專利名稱:應(yīng)急食品水的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種飲用水,特別是涉及一種生物利用率高的應(yīng)急食品水。本發(fā)明還涉及該應(yīng)急食品水的應(yīng)用及制備方法。
背景技術(shù):
水、油料和彈藥是戰(zhàn)場上后勤保障的三大要素。隨著技術(shù)的進步,油料和彈藥可能逐步被其它更為有效的形式或產(chǎn)品所代替甚至淘汰。但是,無論技術(shù)如何發(fā)展,作戰(zhàn)方式如何變化,水對士兵的重要性卻是無法改變的。要保證士兵飲用水的清潔、可口和應(yīng)急需要,提高飲用水的質(zhì)量和改進飲用水的包裝是關(guān)鍵?,F(xiàn)行軍用水壺存在不少問題,主要有1、壺體材料易使水變味。用低級塑料材料制成的水壺盛水,會使水含塑料味,口感較差。2、壺中水溫受外界溫度影響較大。將水分裝到軍用水壺或水桶中,夏天會很快變熱,冬天則可能會結(jié)冰。3、攜帶使用不便。將裝滿水的水壺用帶子掛在士兵脖子上或掛在已經(jīng)攜帶有彈藥和其它用具的腰帶上,勢必會影響士兵快速行動。此外,士兵喝水時,要先打開水壺帆布袋蓋,取出水壺,擰開壺蓋,喝完后再將水壺放進袋內(nèi),把蓋蓋上,既費時又費力。在作戰(zhàn)條件下,半壺水的晃動聲還易使士兵暴露目標(biāo)。為此,我們很有必要改進單兵飲水質(zhì)量和裝備。
自然界的水都是以多個水分子聚集的集團形式存在的,經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)受污染的自來水或河水,其分子團的水分子數(shù)一般在16個左右,其形狀為長鏈結(jié)構(gòu),有人稱之為“死水”。而未受污染的自來水分子團的水分子數(shù)一般在13個左右。運用核磁共振裝置(NMR)可測得水分子團的大小,結(jié)果發(fā)現(xiàn)水分子團越小,其運動速度越快,具有的動能越大,活性也就越大。小分子團水較大分子團水滲透力強,能增強新陳代謝,容易排出體內(nèi)廢物,具有更高的生物利用率,也就是同樣條件下飲用較少量的小分子團水就可以滿足正常的生理需要。因此,小分子團水有利于滿足在飲用水短缺,搶險救災(zāi),戰(zhàn)爭,旅行等方面的應(yīng)急飲用。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種分子團具有5-7個水分子,且生物利用率高的應(yīng)急食品水。本發(fā)明還涉及該應(yīng)急食品水的應(yīng)用及制備方法。
為實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明應(yīng)急食品水集團分子數(shù)為5-7,是具有如下理化指標(biāo)的飲用水線幅(NMR)<147HzPH值 7--9.5電導(dǎo)率[(25+1)℃],us/cm <3.5余氯,mg/L <0.001表面張力(mN/m),(20℃) >73密度(g/mL),(20℃) >0.99823沸點(℃),(20℃) >100作為優(yōu)化,所述的應(yīng)急食品水集團分子數(shù)為5-7,是具有如下理化指標(biāo)的飲用水線幅(NMR)<94HzPH值 7.5--9表面張力(mN/m),(20℃) >75密度(g/mL),(20℃) >0.99825沸點(℃),(20℃) >100.1作為優(yōu)化,所述的應(yīng)急食品水集團分子數(shù)為5-6,是具有如下理化指標(biāo)的飲用水線幅(NMR)52-60Hz表面張力(mN/m),(20℃) 77.6密度(g/mL),(20℃) 0.99830沸點(℃),(20℃) 100.2作為優(yōu)化,所述的應(yīng)急食品水由下述步驟制取的飲用水a(chǎn).過濾,b.電解裂解,c.反滲透膜過濾,d.超聲波激活,e.滅菌和脫氣。
