CN108178234B - 一种改变水理化性质的设备及包含该设备的*** - Google Patents
一种改变水理化性质的设备及包含该设备的*** Download PDFInfo
- Publication number
- CN108178234B CN108178234B CN201810251012.XA CN201810251012A CN108178234B CN 108178234 B CN108178234 B CN 108178234B CN 201810251012 A CN201810251012 A CN 201810251012A CN 108178234 B CN108178234 B CN 108178234B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- water
- pressure
- cavity
- pressure relief
- cutting blade
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 246
- 239000000126 substance Substances 0.000 title claims abstract description 19
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims abstract description 50
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims abstract description 21
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims abstract description 21
- 230000009471 action Effects 0.000 claims abstract description 8
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 12
- 238000010992 reflux Methods 0.000 claims description 12
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 claims description 10
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 5
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 claims description 3
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 claims description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 2
- 239000008399 tap water Substances 0.000 abstract description 8
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 abstract description 8
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 5
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 5
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 abstract description 5
- 239000008213 purified water Substances 0.000 abstract description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 abstract description 3
- 238000005192 partition Methods 0.000 abstract description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 15
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 15
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 15
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 8
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 8
- BBEAQIROQSPTKN-UHFFFAOYSA-N pyrene Chemical compound C1=CC=C2C=CC3=CC=CC4=CC=C1C2=C43 BBEAQIROQSPTKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 7
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 7
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 7
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 6
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 6
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 description 6
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 5
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 5
- 239000008267 milk Substances 0.000 description 5
- 210000004080 milk Anatomy 0.000 description 5
- 235000013336 milk Nutrition 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- 239000005760 Difenoconazole Substances 0.000 description 4
