一種水分子團簇切割反應裝置製造方法
2023-06-21 19:48:21
一種水分子團簇切割反應裝置製造方法
【專利摘要】本發明涉及一種水分子團簇切割反應裝置，包括罐體以及位於罐體內用於使大分子團水分解成小分子團水的複合材料填料，所述複合材料填料為以電氣石為基礎材料經活化燒結形成的球體材料；所述罐體設有進水口、出水口、排氣口、填料口和卸料口，所述填料口用於裝填所述填料，所述卸料口用於進行所述填料的卸料更換。本發明採用純物理技術來完成大水分子團向小水分子團的轉變，沒有二次汙染，採用本發明的設備製備的小分子團水，水活性高滲透力強，即可以保留優質水源中原有的微量礦物質，也能使水的小分子團化特徵明顯，小分子團狀態穩定。
【專利說明】一種水分子團簇切割反應裝置
【技術領域】
[0001] 本發明屬於水處理【技術領域】，具體涉及一種水分子團簇切割反應裝置，可用來制 備小分子水。
【背景技術】
[0002] 水是由2氫1氧3個原子以三角型的結構組成，其間是以共價鍵連接。因其鍵角 約為105度，所以水分子的電荷中心不重疊。在氧原子上電子云密度相對較大顯負性，兩個 氫原子則顯正電性，使水成為強極性分子。在範德華力作用下，水分子間可形成氫鍵，有相 互吸引成團狀的趨勢。這樣一個水分子就可以通過氫鍵，與多個水分子相互作用，形成"水 簇（Water Cluster)"。近年內，愈來愈多的水分子簇結構的論文在著名的《科學》和《自然》 雜誌發表。在一定條件下，水可以形成結構化了的的五環，或六環水。五環水實際上是不穩 定的。六環水相對較穩定。結構化小水分子簇也可以在一定條件下形成結構化的大分子簇 (H20)n。
[0003] 大多數情況下，特別是在長期靜止的情況下，水可形成多達幾十個水分子的團簇。 這些大分子團是隨機的，無定形的鏈狀線團。其溶解能力、滲透力都很低，不易被動、植物和 人吸收，成為"死水一團"。這些無定形結構的分子簇可以經一定的物理化學處理，使其成為 較小的分子簇。
[0004] 目前有很多方法可以實現水的活化即小分子團水製備技術，包括磁化、高溫、生物 法、振蕩等，都可實現切割大的水分子團簇的目的。其實質內容是提供能量，將聯接水分子 的氫鍵打開，使大的水分子團簇分散成為單個水分子。但很多工藝並不成熟，存在易引入二 次汙染、生成的小分子團水量少、不能大量產業化生產等問題。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的是提供一種水分子團簇切割反應裝置，普通水通過該切割反應裝置 後，水中的大分子團簇可被切割為小的水分子團。
[0006] 本發明採用的技術方案如下：
[0007] -種水分子團簇切割反應裝置，其特徵在於，包括罐體以及位於罐體內用於使大 分子團水分解成小分子團水的複合材料填料，所述複合材料填料為以電氣石為基礎材料經 活化燒結形成的球體材料；所述罐體設有進水口、出水口、排氣口、填料口和卸料口，所述填 料口用於裝填所述填料，所述卸料口用於進行所述填料的卸料更換。
[0008] 進一步地，所述填料採用下列方法製備：
[0009] 1)稱取原料，各組分及質量分數分別為：12-21 %的800-1200目鐵電氣石粉， 10-16 %的100-400目鐵電氣石粉，2-4 %的100-150nm電氣石粉，22-28 %的硅藻土， 15-20%的蒙脫土，22-28%的凹凸棒粘土，0. 1-0. 2%的硝酸鈰，以及0. 1-0. 2%的硝酸鑭； [0010] 2)將硝酸鈰和硝酸鑭混勻，並溶進噴淋用水，製成混合噴淋液；
