用于制备可食用的水溶硅素的系统的制作方法

本公开涉及一种用于制备可食用的水溶硅素的系统。
背景技术：
：硅元素在人体的分布主要集中于骨骼、血液、皮肤、毛发、指甲、肺、淋巴结、胰腺、肾上腺等，其中在动脉、气管、肌健、骨骼和皮肤结缔组织中含量最高，小动脉、角膜也有相当高的含量。生物医学实践证明，硅元素对维持机体的正常生长和骨骼的形成极其重要，并且参与骨骼的钙化过程，是骨骼细胞的主要成分之一。硅元素可以增强血管的弹力纤维，特別是内膜的弹力层，防止动脉粥样硬化的形成；还可以促进儿童的生长发育，促使人体胶原蛋白增加，防止皮肤老化、干燥、皱纹增多。工业的发展给大自然地表水造成不同程度的污染。土壤中丰富的硅元素因大量的投入化学肥料、农药、化学强化剂等遭到破坏而大量流失，农作物中的硅元素含量渐渐减少。由于摄取不到足量的自然生态硅元素和其他营养素，造成了现代人体内硅元素极为不足的体质，很多人因此罹患癌症、心血管疾病、脑血管疾病以及糖尿病。水溶性硅是采集于高品位的二氧化硅(sio2)，经过1650～2000℃高温物理提取法持续烧灸8小时以上的特殊方法回收气化形成的硅元素成分，并将有害成分进行中和分解后快速冷却形成溶解性晶体(sio3)，具有超强的渗透性、杀菌性、消炎力、洗净力和再生力。目前应用于人体的可食用硅元素尚属空白，有必要开发出一种能够随时随地被人们取用，符合食品添加剂、营养元素补充剂生产标准，安全、无毒无害，并且容易被人体吸收的食品级硅元素。技术实现要素：本公开的目的是提供一种用于制备可食用的水溶硅素的系统，以解决现有技术中制备工艺复杂，生产条件严苛，且产品的有效硅含量低的问题。为了实现上述目的，本公开提供一种用于制备可食用的水溶硅素的系统，该系统包括：熔融装置，用于将水晶石进行熔融处理；高压喷射装置，包括用于混合来自所述熔融装置的熔融后的物料和碱金属化合物催化剂的储液室，和用于将所述储液室中的混合物料喷射为絮状水溶硅物质的高压喷枪；混合装置，用于将所述絮状水溶硅物质与氧气和水混合。可选地，所述熔融装置包括熔炉，所述熔炉具有熔炉加料口和熔炉出料口，所述储液室具有用于接收来自所述熔融装置的熔融后的物料的熔融物料注料口和用于接收所述碱金属化合物催化剂的催化剂注料口，所述熔炉出料口与所述熔融物料注料口相连。可选地，所述储液室具有搅拌件。可选地，所述高压喷射装置还包括与所述高压喷枪相连的空气压缩机。可选地，所述混合装置连接有氧气发生装置和水发生装置。可选地，所述混合装置连接有过滤器，所述氧气发生装置和所述水发生装置分别连接到所述过滤器上。可选地，所述水晶石的sio2含量不低于99.9重量％。可选地，所述碱金属化合物催化剂包括碱金属的无机盐、碱金属的有机盐和碱金属的氢氧化物，所述碱金属为钠和/或钾，所述碱金属的无机盐、碱金属的有机盐和碱金属的氢氧化物的重量比为1：(0.1～10)：(0.1～2)。可选地，所述碱金属的无机盐为氯化钠和/或氯化钾，所述碱金属的有机盐为选自甲醇钠、乙醇钠、乙酸钠、甲醇钾、乙醇钾和乙酸钾中的至少一种，所述碱金属的氢氧化物为氢氧化钠和/或氢氧化钾。可选地，所述水为饮用水。通过上述技术方案，本公开首先在熔融装置中对水晶石进行熔融，然后通过高压喷射装置处理熔融后的物料，得到可溶于水的絮状水溶硅物质，再经混合装置制备得到可食用的水溶硅素。本公开的系统结构简单，可用于规模化生产可食用的水溶硅素，且产品的硅元素含量高，符合食品添加剂、营养元素补充剂生产标准，安全、无毒害，且易于被人体吸收，具有增进健康的功效。本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：图1至图3为本公开的系统的示意图。附图标记说明1熔融装置2高压喷射装置3混合装置4储液室5高压喷枪6熔炉7空气压缩机8氧气发生装置9水发生装置10过滤器具体实施方式以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。本公开提供一种用于制备可食用的水溶硅素的系统，参考图1至图3，该系统包括：熔融装置1，用于将水晶石石进行熔融处理；高压喷射装置2，包括用于混合来自所述熔融装置1的熔融后的物料和碱金属化合物催化剂的储液室4，和用于将所述储液室4中的混合物料喷射为絮状水溶硅物质的高压喷枪5；混合装置3，用于将所述絮状水溶硅物质与氧气和水混合。