专利名称：一种阻垢制品以及阻止水垢生成的方法
技术领域：
本发明涉及一种阻垢制品以及阻止水垢生成的方法。
技术背景
通常，水的硬度是指自然水体中矿物质和微量元素的浓度换算成钙之后的含量， 有些国家以氧化钙计，中国和美国都是以碳酸钙计，当水中碳酸钙含量高于100mg/L的为硬水。硬水地区是指生活用水主要来源为硬水的地区，中国北方大部分地区，欧洲部分国家如意大利等都属于硬水地区。
在加热煮沸时，硬水中以酸式碳酸盐形式存在的钙、镁等矿物质如Ca (HCO3) 2、Mg (HCO3)2等，会析出形成水碱并沉积在炊具等加热器上形成水垢。水碱和水垢会给日常生活带来影响和不便。水垢沉积在加热器上形成隔热层，阻碍热传导，浪费能耗，增加碳排放。 水碱自煮沸形成后，0. 5h后部分沉淀，其余部分一直荡漾在水中，饮用时涩口，吞咽时有不适感。结垢会造成电加热器过热损坏而无法使用；同时水垢沉积在加热器上，影响使用和美观，水垢淤积过多时会堵塞炊具的壶口使其内的水无法倒出。
而从生活习惯和卫生角度而言，饮用开水是人们生活的普遍选择。近些年来科学家的一些研究认为饮用水中矿物质元素对人体有益，可以防止和延缓随着人口老龄化的趋势而越来越普遍的一些慢性病。尤其是水中钙、镁含量对于防治心血管疾病和骨质疏松等疾病具有潜在而深远的意义。
因此，在不改变人们生活习惯的前提下，保持适当硬度，同时阻止炊具等加热器结垢，使水碱快速沉淀的饮用水是硬水地区居民的最佳饮水。
磷酸、柠檬酸等化学除垢剂是在炊具形成水垢后，与水垢发生中和反应以达到去除的目的，这种处理方法不能阻止水垢的形成和其在炊具等加热器上的沉积，耗能问题和水碱荡漾问题也不能解决。RO反渗透膜式净水器可以去除水垢，但同时去除了水中的矿物质和微量元素，不能解决健康饮水问题。直饮水虽保持了硬度，但加热时仍然会形成水碱和水垢。净水器因为安装管道和滤芯更换不及时会导致饮水二次污染问题，而RO反渗透膜净水器废水量和好水量的比值大于3 1，即经由净水器产生一杯可以饮用的水同时产生3杯以上的废水，这对于水资源是极大浪费。
相近专利WO 2007042475中提到使用一个10000L的储水箱，预先加入肌醇六磷酸并注满水，作为家庭一周的生活用水。肌醇六磷酸加入硬水体系时，会与接触到的钙镁离子结合成肌醇磷酸钙镁(菲汀)晶核，形成絮状不溶物沉淀。菲汀是营养滋补物，对于水体里细菌的滋生形成极好的营养环境，所以在储水罐中加入肌醇六磷酸作为生活用水是不可行的。此外如此大的储水箱在一般家庭是难以实现的。此专利中涉及的水系的最高温度为 65°C，并未涉及煮沸的开水系统，所以与本发明的内容有本质不同。
肌醇六磷酸及其盐类在水处理中用量比非常小，所以只作为工业或大型用水环境使用，如锅炉等。作为家庭使用环境，饮水量有限，每次加热水量一般在IL至5L，甚至量，并精确至毫克量级，这是家庭用户无法做到的，故肌醇六磷酸在家庭等小用水环境中的阻垢应用至今仍是空白。
综上，目前没有合适的方法用于家庭等小用水环境的炊具等加热器的结垢和水碱荡漾难以沉淀的问题的解决。发明内容
针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是要提供一种阻垢制品及阻止水垢生成的方法，本发明能有效解决因钙镁离子引起的家庭等小用水环境的炊具等加热器的水垢(水碱)问题，并且可有效节约能源。
