CN107812494A - 一种高镁含量浓缩液及高镁含量饮用水的混合系统 - Google Patents
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Abstract
一种高镁含量浓缩液及高镁含量饮用水的混合系统，于第一实施例中，该高镁含量浓缩液包含一重量浓度介于60000ppm至70000ppm之间的镁、一重量浓度介于1000ppm至3200ppm之间的钠、一重量浓度介于300ppm至3000ppm之间的钾以及一重量浓度介于100ppm至300ppm之间的钙，其余为水；于第二实施例中，该高镁含量浓缩液，包含一重量浓度介于40000ppm至50000ppm之间的镁、一重量浓度介于8000ppm至18000ppm之间的钠、一重量浓度介于8000ppm至17000ppm之间的钾以及一重量浓度介于15ppm至250ppm之间的钙，其余为水。一种高镁含量饮用水的混合系统，包含：一高镁含量浓缩液输出装置，一净化水输出装置，以及一与该高镁含量浓缩液输出装置和该净化水输出装置连通的混液装置。
Description
技术领域
本发明为涉及一种饮用水浓缩液及饮用水的混合系统，尤指一种高镁含量浓缩液及高镁含量饮用水的混合系统。
背景技术
水乃人体的重要组成，而适度地补充水分可增进人体的新陈代谢以及体内循环，近来因健康意识的提升，人们对于饮用水的质量的要求增加，也相应带动相关技术的开发。
现有的饮用水技术，可参见欧洲专利第EP2298702号，公开一种水的纯化装置，包括一水纯化槽和一杀生物剂分配箱，该杀生物剂分配箱与杀生物剂储存隔间及杀生物剂分配端口流体连通，该水纯化槽经由一过滤器和一纯水卸料槽流体连通，该纯水卸料槽包括一排水机构，其特征在于，该水纯化槽包括一填装杯，该填装杯具有一入口端口以及一端口孔，该填装杯位于该水纯化槽的顶端，且经由该端口孔与该水纯化槽流体连通，该装置进一步包括一垂直管，该垂直管连接该填装杯及该杀生物剂分配箱，其中该垂直管和该杀生物剂分配箱连接而能产生正压，并于该垂直管操作时，致使杀生物剂投入于该水纯化槽。或如美国专利公告第US7,329,358号，公开一种净水方法，先提供进水，进入电化脱离子装置内，接着将来自电化脱离子装置的水硬度控制到硬度水平以CaCO3计在5～100ppm范围，再将来自电化脱离子装置的水碱度控制到碱度水平以CaCO3计在10～100ppm范围，将控制碱度和降低硬度的水，做为净水，供应给使用者。
传统上生产饮用水的技术，大多着重于净化水中对于人体有害的物质，但却没有针对如何的水质成分对人体有正面影响，有更进一步的研究，因此，实有待改善之处。
发明内容
本发明的主要目的，在于提供一种高镁含量浓缩液及高镁含量饮用水的混合系统，以解决传统技术所提供的饮用水，并无法对人体提供显著正面影响的问题。
为达上述目的，本发明提供一种高镁含量浓缩液，包含一重量浓度介于60000ppm至70000ppm之间的镁、一重量浓度介于1000ppm至3200ppm之间的钠、一重量浓度介于300ppm至3000ppm之间的钾以及一重量浓度介于100ppm至300ppm之间的钙，其余为水。
为达上述目的，本发明另提供一种高镁含量浓缩液，包含一重量浓度介于40000ppm至50000ppm之间的镁、一重量浓度介于8000ppm至18000ppm之间的钠、一重量浓度介于8000ppm至17000ppm之间的钾以及一重量浓度介于15ppm至250ppm之间的钙，其余为水。
本发明所述的高镁含量浓缩液一实施例中，该浓缩液是使用一自海平面下深度介于200m至1500m之间的深层海水浓缩得到的。
本发明所述的高镁含量浓缩液一实施例中，该深层海水是海平面下深度介于300m至700m之间的海水。
