科学设计盐田产量提高10000倍的方法

一、自然界存在的自然的盐概述

盐在我们的生活之中很常见，人体在新陈代谢过程中，需要补充盐。盐可以分为食用盐和工业用盐，化学中分酸碱盐时，盐的范围有所扩大，酸碱反应可以中和成盐，本文所述的盐仅指自然界自然存在的盐，而不是通过化学反应人为制作的盐。盐场是生产盐的场所，井盐、湖盐和海盐都是通过蒸发水分粗制，再根据不同的用途进行精加工，然后得到各种用途的盐。

利用太阳能从海水中提取盐是目前主要的海盐提取方法，世界各地都有盐场，盐场的效益一般都较为低下，如果单纯从商业的角度分析，很多盐场的经营都出现了问题。

很多盐场放弃了技术革新，指望政府收购盐场的土地大赚一笔，很多盐场的底部都是过时的土质瓷砖，每次晒盐提炼时，杂质混入其中，导致粗盐的精度不高，精制时成本加大。

工人正在盐场忙碌，运用机械收获。

二、传统晒盐概述

热传递的方式大致分为三种：辐射、对流、传导。太阳光照射到人的脸上，人会感觉到热辣辣的，这是辐射；加热水的时候，表层的水和底层的水温度差不多，这是对流引起的；加热铁棒的一端，铁棒的另一端也热起来了，这是热传导引起的。

于是，古人利用太阳能晒制粗盐，在海边建造大型的盐场，有些盐场地势比较低，潮起时引海水进入盐场，潮落时关闭闸门，截留的海水就是盐场的原料，通过日复一日的辛苦劳作，特别是盐差不多要析出的时候，盐工冒着强烈的阳光，争分夺秒地抢收劳动果实。

三、人们对于晒盐的错误认识与思考

现在很多盐场的建造历史都可以追溯到明清时期甚至更远，笔者经常去的盐场就是明清时期建造的，翻开盐场发展史，可以知道先人们从生活经验中总结出了晒盐的技术和方法，并且不断地改良，盐的亩产也不断增加，盐场的规模也不断扩大，盐场为民众提供了不同的盐，比如我们通常食用的加碘盐，可以补充人体所需的微量元素，盐场或者说盐业公司的功劳很大，但不能因为盐场有功于社会就不思改良不愿革新。

工人正在打包装袋

1、传统晒盐存在集中与分散的错误认识

现在盐场的做法是粗放式的加工方法，只管把海水放进来，蒸发的快慢不去研究。遇到阴天，以为是太阳公公不给力，所以蒸发得慢，遇到大好日头，晒得两眼冒金星，皮肤似黑漆，又以为全是当前阳光的功劳，其实这一切都是错误的认识。

海水蒸发的快慢其实跟阳光的强度联系不大，不要把主观感觉等同于自然规律。举个很简单的例子，用两块一平米的湿布做对比实验，一块平铺在阳光下，另一块挂在绳子上，没有阳光但是风速很大，两块布去湿的速度哪个更快？做过实验你会知道，挂着的那块布干得更快。

灌满水的盐田中的海水蒸发速度跟阳光强度更是没有直接联系，盐田水深至少一二十厘米，这些水在阳光一天的照射下，温度上升很小，笔者曾经根据天气预报提前预知一个大晴天，早上去测了盐田的温度，下午又去测了盐田的温度，结果发现温度只是上升了一度两度，这其中还不知道有无测量误差。到了晚上，盐田的温度又下降了，次日温度又上升一点，日复一日。

物理学中认为热是由分子永不停息地做无规则运动产生的，温度高，说明分子无规则运动速度加快，分子的平均动能增加。假设海水的温度由15摄氏度上升到16摄氏度，海水表面的分子平均动能并没有增加十五分之一或者十六分之一，因为我们日常生活中所称的温度是摄氏温度，而物理学中研究气体的变化规律时使用开尔文温度，简称开氏温度，用开氏温度来表示摄氏温度的15摄氏度和16摄氏度，分别是K和K，从温度变化的增量来看，只增加了分之一，海水表面的气体分子平均动能也只增加了分之一。

海水蒸发时，蒸发的是海水表面的水分子，水分子由氢氧键结合，水分子和水分子之间还可以通过氢键联系，所以说，水分子“很团结”，要将海水表面的水分子“驱走”并非易事。承上所述，假设海水温度有所上升，我们把海水表面的那部分气体暂时看做是等压变化的密闭气体，由克拉伯龙方程可知，当温度由K变化到K时，气体的体积只是增加了分之一！白天晒了一整天盐，居然只与晚上“晒盐”相差无几！就算昼夜温差10摄氏度（摄氏温度和开氏温度只是起点不同，温差是等同的），假如都是静风状态，白天和晚上晒盐的差异居然只是相差几十分之一！