该系统用于制备可食用的水溶硅素，以下结合制备可食用的水溶硅素的方法说明本公开的系统。该方法包括以下步骤：a、将水晶石石进行熔融处理，得到熔融后的物料；b、将步骤a得到的所述熔融后的物料与碱金属化合物催化剂混合，并将所得混合物料进行高压喷射处理，得到絮状水溶硅物质；c、将步骤b得到的所述絮状水溶硅物质与氧气和水混合。根据本公开，步骤a在所述熔融装置1中进行。所述熔融装置1可以包括熔炉6，所述熔炉6具有熔炉加料口和熔炉出料口，所述水晶石石由所述熔炉加料口送入熔炉6，所述熔融后的物料由所述熔炉出料口输出，然后进入高压喷射装置2。所述储液室4具有用于接收来自所述熔融装置1的熔融后的物料的熔融物料注料口和用于接收所述碱金属化合物催化剂的催化剂注料口，所述熔炉出料口与所述熔融物料注料口相连。根据本公开，步骤a中，所述水晶石石可以为天然水晶石石或合成水晶石石。为了进一步提高产品质量，所述水晶石石的sio2含量优选为不低于99.9重量％。根据本公开，步骤a中，所述熔融处理的条件可以为：温度为1700～2000℃，时间为2～8h；最优选情况下，所述熔融处理的条件为：温度为1850℃，时间为4h。根据本公开，步骤b在所述高压喷射装置2中进行。所述熔融后的物料与碱金属化合物催化剂在所述储液室4中混合，然后经高压喷枪5喷出，得到絮状水溶硅物质。所述高压喷射装置2还可以包括与所述高压喷枪5相连的空气压缩机7，用于为所述高压喷枪5提供高压空气。进一步地，为了提高所述熔融后的物料与碱金属化合物催化剂的混合程度，所述储液室4可以具有搅拌件。所述搅拌件可以为本领域常规的用于搅拌的配件，例如搅拌桨等。根据本公开，步骤b中，所述碱金属化合物催化剂有利于使所述熔融后的物料快速形成水溶性硅物质，其可以包括碱金属的无机盐、碱金属的有机盐和碱金属的氢氧化物，所述碱金属可以为钠和/或钾。进一步地，所述碱金属的无机盐可以为氯化钠和/或氯化钾，所述碱金属的有机盐可以为选自甲醇钠、乙醇钠、乙酸钠、甲醇钾、乙醇钾和乙酸钾中的至少一种，所述碱金属的氢氧化物可以为氢氧化钠和/或氢氧化钾。进一步地，所述碱金属的无机盐、碱金属的有机盐和碱金属的氢氧化物的重量比可以为1：(0.1)：(0.1～2)。在本公开的一种优选的实施方式中，步骤b中，所述碱金属化合物催化剂为氯化钠、甲醇钠、乙酸钠和氢氧化钠的混合物，所述氯化钠、甲醇钠、乙酸钠和氢氧化钠的重量比可以为1：(0.3～1.5)：(2～4)：(0.1～2)。采用上述组合和配比的碱金属化合物催化剂能够进一步加速所述熔融后的物料形成水溶性的硅物质。根据本公开，步骤b中，所述碱金属化合物催化剂在用量较小时即可达到上述目的，例如，所述熔融后的物料与碱金属化合物催化剂的重量比可以为1：(0.01～1)，优选为1：(0.3～0.5)。根据本公开，步骤b中，所述高压喷射处理能够使得所述混合物料形成絮状的水溶性硅物质，可以包括高速喷射的第一喷射阶段和低速喷射的第二喷射阶段，所述第一喷射阶段的条件为：25～35m/s，时间为0.5～2s；所述第二喷射阶段的条件为：喷射速度为10～25m/s，时间为1.5～3s。所述高压喷射处理可以采用如岩田公司生产的frl-370型号的高压喷枪进行。根据本公开，步骤c在所述混合装置3中进行。所述混合装置3可以包括用于容纳所述絮状水溶硅物质、氧气和水进行混合的容器，由所述高压喷枪5喷出的絮状水溶硅物质进入该容器中。进一步地，所述混合装置3可以连接有氧气发生装置8和水发生装置9。所述氧气发生装置8用于向所述混合装置3提供氧气，所述水发生装置9用于向所述混合装置3提供水，本公开对其具体结构没有特殊的限制。这样，进入混合装置3的絮状水溶硅物质与由氧气发生装置8提供的氧气、由水发生装置9提供的水混合，得到可食用的水溶硅素。为了进一步提高产品质量，所述混合装置3还可以连接有过滤器10，用于对氧气和水进行过滤，除去混合时可能引入的杂质。所述氧气发生装置8和所述水发生装置9可以分别连接到所述过滤器上10。所述过滤器10的种类和结构没有特殊的限制，可以为常见的各种能够达到上述目的的装置。根据本公开，步骤c中，所述絮状水溶硅物质、氧气和水的体积比可以为1：(10～100)：(500～5000)，优选为1：(15～70)：(800～1200)。