[0011] 3)將鐵電氣石粉、電氣石粉、硅藻土、蒙脫土和凹凸棒粘土混勻，調節所述混合噴 淋液的噴淋溼度，將混勻的粉體在所述混合噴淋液的作用下製成球體；
[0012] 4)對所述球體進行燒結處理，冷卻後得到粒狀複合材料填料。
[0013] 進一步地,所述填料佔所述罐體容積的70-90%。
[0014] 進一步地，所述進水口與原水供應管路連接，所述出水口與後續供應管路連接。 [0015] 進一步地，還設有進出水閥系，設置在與所述進水口、出水口相連的管道上。
[0016] 進一步地，所述罐體設有用於排淨罐體內存液的排空口。
[0017] 進一步地，所述罐體以及與其相連的管系的材質為304食品級不鏽鋼或306食品 級不鏽鋼。
[0018] 進一步地，所述罐體為多個，其間串行連接或並行連接，或者採用串行連接和並行 聯繫相結合的方式連接。
[0019] 優選地，所述罐體為四個，依次串行連接，前一個罐體的出水口與下一個罐體的進 水口相接。這樣可以克服單一設備單元由於處理能力不足導致的對流量的限制，從而大幅 提高流量及設備的處理能力。為確保水量分配均勻，各單元（各罐體）在進水總管與閥體 之間、閥體與出水總管之間應設置完全一致的管路布置。
[0020] 優選地，所述罐體為八個，其中由四個罐體串行連接成一組，共兩組，兩組間進行 並行連接。這樣可以進一步提高流量及設備的處理能力，達到大流量、小阻力、水流均布的 目的。
[0021] 採用本發明的水分子團簇切割反應裝置，當水由進水口進入，出水口流出時，水流 經過裝置內部的複合材料，從而可以改變水分子簇的動態氫鍵網絡體系，通過削弱或切斷 水分子之間的氫鍵，使大分子團水分解成只含有幾個水分子的小分子團水，實現水的重新 活化。複合材料粒徑越小，表面的電場作用越強，對氫鍵的削弱作用越大。
[0022] 所述的複合材料在水的紅外特徵吸收區域有較高的紅外發射能力，滿足紅外輻射 物質的輻射峰帶與紅外吸收物質的吸收峰帶一致的原則。複合材料輻射的遠紅外線具有足 夠的能量來打斷水中的氫鍵。紅外線的波長和水的吸收波長相對應，產生共振吸收，從而切 斷部分氫鍵，氫鍵作用減弱，於是水的表面張力降低，使水分子團簇變小而得到活化。
[0023] 本發明採用純物理技術來完成大水分子向小水分子團的轉變，沒有二次汙染，不 添加任何物質。採用本發明的設備製備的小分子團水，水活性高滲透力強，即可以保留優質 水源中原有的微量礦物質，也能使水的小分子化特徵明顯，小分子狀態穩定。小水分子水可 以增強機體新陳代謝的代謝能力、有效改善細胞內脫水症狀的滲透能力、減少細胞脂質堆 積的乳化能力、增強體內無機、有機化合物溶解的溶解能力、提高血液系統物質交換和血氧 轉運的運輸能力、促進人體清洗排除毒素的淨化能力。多項動物學實驗及臨床試驗表明以 本設備製備的小分子團水更便於"細胞補水"，因而不僅對恢復細胞功能，增強細胞活力，提 高人體免疫力，增進人體健康，延緩衰老起著至關重要的作用，並且對高血壓、高血糖、高血 脂及肥胖、痛風、胃十二指腸潰瘍、便秘、內分泌調節等疾病有輔助改善作用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024] 圖1是實施例1的水分子團切割反應裝置的結構示意圖。
[0025] 圖2是實施例2的四個水分子團切割反應裝置串行連接的示意圖。
[0026] 圖3-13是小分子團水多項動物學實驗及臨床試驗結果。
[0027] 圖中標號說明：1-進水口，2-出水口，3-閥系，4-填料口，5-卸料口，6-排氣（水） 口，7-排空口，8-CIP管路，PI為壓力指示。
【具體實施方式】
