专利名称：矿物质饮用水及其生产方法
技术领域：
本发明涉及含镁矿物质饮用水及其生产方法。
背景技术：
在各种矿物质水，尤其是在提供具有预防疾病或治疗效果，或者能提高水引用者的健康状况的水方面，当今存在大量的兴趣。矿物质水包含不同浓度的多种元素和化学物种。然而，大多数矿物质水只含有极其低浓度的镁。US6048553和US6328997，其中所述内容在此作为参考被引入，公开了金属碳酸氢盐的水溶液，其被饮用后后能达到一些促进健康的目的。并例举了镁离子浓度高达120mgl-1的溶液。由于含镁盐类溶解度的限制，很难生产出具有更高镁离子浓度的溶液。通过比较，据信在法国销售的所有矿物质水中镁含量最高的矿物质水(Hepar(RTM)，由法国Vittel，Perrier Vittel生产)，其镁离子的浓度为110mgl-1。
发明内容
本发明人已发现了提供一种矿物质饮用水的能力，这种矿物质饮用水与此前讨论的现有技术溶液相比，其结合相对高浓度的碳酸氢根离子，具有更高的镁离子浓度。另外，本发明人发现US6048553和US6328997中的分批生产方法不能很好地适应商业化生产。尽管先前的镁盐溶解度受到限制，本发明提供了生产含镁矿物质水的便利又实用的方法，包括一种连续生产方法。
根据本发明的第一方面，其提供了一种生产含镁矿物质饮用水的生产方法，所述方法包括以下步骤将一种含镁盐加入水样品中；将二氧化碳溶入所述的水样品中；选择性地添加一种或多种含碳酸盐化合物；
从而提供了一种饮用水，其含有大于130mgl-1的溶解的镁离子，大于650mgl-1碳酸氢根离子，并具有6.0-8.0的PH值。
用这种方法，可生产具有高浓度的有益的镁离子和碳酸氢根离子的饮用溶液。镁不足跟许多疾病相联系，包括心脏病、血管疾病、糖尿病、骨骼退化、肾病、甲状腺机能减退和压力。碳酸氢盐在维持血液酸碱平衡方面是必需的。因此，本发明的矿物质水有助于缓冲运动产生的乳酸，能降低饮食物的酸性，而同时又有足够高的PH值来支持相对高浓度的溶解的镁离子。本发明提供的矿物质水具有独特的味道，这已发现可被水饮用者所普遍接受。另一个优点是，即使镁的溶液度相对很小，但溶液仍为澄清，且镁离子以相对高的浓度存在。
水样品可用二氧化碳饱和。
优选地，含镁盐为碳酸镁氢氧化物(magnesium carbonatehydroxide)。
在二氧化碳溶解入所述水样品之前，可将含镁盐加入水样品。在这种情况下，加含镁盐的步骤可包括将含镁盐加入水样品中，从而产生一种原液，其中至少部分所述的含镁盐悬浮于所述的水样品中，此方法可进一步包括在溶解二氧化碳步骤前的随后稀释所述原液的步骤。
饮用水可含有大于150mgl-1的溶解的镁离子，优选为大于170mgl-1的溶解的镁离子，最优选为大于200mgl-1的溶解的镁离子。
可在水样品中加入含钾盐，优选为碳酸钾。含钾盐的添加量可以是这样的以致提供的饮用水中溶解的钾离子的浓度大于100mgl-1，优选为100mgl-1-150mgl-1，最优选为大约125mgl-1。也可采用其他添加剂。例如，可加入所谓的“组织盐类(tissue salts)。组织盐类——19世纪Wilhelm Schussler最先提出的——包括十二种盐，其以结合态被广泛地用于提供健康效果。十二种“组织盐类”是磷酸钙；硫酸钙；氟化钙；磷酸钾；硫酸钾；氯化钾；磷酸钠；硫酸钠；氯化钠；磷酸铁；磷酸镁；二氧化硅。另一种可使用的添加剂为氧气。
饮用水可含有大于1000mgl-1的碳酸氢盐，优选为1000-2000mgl-1，最优选为大约1500mgl-1。
饮用水的PH值的范围可为6.5-7.7，优选范围为7.2-7.6。