根据本公开，为了制备得到可食用的水溶硅素，步骤c中，所述水为饮用水，所述饮用水符合gb5749-2006《生活饮用水卫生标准》，例如纯净水、矿泉水等。采用本公开的系统制备的可食用的水溶硅素具有较高的有效硅元素含量，符合食品添加剂、营养元素补充剂生产标准，安全、无毒害，且易于被人体吸收，具有增进健康的功效。下面通过实施例进一步说明本公开，但不用于限制本公开。实施例中所用的水晶石石为天然水晶石石，sio2含量为99.995％。水为符合gb5749-2006《生活饮用水卫生标准》的饮用纯净水。高压喷枪为岩田公司生产，型号为frl730。实施例中，按照gb/t8538-2008测定所制备的水溶液中的偏硅酸含量。实施例1本实施例中所采用的碱金属化合物催化剂为氯化钠、甲醇钠、乙酸钠和氢氧化钠(重量比为1：1：2.5：1.1)的混合物。采用如图1至图3所示的系统，将500g水晶石石送入熔融装置1，在1850℃下进行熔融处理4h，得到熔融后的物料送入高压喷射装置2的储液室4，同时向储液室4中加入碱金属化合物催化剂，所述熔融后的物料与碱金属化合物催化剂的重量比为1:0.4，将所得混合物料经高压喷枪5喷出，第一喷射阶段的喷射速度为30m/s，时间为1.2～1.8s，第二喷射阶段的喷射速度为20m/s，时间为2～3s，得到絮状水溶硅物质，送入混合装置3，在混合装置3中与氧气发生装置8提供的氧气和水发生装置9提供的水混合(所述絮状水溶硅物质、氧气和水的体积比为1：60：1000)，得到本实施例制备的可食用的水溶硅素，该水溶硅素符合gb5749-2006《生活饮用水卫生标准》、gb2760-2007《食品添加剂使用卫生标准》、gb14880-2012《食品营养强化剂使用标准》，测试其偏硅酸含量，列于表1。实施例2按照实施例1的方法制备可食用的水溶硅素，区别在于，碱金属化合物催化剂为氯化钾、乙醇钠、乙酸钠和氢氧化钾(重量比为1：1：2.5：1.1)的混合物。测试本实施例制备的水溶硅素的偏硅酸含量，列于表1。实施例3按照实施例1的方法制备可食用的水溶硅素，区别在于，熔融后的物料与碱金属化合物催化剂的重量比为1：0.02。测试本实施例制备的水溶硅素的偏硅酸含量，列于表1。实施例4按照实施例1的方法制备可食用的水溶硅素，区别在于，絮状水溶硅物质、氧气和水的体积比为1：100：3000。测试本实施例制备的水溶硅素的偏硅酸含量，列于表1。对比例1按照实施例1的方法制备可食用的水溶硅素，区别在于，将水晶石石进行熔融处理后不进行高压喷射处理，而是直接与氧气和水混合，具体步骤为：将500g水晶石石送入熔融装置1，在1850℃下进行熔融处理4h，得到熔融后的物料，送入混合装置3，在混合装置3中与氧气发生装置8提供的氧气和水发生装置9提供的水混合(所述熔融后的物料、氧气和水的体积比为1:200:1000)，得到本对比例制备的水溶硅素，测试其偏硅酸含量，列于表1。对比例2按照实施例1的方法制备可食用的水溶硅素，区别在于，将所述絮状水溶硅物质与水混合时不添加氧气，具体步骤为：将500g水晶石石送入熔融装置1，在1850℃下进行熔融处理4h，得到熔融后的物料送入高压喷射装置2的储液室4，同时向储液室4中加入碱金属化合物催化剂，所述熔融后的物料与碱金属化合物催化剂的重量比为1：0.4，将所得混合物料经高压喷枪5喷出，第一喷射阶段的喷射速度为30m/s，时间为1.2～1.8s，第二喷射阶段的喷射速度为20m/s，时间为2～3s，得到絮状水溶硅物质，送入混合装置3，在混合装置3中与水发生装置9提供的水混合(所述絮状水溶硅物质和水的体积比为1:1000)，得到本对比例制备的水溶硅素，测试其偏硅酸含量，列于表1。对比例3按照实施例1的方法制备可食用的水溶硅素，区别在于，采用石英砂(sio2含量为99重量％)替换实施例1中的水晶石石。测试本对比例制备的水溶硅素的偏硅酸含量，列于表1。表1实施例偏硅酸含量，mg/l实施例198实施例286实施例381实施例477对比例111对比例234对比例325由表1可见，采用本公开的方法所制备的水溶硅素的硅元素含量较高。以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。当前第1页1 2 3