分析人工海水晶生产工艺的提高

1.海水晶简介：

　 　人工海水晶又被称为海水素、人工海盐、海水盐等,近年来越来越被人们熟知,广泛应用于海洋馆、

科研院所、饭店、海鲜市场。

　 　人工海水晶实际上是海水及盐化工的产物,是把淡水变成海水的介质。它是一种含有海水大部分化学成分,根据天然海水的化学组成,用几十种纯净的无机盐原料混合而成。海水晶按一定比例溶于淡水,配制成的天然海水替代物,能够饲养各种海洋鱼类、虾类、贝类、软体生物,是替代天然海水的最佳选择。同时人工海水晶避免了天然海水的污染问题,对拯救濒危海洋生物起到一定作用。

2.人工海水晶在我国的发展情况

　 　人工海水晶应起源于日本和以色列,引入我国大概要追溯到20世纪90年代初,其目的是为了解决内陆地区因海水匮乏,活鲜海产品无法存活的问题。当时我国海产养殖已有相当的发展,每年产量可达数百吨。这些活鲜海产品除供给沿海地区的人们食用外,相当一部分要经过数百甚至数千公里运送到内地供人们享用,但却因为内地无海水而无法保持海产品的鲜活,因此大都采用冷冻运输和储存的方式,使美味大打折扣。人工海水晶的使用,使鱼、蟹、虾等海产品可以存活一周左右,不仅方便了运输和储存,而且满足了内陆地区人们享受美味的奢求。

　 　随着我国经济的发展和人民生活水平的不断提高,沿海城市相继建立起了以供人们观赏珍奇海洋鱼类为主的海洋水族馆。这大大激发了人们对海洋世界的探求,人们不但希望了解大海,而且愈发渴望亲近大海。可是由于近年来近海水域海水受到不同程度的污染,海水的富营养化程度加深,海水中的硝酸盐和磷酸盐含量逐年升高,水族馆如直接使用海水养殖易对海洋生物造成危害,且处在内陆地区的水族馆运输海水极其不便又不经济,因此使用人工海水晶养殖成为多数水族馆的首选。以单一的维持海洋生物存活为目的的早期的人工海水晶已经无法满足人们的需要,这就对现有的人工海水晶的品质提出了更高的要求。早期这些海洋馆使用的人工海水晶都是从以色列,日本,德国等国家进口的,但是随着我们国家科研的深入,目前我们国家自己生产的海水晶正在逐步的取代国外进口的产品。据统计,我们国家的60几家海洋馆中,90%以上都在使用我国自己生产的海水晶。

3.海水晶生产的传统工艺

　 　海水晶生产的传统工艺为按照生产配方将所有生产原料进行物理混合,混合后直接分装成小包装进行销售。传统的生产工艺简单粗放,因此存在很多问题。第一,因设备简单,产品搅拌不均匀,在溶解时造成了离子含量不匀,忽高忽低容易造成养殖生物的死亡。第二,产品含水量大,较易吸潮变质。所使用原料部分容易吸潮而且部分原料含有大量结晶水,原料筛选欠考量。第三,产品溶解过程中容易产生沉淀,降低了使用效果。第四,产品微量元素含量较低,养殖生物体色欠佳。

4.海水晶生产技术的提高

4.1原料要求

　 　提高原料等级,所有原料需达到食用级水平,部分原料达到药用级水平,除此之外还要监控原料以下指标(海水晶原料详见表1)。

达到以上要求的食用级原料能够作为生产海水晶的原料。每批原料及成品均需进行检测。

4.2　添加顺序研究

老的投料顺序按照原料由多到少的顺序进行添加,由于生产海水晶需要的原料种类比较多,氯化钾、氯化钠等容易吸潮,硫酸镁、氯化镁含有较多结晶水,而且有些原料偏酸性,有些原料偏碱性。如果没有较为科学的投料顺序,原料间极易发生固相反应,造成海水晶KH,pH不稳定,溶解后浑浊,很容易造成养殖生物的死亡。新工艺根据酸碱中和反应原理及某些特殊原料的特殊化学性质,将原料的添加顺序及原料的搅拌时间进行调整,将物料间的固相反应降到最低。

4.3　人工海水晶缓冲体系的研究

研究了人工海水溶解过程中CO2,HCO -3,CO 2-3之间的平衡和缓冲体系,硼砂硼酸缓冲体系以及络合剂对人工海水稳定性的影响。按不同的计量加入人工海水水体,观察缓冲剂变化对养殖动物的影响及pH,KH,Ca2+,Mg2+的变化情况,采用正交试验方法,四因子三水平,周期为10d。通过正交实验证明CO2,HCO -3,CO 2-3之间的平衡和缓冲体系对人工海水影响最大,通过调整CO2,HCO -3,CO 2-3之间的平衡确保了人工海水的稳定性。

4.4　海水微量元素的研究

　 　天然海水含有80多种化学元素,海水中含量小于1mg/L的元素被称为海水微量元素(海水微量元素详见表2)。海水是一个多组分、多相的复杂体系,除水和占所有溶解成分总量的99. 9%以上的11种常量元素之外,都是微量元素。但是这些元素在海水中的含量甚微,当含量低于微摩/升时,很难准确测定各种存在形式的含量,也就难以了解其主要的存在形式。因此,学者们用热力学的计算方法,这些计算结果表明:海水中的微量元素主要以无机形式存在(铜例外)。海水中正常浓度范围内的有机物成分,不影响微量元素的主要存在形式

　 　基于海水中元素大部分是江河湖泊的淡水流经高山平原时所带走的一些矿物质养分这个机理出发,在研制微量元素浓缩液时,采用麦饭石、珊瑚礁、火山灰为主要原料,利用物理、化学萃取等方法提取微量元素,同时添加各种维生素研制生产微量元素浓缩液。目前研制出的微量元素浓缩液含有40种以上的微量元素,将其添加到海水晶中能够使人工海水更加接近天然海水的环境,使养殖生物更具活力,颜色更加艳丽。

4.5　生物制剂在人工海水中的应用

　 　通过在海水晶配方中添加微生物制剂— EM菌,增加人工海水中有益微生物,从而消除水体中的氨氮、亚硝酸盐等有毒物质,同时抑制有害微生物的生长。实验证明当EM菌含量在1mg/L的浓度时,去除人工海水中氨氮、亚硝酸盐的效果最佳。

　 　通过以上研究,人工海水晶的生产工艺得到了进一步的提高及完善,产品质量也得到了大幅的提升。通过对原料级别及原料所含结晶水的仔细筛选,提高了产品的质量等级;通过控制投料顺序,使原料间有益的的固相反应更加充分,同时降低了某些不必要的酸碱反应;通过深入细致的研究,浓缩液所含微量元素由原先的20几种提高到40种以上,人工海水的KH,pH经过30d测试稳定在7～ 9,钙离子含量经过30d测试稳定在390mg/L～ 410mg/L,镁离子含量经过30天测试稳定在900mg/L～ 1 100mg/L,这大大优化了海洋生物在人工海水中的生存环境。

　 　目前虽然中盐制盐工程技术研究院生产的人工海水晶能够满足我国海洋馆产业及科学研究的需要,但是我国海水晶的生产水平与国外先进水平相比还存在着一定的距离,因此还需要为进一步提高我国人工海水晶产品的技术水平不断努力。