根据本发明的第二方面，其提供了一种饮用水，所述饮用水含有大于130mgl-1的溶解的镁离子，大于650mgl-1碳酸氢盐，并具有6.0-8.0的PH值。
饮用水的PH值的范围可为6.5-7.7，优选范围为7.2-7.6。
饮用水可含有大于150mgl-1的溶解的镁离子，优选为大于170mgl-1的溶解的镁离子，最优选为大于200mgl-1的溶解的镁离子。
饮用水可含有大于1000mgl-1的碳酸氢盐，优选为1000-2000mgl-1，最优选为大约1500mgl-1。
饮用水可用二氧化碳饱和。
为生产所需类型的饮料，所述矿物质饮用水可进一步包括添加剂。饮料可以是软饮料。在这个方面，由于软饮料生产中的热处理不会对水产生不利影响，因而其极具优势。特别是，在上述处理后镁离子保留在溶液中。饮料可以是茶，如绿茶或药茶。这些茶十分适合作为运动饮料，其具有提高的矿物质含量，也具有独特的风味。
根据本发明的第三方面，其提供了根据本发明第一方面所述的矿物质饮用水作为饮用水的用途。矿物质水可以是调味软饮料的形式。矿物质水可以是茶的形式，如绿茶或药茶。
根据本发明的第四方面，其提供了一种生产含镁矿物质饮用水的连续生产方法，其包括以下步骤将含镁盐加入水样品，从而产生一种原液，其中至少部分所述的含镁盐溶解在所述的水样品中；和将所述的原液传送到混合区，在混合区中所述的原液通过与水稀释剂混合稀释，从而产生了稀释的原料流体；选择性地在原液或稀释的原料流体中，加入一种或多种含碳酸盐的化合物；其中二氧化碳溶解入原液和/或稀释的原料流体，用此方法生产的含镁矿物质水被不断排出。
稀释的原料流体可用溶解的二氧化碳进行饱和。
含镁化合物可以是碳酸镁氢氧化物。
此方法可以用来制备一种矿物质饮用水，其含有大于650mgl-1的碳酸氢盐且PH值为6.0-8.0。
进行该方法使提供的矿物质饮用水含有大于90mgl-1，优选为大于130mgl-1，更优选为大于170mgl-1，最优选为大于200mgl-1的溶解的镁离子。
可在水样品中加入含钾盐，优选为碳酸钾。含钾盐的添加量可以是这样的以致提供的饮用水中溶解的钾离子的浓度大于100mgl-1，优选为100mgl-1-150mgl-1，最优选为大约125mgl-1。
矿物质饮用水可含有大于1000mgl-1的碳酸氢盐，优选为1000-2000mgl-1，最优选为大约1500mgl-1。
矿物质饮用水的PH值的范围可为6.5-7.7，优选范围为7.2-7.6。
优选的实施方案往水样品中加入含镁盐的步骤，包括提供至少容纳原液的第一和第二池；和将所述的原液传送的步骤，包括将原液从第一池传送到混合区，接着将原液从第二池传送入混合区。
在这种情况下，当第一池的原液未传送到混合区时，通过往水样品中加入含镁盐从而在第一池中产生原液的方式，可使第一池得到补充。当第二池的原液未传送到混合区时，通过往水样品中加入含镁盐从而在第二池中产生原液的方式，可使第二池得到补充；和第二池中的原液传送到混合区的步骤，接着将补充后的第一池的原液传送到混合区，再接着将补充后的第二池的原液传送到混合区。
稀释后的原液可临时存贮在缓冲存储区中。
现在，参考附图对含镁矿物质饮用水及其生产方法作出具体说明。
图1为第一生产方法的示意图；和图2为第二生产方法的示意图。
具体实施例方式