本发明提供了一种阻垢制品，是一种肌醇六磷酸与载体结合的复合物、或者肌醇六磷酸的盐类与载体结合的复合物、或者肌醇六磷酸与肌醇六磷酸的盐类的组合与载体结合的复合物。
进一步的，所述的载体为棉纤维制品或者木纤维制品。
进一步的，所述的棉纤维制品选用布片或者棉粒。
进一步的，所述的木纤维制品选用竹粒、或者木炭粒。
进一步的，所述的载体为陶瓷粒、或者玻璃珠。
进一步的，所述的载体包括但不限于上述载体。
进一步的，所述的复合物中，以肌醇六磷酸来计算，含量为0. 05 - IOmg肌醇六磷酸/个复合物，以用于容积为0. IL左右的功夫茶壶至一般家庭等小用水环境的各种水加热ο
本发明还提供了一种阻止水垢生成的方法，在水体中加入上述的阻垢制品，当水体的硬度为100-450mg/L时，加入的阻垢剂量，以肌醇六磷酸来计算，每升水中含有 0. 5mg-5mg肌醇六磷酸，达到阻垢效果，且水体清澈。
本方法是基于一种具有阻垢性能的肌醇六磷酸及其盐类或者两者组合与载体结合的复合物，用于分隔和精确计量微量肌醇六磷酸及其盐类的用量。
肌醇六磷酸是天然产物，广泛存在于天然谷物、豆类、种子胚芽、坚果和米糠中，最近已经证明肌醇六磷酸存在于哺乳动物(包括人类)所有的器官、组织和生物体液中。肌醇六磷酸作为食品添加剂和医药原料在生产和生活中广泛使用。目前的研究表明其在抗氧化和抗肿瘤方面都有肯定意义。
硬水中以酸式碳酸盐形式存在的钙、镁等矿物质如Ca (HCO3) 2、Mg (HCO3)2等，在加热煮沸时，会析出形成CaC03、MgCO3晶核并长大，它们以不规则杂乱形态组合叠加在一起并沉积在加热器的内壁上，经烧结形成致密的大块沉淀，这就是水垢。肌醇六磷酸及其盐类具有很强的螯合能力，其与钙镁离子形成的不溶性复合物菲汀成为水垢析出时的晶核，阻止碳酸钙、碳酸镁晶体的长大，并使其结晶形成形状规则、颗粒均勻的晶体，这些晶体颗粒密实，既不互相附着长大亦不沉结在加热器的内壁上，而是形成结构松散的沉淀物，这样就达到了阻止水碱在内壁结垢的目的。
肌醇六磷酸及其盐类在水中加入的浓度与水的硬度有相关性，在硬度为 100-450mg/L时，肌醇六磷酸的加入量在每升水是0. 5mg至5mg，使用量不足时阻垢效果不佳，使用量超量时水会出现浑浊从而影响饮用。在不同饮水源如深井层和潜水层，或同3/4页一饮水源不同节令如丰水期和枯水期，水的硬度是不同的。肌醇六磷酸以液体形态或其盐类以粉状形态存在，在家庭等小用水环境使用时，如此微量用户无法精确计量，更不可能根据水的硬度变化而做相应调整。本发明将肌醇六磷酸或其盐类或者两者的组合与有形载体形成复合物，每个复合物上附着精确计量的肌醇六磷酸，即将肌醇六磷酸定量化、 分隔化，使用时只要取与用水体积对应的复合物需用量，置入生水中即可，操作方便、且不会出现偏差，烧出的开水清澈，口感绵软，从而解决了肌醇六磷酸无法精确准确定量以至于无法在家庭等小用水环境使用的问题。具体做法是某种规格的阻垢制品的每个载体上设计附着N毫克(mg)的肌醇六磷酸、或者相当量的肌醇六磷酸的盐类、或者相当量的两者的组合，设计每个载体与M毫升(ml)的肌醇六磷酸、或者相当量的肌醇六磷酸的盐类、或者相当量的两者的组合的溶液相接触，则用于与载体结合的溶液的体积浓度为C=I X1000 (mg/L)只要正确配制这一浓度的肌醇六磷酸、或者相当量的肌醇六磷酸的盐类、 M或者相当量的两者的组合的溶液，只要正确使每个载体只接触M毫升的溶液，则每个阻垢复合物制品就能精确结合预订的N毫克有效成分。
