本发明涉及一种含气苏打水的制备方法。
背景技术：
五大连池天然泉水水源地位于世界地质公园、世界生物圈保护区五大连池风景区境内。水源安全、无污染。是火山喷发，地下水经过地下深部循环，多层溶滤以及过滤形成的，水质天然纯净、富含多种矿物质。其中重碳酸型矿泉水含有大量矿物质元素如钙、钾、铁、锰、锌和偏硅酸等，是世界三大冷泉之一。天然苏打水的形成是沉积作用、火山活动和断裂构造共同作用的结果，受火山活动和断裂构造运动影响，含水层由封闭的还原环境转变为开放或半开放的氧化环境，发生脱酸作用，致使hco3-、na+成为地下水化学成分中的主要离子，形成了天然苏打水，目前全国范围内仅有四川和黑龙江部分地区有天然苏打水资源。
人工制备碳酸水始源于十八世纪，就是利用在水中添加苏打、小苏打后填充二氧化碳，再添加糖、柠檬酸以及香味等添加剂制备碳酸水或者碳酸饮料。此类产品自问世以来，备受消费者欢迎和喜爱。但是，随着目前人们对健康饮食的关注，对于糖类和添加剂的射入有所减少。
技术实现要素：
本发明的目的是要解决现有碳酸水或者碳酸饮料对人身体有害的问题，而提供一种基于五大连池天然泉水的含气苏打水的制备方法。
一种基于五大连池天然泉水的含气苏打水的制备方法，是按以下步骤完成的：
一、五大连池重碳酸矿泉水的处理：
①、将五大连池重碳酸矿泉水原水通入到曝气罐中，再进行空气曝气处理，得到经过空气曝气处理的五大连池重碳酸矿泉水；
②、将经过空气曝气处理的五大连池重碳酸矿泉水在曝气罐内进行自然沉降，得到去除不稳定矿物离子的五大连池重碳酸矿泉水；
③、将去除不稳定矿物离子的五大连池重碳酸矿泉水通入到臭氧氧化塔内进行臭氧氧化处理，再在臭氧氧化塔内自然沉降，得到臭氧氧化处理后的五大连池重碳酸矿泉水；
④、使用锰砂过滤器对臭氧氧化处理后的五大连池重碳酸矿泉水进行过滤，得到锰砂过滤器过滤后的五大连池重碳酸矿泉水；
⑤、以0.6mm～1.2mm的果壳活性炭为填料，利用果壳活性炭过滤器对锰砂过滤器过滤后的五大连池重碳酸矿泉水进行过滤，得到果壳活性炭过滤器过滤后的五大连池重碳酸矿泉水；
⑥、以1μm～4μm的聚丙烯为过滤介质，利用精密过滤器对果壳活性炭过滤器过滤后的五大连池重碳酸矿泉水进行过滤，得到处理后的五大连池重碳酸矿泉水；
二、五大连池天然苏打水的处理：
①、在水压为0.75mpa下使用多介质过滤器对五大连池天然苏打水原水进行过滤，得到多介质过滤器过滤后的五大连池天然苏打水；
步骤二①中所述的多介质过滤器的过滤介质自上至下依次为0.1m粒径为1mm～2mm的石英砂、0.2m粒径为8mm～10mm的石英砂和0.5m粒径为20mm～30mm的石英砂；
②、以0.6mm～1.2mm的果壳活性炭为填料，利用果壳活性炭过滤器对多介质过滤器过滤后的五大连池天然苏打水进行过滤，得到果壳活性炭过滤器过滤后的五大连池天然苏打水；
③、以5μm～10μm聚丙烯为过滤介质，利用精密过滤器对果壳活性炭过滤器过滤后的五大连池天然苏打水进行过滤，得到精密过滤器过滤后的五大连池天然苏打水；
④、以中空纤维为过滤介质，利用超滤装置对精密过滤器过滤后的五大连池天然苏打水进行过滤，得到超滤装置过滤后的五大连池天然苏打水；
⑤、使用紫外线杀菌装置对超滤装置过滤后的五大连池天然苏打水进行灭菌5s～10s，得到紫外线杀菌后的五大连池天然苏打水；
⑥、利用折叠滤膜的孔径为0.22μm的终端过滤器对紫外线杀菌后的五大连池天然苏打水进行过滤，得到处理后的五大连池天然苏打水；
