本發(fā)明屬于富氫飲用水
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種小分子納米還原高濃度富氫飲用水的制備裝置和制備方法。
背景技術(shù)：
：近年來，醫(yī)學(xué)界對各種疾病包括癌癥的成因，以及引起亞健康的元兇進行了很多探索，活性氧是致病和衰老之源的學(xué)說日漸成熟。人的疾病歸結(jié)于細胞受損，人的衰老也是由于細胞老化或壞死所造成的，造成前述細胞病態(tài)與老化的主要元兇就是過剩的氧自由基，透過人的呼吸、以及因為食品添加劑、含氯氣的飲料使腸胃內(nèi)異常發(fā)酵也會使活性氧大量產(chǎn)生，其他還有像是過度接觸紫外線、電磁輻射、大氣污染、放射線、吸煙、飲酒、精神壓力大時，都會使人體內(nèi)產(chǎn)生大量活性氧。由此，為了對抗亞健康和衰老，必須找到一種高效、安全、無毒副作用地還原活性氧的辦法?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，氫分子可清除可選擇性地清除人體過剩的氧自由基，對衰老及多種因自由基引起的慢性病具有很好的治療作用。而富氫水(hydrogenrichwater)對人體沒有任何毒副作用，沒有明確的禁忌癥與禁忌人群，因此被認定為具有保健效果，且具有超過維生素c、胡蘿卜、卵磷脂等所有人類已知抗氧化物的抗氧化性，能夠很好的促進新陳代謝，使人體細胞保持健康的狀態(tài)、延緩衰老。經(jīng)過多項研究發(fā)現(xiàn)，富氫水可以治療多種疾病，對糖尿病、憂郁癥、關(guān)節(jié)炎、皮膚病、動脈硬化、潰瘍、腳氣等都具有明顯的療效?，F(xiàn)有技術(shù)中制備富氫水的各種方法及裝置如下：1、化學(xué)反應(yīng)法+氫水棒其原理是將含有鎂的反應(yīng)棒(或濾芯)放入裝有飲用水的容器中，利用鎂和水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，氫水棒(濾芯)周圍就會產(chǎn)生氫氣小氣泡。該方法的缺點在于：一是氫氣氣泡在常溫常壓下快速逃逸，水中溶解的氫氣濃度低，飲用效果欠佳；二是人為增加了水中的鎂離子量，改變了水的硬度；三是產(chǎn)量小且需要一定的反應(yīng)時間，不適宜長期大量飲用；四是隨著使用次數(shù)的增加，反應(yīng)效果不斷降低，且氫水棒(濾芯)易滋生細菌。該方法中采用氫水棒裝置，其由日本引入，利用鎂和水反應(yīng)產(chǎn)生氫氣。將氫水棒放入裝有飲用水的容器中，氫水棒周圍就會產(chǎn)生氫氣小氣泡。該裝置的缺點在于采用氫水棒在密閉容器中使用氫水棒效果稍好，但敞開式容器，氫氣很容易從水中逸出，此外鎂粒子易被氧化，隨著使用次數(shù)的增加，效果明顯下降，棒體內(nèi)易滋生各種細菌。2、純水電解法+富氫水機(濾芯式)原理是接入自來水，利用pp棉、活性炭等濾芯先凈化水質(zhì)，再通過電解槽電解。該方法的缺點在于：一是依然不能解決氫氣氣泡在常溫常壓下快速逃逸，水中溶解的氫氣濃度低的問題；二是所用電極有可能造成水中重金屬含量增高，形成二次污染。該方法中采用富氫水機(濾芯式)，其通常由家用凈水機改裝，裝有pp棉、活性炭、鎂粒子或者托瑪琳等濾芯，在濾材中添加鎂棒鎂錠鎂粉反應(yīng)(多半是用工業(yè)鎂)。當(dāng)水流經(jīng)過鎂粒子濾芯或者托瑪琳微電解濾芯時，產(chǎn)生微量氫氣隨水流一起流出。該裝置的缺點在于所反應(yīng)的微量氫氣因為沒有壓力的關(guān)系(不形成亨利定律中氣體溶解于液體的絕對條件)會造成氫氣逃逸，很難溶解在水中。而且溶解在水中的氧化鎂和氫氧化鎂對腎臟有害，某些心血管疾病的藥物與氧化鎂及氫氧化鎂會產(chǎn)稱沖突，因此可能產(chǎn)生急性藥物中毒或是急性腎衰竭與高血鎂癥。