用于对水进行净化和理化调节的系统的制作方法

本发明中发现的建设性原理和功能可适用于对供人类饮用的水进行净化、理化调节以及包装的领域。

背景技术：

出于后面人类饮用的考虑，标记中的几种系统旨在净化和适应来自不同来源的水。

为了供人类饮用，氢离子浓度(由ph值量化)在7至12之间(优选在8.5至10.5之间)的范围内的水被认为是有区别的，并且广泛提供矿物质盐(主要是镁)，其在每ml水10mg至80mg之间，优选地高于每ml40mg。

现有技术包括一些涉及水净化工艺的专利文件，诸如中国文件cn205856183u，其描述了旨在对水进行冷净化的工艺，但是不建议供人类饮用。另一示例，文件cn103880213也描述了水的冷净化工艺，涉及非常高的设施，并且它没有解决为了简化消费者的竞争渠道的适当包装的问题。关于包装，我们发现北美文件us830318282b2，其描述了具有两个熔合部、聚合物混合物以及每液体体积的大量固体残留物的包装。

从现有技术已知的解决方案涉及以大规模设施中执行的机械和工艺，这需要在土地、基础设施以及高固定成本上的大量投资。因此，需要用于对供人类饮用的水进行净化、理化调节和包装的工业系统，其具有减小的规模、允许其安装的多样性、在对基础设施要求较低的较低区域中操作、并为到达最终消费者提供便利。

在现有技术中，仍然证实了对以下方面的需求：供人类饮用的更健康的水、包装不可侵犯、可生物降解、每ml水产生较低的固体残留物、更高的热效应、易于运输和处理包装、通过在较低区域安装和操作的系统获得、以及对基础设施的要求最小化。

技术实现要素：

本发明的目的是一种用于对供人类饮用的水进行净化、理化调节和包装的系统，其包括以下元件：

泵(1)，第一可互换板式热交换器(11)；高压二氧化硅过滤器(12)；高压活性炭过滤器(13)；离子交换器(14)；双反渗透系统(16)；臭氧化系统(17)；用于添加矿物质盐的装置(18)；和用于调节氢的浓度的装置(19)；存储罐(17)；以及一组单元包装的包装机器(200)。

本发明的目的

本发明的目的是：通过一种用于以对于人类饮用前所未有的方式对水进行净化、调节理化特征和包装的紧凑系统，来实现在不攻击自然的情况下毛细且有竞争力地向人们提供健康的水，该系统具有较低的投资和运行成本、便于其在较低区域多次安装和运行、并且对基础设施要求较低。

本发明的目的又一目的是以防篡改、可生物降解、可回收、更高热效应的包装来提供更高和前所未有的质量的供人类饮用的水，已经看到每体积的水产生较低的固体残留物，易于运输和处理，这借助于对基础设施的要求最小化的紧凑的包装系统而获得，从而使此类设施在巴西和国外的所有地区得以发展。

附图说明

-图1描绘了本发明的系统中包括的工艺的流程图。

-图2描绘了根据本发明的原理设计的系统(10)。

-图3描绘了根据本发明的包装(3)。

具体实施方式

首先，系统必须耦接至约25℃的室温的水源，通过压力馈送或通过储液器，或者直接从地下水位泵送。根据本发明的原理设计的用于对供人类饮用的水进行净化和理化调节的系统(10)包括以下步骤和元件，如图1所示的流程图所示：

通过可互换板式热交换器(11)对水进行初始加热；通过高压二氧化硅过滤器(12)进行第一次过滤；通过高压活性炭过滤器(13)进行另一次过滤；一个通过离子交换器(14)的通道；用于调节氢的浓度的装置(19)；一个通过双反渗透系统(16)的通道；一个通过臭氧化系统(17)的通道；用于添加无机盐的装置(18)以及一组单元包装的包装机器(200)。