- ULGZDMOVFRHVEP-RWJQBGPGSA-N Erythromycin Chemical compound O([C@@H]1[C@@H](C)C(=O)O[C@@H]([C@@]([C@H](O)[C@@H](C)C(=O)[C@H](C)C[C@@](C)(O)[C@H](O[C@H]2[C@@H]([C@H](C[C@@H](C)O2)N(C)C)O)[C@H]1C)(C)O)CC)[C@H]1C[C@@](C)(OC)[C@@H](O)[C@H](C)O1 ULGZDMOVFRHVEP-RWJQBGPGSA-N 0.000 description 4
- UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N Naphthalene Chemical compound C1=CC=CC2=CC=CC=C21 UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 241000235342 Saccharomycetes Species 0.000 description 4
- BQYJATMQXGBDHF-UHFFFAOYSA-N difenoconazole Chemical compound O1C(C)COC1(C=1C(=CC(OC=2C=CC(Cl)=CC=2)=CC=1)Cl)CN1N=CN=C1 BQYJATMQXGBDHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 4
- GVEPBJHOBDJJJI-UHFFFAOYSA-N fluoranthrene Natural products C1=CC(C2=CC=CC=C22)=C3C2=CC=CC3=C1 GVEPBJHOBDJJJI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000575 pesticide Substances 0.000 description 4
- YNPNZTXNASCQKK-UHFFFAOYSA-N phenanthrene Chemical compound C1=CC=C2C3=CC=CC=C3C=CC2=C1 YNPNZTXNASCQKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 4
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 4
- 235000011844 whole wheat flour Nutrition 0.000 description 4
- 241000208822 Lactuca Species 0.000 description 3
- 235000003228 Lactuca sativa Nutrition 0.000 description 3
- 239000003242 anti bacterial agent Substances 0.000 description 3
- 229940088710 antibiotic agent Drugs 0.000 description 3
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 description 3
- 238000000655 nuclear magnetic resonance spectrum Methods 0.000 description 3
- 230000008635 plant growth Effects 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 3
- 241000589155 Agrobacterium tumefaciens Species 0.000 description 2
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 2
- FBPFZTCFMRRESA-KVTDHHQDSA-N D-Mannitol Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-KVTDHHQDSA-N 0.000 description 2
- 229930195725 Mannitol Natural products 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000004098 Tetracycline Substances 0.000 description 2
- 239000005941 Thiamethoxam Substances 0.000 description 2
- 235000008429 bread Nutrition 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- ZXQYGBMAQZUVMI-UNOMPAQXSA-N cyhalothrin Chemical compound CC1(C)C(\C=C(/Cl)C(F)(F)F)C1C(=O)OC(C#N)C1=CC=CC(OC=2C=CC=CC=2)=C1 ZXQYGBMAQZUVMI-UNOMPAQXSA-N 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 229960003276 erythromycin Drugs 0.000 description 2
- JEGUKCSWCFPDGT-UHFFFAOYSA-N h2o hydrate Chemical compound O.O JEGUKCSWCFPDGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 2
- 239000000594 mannitol Substances 0.000 description 2
- 235000010355 mannitol Nutrition 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 229940124530 sulfonamide Drugs 0.000 description 2
- 229960002180 tetracycline Drugs 0.000 description 2