为达上述目的，本发明还提供一种高镁含量饮用水的混合系统，包含：
一高镁含量浓缩液输出装置，是提供一如上述的高镁含量浓缩液；
一净化水输出装置，是提供一净化水；以及
一与该高镁含量浓缩液输出装置和该净化水输出装置连通的混液装置，并将该高镁含量浓缩液与该净化水混合而得到一高镁含量饮用水。
本发明所述的高镁含量饮用水的混合系统一实施例中，该高镁含量浓缩液输出装置包括一过滤单元、一真空低温浓缩单元以及一常压蒸发单元，该过滤单元对一深层海水进行过滤，以得到一第一浓缩液，该真空低温浓缩单元对该第一浓缩液进行浓缩，以得到一第二浓缩液，该常压蒸发单元对该第二浓缩液进行加热，使该第二浓缩液析出一结晶盐，静置该第二浓缩液以使该结晶盐沉淀于底部，并汲取顶部的液体而得到一第三浓缩液，接着冷却该第三浓缩液，并利用一具有一孔径的过滤膜对该第三浓缩液进行过滤，以得到一高镁含量浓缩液。
本发明所述的高镁含量饮用水的混合系统一实施例中，该混液装置包括一储液桶、一抽水泵以及一混液单元，该储液桶储存该高镁含量浓缩液，该抽水泵将该高镁含量浓缩液自该储液桶中抽离，该混液单元将该净化水与通过该抽水泵自该储液桶中抽出的该高镁含量浓缩液混合而产生该高镁含量饮用水。
本发明所述的高镁含量饮用水的混合系统一实施例中，该净化水输出装置包含一第一滤芯、一低压开关、一进水电磁阀、一增压泵以及一逆渗透滤芯，该第一滤芯具有一接收一待净化水的第一入水端以及一第一出水端，该低压开关具有一与该第一出水端连接的第二入水端以及一第二出水端，以检测该待净化水是否持续供应至该第一滤芯，该进水电磁阀具有一与该第二出水端连接的第三入水端以及一第三出水端，以控制该待净化水的流量，该增压泵具有一与该第三出水端连接的第四入水端以及一第四出水端，并对该待净化水施加一高压推力以增加该待净化水的流量，该逆渗透滤芯具有一与该第四出水端连接的第五入水端以及一将该待净化水净化完成的一净化水排出的第五出水端。
由以上可知，本发明相较于现有技术可达到的功效在于，通过本发明所选择的高镁含量浓缩液的成份范围，经实验后发现，该高镁含量浓缩液具有改善骨质疏松或抗疲劳的功效。
附图说明
图1为本发明一实施例，高镁含量饮用水的混合系统示意图。
图2A至图2F为第一实施例中，实验例、对照例和比较例以微电脑断层扫描技术呈现骨质密度影像的示意图。
图3A至图3F为第一实施例中，实验例、对照例和比较例以微电脑断层扫描技术呈现骨小梁影像的示意图。
图4为第二实施例中，实验例和对照例摄取高镁含量饮用水以及安慰剂的运动表现改善状况。
图5A至图5H，为第二实施例中，实验例和对照例摄取高镁含量饮用水以及PLA后的运动前、后及后2小时的红血球量以及总血红蛋白变化。
其中，附图标记：
高镁含量浓缩液输出装置 10
过滤单元 11
微过滤膜 11a
超过滤膜 11b
逆渗透膜 11c
真空低温浓缩单元 12
常压蒸发单元 13
过滤膜 14
净化水输出装置 20
第一滤芯 21
第一入水端 211
第一出水端 212
低压开关 22
第二入水端 221
第二出水端 222
进水电磁阀 23
第三入水端 231
第三出水端 232
增压泵 24
第四入水端 241
第四出水端 242
逆渗透滤芯 25
第五入水端 251
第五出水端 252
第六出水端 253
冲洗电磁阀 26
净水储存桶 27
加热元件 28
杀菌组件 29
混液装置 30
储液桶 31
抽水泵 32
混液单元 33
具体实施方式
涉及本发明的详细说明及技术内容，现就配合附图说明如下：