图2呈现了系统(10)的一个示例，其中设备包裹在240m²的区域中，且高度为2m，需要向系统定期供应480m³的水。可替代地，可以通过水的压力源向系统供料。

第一可互换板式热交换器(11)用于将温度升高至40℃至60℃之间、优选在55℃至65℃之间，并因此降低水的密度、表面张力和粘度，以促进随后的过滤步骤。

遵循通过第一可互换板式热交换器(11)的通道，在40℃至60℃之间的水被二氧化硅过滤器(12)接收，该二氧化硅过滤器的功能是去除大小在20至100微米之间的悬浮固体颗粒。通过降低水的密度、表面张力和粘度(这可以通过事先加热实现)来促进水流过这种元件。

随后，离开二氧化硅过滤器(12)的水被接收到活性炭过滤器(13)中，此时处于故意降低的温度，理想范围是从30℃至60℃，优选范围是35℃至45℃，这是由于在水经过二氧化硅过滤器的期间的温度损失。活性炭过滤器(13)的功能是去除氯、藻类、有色物质、芳香族化合物和其他可能给水带来奇怪味道的物质。

接下来，水在离子交换器(14)中被接收。在这时，水流与具有宽表面的阳离子和阴离子交换的树脂颗粒紧密接触，该树脂颗粒的功能是通过化学亲和力去除不希望的金属离子，主要是重金属。

在离子交换器(14)之后，水然后被导引通过至双过滤反渗透系统(16)，其功能是通过超细膜从残余物中分离出渗透液体(纯水)，该残余物除了最终存在99.9％的细菌之外，由盐、有机物质、大小大于5微米的任何及所有悬浮的污染颗粒组成。

在该工艺的后续步骤中，无需臭氧处理系统(17)来接收水，在该系统中产生气态臭氧(o3)并且在设施中大量鼓泡。

根据图2的系统设计的系统每小时能够净化和包装5,000升。即，根据图2设计的系统(10)能够在一小时内产生设施的约10升/m³。

根据图2的示例，存在罐和泵来对要由系统(10)处理的水进行接收和加压，以保证在通过的水(藻类)中任何种类的细胞生命(藻类、细菌、酵母、真菌等)的100％的死亡，氧化任何痕量有机物。该过程保证了包装水的纯度、亮度、新鲜度和2年的有效期。在该步骤之后，通过传感器(19-b)检查ph，且然后将水临时存储在罐(15)中。

因此，获得了绝对纯净的水；然而，其成分经受模糊的(dully)平衡，以达到供人类饮用的前所未有的健康和可饮用性标准。在此，供人类饮用，不仅理解为简单地饮用水，还理解为用其制备饮品，重点是医院饮料、软饮料、明胶、果汁、茶、调味水以及使用水作为溶剂或赋形剂载体的其他溶液、混合物和胶体。

此时，通计量泵(19-a)来启动控制和调节ph，该计量泵的功能是平衡和自动添加碳酸氢钠，该碳酸氢钠通过亲和力使钠离子在水中呈氢氧化钠的形式，从而调节氢离子(h⁺)的浓度。进行控制以使最终产物呈现ph在7.0与12.0之间、优选地ph在8.5与10.5之间的碱性。

然后将水输送经过用于添加盐的装置(18)。此时，向水添加含有喜马拉雅粉红盐(himalayanpinksalt)和氯化镁的预混物，以使多达94种矿物质盐融合在一起，具有高水合和储藏强度，其中突出了镁盐。应注意的是，喜马拉雅粉红盐本身已经具有镁盐，其是第三大浓度元素。这种金属大都存在于喜马拉雅土壤中，其中包含诸如菱镁矿(mgco3)、白云石(camg(co3)2)和水镁石(mg(oh)2)等矿石，化合物中镁所占比例分别为46.6％、22％和69％，且它们被用于商业元素提取(根据巴基斯坦的石油和地质资源部门于2009年进行的收集)。虽然在喜马拉雅盐中存在镁，但预混物可能包含其他镁源，目的是例如通过添加氯化镁来增加或控制其浓度。如图2所示，在本示例中，我们选择了细分的用于添加盐的装置(18-a和18-b)，其中盐浮计(18-a)设计用于添加镁盐。即，可以对用于添加盐的装置(18)进行细分，以呈现用于添加镁盐的装置。