- 229930101283 tetracycline Natural products 0.000 description 2
- 235000019364 tetracycline Nutrition 0.000 description 2
- 150000003522 tetracyclines Chemical class 0.000 description 2
- NWWZPOKUUAIXIW-FLIBITNWSA-N thiamethoxam Chemical compound [O-][N+](=O)\N=C/1N(C)COCN\1CC1=CN=C(Cl)S1 NWWZPOKUUAIXIW-FLIBITNWSA-N 0.000 description 2
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 2
- 238000005165 17O NMR spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 206010068150 Acoustic shock Diseases 0.000 description 1
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonia chloride Chemical compound [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000193830 Bacillus <bacterium> Species 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001157 Fourier transform infrared spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000005481 NMR spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 206010035148 Plague Diseases 0.000 description 1
- 241000607479 Yersinia pestis Species 0.000 description 1
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000003115 biocidal effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- LLSDKQJKOVVTOJ-UHFFFAOYSA-L calcium chloride dihydrate Chemical compound O.O.[Cl-].[Cl-].[Ca+2] LLSDKQJKOVVTOJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000010261 cell growth Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- ZPWVASYFFYYZEW-UHFFFAOYSA-L dipotassium hydrogen phosphate Chemical compound [K+].[K+].OP([O-])([O-])=O ZPWVASYFFYYZEW-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000396 dipotassium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000021186 dishes Nutrition 0.000 description 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 239000012154 double-distilled water Substances 0.000 description 1
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 229910052564 epsomite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000002354 inductively-coupled plasma atomic emission spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 238000010297 mechanical methods and process Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 229910052603 melanterite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006151 minimal media Substances 0.000 description 1
- 235000016709 nutrition Nutrition 0.000 description 1
- 230000035764 nutrition Effects 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 239000004482 other powder Substances 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 description 1
- 235000020712 soy bean extract Nutrition 0.000 description 1
- 238000002798 spectrophotometry method Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000008223 sterile water Substances 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- FDDDEECHVMSUSB-UHFFFAOYSA-N sulfanilamide Chemical compound NC1=CC=C(S(N)(=O)=O)C=C1 FDDDEECHVMSUSB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003456 sulfonamides Chemical class 0.000 description 1