三、调配：
将处理后的五大连池重碳酸矿泉水和处理后的五大连池天然苏打水混合均匀，得到混合后的原料用水；
步骤三中所述的处理后的五大连池重碳酸矿泉水和处理后的五大连池天然苏打水的质量比为(3～7):(3～7)；
四、填充二氧化碳：
利用冷冻机将混合后的原料用水的温度降至4℃～6℃，然后利用气水混合机向温度为4℃～6℃的混合后的原料用水中填充二氧化碳，得到基于五大连池天然泉水的含气苏打水；
步骤四中所述的基于五大连池天然泉水的含气苏打水中游离co2含量为1000mg/l～1800mg/l。
本发明的优点：
一、本发明主要采用五大连池火山区的重碳酸矿泉水和天然苏打水资源为原料用水，经过对原水杂质预处理后，按照不同比例进行混配，经过低温处理后，进行二氧化碳填充，制备一系列基于天然泉水的含气苏打水，不同比例混配的天然泉水能够填充的二氧化碳含量有所差异，应用范围与功效也有所差别；
二、本发明制备的基于五大连池天然泉水的含气苏打水与市售的其他苏打水相比在成分上有三点优势，1、矿物质成分含量丰富；2、不添加苏打或者小苏打等食品添加剂；3、具有丰富的气泡，口感清爽，有刺激性；
三、本发明制备的基于五大连池天然泉水的含气苏打水与其他苏打水相比在功效上主要有三点优势：1、饮用该技术的产品可以有助于散发身体热量，刺激感官恢复疲劳；2、苏打水能够中和胃酸，其中的钙、镁等元素的含量还能促进肠道蠕动；3、水中的二氧化碳气泡能够产生饱腹感，辅助减少热量的射入；4、苏打水还能预防皮肤老化，气泡还能刺激皮肤表面的血管收缩，增加弹性；
四、本发明中处理后的五大连池重碳酸矿泉水和处理后的五大连池天然苏打水的质量比为7:3时基于五大连池天然泉水的含气苏打水中游离co2含量为1800mg/l，可用于运动过后散发热量补充矿物质离子；处理后的五大连池重碳酸矿泉水和处理后的五大连池天然苏打水的质量比为3:7时基于五大连池天然泉水的含气苏打水中游离co2含量为1000mg/l，可用于佐餐用水；其原理主要根据二氧化碳在水中的溶解度不仅与温度、压力有关还与水质的成分有关，与普通自来水或者纯净水相比，本发明应用天然重碳酸矿泉水和天然苏打水为原料进行调配，可以弥补口感较差的缺点，同时富含的微量矿物元素能够在运动后对人体进行补充，丰富的二氧化碳气体能刺激味觉，并能带走热量。
本发明可获得一种基于五大连池天然泉水的含气苏打水。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式是一种基于五大连池天然泉水的含气苏打水的制备方法，是按以下步骤完成的：
一、五大连池重碳酸矿泉水的处理：
①、将五大连池重碳酸矿泉水原水通入到曝气罐中，再进行空气曝气处理，得到经过空气曝气处理的五大连池重碳酸矿泉水；
②、将经过空气曝气处理的五大连池重碳酸矿泉水在曝气罐内进行自然沉降，得到去除不稳定矿物离子的五大连池重碳酸矿泉水；
③、将去除不稳定矿物离子的五大连池重碳酸矿泉水通入到臭氧氧化塔内进行臭氧氧化处理，再在臭氧氧化塔内自然沉降，得到臭氧氧化处理后的五大连池重碳酸矿泉水；
④、使用锰砂过滤器对臭氧氧化处理后的五大连池重碳酸矿泉水进行过滤，得到锰砂过滤器过滤后的五大连池重碳酸矿泉水；
⑤、以0.6mm～1.2mm的果壳活性炭为填料，利用果壳活性炭过滤器对锰砂过滤器过滤后的五大连池重碳酸矿泉水进行过滤，得到果壳活性炭过滤器过滤后的五大连池重碳酸矿泉水；