这里，应当指出，用于添加盐的装置(18)和用于控制ph的装置(19)之间存在差异，后者尽管也测量盐(例如氢氧化钠)的浓度，但旨在控制水的ph，如前所述。在人体中发生的是，正常血液的ph应保持在窄范围内(7.35-7.45)，以适于代谢过程的适当功能，并用于在血液中输送适量的氧气。代谢会产生大量需要中和或消除的酸，以保持酸碱平衡。肺和肾脏是涉及血液ph调节的主要器官，其中血液缓冲系统(血红蛋白、血浆蛋白、碳酸氢盐和磷酸盐)也有助于将其ph调节至7。值得强调的是，食品和饮料的ph并不一定与生物体的碱化/酸化作用有关。

食品中的碱化或酸化能力是由其硫酸盐、氯化物、磷、钾、镁、钠和钙的含量确定的，并且其可以通过pral(葡萄牙语中潜在的肾酸负荷，cargaácidapotencial)来计算。pral是thomasremer和friedrichmanz在1995年创建的数学计算，其允许直接评估食品中的上述成分。pral值越负，则食物越碱化。食用/饮用碱化的食物和饮料(即那些呈现负的pral的食物和饮料)会对人体酸碱平衡产生明显影响。对于水，已知镁和/或碳酸氢盐的浓度越高，pral值越低。从这个意义上讲，可饮用的碱化水消耗量已得到显著提高。已经有几项研究指出了碱化饮食的有益潜力，强调了对老年人肌肉质量的保持和骨骼健康支持。在本系统中，用于添加盐的装置(18)将工艺所得水的pral值调节至-1至-3的范围。

可以通过以下适用于矿泉水的公式来完成对pral值的计算：pral＝[0.00049so4(mg)]+[0.027cl(mg)]+[0.037p(mg)]-[0.21k(mg)]-[0.026mg(mg)]-[0.413na(mg)]-[0.013ca(mg)](来源：revistanutrire.2015dec；40(3):344-351，其可从以下电子网址获得：http://dx.doi.org/10.4322/2316-7874.78015)。

在该步骤结束时，我们获得了在-1至-3之间的显示出适于人类饮用的pral值的纯净水，这种纯净水呈现出的氢离子浓度包含在7.0至12之间的ph的范围内，优选地ph在8.5至10.5之间，可独特地获得94种矿物质盐，特别是镁含量在每升水10至80毫克之间，优选在每升40毫克以上。将水存储在罐(20)中。

系统还包括一组用于单元包装的包装机(200)，其目的是对工艺所得水进行包装，以在其产生结束后进行分配。在这种情况下，合适的包装解决方案应是pebd的防篡改包装。

根据图2的示例，该系统包括具有热熔合的体积注射类型的包装模块(200)，该包装模块能够每小时包装4千至千袋水(3)，如图3所示，其中该包装类型的通常体积为从150ml至1500ml的范围。

应当注意，图3的袋(30)由通过熔合线(31)限制的pebd膜构成，优选地，熔合线的轮廓模拟传统瓶子的形状，示出有颈部(34)。在颈部中，使用者可以切割或可替代地撕开颈部(34)，以便通过颈部(34)中的开口获取内容物，并饮用经包装的水。

打开颈部(34)的过程是永久性的，使得包装(3)可以重复使用。

袋(30)在其本体上显示打印的信息。在袋本身上对打印件(35)进行预先打印，这是因为优选地向包装模块(200)供给设计为预先制造的低密度聚乙烯(pebd)膜的袋。

仍然优选地，打印件(35)包括对使用者有用的信息，诸如例如袋体积、法律信息、水瓶剪影或可能更方便的对象。

袋可以包括线(36)，该线向使用者指示颈部(34)的用于执行袋(30)打开的最佳部分。所述颈部(34)开口将允许使用者通过在袋侧面施加压力来插入吸管或迫使水输出，以饮用包装的水。

对本文中呈现的示例的描述不排除包含在本发明的范围内的其他可能的实施方式和阵列，且因此不应以限制的方式考虑它。从这个意义上说，本领域技术人员可以使用传感器和控制器、罐和泵的多个阵列，以控制根据本发明的原理设计的系统。