TWI685373B - 水質濾材製造方法(一) - Google Patents
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Abstract
本發明係有關於一種水質濾材製造方法,其主要係取自各地具有不同特性的複合材料進行高溫熔融及冷卻處理,該複合材料的來源可取自世界各地的岩石、土壤、礦石(物)、粉粒或飛灰,讓複合材料投入於高溫熔爐中,經高溫熔煉,令其複合材料因高溫熔化成液態熔漿,且熔漿透過冷卻處理技術,而獲得多孔隙的水質濾材,且所得水質濾材能保有吸附髒污、釋放微量元素的特性;藉此,讓消費者能依據所需,而選擇所需特性之該些水質濾材來過濾水源與飲用者。
Description
本發明係有關於一種水質濾材製造方法,尤指一種將各地所取之優質複合材質進行高溫溶融及冷卻處理,而能製成多孔隙濾材的處理技術為其應用發明者。
按,水在我們的生活中,是極為普通的物質,人們每天用水、喝水遠超過我們意識到的程度。除了空氣以外,水是對人類生存最重要的物質。人體有三分之二是水,水存在身體裡面的每一部分,如器官、細胞裡都是水,沒有水器官就不能發揮功用,細胞就會死亡。可以說,人類身體就是由水構成的,同時人體也需要礦物質如鐵、鋅、銅,以及電解質如鈉、鉀、鈣、鎂、氯等,有調節生理機能、維持血液酸鹼平衡、調節滲透壓等重要功能。
然而,水是很好的溶劑,能溶解許多的物質,包括化學物質、養分等。所有的東西都是藉著水帶到身體的每一部分,使其維持運行。水能幫助消化、潤滑關節;水能緩和衝擊力,也有調節溫度的功能,幫助身體保持正常的溫度,甚至能控制新陳代謝。相信一瓶好水能帶給人體健康,喝好水成了大家的期望;也因如此,在市面上充斥著許許多多標榜「自然湧出」、「純淨甜美」的礦泉水,做為取代自來水的飲用水。更有遠來自國外進口的礦泉水,如法國阿爾卑
斯山等地的優質礦泉水,係標榜在三萬年前形成的冰川地質層的保護下,最初都是從法國阿爾卑斯山山峰的積雪或雨水融化,經過山上豐富的礦物儲水層,水源慢慢經過天然過濾而淨化的過程,不受任何外界接觸和污染,對人體完全無害。在飲下的那一剎那,沁涼潤爽的感覺滑過喉嚨,舌尖還保留著淡淡的甘甜。
或斐濟維提島(VitiLevu),島上河谷中原始熱帶雨林的邊緣處,矗立著由遠古火山岩壁包圍而成的巨型火山。斐濟水就源自地下數千米的深層地下水。蓄水層中的水是經天然粘土和岩石構成的岩層過濾的雨水,托太平洋信風的福,斐濟從未遭遇酸雨,而攜帶污染物的空氣也被信風和熱帶雨林淨化了。斐濟水生來就富含二氧化矽、鈣和鎂,與污染物絕緣、不含人工添加物。然而,上述如此優質的礦泉水相信售價不斐,一般消費者並無法將其作為日常飲用水來飲用。
緣是,發明人秉持多年該相關行業之豐富設計開發及實際製作經驗,特提供一種水質濾材製造方法,以將具有良好特性之複合材料經製作處理,而能獲得多孔隙粒狀濾材,以能解決水質過濾問題,達到更佳實用價值性之目的者。
本發明之主要目的在於提供一種水質濾材製造方法,尤其是指一種將各地所取之優質複合材料進行高溫溶融及冷卻處理,而能製成多孔隙濾材的處理技術為其目的。
本發明水質濾材製造方法主要目的與功效,係由以下具體技術手段所達成:
