TW466129B - Method of making supersaturated oxygenated liquid - Google Patents

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4 6 61 2 9 A7 _B7__ 五、發明說明（/ ) 發明領域 C請先閱讀背面之注意事項再赛寫本頁> 本發明大致關於一種製造超飽和充氧液體之方法。更 特別地，本發明係關於製造超飽和充氧水，及將氧維持在 容器中之方法。 發明背景 近年來，消費者對於運動飮料之需求已實質上增加。運 動飮料，特別是使用充氧液體或甚至超飽和充氧氧氣，已 比碳酸蘇打更受歡迎。一些運動飮料加入礦物質以減緩 脫水症狀及提供幫助葡萄糖供應以製造能量。爲了對運 動飮料提供所需之充氧液體，將液體（例如，礦泉水）超飽 和至遠超過來自空氣分離之氧之正常量程度 '爲必要的。 爲了人體消耗而將液體滅菌及淨化亦爲必要的。 此技藝之作業已嚐試藉由降低水溫然後在使用盤之接 觸裝中將氧與水加壓，以努力驅使溶解之氧至高平衡含 量而增加氧在水中之平衡濃度。其使用純氧_。然而，已測 量之最大氧濃度僅爲約50毫克/公升。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在瓶裝水中得到高氧濃度爲特別困難的，因爲先行硏究 係針對製造”平衡氧”水，而非”超飽和氧”水。超飽和定義 爲其中溶解比水在平衡時可接受更多之氧之非穩定程 序。如果接觸裝置可提供充份之停留時間及保持氧氣爲 純的，則在5°C之急冷水溫可達到約50ppm之平衡濃度。 然而，礦泉水或任何來自天然來源之水含特定量之溶解 空氣》因爲空氣含79¾之氮，先行技藝使用之純氧自空氣 除去氮而形成低於1 00%之氧之混合物。因此，水與以替 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 4661 2 9 A7 B7 五、發明說明（>) 代純氣之氣體混合物建立平衡。由於熱量洩漏及管線磨 擦，如先行技藝將氣急冷及加壓僅可得到一部份之所需平 衡氣濃度。 此外，自水去除細菌通常藉逆驂透進行，其亦對水提供 不欲之味遒。有時藉由將空氣送經臭氧産生器而使用含 臭氣。任何未使用之臭氧自臭氣接觸裝置排氣^通常結 果為適當之氣溶解過程及有效之淨化過程。 因此希望一種新穎之方法以製造阻礙及防止細菌生長 之超飽和充氣液體。 g彥明概要 本發明之一種狀態傜關於一種製造超飽和充氣液體之 方法，其包括將高氣含量氣體引入臭氧産生器以製造臭氣， 在大氣壓力將臭氧送至接觸槽以製造充氧化與含臭氧液 體，及將充氧與含臭液體送至線上超音波混合器之接觸 迴路中以製造實質上純的超飽和充氣與含臭氣液體。 本發明之另一種狀態傺關於一種製造瓶裝超飽和充氧 液體之方法，其包括將髙氣含量氣體引入臭氧産生器以製 造臭氣，在大氣壓力將臭氧送至接觸槽以製造充氧與含 臭氣液，將充氣與含臭氣液體送至線上起音波混合器之接 觸迴路中以製造實質上純的超飽和充氣與含臭氧液體，及 將實質上純的超飽和充氣與含臭氣液體充瑱至瓶中及加 蓋。較佳為，此液體為水。 在此使用之名詞”實質上純的超飽和充.氣與含臭氣液 體”指已在接觸槽中處理且通過本發明之混合器之液體。
