[发明专利]天然矿泉水浓缩液及其制备工艺

说明书

本发明是关于天然矿泉水浓缩液（或称浓缩矿泉水），以及浓缩液的制备方法。

浴用天然矿泉水富含大量对人体有益的矿物质、金属离子、稀有元素及可溶气体，它们对于人体的心血管系统、微循环系统、神经系统、运动器官的疾病具有独特的疗效，其良好的医疗保健作用已为世所公认。但是，受天然矿泉的生成环境和物质形态的限制，目前只能在矿泉水的出产地就地浴用治疗，这就大大地限制了矿泉水的应用范围。人工矿泉水及其制备技术虽已进入实用阶段，但其矿化度还不高，特别是一些重要的有效元素含量还达不到天然矿泉水的指标，其实际医疗保健效果不及天然矿泉水。为使浴用天然矿泉水进入家庭生活，就必须将其转化为合适的形态，以便于运输、便于最后使用，本发明的矿泉水浓缩液即能满足这些要求。

根据对专利文献及书刊资料的检索，目前还未出现天然矿泉水的浓缩产品及其制备装置，相近的产品及其工艺流程主要应用在海水淡化（人工淡水）及液态化工产品加工（精馏、分离、净化）方面。如《化学工程手册》（化学工业出版社，1985.6）所述的牛乳和造纸废液蒸发、浓缩装置，《海水淡化》（科学出版社，1978）介绍的海水淡化装置和《环境工程》1992年第10卷第1期5～7页介绍的医药废液回收装置。由于天然矿泉水的原料特征与产地条件与其它化工产品不相同，如化学成分复杂、必须就地加工、浓缩倍数较高等，因此一般耗能高、结构复杂、工艺要求高的化工装置不完全适合用作矿泉水浓缩处理。

本发明针对浴用矿泉水的理化要求与产品分散使用的特点，采用浓缩矿泉水的形式，使天然矿泉的有效成份得以保持，而等效体积大为缩小，从而可以用普通瓶装和运输，用户可以直接用作洗面液、护肤液，或将其稀释成浴用矿泉水。这将开辟外用保健矿泉水的城市和家庭应用领域。

本发明的内容是关于矿泉水浓缩液及制备工艺，其要点是矿泉水浓缩液为原天然矿泉水经脱水加工处理而成的液态产品，浓缩液的总矿化度、总离子含量、总有效微量元素含量（不包括可溶气体成份）均比原天然矿泉水提高十倍以上。

通常所说的矿泉水是来自地下溶解有复杂矿物质的天然泉水，受矿泉形成地区地质和矿物组成的影响，不同产地，不同类型的矿泉水其化学元素组成和含量差别很大，对治疗疾病有效和保健作用明显的元素也很多，其中重要的成份主要包括：正金属离子（钾、钠、钙、镁、铁、铜、锌、……），各种酸根离子（硫酸、碳酸、硅酸、氯、……），微量元素（锂、碘、锶、钡、硒、硼、溴、镭、……），及可溶性气体（二氧化碳、硫化氢、氡、……）。这些元素的含量不同，矿泉水的名称也不同（如硫化泉、氡泉、锶钡泉、铁泉等），疗效和适应症也就不一样，因此，一般无法规定一种通用的矿泉水有效含量指标，也就无法规定浓缩矿泉水的绝对含量指标，而主要依靠相对含量指标作为浓缩矿泉水产品的特征，即以浓缩倍率作为特征。它是指矿泉水浓缩处理后的有效浓度（一般可用总矿化度代表）与原液的有效浓度之比。但是由于可溶气体在加工中易于挥发散失，因此浓缩液中可溶气体含量并未提高，只要这种可溶气体并不是矿泉水的主要有效成份，则这种气体散失不会影响浓缩矿泉水的实用性。

矿泉水的浓缩倍率主要以最终产品的使用目的和功效为依据，但同时与原液的有效成份含量、矿化度、加工工艺、能耗和成本有关，由于浓缩倍率越高，加工设备越复杂，浓缩成本越高，因此不应该也不必要过高地提高浓缩倍率，综合保健效果和经济性两个方面，对中等矿化度（500～1000毫克/升）的原液，其最优的浓缩倍率在15～30倍之间，对高矿化度（1000毫克/升以上）的原液，其最佳的浓缩倍率在10～20倍之间。所以经浓缩处理后的矿泉液其矿化度在10克/升～20克/升左右。对于特殊用途的浓缩液，其浓缩倍率或矿化度可以更高或稍低。

本发明的矿泉水浓缩液是将矿泉水原液采用反渗透方法或蒸发汽化法，或者这两种方法的结合，使矿泉水原液脱去大部分水分，浓缩到预定的浓度。

一种优选的浓缩制备工艺是采用反渗透装置作为第一级脱水设备，将原液浓缩十倍左右，成为中间液，再用压缩蒸汽法把中间液蒸馏到最终产品的浓度，其工艺流程可由附图说明。

附图中的数字和字母表示：1-初级处理器（过滤、调温），2-升压泵，3-反渗透装置，4-蒸发器，5-蒸汽压缩机，6-出液控制阀，A-入流原液，B-初处理液，C-高压原液，D-反渗透净化水，E-中间浓缩液，F-最终浓缩液，G-蒸发水汽，H-压缩蒸汽，I-凝结净化水。