3、純水電解法+富氫水機(電解式)原理是接入自來水，直接將經(jīng)凈化的純凈水注入電解裝置電解，經(jīng)過一定的電解時間產(chǎn)生溶有氫氣的飲用水。該方法的缺點在于：一是依然不能解決氫氣氣泡在常溫常壓下快速逃逸，水中溶解的氫氣濃度低的問題；二是所用電極有可能造成水中重金屬含量增高，形成二次污染。該方法中采用富氫水機(電解式)，其通常由家用凈水機改裝，將凈化后的自來水或直接將干凈的飲用水注入電解裝置電解，經(jīng)過一定的電解時間倒出。電解富氫水的電極很關(guān)鍵，劣質(zhì)電極很容易被氧化且水中的重金屬含量因電解而增多。而且水中的氫氣濃度與電解水的電極、電解時間、電解槽結(jié)構(gòu)形式等密切相關(guān)。該裝置的缺點在于電極隨著使用次數(shù)的增多很容易被氧化且水中的重金屬含量因電解而增多，同時電解水的電極、電解時間、電解槽結(jié)構(gòu)形式等都影響著富氫水的制備濃度。4、加壓溶氣法+高壓容器原理是先對密閉承壓容器內(nèi)的水進行脫氣處理，減少水中氧氣和二氧化碳含量，然后再注入高壓氫氣從而產(chǎn)生較高氫氣含量的富氫水。該方法的缺點在于：一是能耗和生產(chǎn)成本高，不適宜工業(yè)化生產(chǎn)；二是所產(chǎn)富氫水不能使用低成本容器，必須使用金屬灌裝容器，銷售和運輸成本高；三是生產(chǎn)過程使用大量的高壓氫氣，具有較大的危險性，管理成本高。技術(shù)實現(xiàn)要素：針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明提出了一種小分子納米還原高濃度富氫飲用水的制備裝置及制備方法，所采用的制備裝置結(jié)構(gòu)簡單，不易滋生細菌，不會造成二次污染，安全性得到保障，運行成本低；所采用的制備方法是在常溫常壓條件下，通過安全的物理方式，以較低的成本促進氫氣在水中的高濃度溶解，從而提高富氫水的作用效果和生產(chǎn)效益。本發(fā)明所提供的小分子納米還原高濃度富氫飲用水的制備裝置，包括罐體容器，罐體容器內(nèi)部設(shè)有攪拌器，罐體容器上設(shè)有進氣口、進水口和出水口，罐體容器進水口和原水箱連接，罐體容器進氣口通過氣閥和儲氣罐連接，罐體容器出水口直接連接氣液分離缸。該制備裝置可以使用廉價的軟性包裝進行灌裝，便于長期儲存、運輸和銷售，開封即飲、安全方便，達到了工業(yè)化生產(chǎn)和商業(yè)化運作的要求，具有廣泛的應(yīng)用前景。本發(fā)明的攪拌器是一種臥式安裝的自吸式氣液攪拌器，采用高速電機直聯(lián)式結(jié)構(gòu)，高速旋轉(zhuǎn)的泵葉輪將液體打散形成液體帶，氣液攪拌器的吸入口可以利用負壓作用吸入氣體，所以無需采用空氣壓縮機和大氣噴射器。一種小分子納米還原高濃度富氫飲用水的制備裝置，由于泵內(nèi)的加壓混合，氣體形成小分子氣泡與液體充分溶解，溶解效率可達80～100％。所以無需大型加壓溶氣罐或昂貴的反應(yīng)塔即可制取高度溶解液，可以提高溶氣液制取效率、簡化制取裝置、節(jié)省場地、大幅降低初次投資、節(jié)能降耗、節(jié)省運行成本及維護費用。優(yōu)選的是，還包括制氫機，制氫機通過一段進氣管和儲氣罐連接。上述任一方案優(yōu)選的是，所述儲氣罐通過二段進氣管和罐體容器的進氣口連接。上述任一方案優(yōu)選的是，所述氣液分離缸通過出水管和成品桶連接。上述任一方案優(yōu)選的是，所述出水管上設(shè)有水閥ii。上述任一方案優(yōu)選的是，所述進氣口設(shè)置在罐體容器頂部，進水口和出水口分別設(shè)置在罐體容器的側(cè)壁上。上述任一方案優(yōu)選的是，所述罐體容器進水口和原水箱之間的進水管上設(shè)有水閥i。