本发明提供一种高镁含量浓缩液，于第一实施例中，该高镁含量浓缩液包含一重量浓度介于60000ppm至70000ppm之间的镁、一重量浓度介于1000ppm至3200ppm之间的钠、一重量浓度介于300ppm至3000ppm之间的钾以及一重量浓度介于100ppm至300ppm之间的钙，其余为水。于第二实施例中，该高镁含量浓缩液，包含一重量浓度介于40000ppm至50000ppm之间的镁、一重量浓度介于8000ppm至18000ppm之间的钠、一重量浓度介于8000ppm至17000ppm之间的钾以及一重量浓度介于15ppm至250ppm之间的钙，其余为水。
本发明进一步提供一种高镁含量饮用水的混合系统，如图1所示，为本发明一实施例，高镁含量饮用水的混合系统示意图，包含一高镁含量浓缩液输出装置10、一净化水输出装置20以及一混液装置30，该高镁含量浓缩液输出装置10提供一如上述的高镁含量浓缩液，该净化水输出装置20提供一净化水，该混液装置30与该高镁含量浓缩液输出装置10和该净化水输出装置20连通，并将该高镁含量浓缩液与该净化水混合而得到一高镁含量饮用水。
于本发明的一实施例中，该高镁含量浓缩液输出装置10可为一高镁含量浓缩液生产装置或是一储存有该高镁含量浓缩液的容器。如为该高镁含量浓缩液生产装置，可参图1所示，该高镁含量浓缩液生产装置包括一过滤单元11、一真空低温浓缩单元12以及一常压蒸发单元13。该高镁含量浓缩液的制造可根据该高镁含量浓缩液生产装置进行，包括以下步骤：
步骤S1：提供一海洋深层水，并通过该过滤单元11对该海洋深层水进行过滤，以得到一第一浓缩液，该第一浓缩液包含一重量浓度介于1900ppm至3000ppm之间的镁、一重量浓度介于13000ppm至21000ppm之间的钠、一重量浓度介于550ppm至1000ppm之间的钾以及一重量浓度介于600ppm至1000ppm之间的钙，其余为水。于本实施例中，该海洋深层水可为一来自海平面下且深度介于200m至1500m之间的深层海水，较佳为深度介于300m至700m之间的深层海水。于本实施例中，该过滤单元11包括一微过滤膜11a、一超过滤膜11b以及一逆渗透膜11c，举例来说，该微过滤膜11a具有一介于0.025μm至10μm之间的第一孔径，以过滤该海洋深层水中的一悬浮物质，如泥沙、水藻、微生物等；该超过滤膜11b具有一介于5nm至10nm之间的第二孔径，以过滤该海洋深层水中的微小颗粒或细菌；该逆渗透膜11c具有一介于0.2nm至1.0nm之间的第三孔径，以过滤该海洋深层水中的一盐类。
步骤S2：通过该真空低温浓缩单元12对该第一浓缩液进行浓缩，以得到一第二浓缩液，该第二浓缩液包含一重量浓度介于10000ppm至160000ppm之间的镁、一重量浓度介于60000ppm至100000ppm之间的钠、一重量浓度介于3000ppm至6000ppm之间的钾以及一重量浓度介于300ppm至500ppm之间的钙，其余为水。该真空低温浓缩单元12具有一介于50℃至70℃之间的温度以及一介于10kPa至20kPa之间的压力。
步骤S3：通过该常压蒸发单元13对该第二浓缩液进行加热，使该第二浓缩液析出一结晶盐，接着静置该第二浓缩液以使该结晶盐沉淀于底部，并汲取顶部的液体而得到一第三浓缩液。于本发明一实施例中，该常压蒸发单元13为对该第二浓缩液施予一介于90℃至120℃之间的加热温度。
