CN108178352A - 一种人工山泉水的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种人工山泉水的制备方法。本发明采用回归大自然的理念，模仿天然山泉水的形成过程，将优质天然矿石按需要加工成适当的颗粒大小，再按适当的比例配制成矿化滤芯，安装在纯水机RO逆渗透膜之后，让纯净水从由多种天然矿石组成的滤芯中自下而上缓慢逆流经过，使天然矿石中的矿物质溶于纯净水中形成再矿化水，最后让再矿化水通过超滤膜进行过滤。滤除微小矿石颗粒并保留还原补充的矿物质，即获得人工山泉水，其矿物质含量与天然山泉水不相上下，口感优于纯净水和天然山泉水。实现了人类饮水从卫生走向健康的质的飞跃，从根本上解决了人类在当今环境污染情况下获得健康饮水的世界难题。
Description
技术领域
本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种人工山泉水的制备方法。
技术背景
人类饮水分为四个时代，即饮用天然水时代；饮用自来水时代；饮用纯净水时代；饮用健康水时代。饮用天然水时代是人类进化的漫长时期，优质天然水对于人类的健康无疑是适应的。但由于城镇人口的增加和环境污染的加剧，人类不得不饮用自来水。自来水与优质天然水相比，当然是天恙之别(除环境污染物的危害外，还有水净化用的添加剂的危害和消毒副产物的危害)。人们又不得不饮用净化了的纯净水。纯净水当然很卫生，水质卫生是健康饮水的前提条件，但众所周知，卫生≠健康，现代人类到底喝什么样的水最健康？专家学者一直在寻找答案，并在企图找到解决当今环境污染条件下获得健康饮用水的办法。
2016年7月5日，人民网(财经)记者彭亮以题为：《独家走访欧洲饮用水市场矿泉水“一统天下”》报道，我的主要研究领域是膳食和水中矿物质的作用，特别是镁元素。”柏林自由大学分子生物学与生物化学研究所教授Jürgen Vormann说，“在我看来，我们身体的很多生理机能都需要矿物质。如果我们只饮用不含矿物质的水，产生各种疾病的风险要比饮用含有必需矿物质的水高出许多。”
“我们的(瑞典)女足国家队在加拿大出现了肌肉痉挛，我认为她们在高强度运动下镁的摄入量不够。”瑞典皇家理工学院教授Ingegerd Rosborg说，“不含矿物质的水通常不是天然的，地球上只有少数地方会有这种含矿物质极少的水。世卫组织在其修订的饮用水标准中应该设定水中的矿物质含量的最低标准，但他们没有。”
上述专家基本都认可“水中的矿物质对人体健康有影响”，比较确定的是“饮用水中镁元素含量和心脑血管疾病发病率显著相关”，但不知道的是“什么因果关系导致了这样的关联性”。而造成这一现象的主要原因是，此类研究的时间跨度太长且难度较高。
由此可知，全世界人民目前对各种饮用水质的优劣缺乏具有科学依据的综合评价和数据标准，从而导致各种说法五花八门，有人说纯净水因无矿物质不宜饮用，又有人说纯净水中无矿物质没有问题，食物中含有就足够了。国内也有很多厂商通过概念炒作一些既没健康保障也没营养价值的高价瓶装水(甚至进口水)，却能受到消费者的热捧；更有人只用纯净水给婴幼儿冲泡奶粉，结果导致婴幼儿缺钙等现象发生，目前没有一个具有科学依据和数据标准的权威性的科学论证，这类没有科学根据的舆论导向，使得广大消费者无所适从，从而导致了人们盲目饮用糊涂矿物质水(不知道矿物质要哪些，含量应当在什么范围)和纯净水的现象。
唐朝陆羽在其著作《茶经》中指出：山水上(山泉水的水质上等)，江水中(江河水的水质中等)，井水下(井水水质为下等水)，究其原因是因为山泉水的矿物质含量适当，江河水因为是地表水，矿物质含量偏少，井水显然矿物质含量太高，况且，根据达尔文“物竟天择，适者生存”的进化论，不难理解，天然存在的就是合理的，人类对天然山泉水祖祖辈辈的偏好，相当于千百年的临床试验，天然山泉水中的各种矿物质含量，足以保证人类健康需要，也应当成为现代人科学饮水矿物质含量的参考标准。
现有净水技术不能根据人体健康的需要保留适量的矿物质。因为在传统净水器行业中，只有超滤机和纯水机两类机型,超滤机的优点是“两去一保留”，去掉了自来水中的微生物和漂白粉，保留了水中的矿物质，缺点是不能去除水中的超标矿物质，重金属也不能去除，口感改善甚微；
纯水机的优点是去除水中所有物质(金属盐类和漂白粉)95％以上，水质卫生口感比超滤机效果好，缺点是缺少了人体必需的矿物质，破坏了天然水的自然结构，饮用这种水，将来有可能造成对人体健康不利的目前难以预见的疾病。
