TWI665167B - 奈米水製造方法及其系統 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種奈米水製造方法，係應用於一原始水源，其步驟包含(a)過濾原始水源去除原始水源的一金屬與一雜質；(b)消毒原始水源去除原始水源的一病菌；(c)將過濾與消毒過後的中間水源導入一陰極電解槽與一陽極電解槽；(d)監控中間水源進入陰極電解槽與陽極電解槽，以確定一水流量與一酸鹼度之至少一者；(e)根據水流量與酸鹼度之至少一者，在陰極電解槽與陽極電解槽提供一直流電；(f)電解在陰極電解槽與陽極電解槽的中間水源，以在陰極電解槽獲得一原始奈米水；以及(g)在原始奈米水溶入一奈米氣泡以形成一奈米水。本發明除奈米水製造方之外，另外提供一奈米水製造系統。

Description

奈米水製造方法及其系統

本發明是關於水的技術領域，特別是一種製作可供飲用者容易吸收的奈米水製造方法及其系統。

水對於生物存活而言是重要的元素，水是由氫、氧兩種元素組成的無機物，在常溫常壓下為無色無味的透明液體；惟處於大自然的水，因為受到環境的因素，一般水還包含有其他的礦物質、雜質。其中，水中的氫與氧，分別對於生物/人體是具有許多益處的。舉例而言，水中的氧氣，對於生物而言，具有幫助腸道益生菌生長、幫助消化、增強身體能量等益處；水中的氫氣，對於生物而言，具有幫助抗氧化、提供細胞能量等益處。再者，若奈米水具有小分子化及極弱鹼性，將更能加快生物吸收速度並增進腸道健康。

然而，若想要在水中長期地維持大量的氫氣與氧氣，實際上是不容易的，由於氫氣與氧氣是氣體，是容易從水中散逸的。

有鑑於此，本發明提出一種奈米水製造方法及其系統，以解決習知技術的缺失。

本發明之第一目的係提供一種奈米水製造方法，提供過濾與消毒的過程，以去除原始水源中的金屬(或重金屬)、雜質、病菌等。

本發明之第二目的係提供上述奈米水製造方法，提供電解過濾與消毒之後的原始水源，以在陰極電解槽獲得的原始奈米水，其中原始奈米水可具有小分子化弱鹼性的特性。

本發明之第三目的係提供上述奈米水製造方法，提供奈米氣泡(例如奈米氧氣泡或奈米氫氣泡)，並將奈米氣泡溶入原始奈米水中，以形成可以供人體吸收及可以長時間保存例如氧氣或是氫氣的奈米水，例如奈米氣泡的尺寸為不大於500奈米。

本發明之第四目的係提供上述奈米水製造方法，在過濾、消毒、電解、溶入的各過程中，可以隨時地監控水的導電率、酸鹼度、水流量、濃度、離子數量等。

本發明之第五目的係提供上述奈米水製造方法，在電解過程中，可藉由調整電極板與離子交換膜的距離或是電流量，以改變電解的速度、電解的強度、酸鹼度等目的。

本發明之第六目的係一種奈米水製造系統，提供至少三個階段的水處理模組，以將原始水源製作成無金屬、無雜質與無菌的例如含氧(或富氧)的奈米水及/或含氫(或富氫)的奈米水。

為達上述目的及其他目的，本發明係提供一種奈米水製造方法，係供應用於一原始水源，其步驟包含：(a)過濾原始水源，以去除原始水源的一金屬與一雜質；(b)消毒原始水源，以去除原始水源的一病菌；(c)將過濾與消毒過後的中間水源導入一陰極電解槽與一陽極電解槽；(d)監控中間水源進入陰極 電解槽與陽極電解槽，以確定一水流量與一酸鹼度之至少一者；(e)根據水流量與酸鹼度之至少一者，在陰極電解槽與陽極電解槽提供一直流電；(f)電解在陰極電解槽與陽極電解槽的中間水源，以在陰極電解槽獲得一原始奈米水；以及(g)在原始奈米水溶入一奈米氣泡以形成一奈米水。

