CN109354272A - 一种生产沏茶专用水的装置及工艺 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种生产沏茶专用水的装置及工艺，属于水处理技术领域。所述装置包括原水箱、一级纳滤单元、二级纳滤单元、储水箱、四个逐级电解单元、成品水箱。本发明的沏茶专用水不含任何对人体有毒、有害及有异味的物质，水中溶解性总固体为80～170mg/L，低于市面上的优质矿泉水(300～600mg/L)；既保留了泉水中有利于人体健康的有益矿物质，如每mg/L钾≥3.0，偏硅酸≥30.0，锶≥0.06等，同时，又将沏茶中限制和影响茶汤口感、色泽及茶叶中单宁酸、果胶、茶多酚的释放的溴酸盐、硝酸盐、硝酸盐及钙、铁、镁等物质的含量大幅度降低和减少，pH值为6.7‑7.6，呈弱碱性；水分子团小为3‑6个，17氧核磁共振谱线值为60‑80HZ，以解决现有商品水无法更好地满足茶叶沏泡的问题。

Description

一种生产沏茶专用水的装置及工艺

技术领域

本发明实施例涉及水处理技术领域，具体涉及一种生产沏茶专用水的装置及工艺。

背景技术

古人说，器为茶之父，水为茶之母。明代许次纾在《茶疏》中说：“精茗蕴香，借水而发，无水不可与论茶也。”清人张大复在《梅花草堂笔谈》中说：“茶性必发于水，八分之茶，遇十分之水，茶亦十分矣；八分之水，试十分之茶，茶只八分耳。”可见沏茶专用水非常重要。

目前，市场上的商品水主要有矿泉水和纯净水，其中，矿泉水是采自地下深层流经岩石并经过一定处理(例如，超滤)的饮用水，以含有一定的矿物质和微量元素为显著特征，对人体新陈代谢有益。矿泉水一般加热至70℃为宜，否则水中矿物质易从水中析出而发生沉淀。沏茶时水温一般在80℃以上，矿泉水在这个温度时水中的矿物质几乎全部消失，甚至产生有害物质，所以矿泉水只适合“冷饮”，而不适合长期沏茶饮用。矿泉水泡茶会使茶水颜色变深，因为茶叶含有一定量的蛋白质，茶多酚等成分，它们易与矿泉水中的钙、镁、铁等络合形成了混浊物和沉淀物，影响茶水浊度。水中铁离子氧化，置换茶叶的单宁酸和茶多酚，把无色的羧基转变为有色的碳基，从而加深了茶水的色度，呈棕褐色，不仅影响感官，更影响口感。

纯净水是以符合生活饮用水卫生标准的水为水源，采用蒸馏法、电解法、逆渗透法及其他适当的加工方法制得，纯度很高，不含任何添加物，可直接饮用的软水。虽然水中存在的有害物质或微量元素全部过滤掉，但对人体有益物质或元素也同时被过滤掉，变成“纯水”。研究表明，适度的矿物质含量能有效提升茶叶浸出率，纯净水不能使茶叶的滋味得到最大的发挥，这势必降低沏茶时的汤色及口感。

目前，无论是矿泉水，还是纯净水均采用臭氧(O₃)杀菌。虽然臭氧几乎对所有细菌、病毒、真菌及原虫、卵囊都具有明显的灭活效果，但经臭氧杀菌的水冲泡茶叶时，会与茶叶中的多酚类物质产生反应，进而影响茶汤甘香的品质。因此，现有工艺生产的矿泉水、纯净水均不是沏茶专用水的首先之品。

现有生产工艺得到的商品水的无法更好地满足茶叶的沏泡，相对于严格沏茶专用水的高标准要求，只能勉强算是可以冲泡。

发明内容

为此，本发明实施例提供一种生产沏茶专用水的装置及工艺，以解决现有商品水无法更好地、完美地满足茶叶沏泡的问题。

为了实现上述目的，本发明的实施方式提供如下三个方面的技术方案：

1、在本发明的实施方式的第一方面中，提供了一种生产沏茶专用水的装置，所述装置包括原水箱、一级纳滤单元、二级纳滤单元、储水箱、四级电解单元、成品水箱，一级纳滤单元的进水口与原水箱的出水口相连，一级纳滤单元的清液出水口与二级纳滤单元的进水口相连，二级纳滤单元的清液出水口通过储水箱与四级电解单元的进水口相连，四级电解单元的出水口与成品水箱的进水口相连，一级纳滤单元的浓液出口与二级纳滤单元的浓液出口均通过管道输出，所述输出用于工业用水。

进一步地，所述一级纳滤单元包括连通的第一加压泵和一级纳滤膜组件。

进一步地，所述二级纳滤单元包括连通的第二加压泵和二级纳滤膜组件。

进一步地，所述四级电解单元包括连通的第三加压泵、第一电解单元、第二电解单元、第三电解单元、第四电解单元。

进一步地，所述一级纳滤膜组件为卷式有机纳滤膜，其滤膜孔径为0.002～0.1微米。

所述二级纳滤膜组件为卷式有机纳滤膜，其滤膜孔径为0.001～0.002微米。

2、在本发明的实施方式的第二方面中，提供了一种生产沏茶专用水的工艺，所述工艺包括以下步骤：

1)对原水进行一级纳滤处理，以去除原水中的杂质；

2)对步骤1)得到的清液进行二级纳滤处理，去除大部分金属离子，如锰、铅、镁等，以降低水的硬度，同时降低影响水的口感及沏茶汤色的物质，例如溴酸盐、硝酸盐、绷酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐及钙、铁等物质的含量；

