CN110407382A - 一种饮用纯净水的物理处理方法及由该法所制得的饮用纯净水 - Google Patents
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Abstract
一种饮用纯净水的物理处理方法及由该法制得的饮用纯净水，其中，饮用纯净水的物理处理方法包括以下步骤：(1)提供饮用纯净水；(2)采用酸化活性炭对步骤(1)的饮用纯净水进行处理，使酸化活性炭中的矿物质元素微量地溶出至饮用纯净水中；(3)对步骤(2)处理之后的饮用纯净水进行后处理。所述物理处理方法可有效改善饮用纯净水口感，同时，使饮用纯净水的电导率略有升高但仍符合饮用纯净水的标准要求(电导率≤10μS/cm)。
Description
技术领域
本发明涉及饮用纯净水处理技术领域，特别涉及一种饮用纯净水的物理处理方法及由该法所制得的饮用纯净水。
背景技术
饮用纯净水就是将原水(市政自来水或天然水)经过多道工序处理、净化的水。经过多道工序后的饮用纯净水除去了对人体有害的物质以及大多数矿物质离子。
饮用纯净水可以通过电渗析器法、离子交换器法、反渗透法、蒸馏法及其他适当的加工方法制得而成，密封于容器内，且不含任何添加物，无色透明，可直接饮用。
由于饮用纯净水的离子含量低、电导率低，其口感表现略差于天然水，尤其是甜感、回甘较弱，甚至表现一定的收敛感、残涩感。
然而，现有的饮用纯净水处理方法对口感有一定负面影响，现有的改善口感的方式主要是添加一定量的矿物质无机盐，如氯化钾、硫酸镁、氯化钙等，但添加剂的使用会导致产品属性类别改变(包装饮用水(GB 19298-2014)中的矿物质水类别)，且依据法规GB7718-2011要求，必须在标签上标示相应的添加剂，同时，GB 2760-2014规定了添加剂的种类及其添加量，一些微量元素无法通过化学添加法引入并精确定量地添加。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种饮用纯净水的物理处理方法及由该法所制得的饮用纯净水，可有效改善饮用纯净水口感，同时，使饮用纯净水的电导率略有升高但仍符合饮用纯净水的标准要求(电导率≤10μS/cm)。
为解决上述技术问题，本发明提供一种饮用纯净水的物理处理方法，包括以下步骤：
(1)提供饮用纯净水；
(2)采用酸化活性炭对步骤(1)的饮用纯净水进行处理，使酸化活性炭中的矿物质元素微量地溶出至饮用纯净水中；
(3)对步骤(2)处理之后的饮用纯净水进行后处理。
可选的，步骤(1)的饮用纯净水通过电渗析器法、离子交换器法、反渗透法或蒸馏法制备得到。
可选的，步骤(2)中酸化活性炭的处理方式包括：流动过滤法处理、或者静置浸泡法处理。
可选的，步骤(2)处理之后的饮用纯净水的电导率范围为：4μS/cm～10μS/cm。
可选的，所述酸化活性炭的矿物质元素包括：钾(K)、钠(Na)、镁(Mg)、锶(Si)、锰(Mn)、锌(Zn)、锂(Li)、偏硅酸(SiO3-)、镍(Ni)及钴(Co)。
可选的，步骤(2)中饮用纯净水与酸化活性炭接触时间的范围为：2分钟～4分钟。
可选的，步骤(3)中所述后处理包括以下步骤：1)保安过滤；2)紫外线照射；3)终端过滤；4)灭菌处理；5)灌装；6)包装。
可选的，所述酸化活性炭的原料包括：果壳炭。
可选的，所述果壳炭为：椰壳原生炭。
可选的，所述酸化活性炭的pH值范围为：5.5～7。
本发明还提供一种采用上述任一项物理处理方法制得的饮用纯净水，包括如下矿物质元素：钾、钠、镁、锶、锰、锌、锂、偏硅酸、镍及钴。