一 4 U 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注§項再填窝本頁) 裝-------訂-------破 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4661 2 9 A7 B7 五、發明說明（4 ) 通常，實質上純的超飽和充:氧1¾含臭氧液體具有離開接觸槽 者爲至少約30.毫克/公升至約50毫克/公升，較佳爲至少 40毫克/公升之溶解氧濃度。 圖式詳細說明 熟悉此技藝者可由以下較佳具體實施例之說明了解其 他之目的、特點及優點，而且唯一之附圖提供本發明方法 之略示圖。 發明詳細說明 本發明提供以氧將液體（較佳爲水）超飽和之節省成本 之方法.，而且亦提供且氧及同時提供淨化之超飽和和瓶裝 液體。 第一步驟爲自空氣排除溶解之氮。其藉由同時組合以 臭氧滅菌之步驟及平衡除去而進行。以純氧取代供應臭 氧產生器之空氣，因此無新鮮之氮來源（在此情形作爲情 氣）加入此系統° 臭氧產生器可使用純氧製造約10%至約15%之臭氧，而 使用空氣僅可製造約2%至約3%之臭氧。 將由純氧產生之臭氧送至在大氣壓力操作之臭氧接觸 器。臭氧用以破壞細菌且去除來自礦物與泉水之氣味及 有害有機物。在消耗氣體自臭氧接觸器排氣時，使用其餘 約85 %至9 0%之氧作爲除去氣體以去除溶解之氮。在或接 近大氣壓力操作臭氧接觸器使臭氧產生機械有效地操作， 而且有效地除去氮氣。 ‘可針對接觸槽冷凍。冷凍可爲封閉冷凍迴路之形式》 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） :---·!---1 裝---. .. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂‘ 經濟部智慧財產局負工消費合作社印製 4 6 612 9 Δ7 Α7 _ Β7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（4 ) 較佳爲將接觸槽急冷至約3°C至約9°C，較佳爲約5°C之 平衡。 .， ’ 使用臭氧及純氧，離開臭氧接觸槽之液體具有接近約30 毫克/公升至約50.毫克/公升，較佳爲40毫克/公升之溶 解氧濃度。離開臭氧接觸器之水亦含溶解之臭氧。此溶 解之臭氧最終分解成氧與液體，提供以平衡上限將液體超 飽和之另一個來源。然而，臭氧僅具有數分鐘之有限儲存 壽命。因此，此含臭氧液體必須超飽和及儘快地瓶裝。爲 了完成此項工作，其以需要數秒級數之停留時之線上超音 波混合器進行。 爲了將含臭氧液體超飽和，將氧氣加入液體。使用泵以 將氧與臭充氧液體混合物加速至超音波速度》在氣泡存 在下，在超音波二相流動中音速由約5 ,000英呎/秒（在液 體中）降至低於約50英呎/秒》在速度降低時，形成震波 而將氣泡破碎成極微大小。由於震波在約90psig壓力發 生，液體可達到超過80毫克/公升，較佳爲90毫克/公升 之超飽和氧濃度。接觸迴路使極微氣泡及液體有數秒之 額外接觸時間。 在離開接觸迴路時，以純氧及溶解之臭氧將液體超飽 和。立即將仍含極微氧氣泡之超飽和充氧液體送至將其 瓶裝之充塡器。超飽和氧在壓力下降時離開溶液。在將 液體充塡至瓶中時，壓力可下降至大氣壓力，除非使用加 壓充塡機。在線上仍有壓力下降而降低總壓力。因此，立 _即將瓶充塡及加蓋爲重要的。極微氧氣泡降低氧自溶液 -6- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝— IJI 訂 _!!
