CN106477705A - 低氘饱和氢水的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低氘饱和氢水的制造方法，包括：(a)提供一蒸馏水或矿泉水；(b)提供一固态储氢器，通过该固态储氢器提供一高纯氢气；(c)在10～28℃的作业环境温度下，控制该高纯氢气的压力在3～8bar的范围；(d)控制该高纯氢气的流速在3～5L/min的范围，并将该高纯氢气通入该蒸馏水或矿泉水中，通过将该高纯氢气通入该蒸馏水或矿泉水中所产生的一压力差而将该蒸馏水或矿泉水中的氘置换溢出；以及(e)控制作业时间为30～90分钟之间，以形成一低氘饱和氢水。由此，可提供一种低耗能且低生产成本的低氘饱和氢水的制造方法。

Description

低氘饱和氢水的制造方法

技术领域

本发明涉及一种低氘饱和氢水的制造方法，尤其涉及一种通过将高纯氢气通入水中所产生的压力差，将水中的氘置换溢出的低氘饱和氢水的制造方法。

背景技术

饱和氢水指氢气在水中呈饱和状态，一般饱和氢水的工艺需要以超临界工艺方式精密控制而制成饱和氢水。此外，饱和氢水必需让氢气与水键合，因此即使打开瓶盖氢气仍不会快速逸出。再则，满足亨利定律的饱和氢水为水中溶氢量接近最大溶氢量的氢水，其溶氢量为2％。

低氘水(deuterium depleted water，DDW)采用高科技同位素分离技术降低水中氘含量而产生高端饮用水。在地表上的自然水体中皆含有氢的同位素氘，正常氘含量的水为适合肿瘤细胞分裂的条件，因此，许多国家致力于研究降低水中氘含量以生产低氘水，并且广泛将低氘水应用于癌症防治、保健养生、美容护理等领域。一般而言，自来水氘含量为150ppm以上、沙漠地下水中氘含量为180ppm、冰河下的冰川水氘含量为150ppm以下以及低氘饱和氢水氘含量为150ppm以下，研究指出长期饮用低氘含量的水可抑制动物恶性肿瘤的发展，并延长动物的寿命，所以越来越多的人选择了低氘饱和氢水。然而，冰川水在远离人群的高原上，开采和运输成本庞大，因此，至今没有大规模的开采和利用。此外，传统的蒸馏法由于氢气与氘的沸点差异很小且耗能大，因此，所生产的低氘饱和氢水产量非常有限。

因此，目前亟需要一种低氘饱和氢水的制造方法，其利用压力差以氢气将氘置换溢出并通过较佳的环境操作参数而制成，进而提升水中的溶氢量，并降低水中的氘含量，以提高人们饮用水的品质。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种低氘饱和氢水的制造方法，以便能利用高纯氢气将氘置换溢出并通过较佳的环境操作参数而制成低氘饱和氢水，可提供高品质的饮用水，因此能防止恶性肿瘤的发展，并延长动物的寿命。

为实现上述目的，本发明提供一种低氘饱和氢水的制造方法，可包括：(a)提供一蒸馏水；(b)提供一固态储氢器，该固态储氢器提供一高纯氢气；(c)在10～28℃的作业环境温度下，控制该高纯氢气的压力在3～8bar的范围；(d)控制该高纯氢气的流速在3～5L/min的范围，并将该高纯氢气通入该蒸馏水中，通过将该高纯氢气通入该蒸馏水中所产生的一压力差而将该蒸馏水中的氘置换溢出；以及(e)控制作业时间为30～90分钟之间，以形成一低氘饱和氢水。

在前述本发明的低氘饱和氢水的制造方法中，该固态储氢器可包括一储氢合金(Hydrogen storage alloy)，且该固态储氢器安全地储存氢原子，并且以气体形式供应高纯氢气给该蒸馏水或矿泉水。在前述本发明的低氘饱和氢水的制造方法中，该高纯氢气的纯度可为99.9999％以上的范围，以呈现最稳定的氢气品质。

在前述本发明的低氘饱和氢水的制造方法中，该作业环境温度的设定可依据使用者需求或对低氘饱和氢水的品质要求而任意变化，其中，在本发明的一实施方式中，该作业环境温度为20～28℃之间；在本发明的另一实施方式中，该作业环境温度为24～26℃之间，本发明并未局限于此。在前述本发明的低氘饱和氢水的制造方法中，该高纯氢气的压力的设定可依据使用者需求或对低氘饱和氢水的品质要求而任意变化，其中，在本发明的一实施方式中，该高纯氢气的压力为6～8bar之间；在在本发明的另一实施方式中，该温度为5～7bar之间，本发明并未局限于此。

