CN106865704A - 一种机能水及其机能水的使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明具体为一种机能水及其机能水的使用方法。包括高浓度酸性机能水和高浓度碱性机能水,其中高浓度酸性机能水是一种pH=1.5‑2.0,氧化还原电位ORP=900mV‑1100mV、原液有效氯浓度≥100ppm、溶存氧≥15ppm、浑浊度≤1、菌落总数=100cfu/ml的高浓度酸性水;其中高浓度碱性机能水是一种pH=12.5‑13.5、氧化还原电位ORP=‑1100mV‑‑900mV、溶存氧≥3.76ppm,浑浊度≤1、导电率=2300us/m、菌落总数=100cfu/ml的高浓度碱性水。上述强酸性机能水和强碱性机能水的应用使用方法,其中高浓度碱性机能水的使用方法包括空气净化的方法、代替洗涤剂的方法和工业脱脂洗净的方法;其中高浓度酸性机能水的使用方法包括医疗使用方法、食品卫生使用方法、畜产运用方法和食品保鲜方法。本发明具有用途广效果好的优点,解决了传统的方法所产生的问题。
Description
相关申请
本申请主张于2016年4月27日提交的中国申请CN201610267633.8的优先权,该申请通过援引以其整体并入本文。
技术领域
本发明涉及一种电解水,具体为一种机能水及其机能水的使用方法。
背景技术
“机能水”不是一个学术用语,也不存在什么非常严谨的学术性定义。日本机能水学会对“机能水”所下的定义:“所谓机能水,就是指通过人为手段制造,具有某种可再现的功能,并且其工艺和功能的科学依据已经或即将被展示出来的水溶液”。可见,仅仅是口感好,仅仅是安全,仅仅是既好喝又安全,仅仅是净化过滤,或者即使经过试验证实具有一定效果,但只要它无法被推广应用到普通家庭中,那就都不能称得上是“机能水”。
身兼日本机能水研究振兴财团和日本机能水学会秘书长的农学博士堀田国元认为,机能水可分为以下几类:
(1)采用物理化学方法处理后得到的水;
(2)人工添加某些物质的水;
(3)人工滤除某些物质的水;
(4)滤除某些物质后又添加另一些物质的水;
被堀田博士划入第一类的有:电解水、磁化水、电子水、高频还原水、共鸣水、远红外线水、超声波水、陶瓷处理水、纳米气泡水。
电解水就是以自来水或淡盐水等为原水,加以微弱直流电压进行电解处理后生成的水溶液的总称。根据不同用途,大致区分为两类:一类是以清洗、消毒等为目的,并用于卫生管理方面的杀菌用电解水,例如强酸性电解水、弱酸性电解水等酸性电解水以及被视为次氯酸钠稀释液的电解次氯酸水;另一类则是通过持续饮用以达到明显改善胃肠不适症状的碱性电解水或碱性离子水,含氢量丰富,抗氧化能力强,因此又被称为“电解还原水”。
碱性离子水的饮用浓度最好是控制在pH8.5-10区间,超过pH10就不适宜直饮了。此外,碱性离子水的含钙浓度要比自来水原水高出15%-20%。
电解还原水则是以水的抗氧化能力作为评价标准,参考指标有溶解氢DH含量、氧化还原电位ORP、pH值。一般而言,ORP负值越大,抗氧化能力就越强,ORP正值越大,氧化力就越强。