[0028] 下面通過具體實施例和附圖，對本發明做詳細的說明。
[0029] 實施例1 :
[0030] 圖1是水分子團切割反應裝置的結構示意圖，該裝置包括進水口 1，出水口 2,閥系 3,填料口 4,卸料口 5,排氣（水）口 6,排空口 7, CIP管路8。其中進水口 1，出水口 2,閥系 3是位於該裝置罐體的側壁外面。下面說明該水分子團切割反應器設備的安裝情況：
[0031] 1、設備材質及安裝條件
[0032] 1)設備全部採用304食品級不鏽鋼或306食品級不鏽鋼製成。
[0033] 2)確保系統置于堅實平整的水平基礎上，最好是混凝土基礎。
[0034] 3)系統應儘可能靠近排水處。
[0035] 4)下水系統應可處理單元長達20分鐘的反洗流量。
[0036] 5)地面應光滑而水平。
[0037] 6)不要將設備（包括排水管與溢流管）置於室溫低於0°C的環境中。
[0038] 2、管路連接
[0039] 水壓應維持在25psi (1. 72bar)以上，如壓力大於lOOpsi (7. 88bar)，在管路上應 加裝減壓閥。
[0040] ①將系統的進水口與原水供應管路連接，將系統的出水口與後續供應管路連接。 當面對罐體適配器的時候，進水口應在左側。
[0041] ②安裝進出水閥系、使系統易於維修。
[0042] ③將罐體適配器連上排水管（排水彎頭可以旋轉360°，以方便管路連接）。
[0043] ④排水管用於排放罐體內存液。排水管路長度越短越好，排放口越低越好。不要 將管線延長至40英尺以上。如果水壓低於30psi (2. lbar)，排水管排放口不應高於多路閥 閥體。
[0044] 3、閥門的安裝
[0045] ①將墊圈放到閥體上，並用2個螺釘將墊圈固定；
[0046] ②將閥門放到適配器上，放上10個六角固定螺絲，並擰緊
[0047] 4、複合材料的充填與卸料
[0048] 填料：打開不鏽鋼罐頂的填料口，將粒狀複合材料均勻倒入不鏽鋼罐內，填滿至全 部容量的80%。封閉填料口。
[0049] 卸料：打開排空口，將不鏽鋼罐內存液排淨，打開卸料口，將複合材料卸出。
[0050] 該複合材料也可稱為離子篩材料，其成分為電氣石、土類非金屬礦物材料以及稀 土材料。該複合材料可以採用下列方法製備：
[0051] 1)稱取原料，各組分及質量分數分別為：12-21 %的800-1200目鐵電氣石粉， 10-16 %的100-400目鐵電氣石粉，2-4 %的100-150nm電氣石粉，22-28 %的硅藻土， 15-20%的蒙脫土，22-28%的凹凸棒粘土，0. 1-0. 2%的硝酸鈰，以及0. 1-0. 2%的硝酸鑭；
[0052] 2)將硝酸鈰和硝酸鑭混勻，並溶進噴淋用水，製成混合噴淋液；
[0053] 3)將鐵電氣石粉、電氣石粉、硅藻土、蒙脫土和凹凸棒粘土混勻，調節所述混合噴 淋液的噴淋溼度，將混勻的粉體在所述混合噴淋液的作用下製成球體；
[0054] 4)對所述球體進行燒結處理，冷卻後得到最終材料（粒狀複合材料）。
[0055] 優選地，步驟3)所述混合噴淋液的噴淋溼度為10-20 %。
[0056] 優選地，步驟3)所述球體的粒度為3_5mm。
[0057] 優選地，步驟3)採用轉盤機製備所述球體，其轉速為130-230轉/分鐘。
[0058] 優選地，在所述轉盤機中加入適量的球芯以加快球體成型。
[0059] 優選地，步驟4)進行燒結時採用的控制升溫速率為2-4°C /min，，燒結溫度為 700-1000°C，時間為2-4小時。
[0060] 優選地，步驟4)採用馬弗爐進行所述燒結，