在前述本发明的低氘饱和氢水的制造方法中，该高纯氢气的流速可依据使用者需求或对低氘饱和氢水的品质要求而任意变化，其中，在本发明的一实施方式中，该高纯氢气的流速为4～5L/min之间，本发明并未局限于此。在前述本发明的低氘饱和氢水的制造方法中，该作业时间可依据使用者需求或对低氘饱和氢水的品质要求而任意变化，其中，在本发明的一实施方式中，该作业时间为70～90分钟之间；在本发明的另一实施方式中，该作业时间为50～70分钟之间，本发明并未局限于此。在前述本发明的低氘饱和氢水的制造方法中，可同时控制该作业环境温度、该高纯氢气的压力、该高纯氢气的流速以及该作业时间以达到最佳化效益。

在已知的技术中，低氘水的制法可分为：(1)蒸馏法：氢气与氘沸点不同，使用反复蒸馏而制成；(2)电解法：加入适当的溶质以电解方式制成；(3)冷冻法：利用反复冷冻造成浓度差而制成。本发明的低氘饱和氢水的制法为通过置换法而制成，该置换法以纯氢气利用压力差将氘置换溢出而制成低氘饱和氢水。在前述本发明的低氘饱和氢水的制造方法中，该低氘饱和氢水的氘含量可为100～130ppm之间。在本发明的另一实施方式中，该低氘饱和氢水的氘含量可为70～100ppm之间。在前述本发明的低氘饱和氢水的制造方法中，可同时制成饱和氢水并将蒸馏水或矿泉水中的氘移除，以制成低氘饱和氢水。

在已知的技术中，氢水的制法可分为外加以及内含，其中，外加指以纯氢溶解入水中；内含指以高活性物质(例如，镁)与水反应产生氢气，此氢气为原水中内含。本发明中的饱和氢水指水中的溶氢量接近最大溶氢量的氢水，其饱和度达最高上限。根据亨利定律，在常温下且密闭的容器中，溶于该蒸馏水或矿泉水中的氢气的体积摩尔浓度与该蒸馏水达成平衡的氢气分压成正比。在前述本发明的低氘饱和氢水的制造方法中，该低氘饱和氢水的氢的溶解度可为1.5～2％。

在前述本发明的低氘饱和氢水的制造方法中，该固态储氢器可包括：一调压阀件，可用以控制通入该蒸馏水或矿泉水中的该高纯氢气的压力；一流量控制器，可用以控制通入该蒸馏水或矿泉水中的该高纯氢气的流速。此外，在前述本发明的低氘饱和氢水的制造方法中，该作业环境温度通过一空调设备来控制。

在前述本发明的低氘饱和氢水的制造方法中，在步骤(d)之后还可以包括步骤(f)，可将该低氘饱和氢水静置并密闭60～90分钟，该低氘饱和氢水静置并密闭时间可依据使用者需求或对低氘饱和氢水的品质要求而任意变化，其中，在本发明的一实施方式中，该低氘饱和氢水静置并密闭时间为70～80分钟。在工艺中氢与水的键合会因扰动而呈不稳定状态，因此需静置70～80分钟以达液、气平衡状态。

在前述本发明的低氘饱和氢水的制造方法中，在步骤(f)之后还可以包括步骤(g)，可通过一室温无菌箱，将该低氘饱和氢水无菌冷充填至一封装材料中，该封装材料可依据使用者需求或对低氘饱和氢水的品质要求而任意变化，其中，在本发明的一实施方式中，该封装材料可为玻璃材质；在本发明的另一实施方式中，该封装材料可为不锈钢材质，本发明并未局限于此。再则，本发明的封装材料无毛细现象，可以达到完全密闭状态。在前述本发明的低氘饱和氢水的制造方法中，在室温下，在封装前、中、后使用紫外灯、臭氧发生器、层流罩或酒精灯等措施以达无菌状态。

在前述本发明的低氘饱和氢水的制造方法中，在步骤(g)之后还可以包括步骤(h)，在15～30天之间，液气平衡该低氘饱和氢水，以保持该低氘饱和氢水的高浓度饱和状态。

综上所述，根据本发明的低氘饱和氢水的制造方法，可同时控制该作业环境温度、该高纯氢气的压力、该高纯氢气的流速以及该作业时间以达到最佳化效益。此外，本发明的低氘饱和氢水的制造方法是利用氢气将氘置换溢出，同时可保持该低氘饱和氢水的高浓度饱和状态。

附图说明

图1为本发明实施例1低氘饱和氢水的制造方法的流程图；

图2为本发明实施例1低氘饱和氢水的步骤流程图。

【符号说明】

100 固态储氢器 101 流量控制器

102 调压阀件 103 空调设备

104 电渗析器 105 离子交换器

106 反渗透器 107 蒸馏设备

具体实施方式

下文通过具体实施例说明本发明的实施方式，熟习此技艺的人士可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。此外，本发明也可以通过其他不同具体实施例加以施行或应用，在不悖离本发明的精神下进行各种修饰与变更。