2、传统晒盐存在整体与局部的错误认识

我们经常做饭，即使成吨的大米摆在我们面前，我们也只需要做需要的那顿饭，库存是库存，需求是需求。我们也看到很多商家卖货，店里有一部分，仓库有一部分，等到店里摆放的商品短缺了，再从仓库中取出摆放在店里。中国还有一句老话：“滚滚长江东逝水只取一瓢饮”，这些都说明什么？我们把需要加工的快速加工好，再去加工下一批，心急吃不了热豆腐。

晒盐也是一样，一个灌满水的盐场，水比较深，太阳公公白天忙乎一天，到次日早上又清零，再忙乎一天还是如此，日日如此年年如此，做的全是无用功，盐场晒盐的效率能够提高？强烈的阳光照射到裸露的皮肤、钢铁、岩石、沙土等物体时，温度上升较快，除了跟比热容有关，最主要的，是阳光辐射的能量集中在这些物体的表面，没有传来传去。盐场不一样，盐场的水是透明或半透明的，水还可以反射阳光，水是可以对流的，输送到盐田的光能就那么多，整个盐田的水都享用，如果改变盐田的能源分配，让有限的能源分配给一部分水，等这部分水完成蒸发后再分配给另一批，效率将会大大提高。也就是，局部加热代替整体加热大大提高晒盐效率。

日常生活经验告诉我们，晒床单挂着晒效果较好，洒水时采用喷雾的方式干得快，这里就涉及到影响蒸发的因素：增加液体的表面积。液体的表面积随着液体的细分不断增大，比如，长宽高都是一米的液体，其与空气接触的面积只有一个面，为一平米（其它三面不与空气接触）。当我们把这“块”液体切分成边长1毫米的正方体小块（相较于球体更好计算），并悬停于空气中时，与空气的接触面积变为原来的倍（正方体有6个面），假如我们把这“块”液体切分成1微米的正方体小块，与空气接触的面积变为原来的000倍，很多淘宝商家的喷雾器喷出的雾滴直径可以细到0.1微米，可见我们在增加液体与空气的接触面积方面，潜力非常巨大。

接触面积增加了，水汽或者说水分子可以轻易地蒸发出来，接下来就是带走的问题了。一定的温度和压强下，空气中微小水滴或者说水分子的含量有一个饱和的极限，达到极限，水分子不能再增加，或者说增加一些又会有一些变成水珠落下，如同云化雨。

饱和水汽如何散去？当然可以使用大风吹散，风速可以非常大！自下而上的高速风可以通过自然的海风获得（具体制作方法另外行文论述），饱和水汽在高速风的吹拂下纷纷散去，盐粒在重力的作用下累积起来（我使用PVC三通管道实现），风道、水汽道、盐道独立，风道进，饱和水汽随风道进，分解成纯水汽和纯盐粒，这样，“晒盐”的效率就大大提升了。从具体的加工方式来看，太阳能主要是提高了盐水的温度，提高了需要加工的那部分海水的饱和水汽含量，风能发挥了“赶跑”饱和水汽的作用，因此，这种制取粗盐的方法可以称之为“吹盐”。

3、传统晒盐存在主动与被动的错误认识

我们通常认为，水受重力的作用会向下运动，所以被动地接受了这样一个事实：盐场的海水会留在盐场中，直到被晒干。物理学中有一种现象叫毛细现象，当一根细长的玻璃管插入海水中时，海水会沿着玻璃管上升一小段距离，当我们将毛巾放在洗脸盆的边沿，水会沿着毛巾向上运动，这是由于大气压的作用和浸润现象产生的，了解了这样一个事实，让海水“悬空”和“裸露”就可以很轻易地实现。另外，如果我们还想玩点高科技，用一些生活中不常见的方法，密立根油滴实验是一种很好的借鉴，将带静电的海水喷雾后送入电场中，悬空，以使多面接触空气，这时，高速高温的空气入场，把饱和水汽“吹走”，盐粒自然可以留下来。

或许有人会问：“你只想着把水汽带走，风速过大不会把盐粒也带走么？”不急，分开筛选这种事情，物理学处理起来太简单了，由于水汽和含盐水滴密度不同，可以设计不同落点留住含盐水滴即可。更何况，如果觉得含盐水滴孤苦无依，可以放置一条毛巾相依相偎。

水的聚散也不能被动地接受。我们通常认为，水很“团结”，很难打破这种“团结”，本文前文所述观点就是这样，也符合很多人的认识。不过，由于毛细现象，水也可以分散，而不需要借助外力干预。一滴水落在灰尘中，不久就不见踪影，桌面上有水珠，用毛巾一擦就隐形了，这些都是水会主动散开的例子。

我们晒盐的时候，要主动利用海水的散而不是被动接受海水的聚，这样我们才能最大地提高晒盐的效率。

盐田的使用面积并不等于海水的蒸发面积

总结：本文指出海水晒盐传统方法的错误之处，并依据物理学规律给出正确的方法，通过提高局部海水温度、增加海水蒸发的表面积、高速带走饱和水汽的方法，极大地提升晒盐的效率。本人不是工程师，只能通过实验和理论证明这种方法具有一定的可行性，至于实践中会遇到何种难题尚未可知，欢迎私信或者评论，共同为盐场的生产效率提升做出贡献。

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