, 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 6 61 2 9 -------- 五、發明說明（f ) 散逸之速率。其亦對瓶之上頭空間提供氣氈。只要充塡 及加蓋可在比氧離開瓶之散發速率高之速率實行，可得到 超飽和溶液。 在將瓶加蓋之後.，液解之臭氧分解成臭氧及液體，增加 瓶蓋液體之超飽和程度。溶解之臭氧提供之額外氧超過 補償在充塡及加蓋操作之最後步騾之損失。在超飽和步 驟後立即進行最後之充塡及加蓋步驟爲重要的。 消耗之臭氧，及來自臭氧接觸器之氧，可用以在充塡前 沖洗空瓶。此步驟幫助排除瓶中之空氣及將其滅菌。 亦可將另一個實質上^充氧及氧臭氧液體流再循環及 進料至接觸槽之底部。 實例 第1圖敘述在臭氧接觸槽中將水超飽和之二階段方法。 略示地，此方法以系統，1 0進行。將臭氧/純氧混合物I 2 加入臭氧接觸槽1 6之底部。將水1 4引入接觸槽1 6之頂 部。離開臭氧接觸槽16底部之臭氧/氧化混合物18通過 七段離心泵20而形成超飽和充氧混合物22,然後送至流 量計24及除去器26,然後至孔口板30而形成超飽和充 氧液體50。超飽和充氧液體50在離開前通過濾器44成 爲超飽和充氧液體46以充塡。在充塡以流量計40及檢 視鏡42監視超飽和充氧液體46之流動。檢視鏡36及壓 力計3 4監測超飽和液體在孔口板3 0之流動。在孔口板 30.之前將除去器26及氧28線上安置。旁通閥38調節 '超飽和充氧液體48且選擇性地將超飽和充氧液體48引 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）
4 6 61 2 9 A7 B7 五、發明說明（以 回接觸槽1 6之底部。冷凍迴路-5 2提供冷凍以將接觸槽 】6中之液體急冷° 更常爲，此步驟包括同時組合使用臭氧之滅菌步驟及平 衡除去。以純氧取.代供應臭氧產生器之空氣，因此防止任 何新鮮之氮來源進入系統中作爲惰氣•臭氧產生器使用 純氧製造約10¾至約15%之臭氧，相對地，在臭氧產生器中 僅使用空氣僅製造約2%至約3 %之臭氧。將以純氧產生之 臭氧送至在大氣壓力操作之臭氧接觸器。臭氧破壞細菌 且去除來自礦物或泉水之氣味及有害有機物。在消耗氣 體自臭氧接觸器頂部排氣時，使用其餘約85%至90%之氧 作爲除去氣體以去除溶解之氮。 在接觸上之冷動迴路將其中之含臭氧及充氧水急冷。 使用臭氧及純氧，離開臭氧接觸器之水具有約33毫克/ 公升至約39毫克/公升之溶解氧濃度" 使用離心泵將臭氧/氧飽和水泵離奥氧接觸器以將水之 壓力增至約^Opsig至約90psig。視瓶子大小及機械之 充塡速率而定，流速爲約25gpm至約75gpm。在超音波混 合器之前將氧加入泵之下游。將約180 scf/小時之氧進 料至35gpm之水中。一般而言，可將約170scf /小時至約 190scf/小時之氧進料至約30gpm至約40gpm之水中。在 氣泡存在下，在超音波二相流動中音速由5,000英呎/秒 (在液體中）降至低於50英呎/秒。在速度降低時，形成震 波而將氣泡破碎成極微大小。由於震波在約90psig壓力 發生，水達到超過90毫克/公升之超飽和氧濃度。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 閲 讀 背 面 之 注 項 填 寫 本 頁 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4661 2 9 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（7 ) 2”接觸迴路使極微氣泡及水有數秒之額外接觸時間。 +在迴轉迴路使用五個3 / 4 ”內徑之孔口板以再分配二相混 合物。 在離開接觸迴路時，以純氧及溶解之臭氧將水超飽和。 立即將仍含極微氧氣泡之超飽和充氧水送至將其瓶裝 之充塡器。超飽和氧在壓力下降時離開溶液。在將水充 塡至瓶中時，壓力下降至大氣壓力，除非使用加壓充塡 機。在線上仍有壓力下降而降低總壓力。因此，立即將瓶 充塡及加蓋。極微氧氣泡降低氧自溶液散逸之速率。其 亦對瓶之上頭空間提供氣氈。只要充塡及加蓋可在比氣 離開瓶之散發速率髙之速率實行，可得到超飽和溶液。 一種在以超飽和充氧及含臭氧水充塡瓶時維持臭氧與 氧濃度之替代方法爲藉由壓力充塡實質上純的充氧及含 臭氧液體》 另一種在瓶中提供高濃度超飽和及含臭氧水之方法爲 藉由在充塡前對瓶施加相對壓力。降低瓶中之氣體壓力 可藉由使用氧或臭氧將瓶中內容物撒出以充塡而完成。 在充塡機停止或流速降低時，打開旁通閥以使超飽和水 再循環回到使含臭氧槽。如此防止管路壓力過大。使甩 濾器去除任何特定物質。然而，以緊密方式配置流量計， 檢視鏡、及塡料以使充塡機之距離最小。 . 在將瓶加蓋後，溶解之臭氧分解成臭氧及水而增加瓶裝 水中之氧超飽和程度。溶解之臭氧提供之額外氧超過補 償在充塡及加蓋操作之最後步驟之損失。在超飽和步驟 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐〉 - i—'ί'ί d''1裝·!ml — 訂 *!1 * (請先閱讀背面之注意事項/再療寫本頁)