纳滤膜净水机是在纯水机的基础上改进而成的，目的是为了改善纯水机不能保留矿物质的缺陷，设计方法是将过滤膜(RO逆渗透膜)的过滤孔径适当放大，过滤时滤除原水中部分矿物质，保留一部分矿物质，从原水过滤后矿物质的总量变化(TDS值的变化)来看，确实有很大的改善，自来水的卫生程度大有提高，净化水中也有一定含量的矿物质留下，从健康角度比纯水机有所改善，但去除的矿物质部分是否是应该去除的部分？去除了多少？均无确切科学依据和数据。保留的矿物质部分是否是应该保留的部分？保留了多少？也同样均无确切科学依据和数据。由此可见，纳滤膜机同样难以得到具有科学依据的健康生活饮用水。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供的一种人工山泉水的制备方法，采用该制备方法所得的人工山泉水，能按照人体健康必需的要从饮用水中补充的，和天然山泉水一样矿物质种类和含量不相上下的人工山泉水，而且能人为的使得再矿化水矿物质含量齐全，人体健康所必须的要从饮用水中获得的钙、镁、钾3种宏量元素和锂、硼、氟、硅、钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、锗、硒、锶、钼、锡18种微量元素都有。
本发明一种人工山泉水的制备方法，包括如下步骤：
将原水净化获得TDS值≤5ppm的纯净水，将纯净水依次通过矿化滤芯、超滤膜滤芯，即获得矿物质总量与天然山泉水不相上下且种类更加齐全的人工山泉水，所述原水为自来水、河流水、湖水、井水中的一种，所述纯净水的溶解性总固体(TDS)≤5ppm，所述纯净水每小时通过矿化滤芯的质量与矿化滤芯的质量比为0.8～93，以控制人工山泉水的TDS为5～25ppm；所述矿化滤芯由钟乳石颗粒、石灰石颗粒、麦饭石颗粒、锂长石颗粒、锡矿石颗粒、硒矿石颗粒1、硒矿石颗粒2、硒矿石颗粒3，铁矿石颗粒、牛哥石颗粒10种矿石颗粒及水黄金组成。
作为进一步的优选，所述纯净水每小时通过矿化滤芯的质量与矿化滤芯中混合矿石的质量比为3～42，控制人工山泉水的TDS值为6～20ppm。
优选地，本发明一种人工山泉水的制备方法，所述硒矿石颗粒根据成份的不同，分为硒矿石颗粒1号、硒矿石颗粒2号、硒矿石颗粒3号。
优选地，本发明一种人工山泉水的制备方法，所述滤料为水黄金。
本发明一种人工山泉水的制备方法，所述矿化滤芯按质量比计其成份组成如下：
钟乳石颗粒0％～50％，麦饭石颗粒0％～50％，锂长石颗粒3％～20％，石灰石颗粒0％～30％，锡矿石颗粒0％～20％，硒矿石颗粒1号0.5％～20％，硒矿石颗粒2号0％～20％，硒矿石颗粒3号0.5％～20％，铁矿石颗粒0％～20％，牛哥石0％～20％，水黄金0％～10％。
优选地，所述矿化滤芯按质量比计其成份组成如下：钟乳石颗粒26％～36％，麦饭石颗粒29％～45％，锂长石颗粒6％～8％，石灰石颗粒5％～15％，锡矿石颗粒2％～6％，硒矿石颗粒1号1％～2％，硒矿石颗粒2号1％～2％，硒矿石颗粒3号1％～2％，铁矿石颗粒1％～2％，牛哥石1％～3％，水黄金1％～5％。
作为更进一步的优选，所述矿化滤芯按质量比计其成份组成如下：钟乳石颗粒31％，麦饭石颗粒37％，锂长石颗粒7％，石灰石颗粒10％，水黄金3％，锡矿石颗粒4％，硒矿石颗粒1号1.5％，硒矿石颗粒1.5号2％，硒矿石颗粒3号1.5％，铁矿石颗粒1.5％，牛哥石2％。
本发明一种人工山泉水的制备方法，所述矿石颗粒及水黄金的粒径配取如下：钟乳石颗粒的粒径为3000μm～5700μm，麦饭石颗粒的粒径为2000μm～4750μm，锂长石颗粒的粒径为2800μm～4300μm，石灰石颗粒的粒径为2000μm～4750μm，锡矿石颗粒的粒径为1300μm～3000μm，硒矿石颗粒1号的粒径为2000μm～4750μm，硒矿石颗粒2号的粒径为3000μm～5700μm，硒矿石颗粒3号的粒径为3000μm～8000μm，铁矿石颗粒的粒度为1600μm～3000μm，牛哥石颗粒的粒径为3000μm～5700μm，水黄金的粒径为1300μm～4300μm。
本发明中，所述水黄金为铜锌合金，按质量比计其成份组成为：铜元素55wt％，锌元素45wt％。其作用是滤除人工山泉水中部分重金属，确保人工山泉水中有害矿物质不超标。
本发明一种人工山泉水的制备方法，所述矿石颗粒及水黄金在使用前先经预处理，预处理方式为：将矿石颗粒及水黄金洗涤、晾干、然后置于烘箱中进行杀菌处理，所述杀菌处理的温度和时间依中华人民共和国出入境检验检疫行业标准SN/T3229-2012《食品消毒剂和防腐剂杀菌效果评价方法》5.2.1进行，即180℃灭菌至少30分钟；或170℃灭菌至少1小时；或160℃灭菌至少2小时。
本发明一种人工山泉水的制备方法，所述水净化的过程至少通过RO逆渗透膜以获得TDS值≤5ppm的纯净水。
本发明一种人工山泉水的制备方法，所述纯净水通过矿化滤芯是采用自下而上逆流通过矿化滤芯的形式，所述矿石滤芯通过竖装的形式置于容器中，纯净水采用逆流形式缓慢通过矿石滤芯，矿石颗粒中的矿物质溶进纯净水中，形成含有矿物质的人工山泉水。
本发明一种人工山泉水的制备方法，所述超滤膜滤芯的孔径为0.001～0.01μm，以除去颗粒杂质，并保留矿物质元素。