制备机能水的过程通常为:首先将普通的自来水进行各种净化处理,然后通过溶入气体、电解分解、添加化学试剂或对水施加光波、声波、电磁波等化学物理作用。使水具有与原来不同的新性能。研究表明经过物理-化学处理后的机能水与原来的水在电导率、黏度、电离常数、表面张力、渗透性、氧化还原电位等物理化学性质上都有明显不同,而且在清洗能力、杀菌力、促进植物生长等方面的能力都显著提高。具体采用的方法包括电解处理、电磁波处理、磁场处理、金属处理、机械处理、放射线处理、声波或超声波处理、远红外线处理、气体溶解以及用电气石、麦饭石、黑曜石、珊瑚石以及具有放射性的天然石或陶瓷处理或添加矿物等。目前在日本,机能水不仅因为它具有独特的洗净能力已被广泛应用于各种清洗领域(如清洗金属工件、半导体硅片、液晶显示器等);也由于强酸性的机能水和臭氧水具有良好的杀菌能力而被应用到医疗卫生和食品生产领城(如医疗部门的消毒杀菌、治疗皮肤病、食品的保鲜处理等);因为某些种类的机能水对细胞有特殊的渗透能力而被应用于治疗糖尿病等多种疑难病症和作为保健饮品,而且也因为它对植物生长的特殊作用被应用到农业部门促进多种农产品的生长。
从图1中可以看出,在电解过程中电解池的正极(阳极)发生-氧化反应,在生成氧气的同时产生氢离子。所以在电解池的阳极附近水溶液的pH值降低,把这种水称为电解酸性水或阳极水。而电解池的负极(阴极)在生成氢气的同时产生氢氧根离子,所以在电解池的阴极附近水溶液的pH值升高,把这种水称为电解碱性水或阴极水。如果在阴、阳极之间设立可透水而可阻隔气体通过的隔膜,即可在隔膜两端的阴极区和阳极区分别得到碱性和酸性的机能水。虽然电解水的原理早已被人们熟知,但近年来日本人对在两个电极附近得到的酸性和碱性的电解水的性能进行了较深人的研究后,发现它们是性能完全不同的两种机能水,并研制开发出制备具有工业应用价值的酸性和碱性电解水的电解装置(如图2所示)。在这种装置中进人的自来水先经过活性炭吸附进行净化处理,再经过阳离子交换树脂进行软化处理。然后通过几个并联组成的电解池。由于每个电解池之问用隔膜分开,所以可将在电解池阴、阳极制得的机能水分别集中起来。从图3中可以看出与原来的水相比电解处理后在阴极和阳极得到的水在pH值、电导率、硬度等方面都有明显变化,阳极水的氧化还原电位升高而阴极水的氧化还原电位降低。如电解纯水时阳极水的pH=5-6,氧化还原电位在+900mV以上,阴极水pH=7-9,氧化还原电位在-500mV。
在1990年前后,在自来水中加人食盐进行电解制得强电解机能水的制造技术被日本三浦电子有限公司的松尾至晃(其制备装置如图4)等人研究成功,使电解机能水的制备和应用进入工业化的实用阶段。上述反应得到的电解水的特征是:阳极水可达到pH<2.6,氧化还原电位高于1000mV,阴极水pH值大于11,氧化还原电位低于-800mV的性能指标。
发明内容
上述现有技术生产出来的机能水如果想要同时实现生成强酸性机能水和强碱性机能水,将需要使用较多的氯化钠,这样会产生高浓度的钠离子,对人体会造成危害。
本发明拟提供一种机能水,这种机能水在满足pH值、氧化还原电位,实现强酸机能水和强碱机能水的基础上,尽可能地降低钠离子的残留量。
本发明的技术方案是,一种机能水,包括高浓度酸性机能水和高浓度碱性机能水,其中高浓度酸性机能水是一种pH=1.5-2.0,氧化还原电位ORP=900mV-1100mV、原液有效氯浓度≥100ppm、溶存氧≥15ppm、浑浊度≤1、菌落总数=100cfu/ml的高浓度酸性水;其中高浓度碱性机能水是一种pH=12.5-13.5、氧化还原电位ORP=-1100mV--900mV、溶存氧≥3.76ppm,浑浊度≤1、导电率=2300us/m、菌落总数=100cfu/ml的高浓度碱性水。
上述机能水采用三室型电解装置生成,中间室加入氯化钠和碳酸铵使用自来水电解,其中氯化钠的含量为0.5-10g/L,碳酸铵的含量为0.3-5g/L。进一步地,氯化钠的含量优选为5g/L,碳酸铵的含量优选为3g/L。
氯化钠溶液电解时,阳极:2H2O=4H++O2+4e,2Cl-—Cl2+2e,Cl2+H2O=HClO+HCl;阴极:2H2O+2e—2OH-+H2