图1描述的是用于生产本发明所述矿物质饮用水的设备和方法的第一实施方案。在图1描述的方法中，首先提供含有相对大量镁的原液。随后上述原液被稀释成镁离子浓度相对高的溶液。从第一水源12将水引入罐10来提供水。罐10含有预定量的组织盐。从罐10出来的、现含有溶解组织盐的水被泵入罐14，罐14中含有预定量的镁盐。图1描述的方案还包括另一个罐16，为了生产原液，其可选择性地和罐14结合使用，也可代替罐14使用。罐14，16中装有混合工具14a，16a，其包括搅拌装置、超声设备、或其他适合将水与镁盐混合的技术。镁盐和所供应的水混合后，产生了原液，然后将原液泵入混合区18，例如是混合旋管。在混合区18中，原液被来自第二水源20的水所稀释。选择性地，来自第二水源20的水可先通过过滤器22，比如是0.22mm过滤器，从而能除去所供应水中的微粒。另外，或可供选择地，可对来自第二水源20的水进行处理，例如在臭氧处理区24用臭氧处里，以杀死存在于水中的微生物。一旦原液被稀释，则用来自二氧化碳源26的二氧化碳对稀释后的溶液进行处理。所供应的二氧化碳气体选择性地通过过滤器28。优选的是，用二氧化碳对稀释后溶液进行饱和。往稀释后溶液加入CO2，由于降低了稀释液的PH指，从而增加了镁盐的溶解度。也可选择性地通过氧气源30往稀释液中加入氧气。在稀释和二氧化碳处理后，将水溶液通过热交换器32，使溶液冷却到优选5-15℃，通常约10℃。可供选择地或另外，对第一和第二水源12、20提供的水中的一种或两者进行预冷却。如果在溶液中加入氧气，上述做法是特别恰当的。然后，冷却的水溶液在水龙头34处从生产设备中排出，再引入到合适的容器，如瓶或灌装设备。起初，矿物质水溶液可能有点混浊不清，在这种情况下，应将瓶子上下翻动或者搅动一段时间，可能要直到24小时，以便通过促进镁盐溶解的手段生产出澄清的溶液。
在第一实施方案中，第一水源12提供的是蒸馏水，第二水源提供的是矿物质水。然而，本发明在这方面并没有限制，事实上可使用其他形式的水。将二氧化碳引入溶液，优选使用二氧化碳气体鼓泡通过水一段时间，通常只需几分钟。然而，也可采用其他方法引入二氧化碳，比如通过使用干冰。须指出的是，二氧化碳处理的目的是在溶液中溶解二氧化碳，从而1)降低溶液的PH值，和2)有助于碳酸氢根离子的产生。典型的是，在溶液中几乎不留或没有气体CO2残留，因而水是不起泡的。然而大体上，使用二氧化碳饱和可能生产出起泡的矿物质水。往溶液中加入组织盐是一个选择性的手段，而罐10可以用于此处理。另一个选择性的、但优选的手段是提供一种含有一些钾离子的矿物质水。可以通过在溶液中引入一定量的含钾盐来实现这个手段，优选使用碳酸钾。最方便的是，往溶液中加入合适量的含钾盐，同时加入含镁盐，即在罐14中加入。优选使用碳酸镁氢氧化物，因为这种化合物产生了许多改善的结果——尤其是考虑到所获得的高浓度——与其他含镁化合物相比较，比如碳酸镁。据信，碳酸镁氢氧化物相对高的溶解度可能与本次实验相关。
表1和2表述的是使用图1所示的方法而制备的一些矿物质水实例的组合物。在每个实例中，采用碳酸镁氢氧化物作为含镁盐。在一典型的但非限制性的生产方法中，食品级粉状形式的碳酸镁氢氧化物和碳酸钾以每种物质1kg/100升水-2kg/100升水的量加入。碳酸镁氢氧化物与碳酸钾的重量比一般为1∶1-2∶1。通过上述方法从而生产出原液。然后，通过与稀释水源相混合对原液进行稀释。一般稀释20倍。本领域的读者会理解，这样的稀释并非本发明的限定特征，而镁盐和钾盐的加料比以及稀释倍数存在许多种组合。根据本发明的一种典型但非限制性的矿物质水具有以下分析结果(除非另有说明，单位为mgl-1)镁233，钾115，碳酸氢盐1407，钙7，锌0.5，H2SiO336，碘0.02，氟化物0.3，氯化物2，纳1，TDS2104，硬度980ppm，Ph值7.2-7.6。
表1.原液的组合物