本发明一种人工山泉水的制备方法，所述矿石颗粒，由天然矿石破碎而得，其天然矿石的选择，是通过分析世界各地天然优质矿泉水中的矿物质元素，选取各地的天然矿石，并进行溶出检测，确定所能溶出的矿物质元素，最后将各地获得的天然矿石进行搭配，使得综合溶出的矿物元素中具有人体必需的钙、镁、钾宏量元素和18种微量元素。
因碘在食盐中有添加，人体健康需要的离子态碘已从食盐中得到补充，故选取组成矿化滤芯的矿石时也未刻意选择含有碘的矿石。故人工山泉水不针对碘进行研究。
本发明一种人工山泉水的制备方法，所述钟乳石颗粒按质量比计其成份组成如表1所示：
1、钟乳石成份含量表(单位:ppm)
| 钙元素 | 镁元素 | 钾元素 | 硫元素 | 硅元素 | 钛元素 |
| 500000～550000 | 5000～7000 | 1200～1800 | 300～400 | 15000～17000 | 300～500 |
| 锰元素 | 铁元素 | 铜元素 | 锌元素 | 硒元素 | 锶元素 |
| 150～250 | 3000～4000 | 50～150 | 500～650 | 200～300 | 100～150 |
本发明一种人工山泉水的制备方法，所述麦饭石颗粒按质量比计其成份组成如表2所示：
表2、麦饭石成份含量表(单位:ppm)
| 钙元素 | 镁元素 | 钾元素 | 硫元素 | 硅元素 |
| 20000～23000 | 7000～8500 | 20000～30000 | 50～150 | 250000～280000 |
| 钛元素 | 铬元素 | 锰元素 | 铁元素 | 镍元素 |
| 1500～1700 | 50～100 | 200～300 | 17500～19000 | 10～30 |
| 铜元素 | 锌元素 | 锶元素 | ||
| 50～100 | 60～150 | 600～700 |
本发明一种人工山泉水的制备方法，所述锂长石颗粒按质量比计其成份组成如表3所示：
表3锂长石成份含量表(单位:ppm)
| 钙元素 | 镁元素 | 钾元素 | 硫元素 | 硅元素 |
| 7000～8000 | 100～150 | 20000～30000 | 30～100 | 300000～400000 |
| 钛元素 | 钒元素 | 铬元素 | 锰元素 | 铁元素 |
| 250～350 | 5～15 | 0.5～1 | 1000～1200 | 2400～2600 |
| 钴元素 | 镍元素 | 铜元素 | 锌元素 | 锗元素 |
| 12～15 | 6～10 | 0.5～1 | 100～150 | 2～5 |
| 硒元素 | 锶元素 | 钼元素 | 锡元素 | 锂元素 |
| 0.2～0.6 | 5～8 | 0.5～2 | 50～70 | 1000-2000 |
本发明一种人工山泉水的制备方法，所述石灰石颗粒按质量比计其成份组成如表4所示：
表4石灰石成份含量表(单位:ppm)
本发明一种人工山泉水的制备方法，所述锡矿石颗粒按质量比计其成份组成如表5所示：
表5锡矿石成份含量表(单位:ppm)
| 钙元素 | 镁元素 | 钾元素 | 硫元素 | 硼元素 |
| 50000～60000 | 10000～11000 | 3500～4000 | 50000～60000 | 20～25 |
| 氟元素 | 硅元素 | 钛元素 | 钒元素 | 铬元素 |
| 20000～30000 | 110000～120000 | 750～850 | 40～80 | 20～40 |
| 锰元素 | 铁元素 | 钴元素 | 镍元素 | 铜元素 |
| 2500～2800 | 170000～180000 | 30～50 | 40～70 | 18000～20000 |
| 锌元素 | 锗元素 | 硒元素 | 锶元素 | 钼元素 |
| 3000～5000 | 2～5 | 3～6 | 30～35 | 3～5 |
| 锡元素 | ||||
| 3300～3500 |
本发明一种人工山泉水的制备方法，所述硒矿石颗粒1号按质量比计其成份组成如表6所示：
表6硒矿石颗粒1号成份含量表(单位:ppm)
| 钙元素 | 镁元素 | 钾元素 | 硫元素 | 硼元素 |
| 1300～1700 | 8000～10000 | 35000～40000 | 700～750 | 50～65 |
| 氟元素 | 钛元素 | 钒元素 | 铬元素 | 锰元素 |
| 350～450 | 3500～3650 | 50～70 | 80～120 | 650～750 |
| 钴元素 | 镍元素 | 铜元素 | 锌元素 | 硒元素 |
| 10～20 | 20～40 | 10～20 | 60～80 | 0.5～2 |
| 锶元素 | 钼元素 | |||
| 60～120 | 0.5～1.5 |
本发明一种人工山泉水的制备方法，所述硒矿石颗粒2号按质量比计其成份组成如表7所示：
表7硒矿石颗粒2号成份含量表(单位:ppm)