⑥、以1μm～4μm的聚丙烯为过滤介质，利用精密过滤器对果壳活性炭过滤器过滤后的五大连池重碳酸矿泉水进行过滤，得到处理后的五大连池重碳酸矿泉水；
二、五大连池天然苏打水的处理：
①、在水压为0.75mpa下使用多介质过滤器对五大连池天然苏打水原水进行过滤，得到多介质过滤器过滤后的五大连池天然苏打水；
步骤二①中所述的多介质过滤器的过滤介质自上至下依次为0.1m粒径为1mm～2mm的石英砂、0.2m粒径为8mm～10mm的石英砂和0.5m粒径为20mm～30mm的石英砂；
②、以0.6mm～1.2mm的果壳活性炭为填料，利用果壳活性炭过滤器对多介质过滤器过滤后的五大连池天然苏打水进行过滤，得到果壳活性炭过滤器过滤后的五大连池天然苏打水；
③、以5μm～10μm聚丙烯为过滤介质，利用精密过滤器对果壳活性炭过滤器过滤后的五大连池天然苏打水进行过滤，得到精密过滤器过滤后的五大连池天然苏打水；
④、以中空纤维为过滤介质，利用超滤装置对精密过滤器过滤后的五大连池天然苏打水进行过滤，得到超滤装置过滤后的五大连池天然苏打水；
⑤、使用紫外线杀菌装置对超滤装置过滤后的五大连池天然苏打水进行灭菌5s～10s，得到紫外线杀菌后的五大连池天然苏打水；
⑥、利用折叠滤膜的孔径为0.22μm的终端过滤器对紫外线杀菌后的五大连池天然苏打水进行过滤，得到处理后的五大连池天然苏打水；
三、调配：
将处理后的五大连池重碳酸矿泉水和处理后的五大连池天然苏打水混合均匀，得到混合后的原料用水；
步骤三中所述的处理后的五大连池重碳酸矿泉水和处理后的五大连池天然苏打水的质量比为(3～7):(3～7)；
四、填充二氧化碳：
利用冷冻机将混合后的原料用水的温度降至4℃～6℃，然后利用气水混合机向温度为4℃～6℃的混合后的原料用水中填充二氧化碳，得到基于五大连池天然泉水的含气苏打水；
步骤四中所述的基于五大连池天然泉水的含气苏打水中游离co2含量为1000mg/l～1800mg/l。
本实施方式的优点：
一、本实施方式主要采用五大连池火山区的重碳酸矿泉水和天然苏打水资源为原料用水，经过对原水杂质预处理后，按照不同比例进行混配，经过低温处理后，进行二氧化碳填充，制备一系列基于天然泉水的含气苏打水，不同比例混配的天然泉水能够填充的二氧化碳含量有所差异，应用范围与功效也有所差别；
二、本实施方式制备的基于五大连池天然泉水的含气苏打水与市售的其他苏打水相比在成分上有三点优势，1、矿物质成分含量丰富；2、不添加苏打或者小苏打等食品添加剂；3、具有丰富的气泡，口感清爽，有刺激性；
三、本实施方式制备的基于五大连池天然泉水的含气苏打水与其他苏打水相比在功效上主要有三点优势：1、饮用该技术的产品可以有助于散发身体热量，刺激感官恢复疲劳；2、苏打水能够中和胃酸，其中的钙、镁等元素的含量还能促进肠道蠕动；3、水中的二氧化碳气泡能够产生饱腹感，辅助减少热量的射入；4、苏打水还能预防皮肤老化，气泡还能刺激皮肤表面的血管收缩，增加弹性；
四、本实施方式中处理后的五大连池重碳酸矿泉水和处理后的五大连池天然苏打水的质量比为7:3时基于五大连池天然泉水的含气苏打水中游离co2含量为1800mg/l，可用于运动过后散发热量补充矿物质离子；处理后的五大连池重碳酸矿泉水和处理后的五大连池天然苏打水的质量比为3:7时基于五大连池天然泉水的含气苏打水中游离co2含量为1000mg/l，可用于佐餐用水；其原理主要根据二氧化碳在水中的溶解度不仅与温度、压力有关还与水质的成分有关，与普通自来水或者纯净水相比，本实施方式应用天然重碳酸矿泉水和天然苏打水为原料进行调配，可以弥补口感较差的缺点，同时富含的微量矿物元素能够在运动后对人体进行补充，丰富的二氧化碳气体能刺激味觉，并能带走热量。