其主要係取自各地具有不同特性的複合材料進行高溫熔融及冷卻處理,該複合材料的來源可取自世界各地的岩石、土壤、礦石(物)、粉粒或飛灰,讓複合材料投入於高溫熔爐中,經高溫熔煉,令其複合材料因高溫熔化成液態熔漿,且熔漿透過冷卻處理技術,而獲得多孔隙的水質濾材,且所得水質濾材能保有吸附髒污、釋放微量元素的特性;藉此,讓消費者能依據所需,而選擇所需特性之該些水質濾材來過濾水源與飲用者。
本發明水質濾材製造方法的較佳實施例,其中所述複合材料的來源可取自世界各地的岩石、土壤、礦石(物)、粉粒或飛灰,該等複合材料具有過濾改變水質的特性。
本發明水質濾材製造方法的較佳實施例,其中所述方法包含有a)取得複合材料步驟;b)高溫熔融步驟;c)冷卻處理步驟,其中係取自世界各地具有改變水質特性之岩石、土壤、礦石(物)、粉粒或飛灰等,並將該等複合材料經由高溫熔融步驟熔化成熔漿,且將熔漿透過冷卻處理步驟中的淬冷法來令高溫熔漿急速冷卻,而獲得多孔隙的水質濾材。
本發明水質濾材製造方法的較佳實施例,其中所述取得複合材料步驟能經由於世界各地取得不同礦物成分的岩石、土壤、具有改變水質特性之礦石、粉粒或飛灰;也能透過檢視自我本身所欠缺的礦物成分,而取得富含該些礦物成分之土壤、岩石、礦石…等複合材料;也能通過取得基礎土壤,再添加礦物元素,以補足所需的礦物成分。
本發明水質濾材製造方法的較佳實施例,其中所述高溫熔融步驟將溫度控制在700~2200℃之間,且此溫度範圍係依據所取之複合材料而作調整變化。
本發明水質濾材製造方法的較佳實施例,其中所述淬冷法為利用溫度低於熔漿的冷卻液體,供熔漿即時又快速冷卻,進而獲得多孔隙的水質濾材;另外,所述冷卻液體可進一步選用水、食鹽水、蘇打水、冰塊水、鹽水添加冰、酒精加冰、液態氮、油液(如甘油)等不添加化學成分的液體。
本發明水質濾材製造方法的較佳實施例,其中所述淬冷法之實施係利用一定壓力的流體噴射管噴出冷卻液體,讓所述冷卻液體噴射於經高溫熔融步驟熔煉後所流出的熔漿,能讓熔漿包覆氣體與水分形成多孔隙特性,並使其熔漿快速冷卻而凝固,以碎裂成細小之多孔隙的水質濾材。
本發明水質濾材製造方法的較佳實施例,其中所述淬冷法之實施為採用一冷卻槽,於所述冷卻槽內注入冷卻用的冷卻液體,並於所述冷卻槽內噴沖氣體,讓經高溫熔融步驟熔煉後所流出的熔漿滴落於所述冷卻槽,讓熔漿包覆氣體與水分形成多孔隙特性,並藉冷卻槽使其熔漿冷卻而凝固,並硬化成多孔隙的水質濾材。
本發明水質濾材製造方法的較佳實施例,其中當熔漿滴落於所述冷卻槽時,係可直接流入冷卻槽而呈現塊狀型體的固化物,或於承接熔漿滴落的出口處設置漏斗與篩網,令其熔漿經分割而成顆粒低落於冷卻槽,使其冷卻凝固呈顆粒狀之多孔隙的水質濾材。
本發明水質濾材製造方法的較佳實施例,其中於所述冷卻槽內設有冷媒管,透過所述冷媒管傳遞低溫於冷卻液體,使所述冷卻液體能保持或維持低溫狀態[低於熔漿且能進行冷卻的溫度]。
(a)‧‧‧取得複合材料
(b)‧‧‧高溫熔融
(c)‧‧‧冷卻處理
(1)‧‧‧熔漿
(2)‧‧‧水質濾材
(3)‧‧‧流體噴射管
(4)‧‧‧冷卻槽
(41)‧‧‧冷卻液體
(42)‧‧‧氣體
(5)‧‧‧漏斗
(6)‧‧‧篩網
(7)‧‧‧冷媒管
第一圖:本發明方法之步驟方塊示意圖一。
第二圖:本發明方法之步驟方塊示意圖二。
第三圖:本發明之冷卻處理步驟方塊示意圖。
第四圖:本發明之淬冷法示意圖一[流體噴射管]。
第五圖:本發明之淬冷法示意圖二[冷卻槽]。
第六圖:本發明之淬冷法示意圖三[漏斗與篩網]。
第七圖:本發明之淬冷法示意圖四[冷媒管]。