[0061] 優選地，所述鐵電氣石粉為新疆鐵電氣石粉。
[0062] 5、設備運行
[0063] 打開水分子團切割反應器設備排氣（水）口，打開進水閥，利用進出水閥系的電腦 程序控制對水分子團切割反應器設備進行反衝洗，反衝洗8分鐘。衝洗廢水由排氣（水） 口排入下水溝。
[0064] 打開排空口，關閉排氣（水）口，利用進出水閥系的電腦程式控制對水分子團切割 反應器設備進行正衝洗，正衝洗8分鐘。打開排氣（水）口、關閉排空口，當液體灌滿罐體 從排氣（水）口流出時，打開排水閥，關閉排氣（水）口。設備進入正常使用。
[0065] 表1為經本實施例的水分子團切割反應器處理前後水的核磁共振氧譜測定結果 (指示水分子團大小）。
[0066] 表1.處理前後水的核磁共振氧譜測定結果
[0067]
[0068] 實施例2 :
【權利要求】
1. 一種水分子團簇切割反應裝置，其特徵在於，包括罐體以及位於罐體內用於使大分 子團水分解成小分子團水的複合材料填料，所述複合材料填料為以電氣石為基礎材料經活 化燒結形成的球體材料；所述罐體設有進水口、出水口、排氣口、填料口和卸料口，所述填料 口用於裝填所述複合材料填料，所述卸料口用於進行所述複合材料填料的卸料更換。
2. 如權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述複合材料填料採用下列方法製備： 1) 稱取原料，各組分及質量分數分別為：12-21 %的800-1200目鐵電氣石粉，10-16 % 的100-400目鐵電氣石粉，2-4%的100-150nm電氣石粉，22-28%的硅藻土，15-20%的蒙脫 土，22-28%的凹凸棒粘土，0. 1-0. 2%的硝酸鈰，以及0. 1-0. 2%的硝酸鑭； 2) 將硝酸鈰和硝酸鑭混勻，並溶進噴淋用水，製成混合噴淋液； 3) 將鐵電氣石粉、電氣石粉、硅藻土、蒙脫土和凹凸棒粘土混勻，調節所述混合噴淋液 的噴淋溼度，將混勻的粉體在所述混合噴淋液的作用下製成球體； 4) 對所述球體進行燒結處理，冷卻後得到粒狀複合材料填料。
3. 如權利要求1或2所述的裝置，其特徵在於：所述複合材料填料佔所述罐體容積的 70-90%。
4. 如權利要求1或2所述的裝置，其特徵在於：所述進水口與原水供應管路連接，所述 出水口與後續供應管路連接。
5. 如權利要求4所述的裝置，其特徵在於：還設有進出水閥系，設置在與所述進水口、 出水口相連的管道上。
6. 如權利要求1或2所述的裝置，其特徵在於：所述罐體設有用於排淨罐體內存液的 排空口。
7. 如權利要求1或2所述的裝置，其特徵在於：所述罐體以及與其相連的管系的材質 為304食品級不鏽鋼或306食品級不鏽鋼。
8. 如權利要求1或2所述的裝置，其特徵在於：所述罐體為多個，其間串行連接或並行 連接，或者採用串行連接和並行聯繫相結合的方式連接。
9. 如權利要求8所述的裝置，其特徵在於：所述罐體為四個，依次串行連接，前一個罐 體的出水口與下一個罐體的進水口相接。
10. 如權利要求8所述的裝置，其特徵在於：所述罐體為八個，各由四個罐體串行連接 成一組，兩組間並行連接。
【文檔編號】C02F1/48GK104229925SQ201410440053
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年8月28日 優先權日:2013年8月29日
【發明者】慄志文, 朱永宏, 張克明, 周水平, 閆希軍, 宋豔, 沈曉楠, 鄭永鋒, 範立君, 竇夏睿 申請人:吉林天士力礦泉飲品有限公司