本发明一种人工山泉水的制备方法，所述硒矿石颗粒3号按质量比计其成份组成如表8所示：
表8硒矿石颗粒3号成份含量表(单位:ppm)
| 钙元素 | 镁元素 | 钾元素 | 硫元素 | 硼元素 |
| 5000～7000 | 4500～6000 | 17000～18500 | 24500～26000 | 40～70 |
| 氟元素 | 硅元素 | 钛元素 | 钒元素 | 铬元素 |
| 300～450 | 240000～255000 | 2500～3500 | 6500～8000 | 2000～3000 |
| 锰元素 | 铁元素 | 钴元素 | 镍元素 | 铜元素 |
| 0～1 | 24500～26000 | 150～250 | 450～600 | 100～200 |
| 锌元素 | 硒元素 | 锶元素 | 钼元素 | |
| 380～520 | 80～150 | 80～140 | 450～600 |
本发明一种人工山泉水的制备方法，所述铁矿石颗粒按质量比计其成份组成如表9所示：
表9铁矿石颗粒成份含量表(单位:ppm)
| 钙元素 | 镁元素 | 钾元素 | 硫元素 | 硅元素 |
| 1300～1500 | 100～180 | 30～100 | 200～300 | 45000～55000 |
| 铬元素 | 锰元素 | 铁元素 | 铜元素 | 锌元素 |
| 30～80 | 40～100 | 600000～700000 | 100～250 | 40～90 |
本发明一种人工山泉水的制备方法，所述牛哥石颗粒按质量比计其成份组成如表10所示：
表10、牛哥石成份含量表(单位:ppm)
本发明一种人工山泉水的制备方法，在实际应用过程中，其纯净水TDS值大于5ppm时需要更换RO逆渗透膜滤芯或其他滤芯，以确保纯净水TDS值小于5ppm，以确保留有足够的矿物质总量空间还原补充有益矿物质，而不至于人工山泉水的有益矿物质达标而TDS值显示的矿物质总量超过22ppm，使得人工山泉水口感质量下降。
本发明一种人工山泉水的制备方法，在实际应用过程中，其纯净水每小时通过矿化滤芯的质量与矿化滤芯的质量比由RO逆渗透膜控制的规格控制，根据RO逆渗透膜的规格型号，配取不同重量的混合矿石组成矿化滤芯。
本发明一种人工山泉水的制备方法，在实际应用过程中，矿石滤芯的使用周期通过检测其人工山泉水的元素总含量TDS值而确定。在纯净水TDS值小于5ppm的前提下,如果山泉水的TDS值小于8ppm，些时需要更换矿化滤芯，在目前的应用试验的统计中，家用机约一年半需要更换，工程机则需要根据TDS值的检测结果决定是否需要更换矿化滤芯。
本发明一种人工山泉水的制备方法，所得人工山泉水含有钙元素、镁元素、钾元素、锂元素、硼元素、氟元素、硅元素、钛元素、钒元素、铬元素、锰元素、铁元素、钴元素、镍元素、铜元素、锌元素、锗元素、硒元素、锶元素、钼元素、锡元素，其元素的含量按质量百分比计如表11所示：
表11、人工山泉水元素含量表(单位:ppm)
| 钙元素 | 镁元素 | 钾元素 | 锂元素 | 硼元素 |
| 3.6～21 | 0.03～0.6 | 0.08～0.24 | 0.0002～0.0004 | 0.0007～0.005 |
| 氟元素 | 硅元素 | 钛元素 | 钒元素 | 铬元素 |
| 0.018～0.25 | 0.09～0.65 | 0.00002～0.0004 | 0.00007～0.00085 | 0.00006～0.0001 |
| 锰元素 | 铁元素 | 钴元素 | 镍元素 | 铜元素 |
| 0.0002～0.005 | 0.0009～0.005 | 0.00002～0.0001 | 0.0001～0.0011 | 0.0005～0.0015 |
| 锌元素 | 锗元素 | 硒元素 | 锶元素 | 钼元素 |
| 0.0008～0.016 | 0.0005～0.0035 | 0.0002～0.002 | 0.0015～0.02 | 0.00003～0.06 |
| 锡元素 | ||||
| 0.00008～0.00012 |
在优选的方案中，所得人工山泉水，其元素的含量按质量百分比计如表12所示：
表12、人工山泉水元素含量表(单位:ppm)
| 钙元素 | 镁元素 | 钾元素 | 锂元素 | 硼元素 |
| 7.6～11 | 0.05～0.9 | 0.1～0.6 | 0.0002～0.0045 | 0.0015～0.005 |
| 氟元素 | 硅元素 | 钛元素 | 钒元素 | 铬元素 |
| 0.09～0.33 | 0.1～3.5 | 0.0002～0.0013 | 0.00014～0.000 | 0.00028～0.00064 |
| 锰元素 | 铁元素 | 钴元素 | 镍元素 | 铜元素 |
| 0.005～0.007 | 0.013～0.02 | 0.000452～0.00 | 0.0009～0.0018 | 0.0011～0.0018 |