本發(fā)明還提供了該小分子納米還原高濃度富氫飲用水的制備裝置的制備方法，包括以下步驟：步驟(1)在原水箱中儲存預(yù)制凈化的待處理水；步驟(2)打開水閥ii使罐體容器注滿水，并啟動罐體容器中的攪拌器；步驟(3)待攪拌器運行平穩(wěn)后打開氣閥，攪拌器高速旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心效應(yīng)在罐體容器內(nèi)部形成負壓區(qū)，制氫機產(chǎn)生的氫氣通過儲氣罐被吸入罐體容器內(nèi)，并在其內(nèi)部分成周邊液體帶和中心氣體帶；步驟(4)攪拌后的混合液通過管道進入氣液分離缸，未溶解的氫氣經(jīng)氣液分離缸頂部的排氣口排出；步驟(5)調(diào)整水閥i，使混合液進入成品桶，即可制得小分子納米還原高濃度富氫飲用水。優(yōu)選的，步驟(3)通過調(diào)整水閥i使流量壓力達到并穩(wěn)定在0.20-0.60mpa，運行3-5秒攪拌器達到平穩(wěn)，待攪拌器運行平穩(wěn)后打開氣閥；更優(yōu)選的，通過調(diào)整水閥i使流量壓力達到并穩(wěn)定在0.40mpa-0.50mpa。優(yōu)選的，步驟(3)氣閥控制氫氣氣體的壓力，氫氣氣體的壓力范圍為0.40mpa以上，更優(yōu)選壓力范圍為0.40-1.0mpa。步驟(5)調(diào)整水閥i，是使混合液在流量壓力即管道壓力下進入成品桶。本發(fā)明提供了一種小分子納米還原高濃度富氫飲用水的制備裝置和制備方法，通過制造小分子水團、微納米氫氣氣泡，促進氫氣在水中的較高濃度溶解，避免了水中氫氣快速逃逸，同時有利于人體吸收；該制備方法完全利用物理原理，不改變水中離子含量，同時防止發(fā)生溶入重金屬等二次污染問題；所制得的小分子納米還原高濃度富氫飲用水有效期長，在0～12個月的有效期內(nèi)，氫氣含量穩(wěn)定保持在0.8ppm～1.6ppm(mg/l)，氧化還原電位保持在-500mv～-800mv,ph值保持在7.0～7.5之間，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定可靠；該制備方法在常溫常壓下工作、簡單高效，生產(chǎn)過程安全性高，工業(yè)化生產(chǎn)適應(yīng)性強；該制備裝置可以使用廉價的軟性包裝進行灌裝，便于長期儲存、運輸和銷售，開封即飲、安全方便，達到了工業(yè)化生產(chǎn)和商業(yè)化運作的要求。附圖說明圖1為本發(fā)明一種小分子納米還原高濃度富氫飲用水的制備裝置結(jié)構(gòu)示意圖。具體實施方式下述實施例是對于本
發(fā)明內(nèi)容的進一步說明以作為對本發(fā)明技術(shù)內(nèi)容的闡釋，但本發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容并不僅限于下述實施例所述，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以且應(yīng)當(dāng)知曉任何基于本發(fā)明實質(zhì)精神的簡單變化或替換均應(yīng)屬于本發(fā)明所要求的保護范圍。實施例1一種小分子納米還原高濃度富氫飲用水的制備裝置，包括罐體容器3，罐體容器3內(nèi)部設(shè)有攪拌器10，罐體容器3上設(shè)有進氣口31、進水口32和出水口33，儲氣罐5通過進氣口31和罐體容器3內(nèi)部相互連通，罐體容器3的進水口32和原水箱1連接，罐體容器3進氣口31通過氣閥4和儲氣罐5連接，罐體容器3出水口33直接連接氣液分離缸7。制氫機6通過一段進氣管11和儲氣罐5連接。儲氣罐5通過二段進氣管12和罐體容器3的進氣口31連接。氣液分離缸7通過出水管13和成品桶9連接，分離缸7頂部設(shè)有排氣口，出水管13長度為80cm。出水管13在本發(fā)明中通過管道加壓，起到氣液二次融合的作用。