[发明专利]一种高浓度高稳定性富氢水的制备装置和制备方法

说明书

技术领域

本发明属于功能性饮用水领域，具体涉及一种高浓度高稳定性富氢水的制备装置和制备方法。

背景技术

2007年日本医科大学太田成男教授在《Nature Medicine》上首次发表了氢分子可清除人体自由基的论文，奠定了氢分子生物医学的研究基础。随后，国际生物医学领域掀起了氢气生物医学研究的热潮。大量动物实验和临床研究证明，氢气对治疗脑缺血、代谢综合征、糖尿病、动脉硬化、老年痴呆、脂肪肝、肝硬化、类风湿关节炎、哮喘、尿毒症、噪声性耳聋、急性胰腺炎、肿瘤放化疗副作用等68种人类重要疾病具有明确或潜在的治疗效果。

大量的基础研究结果表明，氢气可以通过抗氧化、减少细胞凋亡、抑制炎症反应、调节基因表达间接提高机体抗氧化能力，发挥对各类疾病和损伤的治疗作用。氢气作为一种治疗性气体，目前最有效的方式是饮用氢气饱和水。

近年来，国内对富氢水进行了大量的研究和开发。从氢气的来源看，通常有三种方法：(1)镁化学还原产氢溶氢法。如发明专利《富氢水生成方法及富氢水生成器》CN 1840487A、《一种高效富氢水生成方法》CN 102259939A及实用新型《一种富氢水发生器》CN 202131144U等，均采用制氢剂(主要是单质镁)与水反应产生氢气，通过延长在密闭的容器中制备时间使得氢气尽量溶解于水中制得富氢水。这种方法制备的富氢水氢浓度不稳定，且浓度通常低于0.6ppm。(2)医用氢气曝气溶氢法。如发明专利《一种富氢水及其制备方法》CN 102408147A、《制造饮料用含氢水的方法》CN 102438954B等，直接将氢气通入脱气水中进行溶解制备富氢水，由于是通过增大氢气气氛分压(制水密闭容器内的压力通常为几个至几十个标准大气压)，从而增大氢气在水中的溶解度，但存在常压下氢浓度稳定性不高、对制水密闭容器耐压性要求高等不足。(3)水电解产氢溶氢法。如专利《高效多功能富氢水机》CN 202379792U、《便携式富氢水制造装置》CN 103038176A、《富氢水反应装置》CN 203878220U等，均采用电解产生氢气，由于电解会使水温升高，氢气的溶解度下降，一般氢浓度也低于0.8ppm。以上方法均存在富氢水的氢浓度稳定性不高、氢气含量达不到较高浓度等缺点。

综上，在常规富氢水制备方法的基础上，考虑是否有一种更加简便易用的制备装置和制备方法，同时又能增加氢气的溶解度和稳定性。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种高浓度高稳定性富氢水的制备装置，通过该装置，在常温常压下所制得的富氢水氢气浓度大于1.5ppm。

本发明的目的进一步提供了一种高浓度高稳定性富氢水的制备方法，通过该制备方法，在常温常压下所制得的富氢水氢气浓度大于1.5ppm，用铝箔袋灌装，储存12个月氢含量在1ppm以上，具有高氢浓度和高溶氢稳定性。

为实现本发明的目的，本发明的技术方案是：一种高浓度高稳定性富氢水的制备装置，包括密闭的储水罐、氢源、超声波发生装置；所述储水罐侧壁设有出水口和进水口，上方设有抽真空接口；所述出水口、进水口以及抽真空接口均设有阀门；所述氢源用于在储水罐中产生氢气气泡；所述超生波发生装置包括超声波振源以及与超声波振源相连接的超声波发生器；所述超声波振源安装于储水罐上。

上述氢源为镁粉，添加比例按质量计占饮用水质量的0.01～0.3％。

上述氢源为储氢罐，包括罐体、减压阀、流量阀、导气管以及曝气头，氢气依次经减压阀、流量阀由导气管输送至曝气头，曝气头置于储水罐中。

上述超声波振源为超声振子和超声波振动棒中的一种或两种。

一种利用上述制备装置制备高浓度高稳定性富氢水的制备方法：对储水罐中的饮用水脱气后，密闭条件下，通过氢源在储水罐中产生氢气气泡，同时利用超声波发生装置进行气水超声混合，产生微纳米气泡，使氢气充分溶解于水中，制得富氢水。

该方法具体包括以下步骤：

步骤一，超声真空脱气：储水罐中注满饮用水，开启超声波发生装置同时抽真空脱气，脱除溶解气体的饮用水存储在储水罐中备用；

步骤二，气水超声混合：密闭条件下，氢源产生氢气气泡，同时开启超声波发生装置进行气水超声混合，以超声空化作用将氢气气泡变成氢气微纳米气泡；

步骤三，静置储水罐：关闭超声波发生装置，密闭条件下静置储水罐，使氢气充分溶解到水中，制得富氢水。

上述微纳米气泡直径为0.1μm～50μm。

上述富氢水含氢浓度为1.5ppm以上。