步骤S4：冷却该第三浓缩液，并利用一具有一孔径的过滤膜14对该第三浓缩液进行过滤而去除杂质，以得到一高镁含量浓缩液，其中该过滤膜的该孔径为介于0.2μm至2.0μm之间，该第三浓缩液通过该过滤膜14后将滤除杂质，浓度将不产生变化，即该第三浓缩液的浓度等于该高镁含量浓缩液。于本发明中，该高镁含量浓缩液包括两种成分，第一实施例中，该第三浓缩液包含一重量浓度介于60000ppm至70000ppm之间的镁、一重量浓度介于1000ppm至3200ppm之间的钠、一重量浓度介于300ppm至3000ppm之间的钾以及一重量浓度介于100ppm至300ppm之间的钙；于第二实施例中，该第三浓缩液包含一重量浓度介于40000ppm至50000ppm之间的镁、一重量浓度介于8000ppm至18000ppm之间的钠、一重量浓度介于8000ppm至17000ppm之间的钾以及一重量浓度介于15ppm至250ppm之间的钙，其余为水。
该净化水输出装置20可为将一待净化水过滤后得到一净化水的净化装置或是一储存有该净化水的容器。如为该净化装置，请继续参阅图1，该净化水输出装置20包含一第一滤芯21、一低压开关22、一进水电磁阀23、一增压泵24以及一逆渗透滤芯25，该第一滤芯21具有一接收该待净化水的第一入水端211以及一第一出水端212，该低压开关22具有一与该第一出水端212连接的第二入水端221以及一第二出水端222，以侦测该待净化水是否持续供应至该第一滤芯21，该进水电磁阀23具有一与该第二出水端222连接的第三入水端231以及一第三出水端232，以控制该待净化水的流量，该增压泵24具有一与该第三出水端232连接的第四入水端241以及一第四出水端242，并对该待净化水施加一高压推力以增加该待净化水的流量，该逆渗透滤芯25具有一与该第四出水端242连接的第五入水端251以及一将该净化水排出的第五出水端252。
该净化水输出装置20可进一步包含一冲洗电磁阀26、一净水储存桶27、一加热元件28及一杀菌组件29，该冲洗电磁阀26与该逆渗透滤芯25的一第六出水端253连接，以控制一冲洗该逆渗透滤芯25的冲洗流量；该净水储存桶27设置于该逆渗透滤芯25与该混液装置30之间，并储存该第五出水端252所排出的该净化水；该加热元件28设置于该逆渗透滤芯25与该混液装置30之间，并对该净化水加热而产生的一热水，且将该热水供应至该混液装置30；该杀菌组件29设置于该逆渗透滤芯25与该混液装置30之间，并对该净化水杀菌而产生一无菌水，且将该无菌水供应至该混液装置30。
该混液装置30包括一储液桶31、一抽水泵32以及一混液单元33，该储液桶31用于储存该高镁含量浓缩液，该抽水泵32将该高镁含量浓缩液自该储液桶31中抽离，该混液单元33将该第五出水端252排出的该净化水与通过该抽水泵32自该储液桶31中抽出的该高镁含量浓缩液混合而产生该高镁含量饮用水。其中，该高镁含量饮用水的混合系统是用于依据不同的饮用目的、应用范围而将该高镁含量浓缩液调配成适当的硬度的饮用水。
前述第一实施例的高镁含量浓缩液，是可改善使用者骨质疏松的问题；而前述第二实施例的高镁含量浓缩液，则可改善使用者的疲劳问题。为进一步具体说明本发明的第一实施例、第二实施例的该高镁含量浓缩液的具体功效，请参阅下述依据本发明进行的实验例以及比较例。
针对第一实施例所得到的高镁含量浓缩液，是以切除卵巢的大白鼠来模拟停经后的女性，停经后的女性因荷尔蒙的改变，而骨质的减少速度会加快许多，因此容易产生骨质疏松症。各实验例、对照例和比较例所采用的大白鼠为雌性Sprague-Dawley，先对大白鼠喂食不同比例的高镁含量饮用水，再分别针对其血清以及组织切片进行分析。
各实验例、对照例和比较例所喂食的高镁含量浓缩液剂量如下表1所示，剂量的单位为每公斤体重；而对照例为未经切除卵巢的大白鼠。其中，添加柠檬酸钙的目的为了解钙对骨质疏松的影响。
表1，各实验例、对照例和比较例的喂食条件
| 高镁含量浓缩液(ml/kg) | 柠檬酸钙(g/kg) | |
| 实验例1(L) | 0.35 | 0 |
| 实验例2(H) | 1.4 | 0 |
| 实验例3(HC) | 1.4 | 0.5 |
