一种有持续抑菌能力的太赫兹清洗用水的生产系统及生产方法与流程

本发明属于清洗用水制备技术领域，具体涉及一种有持续抑菌能力的太赫兹清洗用水生产系统及生产方法。

背景技术：

目前纸、丝麻等有机类文物的清洗大多用纯水或高纯水。对清理污垢、提亮色泽、清除霉菌效果尚可。但对于这些材质的物品日后防霉没有效果。本发明提供一种有持续抑菌能力的太赫兹清洗用水，如果清洗相同的次数，它除污能力和白度优化好于纯水和高纯水，抗张强度变化、ph值变化与纯水、高纯水相当，太赫兹清洗用水额外提供抗菌性能。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种有持续抑菌能力的太赫兹清洗用水生产系统及生产方法，制得的太赫兹清洗用水通过小分子团水较强的渗透性，更快速的裂解和析出污垢，减少了清洗次数，具有推广应用价值。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种有持续抑菌能力的太赫兹清洗用水的生产系统，包括纯水箱，所述纯水箱经由进水管道与太赫兹多级辐照仓连接，太赫兹多级辐照仓与太赫兹波发生器主机连接，太赫兹多级辐照仓经由出水管道依次与高精度过滤器、脱气塔连接，脱气塔与成品水储罐连接。

进一步，所述太赫兹多级辐照仓底部设有微气泡布气头，微气泡布气头经由管道与液氩储罐连接。

利用本发明所述的生产系统生产有持续抑菌能力的太赫兹清洗用水的方法，包括以下步骤：

（1）原水采用去离子高纯水，经过太赫兹多级辐照仓辐照，采用多路输出的太赫兹波发生器主机，输出波段被设置成1~9个不同的频谱段，中心频率可调；

（2）向太赫兹多级向辐照仓的微气泡布气头通入液态氩气，对太赫兹水进行冲击、搅拌、极速降温；

（3）太赫兹多级向辐照仓的出水经由高精度过滤器过滤后，进入脱气塔脱气，将水中溶解的氩气分离出来，得到太赫兹清洗用水。

进一步，所述步骤（1）中多路输出的太赫兹波发生器主机的输出波段覆盖频率范围是1x10¹⁰~9.5x10¹¹hz、9.1x10¹¹~9.5x10¹²hz、9.1x10¹²~9.5x10¹³hz。

进一步，所述步骤（2）中将位于太赫兹多级向辐照仓内的太赫兹水极速降温至0℃。

世界各国的科学家普遍把太赫兹频率段界定在超远红外频段，100ghz~10thz，(1t=1000g=10¹²)，由于分子之间的振动频率，以及原子中的电子自旋频率刚好处于这个频段范围内，因而可以与多种物质的分子/原子（尤其是其中的极性分子——水）产生同频共振。由于分子间存在的爱德华力而形成大分子团，分子因同频共振获得能量后活性增强，大分子团链被打散，形成小分子团链的小分子团水。小分子团水有较强的渗透性和亲和力，水分子能够更好的与污物耦合，很好的浸润纸张纤维，因此清洁效率更高，清洗2次就可以达到普通高纯水清洁5-7次的效果（图2）。提高效率并不是这个行业最关心的事情，但减少清洗次数最大的意义在于降低清洗对纸张等有机纤维的损伤，表现在纸张上就是纤维聚合度和抗张强度的降低，太赫兹清洗水要明显优于普通纯水和高纯水。

向太赫兹多级向辐照仓的微气泡布气头通入液态氩气，对太赫兹水进行冲击、搅拌、极速降温，有助于使太赫兹处理的小分子团水的分子团更小，链接更稳定更不易还原，储存期更长，实测半峰宽从66.4hz下降到62.8hz，1年存储后半峰宽从65.8hz下降到62.4hz。

通常的小分子团水都是硬水，硬水会明显降低纸张的抗张强度，不适合用于清洗文物。人造小分子团水通常放置几个小时后很快还原为大分子团水，太赫兹处理生产的小分子团水性能非常稳定，我们测试了实验室里存放了4年的太赫兹水水样，性能没有降低。

本发明的太赫兹清洗水对比现有技术具备下述优异效果：1）本发明是通过小分子团水较强的渗透性，更快速的裂解和析出污垢，减少了清洗次数；2）清洗次数的增加，文物的强度会有所下降，减少清洗次数对文物保护非常有价值；3）本发明的太赫兹清洗水具有明显的防霉杀菌作用；4）可以与现有的脱酸等工艺叠加使用。

附图说明

图1为太赫兹清洗用水的生产系统结构示意图；

图2为清洗前后的sem电镜照片（a-清洗前、b-清洗后）；

图3为软袋包装的结构示意图；

图4为不同水清洗过的纸张，接种霉菌以后的区别（a、c-普通高纯水清洗、b、d-太赫兹水清洗、a、b-接种土曲菌25℃85%rh、c、d-接种球毛壳菌25℃100%rh）；

1-高纯水、2-纯水箱、3-纯水泵、4-太赫兹多级辐照仓、5-太赫兹波发生器主机、6-液氦、7-对冲螺旋腔微气泡布气头、8-太赫兹水泵、9-高精度过滤器、10-排气口、11-脱气塔、12-成品水、13-灰尘杂质、16-软式水桶、17-手柄、18-阀门。