| 锌元素 | 锗元素 | 硒元素 | 锶元素 | 钼元素 |
| 0.01～0.02 | 0.001～0.002 | 0.0002～0.002 | 0.015～0.06 | 0.0016～0.06 |
| 锡元素 | ||||
| 0.00008～0.00012 |
碘也是人体所必须的微量元素，但因国家标准中规定碘在食盐中有20-23mg/公斤的添加，故人体健康需要的离子态碘足以从食盐中得到补充，本发明组成矿化滤芯的矿石没有刻意选择含有碘的矿石，本身碘在天然矿石中的含量又极少，故人工山泉水中碘含量未检出。
本发明的有益效果：
本发明人工山泉水的制备方法简单，首先利用现有纯水技术，解决自来水中的污染物问题，以此确保卫生符合要求，在此基础上，增加矿化滤芯，即能获得人工山泉水，便于实际生活及生产中的应用。
天然矿石在水中的溶解度、溶解速度和溶解环境(可溶物质在溶于水的进程中，受载体的结构影响，矿石孔隙中不具备搅拌条件，使之只能缓慢渗透溶解)，同样是回归自然的一大特征，采用其他化学物质对纯净水进行还原补充矿物质，其溶解度、溶解速度和溶解环境都难以撑控，本发明将天然矿石颗粒成份比例，矿石颗粒粒径搭配，模拟山泉水的形成过程，真正实现了对溶解度、溶解速度和溶解环境的可控性。
本发明所制备的人工山泉水中至少含有人体健康必需的钙、镁、钾3种宏量元素和锂、硼、氟、硅、钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、锗、硒、锶、钼、锡18种微量元素，而这21种元素均为人体必须的，且有可能会在正常饮食过程中因为摄入不足或缺少而导致影响人体健康。
另外本发明制备的人工山泉水中的矿物质的含量与天然山泉水中的矿物质种类和含量不相上下，而且人工山泉水的口感优于纯净水和天然山泉水。由于其口感可控，矿物质含量可控，不仅使人类健康生活饮用水回归了大自然，而且超越自然，真正实现了人类健康饮水从卫生走向健康的质的飞跃。
具体实施方式
以下实施例旨在说明本发明，而不是对本发明的进一步限定。
在实施例中的矿石颗粒及其水黄金的粒径配取如下：钟乳石颗粒的粒径为3000μm～5700μm，麦饭石颗粒的粒径为2000μm～4750μm，锂长石颗粒的粒径为2800μm～4300μm，石灰石颗粒的粒径为2000μm～4750μm，水黄金的粒径为1300μm～4300μm，锡矿石颗粒的粒径为1300μm～3000μm，硒矿石颗粒1号的粒径为2000μm～4750μm，硒矿石颗粒2号的粒径为3000μm～5700μm，硒矿石颗粒3号的粒径为3000μm～8000μm，铁矿石颗粒的粒度为1600μm～3000μm，牛哥石颗粒的粒径为3000μm～5700μm。
粒径的获得方式为：每种矿石均先采用100×60鄂式破碎机破碎，然后再筛选，先过小目数筛取筛下物，再取大目数的筛取筛上物，最终获得所需的粒径范围。
实施例1：
将天然矿石加工筛选为上述粒径的矿石颗粒，采用自来水洗涤、晾干，置于烘箱中进行杀菌处理，180℃灭菌30分钟。然后按表13的质量比配成矿化滤芯，让纯净水依次通过矿化滤芯以及超滤膜滤芯(孔径为0.01μm)以获得人工山泉水，调节纯净水流速使纯净水每小时通过矿化滤芯的质量与矿化滤芯的质量比分别为39.81、14.91、8.43、4.1，分别可获得TDS值为8.4、12.2、14.1、21.5的人工山泉水的。
实施例2：
将天然矿石加工筛选为上述粒径的矿石颗粒，采用水洗涤、晾干，置于烘箱中中进行杀菌处理，170℃灭菌1小时。然后按表13的质量比配成矿化滤芯，，让净水依次通过矿化滤芯以及超滤膜滤芯(孔径为0.005μm)以获得人工山泉水，调节纯净水流速使纯净水每小时通过矿化滤芯的质量与矿化滤芯的质量比分别为37.70、15.86、6.34、0.89，分别获得TDS值为8.1、12.8、14.5、21的人工山泉水。
实施例3：
将天然矿石加工筛选为上述粒径的矿石颗粒，采用水洗涤、晾干，于烘箱置于烘箱中中进行杀菌处理，160℃灭菌2小时。，然后按表13的质量比配成矿化滤芯，让净水依次通过矿化滤芯以及超滤膜滤芯(孔径为0.002μm)以获得人工山泉水，调节纯净水流速使纯净水每小时通过矿化滤芯的质量与矿化滤芯的质量比分别为39.96、16.11、7.23、3.83，分别获得TDS值为8.1、12.3、14.9、20.5的人工山泉水。
表13实施例1～3矿化滤芯中矿石颗粒及滤料水黄金的质量比
| 序号 | 矿石名称 | 实施例1(％) | 实施例2(％) | 实施例3(％) |
| 1 | 钟乳石颗粒 | 26 | 31 | 36 |
| 2 | 石灰石颗粒 | 45 | 37 | 29 |
| 3 | 麦饭石颗粒 | 6 | 7 | 8 |
| 4 | 锂长石颗粒 | 15 | 10 | 5 |
| 5 | 锡矿石颗粒 | 2 | 4 | 6 |
| 6 | 硒矿石颗粒 | 1 | 1.5 | 2 |