出水管13的管路過短，氫氣氣體難以形成納米小分子氣泡，氣液混合效果差，制備效率低；出水管13的管路過長的話，氣體形成的納米小分子氣泡過早爆裂，也無法提高氫氣氣體溶解效果，影響氣液溶解效果。經(jīng)反復(fù)實驗，出水管13在現(xiàn)有裝置下，長度為80cm時氣液溶解效果和制備效率更高。出水管13上設(shè)有水閥i8。進氣口31設(shè)置在罐體容器3頂部，進水口32和出水口33分別設(shè)置在罐體容器3的側(cè)壁上。罐體容器3進水口32和原水箱1之間的進水管14上設(shè)有水閥ii2。采用本發(fā)明小分子納米還原高濃度富氫飲用水的制備裝置的制備方法，包括以下步驟：步驟(1)、在原水箱1中儲存預(yù)制凈化的待處理水，待處理水要求是經(jīng)過凈化過濾后，達到直接飲用的純凈水或礦泉水，水質(zhì)要求符合中華人民共和國gb19298-2014食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)；步驟(2)、打開水閥ii2使罐體容器3注滿水，并啟動罐體容器3中的攪拌器10；步驟(3)、觀察調(diào)整水閥i8使流量壓力達到并穩(wěn)定在0.25mpa，運行3-5秒攪拌器10既可達到平穩(wěn)，待攪拌器10運行平穩(wěn)后打開氣閥4，氣閥4控制氫氣氣體的壓力，氫氣氣體的壓力為0.40mpa，攪拌器10高速旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心效應(yīng)在罐體容器3內(nèi)部形成負壓區(qū)，負壓區(qū)負壓范圍為-0.3mpa--0.4mpa，制氫機6產(chǎn)生的氫氣通過儲氣罐5被吸入罐體容器3內(nèi)，在氣液攪拌器工作時，由于高速旋轉(zhuǎn)，待混合原水在攪拌器周圍形成周邊液體帶；在離心力的作用下，攪拌器內(nèi)部形成負壓，吸入氫氣氣體，形成中心氣體帶。在此過程中水分子均勻包含氫分子，從而形成小分子團，同時由于氫氣在攪拌器10高速運轉(zhuǎn)的切割作用下形成直徑為30μm～50μm的微納米氣泡，不受溶解度的影響和溫度、壓力等外部條件的限制，可以在水中長時間停留，具有良好的氣浮溶氣效果；步驟(4)、攪拌后的混合液通過管道進入氣液分離缸7，未溶解的氫氣經(jīng)氣液分離缸7頂部的排氣口排出；步驟(5)、調(diào)整水閥i8，使混合液在0.25mpa的壓力下進入成品桶9，即可制得小分子納米還原高濃度富氫飲用水；步驟(6)即通過自動化灌裝設(shè)備，將制備好的小分子納米還原高濃度富氫飲用水進行灌裝。本實施例制得的小分子納米還原高濃度富氫飲用水，氫氣含量和氧化還原電位如表1所示，ph值保持在7.0～7.5之間。表1氫氣含量(ppm)氧化還原電位(mv)儲存0個月0.563-289儲存3個月0.504-212儲存6個月0.433-167儲存9個月0.337-107儲存12個月0.226-86實施例2同實施例1不同的是，調(diào)整水閥i8的流量壓力達到并穩(wěn)定在0.3mpa(即管道壓力為0.3mpa)。本實施例制得的小分子納米還原高濃度富氫飲用水，氫氣含量和氧化還原電位如表2所示，ph值保持在7.0～7.5之間。表2實施例3同實施例1不同的是，調(diào)整水閥i8的流量壓力達到并穩(wěn)定在0.35mpa(即管道壓力為0.35mpa)。本實施例制得的小分子納米還原高濃度富氫飲用水，氫氣含量和氧化還原電位如表3所示，ph值保持在7.0～7.5之間。表3氫氣含量(ppm)氧化還原電位(mv)儲存0個月1.223-501儲存3個月1.114-452儲存6個月0.882-413儲存9個月0.807-368儲存12個月0.746-312實施例4同實施例1不同的是，調(diào)整水閥i8的流量壓力達到并穩(wěn)定在0.4mpa(即管道壓力為0.4mpa)。本實施例制得的小分子納米還原高濃度富氫飲用水，氫氣含量和氧化還原電位如表4所示，ph值保持在7.0～7.5之間。