本实施方式可获得一种基于五大连池天然泉水的含气苏打水。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同点是：步骤一①中所述的空气曝气处理的曝气量为15l/h～20l/h，曝气时间为2s～4s。其它步骤与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二之一不同点是：步骤一②中所述的沉降时间为18h～24h。其它步骤与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同点是：步骤一③中所述的臭氧氧化处理的臭氧投加量为15mg/l～20mg/l，臭氧氧化处理的时间为0.5min～1min；步骤一③中所述的自然沉降的时间为10h～12h。其它步骤与具体实施方式一至三相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同点是：步骤一④中所述的锰砂过滤器的过滤介质自上至下为0.1m二氧化锰和0.1m～0.4m鹅卵石。其它步骤与具体实施方式一至四相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同点是：步骤一⑤中所述的填料高度0.5m～0.8m。其它步骤与具体实施方式一至五相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同点是：步骤三中所述的处理后的五大连池重碳酸矿泉水和处理后的五大连池天然苏打水的质量比为3:7。其它步骤与具体实施方式一至六相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同点是：步骤三中所述的处理后的五大连池重碳酸矿泉水和处理后的五大连池天然苏打水的质量比为7:3。其它步骤与具体实施方式一至七相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同点是：步骤三中所述的处理后的五大连池重碳酸矿泉水和处理后的五大连池天然苏打水的质量比为7:3时基于五大连池天然泉水的含气苏打水中游离co2含量为1800mg/l，可用于运动过后散发热量补充矿物质离子。其它步骤与具体实施方式一至八相同。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一至九之一不同点是：步骤三中所述的处理后的五大连池重碳酸矿泉水和处理后的五大连池天然苏打水的质量比为3:7时基于五大连池天然泉水的含气苏打水中游离co2含量为1000mg/l，可用于佐餐用水。其它步骤与具体实施方式一至九相同。
采用以下实施例验证本发明的有益效果：
实施例一：一种基于五大连池天然泉水的含气苏打水的制备方法，是按以下步骤完成的：
一、五大连池重碳酸矿泉水的处理：
①、将五大连池重碳酸矿泉水原水通入到曝气罐中，再进行空气曝气处理，得到经过空气曝气处理的五大连池重碳酸矿泉水；
步骤一①中所述的空气曝气处理的曝气量为20l/h，曝气时间为3s；