本發(fā)明應(yīng)急食品水的制備方法包括下列步驟a.過濾,b.裂解,c.膜分離,d.激活,e.滅菌。所述的裂解可以通過攪拌法,磁化法,紅外線照射法,電解等方法來實現(xiàn)。
作為優(yōu)化,本發(fā)明應(yīng)急食品水的制備方法包括下列步驟a.過濾,b.電解裂解,c.反滲透膜分離,d.超聲波激活,e.滅菌和脫氣。
作為優(yōu)化,本發(fā)明應(yīng)急食品水的制備方法的a步驟包括石英沙、錳沙和聚丙烯纖維過濾,離子交換樹脂吸附及活性炭吸附的分步驟;所述的b步驟是用隔膜電解法獲得堿性水;所述的c步驟是反滲透膜分離;所述的d步驟是用中強度的超聲波激活;所述的e步驟包括臭氧殺菌,紫外線殺菌以及真空脫氣和易揮發(fā)異味物質(zhì)分步驟。這里電解裂解過程也可以在電解前加入0.1-5%的食鹽;這里d步驟超聲波處理是以中等強度的超聲波在室溫下處理5秒到5分種;這里c步驟是利用反滲透膜將水中鹽、微粒和細(xì)菌等分離出去。
作為優(yōu)化,所述的a步驟還包括配入食鹽的分步驟;所述的c步驟在反滲透膜分離分離之前還包括聚丙烯纖維過濾和臭氧殺菌的分步驟。
本發(fā)明應(yīng)急食品水的用途包括軍用、民用和醫(yī)用。
作為優(yōu)化,本發(fā)明應(yīng)急食品水的應(yīng)用是用125毫升鋁塑復(fù)合代包裝后用于軍用、民用和醫(yī)用。因為人體每天基本生理機能只需250毫升,125毫升的包裝有利于分兩次平衡供應(yīng)。
本發(fā)明應(yīng)急食品水的a.過濾處理,就是把普通的自來水或河水進行多級預(yù)處理,將水中顆粒性雜質(zhì)除去,確保后道工序的技術(shù)要求。b.電解裂解處理,是用電解法處理普通的自來水或河水,使原有水分子團的排列形態(tài)改變,重新組合排列成新型的含5-6個水分子的分子團,水分子團小,活性大,易于人體吸收,其功效是普通水的5倍。c.反滲透膜分離,由于裂解后的水的多項污染物指標(biāo)較高,不能滿足應(yīng)急食品水的技術(shù)要求,必須再經(jīng)過半透膜的凈化處理,即保持一定程度的純度,又要使水體中的一些對人體有益的微量元素得以保存。d.超聲波激活處理,是通過超聲波將水再次激活,改變水分子的聚集狀態(tài)。e.滅菌和脫氣處理,是為了使應(yīng)急食品水能長期保存,用紫外線和臭氧殺菌,再進一步用真空脫氣技術(shù)排除其中的空氣,加上125毫升鋁塑復(fù)合包裝袋可以保證成品應(yīng)急食品水的保持期達到3年以上,且便于攜帶,抗拉抗壓能力強,攜帶該水的士兵行進中不會發(fā)出晃動聲音。使士兵在戰(zhàn)場上行動靈活、快捷和能激起士兵喝水欲望,由于生物利用率高,喝少量本發(fā)明水即可滿足正常生理需要,可減輕士兵的負(fù)荷,便于靈活行動,是一種很重要的力量倍增裝備,可大大提高我軍的后勤裝備水平。
本發(fā)明應(yīng)急食品水是堿性水,其具有還原電位,該還原電位具有抗氧化作用,有利于生物細(xì)胞的生長和延壽。堿性離子水由于帶負(fù)電荷、互相排斥,使水分子靠氫鍵聚集度減小,分子團變小。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)堿性離子水具有三種作用(1)豐潤作用具有使物質(zhì)變軟的作用。(2)溶解力強具有迅速溶解物質(zhì)并導(dǎo)出的作用,可將廢物排出,也能引出食物的味道。(3)導(dǎo)熱良好熱傳導(dǎo)迅速,可縮短沸騰時間。堿性離子水口感醇厚、甘美,可用于醉酒時,用于泡茶和咖啡,用于各種酒的配制,沖奶粉,做為烹調(diào)用水,用于煲湯,用于動物肝臟及肉的浸泡,洗滌食品,澆花,飼養(yǎng)動物等,還可以用來治療高血壓,胃腸疾病,心臟病,肥胖癥,糖尿病等多種疾病。