可选的，所述钾含量为50.00～250.00μg/L，钠含量为800.00～1500.00μg/L，所述镁含量为30.00～60.00μg/L，所述锶含量为1.00～5.00μg/L，所述锰含量为5.00～20.00μg/L，所述锌含量为2.00～4.00μg/L，所述锂含量为2.00～5.00μg/L，所述偏硅酸含量为100.00～300.00μg/L，所述镍含量为4.00～11.00μg/L，所述钴含量为0.10～0.50μg/L。
与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下有益效果：
本发明技术方案提供的饮用纯净水物理处理方法中，酸化活性炭处理饮用纯净水是一种物理溶滤、吸附、离子交换、缓冲过程，通过采用酸化活性炭对饮用纯净水进行处理，使得酸化活性炭中的矿物质元素能够溶出至水中，从而能够丰富饮用纯净水中的离子种类与含量，进而能够改善饮用纯净水的口感。同时，酸化活性炭的矿物质元素是微量溶出至水中，因此，饮用纯净水的电导率略有升高，使得饮用纯净水的电导率符合饮用纯净水的标准要求(电导率≤10μS/cm)。另外，通常反渗透膜长时间运行有生物膜附着，步骤(1)中的饮用纯净水会产生异味，酸化活性炭处理对异味具有吸附去除作用，从而能够进一步改善饮用纯净水的口感。
进一步，采用的酸化活性炭的pH值范围为：5.5～7.0，由于步骤(1)中的饮用纯净水为酸性，pH值约为6.5，pH值在5.5～7.0的酸化活性炭和步骤(1)中的饮用纯净水的pH差值较小，因此所述酸化活性炭与饮用纯净水的接触过程中，所述酸化活性炭物理溶滤、吸附过程速率较慢，变化程度较小，从而能够较好的控制酸化活性炭过滤处理的条件，即，通过控制酸化活性炭和饮用纯净水的接触时间，能够有效改善饮用纯净水口感，同时，能够较准确地将电导率的范围控制在4.0μS/cm～10.0μS/cm。
具体实施方式
正如背景技术所述，现有的饮用纯净水处理方法仍存在问题。
现有的饮用纯净水处理方法主要是采用矿盐添加法，将各种含有矿物质元素的化学添加剂加入饮用纯净水中，从而能够丰富离子种类和含量，进而改善饮用纯净水的口感。
然而，上述饮用纯净水处理方法获得的饮用水电导率较高，通常所述电导率会大于10μS/cm。由于电导率较高将导致产品属性改变，使得处理之后的饮用纯净水不符合饮用纯净水的标准要求(电导率≤10μS/cm)。同时，许多微量矿物质元素无法通过矿盐添加剂引入，使得处理之后的饮用纯净水中的离子种类仍存在局限。
本发明提供一种饮用纯净水的物理处理方法，包括以下步骤：
(1)提供饮用纯净水；
(2)采用酸化活性炭对步骤(1)的饮用纯净水进行处理，使酸化活性炭中的矿物质元素微量地溶出至饮用纯净水中；
(3)对步骤(2)处理之后的饮用纯净水进行后处理。
本发明具体实施方式提供的饮用纯净水的物理处理方法中，步骤(1)的饮用纯净水是指将原水经过多道工序处理、净化的水，通过电渗析器法、离子交换器法、反渗透法或蒸馏法制备得到。
本发明具体实施方式提供的饮用纯净水的物理处理方法中，步骤(2)中酸化活性炭的处理方式包括：流动过滤法处理或者静置浸泡法处理；优选地，酸化活性炭的处理方式为流动过滤法处理。所述流动过滤法处理是指将饮用纯净水通过酸化活性炭柱进行过滤。所述静置浸泡法处理是指将酸化活性炭放置于饮用纯净水中一定时间后滤出。
本发明具体实施方式提供的饮用纯净水的物理处理方法中，步骤(2)处理之后的饮用纯净水的电导率范围为：4.0μS/cm～10.0μS/cm，例如：4.0～5.0μS/cm、5.0～6.0μS/cm、6.0～7.0μS/cm、7.0～8.0μS/cm、8.0～9.0μS/cm、9.0～10.0μS/cm。
本发明具体实施方式提供的饮用纯净水的物理处理方法中，所述酸化活性炭的矿物质包括：钾、钠、镁、锶、锰、锌、锂、偏硅酸、镍及钴。
本发明具体实施方式提供的饮用纯净水的物理处理方法中，步骤(2)中饮用纯净水与酸化活性炭接触时间的范围：2分钟～4分钟，例如：2分钟、3分钟、4分钟。
本发明具体实施方式提供的饮用纯净水的物理处理方法中，所述后处理包括：对步骤(2)处理之后的饮用纯净水，进行保安过滤；对保安过滤之后的饮用纯净水，进行紫外线照射；对紫外线照射之后的饮用纯净水，进行终端过滤；对终端过滤之后的饮用纯净水，进行灭菌处理；对灭菌处理之后的饮用纯净水，进行灌装；所述灌装处理之后，进行包装。
本发明具体实施方式提供的饮用纯净水的物理处理方法中，所述酸化活性炭的原料包括：果壳炭；优选地，所述酸化活性炭可以为椰壳原生炭、杏壳原生炭、桃壳原生炭或者核桃壳；更优选地，所述酸化活性炭的原料为椰壳原生炭。
本发明具体实施方式提供的饮用纯净水的物理处理方法中，所述酸化活性炭的pH值范围为：5.5～7.0，例如：5.5、6.0、6.5、7.0。
相应的，本发明具体实施例提供的采用上述物理处理方法制得的饮用纯净水，包括如下矿物质元素：钾、钠、镁、锶、锰、锌、锂、偏硅酸、镍及钴。具体的，所述饮用纯净水中，所述钾含量为50.00～250.00μg/L，钠含量为800.00～1500.00μg/L，所述镁含量为30.00～60.00μg/L，所述锶含量为1.00～5.00μg/L，所述锰含量为5.00～20.00μg/L，所述锌含量为2.00～4.00μg/L，所述锂含量为2.00～5.00μg/L，所述偏硅酸含量为100.00～300.00μg/L，所述镍含量为4.00～11.00μg/L，所述钴含量为0.10～0.50μg/L。
为使本发明的上述目的、特征和有益效果能够更为明显易懂，对本发明的具体实施例做详细的说明。
实施例
以下实施例中饮用纯净水的口感感官属性细分为八个方面，分别是甜感、回甘、纯净、刺喉、涩感、苦味、金属感、异味。
感官属性描述如下：
一、甜感：入口时类似甜味的感受；
二、回甘：饮用后仍能有类似甜味的感受；
三、纯净：无杂味、异味
四、刺喉：咽下后喉咙有收敛、刺激感；
五、涩感：舌面有发干的收敛感；
六、苦味：类似咖啡的苦味；
七、金属感：金属(铁/钢)接触舌面的感受；
八、异味：其他不良风味，如药片味。
感官评价的评分标准如下：
团队成员：42名(消费者型)组成的感官品评小组
评分标准：属性强度评分为0～5.0分制
原料说明
以下实施例中的酸化活性炭的原料为椰壳原生炭，购买来源为：河北承德宏伟活性炭有限公司
所述酸化活性炭的pH值为：5.5～7.0；所述酸化活性炭的碘吸附值大于1000mg/g；所述酸化活性炭的亚甲基蓝吸附率大于9.0mL/0.1g；所述酸化活性炭的强度大于94％；所述酸化活性炭的表观密度范围为0.45g/mL～0.55g/mL；所述酸化活性炭的粒度：颗粒大小在2.00mm～0.63mm范围所占比例大于90％，颗粒大小在0.63mm以下所占比例小于5％；所述酸化活性炭的灰分小于5％；所述酸化活性炭的水分小于10％。
实施例1
物理处理方法：
(1)提供饮用纯净水，所述饮用纯净水为通过执行标准GB 17232-1998，对自来水进行反渗透工艺处理后得到的饮用纯净水；
(2)采用酸化活性炭对步骤(1)的饮用纯净水进行处理，，使饮用纯净水与酸化活性炭的接触时间为2分钟；
(3)对步骤(2)处理之后的饮用纯净水进行保安过滤；对保安过滤之后的饮用纯净水，进行紫外线照射；对紫外线照射之后的饮用纯净水，进行终端过滤；对终端过滤之后的饮用纯净水，进行灭菌处理；对灭菌处理之后的饮用纯净水，进行灌装；所述灌装处理之后，进行包装。
通过上述物理处理方法，酸化活性炭中的矿物质溶出至饮用纯净水中，丰富了饮用纯净水中的离子种类和含量，同时，处理之后的饮用纯净水的电导率略有升高，饮用纯净水的电导率为7.25μS/cm。
感官品评：
由感官品评小组，对上述物理处理方法得到的饮用纯净水进行口感属性评价，记录其得分，见表1中的实施例1的感官品评结果。
矿物质离子含量：
见表2中的实施例1的各种矿物质离子含量值。
实施例2
物理处理方法：
(1)提供饮用纯净水，所述饮用纯净水为通过执行标准GB 17232-1998，对自来水进行反渗透工艺处理后得到的饮用纯净水；
(2)采用酸化活性炭对步骤(1)的饮用纯净水进行处理，使饮用纯净水与酸化活性炭的接触时间为3分钟；
(3)对步骤(2)处理之后的饮用纯净水进行保安过滤；对保安过滤之后的饮用纯净水，进行紫外线照射；对紫外线照射之后的饮用纯净水，进行终端过滤；对终端过滤之后的饮用纯净水，进行灭菌处理；对灭菌处理之后的饮用纯净水，进行灌装；所述灌装处理之后，进行包装。
通过上述物理处理方法，酸化活性炭中的矿物质溶出至饮用纯净水中，丰富了饮用纯净水中的离子种类和含量，同时，处理之后的饮用纯净水的电导率略有升高，饮用纯净水的电导率为9.29μS/cm。
感官品评：
由感官品评小组，对上述物理处理方法得到的饮用纯净水进行口感属性评价，记录其得分，见表1中的实施例2的感官品评结果。
矿物质离子含量：
见表2中的实施例2的各种矿物质离子含量值。
实施例3
物理处理方法：
(1)提供饮用纯净水，所述饮用纯净水为通过执行标准GB 17232-1998，对自来水进行反渗透工艺处理后得到的饮用纯净水；
(2)采用酸化活性炭对步骤(1)的饮用纯净水进行处理，使饮用纯净水与酸化活性炭的接触时间为4分钟；
(3)对步骤(2)处理之后的饮用纯净水进行保安过滤；对保安过滤之后的饮用纯净水，进行紫外线照射；对紫外线照射之后的饮用纯净水，进行终端过滤；对终端过滤之后的饮用纯净水，进行灭菌处理；对灭菌处理之后的饮用纯净水，进行灌装；所述灌装处理之后，进行包装。
通过上述物理处理方法，酸化活性炭中的矿物质溶出至饮用纯净水中，丰富了饮用纯净水中的离子种类和含量，同时，处理之后的饮用纯净水的电导率略有升高，饮用纯净水的电导率为6.11μS/cm。
感官品评：
由感官品评小组，对上述物理处理方法得到的饮用纯净水进行口感属性评价，记录其得分，见表1中的实施例3的感官品评结果。
矿物质离子含量：
见表2中的实施例3的各种矿物质离子含量值。
对照例
物理处理方法：
(1)提供饮用纯净水，所述饮用纯净水为通过执行标准GB 17232-1998，对自来水进行反渗透工艺处理后得到的饮用纯净水；
(2)对步骤(1)的饮用纯净水进行保安过滤；对保安过滤之后的饮用纯净水，进行紫外线照射；对紫外线照射之后的饮用纯净水，进行终端过滤；对终端过滤之后的饮用纯净水，进行灭菌处理；对灭菌处理之后的饮用纯净水，进行灌装；所述灌装处理之后，进行包装。
通过上述物理处理方法，饮用纯净水的电导率为2.29μS/cm。
感官品评：
由感官品评小组，对上述物理处理方法得到的饮用纯净水进行口感属性评价，记录其得分，见表1中的对照例的感官品评结果。
矿物质离子含量：
见表2中的对照例的各种矿物质离子含量值。
表1经酸化活性炭过滤工艺处理后各样品的感官品评结果
由表1感官品评结果可知，实施例1相较于对照例：甜感、回甘、纯净属性强度提升，刺喉、涩感、金属感、异味均有所下降；实施例2相较于对照例：纯净属性强度提升，刺喉、涩感、金属感、异味均有所下降；实施例3相较于对照例：甜感、回甘、纯净属性强度提升，刺喉、涩感、金属感、异味均有所下降。
表2经酸化活性炭过滤工艺处理后各样品的矿物质离子含量变化
备注：测定方法依据GB 8538-2016
由表1感官品评结果可知，实施例1相较于对照例：甜感、回甘、纯净属性强度提升，刺喉、涩感、金属感、异味均有所下降；实施例2相较于对照例：纯净属性强度提升，刺喉、涩感、金属感、异味均有所下降；实施例3相较于对照例：甜感、回甘、纯净属性强度提升，刺喉、涩感、金属感、异味均有所下降。
由表2矿物质离子含量变化可知，实施例1、实施例2以及实施例3相较于对照例不仅矿物质元素的种类得到丰富，其中镁、锰、锂、偏硅酸、硝酸盐以及钴都具有一定的含量，而对照例中未检测到所述矿物质，同时，多种矿物质的含量得到提高，尤其是氯化物、偏硅酸及镍离子含量有显著的提高。
采用酸化活性炭处理饮用纯净水的过程是一种物理溶滤、吸附、离子交换、缓冲过程。由表1和表2可知，通过采用酸化活性炭对饮用纯净水进行处理，且控制饮用纯净水与酸化活性炭不同的接触时间，例如：2min，3min，4min，酸化活性炭中的矿物质均能够溶出至水中，从而能够丰富饮用纯净水中的离子种类与含量，进而能够改善饮用纯净术的口感。同时，酸化活性炭和饮用纯净水的pH差值较小，酸化活性炭的矿物质是微量溶出至水中，因此，处理后的饮用纯净水电导率范围在4μS/cm～10μS/cm内，饮用纯净水的电导率略有升高，使得处理后的饮用纯净水的电导率符合饮用纯净水的标准要求(电导率≤10μS/cm)。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
Claims (12)
1.一种饮用纯净水的物理处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)提供饮用纯净水；
(2)采用酸化活性炭对步骤(1)的饮用纯净水进行处理，使酸化活性炭中的矿物质元素微量地溶出至饮用纯净水中；
(3)对步骤(2)处理之后的饮用纯净水进行后处理。
2.如权利要求1所述的饮用纯净水的物理处理方法，其特征在于，步骤(1)的饮用纯净水通过电渗析器法、离子交换器法、反渗透法或蒸馏法制备得到。
3.如权利要求1所述的饮用纯净水的物理处理方法，其特征在于，步骤(2)中酸化活性炭的处理方式包括：流动过滤法处理或者静置浸泡法处理。
4.如权利要求1所述的饮用纯净水的物理处理方法，其特征在于，步骤(2)处理之后的饮用纯净水的电导率范围为：4μS/cm～10μS/cm。
5.如权利要求1所述的饮用纯净水的物理处理方法，其特征在于，所述酸化活性炭的矿物质元素包括：钾、钠、镁、锶、锰、锌、锂、偏硅酸、镍及钴。
6.如权利要求1所述的饮用纯净水的物理处理方法，其特征在于，步骤(2)中饮用纯净水与酸化活性炭接触时间的范围为：2分钟～4分钟。
7.如权利要求1所述的饮用纯净水的物理处理方法，其特征在于，步骤(3)中所述后处理包括以下步骤：1)保安过滤；2)紫外线照射；3)终端过滤；4)灭菌处理；5)灌装；6)包装。
8.如权利要求1所述的饮用纯净水的物理处理方法，其特征在于，所述酸化活性炭的原料包括：果壳炭。
9.如权利要求8所述的饮用纯净水的物理处理方法，其特征在于，所述果壳炭为：椰壳原生炭。
10.如权利要求1所述的饮用纯净水的物理处理方法，其特征在于，所述酸化活性炭的pH值范围为：5.5～7.0。
11.一种采用权利要求1至10所述物理处理方法制得的饮用纯净水，其特征在于，包括如下矿物质元素：钾、钠、镁、锶、锰、锌、锂、偏硅酸、镍及钴。
12.如权利要求11所述的饮用纯净水，其特征在于，所述钾含量为50.00～250.00μg/L，钠含量为800.00～1500.00μg/L，所述镁含量为30.00～60.00μg/L，所述锶含量为1.00～5.00μg/L，所述锰含量为5.00～20.00μg/L，所述锌含量为2.00～4.00μg/L，所述锂含量为2.00～5.00μg/L，所述偏硅酸含量为100.00～300.00μg/L，所述镍含量为4.00～11.00μg/L，所述钴含量为0.10～0.50μg/L。
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