②、将经过空气曝气处理的五大连池重碳酸矿泉水在曝气罐内进行自然沉降，得到去除不稳定矿物离子的五大连池重碳酸矿泉水；
步骤一②中所述的沉降时间为20h；
③、将去除不稳定矿物离子的五大连池重碳酸矿泉水通入到臭氧氧化塔内进行臭氧氧化处理，再在臭氧氧化塔内自然沉降，得到臭氧氧化处理后的五大连池重碳酸矿泉水；
步骤一③中所述的臭氧氧化处理的臭氧投加量为18mg/l，臭氧氧化处理的时间为1min；步骤一③中所述的自然沉降的时间为10h；
④、使用锰砂过滤器对臭氧氧化处理后的五大连池重碳酸矿泉水进行过滤，得到锰砂过滤器过滤后的五大连池重碳酸矿泉水；
步骤一④中所述的锰砂过滤器的过滤介质自上至下为0.1m二氧化锰和0.3m鹅卵石；
⑤、以0.6mm～1.2mm的果壳活性炭为填料，利用果壳活性炭过滤器对锰砂过滤器过滤后的五大连池重碳酸矿泉水进行过滤，得到果壳活性炭过滤器过滤后的五大连池重碳酸矿泉水；
步骤一⑤中所述的填料高度0.8m；
⑥、以1μm～4μm的聚丙烯为过滤介质，利用精密过滤器对果壳活性炭过滤器过滤后的五大连池重碳酸矿泉水进行过滤，得到处理后的五大连池重碳酸矿泉水；
二、五大连池天然苏打水的处理：
①、在水压为0.75mpa下使用多介质过滤器对五大连池天然苏打水原水进行过滤，得到多介质过滤器过滤后的五大连池天然苏打水；
步骤二①中所述的多介质过滤器的过滤介质自上至下依次为0.1m粒径为1mm～2mm的石英砂、0.2m粒径为8mm～10mm的石英砂和0.5m粒径为20mm～30mm的石英砂；
②、以0.6mm～1.2mm的果壳活性炭为填料，利用果壳活性炭过滤器对多介质过滤器过滤后的五大连池天然苏打水进行过滤，得到果壳活性炭过滤器过滤后的五大连池天然苏打水；
③、以5μm～10μm聚丙烯为过滤介质，利用精密过滤器对果壳活性炭过滤器过滤后的五大连池天然苏打水进行过滤，得到精密过滤器过滤后的五大连池天然苏打水；
④、以中空纤维为过滤介质，利用超滤装置对精密过滤器过滤后的五大连池天然苏打水进行过滤，得到超滤装置过滤后的五大连池天然苏打水；
⑤、使用紫外线杀菌装置对超滤装置过滤后的五大连池天然苏打水进行灭菌10s，得到紫外线杀菌后的五大连池天然苏打水；
⑥、利用折叠滤膜的孔径为0.22μm的终端过滤器对紫外线杀菌后的五大连池天然苏打水进行过滤，得到处理后的五大连池天然苏打水；
三、调配：
将处理后的五大连池重碳酸矿泉水和处理后的五大连池天然苏打水混合均匀，得到混合后的原料用水；
步骤三中所述的处理后的五大连池重碳酸矿泉水和处理后的五大连池天然苏打水的质量比为3:7；
四、填充二氧化碳：
利用冷冻机将混合后的原料用水的温度降至5℃，然后利用气水混合机向温度为5℃的混合后的原料用水中填充二氧化碳，得到基于五大连池天然泉水的含气苏打水；
步骤四中所述的基于五大连池天然泉水的含气苏打水中游离co2含量为1000mg/l。
实施例二：一种基于五大连池天然泉水的含气苏打水的制备方法，是按以下步骤完成的：
一、五大连池重碳酸矿泉水的处理：
①、将五大连池重碳酸矿泉水原水通入到曝气罐中，再进行空气曝气处理，得到经过空气曝气处理的五大连池重碳酸矿泉水；
步骤一①中所述的空气曝气处理的曝气量为20l/h，曝气时间为3s；
②、将经过空气曝气处理的五大连池重碳酸矿泉水在曝气罐内进行自然沉降，得到去除不稳定矿物离子的五大连池重碳酸矿泉水；