| 对照例(N) | 0 | 0 |
| 比较例1(OVX) | 0 | 0 |
| 比较例2(OVXC) | 0 | 0.5 |
下表2为针对各实验例、对照例和比较例的大白鼠，喂食后测量血清中的碱性磷酸酶(Alkaline phosphatase，简称ALP)、血清尿素氮(Blood urea nitrogen，简称BUN)、肌酸酐(Creatinine，简称CRE)、麸草酸转氨基酶(Glutamate oxaloacetate transaminase，简称GOT)、麸胺酸丙酮酸转氨基酶(Glutamic-pyruvic transaminase，简称GPT)。
表2，各实验例、对照例和比较例的血清测量结果
下表3为针对各实验例、对照例和比较例的大白鼠，喂食后测量血清中的钙、镁、钾、钠、磷。
表3，各实验例和比较例的血清测量结果
由表2可看出，大白鼠切除卵巢后，ALP将由115(U/L)上升到202(U/L)，此为反映骨质疏松的现象，而在饮用本发明第一实施例所得到的该高镁含量浓缩液后，ALP将明显降低至125(U/L)以下，显示有效改善骨质疏松；其次，由BUN、CRE、GOT、GPT的结果可知，各实验例在饮用该高镁含量浓缩液后，并无影响肝及肾的功能；此外，由表3也可发现，喂食后测量血清并无负面影响。
除了血清的检测外，此处也针对各实验例和比较例的组织切片，以微电脑断层扫描技术(Micro computed tomography，简称Micro-CT)观察骨质密度和骨小梁的影像，如图2A至图2F以及图3A至图3F所示，图2A至图2F分别为实验例1、实验例2、实验例3、对照例、比较例1、比较例2的骨质密度影像；图3A至图3F分别为实验例1、实验例2、实验例3、对照例、比较例1、比较例2的骨小梁影像。由图2A至图2C可看出，对照例以及各实验例的骨质密度较高，而由图2E、图2F可看出，比较例的骨质密度(Bone mineral density)减少；由图3A至图3C可看出，对照例以及各实验例的骨小梁分布较密，而由图3E、图3F可看出，比较例的骨小梁(Trabacular bone)分布较为松散。
针对第二实施例所得到的高镁含量浓缩液，是以中年男性为实验例，年轻男性为对照例，分别测量其运动表现以及运动前中后的红血球数量(Red blood cells，简称RBCs)，如图4、图5A至图5G所示。图4显示实验例和对照例，摄取第二实施例所得到的高镁含量浓缩液以及安慰剂(Placebo，简称PLA)的运动表现改善状况，其中，实验例所服用的高镁含量浓缩液，是调配为硬度600的高镁含量饮用水。由图中可看出对于对照例来说，服用高镁含量浓缩液后的运动耐力表现并无显著改善，且降低约4.77％，但对于实验例来说，服用高镁含量浓缩液后的运动耐力表现呈现显著改善，增加约7.36％。
图5A与图5C显示对照例和实验例摄取第二实施例所得到的高镁含量浓缩液以及PLA后，进行运动之前、后以及后2小时的红血球量(Red blood cells，简称RBCs)，图5B和图5D为图5A与图5C的曲线下方的面积(Area under the curve)，图5E与图5G显示对照例和实验例摄取第二实施例所得到的高镁含量浓缩液以及PLA后，进行运动之前、后以及后2小时的总血红蛋白(total hemoglobin，简称tHB)，图5F和图5H为图5E与图5G的曲线下方的面积(Area under the curve)。由图中可看出对于对照例来说，服用高镁含量浓缩液和PLA对于RBCs和tHB几乎没影响，但对于实验例来说，服用高镁含量浓缩液者的RBCs和tHB是明显增加，进一步探讨实验例，服用PLA者运动后RBCs的降低可归因于运动后诱发溶血反应(Hemolysis)，此将阻挡氧的输送并抑制红血球调节血管舒张(RBC-mediatedvasorelaxation)，而对运动表现产生负面影响，另外，tHB的趋势是和RBCs类似。因此，由此结果可推论第二实施例所得到的高镁含量浓缩液可以减缓运动后诱发溶血反应，从而提升中年男性的运动耐力。