碳酸铵溶液中的离子:NH4+ ,H+ ,CO3^2- ,HCO3- ,OH-
阴极放电顺序:H+ > NH4+
阳极放电顺序:OH->含氧酸根
但是,这里的H+主要是由NH4+水解得到的:
NH4+ + H2O =可逆= NH3*H2O + H+
OH-主要由CO3^2-水解得到:
CO3^2- + H2O =可逆= HCO3- + OH-
HCO3- + H2O =可逆= H2CO3 + OH-
本发明同时提供了上述强酸性机能水和强碱性机能水的应用使用方法,其中高浓度碱性机能水的使用方法包括空气净化的方法、代替洗涤剂的方法和工业脱脂洗净的方法;其中高浓度酸性机能水的使用方法包括医疗使用方法、食品卫生使用方法、畜产运用方法和食品保鲜方法。
进一步地,所述的空气净化方法为高浓度碱性机能水通过较低的氧化还原电位、表面张力实现抗菌和空气净化作用,其中空气净化作用包括可去除室内空气中的甲醛、苯、甲苯、二甲苯、VOC等有害气体,去除室内的pm2.5,快速去除室内的烟味、生活异味和宠物异味:抗菌作用包括快速杀菌消毒。
进一步地,所述的代替洗涤剂的方法包括可直接用于清洗床单、被单、枕巾、桌布、台布以及窗帘类纺织品,包括用于厨房等家庭室内清洗去油污使用,包括瓜果蔬菜的清洗使用,还包括可使用高浓度碱性机能水作为沐浴清洁产品用于清洁人体皮肤。
进一步地,所述的工业脱脂洗净使用方法包括用于工业加工领域中的车床的擦洗、车间油脂堆积区域的去油污清洗、车间地面的擦洗以及零部件的擦拭与清洗。
进一步地,所述的医疗使用方法包括用于皮肤消毒、牙科器械与口腔消毒、内窥镜消毒及其他医疗器械的消毒,包括预防烧伤面感染及外伤消创、感染伤口换药、褥疮患者外用、妇产科的冲洗消毒使用,泌尿外科的应用及胃溃疡的辅助治疗,还包括用于公共环境的消毒和杀菌。
进一步地,所述的食品卫生运用方法包括食品加工和食品原材料的安全卫生运用方法,其中食品加工安全卫生运用方法具体包括食品加工前的清洗消毒、食品加工设备及用具的消毒、食品生产车间的消毒与杀菌和食品加工操作人员的日常消毒管理,其中加工操作人员的日常消毒管理包括人员的洗手消毒和工作服浸泡消毒;其中食品原材料的安全卫生运用包括食品原料的浸泡与加工。
进一步地,所述的畜产的运用方法包括使用高浓度酸性机能水对饲舍及动物体进行喷淋消毒,具体为在水中加入PH=1.5-2.0的高浓度酸性机能水形成PH<2.7的稀释酸性机能水直接对饲舍和动物体进行直接喷淋。
进一步地,所述食品保鲜方法包括将食品以及需要储藏的食品加工原料在一定量的高浓度酸性机能水中浸泡5分钟后取出,再按常规程序加工贮藏的方法。
本发明的有益效果是:本发明提供了一种低含量钠离子的机能水并且提供了此种机能水多种使用方法,具有用途广效果好的优点,解决了传统的方法所产生的问题。
附图说明
图1:电解水原理图;
图2:制备酸性和碱性电解水的电解装置;
图3:电解前后的水质分析
图4:三室型电解装置。
具体实施方式
一种机能水,包括高浓度酸性机能水和高浓度碱性机能水,其中高浓度酸性机能水是一种pH=1.5-2.0,氧化还原电位ORP=900mV-1100mV、原液有效氯浓度≥ 100ppm、溶存氧≥15ppm,浑浊度≤1、菌落总数=100cfu/ml的高浓度酸性水;其中高浓度碱性机能水是一种pH=12.5-13.5、氧化还原电位ORP=-1100mV--900mV、溶存氧≥ 3.76ppm、浑浊度≤1,导电率=2300us/m、菌落总数=100cfu/ml的高浓度碱性水。