為達上述目的及其他目的，本發明係提供一種奈米水製造系統，係應用於一原始水源。奈米水製造系統包含一進水口、一氣體供應單元、一第一階處理模組、一第二階處理模組與一第三階處理模組。進水口能夠接引原始水源。氣體供應單元能夠產生一奈米氣泡之氣體。第一階處理模組連接進水口。第一階處理模組處理原始水源，以形成一中間水源。第二階處理模組連接第一階處理模組。第二階處理模組接收中間水源及對中間水源執行一電解程序，以形成一原始奈米水。第三階處理模組連接第二階處理模組與氣體供應單元。第三階處理模組接收原始奈米水與奈米氣泡之氣體，以及溶合原始奈米水與奈米氣泡，以形成一奈米水。

相較習知技術，本發明提供奈米水製造方法及其系統，可以讓原始水源的分子團分解成較小的小分子團奈米，且將藉由本發明將酸鹼濃度PH值控制在預設的範圍內(例如PH值介於8~9之間)的奈米水。本發明的奈米水透溶入奈米氣泡的方式，將奈米氣泡溶入原始奈米水中，除了可以提高水中的特定元素(氫離子、氧離子)的含量之外，也能在原始奈米水中維持較長的時間。因此，當人體吸收奈米水的過程中，也一併可以獲得相較於傳統為多的元素，例如氧氣、氫氣。此外，由於奈米水的尺寸為奈米等級，將使得人體較容易吸收。

S11-S17‧‧‧方法步驟

2‧‧‧原始水源

10‧‧‧奈米水製造系統

12‧‧‧進水口

14‧‧‧氣體供應單元

142‧‧‧奈米氣泡

16‧‧‧第一階處理模組

162‧‧‧中間水源

164‧‧‧過濾單元

166‧‧‧消毒單元

168‧‧‧檢測單元

18‧‧‧第二階處理模組

182‧‧‧原始奈米水

184‧‧‧陰極電解槽

186‧‧‧陰極板

188‧‧‧離子交換膜

1810‧‧‧陽極電解槽

1812‧‧‧陽極板

20‧‧‧第三階處理模組

202‧‧‧奈米水

V‧‧‧電壓

圖1係本發明一第一實施例之奈米水製造方法的流程圖。

圖2係本發明一第二實施例之奈米水製造系統的方塊圖。

為充分瞭解本發明之目的、特徵及功效，茲藉由下述具體之實施例，並配合所附之圖式，對本發明做一詳細說明，說明如後：於本發明中，係使用「一」或「一個」來描述本文所述的單元、元件和組件。此舉只是為了方便說明，並且對本發明之範疇提供一般性的意義。因此，除非很明顯地另指他意，否則此種描述應理解為包括一個、至少一個，且單數也同時包括複數。

於本發明中，用語「包含」、「包括」、「具有」、「含有」或其他任何類似用語意欲涵蓋非排他性的包括物。舉例而言，含有複數要件的一元件、結構、製品或裝置不僅限於本文所列出的此等要件而已，而是可以包括未明確列出但卻是元件、結構、製品或裝置通常固有的其他要件。除此之外，除非有相反的明確說明，用語「或」是指涵括性的「或」，而不是指排他性的「或」。

請參考圖1，係本發明一第一實施例之奈米水製造方法的流程圖。於圖1中，奈米水製造方法能夠應用於一原始水源。其中，原始水源可能包含雜質、金屬、重金屬、礦物質、微生物、病菌等，且原始水源可能來自多種管道，例如自來水、溪水、雨水、河水等。