I 線、- 46612 9 A7 _B7_ 五、發明說明（3 ) 後立即進行最後之充填及加蓋步驟為重要的。 消耗之臭氣及來自臭氧接觸器之氧可用以在充槙前沖 洗空瓶。此步驟幫助排除瓶中之空氣及將其滅菌。 將另一個實質上純充氣及含臭氧水流再循環及接觸槽 之底部以對此方法提供適當之壓力。 僅為了方便而在一或更多個圔式中顯示本發明之特定 特擻，各項特徽均可其他依照本發明之特點一起組合。 熟悉此技藝者應了解尚有替代的具體實施例，並且該等 具體宵施例傜包括在申諳專利範圍之範圍内。 符號之說明 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 10" •糸 統 12- 臭 氧 /純氣混合物 14“ 水 16.· 臭 氧 接 At» 觸 槽 18« 含 臭 氧 充 氧 混 合物 2 0*· 七 段 離 心 泵 2 2·· 超 飽 和 充 氣 混 合物 2 4·， 流 量 計 2 6- 除 去 器 2 8.· 氣 3 0- 孔 Ρ 板 3 4·* 壓 力 計 3 6·· 檢 視 鏡 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS>A4規格（210 X 297公Μ ) 4661 2 9 A7 _B7 五、發明說明（） 38.. .旁通閥 4 0 ...流量計 . 4 2 ...檢視鏡 44 ...過濾器 46.. .超飽和充氧液體 48.. .超飽和充氧液體 5 0...超飽和充氧液體 5 2...冷凍迴路 (請先閱讀背面之注意事項再淡寫本頁) 裝—--訂--------線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -11- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

  1. 46612 9 A8 B8 C8 D8 申請專利範圍 1, —種製造超飽和充氧液體之方法，其包括 a) 將高氧含量氣體引入臭氧產生器以製造臭氧； b) 在大氣壓力將該臭氧送至接觸槽以製造充氧與含 臭氧液體；及 c) 將該充氧與含臭氧液體送至線上超音波混合器之 接觸迴路中以製造實質上純的超飽和充氧與含臭氧液 體。 2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該高氧含量氣體爲 純氧" 如申請專利範圍第1項之方法，其進一步争^該臭充
    (請先閲讀背面之;i意事項再填寫本頁) i 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 氧液體分解成氧與液體 •如申請專利範圍第兮：方養:.擊包TS在離心泵中 發生將充氧與含體混合物#至該線上超音波混 合器之該接觸迴路中，以在每分鐘約25至約75加侖之 速率將液體壓力由約50增至90psig。 .如申請専利範圍第1項之方法，其進一步包括將該實質 上純的超飽和充氧與含臭氧液體再循環至該接觸槽。 .一種製造瓶裝超飽和充氧液體之方法，其包括 a) 將高氧含量氣體引入臭氧產生器以製造臭氧； b) 在大氣壓力將臭氧送至接觸槽以製造充氧與含臭 液體； c) 將該充氧與含臭液體送至線上超音波混合器之接 觸迴路中以製造實質上純的超飽和充氧與含臭液體；及 d) 將該實質上純的超飽和充氧與含臭氧液體充塡至 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公Μ ) -浪---------訂---------線"^ 4661 2 9 申請專利範圍 A8 B8 C8 D8
    (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝--------訂---------線- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）
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