上述机能水采用三室型电解装置生成,中间室加入氯化钠和碳酸铵使用自来水电解,其中氯化钠的含量为5g/L,碳酸铵的含量为3g/L。
高浓度碱性机能水的多种使用方法和高浓度酸性机能水的多种使用方法,其中高浓度碱性机能水的使用方法包括空气净化的方法、代替洗涤剂的方法和工业脱脂洗净的方法;其中高浓度酸性机能水的使用方法包括医疗使用方法、食品卫生使用方法、畜产运用方法和食品保鲜方法。
空气净化方法为高浓度碱性机能水通过较低的氧化还原电位、表面张力实现抗菌和空气净化作用,其中空气净化作用包括可去除室内空气中的甲醛、苯、甲苯、二甲苯、VOC等有害气体,去除室内的pm2.5,快速去除室内的烟味、生活异味和宠物异味;抗菌作用包括快速杀菌消毒,高浓度碱性机能水主动式的空气净化是利用空气的弥漫性的特点让机能水净化因子到达各个角落进行空气净化,空气能够弥漫到的地方均可以产生净化效果,针对空气中各种污染物,从物理态污染物可吸入颗粒物如PM10,PM2.5等。异味主要来源于蛋白质如人体自身排泄物、霉菌等,根据机能水具有丰富的电子、氢氧根离子、低表面张力低的特点完全可以降级或分解臭源物质,高浓度碱性机能水可使细菌细胞的通透性增强,细胞肿胀、内容物溢出导致细菌被杀灭。
代替洗涤剂的方法包括可直接用于清洗床单、被单、枕巾、桌布、台布以及窗帘类纺织品,包括用于厨房等家庭室内清洗去油污使用,包括瓜果蔬菜的清洗使用,还包括可使用高浓度碱性机能水作为沐浴清洁产品用于清洁人体皮肤。
工业脱脂洗净使用方法包括用于工业加工领域中的车床的擦洗、车间油脂堆积区域的去油污清洗,以及零部件的擦拭与清洗。
医疗使用方法包括用于皮肤消毒、牙科器械与口腔消毒、内窥镜消毒及其他医疗器械的消毒,包括预防烧伤面感染及外伤消创、感染伤口换药、褥疮患者外用、妇产科的冲洗消毒使用,泌尿外科的应用及胃溃疡的辅助治疗,还包括用于公共环境的消毒和杀菌。
食品卫生运用方法包括食品加工和食品原材料的安全卫生运用方法,其中食品加工安全卫生运用方法具体包括食品加工前的清洗消毒、食品加工设备及用具的消毒、食品生产车间的消毒与杀菌和食品加工操作人员的日常消毒管理其中包括人员的洗手消毒和工作服浸泡消毒,工作人员在进入工作前工作中和工作后都应该进行洗手消毒,其方法是先用高浓度碱性机能水清洗干净手上的污物及油污,再用流动的高浓度酸性机能水流动冲洗一分钟即可,工作服消毒:食品加工企业大多数采用紫外线照射消毒,因紫外线照射消毒有天然的缺陷,而用高浓度酸性机能水浸泡可渗;其中食品原材料的安全卫生运用包括食品原料的浸泡与加工,其中在豆腐生产中大豆中的细菌是豆腐变质与污染的重要原因,采用高浓度酸性机能水冲洗杀菌消毒后再用高浓度碱性电解水浸泡,不但可以有效的控制豆腐制品的原始菌落数,而且大豆的吸水率,蛋白抽出率,氨基酸的浸出率等都有所提高,这样不但豆乳和豆制品的品质有所改善,而且得率也有所提高。
畜产的运用方法包括使用高浓度酸性机能水对饲舍及动物体进行喷淋消毒,具体为在水中加入PH=1.52.0的高浓度酸性机能水形成PH<2.7的稀释酸性机能水直接对饲舍和动物体进行直接喷淋。
食品保鲜方法包括将食品以及需要储藏的食品加工原料在一定量的高浓度酸性机能水中浸泡5分钟后取出,再按常规程序加工贮藏的方法。
表1 高浓度碱性机能水的感官指标
表2 高浓度碱性机能水的理化指标
表3 微生物指标
表4 高浓度酸性机能水感官指标
表5 高浓度酸性机能水理化指标
表6 高浓度酸性机能水微生物指标
实施例一
电解水室内空气净化、消毒实验方法
电解水室内空气净化检测:
使用气化式空气净化加湿器,加入pH12.0的电解水。设备功效范围:2.5L容量储水罐,300m1/小时的加湿能力。空气净化可控范围在20平方米以内的室内。