第八圖:本發明多孔隙的水質濾材成品示意圖。
為令本發明所運用之技術內容、發明目的及其達成之功效有更完整且清楚的揭露,茲於下詳細說明之,並請一併參閱所揭之圖式及圖號:首先,請參閱第一圖所示,為本發明水質濾材製造方法之步驟方塊示意圖,其主要為運用於製作飲用水之濾材的方法,其步驟:a)取得複合材料-係取自具有改變水質特性之複合材料,所述複合材料包含有岩石、土壤、礦石(物)、粉粒、飛灰其一或其至少二種混合;b)高溫熔融-將上述步驟的複合材料置入高溫熔爐中,並以溫度700~2200℃進行熔煉,將所述複合材料熔煉成熔漿(1);進一步將高溫熔融的技術定義為固態物質透過高溫環境與壓力,而熔化成液態物質的過程;c)冷卻處理-將上述步驟所熔煉的熔漿(1)以淬冷法進行冷卻處理,所述淬冷法為採用低溫冷卻液體(41)供熔漿即時降溫冷卻,而其低溫為指溫度低於熔漿(1)並能進行冷卻的溫度,經冷卻處理後,使其冷卻凝固成多孔隙的水質濾材(2)。
於實際製作處理時,請參閱第一~二圖所示,其所述複合材料為指所述複合材料的來源可取自世界各地的岩石、土壤、礦石(物)、粉粒或飛灰,
該等複合材料具有過濾而改變水質的特性;進一步了解土壤是一種自然體,由數層不同厚度的土層所構成,主要成分是礦物質。土壤和母質的差異主要是表現在形態特徵或物理、化學、礦物等,土壤是由母質(岩石),經過風化作用後所形成的,其特性與母質不盡相同,土壤經由各種風化作用和生物的活動產生的礦物和有機物混合組成。
然而,本發明步驟a中取得複合材料係指可由世界各地之高山山脈、特殊地形、冰河區域等所獲得的複合材料,如阿爾卑斯山、玉山山脈、喜馬拉雅山、喀喇崑崙山、聖母峰或我國阿里山、玉山…等等高山山脈或台灣東部地區的海岸山脈,或水質聞名地區如斐濟、阿爾卑斯山、中國博羅、我國花蓮、埔里…等,此些地方之水質純淨,並富含有多種礦物成分及微元素,如碳酸鹽岩石(石灰石、白雲石、大理石等等)中含有大量的碳、斑狀安山岩(俗名麥飯石)…等等,且每一區域所取得混合之複合材料具有不同的淨化水質的特性,並於製作後的多孔隙的水質濾材能保有礦物原始特性,而能供消費者選用進行過濾水質;進一步說明所述複合材料為指一種含有多種礦物成分及微元素的材料,係可為同一地區所取得之岩石、土壤、礦石(物)、粉粒或飛灰混合而成,而同一地區的岩石、土壤、礦石(物)、粉粒或飛灰可能具有相同或不同特性,當然也能由不同地區單獨取得岩石,單獨取得土壤,或單獨取得礦石(物),或單獨取得粉粒,或單獨取得飛灰混成複合材料,另外,所取得之粉粒或飛灰能為具有礦物成分或非礦物成分的粉粒或飛灰,然而,上述的組合方式僅為舉例,其能透過岩石、土壤、礦石(物)、粉粒、飛灰其一或其至少二種型態的混合物作為複合材料。
除此之外,也能依據本身所缺乏或需加強補充的礦物成分,而取用該些複合材料,如一般女性朋友缺鐵缺鎂,可取得富含鎂元素與鐵元素的矽酸鹽礦物或岩石[鐵鎂質],或年長者需補鈣,可取得富含碳酸鈣的珊瑚、石灰岩..等,或男性朋友需補鋅礦物成分等等,也能透過取得所需的礦石(物)、粉粒等來製作。當然,若於特殊元素成分不易取得時,也能經由取得基礎土壤[即一般礦物成分的土壤、礦石(物)],再額外添加所需的礦物元素[如鎂、鐵、鋅、鈣…等元素],以補足所缺乏的礦物元素;以下針對本發明方法配合實際製作過程詳細說明之。