奈米水製造方法起始於步驟S11，係過濾原始水源，以去除原始水源的一金屬與一雜質，例如重金屬主要是指對生物有明顯毒性的金屬元素或 類金屬元素，主要有汞、鎘、鉛、砷、鉻、鋅、銅、鈷、鎳、錫、銀等金屬元素；雜質指的是對於泥土、樹枝、石灰物、昆蟲等。過濾的方式可以透過具有微小氣孔的石頭、木炭、竹炭、織品、網狀物、磁石等方式進行過濾。於本步驟中，不限於任何方式，只要原始水源能夠濾除或減少金屬與雜質，皆屬於本實施例所稱之過濾。於另一個實施例中，過濾的過程也可以將對人體有益的礦物質保留住，而不會隨著金屬與雜質一併被除去。

步驟S12，係消毒原始水源，以去除原始水源的一病菌。消毒的方式可以透過加熱、光線(例如紫外線)、投藥、加氯氣等方式進行消毒。於本步驟中，不限於任何方式，只要原始水源能夠消除或減少金屬與雜質，皆屬於本實施例所稱之消毒。

步驟S13，係將過濾與消毒過後的中間水源導入一陰極電解槽與一陽極電解槽。

步驟S14，係監控中間水源進入陰極電解槽與陽極電解槽，以確定一水流量與一酸鹼度之至少一者。於本步驟中，可以取得中間水源注入該等電解槽體的流量、流速與酸鹼度，以作為後續電解步驟提供所需調整的參考數據。

步驟S15，係根據水流量與酸鹼度之至少一者，在陰極電解槽與陽極電解槽提供一直流電。於本步驟中，可以根據所欲獲得的酸鹼度，調整施加的直流電之電流或電壓。

步驟S16，係電解在陰極電解槽與陽極電解槽的中間水源，以在陰極電解槽獲得一原始奈米水。在本步驟中，中間水源因為受到直流電的分解，將會分別在陰極電解槽與陽極電解槽之間形成陽極離子或陰極離子。於本實施例中，在陰極電解槽與陽極電解槽中另外設置一離子交換膜以隔離不同電性的 離子。因此，在陰極電解槽中的陽極離子將會穿過離子交換膜而聚集在陽極電解槽；反之，陽極電解槽中的陰極離子也將會穿過離子交換膜而聚集在陰極電解槽。最終，在陽極電解槽與陰極電解槽都會獲得奈米級的原始奈米水。於另外一實施例中，原始奈米水可具有小分子化弱鹼性的特性。

步驟S17，係在原始奈米水溶入一奈米氣泡以形成一奈米水。在本步驟中，可以透過奈米氣泡產生裝置將氣體(例如氫氣、氧氣)輸出成奈米級尺寸的氣泡，例如氣體可以透過奈米等級氣孔等方式形成奈米氣泡，而產生之奈米氣泡可以透過例如加壓的方式，加入原始奈米水中，以與原始奈米水進行溶融。前述溶融方式可透過調整時間、速度、氣泡量、壓力等參數，以決定在原始奈米融入多少數量的奈米氣泡。經由上述溶融的步驟，可以獲得含有奈米氣泡的奈米水。若奈米氣泡為奈米氫氣泡，則奈米水可稱為含氫奈米水，以及若奈米氣泡為奈米氧氣泡，則奈米水可稱為含氧奈米水。於本步驟中，更可以包含另一步驟，利用奈米氣泡產生裝置產生尺寸為不大於500奈米的奈米氣泡。

