Za spokojnym spacerem przy ciechocińskich tężniach kryje się potężna XIX-wieczna technologia przemysłowa. Tężnia to nie tylko kurortowy mikroklimat, lecz gigantyczny aparat wyparny, w którym wiatr i słońce odparowują większość wody, zanim solanka trafi do podgrzewanych panwi w warzelni. Zbadaj przemianę jednej porcji surowca: od głębinowego ujęcia nr 11 pod Grzybkiem, przez ściany z tarniny, aż po krystalizację w warzelni soli.
Ujęcie: Źródło nr 11 (Grzybek)Zespół tężni: 3 obiekty · 15,8 m wysokościWarzelnia soli: od 1832 r. (NID)Zasada: Stała masa soli w malejącej wodzie
Laboratorium jednej porcji solanki
Ścieżka surowca przez trzy instalacje
Wybierz partię solanki wydobytą ze źródła. Prześledź, jak ta sama ilość soli zagęszcza się po odparowaniu wody na tarninie i ile kryształów wytrąci się w panwi warzelnej.
Krok 1: Wybierz partię modelową surowca
20 kg500 kg1000 kg
Waga próbki surowca pobranego z ujęcia przed jakimkolwiek odparowaniem.
3,0% (rozcieńczona)5,0% (standard V1)8,0% (silna)
W V1 przyjęto 5 kg soli na 100 kg roztworu (5,0%).
01
Ujęcie głębinowe
Źródło nr 11 · Grzybek
Masa roztworu:100,0 kg
Woda w roztworze:95,0 kg
Sól rozpuszczona:5,0 kg
Stężenie solanki:5,0%
Stan soli:Roztwór (0% kryształów)
Solanka ze źródła nr 11 jest tłoczona pompą wysoko do korytek na szczycie tężni. Cała sól znajduje się w postaci rozpuszczonej.
02
Odparowanie na tężni
Konstrukcja drewniana · Tarnina
0% (brak)50%80% (maksimum)
Ciecz spływa po tarninie. Wiatr i słońce usuwają wodę bez użycia opału.
Woda odparowana (wiatr):66,5 kg
Woda pozostała w roztworze:28,5 kg
Sól w roztworze (niezmienna):5,0 kg
Stężenie po tężni:14,9%
Stan soli w modelu:Poniżej nasycenia (w roztworze)
W tym modelu stężenie na tężni utrzymuje się poniżej przyjętego progu nasycenia (26,4%), dlatego sól pozostaje w roztworze. Parowanie na tarninie służy zagęszczeniu surowca bez wywoływania krystalizacji w tym etapie.
03
Krystalizacja w panwiach
Warzelnia soli · ul. Solna 6
0% (tylko wlew)50%100% (do sucha)
Ciepło paleniska doprowadza do nasycenia (przyjęta modelowa wartość 26,4%, nie pomiar laboratoryjny) i wytrącenia kryształów.
Woda odparowana w panwi:24,2 kg
Woda pozostała w ługu:4,3 kg
Kryształy na parowniku:3,5 kg
Sól w ługu resztkowym:1,5 kg
Stężenie ługu resztkowego:26,4% (nasycony)
Stopień krystalizacji:69,1%
Warzelnicy wybierają wytrącające się kryształy ręcznie na drewniane parowniki, formują pryzmy i przewożą wózkami do magazynu soli. (Przyjęty próg nasycenia w modelu: 26,4% NaCl, uproszczony roztwór dwuskładnikowy).
Sygnatura przemiany: Ta sama liczba ziaren soli
Łączna sól: 5,0 kg · Ziarna modelowe: 50 / 50
Objętość roztworuWoda w panwi: 4,3 kg | Ług resztkowy: 5,8 kg
Parownik drewniany · Wytrącone kryształy
stałej soli wybranej przez warzelnika
(Około 35 z 50 ziaren modelowych przeszło w stan krystaliczny)
Zauważ: żadne ziarno soli nie ubyło z układu. Zmniejszyła się wyłącznie masa błękitnej wody wokół nich. Gdy w warzelni stężenie osiąga przyjęty próg nasycenia (26,4%), nadmiar soli wypada z roztworu jako biały kryształ.
Dokładne liczby · Bez konieczności śledzenia animacji
Zestawienie bilansu masy dla wybranej partii
Tabela porównuje trzy etapy przemiany tej samej porcji surowca. Wyliczenia opierają się na prawie zachowania masy przy przyjętym progu nasycenia w warzelni na poziomie 26,4%.