將步驟a經取自世界各地的岩石、土壤、礦石(物)、粉粒或飛灰的複合材料進行步驟b高溫熔融,當然,在步驟a的取得複合材料過程中,已將所需的複合材料備齊,即依據所需的礦石或需額外添加的礦物元素等[如第二圖所示]推送置入於不同的高溫熔爐中,而供應高溫熔爐的熱源有有多種方式,如電漿、火力、煤炭..等,進一步將高溫熔融的技術定義為固態物質透過高溫環境與壓力,而熔化成液態物質的過程。其中所述高溫熔爐設備非本發明訴求特徵,故不加以詳述結構配置。將逐漸升溫的高溫熔爐溫度設置於700~2200℃進行熔煉,而此溫度範圍的控制係依據所取之複合材料而作調整變化,因每一種複合材料的熔融點不同,續將所述複合材料熔煉成熔漿(1),而其熔煉時間需視每次處理重量而定,其只要所述複合材料於上述高溫熔煉成熔漿(1)即為最佳的熔煉時間。
接著,將步驟b所獲得之熔漿(1)進行步驟c冷卻處理,讓熔漿(1)通過淬冷法中的低溫冷卻液體(41)進行冷卻降溫,使其冷卻凝固成多孔隙的水質濾材;然而,本發明進一步舉例說明冷卻液體(41)種類與使用方法,其冷卻液體
(41)主要係採用具有比熱與導熱度大、黏性小而難揮發之液體,其效果較佳,如水、食鹽水、蘇打水、冰塊水、鹽水添加冰、酒精加冰、液態氮、油液(甘油)等,而所舉例之冷卻液體(41)並非限定本發明之產品結構或使用方式,任何所屬技術領域中具有通常知識者之適當變化或修飾,皆應視為不脫離本發明之專利範疇。請參閱第三~七圖所示,其利用冷卻液體(41)進行冷卻時係能通過下列方式來執行,以下詳細說明:其一為利用一定壓力的流體噴射管(3)噴出冷卻液體(41),如水、食鹽水、蘇打水、冰塊水、鹽水添加冰、酒精加冰、液態氮、油液等,讓冷卻液體(41)噴射於經高溫熔融步驟熔煉後所流出的熔漿(1),利用流體噴射管(3)的高壓水流噴射能讓熔漿包覆氣體與水分形成多孔隙特性之外,亦能使其熔漿(1)快速冷卻而凝固,並碎裂成細小多孔隙的水質濾材(2)[如第三~四、八圖所示]。
其二為採用一冷卻槽(4),於冷卻槽(4)內注入冷卻用的冷卻液體(41),如水、食鹽水、蘇打水、冰塊水、鹽水添加冰、酒精加冰、液態氮、油液(甘油)等,並於所述冷卻槽(4)內噴沖氣體(42),讓經高溫熔融步驟熔煉後所流出的熔漿(1)滴落於所述冷卻槽(4),讓熔漿包覆氣體與水分形成多孔隙特性,並藉冷卻槽使其熔漿(1)冷卻而凝固[如第三、五圖所示];然而,當熔漿(1)滴落於所述冷卻槽(4)時,因導入較大量高溫熔漿(1)於低溫冷卻液體(41)中會產生破裂並墜流於所述冷卻槽(4)底部,呈現不規則狀且大小不一的塊狀型體的多孔隙的水質濾材(2)。
接續,第2種冷卻槽(4)實施方式,因塊狀水質濾材(2)型體不規則,當欲改變塊狀型體時,係可進一步於承接熔漿(1)滴落的出口處設置漏斗(5)與篩網(6),令其熔漿(1)通過經篩網(6)分割成較小粒狀體積而低落於冷卻槽(4)[如第六
圖所示],使其冷卻凝固呈顆粒狀多孔隙的水質濾材(2)[如第八圖所示]。另外,流體噴射管(3)的水壓與冷卻槽(4)內噴沖氣體(42)的大小欲速率為會影響孔隙大小成形的因素。
進一步因冷卻槽(4)滴落熔漿(1)會導致冷卻液體(41)溫度上升,因此於所述冷卻槽(4)中設有一冷媒管(7),讓所述冷媒管(7)能提供並保持冷卻液體(41)低溫狀態,以能達到快速冷卻的功效[請參閱第七圖所示]。