- 239000012137 tryptone Substances 0.000 description 1
- 238000000870 ultraviolet spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/34—Treatment of water, waste water, or sewage with mechanical oscillations
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
- Cultivation Of Plants (AREA)
Abstract
本发明提供了一种改变水理化性质的设备及包含该设备的***，改变水理化性质的设备包括：压缩缸体，切割刀片，压缩缸体由高压腔和卸压腔组成，压缩缸体的高压腔和卸压腔分隔壁上设置有回流孔，回流孔的数量为4‑6个；卸压腔连接有进水管，高压腔连接有出水管；切割刀片位于所述高压腔内。本发明的改变水理化性质的设备使用简单易行的操作方法，以自来水、泉水等未经严格纯化的水或纯净水为原料，通过机械加工作用，制备在常温常压下可以较为稳定存在的改性水，该改性水具有pH增高、电导率降低的独特性质，并且可以在不加稳定剂的前提下保持数月之久，依然能够稳定存在，因此这种设备值得广泛推广应用，能够创造巨大的经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及水改性加工技术领域，具体而言，涉及一种改变水理化性质的设备及包含该设备的***。
背景技术
作为地球上存量最为丰富的分子，水在生命活动及生产生活中都发挥着至关重要的作用。水中的二氧化碳浓度及水的团簇结构等均会对水的理化性质造成影响。自然界中的各种水源及居民使用的自来水等水源中均含有不一样浓度的二氧化碳，二氧化碳可与水反应生成碳酸造成水pH质降低，电导率提高。同时，由于二氧化碳对生命活动至关重要，二氧化碳浓度的变化也会最终影响摄取水分的生物的生命活动。
另外，科研人员普遍认为，数量不等的水分子间通过氢键作用而形成的团簇结构(Science,1992,25,1937-1940)是水具有一些系列独特性质的根源。而团簇结构的改变将导致水的物理化学性质(如电导率、密度、pH、对化学物质的溶解性等)的改变。在生物***中，水微观结构的改变甚至可以导致生物大分子的结构及功能的改变(Int.J.Mol.Sci.2015,16,8454-8489)。多位科学家的研究成果究成果表明水的团簇结构主要受到以下四个因素的影响：温度，压力，溶质，外部的电场、磁场、及电磁场。低温及存在离散剂的条件有利于团簇结构进一步扩大，而高温等外界条件则会造成团簇结构的破坏，并促使具有小团簇结构的微团簇水的形成(Int.J.Mol.Sci.2015,16,8454-8489)。例如，通过升高温度的方式破坏部分水分子间的氢键作用(J.Phys.Chem.B 2000,104,11268–11274)，较小的团簇结构可以降低水的动态粘滞度(J.Chem.Phys.1999,111,10171–10176)，并提升水的热膨胀系数(J.Chem.Eng.Data 1975,20,97–105.)。
近年来，多项改变水的理化性质的技术被相继开发出来。主要包括以下几种类型：1)通过外加磁场及电磁波改变水分子的理化性质(US005711950A，生物化学与生物物理进展，1991，18，237)；2)通过外加电场及高温破坏水分子间的非共价键作用，从而实现改性水的制备(CN104045121A)；3)通过改变外界压力，造成水中的空泡破裂形成，从而形成改性水。
但是上述操作方法普遍比较复杂，通常需要以纯度较高的水(例如，二次蒸馏水)作为原料，并且在没有稳定剂存在的条件下，生成的改性水极易还原为原始状态，无形之中浪费了劳动力，作了无用功，经济上也有一定的损失。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种能够改变水理化性质的设备，该设备使用简单易行的操作方法，以自来水、泉水等未经严格纯化的水或纯净水为原料，通过机械加工作用，制备在常温常压下可以较为稳定存在的改性水，该改性水具有pH增高、电导率降低的独特性质，并且可以在不加稳定剂的前提下保持数月之久，依然能够稳定存在，因此这种设备值得广泛推广应用，能够创造巨大的经济效益。
本发明的第二目的在于提供包含上述设备的***，该***具有很广泛的应用，对植物生长、酵母菌生长都有促进的作用，因此扩大了该***的应用面，且应用效果良好。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
本发明提供了一种改变水理化性质的设备，包括：压缩缸体，切割刀片，所述压缩缸体由高压腔和卸压腔组成，所述压缩缸体的高压腔和卸压腔分隔壁上设置有回流孔，回流孔的数量为4-6个；
所述卸压腔连接有进水管，所述高压腔连接有出水管；所述切割刀片位于所述高压腔内，用于将水从卸压腔吸入到高压腔内切割后从所述出水管流出；
所述卸压腔的体积为所述高压腔体积的2倍以上。
现有技术中，虽然改变水的理化性质的技术非常之多。主要包括以下几种类型：1)通过外加磁场及电磁波改变水分子的理化性质(US005711950A，生物化学与生物物理进展，1991，18，237)；2)通过外加电场及高温破坏水分子间的非共价键作用，从而实现改性水的制备(CN104045121A)；3)通过改变外界压力，造成水中的空泡破裂形成，从而形成改性水。
也就是说对于利用液体空化技术来形成改性水的方法众多，但是本发明首次采用机械的方法对水进行改性，该设备不仅占地面积小，操作简单，而且采用本发明的设备改性过的水相对于现有技术的其他方法而言，稳定性比较高。
本发明的设备之所以能够达到改性水的效果与本发明的设备本身的结构以及运行机理是分不开的，该设备具体操作流程按照如下操作：
把水通过进水管进入压缩缸体内，并确保高压腔和卸压腔内的水注满的情况下，切割刀片进行高速旋转，并伴随着高速旋转的切割刀片，不断地把水从卸压腔吸入到高压腔内进行切割，挤压摩擦以及压缩，经过切割叶片切割，挤压摩擦以及压缩的部份水，经过出水管流出，还有经过切割的部分水经过回流孔回流到卸压腔内。在这回流过程中由于压力的瞬间释放，水产生了空化现象。
