CN111108068A

CN111108068A - 一种用自来水生产矿泉水的方法和家用器具

Info

Publication number: CN111108068A
Application number: CN201880048943.8A
Authority: CN
Inventors: 菲利普·托布
Original assignee: Akivita Stock Co Ltd
Current assignee: Akivita Stock Co Ltd
Priority date: 2017-07-28
Filing date: 2018-03-28
Publication date: 2020-05-05
Also published as: BE1024584B1; IL272170A; US11866358B2; US20200207651A1; EP3658510A1; WO2019020221A1

Abstract

本发明涉及一种家用器具(100；101)，用于实施一种能够根据需要将自来水即时生产成具有选定成分和风味的矿泉水的方法。自来水循环通过过滤单元(3)，软化单元(4)和再矿化单元(5；50)，该再矿化单元(5；50)包括至少一个次级输入端，其连接至流体微进料器(17a，17b；170)，下游的一部分是静态混合器(18a，18b；180)。该入口阀(1)和出口阀(12，13，14)布置成平行且同时操作。

Description

一种用自来水生产矿泉水的方法和家用器具

技术领域

本发明涉及矿泉水或气泡矿泉水的家用生产领域。

背景技术

出于专业目的或私人目的，人们生活所用的每个房屋和每个建筑物都连接到配水管网，从而以流水(也称为市政水、管道水或自来水)形式供水。通常，在许多国家，这种自来水是可饮用的，即，它适合人类食用且不会对健康产生任何危害。

但是，这种水的口感通常较差。水中经常会因消毒处理而产生令人不舒服的氯气味道。直接饮用该水时，这种味道会让人感觉不舒服，而且使用该水生产的混合饮料(例如茶或咖啡)中这种味道也持续存在。

为了解决这个问题，消费者经常购买含有自己喜欢味道和风味的瓶装泉水或天然矿泉水。的确，众所周知，每种矿泉水都有其独特的味道，这取决于它所含有的不同矿物质的比例。无论怎样，推荐每日的人均饮水量为一公升半，将这么多的水从商店带回家确实比较麻烦。

为了避免大量购买水，许多家庭使用过滤水壶来改善自来水的味道。将这种类型的过滤水壶设计成：在重力的作用下，水龙头处聚集的一定量的水流经通常装有活性炭的滤芯。这样过滤水的不良味道就清除掉了，但同时也清除了大部分的矿物质。滤芯的使用寿命有限，需频繁更换，通常每个月矿物质柱就需要更换一次。在这种过滤水壶的整个生命周期中，采用该过滤水壶过滤后的水的味道和矿物质质量无法保持恒定不变，这取决于滤芯是否是新的或者是否快要达到其使用寿命。此外，这样过滤的水没法立即获得。由于过滤壶的构造，必须等到所收集的全部水被过滤完以后才能倒入玻璃杯中，否则未过滤的部分水将从壶中漏出。

也有更完善的系统，通常用于企业环境中。将设置有滤芯的器具连接到水管上。通常，此器具配备有泵以确保水的流速不单纯取决于重力；还配备有冷却单元，用于提供环境温度水的同时提供冷水；以及可能还包括提供气泡水的气芯。在这种情况下，滤筒的使用寿命也很有限，自来水越硬或氯化程度越高，滤芯的磨损就越快。

专利申请NL1019544和WO2004/103097中所述的更完善的系统能够通过在蓄液池中将浓缩的矿物质母液添加到给定体积的纯化自来水中来重新构成特定矿泉水。该系统还包括至少一个其他蓄液池，其中混合物在使用前被存储在该蓄液池中。通过系统消除在储存期间在蓄液池中产生细菌和/或藻类或固体矿物质颗粒的可能性，由此水通过过滤器再循环，从而在任何给定的时刻获得具有指定质量的水。但是，由于设置有蓄液池，所以该系统很笨重，并且需要大功率来使所产生的矿泉水在各个蓄液池之间再循环。

此外，这里所使用的矿物元素主要是氯化物和硫酸盐，因为它们易于溶解，但是在风味方面不是最佳的。氯化物和硫酸盐的使用是以牺牲市场上可买到的矿泉水中天然存在的碳酸盐为代价的，就消化和味道方面而言，这是优选方案。