肌醇六磷酸只是改变碳酸钙、碳酸镁的结晶形态，并没有改变其化学性质，所以对水的成分及水中对人体有益的矿物质含量并没有产生改变。
最近已经证明肌醇六磷酸存在于哺乳动物(包括人类)所有的器官、组织和生物体液中。肌醇六磷酸作为食品添加剂和医药原料在生产和生活中广泛使用。目前的研究表明其在抗氧化和抗肿瘤方面都有肯定意义。
本发明和已有技术相比，其技术进步是显而易见的。本发明的方法能够使水碱快速沉淀，同时改善了饮用水的口感，并且提供了一种精确微量化计量肌醇六磷酸的方法和产品，可以给家庭使用。
具体实施方式
本发明通过下面的实施例进行说明，这些实施例不能以任何方式限制本发明的范围。
实施例1取硬度为300mg/L的饮用水5升分成5等分，每一份为一升，分别加入0. lmg、0. 5mg、 Img Jmgdmg肌醇六磷酸，煮沸后观察五个样品浊度和煮水容器内壁上水垢的沉结。结果显示，在硬度为300mg/L时，肌醇六磷酸的每升水含量在Img至3mg时，内壁无沉结，水体清澈透明，无明显的悬浮物。
实施例2配制含肌醇六磷酸50mg的水溶液15mL备用，取IOcmX IOcm的每平米质量为45g的食品加工用纯棉布块完全浸没入备用液中，充分浸泡后，烘干，将布块均勻裁剪成2cmX2cm 的布片。随机取5片布片，用高效液相色谱HPLC测定各布片中肌醇六磷酸的含量，结果显示，每片等体积的布片上肌醇六磷酸含量均勻一致，均为含有肌醇六磷酸ang/个复合物。
实施例3取十粒符合GB 17762-1999《耐热玻璃器具的安全与卫生要求》标准的相同规格(直径5Φ=0. 6cm, H=L 0cm)的玻璃圆柱，每个玻璃柱均蘸取0. 04ml含肌醇六磷酸0. 05mg的水溶液，烘干。随机取5粒玻璃柱，分别洗脱，用高效液相色谱HPLC测定各玻璃柱中肌醇六磷酸的含量，结果显示，各玻璃柱上肌醇六磷酸含量均勻一致，均为含有肌醇六磷酸0. 05mg/个复合物。
实施例4取十粒符合GB-T 13803. 2-1999《木质净水用活性炭》标准的粒径为4. Omm的椰壳木质柱状活性炭木炭粒(纯物理压合无粘合剂)，用移液器在每粒上各滴入0. 02ml含肌醇六磷酸钠Hmg (相当于肌醇六磷酸IOmg)的水溶液，烘干，密封分装。随机取5粒木炭粒，分别洗脱，用高效液相色谱HPLC测定各木炭粒中肌醇六磷酸的含量，结果显示，各木炭粒上肌醇六磷酸含量均勻一致，均为含有肌醇六磷酸IOmg/个复合物。
实施例5取硬度为300mg/L的水样若干份，每份1L，随机取实施例2中的布片至水样中，煮沸后观察五个样品浊度和煮水容器内壁上水垢的沉结，结果显示，内壁无沉结，水体清澈透明， 无明显的悬浮物。结果显示，肌醇六磷酸和有形载体结合的复合物，计量精确、肌醇六磷酸含量稳定。
实施例6取硬度为300mg/L的饮用水样2升，分成二等份各1L，备用，在其中一份水样中加入实施例2中的布片一片，另一份不加。两份水样同时加热煮沸，沸腾后停止加热，对比水碱沉淀速度。加入布片的水样在停止沸腾同时水碱即迅速沉至水底，水体即呈清澈透明。空白水样在停止沸腾后，水碱依旧在水中荡漾漂浮，静置0.紐后水碱部分沉到底部，仍有部分荡漾漂浮在水体中，静置4h后，水碱仍未全部沉到底部。结果显示，在硬水中加入肌醇六磷酸与有形载体的复合物可以使其在煮沸后水中的水碱实现快速沉淀，水体清澈。
实施例7取2cmX 2cm的每平米质量为45g的食品加工用纯棉布片250片备用，设定每片上附着的肌醇六磷酸为^ig (即N4mg)，设定每片与0. 5ml的肌醇六磷酸溶液(即M=O. 5ml)相接N4触，如此配制体积浓度为C= g X1000 (mg/L) = — X1000 (mg/L)=8000mg/L的肌醇六磷MU. υ酸溶液。精确量取125ml该溶液，将备用布片完全浸没入此溶液中，充分浸渍后，烘干。取用容积为2L的电热水壶，装入硬度为300mg/L的生水至最大容积处，加入一个备用的复合物，煮沸。如此重复200次，观察水壶的结垢情况，发现水壶底部和内壁皆未结水垢，且水体清澈透明，无明显的悬浮物。结果显示，肌醇六磷酸与有形载体形成的复合物可以有效解决炊具等加热器的结垢问题。
上述实施例中所用的食品用肌醇六磷酸与载体的复合物、或食品用肌醇六磷酸的盐类与载体的复合物也可以用上述两种的组合来代替，其使用量是以肌醇六磷酸来折算的，效果相当。
权利要求
1.一种阻垢制品，其特征在于是一种肌醇六磷酸与载体结合的复合物、或者肌醇六磷酸的盐类与载体结合的复合物、或者肌醇六磷酸与肌醇六磷酸的盐类的组合与载体结合的复合物。
2.如权利要求1所述的一种阻垢制品，其特征在于所述的载体为棉纤维制品或者木纤维制品。
3.如权利要求2所述的一种阻垢制品，其特征在于所述的棉纤维制品选自布片或者棉粒。
4.如权利要求2所述的一种阻垢制品，其特征在于所述的木纤维制品选自竹粒、或者木炭粒。
5.如权利要求1所述的一种阻垢制品，其特征在于所述的载体为陶瓷粒、或者玻璃珠。
6.如权利要求1-5中任一所述的一种阻垢制品，其特征在于所述的复合物中，阻垢剂量折算成肌醇六磷酸，含量为0. 05 - IOmg肌醇六磷酸/个复合物。
7.—种阻止水垢生成的方法，其特征在于在水体中加入权利要求1-5中任一所述的阻垢制品，当水体的硬度为100-450mg/L时，加入的阻垢剂量，折算成肌醇六磷酸，每升水中含有0. 5mg-5mg肌醇六磷酸。
全文摘要
本发明提供了一种阻垢制品，解决了现有技术不能有效解决的因钙镁离子引起的家庭等小用水环境的炊具等加热器的水垢问题，是一种精确微量化计量的食品级肌醇六磷酸与载体结合的复合物、或者精确微量化计量的肌醇六磷酸的盐类与载体结合的复合物、或者两者的组合与载体结合的复合物。本发明还提供了一种阻止水垢生成的方法,在水体中加入所述的阻垢制品，当水体的硬度为100-450mg/L时，加入的阻垢剂量，以肌醇六磷酸来计算，每升水中含有0.5mg-5mg肌醇六磷酸。本发明提供了一种精确微量化计量的肌醇六磷酸的产品，方便家庭使用。本发明的方法能够使水碱快速沉淀，同时改善了饮用水的口感。
文档编号C02F5/14GK102502977SQ20111033954
公开日2012年6月20日 申请日期2011年11月1日 优先权日2011年11月1日
发明者梁颖然 申请人:梁颖然