通过上述动作后之所以能够达到改性水的目的，具体原理为：改性水制备装置在操作过程中，叶片在旋转的过程中反复切割水体。叶片与水体发生切割作用的界面表面积极小，也就是说叶片切割水体的界面极其锋利。而叶片的转速非常快。因此叶片的线速度，尤其是远离轴承端的线速度极快。在锋利的叶片快速切割水体的过程中，在叶片前端会产生局部高压而使局部水体被压缩，此外叶片与水体间的剧烈摩擦同时会产生局部高温。这样的局部高温甚至会造成水体的局部爆沸(在操作过程中常可听到腔体内由于爆沸产生的***声，属于正常现象)。位于叶片前端的水体在经历过局部的高温高压之后，会被迅速推离叶片前端，恢复正常压力，并与周围水体发生热交换。高温可以降低水体中的氢键数量(J.Am.Chem.Soc.1997,119,3811–3817.)，高压亦可对水分子间的氢键作用产生影响(Chem.Sci.2012,3,1455–1460)。此外，由于水体局部爆沸而产生的声能冲击波也被认为可以破坏水分子间的氢键作用。而高温和爆沸有可能使水中的二氧化碳溢出。综上，局部高温、高压、爆沸的条件的综合作用使得采用本设备改性过的水具有pH增高、电导率降低等独特的理化性质。改性水的独特性质可以在不添加稳定剂的情况下保持数月之久。
进一步地，从所述回流孔回流的回流量要大于所述出水管流出的出水量，更优选地为回流量为所述出水量的1.8倍以上，挤压摩擦以及压缩的部份水，经过回流孔回流到卸压腔内。在这回流过程中由于压力的瞬间释放，水产生了空化现象，因此要保证一定的回流量能够保证该设备的正常运行。
进一步地，所述高压腔与所述卸压腔的体积比为1：(2.3-2.5)之间。
进一步地，所述切割刀片连接有驱动装置，所述驱动装置包括电机、连接器，所述电机与所述连接器连接，所述连接器伸入到所述压缩缸体内与所述切割刀片连接。驱动装置可以驱动切割刀片，并带动切割刀片进行高速旋转，驱动电机最好为交流电机，切割刀片动作时的切割线速度在30m/s之上即可满足正常要求。
此外，切割刀片的旋转角度控制在63度之下，更优地为61-63度之间。
进一步地，还包括储水箱，储水箱与进水管连接，进水管上设置有阀门以及温度传感器，阀门可以控制流量，温度传感器实时的对从储水箱中流出的水温进行检测。
更进一步地，阀门靠近储水箱的一侧设置，温度传感器靠近卸压腔的一侧设置。
进一步地，所述出水管上设置有压力调节器、压力表以及温度传感器，对改性后的水的压力进行调节与检测，并进行实时检测温度。
进一步地，所述压缩缸体的顶部设置有放气阀，以起到保护作用。
进一步地，还包括用于控制动作的智能电气控制***，以控制这个设备进行动作。
本发明还提供了一种包含上述改变水理化性质的设备的***，该***在酵母菌发酵、植物培养方面的应用。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明的改变水理化性质的设备，使用简单易行的操作方法，以自来水、泉水等未经严格纯化的水或纯净水为原料，通过机械加工作用，制备在常温常压下可以较为稳定存在的改性水，该改性水具有pH增高、电导率较高的独特性质，并且可以在不加稳定剂的前提下保持数月之久，依然能够稳定存在，因此这种设备值得广泛推广应用，能够创造巨大的经济效益；
(2)本发明所提供的***具有很广泛的应用，对植物生长、酵母菌生长都有促进的作用，可以起到加强营养，促进生长的效果，因此扩大了该***的应用面，且应用效果良好。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例一提供的改变水理化性质的设备结构示意图；
图2为本发明实施例二提供的改变水理化性质的设备结构示意图；
图3为本发明实施例二提供的改变水理化性质的设备局部剖视结构图；
图4为本发明实施例二提供的改变水理化性质的切割刀片的具体结构图；
图5为自来水的17O NMR图谱；
图6为本发明实施例二提供的改变水理化性质的设备改性后水的17O NMR图谱；
图7为本发明实施例二提供的改变水理化性质的设备改性后水与原水的芘的溶解实验结果图；
图8为本发明实施例二提供的改变水理化性质的设备改性后水与原水的苯醚甲环唑的溶解实验结果图；
图9为本发明实施例二提供的改变水理化性质的设备改性后水与原水的全麦粉的溶解实验结果图。
附图标记：
1-压缩缸体；
101-高压腔； 102-卸压腔；103-切割刀片；104-回流孔；
2-进水管； 3-出水管；
4-电机； 5-连接器；
6-储水箱； 7-阀门；
8-温度传感器； 9-压力调节器；
10-压力表； 11-放气阀；
12-底座； 13-智能电气控制***。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，某些指示的方位或位置关系的词语，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。
作为第一种具体可实施的方案，具体参见图1，该实施例的改变水理化性质的设备具体包括：压缩缸体1，切割刀片103，压缩缸体1由高压腔101和卸压腔102组成，卸压腔的体积为高压腔体积的2倍，高压腔101和卸压腔102分隔壁上设置有回流孔104，原料水选择为浙江省台州市自来水。
卸压腔102连接有进水管2，所述高压腔101连接有出水管3；切割刀片103位于高压腔101内，用于将水从卸压腔102吸入到高压腔101内切割后，再出水管3流出，从而完成整个设备的动作，通过上述对水的处理后，可以达到改性后的水具有pH增高、电导率降低等独特的理化性质，本实施例中切割刀片动作时的切割线速度在30m/s，切割刀片的旋转角度为63度。
作为第二种具体可实施的方案，具体参加图2-4，该实施例中的设备还包括：电机4、连接器5、储水箱6、阀门7、温度传感器8、压力调节器9、压力表10、放气阀11、底座12以及智能电气控制***13。
该实施例中，切割刀片103与由电机4、连接器5组成的驱动装置进行连接，电机4与连接器5连接，连接器5伸入到压缩缸体1内与切割刀片103连接，电机的类型为伺服电动机。驱动装置可以驱动切割刀片，并带动切割刀片进行高速旋转，驱动电机最好为伺服电动机，切割刀片的切割线速度在40m/s，切割刀片的旋转角度为61度。
储水箱6与进水管2连接，并且进水管2上设置有阀门7以及温度传感器8，并且阀门7靠近储水箱的一侧设置，温度传感器8靠近卸压腔的一侧设置。
出水管3上设置有压力调节器9、温度传感器8以及压力表10，压缩缸体1的顶部设置放气阀11，以起到保护作用。
该实施例中的智能电气控制***13是控制这个设备进行动作的关键，并且设备的所有部件都集成在底座12上，使得整个设备更加稳定，本实施例未提及的结构与实施例1一致。
该实施例中的高压腔与卸压腔的体积比为1：2.3之间，回流孔的数量为4个，尤其在图2中，可以清晰的看到回流孔以及卸压腔的结构，需要保证回流孔回流的回流量要大于所述出水管流出的出水量。
该实施例的具体操作流程按照如下操作：
1)把水注入储水箱6内(建议用容量为1M3的储水箱为佳)直到最高水位，打开阀门7，把水通过进水管2进入压缩缸体1内(注意缸体内不能缺水)；