Etap procesu
Masa roztworu
Woda w roztworze
Sól rozpuszczona
Sól w kryształach
Stężenie roztworu
Źródło energii
01. Ujęcie (Grzybek)
100,0 kg
95,0 kg
5,0 kg
0,0 kg
5,0%
Praca pompy mechanicznej
02. Tężnie (Zagęszczanie)
33,5 kg
28,5 kg
5,0 kg
0,0 kg
14,9%
Wiatr i słońce (energia darmowa)
03. Warzelnia (Krystalizacja)
5,8 kg
4,3 kg
1,5 kg
3,5 kg
26,4% (nasycony)
Palenisko pod panwią (opał)
Rachunek termodynamiczny
Dlaczego wzniesiono tak gigantyczne tężnie?
Odparowanie każdego kilograma wody wymaga znacznej ilości energii cieplnej. Tężnie pracują jako pasywny aparat solarno-wiatrowy, usuwający wodę przed zapaleniem ognia pod panwiami.
Modelowa oszczędność energii termicznej
teoretycznej energii potrzebnej do odparowania wody wykonuje środowisko
Modelowe ciepło parowania: 2,26 MJ/kg wody · przyjęta stała teoretyczna, nie sprawność paleniska
Rachunek porównuje teoretyczne zapotrzebowanie cieplne na odparowanie wody: ile energii zaoszczędzono dzięki odparowaniu atmosferycznemu na tężniach w stosunku do bezpośredniego wygotowania całej wody w warzelni. Dla odparowania łącznej ilości 90,7 kg wody teoretyczne ciepło wynosi 205,0 MJ. Rzeczywiste zużycie paliwa zależało od sprawności pieców i strat ciepła.
Parametry uproszczonego modelu
Założenia i granice obliczeń
Zachowanie masy soli: sól nie ulatnia się z parą wodną ani nie ubywa z układu.
Przyjęta granica nasycenia: 26,4% masowych (uproszczony model rozpuszczalności NaCl w podwyższonej temperaturze, nie pomiar laboratoryjny solanki).
Przyjęte ciepło parowania: teoretyczna wartość dydaktyczna 2,26 MJ na 1 kg odparowanej wody.
Warunek braku krystalizacji na tarninie: w modelu stężenie na tężni utrzymywane jest poniżej granicy 26,4%, dlatego sól pozostaje w roztworze aż do ogrzania w panwi.
Uwaga: rzeczywista wydajność tężni zależy od wilgotności względnej powietrza, siły wiatru i nasłonecznienia.
Ściana tężni to gigantyczna powierzchnia kontaktu solanki z atmosferą. Konstrukcja drewniana wypełniona jest ściśle ułożonymi gałązkami tarniny, po których ciecz przesącza się kroplami, rozbijając na mgłę i aerozol. Miasto Ciechocinek datuje budowę tężni I i II na lata 1824–1828, a trzeciej na 1859 rok.
W warzelni przy ul. Solnej 6 zachowano dawne wyposażenie technologiczne. Narodowy Instytut Dziedzictwa odnotowuje produkcję soli w zakładzie już w 1832 roku. Dziś w części wyłączonej z produkcji mieści się Muzeum Warzelni Soli prezentujące oryginalne panwie, narzędzia warzelnicze i wagoniki.
3
monumentalne tężnie w zespole ciechocińskim
15,8 m
wysokość konstrukcji drewnianych
1824–1859
lata powstania zespołu tężniowego
1832 r.
odnotowany przez NID początek produkcji warzelniczej
Narzędzie terenowe
Dziennik obserwacji kuracjusza i nauczyciela
Jeśli jesteś na spacerze pod tężniami lub prowadzisz zajęcia w terenie, zanotuj własne obserwacje (np. zapach aerozolu przy tężni nr 1, kierunek wiatru, stopień spływu solanki po tarninie). Notatki pozostają wyłącznie w Twojej przeglądarce.
Podstawa faktograficzna i źródła
Urząd Miejski w Ciechocinku: Tężnie Solankowe — ujęcie ze źródła nr 11, mechanizm pomp, daty budowy tężni (I i II: 1824–1828, III: 1859), wysokość 15,8 m oraz parowanie na tarninie.
Ograniczenia dowodowe: Prezentowany obieg solanki jest schematem technologicznym procesu i nie przedstawia dokładnego przebiegu podziemnych rurociągów ani zamkniętych stref technicznych ujęcia. Wartości termodynamiczne (2,26 MJ/kg) i próg nasycenia (26,4%) stanowią uproszczony model dydaktyczny.