| 7 | 硒矿石颗粒 | 1 | 1.5 | 2 |
| 8 | 硒矿石颗粒 | 1 | 1.5 | 2 |
| 9 | 铁矿石颗粒 | 1 | 1.5 | 2 |
| 10 | 牛哥石颗粒 | 1 | 2 | 3 |
| 11 | 水黄金 | 1 | 3 | 5 |
| 合计 | 100 | 100 | 100 |
水样检测
检测水样包括：天然山泉水水样4个：序号1为宁乡龙洞庙山泉水；序号2为宁乡四眼塘山泉水，序号3为湖南浏阳株树桥山泉水，序号4为湖南浏阳大围山山泉水。纯净水水样1个(序号5)。上述3个实施例中不同TDS条件下的人工山泉水水样共12个：序号6-9为实施例1；10-13为实施例2，14-17为实施例3，共计17个水样。
检测项目包括：17个水样的21种有益元素含量检测(表14，有益元素含量检测报告)和(表15、3个人工山泉水水样中有害元素含量检测报告)。
从表14的检测结果统计可知：
1-4号天然山泉水的矿物质总量为45453.12ppb，除以4得每个天然山泉水水样矿物质总含量平均值为11363.28ppb；序号4的湖南浏阳大围山山泉水的TDS值在4个天然山泉水水样中最低，但口感最佳，序号1的宁乡龙洞庙山泉水口感次之；
6-9号为实施例1，矿物质总量为28392.61ppb，，除以4得实施例1每个人工山泉水水样矿物质含量平均值为7098.15ppb；
10-13号为实施例2，矿物质总量为51880.26ppb，，除以4得实施例2每个人工山泉水水样矿物质含量平均值为12970.07ppb；
14-17号为实施例3，矿物质总量为63355.31ppb，，除以4得实施例3每个人工山泉水水样矿物质含量平均值为15838.83ppb；
6-17号人工山泉水的矿物质总量为142306.68ppb，除以12得每个人工山泉水水样矿物质总含量平均值为11858.9ppb，人工山泉水12个水样的平均矿物质总含量与天然山泉水不相上下且超出495.61ppb。超出天然山泉水矿物质总含量平均值4.36％。同时，上述有益矿物质含量均未超出BG5749《生活饮用水卫生标准》，真正实现了人类健康饮水回归自然的目的。
从表14的检测结果可知，人工山泉水的矿物质含量与TDS值成正比，因此，对于12个人工山泉水水样的其他卫生指标而言，只需要检测每个实施例的最高TDS值的水样即可，对人工山泉水的3个实施例(水样9、13、17号)的最高TDS值的水样中的10种有害元素进行检测，检测结果远远的低于国家卫生标准。表明本发明人工山泉水可以安全饮用。
实施例1的矿物质平均含量略低于天然山泉水的平均含量，但口感最优。实施例2、3的矿物质平均含量均高于天然山泉水的平均含量，但口感依次降低，由大量检测结果得知，矿泉水的矿物质含量，随矿物质含量增加而变差。矿泉水的TDS值在8-22ppm且钙含量在1-10ppm时口感最佳。
从以上检测结果可知，人工山泉水与天然山泉水相比具有以下特点：
1、人工山泉水与天然山泉水矿物质种类和含量不相上下，且其平均含量略高出天然山泉水。
2、天然山泉水中的矿物质含量种类不全，如表14中的4个天然山泉水水样不含硼、拂、钼。不能人为控制其种类和含量，完全由水源地的地质条件决定。而人工山泉水的矿物质种类和含量都可以通过选择不同种类和不同产地的矿石使其种类齐全。
3、人工山泉水还可根据不同人群(如婴幼儿和老年人缺钙等现象)的需要有针对性的适当调整某种元素的含量。以满足特殊人群的需要。
4、人工山泉水的矿物质种类和含量永不过时，回归自然就是真理，即便将来医学技术的发展证明某种有害元素(正如硒一样)发现其在低剂量条件下对人类健康有益，然而人工山泉水中也已有不超标的含量存在。
Claims (10)
1.一种人工山泉水的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将原水净化获得纯净水，将纯净水依次通过矿化滤芯、超滤膜滤芯，即获得人工山泉水，所述原水为自来水、河流水、湖水、井水中的一种，所述纯净水的TDS≤5ppm，所述纯净水每小时通过矿化滤芯的质量与矿化滤芯中矿石的质量比为0.8～93之间，，以控制人工山泉水的TDS值为5～25ppm；所述矿化滤芯由钟乳石颗粒、石灰石颗粒、麦饭石颗粒、锂长石颗粒、锡矿石颗粒、硒矿石颗粒、铁矿石颗粒、牛哥石颗粒及滤料组成。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述纯净水每小时通过矿化滤芯的质量与矿化滤芯中混合天然矿石的质量比为3～42，控制人工山泉水的TDS值为6～20ppm。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述硒矿石颗粒根据成份的不同，分为硒矿石颗粒1号、硒矿石颗粒2号、硒矿石颗粒3号；