在上述步驟S11-S17的各步驟之前後，都可以增加一監控水質的步驟，以確保在每一個步驟中的水質特性，例如酸鹼度、電導率等。

請參考圖2，係本發明一第二實施例之奈米水製造系統的方塊圖。於圖2中，奈米水製造系統10應用於一原始水源2。其中，原始水源2的描述同第一實施例的描述，於此不贅述。

奈米水製造系統10包含一進水口12、一氣體供應單元14、一第一階處理模組16、一第二階處理模組18、一第三階處理模組20。

進水口12能夠接引原始水源2。於本實施例中，進水口12不限定任何形式，例如可以透過管線接引原始水源2、透過瓶子接引原始水源2等方式。

氣體供應單元14能夠產生一奈米氣泡142之氣體，例如氣體可為一氧氣與一氫氣之至少一者。舉例而言，氣體供應單元14可以包含氣體鋼瓶(圖未示)、氣閥(圖未示)與奈米孔隙輸出口(圖未示)。舉例而言，氣體鋼瓶可以儲存氣體，且其透過氣閥的流量調製輸出至奈米孔隙輸出口，氣體透過奈米孔隙輸出口中密布的奈米孔隙，可以在奈米孔隙輸出口輸出奈米氣泡。於此，僅示例舉一種產生奈米氣泡的方式，本發明不限於任何方式，只要能夠產生奈米氣泡，皆屬於本發明之範疇。於一實施例中，奈米氣泡142的尺寸範圍係不大於500奈米(nm)。

第一階處理模組16連接進水口12。第一階處理模組16處理原始水源2，以形成一中間水源162。舉例而言，第一階處理模組16可包含一過濾單元164、一消毒單元166與一檢測單元168。過濾單元164過濾原始水源2，以濾除原始水源2的雜質與重金屬。消毒單元166消毒原始水源2，以滅除或減少在原始水源2的一病菌，以及檢測單元168檢測原始水源2，以監控原始水源2的一水質特性，例如潔淨度、酸鹼度、導電率、離子數量等。

第二階處理模組18連接第一階處理模組16。第二階處理模組18接收中間水源162及對中間水源162執行一電解程序，以形成一原始奈米水182。舉例而言，第二階處理模組18包含利用一陰極電解槽184、一陰極板186、一離子交換膜188、一陽極電解槽1810與一陽極板1812執行電解程序。其中，離子交換膜188設置在陰極電解槽184與陽極電解槽1810之間。陰極板186設置在陰極電解槽184及陽極板1812設置在陽極電解槽1810。在陰極電解槽184與陽極電解槽1810注入中間水源162，藉由在陰極板186與陽極板1812施加一電壓V，以在陰極電解184槽形成原始奈米水182。電解程序為中間水源162因為受到電 壓V的分解，將會分別在陰極電解槽184與陽極電解槽1810之間形成陽極離子或陰極離子。在陰極電解槽184與陽極電解槽1810利用離子交換膜188隔離不同電性的離子。因此，在陰極電解槽184中的陽極離子將會穿過離子交換膜188而聚集在陽極電解槽1810；反之，陽極電解槽1810中的陰極離子也將會穿過離子交換膜188而聚集在陰極電解槽184。最終，在陰極電解槽184獲得奈米級的原始奈米水。於另一實施例中，可藉由調整陰極板186與陽極板1812可分別地與離子交換膜之間的一距離，進一步改變電解速度(或速率)、酸鹼度等。

第三階處理模組20連接第二階處理模組18與氣體供應單元14。第三階處理模組20接收原始奈米水182與奈米氣泡142，以及溶合原始奈米水182與奈米氣泡142，以形成一奈米水202。

值得注意的是，前述第二階18與第三階處理模組20，都可以另外增加例如第一階處理模組16的檢測單元，以確保在每一個處理模組中的水質特性，例如酸鹼度、電導率等。

本發明在上文中已以較佳實施例揭露，然熟習本項技術者應理解的是，實施例僅用於描繪本發明，而不應解讀為限制本發明之範圍。應注意的是，舉凡與實施例等效之變化與置換，均應設為涵蓋於本發明之範疇內。因此，本發明之保護範圍當以申請專利範圍所界定者為準。

Claims (11)