表2.根据表1原液稀释所生产的含镁溶液图2表述的是根据本发明生产矿物质饮用水的第二实施方案的设备和方法。在图2所表述的实施方案中，矿物质饮用水在连续化的基础上得以生产。第一水源100通过供水管102向第一和第二混合罐104，106供应水。在罐104、106中，适量的含镁盐，优选为碳酸镁氢氧化物被加入水中，并与之混合。典型的加料比率是这样的以使每100升水加1千克碳酸镁氢氧化物。优选地，往罐104、106的水中加入含钾化合物，最优选为碳酸钾。选择性地，第二水源108向第三混合罐110供应水，其中，组织盐被加入水中并得到混合。得到的组织盐溶液被引入第一和第二罐104，106。在非限定性的实施方案中，第一水源100含有纯净水，第二水源108含有蒸馏水。二氧化碳气体来自二氧化碳罐112。来自罐112的二氧化碳经过过滤器114，再通过供应管116供应到罐104，106。在一典型的实施例中，二氧化碳以大约3巴的压力加入罐104，106。二氧化碳的加入有助于镁盐的溶解以及碳酸氢根阴离子的产生。
通过上述方法，制备出了一种含镁化合物的原液。一般只有一部分含镁化合物溶解于原液中，而剩余部分以悬浮方式存在，从而使原液浑浊不清。通过供应管118，原液从罐104被抽取出来，并传送到混合区122。另外，供应管120将来自第一水源100的水稀释溶剂供应到混合区122。在混合区122，水稀释溶剂和抽取出的原液进行混合。配料泵124确保原液与水稀释溶剂以正确的配比混合，一般为5-10％。上述混合产生了稀释的原液，其随后通过冷却区126。冷却区可以是与热交换系统128连接的热交换表面。在冷却区126的上游二氧化碳气体通过供应管130加入到稀释后的原液，从而确保稀释的原液被溶解的二氧化碳饱和。在用二氧化碳进一步处理后，将稀释的原液引入缓冲罐132。用这种方法生产的含镁矿物质饮用水从缓冲罐132经水龙头134流出。在一些实施方案中，矿物质水用来自氧气罐136的氧气进行氧化，所述氧气通过供应管138供应。需指出的是，稀释原液的冷却并非本方法的强制性要求。冷却区126的主要目的是冷却稀释的原液，从而使更多的氧气溶解入溶液中，当稀释的原液冷却到10℃时，一般大约有50-60mgl-1的氧气溶解在水中。然而，十分可行和可优选的是，即使在氧气没有被溶解入矿物质水的情况下，也对稀释的原液进行冷却，因为冷却后的稀释原液能提供更高浓度的溶解的二氧化碳。例如，饱和溶液中二氧化碳的浓度在10℃时大约为41mgl-1，在20℃时大约为31mgl-1。
当罐104中的原液被排尽时，通过关闭阀门140而将罐104和混合区122之间的连接断开，而阀门142则开启。这样，来自罐106的原液通过供应管118抽出，并被传送到混合区122。在这个转变期间，向混合区122的原液的供应可被中断，但缓冲罐132的使用确保了矿物质水在水龙头134处持续得到供应。与来自罐106的原液被抽出的同时，通过将含镁化合物与适量水混合的方式，使罐104得到原液补充。然后，当罐106排空原液时，可从补充后的罐104中抽取原液。当从罐104中抽取原液时，可用原液对罐106进行补充，反之亦然。用这种方法，原液的分批式生产被用于矿物质水的连续生产。第三混合罐110可用组织盐溶液在适当的时刻进行补充。
可考虑提供更多用于贮存原液的罐。提供这样的一个抽取系统是可能的，其允许在给定的时间从多于一个含原液的罐中进行抽取原液，从而允许出于原液抽取的目的而在各个罐之间进行阶段(phased)转换，比如，从第一罐中抽取原液，然后从第一和第二罐中抽取，再从第二罐中单独抽取，等等。一个进一步的可能性是通过以合适的加料比往所供应水中加入含镁化合物，来连续生产原液。