本發(fā)明應(yīng)急食品水生物利用率高,可有效地解決軍隊?wèi)?yīng)急飲用水的供應(yīng)問題,能夠全面保證軍隊?wèi)?zhàn)斗力的發(fā)揮。本發(fā)明應(yīng)急食品水正是利用人類現(xiàn)代文明成果,從“水儲存”這一先進理念出發(fā),進行開發(fā)生產(chǎn)的。所謂“水儲存”,即是應(yīng)用高新技術(shù)對普通狀態(tài)下的水進行處理、包裝和儲備,以供緊急之用。本發(fā)明應(yīng)急食品水主要是根據(jù)軍隊?wèi)?yīng)急供應(yīng)的特殊性,并充分考慮到人體在緊急狀態(tài)下的生化過程和要求而進行設(shè)計、制造、生產(chǎn)的。人體在高強度運動后或因供給條件所限造成長時間缺水,都會使人體內(nèi)部循環(huán)系統(tǒng)發(fā)生紊亂,皮膚表層枯裂等。這時,人體所需補充的水分應(yīng)該是小分子團、大密度、壓差大的超結(jié)構(gòu)活性水,其透入人體細(xì)胞內(nèi),迅速參與人體生化過程,恢復(fù)體能。本發(fā)明應(yīng)急食品水正是充分滿足了上述要求,這也是應(yīng)急食品水有別于其它純水、礦泉水等產(chǎn)品的重要特點。
本發(fā)明應(yīng)急食品水是去污染的弱堿性離子水,組合發(fā)揮了純凈水及堿性離子水的特點。其小分子團水運動速度快,滲透力強,水質(zhì)厚、口感好,生物利用率高;人直接飲后,能迅速參與人體生化過程,提供較強的溶解能力,促進細(xì)胞新陳代謝,有益于人體的營養(yǎng)吸收。小體積(125mL)軟包裝的形式,可減輕作戰(zhàn)單兵負(fù)荷,提高軍隊?wèi)?zhàn)斗力和戰(zhàn)場生存能力,每人每天飲用兩袋即可滿足基本生理需要。產(chǎn)品采用新型的鋁箔軟包裝,抗拉抗壓能力強,攜帶方便,保質(zhì)期長,適用于任何時間,任何地點,實用性好。多種水處理技術(shù)的合理組合運用,使得生產(chǎn)效率大為提高。本發(fā)明應(yīng)急食品水與普通純凈水相比,由于其具有更高的生物利用率及更長的保質(zhì)期,包裝便于攜帶,可望作為戰(zhàn)儲物資,在和平建設(shè)時作為應(yīng)急救援,搶險救災(zāi)物資,并且在民用、醫(yī)用也有很大的推廣前景,特別適用于戰(zhàn)爭戰(zhàn)場、自然災(zāi)害、礦井坑道、海島野外、海上作業(yè)、沙漠地帶和出差旅游環(huán)境下飲用,因而具有十分明顯的軍事效益、經(jīng)濟效益和社會效益。
本發(fā)明應(yīng)急食品水能在人們與維持其生命力的資源隔絕,并急需得到水份補充時,向他們提供幫助或改善他們的狀況。特別在某些條件下,如戰(zhàn)爭、地震和洪澇災(zāi)害、搶險救生等,當(dāng)自然水源受到嚴(yán)重污染或不利控制時,該水能使處于這一特定環(huán)境中的人,保有維持其生命所必需的生命水;從而能有效改善生存條件,延長生存時間,提高生存能力。無論何時何地,隨身攜帶,使用方便。
現(xiàn)將有關(guān)測試結(jié)果介紹如下本發(fā)明應(yīng)急食品水與瓶裝水的比較項目 本發(fā)明應(yīng)急水 瓶裝水保質(zhì)期3年 1年水質(zhì) 優(yōu)于國標(biāo)符合國標(biāo)包裝材料 鋁塑復(fù)合膜 塑料包裝形式 軟包裝袋塑料瓶凈含量125毫升 500-1000毫升攜帶 方便較方便分子團小 大結(jié)構(gòu)狀況 短鏈長鏈人體吸收 容易一般適用范圍 廣泛一般。
不同種類水的特性水的種類 集團分子數(shù) 運動速度小分子團水 約6個 1
蒸餾水 約9個 0.7礦泉水 約10個 0.6凈水 約11個 0.55自來水 約13個 0.46。
不同種類不集團分子數(shù)17O-NMR測定結(jié)果水樣名稱 線幅(HZ)水分子個數(shù)平均自來水117 10-1312礦泉水948-10 9長壽村天然水 807-9 8人工純凈水150 13-1514本發(fā)明食品水 52-60 5-7 6*核種O(氧-17),儀器JUN-EX270,溫度20℃。