1. 一種奈米水製造方法，係供應用於一原始水源，其步驟包含：(a)過濾該原始水源，以去除該原始水源的一金屬與一雜質；(b)消毒該原始水源，以去除該原始水源的一病菌；(c)將過濾與消毒過後的一中間水源導入一陰極電解槽與一陽極電解槽；(d)監控該中間水源進入該陰極電解槽與該陽極電解槽，以確定一水流量與一酸鹼度之至少一者；(e)根據該水流量與該酸鹼度之至少一者，在該陰極電解槽與該陽極電解槽提供一直流電；(f)電解在該陰極電解槽與該陽極電解槽的該中間水源，以在該陰極電解槽獲得一原始奈米水，其中該原始奈米水的該酸鹼值被控制在PH值為弱鹼性的範圍；以及(g)在該原始奈米水溶入一奈米氣泡以形成一奈米水，其中該奈米氣泡為一氧氣氣泡與一氫氣氣泡之至少一者。
2. 如申請專利範圍第1項所述之奈米水製造方法，其中在步驟(a)中，更包含保留該原始水源中的礦物質。
3. 如申請專利範圍第1項所述之奈米水製造方法，其中在步驟(a)或(b)之後，執行步驟(h)監控經過濾與消毒之中間水源，以確定該中間水源的一離子數量與一導電率。
4. 如申請專利範圍第1項所述之奈米水製造方法，其中在步驟(f)中該陽極電解槽中的陰極離子會透過一離子交換膜進入該陰極電解槽，以及該陰極電解槽中的陽極離子會透過該離子交換膜進入該陽極電解槽。
5. 如申請專利範圍第1項所述之水製造方法，其中在步驟(f)之後，執行步驟(i)監控該奈米水的一水質特性，其中該水質特性為一酸鹼度與一電導率。
6. 如申請專利範圍第1項所述之奈米水製造方法，其中在步驟(g)中，更包含利用一奈米氣泡產生裝置產生尺寸為不大於500奈米(nm)的該奈米氣泡。
7. 一種奈米水製造系統，係應用於一原始水源，該奈米水製造系統包含：一進水口，供接引該原始水源；一氣體供應單元，係供產生一奈米氣泡之氣體，其中該氣體為一氧氣與一氫氣之至少一者；一第一階處理模組，係連接該進水口，該第一階處理模組處理該原始水源，以形成一中間水源；一第二階處理模組，係連接該第一階處理模組，該第二階處理模組接收該中間水源及對該中間水源執行一電解程序，以形成一原始奈米水，其中該原始奈米水的該酸鹼值被控制在PH值為弱鹼性的範圍；以及一第三階處理模組，係連接該第二階處理模組與該氣體供應單元，該第三階處理模組接收該原始奈米水與該奈米氣泡，以及溶合該原始奈米水與該奈米氣泡，以形成一奈米水。
8. 如申請專利範圍第7項所述之奈米水製造系統，其中該第一階處理模組更包含一過濾單元、一消毒單元與一檢測單元之至少一者，該過濾單元過濾該原始水源，以濾除該原始水源的一雜質與一重金屬，該消毒單元消毒該原始水源，以滅除或降低在該原始水源的一病菌，以及該檢測單元檢測該原始水源，以監控該原始水源的一水質特性。
9. 如申請專利範圍第7項所述之奈米水製造系統，其中該第二階處理模組更包含一陰極電解槽、一陰極板、一離子交換膜、一陽極電解槽與一陽極板，該離子交換膜設置在該陰極電解槽與該陽極電解槽之間，該陰極板設置在該陰極電解槽及該陽極板設置在該陽極電解槽，在該陰極電解槽與該陽極電解槽注入該中間水源，藉由在該陰極板與該陽極板施加一電壓，以在該陰極電解槽形成一原始奈米水。
10. 如申請專利範圍第9項所述之奈米水製造系統，其中該陰極板與該陽極板分別地與該離子交換膜相距一距離。
11. 如申請專利範圍第7項所述之奈米水製造系統，其中該奈米氣泡的尺寸範圍係不大於500奈米(nm)。