2)在压缩缸体1的高压腔101和卸压腔102内的水注满的情况下，按下智能电气控制***13的启动按扭，电机7启动，带动切割刀片103在高速旋转下(切割线速度30m/s)。切割刀片103的高速旋转不断地把水从卸压腔102吸入到高压腔101内进行切割(切割刀片的具体结构可以清晰的从图3中看到)，挤压摩擦以及压缩，调节流量调节阀，使压压力调节器12显示压力在5.1公斤/cm2，此时的流量在5M3/h；
3)经过切割叶片103切割，挤压摩擦以及压缩的部份水，经过流量调节阀，出水管3回流到储水箱6内。经过切割刀片103切割，挤压摩擦以及压缩的部份水，经过回流孔104回流到卸压腔102内，在这回流过程中由于压力的瞬间释放，水产生了空化现象。
水在上述设备中经过7次循环加工。
值得说明的是，水在上述设备中加工的次数并没有确切限制，1次以上均可，较优地是控制在7次左右。
作为第三种具体可实施的方案，其他结构与实施例二一致，只是切割刀片的切割线速度40m/s，高压腔与卸压腔的体积比为1：2.5之间，回流孔的数量为6个，回流孔回流的回流量要为出水管流出的出水量的1.8倍以上。
上述各个实施例中的改性水的原料还可以选择自来水、泉水等未经纯化处理的水，也可以使用经反渗透处理或多次蒸馏处理的纯净水为起始原料，并没有特别限制。
利用上述设备生产的改性水具有以下相比起始原料在以下某一方面或某几方面发生了改变：pH、电导率、表面张力、密度、FTIR图谱、17O NMR谱图。其中pH值通常升高0.15-0.35，优选为0.2；电导率数值通常降低15-30us/cm，优选为20us/cm；表面张力通常降低3-8mN/m，优选为5mN/m。17O NMR图谱中峰宽通常改变1-5Hz，优选为2Hz。
采用本发明第二种实施例的改性水与原水的各方面物理化学性质进行对比后，具体试验结果如下各图表所示。
表1 pH值
pH计为梅特勒FiveEasy Plus
表2电导率
| 被测样品 | 电导率us/cm |
| 实施例二设备改性水 | 102.1 |
| 原水 | 115.1 |
上海雷磁电导仪
表3表面张力
上海中晨JK99B型全自动张力仪
图5-6分别为自来水以及采用本发明实施例二设备改性水的17O NMR图谱。
将采用本发明实施例一、三的设备改性过的水进行测试也能得到上述相同的结果。
下面将采用本发明实施例二的设备处理过的水进行一系列的试验以测试其应用效果。
1、有机物溶解、抗生素溶解实验
检测有机物在原水和改性水中溶解速率的差异。研究对象主要为三种苯环类有机物(萘，菲，芘)和三种抗生素(四环素，红霉素，磺胺)。使用原水和本发明实施例二设备改性过的水在烧杯中溶解有机类物质，五组平行，振荡，每组测定时间0，2.5，5，7.5，10，15，20min，通过建立不同研究对象的标准曲线，从而得到溶解实验结果，其中芘的溶解实验结果如图7所示，经过试验发现其他有机物以及抗生素也呈现相应的趋势，最后得到结论：三种典型有机物(萘，菲，芘)在改性水中的溶解量略大于在原水中的溶解量，三种典型抗生素(四环素，红霉素，磺胺)在改性水中的溶解量大于在原水中的溶解量。
2、农药溶解实验
检测农药在原水和改性水中溶解速率的差异。研究对象主要为四种农药(噻虫嗪，苯醚甲环唑，功夫菊酯)。使用原水和改性水在烧杯中溶解有机类物质，五组平行，振荡，每组测定时间0，2.5，5，7.5，10，15，20分钟，通过建立不同研究对象的标准曲线，从而得到溶解实验结果。其中苯醚甲环唑的溶解实验结果如图8所示，经过试验发现其他农药溶解也呈现出相同的实验结果，最后得到结论：噻虫嗪，苯醚甲环唑，功夫菊酯在改性水中的溶解量大于在原水中的溶解量。
3、将采用本发明实施例二的设备改性过的水与原水的元素含量进行测定，主要使用ICP-OES进行测定，建立标准曲线，得到结果如下：
表4元素测定结果
4、检测奶粉溶解度
研究对象主要为两种奶粉(雅培牌奶粉，中老年高钙奶粉)；三种面粉类(面粉，蛋糕粉，全麦粉)。使用原水和改性水在烧杯中溶解有机类物质，五组平行，振荡，每组测定时间0，2.5,5,7.5,10,15,20分钟，通过建立不同研究对象的标准曲线，从而得到溶解实验结果。其中，全麦粉溶解的实验结果如图9所示，其他粉体类也呈现出相同的试验结果，由实验结果可知，三种面粉类(面粉，蛋糕粉，全麦粉)以及雅培奶粉在改性水中的溶解量大于在原水中的溶解量。
5、水培植物实验
检测本发明实施例二处理过的改性水对植物生长的影响。研究对象主要为蔬菜类植物(油麦菜和生菜)。使用原水和改性水在培养皿中以水为基质培养植物，五组平行，每天灌溉2毫升，每5天测定一次植物的叶片和株高，每组测定时间5，10，15，20，25，30天。
表5油菜的生长情况
| 第一组 | 第二组 | 第三组 | 第四组 | 第五组 | |
| 改性水培养5天后 | 1.2cm | 1.3cm | 1.1cm | 1.2cm | 1.2cm |
| 原水培养5天后 | 1.3cm | 1.1cm | 1.2cm | 0.6cm | 1.2cm |
| 改性水培养10天后 | 3.1cm | 3.2cm | 3.1cm | 3.0cm | 3.3cm |
| 原水培养10天后 | 2.8cm | 3.3cm | 2.9cm | 3.1cm | 2.8cm |
| 改性水培养15天后 | 6.3cm | 6.4cm | 6.3cm | 6.2cm | 6.2cm |
| 原水培养15天后 | 5.5cm | 5.4cm | 5.6cm | 5.3cm | 5.6cm |
| 改性水培养18天后 | 10.6cm | 10.3cm | 10.1cm | 10.5cm | 10.6cm |
| 原水培养18天后 | 8.6cm | 8.4cm | 8.7cm | 8.5cm | 8.4cm |
| 改性水培养21天后 | 14.6cm | 14.9cm | 14.8cm | 14.4cm | 14.5cm |
| 原水培养21天后 | 11.6cm | 11.8cm | 11.5cm | 12.0cm | 12.1cm |
| 改性水培养24天后 | 18.5cm | 18.6cm | 18.4cm | 18.2cm | 18.7cm |
| 原水培养24天后 | 15.6cm | 15.9cm | 16.2cm | 15.8cm | 16.1cm |
如果将油菜采用土培的情况下也会呈现出相同的实验结果。此外，如果将生菜进行土培、水培也会呈现出相同的实验结果。
6、改性水在酵母菌发酵工艺中的潜在应用
水分子的团簇结构会影响其理化性质，改变水的渗透能力，甚至会改变生物大分子的构象及功能。水分子的团簇结构对细胞生长的影响曾被多次报道。酵母菌在面包工业、酿酒工业等领域有广泛应用。利用本专利所述方法制备的改性水相比未被处理过的水具有明显的促进酵母菌生长的作用。这一作用已被如下实验室酵母菌培养实验以及工业界面包生产实验所证实、
A)酵母菌培养实验：