(l)pm2.5模拟检测:在20平方米以内的室内,使用香烟燃烧模拟pm2.5。20平方米以内的室内两根香烟(红塔山llmg)完全燃烧后,取5点pm2.5模拟检测数值(室内四个角和中心部)的平均值室内pm2.5浓度约为585ug/m3。使用气化式空气净化加湿器,气流量开启至最大持续30分钟后停机,静止十分钟后,再度取5点pm2.5模拟检测数值(室内四个角和中心部)的平均值,室内pm2.5浓度约为35ug/m3似下。
(2)pm2.5模拟检测:l立方米的实验舱内,使用香烟(红塔山 llmg)完全燃烧模拟pm2.5。两根香烟完全燃烧后,实验舱pm2.5浓度约为800ug/m3,使用气化式空气净化加湿器,气流量开启至最大持续30分钟后停机,静止三十分钟后,再度取pm2.5模拟检测数值,pm2.5浓度约为15ug/m3以下。
(3)SOX,NOX检测:1立方米的实验舱内,释放浓度为0.25mg/m3的SOX或NOX,使用气化式空气净化加湿器,气流量开启至最大持续30分钟后停机,静止三十分钟后,再度取SOX,NOX检测数值,浓度为0.05mg/m3以下。
2、电解水室内空气中漂移微生物消毒检测:
20平方米以内的室内,室内高度1.8m。对高度1.8m和高度1.0m的不同位置分别进行净化前6点漂移微生物采样,显微镜下查看菌样和菌数。净化前6点漂移微生物采样后,在室内一角使用气化式空气净化加湿器,加入pH2.7的电解水,流量开启至最大持续40分钟后停机,静止十分钟后,再度进行同样6点采样,显微镜下查看菌样和菌数。
表7 室内高度1.8m采样漂移微生物情况和净化效果检测
表8 室内高度1.8m不同点采样漂移微生物菌数和净化效果检测
表9 室内高度1.0m采样漂移微生物情况和净化效果检测
表10 室内高度1.0m不同点采样漂移微生物菌数和净化效果检测
本发明中的机能水在空气净化中从甲醛、苯系物等化学类污染物,再到包含细菌、霉菌、病毒在内的生物污染物,或是沉降,或是分解,或是直接杀死,能达到加号的净化空气的目的。
实施例二
机能水人体清洗消毒方法实验
洗手在应对感染方面发挥着必不可少的作用。手消毒通常采用的是肥皂与消毒剂合用的方法或酒精擦拭的方法,对于需要频繁洗手的医务工作者而言,经常会遇到手部粗糙和滋生耐药菌的问题。作为用于医疗行业手清洗消毒的制造装置,强酸性电解水获得了药事批准,与过去的消毒剂相比,它具有毒性低、环保效果好、不滋生耐药菌、不会引起手部粗糙问题等诸多优点。
实施机构及试验对象:医生、护士计59名。
实验过程:通过洗手后的显微结构,将高浓度碱性机能水、高浓度酸性机能水与肥皂和抗菌剂之间进行比较。
实验结论:高浓度碱性机能水和高浓度酸性机能水合用的洗手方法显示了与肥皂同等的有机物去除效果,在杀菌方面的去污消毒效果与医用洗手液相同;在手术时洗手的试验中,其去污消毒效果也与传统方法(肥皂+抗菌剂)相同。还具有毒性低、不伤手、环保卫生等特点。
实施例三
高浓度酸性机能水在食品加工中的对比实验
在食品加工中的冷荤间一块普通砧板上的病菌数目可达60000多,其中十分之一为沙门氏菌,只要有10个病菌进入人体就可致病。使用化学消毒剂消毒,毒性残留无法有效去除,易产生耐药性,还会污染到正在处理的食物和器具,且容易造成其他危害,水资源浪费大。很多冷荤操作间使用酒精擦拭砧板,剂量大易引起中毒症状,且不能快速有效杀灭致病微生物,对手足口EV71等肠道病毒无效。冷荤间环境物品表面使用紫外灯或臭氧消毒,消毒范围和效力有限,达标率低,且需要人员回避。
高浓度酸性机能水解决了批量食物及超大容器的清洗消毒,并能与各种自动清洗、消毒设施兼容运行。