实施例1

本发明的低氘饱和氢水的制造方法，可利用氢气将氘置换溢出，同时可保持该低氘饱和氢水的高浓度饱和状态。请参考图1，图1为本发明实施例1低氘饱和氢水的制造方法的流程图。如图1所示，首先，提供一蒸馏水或矿泉水，该蒸馏水为原水通过电渗析器104、离子交换器105、反渗透器106、蒸馏设备107及其他适当的加工方法制成；以及提供一固态储氢器100，通过该固态储氢器10提供一高纯氢气；其次，通过一空调设备103，将作业环境温度控制为10～28℃；同时，通过一调压阀件102，将该高纯氢气的压力控制在3～8bar的范围；并且通过一流量控制器101，将该高纯氢气的流速控制在3～5L/min的范围。接着，将该高纯氢气通入该蒸馏水或矿泉水中，通过将该高纯氢气通入该蒸馏水中所产生的一压力差而将该蒸馏水中或矿泉水的氘置换溢出，同时控制作业时间为60分钟，以形成一低氘饱和氢水。再则，将所制成的低氘饱和氢水静置并密闭60分钟；之后在一室温无菌箱内进行无菌冷充填，将该低氘饱和氢水封装至玻璃的封装材料中，无毛细现象以达完全密闭状态。最后，在15～30天之间，使该低氘饱和氢水达到液气平衡，以保持高浓度饱和状态。

请参考图2，图2为本发明实施例1低氘饱和氢水的步骤流程图。如图2所示，请参照步骤201，提供一蒸馏水或矿泉水，该蒸馏水通过电渗析、离子交换、反渗透、蒸馏及其他适当的加工方法制成。请参照步骤202，通过一固态储氢装置提供6N高纯氢气。请参照步骤203，在10～28℃的作业环境温度下，通过调压阀件将高纯氢气压力控制在3～8bar的范围，以及通过流量控制器将高纯氢气流速控制3～5L/min的范围，其中，该作业环境温度系通过空调设备来控制。请参照步骤204及205，将该高纯氢气通入该蒸馏水中，接着产生的压力差使该蒸馏水中的氘置换溢出。请参照步骤206，控制作业时间在60～90分钟之间。请参照步骤207，将形成的低氘饱和氢水密闭30分钟；接着，在室温无菌箱内进行无菌冷充填，将该低氘饱和氢水封装至玻璃的封装材料中。最后，在15～30天之间，使该低氘饱和氢水达到液气平衡，以保持该低氘饱和氢水高浓度饱和状态。

本发明低氘饱和氢水的制造方法可通过该高纯氢气通入该蒸馏水或矿泉水中所产生的压力差使该蒸馏水或矿泉水中的氘置换溢出，因此，可制造氘含量低于130ppm以下的低氘饱和氢水，同时可保持该低氘饱和氢水的高浓度饱和状态，使氢的溶解度接近2％。此外，本发明低氘饱和氢水的制造方法可同时控制该作业环境温度、该高纯氢气的压力、该高纯氢气的流速以及该作业时间以达到最佳化效益。

上述实施例仅为了方便说明而举例而已，本发明所主张的权利范围自应以权利要求书所述的范围为准，而非仅限于上述实施例。

Claims (10)

1.一种低氘饱和氢水的制造方法，包括：

提供一蒸馏水或矿泉水；

提供一固态储氢器，该固态储氢器提供一高纯氢气；

在10～28℃的作业环境温度下，控制该高纯氢气的压力在3～8bar的范围；

控制该高纯氢气的流速在3～5L/min的范围，并将该高纯氢气通入该蒸馏水中，通过将该高纯氢气通入该蒸馏水中所产生的一压力差而将该蒸馏水中的氘置换溢出；以及

控制作业时间为30～90分钟之间，以形成一低氘饱和氢水。

2.如权利要求1所述的低氘饱和氢水的制造方法，其中，该高纯氢气的纯度为99.9999％以上的范围。

3.如权利要求1所述的低氘饱和氢水的制造方法，其中，该低氘饱和氢水的氘含量为70～130ppm。

4.如权利要求1所述的低氘饱和氢水的制造方法，其中，该低氘饱和氢水的氢的溶解度为1.5～2％。

5.如权利要求1所述的低氘饱和氢水的制造方法，其中，该固态储氢器包括：一调压阀件，用以控制该高纯氢气的压力；以及一流量控制器，用以控制该高纯氢气的流速。

6.如权利要求1所述的低氘饱和氢水的制造方法，其中，该作业环境温度是通过一空调设备来控制。

7.如权利要求1所述的低氘饱和氢水的制造方法，还包括步骤(f)：静置并密闭该低氘饱和氢水30～90分钟。

8.如权利要求7所述的低氘饱和氢水的制造方法，还包括步骤(g)：通过一室温无菌箱，无菌冷充填该低氘饱和氢水至一封装材料中。

9.如权利要求8所述的低氘饱和氢水的制造方法，该封装材料为玻璃或不锈钢材质。

10.如权利要求8所述的低氘饱和氢水的制造方法，还包括步骤(h)：在15～30天之间，液气平衡该低氘饱和氢水。