig voor zout en zal baat hebben bij een natriumarm dieet. Aangezien er geen manier is om te zeggen wie deze mensen zijn, zullen de meeste mensen met hoge bloeddruk die onder medische behandeling staan, op zo’n dieet worden gezet om te zien of het helpt. Een natriumarm dieet is meestal bedoeld om de natriuminname te verminderen tot minder dan 0,08 ounce (2400 mg) per dag. Sommigen vinden dat iedereen zijn zoutinname moet beperken, anderen wijzen erop dat er geen bewijs is dat zoutbeperking goed is voor verder gezonde mensen.