CN108793464A - 天然硒离子水浓缩净化工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明属于微量元素水浓缩净化技术领域，具体涉及一种天然硒离子水浓缩净化工艺，该工艺包括如下步骤：1）天然硒泉水经过陶瓷过滤器除去水中悬浮物，得粗滤液；2）粗滤液经超滤机进行初步分离浓缩，得初步浓缩液和净化水；3）将所得初步浓缩液置于搅拌罐内，并投入分子筛，在常温下搅拌，得初步浓缩液与分子筛的混合液；4）将步骤3）中所制得的混合液放入真空过滤器中静置，然后真空抽滤，通过分子筛吸附除去酸根及重金属离子，得细滤液；5）细滤液经反渗透机进一步分离浓缩，得天然硒离子水浓缩液和纯净水。本发明提供的浓缩净化工艺采用超滤和反渗透技术分离纯水和浓缩液，不造成硒的流失；整个工艺流程短，无污染，生产成本低。

Description

天然硒离子水浓缩净化工艺
技术领域
本发明属于微量元素水浓缩净化技术领域，具体涉及一种天然硒离子水浓缩净化工艺。
背景技术
硒是人体必需的重要微量元素，成人每天摄入硒的适宜量是50~200μg，但是目前约有2/3的地区的人群硒摄入量不足，适量的摄入硒能够增强机体的抗氧化能量和免疫力，还能预防多种疾病，有助于关联疾病的治疗与康复，还具有保护心脏、预防克山病、大骨节病、肝病及癌症等疾病以及延迟衰老、预防肿瘤、防治重金属中毒等作用。
因此，如何给人体补充硒元素以此来提高人类健康水平和抗病能力成了人们研究的重点，先后研制开发出富硒食品，富硒矿泉水，天然硒泉水浓缩液等产品。湖北省恩施自治州是世界上罕见的高硒区，天然硒水中硒的含量为20μg/；但是由于恩施自治州地区交通不便以及条件复杂严重影响硒资源的广泛开发和利用，特别是丰富的硒矿泉水，如果要将硒含量仅为20μg/kg的硒矿泉水运出必将花费大量的交通费用，因此有必要将其加工成保质浓缩液来节省支出。目前已有将天然硒泉水经净化吸附、 浓缩分离、静置沉淀、煮沸、定容、分装灭菌，可以得到得硒量达8000~8500μg/kg的天然硒泉水浓缩液，虽然得到的质浓缩液的硒含量较高，但是加工过程中采用加温浓缩会造成硒的流失，对矿泉水中的有害杂质也没有去除，而且能耗高，生产成本高。
因此有必要设计一种新的天然硒离子水浓缩净化工艺，以克服上述问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种天然硒离子水浓缩净化工艺，不仅使硒不流失，同时能够去除矿泉水中的有害杂质，而且生产成本低。
本发明是这样实现的：
本发明提供一种天然硒离子水浓缩净化工艺，该工艺包括如下步骤：
1）天然硒泉水经过陶瓷过滤器除去水中悬浮物，得粗滤液；
2）粗滤液经超滤机进行初步分离浓缩，得初步浓缩液和净化水；
3）将所得初步浓缩液置于搅拌罐内，并投入分子筛，在常温下搅拌，得初步浓缩液与分子筛的混合液；
4）将步骤3）中所制得的混合液放入真空过滤器中静置，然后真空抽滤，通过分子筛吸附除去酸根及重金属离子，得细滤液；
5）细滤液经反渗透机进一步分离浓缩，得天然硒离子水浓缩液和纯净水。
进一步地，所述步骤1）中的陶瓷过滤器的孔径为0.1μm~0.5μm。
进一步地，所述步骤2）中的超滤机的工作压力为0.2MPa~0.4MPa，超滤机采用的超滤薄膜孔径为0.001μm~0.005μm。
进一步地，所述步骤3）中的分子筛包括氢氧化铁、椰壳活性炭和活性白土。
进一步地，所述分子筛中氢氧化铁、椰壳活性炭和活性白土的质量比为3~5：5~7：1~2。
优选的，所述分子筛中氢氧化铁、椰壳活性炭和活性白土的质量比为3：5：2。
进一步地，所述步骤3）中的混合液中分子筛质量分数为5%~10%。
进一步地，所述步骤5）中的反渗透机的工作压力为0.3MPa~0.5MPa，反渗透机采用的反渗透膜孔径为0.0001μm~0.0005μm。
进一步地，所述步骤5）中的天然硒离子水浓缩液中硒含量为10~20mg/L。
进一步地，步骤2）中所得净化水作为生产和生活用水；步骤5）中所得纯净水作为设备反冲洗水。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
（1）本发明提供的天然硒离子水浓缩净化工艺通过采用分子筛吸附硒矿泉水中的酸根以及重金属盐离子，能够使矿泉水中酸根及有害盐类去除或减低达到国家颁布的饮料安全标准；
（2）本发明提供的天然硒离子水浓缩净化工艺采用超滤和反渗透技术分离纯水和浓缩液，不造成硒的流失，可以得到硒含量较高的浓缩液；
（3）本发明提供的天然硒离子水浓缩净化工艺能耗低，超滤反渗透技术运行费用低，整个工艺流程短，设备运行费用低，无污染，大幅度降低了获得高浓度硒离子水的生产成本；同时获得的净化水和纯净水可再次利用，降低了水资源的消耗；生产成本比现有技术降低50%。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例提供的天然硒离子水浓缩净化工艺的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
如图1所示，本发明实施例提供一种天然硒离子水浓缩净化工艺，该工艺包括如下步骤：
1）天然硒泉水经过孔径为0.1μm的陶瓷过滤器除去水中悬浮物，得粗滤液；
2）粗滤液经超滤机进行初步分离浓缩，得初步浓缩液和净化水；所得净化水作为生产和生活用水，可降低水资源的消耗以及水污染；超滤机的工作压力为0.2MPa，超滤机采用的超滤薄膜孔径为0.001μm；
3）将所得初步浓缩液置于搅拌罐内，并投入分子筛，在常温下搅拌10分钟，得初步浓缩液与分子筛的混合液；分子筛包括氢氧化铁、椰壳活性炭和活性白土，且氢氧化铁、椰壳活性炭和活性白土的质量比为3：5：2；混合液中分子筛质量分数为10%；本发明提供的分子筛对天然硒离子水浓缩液中酸根与金属离子的吸附效果较好，分离固体和液体，使原来不可利用的天然硒泉水成为了极珍贵的天然硒资源；
4）将步骤3）中所制得的混合液放入真空过滤器中静置，然后真空抽滤，通过分子筛吸附除去酸根及重金属离子，得细滤液；
5）细滤液经反渗透机进一步分离浓缩，得天然硒离子水浓缩液和纯净水。所得纯净水作为设备反冲洗水，可降低水资源的消耗以及水污染；反渗透机的工作压力为0.3MPa，反渗透机采用的反渗透膜孔径为0.0001μm；天然硒离子水浓缩液中硒含量为20mg/L，大大提高硒含量；得到的天然硒离子水浓缩液进行罐装，同时充臭氧灭菌，后运往其他缺硒的地区，大大降低硒矿泉水运输费用；同时得到的浓缩液的品质好，稀释后能作各种富硒饮料。
本发明提供的天然硒离子水浓缩净化工艺采用超滤和反渗透技术分离纯水和浓缩液，不造成硒的流失，且超滤和反渗透技术运行费用低，整个工艺流程短，设备运行费用低，无污染；同时获得的净化水和纯净水可再次利用，降低了水资源的消耗，能耗低，生产成本比现有技术降低50％。
实施例二
如图1所示，本实施例提供一种天然硒离子水浓缩净化工艺，该工艺包括如下步骤：
1）天然硒泉水经过孔径为0.5μm的陶瓷过滤器除去水中悬浮物，得粗滤液；
2）粗滤液经超滤薄膜孔径为0.005μm的超滤机在0.4MPa下进行初步分离浓缩，得初步浓缩液和净化水；所得净化水可作为生产和生活用水；
3）将所得初步浓缩液置于搅拌罐内，并投入采用氢氧化铁、椰壳活性炭和活性白土按照质量比3:6:1制备的分子筛，在常温下搅拌10分钟，得初步浓缩液与分子筛的混合液，其中混合液中分子筛质量分数为5%；
4）将步骤3）中所制得的混合液放入真空过滤器中静置，然后真空抽滤，通过分子筛吸附除去酸根及重金属离子，得细滤液；
5）细滤液经反渗透膜孔径为0.0005μm的反渗透机在0.5MPa下进一步分离浓缩，得天然硒离子水浓缩液和纯净水；所得天然硒离子水浓缩液的硒含量为10mg/L，大大提高硒矿泉水中的硒含量，有效的降低硒矿泉水运输费用。所得纯净水可作为设备反冲洗水，可降低水资源的消耗以及水污染；得到的天然硒离子水浓缩液进行罐装，同时充臭氧灭菌，密封后运往其他缺硒的地区。细滤液经反渗透技术浓缩，不会造成硒的流失，可以得到含硒量较高的浓缩液，同时得到的浓缩液的品质好，稀释后能作各种富硒饮料。
采用本发明提供浓缩净化工艺可以获得除硒元素外符合国家饮用水标准的高浓度天然硒离子水；本发明通过的浓缩净化工艺中依次采用陶瓷过滤器初步过滤，超滤机进行初步分离浓缩，添加分子筛，真空过滤器进一步过滤，反渗透机进一步分离浓缩，可以得到含硒量较高的浓缩液；将超滤后采用分子筛吸附酸根及重金属离子并通过真空过滤器除去酸根及重金属离子是为了减少材料及动力消耗，同时也使使原来不可利用的天然硒泉水成为了极珍贵的天然硒资源。
实施例三
如图1所示，本实施例提供一种天然硒离子水浓缩净化工艺，该工艺包括如下步骤：
1）天然硒泉水经过孔径为0.3μm的陶瓷过滤器除去水中悬浮物，得粗滤液；
2）粗滤液经超滤薄膜孔径为0.002μm的超滤机在0.5MPa下进行初步分离浓缩，得初步浓缩液和净化水；
3）将所得初步浓缩液置于搅拌罐内，并投入采用氢氧化铁、椰壳活性炭和活性白土按照质量比3:7:1制备的分子筛，在常温下搅拌10分钟，得初步浓缩液与分子筛的混合液，其中混合液中分子筛质量分数为8%；
4）将步骤3）中所制得的混合液放入真空过滤器中静置，然后真空抽滤，通过分子筛吸附除去酸根及重金属离子，得细滤液；
5）细滤液经反渗透膜孔径为0.0002μm的反渗透机在0.3MPa下进一步分离浓缩，得天然硒离子水浓缩液和纯净水；所得天然硒离子水浓缩液的硒含量为20mg/L，大大提高硒矿泉水中的硒含量，有效的降低硒矿泉水运输费用。得到的天然硒离子水浓缩液进行罐装，同时充臭氧灭菌；同时得到的浓缩液的品质好，稀释后能作各种富硒饮料。
本发明的天然硒离子水浓缩净化工艺前后获得的净化水和纯净水用作反冲洗及生产大豆蛋白用水，降低了水资源的消耗以及水污染；采用本发明的工艺方法制备天然硒离子水浓缩液的硒含量高达20mg/L，约是天然硒泉水中硒含量的1000倍，大大提高硒矿泉水中的硒含量；采用超滤和反渗透技术分离纯水和浓缩液，不造成硒的流失；同时去除硒矿泉水中的有害杂质，降低运输费用。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.天然硒离子水浓缩净化工艺，其特征在于，该工艺包括如下步骤：
1）天然硒泉水经过陶瓷过滤器除去水中悬浮物，得粗滤液；
2）粗滤液经超滤机进行初步分离浓缩，得初步浓缩液和净化水；
3）将所得初步浓缩液置于搅拌罐内，并投入分子筛，在常温下搅拌，得初步浓缩液与分子筛的混合液；
4）将步骤3）中所制得的混合液放入真空过滤器中静置，然后真空抽滤，通过分子筛吸附除去酸根及重金属离子，得细滤液；
5）细滤液经反渗透机进一步分离浓缩，得天然硒离子水浓缩液和纯净水。
2.如权利要求1所述的天然硒离子水浓缩净化工艺，其特征在于：所述步骤1）中的陶瓷过滤器的孔径为0.1μm~0.5μm。
3.如权利要求1所述的天然硒离子水浓缩净化工艺，其特征在于：所述步骤2）中的超滤机的工作压力为0.2MPa~0.4MPa，超滤机采用的超滤薄膜孔径为0.001μm~0.005μm。
4.如权利要求1所述的天然硒离子水浓缩净化工艺，其特征在于：所述步骤3）中的分子筛包括氢氧化铁、椰壳活性炭和活性白土。
5.如权利要求4所述的天然硒离子水浓缩净化工艺，其特征在于：所述分子筛中氢氧化铁、椰壳活性炭和活性白土的质量比为3~5：5~7：1~2。
6.如权利要求5所述的天然硒离子水浓缩净化工艺，其特征在于：所述分子筛中氢氧化铁、椰壳活性炭和活性白土的质量比为3：5：2。
7.如权利要求1所述的天然硒离子水浓缩净化工艺，其特征在于：所述步骤3）中的混合液中分子筛质量分数为5%~10%。
8.如权利要求1所述的天然硒离子水浓缩净化工艺，其特征在于：所述步骤5）中的反渗透机的工作压力为0.3MPa~0.5MPa，反渗透机采用的反渗透膜孔径为0.0001μm~0.0005μm。
9.如权利要求1所述的天然硒离子水浓缩净化工艺，其特征在于：所述步骤5）中的天然硒离子水浓缩液中硒含量为10~20mg/L。
10.如权利要求1所述的天然硒离子水浓缩净化工艺，其特征在于：步骤2）中所得净化水作为生产和生活用水；步骤5）中所得纯净水作为设备反冲洗水。
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