表4氫氣含量(ppm)氧化還原電位(mv)儲存0個月1.679-839儲存3個月1.583-803儲存6個月1.562-776儲存9個月1.560-738儲存12個月1.525-686實施例5同實施例1不同的是，調(diào)整水閥i8的流量壓力達到并穩(wěn)定在0.45mpa(即管道壓力為0.45mpa)。本實施例制得的小分子納米還原高濃度富氫飲用水，氫氣含量和氧化還原電位如表5所示，ph值保持在7.0～7.5之間。表5氫氣含量(ppm)氧化還原電位(mv)儲存0個月1.551-792儲存3個月1.497-721儲存6個月1.406-675儲存9個月1.388-626儲存12個月1.355-576實施例6同實施例1不同的是，調(diào)整水閥i8的流量壓力達到并穩(wěn)定在0.5mpa(即管道壓力為0.5mpa)。本實施例制得的小分子納米還原高濃度富氫飲用水，氫氣含量和氧化還原電位如表6所示，ph值保持在7.0～7.5之間。表6氫氣含量(ppm)氧化還原電位(mv)儲存0個月1.337-683儲存3個月1.260-632儲存6個月1.036-596儲存9個月0.864-548儲存12個月0.826-502實施例7同實施例1不同的是，調(diào)整水閥i8的流量壓力達到并穩(wěn)定在0.55mpa(即管道壓力為0.55mpa)。本實施例制得的小分子納米還原高濃度富氫飲用水，氫氣含量和氧化還原電位如表7所示，ph值保持在7.0～7.5之間。表7氫氣含量(ppm)氧化還原電位(mv)儲存0個月1.124-602儲存3個月0.863-567儲存6個月0.802-526儲存9個月0.758-466儲存12個月0.685-402從實施例1-實施例7所制得的小分子納米還原高濃度富氫飲用水的氫氣含量和氧化還原電位結(jié)果可知(忽略測試誤差)，環(huán)境溫度25℃，管道壓力0.40mpa-0.50mpa時所制備的富氫飲用水氫氣含量及氧化還原電位測試數(shù)據(jù)最高，從而使富氫水的氫氣溶解度達到最優(yōu)。實施例8環(huán)境溫度25℃、管道壓力0.40mpa，制備方法與優(yōu)選的實施例4相同，不同之處在于氫氣壓力(氫氣注入壓力)不同，不同氫氣注入壓力下所制備富氫飲用水氫氣含量及氧化還原電位測試數(shù)據(jù)如表8所示，ph值保持在7.0～7.5之間：表8氫氣含量(ppm)氧化還原電位(mv)氫氣壓力0.05mpa0.177-124氫氣壓力0.10mpa0.254-279氫氣壓力0.15mpa0.338-358氫氣壓力0.20mpa0.533-477氫氣壓力0.25mpa0.758-536氫氣壓力0.30mpa0.985-621氫氣壓力0.35mpa1.254-748氫氣壓力0.40mpa1.676-836氫氣壓力0.45mpa1.673-831氫氣壓力0.50mpa1.674-832從實施例8中所制得的小分子納米還原高濃度富氫飲用水的氫氣含量和氧化還原電位結(jié)果可知(忽略測試誤差)，環(huán)境溫度25℃、管道壓力0.40mpa，氫氣壓力達到0.40mpa以上時，所制備富氫飲用水氫氣含量及氧化還原電位測試數(shù)據(jù)最高。以上詳細描述了本發(fā)明的較佳具體實施例。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員無需創(chuàng)造性勞動就可以根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思作出諸多修改和變化。因此，凡本
技術(shù)領(lǐng)域：
中技術(shù)人員依本發(fā)明的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書所確定的保護范圍內(nèi)。當(dāng)前第1頁12