培养基：LB培养基(g/L):胰蛋白胨10g,酵母粉5g，NaCl 10g，50ml大豆提取液，调pH至7.0。(参考文献：肖波，一种高效的酵母菌培基的设计，2005年，生物技术)超市购买安琪高活性酵母干粉，将酵母干粉加入到LB培养基中，置于30℃，200转/分钟摇床培养活化48小时。将提前活化的菌液(10uL)加入到5mL不同水配制的培养基中，置于30℃，200转/分钟摇床培养48小时。测量600纳米波长下的吸光度，观察菌落生长速率。北京普析通用仪器有限责任公司TU1900双光束紫外可见分光光度计，具体结果见下表6。
表6酵母菌培养结果
B)改性水对细菌生长的影响：
的研究方法：土壤根癌杆菌ABM(AB minimal media)基本培养基：(三种水分别配制培养基)20×盐溶液(1L)：NH4Cl 20g，KCl 3g，MgSO4·7H2O 6g，CaCl2.2H2O 0.2g，FeSO4·7H2O 0.06g，蒸馏水900mL，搅拌溶解后调节pH＝7.2，蒸馏水定容；20×缓冲液(1L)：KH2PO423g，K2HPO4 60g，蒸馏水900mL，搅拌溶解后调节pH＝7.2，蒸馏水定容；10％甘露醇(500mL)；液体ABM培养基：无菌水88mL，20×盐溶液5mL，20×缓冲液5mL，10％甘露醇2mL；检测方法：细菌加入ABM培养基，于28℃，200rpm摇床至生长对数期约24个小时，测定OD600值，比较细菌浓度差异。分光光度计为：北京普析通用仪器有限责任公司TU1900双光束紫外可见分光光度计，具体结果见下表7，结果分析：改性水对土壤根癌杆菌的生长有较明显的促进作用。
表7土壤根癌杆菌培养结果
将采用本发明实施例一、三的设备改性过的水进行上述实验也能得到上述相同的结果。
尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，在不背离本发明的精神和范围的情况下可以作出许多其它的更改和修改。因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。
Claims (13)
1.一种改变水理化性质的设备，其特征在于，包括：压缩缸体，切割刀片，所述压缩缸体由高压腔和卸压腔组成，所述压缩缸体的高压腔和卸压腔分隔壁上设置有回流孔，回流孔的数量为4-6个；
所述卸压腔连接有进水管，所述高压腔连接有出水管；所述切割刀片位于所述高压腔内，用于将水从卸压腔吸入到高压腔内切割后从所述出水管流出；所述切割刀片的切割线速度在30m/s之上，经过切割的部分水经过回流孔回流到卸压腔内，在这回流过程中由于压力的瞬间释放，水产生了空化现象；
所述卸压腔的体积为所述高压腔体积的2倍以上；
从所述回流孔回流的回流量要大于所述出水管流出的出水量。
2.根据权利要求1所述的改变水理化性质的设备，其特征在于，回流量为所述出水量的1.8倍以上。
3.根据权利要求1所述的改变水理化性质的设备，其特征在于，所述高压腔与所述卸压腔的体积比为1：（2.3-2.5）之间。
4.根据权利要求1所述的改变水理化性质的设备，其特征在于，所述切割刀片连接有驱动装置，所述驱动装置包括电机、连接器，所述电机与所述连接器连接，所述连接器伸入到所述压缩缸体内与所述切割刀片连接。
5.根据权利要求4所述的改变水理化性质的设备，其特征在于，所述电机为交流电机。
6.根据权利要求1所述的改变水理化性质的设备，其特征在于，所述切割刀片的旋转角度控制在63度之下。
7.根据权利要求6所述的改变水理化性质的设备，其特征在于，所述切割刀片的旋转角度为61-63度之间。
8.根据权利要求1所述的改变水理化性质的设备，其特征在于，还包括储水箱，所述储水箱与所述进水管连接，所述进水管上设置有阀门以及温度传感器。
9.根据权利要求8所述的改变水理化性质的设备，其特征在于，所述阀门靠近所述储水箱的一侧设置，所述温度传感器靠近所述卸压腔的一侧设置。
10.根据权利要求1所述的改变水理化性质的设备，其特征在于，所述出水管上设置有压力调节器、压力表以及温度传感器。
11.根据权利要求1所述的改变水理化性质的设备，其特征在于，所述压缩缸体的顶部设置有放气阀。
12.根据权利要求1所述的改变水理化性质的设备，其特征在于，还包括用于控制动作的智能电气控制***。
13.权利要求1-12任一项所述的改变水理化性质的设备在酵母菌发酵和/或植物培养方面的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810251012.XA CN108178234B (zh) | 2018-03-26 | 2018-03-26 | 一种改变水理化性质的设备及包含该设备的*** |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810251012.XA CN108178234B (zh) | 2018-03-26 | 2018-03-26 | 一种改变水理化性质的设备及包含该设备的*** |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108178234A CN108178234A (zh) | 2018-06-19 |
| CN108178234B true CN108178234B (zh) | 2024-04-19 |
Family
ID=62553739
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810251012.XA Active CN108178234B (zh) | 2018-03-26 | 2018-03-26 | 一种改变水理化性质的设备及包含该设备的*** |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108178234B (zh) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2509173Y (zh) * | 2001-11-19 | 2002-09-04 | 高宗泽 | 一种小分子水粉碎机 |
| CN201731673U (zh) * | 2010-08-23 | 2011-02-02 | 孙以川 | 液体热能循环*** |
| CN107335353A (zh) * | 2017-08-01 | 2017-11-10 | 马杰 | 一种小分子纳米还原高浓度富氢饮用水的制备装置和制备方法 |
| CN211470855U (zh) * | 2018-03-26 | 2020-09-11 | 上海瀑润科技发展有限公司 | 一种改变水理化性质的设备及包含该设备的*** |
-
2018