根据图2所示的连续生产方法可被用于生产上面所述类型的含镁矿物质水，比如是上面表2所示的。优选使用连续生产方法来生产溶解的镁离子浓度大于130mgl-1的含镁矿物质水，同时也可用此方法来生产具有更低镁离子浓度的含镁矿物质水。根据前面所述，很明显可生产含镁矿物质水，其含有提高量的溶解的氧气和/或组织盐。也可生产含有多种其他添加剂的含镁矿物质水，如糖或其他甜味剂或风味剂。也可生产多种软饮料。优选的软饮料的实施方案是茶，比如绿茶和药茶。可想象到，也可生产硬饮料，比如酒精饮料。通过往溶液中加入二氧化碳可生产出具有上面所述的所需PH值、溶解高浓度镁离子的矿物质水，虽然这是本发明的一个有利特征，但是，可考虑使用另外的调整PH值的添加剂。
权利要求
1.一种生产含镁矿物质饮用水的方法，其包括以下步骤将含镁盐加入水样品中；将二氧化碳溶入所述的水样品中；选择性地添加一种或多种含碳酸盐化合物；从而提供了一种饮用水，其含有大于130mg l-1的溶解的镁离子，大于650mg l-1碳酸氢盐，并具有6.0-8.0的PH值。
2.根据权利要求1所述的方法，其中水样品用二氧化碳进行饱和。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中含镁盐为碳酸镁氢氧化物。
4.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中在二氧化碳溶解入所述水样品之前，往水样品中加入含镁盐。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，加含镁盐的步骤包括往水样品中加入含镁盐从而生产出原液，所述原液中至少部分所述的含镁盐溶解于所述的水样品中；和进一步包括随后将原液稀释的步骤。
6.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中饮用水含有大于150mg l-1的溶解的镁离子，优选为大于170mg l-1的溶解的镁离子，最优选为大于200mg l-1的溶解的镁离子。
7.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中往水样品中加入含钾盐，优选为碳酸钾。
8.根据权利要求7所述的方法，其中含钾盐的添加量是这样的以使饮用水中溶解的钾离子的浓度大于100mg l-1，优选为100mgl-1-150mg l-1，最优选为大约125mg l-1。
9.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中饮用水含有大于1000mg l-1的碳酸氢盐，优选为1000-2000mg l-1，最优选为大约1500mg l-1。
10.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中饮用水的PH值的范围为6.5-7.7，优选范围为7.2-7.6。
11.一种矿物质饮用水，其含有大于130mg l-1的溶解的镁离子，大于650mg l-1碳酸氢盐，并具有6.0-8.0的PH值。
12.根据权利要求11所述的矿物质饮用水，其PH值的范围为6.5-7.7，优选范围为7.2-7.6。
13.根据权利要求11或12所述的矿物质饮用水，其含有大于150mg l-1的溶解的镁离子，优选为大于170mg l-1的溶解的镁离子，最优选为大于200mg l-1的溶解的镁离子。
14.根据权利要求11-13任一项所述的矿物质饮用水，其含有大于1000mg l-1的碳酸氢盐，优选为1000-2000mg l-1，最优选为大约1500mg l-1。