另外經(jīng)測試,本發(fā)明應(yīng)急食品水的理化指標(biāo)、衛(wèi)生學(xué)指標(biāo)及其它指標(biāo)均優(yōu)于GB17323-1998瓶裝飲用純凈水的有關(guān)指標(biāo),也優(yōu)于DB31/196-1997飲用純水和DB31/197飲用凈水的有關(guān)指標(biāo),且應(yīng)急食品水還含有飲用純水和飲用凈水所不含的多種對人體有益的微量元素,如鉀、鈉、鈣、鎂、鐵、錳、鋅、硒等。
本發(fā)明應(yīng)急食品水沸點、密度、表面張力與普通水對比情況表水種類 沸點(℃)密度(g/mL) 表面張力(mN/m)軍用應(yīng)急食品水 100.2 0.99830 77.6普通水 100.0 0.99823 72.8注密度及表面張力均為20℃條件下測得。
由中國科學(xué)院上海有機化學(xué)研究所測得的NMR結(jié)果看出,本發(fā)明應(yīng)急食品水的線幅為58,自來水與碧純飲用水的線幅均為174Hz,后兩者的線幅為本發(fā)明應(yīng)急食品水線幅的2.53倍,可見本發(fā)明應(yīng)急食品水的分子數(shù)只有自來水和碧純飲用水分子數(shù)的39%,故本發(fā)明應(yīng)急食品水分子團中分子數(shù)為15×0.4=6。
為驗證本發(fā)明應(yīng)急食品水的生理功能,我們特別安排了本發(fā)明應(yīng)急食品水與普通水的人體應(yīng)用效能對比試驗
(1)試驗時間2001年1月3日0800至2001年1月4日1830,共計34.5小時。
(2)環(huán)境條件室內(nèi)氣溫13-15℃,室外氣溫-4~6℃,天氣晴到多云,風(fēng)速4~5級。
(3)試驗方法采用雙盲性試驗,內(nèi)容分為動態(tài)試驗及靜態(tài)試驗兩種兩種。
A,動態(tài)試驗3公里越野或跑步,籃球、足球1-1.5小時。
B,靜態(tài)試驗自學(xué)、上課、看電視(包括娛樂)、休息。
C,試驗方法兩天內(nèi)動態(tài)試驗和靜態(tài)試驗交叉進行。
D,每小時自行記錄一次水應(yīng)用反應(yīng)情況。
E,60人分成兩個試驗群體(組),每個群體(組)30人。其中一組為應(yīng)急食品水組,另一組為普通水對照組。
F,人均飲食定量標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一,主食為面包,每日三次,每次350克。
G,集中生活、學(xué)習(xí)、訓(xùn)練,兩個試驗群體組的試驗條件相同。
兩組人員日進水量對比情況表本發(fā)明應(yīng)急食品水組 普通水對照組日進水量人數(shù) 所占百分 日進水量人數(shù)所占百分(mL)(個)比(%) (mL) (個)比(%)<25013 43.3 <2501 3.3250-400 8 26.7 250-400 0 0401-450 9 30.0 400-1000 9 30.0>450001000-152020 66.7日最高飲水量為450毫升日最高飲水量為1515毫升日最低飲水量為125毫升日最低飲水量為125毫升日平均飲水量為323毫升日平均飲水量為1212毫升由上表可以看出,應(yīng)急食品水組人員的日均進水量為普通水對照組人員日均進水量的四分之一。
試驗還發(fā)現(xiàn)應(yīng)急食品水組有43.3%的人在一天內(nèi)只喝了兩袋水,有26.7%的人飲水量為250-400毫升,有30.0%的人飲水量為400-450毫升(補充的水為普通白開水)。普通水對照組只有3.3%的人在一天內(nèi)只飲用了125毫升水(據(jù)本人自述,平時也很少喝水,對渴的耐受程度較大),有30.0%的人飲水量為400-100毫升,有66.7%的人飲水量為1000-1500毫升。