- 2018-03-26 CN CN201810251012.XA patent/CN108178234B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2509173Y (zh) * | 2001-11-19 | 2002-09-04 | 高宗泽 | 一种小分子水粉碎机 |
| CN201731673U (zh) * | 2010-08-23 | 2011-02-02 | 孙以川 | 液体热能循环*** |
| CN107335353A (zh) * | 2017-08-01 | 2017-11-10 | 马杰 | 一种小分子纳米还原高浓度富氢饮用水的制备装置和制备方法 |
| CN211470855U (zh) * | 2018-03-26 | 2020-09-11 | 上海瀑润科技发展有限公司 | 一种改变水理化性质的设备及包含该设备的*** |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN108178234A (zh) | 2018-06-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Ahmed et al. | Influences of air, oxygen, nitrogen, and carbon dioxide nanobubbles on seed germination and plant growth | |
| Zahan et al. | Monitoring the effect of pH on bacterial cellulose production and Acetobacter xylinum 0416 growth in a rotary discs reactor | |
| CA2667634C (en) | Mixing device and output fluids of same | |
| EP2917333B1 (en) | Methods of culturing microorganisms in non-axenic mixotrophic conditions and controlling bacterial contamination in the cultures using acetate and / or oxidizing agents | |
| BR112019013777A2 (pt) | sistemas e métodos de fermentação | |
| CN108178234B (zh) | 一种改变水理化性质的设备及包含该设备的*** | |
| CN211470855U (zh) | 一种改变水理化性质的设备及包含该设备的*** | |
| EP1417325A2 (en) | Process for the production of scleroglucan | |
| CN108358254B (zh) | 一种改性水及其改性方法、应用 | |
| Sunkar et al. | Endophytes as potential nanofactories | |
| Zheng et al. | Foam fractionation for the concentration of exopolysaccharides produced by repeated batch fermentation of Cordyceps militaris | |
| Xu et al. | The effects of jet cavitation on the growth of Microcystis aeruginosa | |
| CN106754561A (zh) | 一种嗜盐玫瑰色库克菌菌株及其应用 | |
| AU2014200893B2 (en) | Mixing device and output fluids of same | |
| Ferreira et al. | Culturing strategy for producing levan by upcycling oil produced water effluent as base medium for Zymomonas mobilis | |
| Jeong et al. | Effect of pH on the foam fractionation of Mimosa pudica L. seed proteins | |
| CA2881274C (en) | Mixing device and output fluids of same | |
| Zhang et al. | β-Cyclodextrin and ultrasound-assisted enzyme renaturation for foam fractionation of laccase from fermentation broth of Trametes hirsuta 18 | |
| CN105176829B (zh) | 一株马利亚霉菌在还原Se(IV)合成硒纳米颗粒中的应用 | |
| Ma et al. | High-Efficiency Extraction of Pantoea alhagi Exopolysaccharides Driven by pH-Related Changes in the Envelope Structure | |
| JP4347177B2 (ja) | エチレンの生成方法およびその装置 | |
| Malahlela et al. | Micro-nano bubble water technology: Sustainable solution for the postharvest quality and safety management of fresh fruits and vegetables–A review | |
| Shabaa et al. | Synthesis of Nano-Silver Using the Fruit Extract of Jerusalem Artichoke Plant and Its Use as an Antibiotic | |
| RU2208634C1 (ru) | ШТАММ Rhodobacter antonii-ПРОДУЦЕНТ ЭКЗОПОЛИСАХАРИДА | |
| WO2010054455A1 (pt) | Processo industrial contínuo para produção de células reativadas de xanthomonas campestris |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |