专利名称:矿泉水的制造方法及其装置的制作方法
本发明涉及水的处理中加入特殊剂以改善饮用水的水质，更具体地说，是关系到饮水进一步净水化、消毒后，让它流过天然矿石的模拟层，使矿石在水中溶解一定量的，对人体有益的矿物质和微量元素，成为具有综合性能的人工矿泉水的制造方法及其装置。
水是维持人类生命的重要条件，而水质的好坏又直接影响到人体的健康。一种无有害物质的，而含有人体所需有益的微量元素的水，在人体生命代谢中，不仅饮之味甘解渴，而且又补充了人体所缺乏微量元素，增强人体各器官的功能，还对人体的某些疾病起着预防和辅助治疗作用。实际上，这种理想的水是含有多种有益成分或微量元素的天然矿泉水。多少年来天然矿泉水一直受到人们的褒嘉，并且渴望喝到这种水。
天然矿泉水有着许多优点，受到人们的欢迎。天然矿泉水种类很多，但真正比较好的，饮后对人体确实有益的並不很多。矿泉水根据所处的地层、岩石种类和相互组成不同而不同，如有硫磺泉、碳酸氢钠泉、氟泉、铁泉、氢泉，大多数天然泉既含有人体所必需的物质，也有一些泉水含有人体有害的物质，例如有的矿泉水氟含量超过饮用允许标准，就不能饮用。虽然天然矿泉水含有人体需要微量元素，但组成也不一致，波动很大，差别也很大，有的不能饮用或有限的饮用，真正可饮用和有益的还是少数。那些能起到综合地为人体所需和起到治疗作用组成分的矿泉水，又因交通运输等原因，价格昂贵，难以推广。所以为了满足人们日益对饮水的保健和治疗作用要求，一些国家正相续研究人工配制矿泉水，如西德、日本等国，香港和上海地区等。化学配制定没有天然的好。采用的化学纯配分生产矿泉水。这种矿泉水所含的化学成分，它们仅仅模仿一些常量元素，缺乏必要的微量元素，因此就难以被人体所吸收，而且还有一定的副作用。这种人工矿泉水不能与天然矿泉水相比拟，其保健和治疗作用极其微弱。
如何使人工制造的矿泉水保持天然矿泉水的特点，这是许多科学工作有所关心的。1983年日本公开专利昭58-114789发表了铃木博也的“矿泉水的简要制法”揭露了将含有丰富的硅、铝、铁、钠、钾、钙、镁、锰等金属元素的松脂岩的块粒浸在自来水引井水中，放置一定时间，成为可口的矿泉饮料。虽然，铃木博也发明的人工矿泉水含有天然的矿物质，但是没有交待利用松脂岩所制造的矿泉水真实的成分比例，并且对于水中的有害物质，例如余氯、隔汞、铬、砷元素的处理，也是通过静置方式加以逐步排除，但是，不仅不能完全去除，而且时间很长。
在日本公开专利58-114790发表了全子玄德的“矿泉水制造方法”，揭露了利用净化石制造人工矿泉水的装置，这种装置处理的矿泉水主要是去除自来水中的氯，而真正能从净化石中溶解的矿物质也是极其有限，文中也没有具体成分的介绍。而其处理装置使用了多道水孔道的净化石容器和使用泵送压缩空气，迫使净化水从扬水管扬出，结构复杂，制造困难。
本发明的目的在于提供一种优质人工矿泉水的制造方法，该方法是将饮水进一步净化，去除水中的有害物质，再消毒而去除水中的微生物，最后进行矿化，增加人体有益的微量元素。而主要特点是使用高温干馏的果核使为活性炭，采用高碘化物等高效消毒剂消毒，采用多种天然矿石进行矿化，使生产的矿泉水具有各种著名的、主要的、天然矿泉水的综合特点。它含有充分满足人体所需的各种微量元素和常量元素，并且尚可根据不同需要巧妙地改变矿化情况调节各种成分比例，使不仅具有天然矿泉水的清澄味甘，而且特具矿泉水之最上品。为了更好地利用本发明的方法，也提供了制造矿泉水的装置，其结构简单、合理，利用本发明的装置生产矿泉水，从净化到矿化可连续进行，并总共只有4～5分钟，适合于工业生产。
以下就本发明的制造矿泉水的具体方法和装置将结合有关的表格和附图加以详细描述。
本发明的制造矿泉水方法是饮水先经过活性炭进行净化，再经由有机碘等杀菌，随后通过矿石层，使水溶解某些微量和常量元素，並最后在芯砂中进行矿化度调节等。
在净化过程中，采用净化媒剂是优质的活性炭，适宜做这种媒剂的是果核，例如李核、话梅核、桃核、杏核等等，其中比较好的为杏核。经过高温干馏的杏核，耐压强度高，活化性能好，吸附表面积大，是一种高效活性炭。这种果核最好经过渗银处理，增加其净化能力和使用寿命杀菌性能，如果同时渗入其它它属元素性能更佳。饮水经过果核，例如用渗银的杏核组成净化媒剂，能基本上清除有害物质。其净化性能指标，如表1所示
经过净化的水进入消毒，所用的消毒材料有有机碘、高铁酸盐等，例如三碘树脂、高铁酸钾。特别是用三碘树脂，具有长效杀菌能力，使用方便、效率高。一公斤碘一般可消毒1000～3000吨水(视水源净化情况不同)，无副作用。这种消毒剂比氯、臭氧、紫外线、高铁酸钾等消毒剂有更多的优点。它在进行有效杀菌同时，并溶解微量的碘。
矿石层是用由各种含有特殊矿物质的矿石组成。这些矿石经仔细地选择，並经物理和化学方法处理后，以适当的配比混合，使水中增强一定数量所需矿物质成分，而又不沉淀于水中。
本发明矿石层所用的矿石有钙矿石、镁矿石、硫酸钙矿石、硫酸镁矿石、Co2矿石和硒矿石、净石、镭矿石等。这些矿石以一定比例混合，就组成了几种含有不同成分的矿泉水。
在这当中选择含钙较多的矿石，使钙溶于水，且增加微量的Co2，及其它附属物质铁、铜、硅、硒等微量元素;选择含镁较多的物质，使析出镁和锌;选含有CaSO4、MgSO4的矿石适量，使水中增加一定量的Ca、Mg和硫酸根;选择释放Co2和Se的矿石，使水中含有Co2和微量的硒;选择含有适量镭的矿石，经处理析出适量的氡;选择适当净石配合。
在水矿化以后水经过特殊的砂芯，清除矿屑，调节矿化度。砂型一般由石英砂烧结而成，石英砂颗粒一般为2～3mm，砂烧结后砂芯的孔隙尺寸为60～100目。
在矿化过程中所应用的水一般为自来水，也可用井水、河水等。表2表示自来水净化消毒使用Ca矿石+Mg矿石，Se矿石+Co2矿石，CaSO4矿石+MgSO4矿石，净石+Ra矿石其重量比为2∶0.5∶1∶1的矿石层矿化后进行卫生化学检验的数据。
分析项目 (1)自来水 (2)仿矿泉水PH值 7.4 7.1总碱度(毫克当量/升) 1.3 1.8总硬度(毫克/升CaCo3) 117 500总固体(毫克/升) 232 805氯化物(毫克/升) 42 46耗氧量(O2毫克/升) 3.04 1.76氨氮(毫克/升) 0.06 0.32亚硝酸盐氮(毫克/升) 0.001 0.015硝酸盐氮(毫克/升) 6.2 8.2铁(毫克/升) 0.004 0.008左右锰(毫克/升) 0.12 0.08左右钾(毫克/升) 2.98 3.2左右钠(毫克/升) 