在長達34.5個小時中,應(yīng)急食品水試用組感到口渴的人次為108,補充水的人次為18;普通水對照組感到口渴的人次為123,補充水的人次為273。這表明飲用普通水的人員對渴的忍受程度大大低于試用應(yīng)急食品水的人員。
本試驗還表明,每人每天供應(yīng)兩袋應(yīng)急水共250毫升,基本能滿足人體生理機能的要求,且對渴的耐受程度較高;普通水飲用組每人每天供應(yīng)250毫升水,遠遠不能滿足人體生理機能的基本要求,且人員對渴的耐受程度大大低于應(yīng)急食品水試用人員。同時,應(yīng)急食品水的試用人員普遍感覺水質(zhì)及口感好,飲后感覺較舒服。
現(xiàn)將本發(fā)明應(yīng)急食品水制備方法的工藝參數(shù)介紹如下多媒過濾物化過程,分離去除水中懸浮雜質(zhì)和膠體雜質(zhì)。0.5石英沙厚500mm;2-5錳沙厚500mm;工作壓力0.2-0.3MPa;沖洗強度10L/m2;沖水時間15min;過濾材料除污率0.75kg/m3;出水渾濁度<1.4。
離子交換離子交換用于置換出水中的鈣、鎂離子,使水軟化。
樹脂厚1000mm;工作壓力0.2-0.3MPa;工作流速12.7m/h;出水殘余硬度<0.03mmol/L.
活性炭吸附主要為物理吸附,用于除臭味,去色,除微量有機物,微量重金屬、合成洗滌劑、放射性物質(zhì),脫氯等?;钚蕴亢?100nm;工作壓力0.2-0.3MPa;工作流速12.7m/h;每16小時反洗一次,反洗時間10min;吸附能力喪失后即更換;微粒雜質(zhì)去除率67%;出水渾濁度<1、色度<2、余氯001mg/L。
精濾
過濾截留大于1μm的顆粒。
采用線繞式蜂房過濾器(材質(zhì)聚丙烯纖維);1級精度5μm、2級精度1μm;工作壓力0.2-0.25MPa;進出壓差>0.15MPa時更換濾芯;出水污染指數(shù)<1。
紫外線殺菌是利用紫外線對微生物的破壞力,抑制細(xì)菌繁殖并殺死細(xì)菌,且可除去部分有機物。每mL細(xì)菌數(shù)與每mL大腸菌數(shù)除菌率均為99.9%;出水每mL細(xì)菌數(shù)與每mL大腸菌數(shù)可檢測不出。
電解活化用于改變水的分子結(jié)構(gòu),使其自然地激活而具有活性,以提高水質(zhì),延長水的保存時間。進水量1.0m3/h;出水量0.8m3/h。
反滲透處理是利用膜分離技術(shù),精度可達0.001μm以上,脫鹽、過濾去除水中微粒和細(xì)菌等。工作壓力1-15MPa;除鹽率99.2%;透過水鹽濃度5mg/L,電導(dǎo)率<10μS/cm;感官、理化、毒理學(xué)等指標(biāo)達到純水飲料標(biāo)準(zhǔn)。
直空處理是在一定真空度下,使水中大部分溶解氣體自水面逸出,脫除水中的CO2、O2和其它溶解性氣體。水深300mm;水面絕對壓力0.02MPa。出水殘余CO2<3mg/L;O2<0.05mg/L。
激化采用超聲波共振技術(shù),使水體產(chǎn)生電感應(yīng)和共振,降低了水的表面張力,有效抑制細(xì)菌生長、防止了水的再污染,延長使用時效。
臭氧殺菌可除菌、除臭、去色、除酚、可氧化有機物、鐵、錳、氰化物、硫化物、亞硝酸鹽等;臭氧濃度10g/m3。
權(quán)利要求
1.一種應(yīng)急食品水,其特征在于集團分子數(shù)為5-7,具有如下理化指標(biāo)的飲用水線幅(NMR)<147HzPH值 7--9.5電導(dǎo)率[(25+1)℃],us/cm <3.5余氯,mg/L <0.001表面張力(mN/m),(20℃) >73密度(g/mL),(20℃) >0.99823沸點(℃),(20℃) >100
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)急食品水,其特征在于集團分子數(shù)為5-7,具有如下理化指標(biāo)的飲用水線幅(NMR)<94HzPH值 7.5--9表面張力(mN/m),(20℃) >75密度(g/mL),(20℃) >0.99825沸點(℃),(20℃) >100.1
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的應(yīng)急食品水,其特征在于集團分子數(shù)為5-6,具有如下理化指標(biāo)的飲用水線幅(NMR)52-60Hz表面張力(mN/m),(20℃) 77.6密度(g/mL),(20℃) 0.99830沸點(℃),(20℃) 100.2
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的應(yīng)急食品水、其特征在于由下述步驟制取的飲用水a(chǎn).過濾,b.電解裂解,c.反滲透膜過濾,d.超聲波激活,e.滅菌和脫氣。
5.權(quán)利要求1所述的應(yīng)急食品水的制備方法,其特征在于包括下列步驟a.過濾,b.裂解,c.膜分離,d.激活,e.滅菌。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的應(yīng)急食品水的制備方法,其特征在于包括下列步驟a.過濾,b.電解裂解,c.反滲透膜分離,d.超聲波激活,e.滅菌和脫氣。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的應(yīng)急食品水的制備方法,其特征在于所述的a步驟包括石英沙、錳沙和聚丙烯纖維過濾,離子交換樹脂吸附及活性炭吸附的分步驟;所述的b步驟是用隔膜電解法獲得堿性水;所述的c步驟是反滲透膜分離;所述的d步驟是用中強度的超聲波激活;所述的e步驟包括臭氧殺菌,紫外線殺菌以及真空脫氣和易揮發(fā)異味物質(zhì)分步驟。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的應(yīng)急食品水的制備方法,其特征在于所述的a步驟還包括配入食鹽的分步驟;所述的c步驟在反滲透膜分離之前還包括聚丙烯纖維過濾和臭氧殺菌的分步驟。
9.權(quán)利要求1所述的應(yīng)急食品水的應(yīng)用,其特征在于所述的應(yīng)急食品水的用途包括軍用、民用和醫(yī)用。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的應(yīng)急食品水的應(yīng)用,其特征在于所述的應(yīng)急食品水用125毫升鋁塑復(fù)合袋包裝后用于軍用、民用和醫(yī)用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種生物利用率高的應(yīng)急食品水及其應(yīng)用和制備方法。其集團分子數(shù)為5-7,具有如下理化指標(biāo)的飲用水線幅(NMR)<147Hz、;pH值7-9.5;電導(dǎo)率[(25+1)℃],us/cm<3.5;余氯,mg/L<0.001;表面張力(mN/m),(20℃)>73;密度(g/mL),(20℃)中>0.99823;沸點(℃),(20℃)>100?;蚴怯上率霾襟E制取的飲用水a(chǎn).過濾,b.電解裂解,c.反滲透膜過濾,d.超聲波激活,e.滅菌和脫氣。其具有生物利用率高,水分子團小、活性大、易于人體吸收;水質(zhì)厚、口感好、滲透力強;軟包裝,體積小,保質(zhì)期長,攜帶使用方便,適用范圍廣,實用性好的優(yōu)點。
文檔編號C02F1/32GK1426704SQ0114455
公開日2003年7月2日 申請日期2001年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月20日
發(fā)明者胡文祥, 賈立緒, 裴巧生, 張德明, 彭清濤 申請人:中國人民解放軍總裝備部后勤部軍事醫(yī)學(xué)研究所