然而,在上述冷卻處理步驟的水淬過程中所使用的各種不同冷卻液體(41),其冷卻後的多孔隙水質濾材(2)係具有不同的硬度效果,除了液態氮淬冷後之水質濾材(2)硬度高相對脆度變高、而油液淬冷後之水質濾材(2)硬度低、脆度低之外,其他液體之硬度差距相當接近。然而,處理後之水質濾材(2)的硬度在後續水質過濾上均不影響。
而其冷卻凝固後的多孔隙的水質濾材(2),為具有安定結構的結晶質,品質極為穩定、安全;當高溫熔融後經冷卻處理後的多孔隙的水質濾材(2)能保有原始淨化水質的特性,而能提供消費者依據所需而選用各種不同特性之水質濾材(2),如具有離子交換能力、能吸附水中重金屬、雜質、髒污,或可釋放出豐富的礦物質、微量元素,如鐵、鈣、鋅、鉀、矽、鋁等,或能調和水中的酸鹼值,或能活化水分子、抑制有機物生長、抑制青苔生長….等等改變水質的特性,使其經由多孔隙的水質濾材過濾後,也能獲得甘醇水質,猶如當地所取的飲用水,能改變原本水質口感,或也能作為淨化水質提供養殖、灌溉等使用。
然而前述之實施例或圖式並非限定本發明之產品結構或使用方式,任何所屬技術領域中具有通常知識者之適當變化或修飾,皆應視為不脫離本發明之專利範疇。
藉由以上所述,本發明系統之組成與使用實施說明可知,本發明與現有結構相較之下,具有下列優點:
1.本發明水質濾材製造方法,能獲得各地區域不同水質濾材,而該等水質濾材具有不同過濾、淨化或微量元素的特性,能補充人體需求,並能依據個人所需而選擇,具實用性與便利功效。
2.本發明水質濾材製造方法,如同上述,消費者無須每次購買昂貴瓶裝,可自行過濾、淨化飲用水,並達適合個人體質飲用的功效。
3.本發明水質濾材製造方法,無須進口瓶裝水,即能獲得各地區域的飲用水,達到降低成本並帶來效益商機的功能。
4.本發明水質濾材製造方法,除了能提供人體所飲用的優質水源之外,亦能透過本發明淨化水質來供養殖、畜牧、灌溉等的水資源使用。
綜上所述,本發明實施例確能達到所預期之使用功效,又其所揭露之具體構造,不僅未曾見諸於同類產品中,亦未曾公開於申請前,誠已完全符合專利法之規定與要求,爰依法提出發明專利之申請,懇請惠予審查,並賜准專利,則實感德便。
(a)‧‧‧取得複合材料
(b)‧‧‧高溫熔融
(c)‧‧‧冷卻處理
Claims (10)
- 一種水質濾材製造方法,其步驟:a)取得複合材料-係取自具有改變水質特性之複合材料,所述複合材料的來源可取自世界各地的岩石、土壤、礦石(物)、粉粒、飛灰其一或其至少二種混合,該等複合材料具有過濾而改變水質及富含微量元素的特性;b)高溫熔融-將上述步驟的複合材料置入高溫熔爐中,並以溫度700~2200℃進行熔煉,將所述複合材料熔煉成熔漿;c)冷卻處理-將上述步驟所熔煉的熔漿採用淬冷法進行冷卻降溫,所述淬冷法為採用低溫冷卻液體供熔漿即時降溫冷卻,所述低溫定義為指溫度低於熔漿並能進行冷卻的溫度,而所述淬冷法係以一定壓力的流體噴射管噴出所述冷卻液體,讓所述冷卻液體噴射於經高溫熔融步驟熔煉後所流出的熔漿,能讓熔漿包覆氣體與水分形成多孔隙特性,並使其熔漿快速冷卻而凝固,以碎裂成細小之多孔隙的水質濾材。