所述滤料为水黄金；所述矿化滤芯按质量比计其成份组成如下：钟乳石颗粒0％～50％，麦饭石颗粒0％～50％，锂长石颗粒3％～20％，石灰石颗粒0％～30％，锡矿石颗粒0％～20％，硒矿石颗粒1号0.5％～20％，硒矿石颗粒2号0％～20％，硒矿石颗粒3号0.5％～20％，铁矿石颗粒0％～20％，牛哥石0％～20％，水黄金0％～10％。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述矿化滤芯按质量比计其成份组成如下：钟乳石颗粒26％～36％，麦饭石颗粒29％～45％，锂长石颗粒6％～8％，石灰石颗粒5％～15％，锡矿石颗粒2％～6％，硒矿石颗粒1号1％～2％，硒矿石颗粒2号1％～2％，硒矿石颗粒3号1％～2％，铁矿石颗粒1％～2％，牛哥石1％～3％，水黄金1％～5％。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述矿石颗粒及水黄金的粒径配比如下：钟乳石颗粒的粒径为3000μm～5700μm，麦饭石颗粒的粒径为2000μm～4750μm，锂长石颗粒的粒径为2800μm～4300μm，石灰石颗粒的粒径为2000μm～4750μm，锡矿石颗粒的粒径为1300μm～3000μm，硒矿石颗粒1号的粒径为2000μm～4750μm，硒矿石颗粒2号的粒径为3000μm～5700μm，硒矿石颗粒3号的粒径为3000μm～8000μm，铁矿石颗粒的粒度为1600μm～3000μm，牛哥石颗粒的粒径为3000μm～5700μm，水黄金的粒径为1300μm～4300μm。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述钟乳石颗粒按质量比计，其含有如下成份：钙元素500000～550000ppm，镁元素5000～7000ppm，钾元素1200～1800ppm，硫元素300～400ppm，硅元素15000～17000ppm，钛元素300～500ppm，锰元素150～250ppm，铁元素3000～4000ppm，铜元素50～150ppm，锌元素500～650ppm，硒元素200～300ppm，锶元素100～150ppm；
所述麦饭石颗粒按质量比计其成份组成为：钙元素20000～23000ppm，镁元素7000～8500ppm，钾元素20000～30000ppm，硫元素50～150ppm，硅元素250000～280000ppm，钛元素1500～1700ppm，铬元素50～100ppm，锰元素200～300ppm，铁元素17500～19000ppm，镍元素10～30ppm，铜元素50～100ppm，锌元素60～150ppm，锶元素600～700ppm；
所述锂长石颗粒按质量比计，其含有如下成份：钙元素7000～8000ppm，镁元素100～150ppm，钾元素20000～30000ppm，硫元素30～100ppm，锂元素1000-2000ppm，硅元素300000～400000ppm，钛元素250～350ppm，钒元素5～15ppm，铬元素0.5～1ppm，锰元素1000～1200ppm，铁元素2400～2600ppm，钴元素12～15ppm，镍元素6～10ppm，铜元素0.5～1ppm，锌元素100～150ppm，锗元素2～5pm，硒元素0.2～0.6ppm，锶元素5～8ppm，钼元素0.5～2ppm，锡元素50～70ppm；
所述石灰石颗粒按质量比计其成份组成为：钙元素350000～450000ppm，镁元素1500～2500ppm，钾元素150～200ppm，硫元素50～100ppm，硅元素13000～14000ppm，钛元素200～300ppm，钒元素5～10ppm，铬元素4～9ppm，锰元素25～40ppm，钴元素1～3，镍元素2～5ppm，铜元素5～10ppm，锌元素3～8ppm，锗元素1～1.5ppm，硒元素0.2～0.6ppm，锶元素150～200ppm，钼元素0.4～1ppm，锡元素5～10ppm；
所述锡矿石颗粒按质量比计，其含有如下成份：：钙元素50000～60000ppm，镁元素10000～11000ppm，钾元素3500～4000ppm，硫元素50000～60000ppm，硼元素20～25；氟元素20000～30000；硅元素110000～120000ppm，钛元素750～850ppm，钒元素40～80ppm，铬元素20～40ppm，锰元素2500～2800ppm，铁元素170000～180000ppm，钴元素30～50ppm，镍元素40～70ppm，铜元素18000～20000ppm，锌元素3000～5 000ppm，锗元素2～5ppm，硒元素3～6ppm，锶元素30～35ppm，钼元素3～5ppm，锡元素3300～3500ppm；