步骤一②中所述的沉降时间为20h；
③、将去除不稳定矿物离子的五大连池重碳酸矿泉水通入到臭氧氧化塔内进行臭氧氧化处理，再在臭氧氧化塔内自然沉降，得到臭氧氧化处理后的五大连池重碳酸矿泉水；
步骤一③中所述的臭氧氧化处理的臭氧投加量为18mg/l，臭氧氧化处理的时间为1min；步骤一③中所述的自然沉降的时间为10h；
④、使用锰砂过滤器对臭氧氧化处理后的五大连池重碳酸矿泉水进行过滤，得到锰砂过滤器过滤后的五大连池重碳酸矿泉水；
步骤一④中所述的锰砂过滤器的过滤介质自上至下为0.1m二氧化锰和0.3m鹅卵石；
⑤、以0.6mm～1.2mm的果壳活性炭为填料，利用果壳活性炭过滤器对锰砂过滤器过滤后的五大连池重碳酸矿泉水进行过滤，得到果壳活性炭过滤器过滤后的五大连池重碳酸矿泉水；
步骤一⑤中所述的填料高度0.8m；
⑥、以1μm～4μm的聚丙烯为过滤介质，利用精密过滤器对果壳活性炭过滤器过滤后的五大连池重碳酸矿泉水进行过滤，得到处理后的五大连池重碳酸矿泉水；
二、五大连池天然苏打水的处理：
①、在水压为0.75mpa下使用多介质过滤器对五大连池天然苏打水原水进行过滤，得到多介质过滤器过滤后的五大连池天然苏打水；
步骤二①中所述的多介质过滤器的过滤介质自上至下依次为0.1m粒径为1mm～2mm的石英砂、0.2m粒径为8mm～10mm的石英砂和0.5m粒径为20mm～30mm的石英砂；
②、以0.6mm～1.2mm的果壳活性炭为填料，利用果壳活性炭过滤器对多介质过滤器过滤后的五大连池天然苏打水进行过滤，得到果壳活性炭过滤器过滤后的五大连池天然苏打水；
③、以5μm～10μm聚丙烯为过滤介质，利用精密过滤器对果壳活性炭过滤器过滤后的五大连池天然苏打水进行过滤，得到精密过滤器过滤后的五大连池天然苏打水；
④、以中空纤维为过滤介质，利用超滤装置对精密过滤器过滤后的五大连池天然苏打水进行过滤，得到超滤装置过滤后的五大连池天然苏打水；
⑤、使用紫外线杀菌装置对超滤装置过滤后的五大连池天然苏打水进行灭菌10s，得到紫外线杀菌后的五大连池天然苏打水；
⑥、利用折叠滤膜的孔径为0.22μm的终端过滤器对紫外线杀菌后的五大连池天然苏打水进行过滤，得到处理后的五大连池天然苏打水；
三、调配：
将处理后的五大连池重碳酸矿泉水和处理后的五大连池天然苏打水混合均匀，得到混合后的原料用水；
步骤三中所述的处理后的五大连池重碳酸矿泉水和处理后的五大连池天然苏打水的质量比为7:3；
四、填充二氧化碳：
利用冷冻机将混合后的原料用水的温度降至5℃，然后利用气水混合机向温度为5℃的混合后的原料用水中填充二氧化碳，得到基于五大连池天然泉水的含气苏打水；
步骤四中所述的基于五大连池天然泉水的含气苏打水中游离co2含量为1800mg/l。
实施例一与实施例二使用的五大连池重碳酸矿泉水原水和五大连池天然苏打水原水均相同。
五大连池重碳酸矿泉水原水、五大连池天然苏打水原水、实施例一制备的基于五大连池天然泉水的含气苏打水和实施例二制备的基于五大连池天然泉水的含气苏打水的水质成分含量见表1。
表1
从表1可知，实施例一和实施例二制备的基于五大连池天然泉水的含气苏打水在矿物含量和种类分布上更均衡，实施例一制备的基于五大连池天然泉水的含气苏打水可用于佐餐用水，帮助调节胃部不适，及促进食品香味增进食欲等用途，实施例二制备的基于五大连池天然泉水的含气苏打水气体含量高，可用于运动过后散发热量补充矿物质离子的用途。