表11 高浓度酸性机能水与其他常用化学消毒剂效能的比较
Claims (10)
1.一种机能水,其特征在于,包括高浓度酸性机能水和高浓度碱性机能水,其中高浓度酸性机能水是一种pH=1.5-2.0,氧化还原电位ORP=900mV-1100mV、原液有效氯浓度≥100ppm、溶存氧≥15ppm、浑浊度≤1、菌落总数=100cfu/ml的高浓度酸性水;其中高浓度碱性机能水是一种pH=12.5-13.5、氧化还原电位ORP=-1100mV--900mV、溶存氧≥3.76ppm,浑浊度≤1、导电率=2300us/m、菌落总数=100cfu/ml的高浓度碱性水。
2.根据权利要求1所述的一种机能水,其特征在于:所述生产机能水采用氯化钠和碳酸铵使用自来水电解,其中氯化钠的含量为0.5-10g/L,碳酸铵的含量为0.3-5g/L。
3.一种运用权利要求1中的机能水的多种使用方法,其特征在于,包括高浓度碱
J险机能水的多种使用方法和高浓度酸性机能水的多种使用方法,其中高浓度碱性机能水的使用方法包括空气净化的方法、代替洗涤剂的方法和工业脱脂洗净的方法;其中高浓度酸性机能水的使用方法包括医疗使用方法、食品卫生使用方法、畜产运用方法和食品保鲜方法。
4.根据权利要求3所述的机能水多种使用方法,其特征在于,所述的空气净化方法为高浓度碱性机能水通过较低的氧化还原电位、表面张力实现抗菌和空气净化作用,其中空气净化作用包括可去除室内空气中的甲醛、苯、甲苯、二甲苯、VOC等有害气体,去除室内的pm2.5,快速去除室内的烟味、生活异味和宠物异味:抗菌作用包括快速杀菌消毒。
5.根据权利要求3所述的机能水的多种使用方法,其特征在于,所述的代替洗涤剂的方法包括可直接用于清洗床单、被单、枕巾、桌布、台布以及窗帘类纺织品,包括用于厨房等家庭室内清洗去油污使用,包括瓜果蔬菜的清洗使用,还包括可使用高浓度碱性机能水作为沐浴清洁产品用于清洁人体皮肤。
6.根据权利要求3所述的机能水的多种使用方法,其特征在于,所述的工业脱脂洗净使用方法包括用于工业加工领域中的车床的擦洗、车间油脂堆积区域的去油污清洗、车间地面的擦洗以及零部件的擦拭与清洗。
7.根据权利要求3所述的机能水的多种使用方法,其特征在于,所述的医疗使用方法包括用于皮肤消毒、牙科器械与口腔消毒、内窥镜消毒及其他医疗器械的消毒,包括预防烧伤面感染及外伤消创、感染伤口换药、褥疮患者外用、妇产科的冲洗消毒使用,泌尿外科的应用及胃溃疡的辅助治疗,还包括用于公共环境的消毒和杀菌。
8.根据权利要求3所述的机能水的多种使用方法,其特征在于,所述的食品卫生运用方法包括食品加工和食品原材料的安全卫生运用方法,其中食品加工安全卫生运用方法具体包括食品加工前的清洗消毒、食品加工设备及用具的消毒、食品生产车间的消毒与杀菌和食品加工操作人员的日常消毒管理,其中加工操作人员的日常消毒管理包括人员的洗手消毒和工作服浸泡消毒;其中食品原材料的安全卫生运用包括食品原料的浸泡与加工。
9.根据权利要求3所述的机能水的多种使用方法,其特征在于,所述的畜产的运用方法包括使用高浓度酸性机能水对饲舍及动物体进行喷淋消毒,具体为在水中加入pH=1. 5-2.0的高浓度酸性机能水形成PH<2.7的稀释酸性机能水直接对饲舍和动物体进行直接喷淋。
10.根据权利要求3所述的机能水的多种使用方法,其特征在于,所述食品保鲜方法包括将食品以及需要储藏的食品加工原料在一定量的高浓度酸性机能水中浸泡5分钟后取出,再按常规程序加工贮藏的方法。
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