所述硒矿石颗粒1号按质量比计，其含有如下成份：：钙元素1300～1700ppm，镁元素8000～10000ppm，钾元素35000～40000ppm，硫元素700～750ppm，硼元素50～65；氟元素350～450；钛元素3500～3650ppm，钒元素50～70ppm，铬元素80～120ppm，锰元素650～750ppm，钴元素10～20ppm，镍元素20～40ppm，铜元素10～20ppm，锌元素60～80ppm，硒元素0.5～2ppm，锶元素60～120ppm，钼元素0.5～1.5ppm；
所述硒矿石颗粒2号按质量比计，其含有如下成份：钙元素50000～60000ppm，镁元素3000～4000ppm，钾元素7000～7500ppm，硫元素10000～15000ppm，硅元素300000～360000ppm，钛元素1000～1500ppm，钒元素750～850ppm，铬元素650～750ppm，锰元素200～250ppm，铁元素15000～25000ppm，钴元素30～40ppm，镍元素100～160ppm，铜元素70～90ppm，锌元素80～120ppm，硒元素10～25ppm，锶元素700～900ppm，钼元素50～70ppm；
所述硒矿石颗粒3号按质量比计，其含有如下成份：钙元素5000～7000ppm，镁元素4500～6000ppm，钾元素17000～18500ppm，硫元素24500～26000ppm，硼元素40～70；氟元素300～450；硅元素240000～255000ppm，钛元素2500～3500ppm，钒元素6500～8000ppm，铬元素2000～3000ppm，锰元素0～1ppm，铁元素24500～26000ppm，钴元素150～250ppm，镍元素450～600ppm，铜元素100～200ppm，锌元素380～520ppm，硒元素80～150ppm，锶元素80～140ppm，钼元素450～600ppm；
所述铁矿石颗粒按质量比计，其含有如下成份：钙元素1300～1500ppm，镁元素100～180ppm，钾元素30～100ppm，硫元素200～300ppm，硅元素45000～55000ppm，铬元素30～80ppm，锰元素40～100ppm，铁元素600000～700000ppm，铜元素100～250ppm，锌元素40～90ppm，
所述牛哥石颗粒按质量比计，其含有如下成份：钙元素1500～2500ppm，镁元素5000～7000ppm，钾元素25000～35000ppm，硫元素1000～1600ppm，硅元素250000～275000ppm，钛元素5000～7000ppm，铬元素80～160ppm，锰元素500～700ppm，铁元素32000～37000ppm，铜元素30～110ppm，锌元素150～280ppm，锶元素1～6ppm。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述纯水净化的过程至少通过RO逆渗透膜以获得纯净水，所述超滤膜滤芯的孔径为0.001～0.01μm。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述纯净水通过矿化滤芯是采用自下而上逆通过流矿化滤芯的形式，所述矿石滤芯通过竖装的形式置于容器中。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述矿石颗粒及水黄金在使用前先经预处理，预处理方式为：将矿石颗粒及水黄金洗涤、晾干、然后置于烘箱中进行杀菌处理，于180℃灭菌至少30分钟；或170℃灭菌至少1小时；或160℃灭菌至少2小时。
10.根据权利要求1～9任意一项所述的方法，其特征在于：所得人工山泉水含有钙元素、镁元素、钾元素、硫元素、锂元素、硼元素、氟元素、硅元素、钛元素、钒元素、铬元素、锰元素、铁元素、钴元素、镍元素、铜元素、锌元素、锗元素、硒元素、锶元素、钼元素、锡元素中的至少一种；其元素的含量按质量百分比计如下：
钙元素3.6～21ppm，镁元素0.03～0.6ppm，钾元素0.08～0.24ppm，锂元素0.0002～0.0004ppm，硼元素0.0007～0.005ppm，氟元素0.018～0.25ppm，硅元素0.09～0.65，钛元素0.00002～0.0004ppm，钒元素0.00007～0.00085ppm，铬元素0.00006～0.0003ppm，锰元素0.0002～0.005ppm，铁元素0.0009～0.005ppm，钴元素0.00002～0.0001ppm，镍元素0.0001～0.0011ppm，铜元素0.00015～0.0015ppm，锌元素0.0008～0.02ppm，锗元素0.0005～0.0035ppm，硒元素0.0002～0.0020ppm，锶元素0.0015～0.02，钼元素0.00003～0.06ppm，锡元素0.00008～0.00012ppm。
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