因此，申请人认为有必要开发一种方法和家用器具，以使得能够根据要求立即生产具有选定组成和口味的矿泉水。

发明内容

为此目的，本发明提出了一种用于把自来水即刻生产成矿泉水的方法，该矿泉水含有预定含量的矿物质元素，具有已知含量不足的矿物质元素和已知的pH，并且包含杂质，所述方法包括以下步骤：

-将自来水中的杂质除去，得到纯净水；

-通过选择性地去除矿物质使矿泉水至少部分脱盐；

-然后通过注入预定体积的浓缩溶液或一定体积的合成粉末或文石，使得软化水再矿化，所述合成粉末和/或文石包含至少一种缺乏的矿物元素，已将含量重新调节至所述预定含量；

-然后收集再矿化水；以及

-停止生产矿泉水。

所述方法特征在于：使定量的水持续循环流动，并且

-定期注入所述预定体积的水，直到水停止流动为止。

这里所讨论的杂质可以是可溶性杂质，例如微量有机微污染物，例如农药、碳氢化合物、或微量的重金属，例如镉或铅。

所述杂质也可以是不溶的，例如像微生物的残留量、沉淀的重金属或矿物集料。

再矿化水的再矿化还可以包括使水通过矿物和/或离子交换树脂柱的步骤。术语“矿物质柱”用于描述包括形成管网且当水流过所述管网时部分溶解的固体盐的过滤器或滤芯。有利地是，该矿物质柱包含在低水溶解度且难以在浓缩溶液或多种溶液中充分溶解的元素。这些具有低溶解度的元素通常是碳酸盐形式的钙和镁。例如该柱可包含白云石，其为碳酸钙和碳酸镁的混合物，或方解石，其主要包含碳酸钙。

术语“包含至少一种缺乏矿物质元素的粉末”在本文中用于描述合成粉末或微粉化文石。所述粉末是非常细的粉末，由直径为几微米，例如5～200微米的颗粒制成。其具有显着的流动性，而且其体积可以通过与测量液体溶液体积非常相似的方式来测量。

文石是碳酸钙在高温和高压下稳定存在的多晶型形式，碳酸钙在环境条件下的另外两种稳定的多晶型物是方解石和球文石。尤其是在巴哈马和佛罗里达发现的海洋鲕粒文石。

术语“合成粉末”用于描述特定矿物质盐，例如碳酸钙，其通过在赋予颗粒特定尺寸和性质的特定条件下沉淀而获得。例如，

L.andKralj,D.(2007；on calciumcarbonates:from fundamental research to application.CroaticaChemicaActa,80(3-4),467-484)，该文章综述了获得多晶型碳酸钙的技术。该文章特别描述了无定形碳酸钙的形成，该无定形碳酸钙的稳定性低于结晶形(方解石，球文石)或水合形式，但是具有较高的溶解速率，并且可以有利地用于实施本发明的方法。文石也可以通过合成方法获得。可以使用例如碳酸钙，碳酸镁，氢氧化钙或氢氧化镁的合成粉末，或其混合物，优选至少部分为无定形形式。

例如在申请WO2017174458中描述的介孔合成粉末，，也可以有利地用于实施本发明。实际上，这些粉末基本上是无定形的，它们具有有趣的溶解特性。

因此，合成粉末不是微粉或磨细的粉末，例如可在工业矿化系统中找到的粉末，而是至少部分无定形的矿物盐粉末。

合成粉末的优点是比浓缩溶液更浓缩，并且需要更小的滤芯。少量粉末即几微升的剂量是可能实现的，例如采用为激光或3D打印而开发的技术，由此来沉积粉末层。尽管如此，针对该剂量的细粉，本领域技术人员可以使用任何其他合适的技术。

合成矿物粉末和文石，尤其是无定形粉末，特别是由于它们的形态，它们的颗粒大小和/或它们的水合程度，具有比市售的结晶形式(方解石)快得多的溶解速率。它们几乎可以立即溶解。术语“定期”或“定期注入”在此用于描述以下事实：以根据将被再矿化的水的流量确定的频率注入几微升或毫升的浓缩溶液，合成粉末和/或文石。确定注入量，以便与软化水有效混合，以确保采用该方法产出时矿物质浓度随时间变化的均匀性。

在某些情况下，自来水的pH值与要生产的矿泉水的pH值截然不同，必须调整再矿化水的pH值。

在某些情况下，还需要在再矿化之前调节软化水的pH，以优化浓缩溶液在软化水中的稀释度以及必要时优化矿物质柱的元素。

可以通过酸化或碱化来调节pH。例如，酸化可以通过在再矿化之前注入一定体积的酸性溶液或注入二氧化碳来实现。例如，碱化可以通过添加一定体积的碱性溶液来实现。

为了制备气泡矿泉水(汽水或碳酸饮料)，最好在再矿化后注入二氧化碳。

本发明所述的用于生产矿泉水的方法优选用于家庭中，而非用于工业用途。生产的矿泉水的数量仍然限于一户或一家公司的消耗量。它能够即刻生产出具有用户所选口味的澄清矿泉水，所述口味是由特定的成分产生的。

术语“即刻”是指在随后的几秒钟内立即使用。该方法不同于在取用矿泉水之前先灌入内部蓄液池以便与浓缩矿物质溶液制备混合物的方法。它也不同于涉及以固体盐形式存在的矿物的方法，其溶解可能需要几分钟或几小时，然后才能获得澄清的矿泉水。根据本发明所述方法，能够在几秒钟内获得澄清的矿泉水，所用的盐具有特定的形态和尺寸在5～200微米。还可以使用粉末微进料系统和/或通过定期注入浓缩矿物质溶液的微进料系统。

本发明还提出一种用于实施本发明所述方法的器具。本发明包括家用器具，包括用于使水回路从输入端循环到至少一个输出端的回路，所述输入端设有连接到总水管的入口阀，所述输出端设有出口阀，所述回路依次通过过滤单元、软化单元和再矿化单元，所述器具的特征在于所述再矿化单元包括至少一个次级输入端，其连接至流体微进料器，下游的一部分回路是静态混合器，以及所述入口阀和出口阀布置成平行且同时操作。

术语“平行操作”用于描述以下事实：当一个阀打开时，另一个阀也打开，不允许水积聚在回路中。此特性不同于先将软化水积聚在内部蓄液池中以与其中的浓缩矿物质溶液混合的系统。

术语“家用”表示该器具不适合工业生产，其生产能力和尺寸使其能够安装在家庭或工作场所中，以便为有限数量的人员提供矿泉水源。该器具可适用于酒店、饭店和餐饮业或可安装在公共场所。

有利地，静态混合器是螺旋插入物，可使在其中循环的水产生湍流，以便优化软化水的混合物，二氧化碳(如果存在)的混合物和该体积的添加矿物质的混合物。

同样有利地是，流体微进料器是泵或微进料阀或用于微进料微粉化粉末的器件，例如包括直径为100至400微米的进料喷嘴的超声系统，或类似于在3D打印中所使用的系统，例如X Lu，S Yang和JRG Evans所描述的(采用不同的超声波喷嘴设计进行微进料；-超声波，2009年；用于固体自由形式制造的干粉微进料系统：固体自由形式制造研讨会，德克萨斯州奥斯汀，2006年；粉末的计量和分配：对新型固体自由成形技术的追求，粉末技术，178(1)，56-72。DOI：10.1016/j.powtec.2007.04.004)。

在某些情况下，为了限制矿物元素在混合过程中的沉淀风险，最好安装一系列的几个次级输入端，每个次级输入端都连接到流体微进料器，以实现矿物的顺序混合。

流体微进料器分配少量的浓缩溶液或粉末，取决于流经再矿化单元的水的流速。矿物质柱基于要再矿化的水的循环流速，预先确定浓缩溶液或粉末的分配频率以及分配体积，以优化螺旋插入物的效率并在系统输出端处获得随时间推移基本恒定的浓度。

再矿化单元还可包括矿物和/或离子交换树脂柱。

术语“顺序混合”用于描述以下事实：将浓缩有某些矿物质的第一微量溶液注入软化水中以获得部分再矿化水，然后加入浓缩有矿物质元素的第二微量溶液，并可能添加第三微量溶液等。每种浓缩溶液可以具有不同的成分，即包含不同的矿物质元素，或包含相同的元素但浓度不同。就溶解度而言，基于这些各种矿物质元素的相容性来调节这些浓缩溶液的含量。

使用浓缩有矿物元素的溶液避免了由于注入固体盐，而需要花时间等待固体盐溶解，与该方法的即时性背道而驰的问题。但是，使用某些形式的合成粉末能够实现近乎即时的溶解。浓缩溶液，合成粉末或文石的注入可以由一个或几个矿物盐柱和/或一个或几个离子交换树脂补充或与之结合，从而优化再矿化顺序。

附图说明

参考附图通过阅读以下对本发明的几个实施例的描述，将会更好地理解本发明，其中：

图1是根据本发明的方法的框图；

图2是根据本发明的器具的示意图；

图3是图2的器具的透视图；

图4是根据本发明的另一种器具的示意图。

具体实施方式

参考图1，该方法用于把自来水即时生产成矿泉水，该矿泉水具有针对消费者预定矿物质元素的含量，该自来水具有已知的矿物质元素含量和已知的pH，并且包含杂质，该自来水含有不足比例的矿物质元素，方法包括几个步骤。

步骤A中，消费者表现出对矿泉水的渴望，从而触发了生产过程。

在步骤B中，将自来水中的杂质除去，得到纯净水。净化步骤的具体技术取决于自来水的质量。净化步骤的目的是消除悬浮的元素，残留的氯和其他成分，例如重金属。

在步骤C中，通过部分或全部去除矿物质来软化该纯净水，以消除在净化步骤中没有消除的不希望存在的组分。这些组分主要是一价和二价离子。软化步骤中可以执行反渗透技术，旨在全部消除矿物质或离子交换树脂，从而可以进行选择性软化。根据自来水和要生产的矿泉水的成分来选择技术。

在步骤D中，通过注入预定体积的浓缩溶液或一定体积的合成粉末或文石，使得软化水再矿化，所述合成溶液和/或文石包含至少一种缺乏的矿物元素，已将含量重新调节至所述预定含量。该体积可以分为几个体积的浓缩溶液和/或具有不同矿物质组成或不同浓度的粉末，它们被添加到回路中的连续位置，无论这些体积是否为有规律地或以预定频率注入。

水也可流过一个或几个矿物质柱和/或离子交换树脂，为了完成再矿化步骤，该通道使得柱中的固体矿物质溶解和/或发生离子与树脂的交换。

在某些情况下，出于pH调节的目的，可以将气体形式的二氧化碳注入步骤C和步骤D之间的回路中。当要生产的矿泉水的pH值是相对酸性且碳酸根离子不能仅通过浓缩的矿物质溶液中的溶解物类进行迁移时，可能需要执行此步骤以促进步骤D中矿物质的溶解或实质上酸化软化水。

在步骤E中，消费者取用所需的矿化水，例如用于个人使用或倒入玻璃水瓶。当消费者取用所需量的水时，矿泉水生产方法结束，即停止为过滤步骤供应自来水。这意味着在生产过程中不会积水。所有步骤都是“在线”进行的，即水在不断循环。因此，再矿化必须是即刻进行。

在再矿化步骤D和取用步骤E之间也插入了几个可选步骤。

在要生产的矿泉水是气泡水的情况下，在再矿化之后引入气化步骤H。

消费者可以选择取用热水、温水(即温度为环境温度)或冷水。可以执行加热步骤F或冷却步骤G。冷却步骤G可以在气化步骤H之前或之后实施。

每当消费者希望取用再矿化水时，便执行步骤A至H。

必须完成一定数量的预备性步骤才能实现所需的矿泉水生产。

一方面，消费者在步骤I中必须定义他们想要在家中生产的矿泉水，即其风味和矿物质含量。他们可从市场上的天然矿泉水上寻找灵感。

另一方面，在步骤J中，必须分析分配在要生产矿泉水的设施中的自来水的矿物质含量和pH值。通常，此信息是可以获得的，因为定期会进行强制性分析。

然后在步骤K期间比较预定含量和自来水含量，以确定哪些矿物质过量且需要被去除，以及缺乏哪些矿物质并且需要添加。基于此，从而确定步骤C的部分或全部软化方法，以及在再矿化步骤D中要添加的矿物元素的性质和浓度。

类似地，将所需矿泉水的pH值与自来水的pH值进行比较，可以确定所需的pH调节值。

例如，表1详细列出了Uccle社区分配的自来水的成分，并将其与售卖的依云牌水进行了比较。

表1

比较结果显示自来水含有钠(Na+)、钾(K+)、硫酸根(SO42-)、氯离子(Cl-)和硝酸根(NO3-)离子过量，钙(Ca2+)、镁(Mg2+)和碳酸氢根(HCO3-)离子不足。碳酸氢盐的差异是造成这两种水之间的pH差异的部分原因。

为了把Uccle的自来水生产为与依云牌水基本相似的矿泉水，可以通过反渗透进行软化处理。因此消除了Uccle自来水中99.5％的离子。在这种情况下，软化几乎是彻底的。

为了使经过渗透的水充分再矿化，计算浓缩溶液的矿物元素组成。因为无法获得纯离子形式的矿物元素，正确选择盐或阴-阳离子对是非常重要的。

然后分两个阶段制备浓缩的矿物离子溶液。

在第一阶段中，准备了七种“单盐”溶液，每种溶液都包含一种溶解于其饱和浓度以下的单一盐。表2详细列出了所用每种盐的特性，以及所制备的“单盐”溶液的浓度。

表2

在这种情况下，镁元素由几种盐类物质提供：七水合硫酸镁(MgSO4)和碳酸氢镁(Mg(HCO3)2)。钙也是如此，以硝酸盐(Ca(NO3)2)的形式和碳酸氢盐(Ca(HCO3)2)的形式提供。钠以氯化物(NaCl)和碳酸氢盐(NaHCO3)的形式提供，钾以碳酸氢盐(KHCO3)的形式提供。Uccle的自来水需要稍微经过酸化以获得所需的结果，并且提供一定酸度的碳酸氢盐在这里比氢氧化物更可取。

一旦制备了“单盐”溶液，如表3第二栏中所示，就需要计算每种溶液的体积以重新配制一升的依云牌水。然后将这些体积乘以90，然后合并成单一溶液，浓缩90倍，然后将其注入到回路中，如表3第三列中所述。

浓缩的“单盐”溶液	收集1升依云水的体积	体积(L):90倍浓缩溶液
			1	0.003105	0.279487
2	0.006463	0.581709
			3	0.000152	0.013694
4	0.000013	0.001152
			5	0.000037	0.003338
6	0.000014	0.001303
			7	0.000257	0.023092

表3

由于还添加了少量的CO₂，使再矿化水的pH值达到7.2(每升约0.0011mol CO₂)。

显然，将微量浓缩溶液添加到软化水中。此处的溶液浓缩了90倍，必须稀释90倍才能重新配依云水。例如，在回路中循环的每89毫升软化水可以注入1毫升该浓缩溶液。为了提高效率，最好在回路中循环的每8.9毫升软化水中添加0.1毫升该浓缩溶液，甚至以更快的频率添加更小的体积，该频率是每单位体积的待再矿化软化水的注入次数。该频率必须适配混合器的容量，并进行优化以在输出端获得矿物质浓度基本恒定的水。

还可以对Uccle自来水进行处理，以获得类似于注册商标德劳特沃旗下销售的水。

表4中比较了德劳特沃水和Uccle自来水的成分。

表4

制备与表2所述相同的浓缩“单盐”溶液。

按重量计，德劳特沃水比依云水含有更多的矿物质，尤其是钙，镁和碳酸氢盐。因此，为重构一公升的德劳特沃水而添加的“单盐”溶液1和2的体量很大，在再矿化中必须考虑到这一点。因此建议如表5所述制备18倍浓缩于矿物元素中的溶液。其中，可以通过连续两次的方式依次注入该浓缩于矿物元素中的溶液。

表5

还添加一定量的CO₂，以使pH值达到5.9(每升约0.13mol CO₂)。

但是，通过注入浓缩的矿物质溶液，可以提供较少的钙和镁，并且可以通过使水流过装有白云石的过滤器(滤芯，滤筒)来进行补偿，并且该滤膜的组成能够实现所需的离子浓度。也可以让部分矿化的水流过离子交换树脂，以提供Mg或HCO₃-碳酸氢根离子。还可以添加第二个微进料器，以注入含有镁和/或钙的合成粉末。

工艺的选择取决于几个参数，特别是所需的组成，成本，系统的容量等。

已经描述了该方法的步骤，现在给出实现该方法的系统的示例。

参考图2，器具100包括入口阀1，以将回路2的输入端连接到水管。回路2穿过活性炭颗粒滤芯3、反渗透单元4和再矿化单元5。泵6和二氧化碳扩散器7通过阀9连接到二氧化碳气瓶8，且插入软化单元和再矿化单元5之间。在再矿化单元的输出端，回路2分成两个子回路2a和2b。子回路2a先通过加热单元10再到达热矿泉水的出口阀12。子回路2b先经过冷却单元11然后再次分成两个子回路2c和2d。子回路2c通向冷水的出口阀13，并且回路2d在到达气泡冷水的出口阀14之前，先经过气化单元15，该气化单元15通过阀19连接到二氧化碳气瓶8。

在再矿化单元5中，回路通过第一静态混合器18a，该第一静态混合器18a的输入端与第一流体微进料器17a连接，在该输入端，第一静态混合器18a本身连接至包含第一浓缩矿物质溶液的蓄液池16a。然后，该回路通过第二静态混合器18b，该第二静态混合器18b的输入端与第二流体微进料器17b相连，在该输入端，第二静态混合器18b本身连接至包含第二浓缩矿物质溶液的蓄液池16b。流体微进料器根据流过的水的流量分配微量的浓缩溶液。基于待再矿化的水的循环流量来预定分配浓缩溶液的频率和分配体积。

参考图3，该器具的所有元件都包含在外壳20中，外壳20的表面具有入口阀1(未示出)，优选位于外壳的后部，而控制面板21位于外壳的前部。壳体上装有用于冷却的或冷的静态水的控制按钮22，用于冷气泡水的控制按钮23和用于热水的控制按钮24。壳体的前部包括形成平台25的加强件。

上述器具是能够实施本发明方法的器具的示例，该方法采用Uccle的自来水生产类似于售卖的依云水，该自来水的含量在表1中进行了描述。上述步骤I，J和K中确定了倒入蓄液池16a和/或16b中的母液的组成和浓度。

用户或消费者将玻璃杯放在器具的平台25上，并通过按压按钮22至24中的一个按钮来启动水生产，这取决于用户或消费者的选择。入口阀1(在本例中为电磁阀)打开以使自来水进入回路2。

自来水首先流过颗粒状活性炭滤芯3，在其中通过去除残留的氯和其他污染物,如铅,进行净化。该滤芯与一个微米过滤器(未示出)关联，以消除可能悬浮在自来水中的所有颗粒。

然后将如此纯化的水通过包含一个或几个含反渗透滤芯的单元4，以去除水中99.5％的矿物质。设置在软化单元4下游的泵6使水流动，并产生反渗透滤芯运行所需的压力差。

然后，软化水流过二氧化碳扩散器7。在进行再矿化之前，必须将pH值略微降低，将使二氧化碳扩散器7与二氧化碳气瓶8相连的阀门9打开，以便在生产过程中连续注入特定流量的CO₂，CO₂一旦溶解，便形成所需碳酸氢盐的一部分。pH的降低在此不仅能够实现期望的pH值，而且能够促进CO₂注入后续的盐的溶解。

然后，软化水进入再矿化单元5中。一旦回路中出现水流，即一旦打开入口阀1，连接到包含表1中所述的浓缩矿物质溶液的蓄液池16a的第一流体微进料器17a，在这种情况下为微进料泵，即被启动。因此，微进料泵连续地或者以规则间隔分配的微量形式向回路2中注入一股/一剂容纳在蓄液池16a中的浓缩矿物质溶液的液流。微进料泵能够以很高的精度管理每秒几微升至几纳升的流速。在静态混合器18a处，将浓缩溶液与软化水混合，在这种情况下为螺旋插入物，在回路2中产生足够的湍流，以使矿化水均匀化，而不会引起盐的沉淀。

再矿化后，根据用户的最初选择，将水送至出口阀12、13或14中的一个。

如果使用者按下按钮22以获得冷的静态水，则阀13打开。水流在子回路2b中通过铝热电模块，从而将水冷却到5℃至10℃之间。然后，冷却的水流过子回路2c，通过阀13排出。

如果使用者按下按钮23，则阀14打开。如上所述，首先将水冷却，然后通过碳酸化器15，其中高压气态二氧化碳注入碳酸化器15。二氧化碳的流动由阀19控制，并且连续地或通过脉冲以规则的间隔被注入。二氧化碳溶解在冷却的矿泉水中，然后通过阀14离开子回路2d。

如果使用者按下按钮24，则阀12打开。再矿化水顺着子回路2a，穿过电加热模块，在此处再矿化水的温度达到80℃至95℃之间，然后通过阀12离开子回路2a。

对应于阀12、13和14的输出端优选地是在平台25的顶部连接以形成单个开口或并列设置的管道。阀的开口垂直向下布置，使得产出的水落入被消费者放在平台上的玻璃杯中。

生产是即时的，按压命令按钮中的一个同时打开入口阀1以及出口阀12、13或14之中的一个。

也可以考虑使用第四出口阀，以供应温水，即具有环境温度的水。在这种情况下，再矿化水直接从再矿化单元流到温水出口阀。

还可以考虑使冷却和加热单元连续运行，以便即刻获得热水或冷水。

为了省电，也可以考虑这些单元仅应要求运行。在这种情况下，可以在用户按下自己选择的按钮的时刻与开始生产水的时刻之间设置短暂的延迟，以使加热单元或冷却单元达到所需温度。

参考图4，器具101可包括与针对器具100所描述的再矿化单元略有不同的再矿化单元50。此处的回路2通过静态混合器180，该静态混合器180的输入端连接有流体微进料器170，在该输入端，该静态混合器180本身连接到包含浓缩矿物质溶液的蓄液池160。在这种情况下，浓缩的矿物质溶液不能提供全部元素。然后，回路通过盐柱26，该盐柱例如可以由白云石构成。当水流过时，镁，钙和碳酸氢根离子溶解，然后流至离子交换树脂27。例如，如果所需的钙浓度特别高，后者可以使钠离子交换为钙。必要时，它还可以使氯化物交换为碳酸盐。

参照图2和图4描述的流体微进料器17a、17b和170在这里是微进料泵，其连接到包含浓缩矿物质溶液的蓄液池16a、16b和160。这些泵可以至少部分地由系统或滤芯代替，以进行粉末的微进料。

器具的不同元件优选地被布置成最小化回路的总体积并避免死角。实际上，这些死角有利于藻类或细菌的生长，这是不可取的。

还可以提供清洗功能，以便在长时间不使用后或更换器具的某些组件后“清洁”系统。

实际上，必须定期更换活性炭滤芯和反渗透滤芯。同样，必须定期填充浓缩有矿物质元素的溶液。

器具的不同元件可以由具有相同用途并能达到相同结果的任何其他元件或系统代替。

例如，软化步骤也可以通过离子交换树脂滤芯来实现。通常具有沸石和在其链上具有离子基团的聚合物的离子交换树脂能够用一种离子(例如钠离子)代替另一种离子(例如钙离子)。根据所用树脂或树脂混合物的不同，可以代替一种或几种离子，从而实现选择性软化。

现在对使用一种单一的浓缩矿物质溶液进行再矿化进行描述。然而，在某些情况下，由于饱和度的原因，也会出现无法以足够集中的方式溶解所有待添加的元素。在这种情况下，将要添加的矿物元素分成具有相同组成或不同组成的两种或更多种浓缩溶液，和/或精细的合成粉末和/或文石。然后将这两种浓缩溶液和/或粉末放置在蓄液池16a和16b中，并使用流体微进料器17a和17b串联注入，每次注入之后都在静态混合器18a和18b中进行混合。

可选的，如果需要单一浓缩溶液，则第二蓄液池也可以用该溶液填充并且在第一蓄液池为空时使用，从而就浓缩溶液而言将器具的容量加倍。

现在对要填充的蓄液池进行描述。还可以考虑以“一次性”的筒体或胶囊的形式提供浓缩溶液和/或粉末，即该筒体或胶囊直接附接到流体微进料阀上，并且一旦倒空就可以丢弃。

冷却单元不限于铝热电模块。也可以设想能够对在子回路2b中循环的水进行冷却的任何其他技术。

此处所述的碳酸化器位于冷却单元的下游，但也可以集成到该单元中。

加热单元也不限于本文所述的形式。

将系统的一定数量的组件有利地连接到电子监控单元。例如，所有的入口和出口阀，以及连接到二氧化碳气瓶的阀和流体微进料阀，泵6以及冷却单元11和加热单元10都是这种情况。因此，电子单元能够管理不同回路和子回路中的流速、加热或冷却温度以及注入到回路中的浓缩溶液的注入量和频率。

如果不需要对水进行气化处理，则可以通过去除与二氧化碳气瓶相连的回路的部分来简化回路。

根据本发明的器具可以构造为包括所有功能的标准形式。根据安装了该器具的人群的自来水以及所需矿泉水的成分，可以对其进行编程，以便仅使用其某些功能。

Claims

1.一种用自来水生产矿泉水的方法，具有预定含量的矿物质元素，具有已知矿物质元素含量不足和已知的pH，并且包含杂质，所述方法包括以下步骤：

-将自来水中的杂质除去，得到纯净水；

-通过选择性地去除矿物质使矿泉水至少部分脱盐；

-然后收集再矿化水；以及

-停止生产矿泉水；

所述方法特征在于：使定量的水持续循环流动，并且定期注入所述预定体积的水，直到水停止流动为止。

2.根据权利要求1所述的用自来水生产矿泉水的方法，调节再矿化水的pH。

3.根据权利要求1和2任一项所述的用自来水生产矿泉水的方法，在再矿化之前调节软化水的pH。

4.根据权利要求1～3任一项所述的用自来水生产矿泉水的方法，在再矿化期间选择性清除一部分矿物质。

5.根据权利要求1～4任一项所述的用自来水生产矿泉水的方法，再矿化水的再矿化步骤包括使水通过矿物柱和/或离子交换树脂的步骤。

6.根据权利要求1～5任一项所述的用自来水生产矿泉水的方法，包括下述步骤的至少一项：

-将二氧化碳注入到软化水中调节其pH；

-将二氧化碳注入再矿化水中以使水碳酸化；

-冷却再矿化水；

-加热再矿化水。

7.根据权利要求1～6任一项所述的用自来水生产矿泉水的方法，其中，合成粉末是至少部分为无定形的矿物盐粉末。

8.根据权利要求7所述的用自来水生产矿泉水的方法，其中合成粉末是至少包含碳酸钙、碳酸镁、氢氧化钙或氢氧化镁的无定形粉末。

9.一种用于实现权利要求1～8任一项所述用自来水生产矿泉水的方法的家用器具，包括用于使水回路从输入端循环到至少一个输出端的回路，所述输入端设有连接到总水管的入口阀，所述输出端设有出口阀，所述回路依次通过过滤单元、软化单元和再矿化单元，所述器具的特征在于所述再矿化单元包括至少一个次级输入端，其连接至流体微进料器，下游的一部分回路是静态混合器，以及所述入口阀和出口阀布置成平行且同时操作。

10.根据权利要求9所述的用自来水生产矿泉水的方法的家用器具，其中所述静态混合器是一个螺旋形插入物。

11.根据权利要求9和10任一项所述的用自来水生产矿泉水的方法的家用器具，其中所述流体微进料器是微进料泵或粉末微进料装置。

12.根据权利要求9～11中任一项所述的用自来水生产矿泉水的方法的家用器具，包括多个串联的次级输入端，每个次级输入端连接到流体微进料器。

13.根据权利要求9～12中任一项所述的用自来水生产矿泉水的方法的家用器具，其中，所述水循环通过盐柱和/或离子交换树脂。

14.根据权利要求9～13中任一项所述的用自来水生产矿泉水的方法的家用器具，其中，所述软化单元包括反渗透滤芯和/或活性炭滤芯。

15.根据权利要求9～14中任一项所述的用自来水生产矿泉水的方法的家用器具，其中，所述再矿化单元连接至二氧化碳源。