15.根据权利要求11-14任一项所述的矿物质饮用水，其进一步包括溶解的钾离子，钾离子的浓度大于100mg l-1，优选为100mgl-1-150mg l-1，最优选为大约125mg l-1。
16.根据权利要求11-15任一项所述的矿物质饮用水，其被二氧化碳饱和。
17.根据权利要求11-16任一项所述的矿物质饮用水，其存在形态为调味软饮料。
18.根据权利要求17所述的矿物质饮用水，其中调味软饮料是茶。
19.根据权利要求18所述的矿物质饮用水，其中茶是绿茶。
20.根据权利要求18所述的矿物质饮用水，其中茶是药茶。
21.根据权利要求11-20任一项所述矿物质饮用水作为饮用水的用途。
22.一种连续生产含镁矿物质饮用水的方法，其包括以下步骤将含镁盐加入水样品，从而产生一种原液，其中至少部分所述的含镁盐溶解在所属的水样品中；和将所述的原液传送到混合区，在混合区中所述的原液通过与水稀释剂混合而稀释，从而产生了稀释的原料流体；选择性地在原液或稀释的原料流体中加入一种或多种含碳酸盐化合物；其中二氧化碳溶解入原液和/或稀释的原料流体，连续排出用此方法生产的含镁矿物质水。
23.根据权利要求22所述的方法，其中，稀释的原料流体用溶解的二氧化碳饱和。
24.根据权利要求22或23所述的方法，其中，含镁化合物为碳酸镁氢氧化物。
25.根据权利要求22-24任一项所述的方法，其实施后所提供的饮用水含有大于650mg l-1碳酸氢盐，并具有6.0-8.0的PH值。
26.根据权利要求22-25任一项所述的方法，其实施后所提供的饮用水含有大于90mg l-1，优选大于130mg l-1，更优选大于170mgl-1，最优选大于200mg l-1的溶解的镁离子。
27.根据权利要求22-26任一项所述的方法，其中往水样品中加入含钾盐，优选为碳酸钾。
28.根据权利要求27所述的方法，其中含钾盐的添加量是这样的以致提供的饮用水中溶解的钾离子的浓度大于100mg l-1，优选为100mg l-1-150mg l-1，最优选为大约125mg l-1。
29.根据权利要求22-28任一项所述的方法，其中饮用水含有大于1000mg l-1的碳酸氢盐，优选为1000-2000mg l-1，最优选为大约1500mg l-1。
30.根据权利要求22-29任一项所述的方法，其中饮用水PH值的范围为6.5-7.7，优选范围为7.2-7.6。
31.根据权利要求22-30任一项所述的方法，其中往水样品中加入含镁盐的步骤包括提供至少容纳原液的第一和第二池；和将所述的原液传送的步骤，包括将原液从第一池传送到混合区，接着将原液从第二池传送入混合区。
32.根据权利要求31所述的方法，其中当来自第一池的原液未传送到混合区时，通过往水样品中加入含镁盐从而在第一池中产生原液的方式，使第一池得到补充，当来自第二池的原液未传送到混合区时，通过往水样品中加入含镁盐从而在第二池中产生原液的方式，使第二池得到补充；其中，第二池中的原液传送到混合区的步骤之后，将补充后第一池的原液传送到混合区，再接着将补充后第二池的原液传送到混合区。
33.根据权利要求22-32任一项所述的方法，其中稀释后的原液临时存贮在缓冲存储区中。
全文摘要
本发明公开了一种生产含镁矿物质饮用水的生产方法，所述方法包括以下步骤将一种含镁盐加入水样品中；将二氧化碳溶入所述的水样品中；选择性地添加一种或多种含碳酸盐化合物；从而提供了一种饮用水，其含有大于130mgl
文档编号A23L2/54GK1550455SQ20041004772
公开日2004年12月1日 申请日期2004年3月18日 优先权日2003年3月18日
发明者乌韦·梅弗特, 陈永康, 乌韦 梅弗特 申请人:乌韦·梅弗特, 乌韦 梅弗特