- 一種水質濾材製造方法,其步驟:a)取得複合材料-係能依據所需取得不同元素成分與特性之數種複合材料,所述複合材料的來源可取自世界各地的岩石、土壤、礦石(物)、粉粒、飛灰其一或其至少二種混合,該等複合材料具有過濾而改變水質及富含所需微量元素的特性;b)高溫熔融-將上述步驟的複合材料置入高溫熔爐中,並以溫度700~2200℃進行熔煉,將所述複合材料熔煉成熔漿;c)冷卻處理-將上述步驟所熔煉的熔漿採用淬冷法進行冷卻降溫,所述淬冷法為採用低溫冷卻液體供熔漿即時降溫冷卻,所述低溫定義為指溫度低於熔漿並能進行冷卻的溫度,而所述淬冷法係以一定壓力的流體噴射管噴出所述冷卻 液體,讓所述冷卻液體噴射於經高溫熔融步驟熔煉後所流出的熔漿,能讓熔漿包覆氣體與水分形成多孔隙特性,並使其熔漿快速冷卻而凝固,以碎裂成細小之多孔隙的水質濾材。
- 如申請專利範圍第1或2項所述之水質濾材製造方法,其中步驟c中所述冷卻液體可採用水、食鹽水、蘇打水、冰塊水、鹽水添加冰、酒精加冰、液態氮、油液其一。
- 如申請專利範圍第2項所述之水質濾材製造方法,其中於步驟a可進一步添加礦物元素於所述複合材料中,所述礦物元素為採鎂、鐵、鋅、鈣其一或其混合。
- 一種水質濾材製造方法,其步驟:a)取得複合材料-係取自具有改變水質特性之複合材料,所述複合材料的來源可取自世界各地的岩石、土壤、礦石(物)、粉粒、飛灰其一或其至少二種混合,該等複合材料具有過濾而改變水質及富含微量元素的特性;b)高溫熔融-將上述步驟的複合材料置入高溫熔爐中,並以溫度700~2200℃進行熔煉,將所述複合材料熔煉成熔漿;c)冷卻處理-將上述步驟所熔煉的熔漿採用淬冷法進行冷卻降溫,所述淬冷法為採用低溫冷卻液體供熔漿即時降溫冷卻,所述低溫定義為指溫度低於熔漿並能進行冷卻的溫度,而所述淬冷法為採用一冷卻槽,於冷卻槽內注入所述冷卻液體,並於所述冷卻槽內噴沖氣體,讓經高溫熔融步驟熔煉後所流出的熔漿滴落於所述冷卻槽,能讓熔漿包覆氣體與水分形成多孔隙特性,並使其熔漿快速冷卻而凝固,並硬化成多孔隙的水質濾材。
- 一種水質濾材製造方法,其步驟:a)取得複合材料-係能依據所需取得不同元素成分與特性之數種複合材料, 所述複合材料的來源可取自世界各地的岩石、土壤、礦石(物)、粉粒、飛灰其一或其至少二種混合,該等複合材料具有過濾而改變水質及富含所需微量元素的特性;b)高溫熔融-將上述步驟的複合材料置入高溫熔爐中,並以溫度700~2200℃進行熔煉,將所述複合材料熔煉成熔漿;c)冷卻處理-將上述步驟所熔煉的熔漿採用淬冷法進行冷卻降溫,所述淬冷法為採用低溫冷卻液體供熔漿即時降溫冷卻,所述低溫定義為指溫度低於熔漿並能進行冷卻的溫度,而所述淬冷法為採用一冷卻槽,於冷卻槽內注入所述冷卻液體,並於所述冷卻槽內噴沖氣體,讓經高溫熔融步驟熔煉後所流出的熔漿滴落於所述冷卻槽,能讓熔漿包覆氣體與水分形成多孔隙特性,並使其熔漿快速冷卻而凝固,並硬化成多孔隙的水質濾材。
- 如申請專利範圍第5或6項所述之水質濾材製造方法,其中當熔漿滴落於所述冷卻槽時,於承接熔漿滴落的出口處設置漏斗與篩網,令其熔漿經分割而成顆粒低落於所述冷卻槽,使其冷卻凝固呈顆粒狀之多孔隙的水質濾材。
- 如申請專利範圍第5或6項所述之水質濾材製造方法,其中於所述冷卻槽中設有一冷媒管,讓所述冷媒管能提供並保持冷卻液體低溫狀態。
- 如申請專利範圍第5或6項所述之水質濾材製造方法,其中步驟c中所述冷卻液體可採用水、食鹽水、蘇打水、冰塊水、鹽水添加冰、酒精加冰、液態氮、油液其一。
- 如申請專利範圍第6項所述之水質濾材製造方法,其中於步驟a可進一步添加礦物元素於所述複合材料中,所述礦物元素為採鎂、鐵、鋅、鈣其一或其混合。
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