具体实施方式

下面结合具体实施例，对本发明做进一步说明。应理解，以下实施例仅用于说明本发明而非用于限制本发明的范围，该领域的技术熟练人员可以根据上述发明的内容作出一些非本质的改进和调整。

实施例1

如图1所示，一种有持续抑菌能力的太赫兹清洗用水的生产系统，包括纯水箱2，所述纯水箱2经由进水管道与太赫兹多级辐照仓4连接，进水管道上设有纯水泵3，太赫兹多级辐照仓4与太赫兹波发生器主机5连接，太赫兹多级辐照仓4经由出水管道依次与高精度过滤器9（型号为brd-jm10-40）、脱气塔11（型号为nsk-2）连接，脱气塔11与成品水储罐连接，出水管道上设有太赫兹水泵8，所述太赫兹多级辐照仓4底部设有微气泡布气头7，微气泡布气头7经由管道与液氩储罐6连接。

利用本实施例的生产系统生产有持续抑菌能力的太赫兹清洗用水的方法，包括以下步骤：

（1）原水1采用去离子高纯水，经过太赫兹多级辐照仓4辐照，采用多路输出的太赫兹波发生器主机5，输出波段被设置成1~9个不同的频谱段，中心频率可调；可覆盖频率范围是1x10¹⁰~9.5x10¹¹、9.1x10¹¹~9.5x10¹²hz，9.1x10¹²~9.5x10¹³hz；

（2）向太赫兹多级向辐照仓的微气泡布气头7通入液态氩气，对太赫兹水进行冲击、搅拌、极速降温至0℃；

（3）太赫兹多级向辐照仓的出水经由高精度过滤器9过滤后，进入脱气塔11脱气，经由排气口11将水中溶解的氩气分离出来，得到成品水12，即太赫兹清洗用水。

本产品适合采用软袋式包装，如图3所示，包括软式水桶16、软式水桶16上设有手柄17、出水口阀门18位于下方，出水时可避免空气进入。

小分子团水有较强的渗透性和亲和力，水分子能够更好的与污物耦合，很好的浸润纸张纤维，因此清洁效率更高，清洗2次就可以达到普通高纯水清洁5-7次的效果（图2）。

太赫兹清洗水还有较强的杀细菌/灭霉菌作用，用太赫兹水清洗过的纸张更不容易发霉，小分子水降低了纸张纤维中的葡萄糖链的活性。能够侵犯纸张的霉菌超过200种，最常见的是土曲菌和球毛壳菌，这两种菌的生长和繁殖方式不一样，土曲菌是孢子链生长，球毛壳菌是靠子囊壳繁殖。土曲菌在25℃75%rh环境下就能生长，对比图中霉菌生长旺盛图4a；球毛壳菌要在25℃100%rh的环境下才能繁殖见图4c。用太赫兹水处理过的纸张使土霉菌的生长湿度提高到85%，见图4b；而球毛壳菌在25℃，100%rh的环境下繁殖速度明显减慢，见图4d。

应用例1

对宣纸进行各种水清洗对比，测试理化参数。

实验过程按gb/t450-2002取旧宣纸纸样若干，用太赫兹水、超纯水、纯水、自来水浸泡。反复1、2、3次，每次浸泡30分钟后都自然晾干。

清洗过的纸样与原纸样做以下测试色差、抗张强度、聚合度、ph，取几个典型纸样用sem电镜观察。

得到以下结果：

1）色差，纸张清洗3次以后白度就不会有更好的变化了，这一点，各种水都差不多，但太赫兹水清洗两次（49.3）就可以与高纯水清洗3次的效果（49.6）相当，清洗前是43.5。纸张洗的越白，说明洗的越干净；

2）抗张强度，每次清洗纸张的抗张强度都有下降，太赫兹水、超纯水、纯水的降低幅度差不多，且明显比自来水好不少。但太赫兹水清洗2次的下降幅度比超纯水洗3次的下降幅度小35%。根据天气决定是否添加防冻剂，根据是否是乙醇汽油决定是否需要乳化剂；

3）聚合度，不同的水清洗纸张3次以内，对聚合度差别不大，都在1310~1360之间；

4）ph，不同的水清洗纸张1次就能使ph从5升到6.3左右，后两次清洗对纸张脱酸意义不大。纸张偏碱性有利于预防发霉，但太赫兹水防霉的原理与ph值关系不大；

5）太赫兹水的清洁能力较强，可以减少清洗次数，对纸张的保护更好；

6）本测试可类比木、竹、丝、麻等材质的文物清洗；

7）可以作为脱酸的前处理手段和脱酸溶剂（代替纯水或蒸馏水）使用。

应用例2

对使用太赫兹水和超纯水清洗过的纸样接种土曲菌和球毛壳菌，然后经过恒温恒湿培养，观察细菌的生长。

实验过程按照astmd2020-1992(2003)，制备孢子悬浮液，接种，放置在25℃，75%rh、85%rh、100%rh的恒温恒湿箱7天。取出后观察霉菌的生长情况。

1）用超纯水清洗过的纸样上土曲菌在25℃75%rh环境下就能生长，用太赫兹水处理过的纸张使土霉菌的明显生长湿度提高到85%，见图4b；球毛壳菌在用太赫兹水清洗过的纸上繁殖速度减慢明显见图4d；

2）可以配合用太赫兹防霉材料制作的防霉胶片可等到更好的防霉效果。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征以及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。