4 4.2左右钙(毫克/升) 20.5 100～250镁(毫克/升) 10.4 10～60锌(毫克/升) 0.43 2.03铝(毫克/升) 未能检出 未能检出镉(毫克/升) 未能检出 未能检出六价铬 未能检出 未能检出汞 未能检出 未能检出砷 未能检出 未能检出铜 未能检出 未能检出酚 未能检出 未能检出氰化物 未能检出 未能检出氟化物 ＞0.3 ＞0.3六六六 0.0005 未能检出二二三 未能检出 未能检出碘 微量氡 微量使用Ca矿石+Mg矿石，CaSO4矿石+MgSO4矿石，Se矿石+Co2矿石其各量比分2∶0.5至1∶0.3至0.5的矿石层矿化饮水之后成分，除无氡元素外，基本上与表2相同。
把本方法制造的矿泉水，含有丰富的微量和常量元素，水质纯清，味淳，饮后能增强体质，还有解痉止痛、利尿排石，降低血糖、通利大便、调节身心等辅助治疗作用。
把本发明的方法中使用的净化剂、消毒剂矿化物质放到相应容器当中，即可实现对矿化水的连续生产。
本发明提供了一种利用净化剂、消毒剂，和矿石等生产矿泉水的装置。它主要包括-一净化器，一微量元素容器，一矿化器，以及一个或二个矿化调节器。该装置的矿化调节器位于净化器或/和矿化器上部，其上下器体之间用密封连接装成一体。净化器和矿化器都做成圆柱形的筒体，上面有口，筒的内底部分别装有净化剂和矿石层。净化器底部设孔用管子与水源相连接。矿化器的底部开孔用管子与微量元素容器连接。矿化调节器也是一圆柱形筒体，而其内用底板分隔成上下两部分。在上部，该容器内底板上放置调节矿化度的砂芯，在靠近底板的圆柱面上有出水口。在下部，其圆柱壁上设有矿化器或净化器的出口。而其中作用为矿化器的出口是与矿化调节器的密封盖上的进口相连。微量元素容器其基本上做成圆筒形，内放消毒剂，它的出口端与矿化器连接。这样，在饮水矿化过程中，饮水先入净化剂，由净化剂净化，流入微量元素容器，经消毒剂消毒，再流到矿石器，在矿化区矿化，随后流进矿化调节器，较缓慢地渗过砂芯，对已被矿化的水加以浓度相对调整并二次精虑，成为含有多种有益成分的、清澈味甘的矿泉水。同时，上述的装置从净化到矿化的调节都是一步接一步不停地进行，所以可以连续地生产矿泉水。
在本发明中，净化器、矿化器和矿化调节器可用金属材料或非金属材料制成，例如不锈钢、普通炭钢、陶瓷、有机玻璃等。鉴于强度和锈蚀等原因而最好采用普通炭钢，并在容器的表面均匀搪烧一层白色午用搪瓷在外表面经过打磨饰以烘漆覆盖层。微量元素容器的筒体可用有机玻璃、塑料或陶瓷制成，在外部套一不锈钢外罩。在各容器之间的连接管道，包括管子、管节头、弯头约采用不锈钢制，各类水节门采用铜质材料。当节约场地容器的长边一般垂直于地面，也可以不垂直，甚至平行于地面。
图1表示矿泉水装置的前视示意图。
图2表示矿泉水装置的后视示意图。
图3表示矿泉水装置微量元素容器剖视图。
图1、2矿泉水装置具有一个净化器〔5〕，一微量元素容器〔7〕，一矿化器〔9〕，两个矿化调节器〔12〕、〔12′〕。从水源送来的、具有一定压强的饮水经过截止阀〔1〕、流量表〔2〕、压力表〔3〕和三通旋塞〔4〕，从净化器底部进出口〔28〕流入净化器〔5〕，並往上流过带孔支架〔37〕以及净化剂〔50〕，饮水被净化，净化的水由位于净化器〔5〕上面与之相密封连接的矿化调节器〔12〕或/和〔12′〕，该容器底板〔54〕下沿圆柱壁上的出水孔〔37〕输出到微量元素容器〔7〕。(如果本发明在使用一个矿化调节器的情况下，其出口可设在净化器〔5〕的上部侧壁上。)净化筒〔5〕的上部侧壁上有一管子〔21〕通过节门〔56〕与水源连接，它是用来清洗净化器〔5〕内污物用的。当三通旋塞〔4〕关闭水去净化器〔5〕进出口〔28〕的通路，水就从管〔21〕流入净化器〔5〕，对净化剂进行冲洗之后。由进出口〔28〕和三通旋塞〔4〕流到排污管〔23〕，经三通〔22〕排出污水。
微量元素容器〔7〕的圆柱形筒体〔59〕，其上下有盖〔57〕〔57′〕在内上下各装有两块带孔支板〔60〕、〔61〕和〔60′〕、〔61′〕，中间各隔一块网筛〔62〕和〔62′〕，它们的中间装有消毒剂〔42〕。从净化筒〔5〕送来的水由微量元素容器下部流入，这样可以增加水与消毒剂的作用面积。经过支板〔60〕，网筛〔62〕，支板〔61〕进入消毒区，净化水在这里消毒后，从上面支板〔61′〕〔62′〕〔61〕经上部出口流出，经管道〔8〕送到矿化器〔9〕。
矿化器〔9〕的结构上与净化器相同，在矿化器的支架〔27〕上放置矿石包〔51〕，消毒的水由净化器底部的进口〔31〕流入，经过支架〔27〕和矿石层〔51〕进行矿化，根据天然矿石的可溶性，在水中就含有各种游离的化学元素，这种矿化了的水其成分组合还不够充分，还有部分矿石微粒，它是由与净化器〔5〕一样的，设在矿化器〔9〕上面，相互密封连接的矿化调节器〔12〕的底板〔54〕以下侧壁上的出水口〔10〕流出。流出的水由管子〔11〕或〔11′〕送到矿化调节器〔12〕或〔12′〕内。
矿化调节器当〔12〕〔12′〕的筒体上部都设盖子〔71〕〔71′〕並使容器密封。在矿化调节器底部〔54〕〔54′〕上分别放置矿化调节砂芯〔53〕〔53′〕。经过矿化的水由电磁阀控制送入矿化调节筒之一，由管子〔11〕或〔11′〕从相应进口〔44〕或〔44′〕和分离管〔19〕或〔19′〕的夹层浇入，经调节作用的砂芯〔53〕或〔53′〕进行矿化水的调节，去除沉浮颗粒，均化矿泉水元素含量，之后从设在矿化调节器〔12〕或〔12′〕的底板〔54〕或〔54′〕上沿的侧壁上的出口〔15〕或〔15′〕流出。在矿化水进行矿化调节器的过程中，作为密封容器矿化调节器内的空气则经过分离管〔19〕或〔19′〕，排到与此管相连的通气管〔18〕或〔18′〕，通气管〔18〕与〔18′〕通过电磁阀互相锁连，当一个矿化调节器输入矿化水后，处在密封容器里的气体则从该容器排到另一矿化调节器内。这样在密封容器内的空气可交替使用，防止洁净的矿化水二次污染。矿化调节筒也可交替使用，一个矿化调节器进水，另一个矿化调节器，通过电磁阀控制出水，稳定了水质，並适宜于大量生产。在小容量生产时，可使用一个矿化调节器，密封容器的空气则需要专门控制装置加以防污。
在矿化器和净化器内接近开口处，设有压栅〔28〕和〔28′〕是用来限止和阻挡催化剂和矿石包由于水的冲力而上升。在矿化调节器的外侧分别并联液化表〔17〕〔17′〕。矿泉水装置的操作是自来水通过截止阀、流量表、压力表和三通旋塞进入净化器，过滤净化，然后经过微量元素容器进行二次净化和消毒，並增加一些，象碘那样的微量元素，再进入矿化器进行矿化，形成矿泉水，然后由电磁阀控制进入矿化调节器之一，对矿化物质进行调节，已被调节的矿泉水由出水口排出，同时对矿化器继续送来的矿泉水由电磁阀控制进入另一个矿化调节器。
当水进入矿化调节器时，筒内空气通过水气分离管和通气管和电磁阀进入另一个矿化调节器，自动调节出水压力。矿化调节器水位的情况由液位表加以定位。
根据本发明的矿水泉装置具有结构简单、合理，机械性能稳定，安全可靠，操作方便，可以用人工控制或电器控制易于实现全自动化。经过本发明装置处理的矿泉水能够保持优异质量。
本发明实施案一个制造矿泉水的装置、其主要由一个净化器、一微量元素容器、一矿化器和两个矿化调节器组成。净化器和矿化器均为圆柱形筒体，並直径都为500毫米，高800毫米，内分别存放高温干馏杏核渗银催化剂40公斤，矿石 Ca矿石+Mg矿石，CaSO4矿石+MgSO4矿石，Co2矿石+Se矿石，镭矿石+净石重量比分2∶1∶0.5∶1的混合层100公斤，一个微量元素容器内存放三碘树脂5公斤。两个矿化调节器设在净化器和矿化器上面，並相互之间密封，它也为圆柱形筒体直径500毫米，高1米，内部支架上放置砂芯100公斤。采用自来水矿化，进水压力为2.5公斤/厘米2，水从净化器净化，经微量元素容器消毒，随后到矿化器矿化，最后通过过矿化调节器的矿化度调节，从出口排出。化验结果矿化水各元素的情况基本上在要求的范围内，其PH＝7.1，矿化度16德国硬度，日产量分20吨。
权利要求
1.矿泉水的制造方法本发明的特征在于水先经过活性炭进行净化，再经过消毒剂继续净化和杀菌，随后通过特殊矿石层矿化，使在水中溶解某些常量和微量元素，最后用砂芯调节矿化度。所说的净化用的活性炭为经过高温干馏的果核。
2.根据权利要求
1所述的制造方法其特征在于所说的果核最好选用可核，并且最好进行渗银处理，以及还可渗入少量其它元素。
3.根据权利要求
1所述的制造方法其特征在于所说的消毒剂可采用高铁酸钾，一般采用有机碘，例如三碘树脂等。
4.根据权利要求
1所述的制造方法，其特征在于所说的矿化用矿石层是由钙矿石和镁矿石，硫酸钙矿石和硫酸镁矿石，二氧化硫矿矿石硒矿石，镭矿石和净石组成，他们的重量之比为2∶1∶0.5∶1左右。
5.根据权利要求
1所述的制造方法，其特征在于所说的矿化用矿石层是由钙矿石和镁矿石，硫酸钙矿石和硫酸镁矿石，二氧化碳和硒矿石，它们的重量之比为2∶1至0.5∶0.3至0.5。
6.根据权利要求
1所述的制造方法其特征在于所说的砂芯，由2～3mm颗粒状石英砂烧结而成，孔隙度为60～100目。
7.根据权利要求
1～6所述的制造方法其特征在于所说的水一般采用自来水。
8.根据权利要求
1～6所述的制造方法，其特征在于净化、消毒，矿化和矿化调节的处理是连续进行，整个操作时间为4～5分钟。
9.一种制造矿泉水的装置本发明特征主要包括一净化器〔5〕，一微量元素容器〔7〕，一矿化器〔9〕，以及一或二个矿化调节器〔12〕或/和〔13〕。该装置的净化调节器〔12〕、〔12′〕位于净化器〔5〕或矿化器〔9〕的上部，其上下圆柱形筒体之间用密封连接装成一体。净化器〔5〕和矿化器〔9〕的内底部分别装有净化剂〔50〕和矿石层〔51〕。净化器〔5〕底部进出口〔28〕用管子与水源连接，矿化调节器〔12〕和〔12′〕的筒体用底板〔54〕和〔54′〕分隔成两部分。下部，底板〔54〕和〔54′〕下的圆柱形壁上设有矿化器〔9〕或净化器〔5〕的出口。净化器〔5〕的出口与微量元素容器〔7〕的进口〔29〕相连。微量元素容器〔7〕内装有消毒剂其出口〔30〕与矿化器〔9〕的进口〔31〕相联结。矿化器的出口〔10〕通过管子〔11〕或〔11′〕与矿化调节器〔12〕或〔12′〕的进口〔44〕或〔44′〕相连通，矿化调节器〔12〕和〔12′〕底板〔54〕和〔54′〕上放置砂芯〔53〕和〔53′〕其出口〔15〕、〔15′〕在靠近底板上侧交接处，並与放出口〔16〕相连。
10.根据权利要求
9所说的矿泉水装置其特征在于所说净化器〔5〕和矿化器〔9〕均做成圆柱筒形，筒由底部分别设支架〔27〕和〔37〕，在支架上放置净化剂〔50〕及矿化剂〔51〕。在筒上部设有压栅〔28〕和〔28′〕。
11.根据权利要求
9所说的矿泉水装置其特征在于所说的微量元素容器〔7〕为一圆柱形筒体〔59〕，其上下有一通孔盖〔57〕和〔57′〕，在筒内上下各装带孔的支板〔60〕、〔60′〕和〔61〕、〔61′〕，其中间隔网筛〔62〕、〔62′〕，筒的中央放消毒剂〔42〕。
12.根据权利要求
9所说的矿泉水装置其特征在于所说的矿化调节器〔12〕〔12′〕的筒体上设有密封的盖〔71〕、〔71′〕在其盖上进口端〔44〕〔44′〕下设一水气分离管〔19〕，它的一部分经过管〔17〕内並与通气管〔18〕相连。
13.根据权利要求
11所述的矿泉水装置其特征在于所说的微量元素容器〔7〕的筒体可由有机玻璃、塑料、陶瓷制成。
14.根据权利要求
9所述的矿泉水装置其特征在于所说的净化器〔5〕，矿化器〔9〕、矿化调节器〔12〕、〔12′〕可用金属，非金属材料制成，例如不锈钢、普通碳钢、陶瓷等，一般采用普通碳钢制较好，在其圆柱形容器内表面均搪烤食用搪瓷。
15.根据权利要求
9所述的装置其特征在于控制用的压力表、流量表，三通和电磁阀可以由手控制，也可以通过电器开关自动控制。
16.根据权利要求
9～15所述的装置其特征在于在各装置之间都采用密封结构。
17.根据权利要求
9～15所述的装置其特征在于所说的管子均采用不锈钢，各阀门用不锈钢或铜质材料。
18.根据权利要求
9～15所述的装置其特征在于各容器的长边垂直于地面。
专利摘要
一种饮水加入特殊剂改善水质中利用渗银果核、有机碘等进一步对饮水净化和消毒、然后经天然矿石组成的模拟地层加以矿化，及砂芯层调节矿化度制造矿泉水的方法和装置。用其生产的矿泉水集有各个天然矿泉水之优点，其水质清澄味甘，并含有人体所需的各种微量和常量元素，有较好的保健强身、对疾病预防和辅助治疗作用。本发明的装置为生产优质矿泉水而设计，结构紧凑可靠，操作方便，水质稳定，连续生产4-5分钟就可制成矿泉水。
文档编号C02F1/68GK85105155SQ85105155
公开日1986年7月2日 申请日期1985年6月29日
发明者陈芝芳, 于兴国 申请人:陈芝芳导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan