TW201522240A - 降低海洋深層水濃縮液之鈉含量的方法 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種降低海洋深層水濃縮液之鈉含量的方法，包含：(A)使海洋深層水進行脫硫酸根及濃縮處理步驟，以得到一低硫海洋深層水濃縮液；(B)將該低硫海洋深層水濃縮液置於-25℃以下之溫度進行冷凍，得到一冷凍固形物；(C)使該冷凍固形物於20至30℃下回溫為液態，以形成一含有氯化鈉析出物之混合液；及(D)將該混合液中的氯化鈉取出，以獲得一經處理之海洋深層水濃縮液。本發明方法的步驟簡單，且可獲得減低鈉含量並維持其他礦物質含量的海洋深層水濃縮液。
Description
本發明是有關於一種降低海洋深層水濃縮液之鈉含量的方法，特別是指一種可維持礦物質含量之降低海洋深層水濃縮液之鈉含量的方法。
海洋深層水因具有人體所需之鈣、鎂等礦物質以及微量元素，而成為近年來廣受注目的礦物質健康補給品。但因海洋深層水原液中含有大量的鈉離子，將導致飲用的人體攝取過多的鈉離子，造成人體的代謝負擔，更嚴重地將會導致高血鈉症的產生。為了解決鈉含量過多問題，目前多數會將海洋深層水進行除鈉程序。
海洋深層水的除鈉程序包含真空濃縮處理、蒸氣壓縮處理、電透析方法等。例如TW 200406160便揭示一種利用不同機型之電透析裝置批次處理海水的方法，以使最終濃縮液調整成硬度100之水溶液時，具有6mg/L以下的鈉濃度。前述專利公開案的方法雖可有效降低鈉含量，但同時也會導致海水中的其他礦物質流失，且還需使用價格昂貴的電透析裝置，更導致成本的增加。
JP 2007-51025揭示一種鹽鹵的除鹽方法，係將
海水經日曬製鹽後所獲得的鹽鹵放置於冷凍裝置中緩慢冷凍，以讓殘存的鹽析出。此日本公開案必須使用特殊冷凍裝置進行緩慢冷凍步驟，且此步驟的冷凍時間超過7天，更需特別控制冷凍速率，才能確保鹽會析出。除了上述問題外，因日本公開案方法使用鹽鹵，在日曬處理時，原水中的鈣離子與硫酸根離子會形成硫酸鈣沉澱，致使鹽鹵中所含的鈣離子含量極低；更進而致使經緩慢冷凍處理後之鹽鹵僅含有極微量的鈣離子。
由上述說明可知，目前業界仍亟欲研發可同時降低鈉含量並維持其他礦物質含量的海洋深層水的處理方法。
因此，本發明之目的，即在提供一種可維持礦物質含量之降低海洋深層水濃縮液之鈉含量的方法。
於是本發明降低海洋深層水濃縮液之鈉含量的方法，包含：(A)使海洋深層水進行脫硫酸根及濃縮處理步驟，以得到一低硫海洋深層水濃縮液；(B)將該低硫海洋深層水濃縮液置於-25℃以下之溫度進行冷凍，得到一冷凍固形物；(C)使該冷凍固形物於20至30℃下回溫為液態，以形成一含有氯化鈉析出物之混合液；及(D)將該混合液中的氯化鈉取出，以獲得一經處理之海洋深層水濃縮液。
本發明之功效在於：透過脫硫酸根處理、低溫冷凍及回溫處理，可有效維持礦物質(如鈣、鎂)含量，並同時降低鈉含量，進而可獲得富含鈣、鎂等礦物質之海洋深層水濃縮液。
以下將就本發明內容進行詳細說明：
[步驟(a)]
該步驟(a)之脫硫酸根步驟是為了降低硫含量，以避免生成硫酸鈣或硫酸鎂，並導致鈣、鎂離子的流失，該步驟(a)可以採用現有已知方法進行。較佳地，該步驟(a)是使海洋深層水通過一奈米膜過濾，以脫除硫酸根，該奈米膜的分子量截斷(molecular weight cut-off，MWCO)範圍為100至1000道耳吞；更佳地，該奈米膜的孔徑大小範圍為4至10Å。該奈米膜可以使用一般市售的奈米過濾膜，於本發明之一具體例中，該奈米膜是使用GE seasoft 8040HF(General Electric Company公司製造)。
該步驟(a)之海洋深層水在經脫硫酸根處理後，再進行濃縮處理。濃縮處理方式可以利用一般已知濃縮裝置。
較佳地，該低硫海洋深層水濃縮液所含之硫酸根濃度為低於鎂離子濃度十分之一。
[步驟(b)]
該步驟(b)可於一般超低溫冷凍櫃進行即可。較佳地，該冷凍溫度範圍為-25℃至-80℃；更佳地，該冷凍溫度範圍為-50℃至-80℃。；當冷凍溫度高於-25℃時，
將無法讓海洋深層水完全冷凍以及讓氯化鈉析出。
在步驟(b)中，當低硫海洋深層水濃縮液中的液態水轉變為固態水時，將會促使濃縮液中的鈉離子因過飽和而析出氯化鈉結晶並產生沉澱。
步驟(b)的冷凍速率及時間可依據低硫海洋深層水濃縮液的用量進行調整變化。
[步驟(c)]
該冷凍固形物的回溫時間是依據冷凍固形物的量而調整變化。較佳地，該步驟(C)的回溫時間為1小時以內；更佳地，該回溫時間為30分鐘以內；又更佳地，該回溫時間為15分鐘以內。當回溫時間超過1小時，將致使氯化鈉回溶於水中，而致使水中鈉含量無法降低。
[步驟(D)]
氯化鈉的取出方式並無特別限制，可以經由過濾方式或將液態部份取出方式等。
較佳地，該經處理之海洋深層水濃縮液符合CNS 15443標準。
本發明方法所製得的經處理之海洋深層水濃縮液除了可降低原海洋深層水中的鈉含量外，更可維持原先所存有之其他礦物質元素的含量。
本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一直條圖，說明本發明實施例1之分析結果；
圖2是一直條圖，說明本發明實施例2之分析結果；圖3是一曲線圖，說明本發明實施例3至6之分析結果；及圖4是一曲線圖，說明本發明實施例7至9之分析結果。
本發明將就以下實施例來作進一步說明，但應瞭解的是，該實施例僅為例示說明之用，而不應被解釋為本發明實施之限制。
[實施例]
<實施例1>
(A)利用奈米過濾膜(General Electric Company公司製造，型號為GE seasoft 8040HF)對海洋深層水[取自經濟部東部深層海水創新研發中心]進行脫硫酸根處理，接著再經濃縮儀進行濃縮，以得到硬度約為17萬(以碳酸鈣為計量標準)的低硫海洋深層水濃縮液A。利用感應偶合電漿原子發射光譜儀(IPC-OES，購自博精儀器公司，型號為Optima 2100DV)，對該低硫海洋深層水濃縮液A進行離子濃度的分析。分析結果為：硬度約為17萬(以碳酸鈣為計量標準)，鈉離子含量為55,770ppm，鈣離子含量為19,010ppm，鎂離子含量為30,150ppm，鎂離子與鈣離子的含量比例為1.59，及硫酸根含量為690ppm。
(B)取10mL的低硫海洋深層水濃縮液A放置於-50℃
的超低溫冷凍櫃(購自Eppendorf公司，型號為New Brunswick Premium U700 ULT Upright Freezer)內，待冷凍5小時後，取出冷凍固形物。
(C)將冷凍固形物於25℃下回溫為液態，形成一含有化鈉析出物之混合液。
(D)利用過濾方式將該混合液中的氯化鈉取出，以獲得一經處理之海洋深層水濃縮液。
利用感應偶合電漿原子發射光譜儀，對該經處理之海洋深層水濃縮液進行鈉離子濃度的分析，結果如圖1所示。
於圖1中，可以發現處理前之海洋深層水的鈉離子濃度為55,770ppm，而經處理之海洋深層水濃縮液的鈉離子濃度降低為50850ppm。
<實施例2>
除了使用經步驟(a)處理後之低硫海洋深層水濃縮液B的硬度調整為8萬外，其餘處理步驟及分析測試與實施例1相同，結果如圖2所示。其中步驟(a)所得到的低硫海洋深層水濃縮液B的分析結果為：硬度約為8萬(以碳酸鈣為計量標準)，鈉離子含量為93170ppm，鈣離子含量為8510ppm，鎂離子含量為13470ppm，鎂離子與鈣離子的含量比例為0.63。硫酸根含量為1320ppm。
於圖2中，可以發現處理前之海洋深層水的鈉離子濃度為93170ppm，而經處理之海洋深層水濃縮液的鈉離
子濃度降低為83570ppm。
將實施例1及2的結果進行比較，可以發現海洋深層水的硬度對於除鈉步驟並無明顯影響。
<實施例3至6>冷凍溫度的影響
除了將冷凍溫度分別改變為-50、-60、-70及-80℃以及另分析鎂離子與鈣離子的濃度外，其餘處理步驟及分析測試皆與實施例1相同，最後分別獲得實施例3至6的經處理之海洋深層水濃縮液，且分析結果如圖3所示。
於圖3中可以發現，冷凍溫度對於各種礦物質的含量範圍並無影響，特別是經過降低鈉含量的處理步驟後，鎂及鈣離子的濃度仍維持如海洋深層水A中的鎂及鈣離子的濃度。
<實施例7至9>回溫時間的影響
除了將回溫時間分別改變為15分鐘、30分鐘及24小時以及另分析鎂離子與鈣離子的濃度外，其餘處理步驟及分析測試皆與實施例1相同，分析結果如圖4所示。
於圖4中，可以發現回溫時間對於鎂及鈣離子的濃度並無影響。但，針對鈉離子濃度，則會發現在15分鐘回溫(實施例7)後，鈉離子濃度大幅下降；至30分鐘回溫(實施例8)後，鈉離子濃度有小幅升高；而於回溫1小時(實施例1)及24小時(實施例9)後鈉離子濃度仍持續升高。由此可發現，當回溫時間越長，除鈉效率越差；而回溫時間以15分鐘內為最佳。
綜上所述，本發明方法透過脫硫酸根處理、低溫冷凍及回溫步驟，而得以獲得減低鈉含量並維持其他礦物質含量的海洋深層水濃縮液，故確實能達成本發明之目的。
惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
Claims (5)
- 一種降低海洋深層水濃縮液之鈉含量的方法，包含：(A)使海洋深層水進行脫硫酸根及濃縮處理步驟，以得到一低硫海洋深層水濃縮液；(B)將該低硫海洋深層水濃縮液置於-25℃以下之溫度進行冷凍，得到一冷凍固形物；(C)使該冷凍固形物於20至30℃下回溫為液態，並形成一含有氯化鈉析出物之混合液；及(D)將該混合液中的氯化鈉取出，以獲得一經處理之海洋深層水濃縮液。
- 如請求項1所述的降低深層海洋水濃縮液之鈉含量的方法，其中，該步驟(A)是使海洋深層水通過一奈米膜過濾，以脫除硫酸根，該奈米膜的分子量截斷範圍為100至1000道耳吞。
- 如請求項2所述的降低深層海洋水濃縮液之鈉含量的方法，其中，該奈米膜的孔徑大小範圍為4至10Å。
- 如請求項1所述的降低深層海洋水濃縮液之鈉含量的方法，其中，該步驟(B)的冷凍溫度範圍為-50℃至-80℃。
- 如請求項1所述的降低深層海洋水濃縮液之鈉含量的方法，其中，該步驟(C)的回溫時間為1小時以內。
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| TW102144208A TW201522240A (zh) | 2013-12-03 | 2013-12-03 | 降低海洋深層水濃縮液之鈉含量的方法 |
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| TW102144208A TW201522240A (zh) | 2013-12-03 | 2013-12-03 | 降低海洋深層水濃縮液之鈉含量的方法 |
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| TW102144208A TW201522240A (zh) | 2013-12-03 | 2013-12-03 | 降低海洋深層水濃縮液之鈉含量的方法 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113173666A (zh) * | 2021-04-25 | 2021-07-27 | 海南三元星生物科技股份有限公司 | 一种生理性深层海水的制备方法 |
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2013
- 2013-12-03 TW TW102144208A patent/TW201522240A/zh unknown
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