综上所述，通过本发明所选择的高镁含量浓缩液的成份范围，经实验后发现，该高镁含量浓缩液具有改善骨质疏松或抗疲劳的功效。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。
Claims (8)
1.一种高镁含量浓缩液，其特征在于，该浓缩液包含一重量浓度介于60000ppm至70000ppm之间的镁、一重量浓度介于1000ppm至3200ppm之间的钠、一重量浓度介于300ppm至3000ppm之间的钾以及一重量浓度介于100ppm至300ppm之间的钙，其余为水。
2.一种高镁含量浓缩液，其特征在于，该浓缩液包含一重量浓度介于40000ppm至50000ppm之间的镁、一重量浓度介于8000ppm至18000ppm之间的钠、一重量浓度介于8000ppm至17000ppm之间的钾以及一重量浓度介于15ppm至250ppm之间的钙，其余为水。
3.根据权利要求1或2所述的高镁含量浓缩液，其特征在于，该浓缩液是使用一自海平面下深度介于200m至1500m之间的深层海水浓缩得到的。
4.根据权利要求3所述的高镁含量浓缩液，其特征在于，该深层海水是海平面下深度介于300m至700m之间的海水。
5.一种高镁含量饮用水的混合系统，其特征在于，该混合系统包含：
一高镁含量浓缩液输出装置，是提供一如权利要求1或2所述的高镁含量浓缩液；
一净化水输出装置，是提供一净化水；以及
一与该高镁含量浓缩液输出装置和该净化水输出装置连通的混液装置，并将该高镁含量浓缩液与该净化水混合而得到一高镁含量饮用水。
6.根据权利要求5所述的高镁含量饮用水的混合系统，其特征在于，该高镁含量浓缩液输出装置包括一过滤单元、一真空低温浓缩单元以及一常压蒸发单元，该过滤单元对一深层海水进行过滤，以得到一第一浓缩液，该真空低温浓缩单元对该第一浓缩液进行浓缩，以得到一第二浓缩液，该常压蒸发单元对该第二浓缩液进行加热，使该第二浓缩液析出一结晶盐，静置该第二浓缩液以使该结晶盐沉淀于底部，并汲取顶部的液体而得到一第三浓缩液，接着冷却该第三浓缩液，并利用一具有一孔径的过滤膜对该第三浓缩液进行过滤，以得到一高镁含量浓缩液。
7.根据权利要求5所述的高镁含量饮用水的混合系统，其特征在于，该混液装置包括一储液桶、一抽水泵以及一混液单元，该储液桶储存该高镁含量浓缩液，该抽水泵将该高镁含量浓缩液自该储液桶中抽离，该混液单元将该净化水与通过该抽水泵自该储液桶中抽出的该高镁含量浓缩液混合而产生该高镁含量饮用水。
8.根据权利要求5所述的高镁含量饮用水的混合系统，其特征在于，该净化水输出装置包含一第一滤芯、一低压开关、一进水电磁阀、一增压泵以及一逆渗透滤芯，该第一滤芯具有一接收一待净化水的第一入水端以及一第一出水端，该低压开关具有一与该第一出水端连接的第二入水端以及一第二出水端，以检测该待净化水是否持续供应至该第一滤芯，该进水电磁阀具有一与该第二出水端连接的第三入水端以及一第三出水端，以控制该待净化水的流量，该增压泵具有一与该第三出水端连接的第四入水端以及一第四出水端，并对该待净化水施加一高压推力以增加该待净化水的流量，该逆渗透滤芯具有一与该第四出水端连接的第五入水端以及一将该待净化水净化完成的一净化水排出的第五出水端。
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