3)对步骤2)得到的清液依次进行一级电解、二级电解、三级电解、四级电解，最终得到用于沏茶的成品水。

在本发明的一个实施例中，步骤3)中，一级电解用于将步骤2)得到的清液转化成碱性电解还原水；二级电解用于调整水的pH值，转化成pH值为6.7-7.6的弱碱性水；三级电解用于逆转水的电位值，由正电位值(200～500mv)转化成负电位值(-150～-350mv)的水；四级电解用于改变水的分子团结构，将分子团个数为10-15个的大分子团子水，转化成分子团个数为3-6的小分子团水。

在本发明的一个实施例中，所述原水选用岩隙泉水，岩隙泉水是经过地下500米以下岩石层深度过滤的泉水，10年以上观测其流量未有明显变化，未经过任何污染，常年水温在7-8度之间，PH值常年稳定，取出后人体可直接饮用的泉水，岩隙泉水取出化验即符合《国家生活饮用水标准》。

3、在本发明的实施方式的第三方面中，提供了一种由上述工艺生产的沏茶专用水。

根据本发明的实施方式，本发明具有如下优点：

(1)原水先后通过两次纳滤、四次电解处理工艺，生产的沏茶专用水不含任何对人体有毒、有害及有异味的物质(尤其是重金属和有机物)，水中溶解性总固体为80～170mg/L，低于市面上的优质矿泉水(300～600mg/L)；既保留了泉水中有利于人体健康的有益矿物质，如每mg/L钾≥3.0，偏硅酸≥30.0，锶≥0.06等，同时，又将沏茶中限制和影响茶汤口感、色泽及茶叶中单宁酸、果胶、茶多酚的释放的溴酸盐、硝酸盐、硝酸盐及钙、铁、镁等物质的含量大幅度降低和减少，pH值为6.7-7.6，呈弱碱性；水分子团个数为3-6个，17氧核磁共振(17O-NMR)谱线值为60-80HZ。长期饮用本发明的沏茶专用水，可改善消化不良、胃酸过多、腹泻等症，促进新陈代谢及排尿，对肾脏病及心血管病患者均有益；降低尿酸值；糖尿病、肥胖者饮用，可降低血糖及洗去血脂质；水分子团小，渗透力强，溶氧性高，能消除自由基，具有防止疾病、增强体质作用。

(2)本发明的沏茶专用水在冲泡茶叶的过程中，可以充分将茶叶中含有的单宁酸、果胶、茶多酚等多种物质激发出来，激发量高达90％以上，比矿泉水、饮用水冲泡高出数倍。并且茶汤颜色纯正，味道香醇，长期饮用在改善病症方面具有很好的作用。

(3)本发明的工艺操作方便、适宜批量生产、易于推广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对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，下面描述中的附图仅仅是示例性的，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，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本发明一实施例提供的一种生产沏茶专用水的装置的结构示意图。

图中：1原水箱、2一级纳滤单元、21第一加压泵、22一级纳滤膜组件、3二级纳滤单元、31第二加压泵、32二级纳滤膜组件、4储水箱、5四级电解单元、51第三加压泵、51第一电解单元、52第二电解单元、53第三电解单元、54第四电解单元、6成品水箱、7一级纳滤单元的进水口、8一级纳滤单元的清液出水口、9二级纳滤单元的进水口、10二级纳滤单元的清液出水口、11四级电解单元的进水口、12四级电解单元的出水口、13一级纳滤单元的浓液出口、14二级纳滤单元的浓液出口。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，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。

本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

实施例1

本实施例用于说明本发明生产沏茶专用水的装置的结构。如图1所示，该装置包括原水箱1、一级纳滤单元2、二级纳滤单元3、储水箱4、四级电解单元5、成品水箱6，其中，一级纳滤单元2的进水口7与原水箱的出水口相连，一级纳滤单元2的清液出水口8与二级纳滤单元3的进水口9相连，二级纳滤单元的清液出水口10通过储水箱4与四级电解单元5的进水口11相连，四级电解单元的出水口12与成品水箱的进水口相连，一级纳滤单元的浓液出口13与二级纳滤单元的浓液出口14均通过管道输出，该输出用于工业用水。

一级纳滤单元2包括连通的第一加压泵21和一级纳滤膜组件22，其中，一级纳滤膜组件22为卷式有机纳滤膜，其孔径为0.002～0.1微米，能有效去除水中存在的杂质，例如胶体、蛋白质、微生物和大分子有机物具有较高的脱除率，同时允许小分子有机物和溶解性固体通过。原水流经一级纳滤单元分离得到浓液和清液，浓液排出用于工业用水，清液进入二级纳滤单元进行下一步处理。

二级纳滤单元3包括连通的第二加压泵31和二级纳滤膜组件32，其中，二级纳滤膜组件32为卷式有机纳滤膜，其孔径为0.001～0.002微米，截留有机物的分子量为200～400D，截留溶解性盐的能力为20～98％，能有效脱除水中存在的Ca、Mg离子等硬度成分、三卤甲烷中间等物质。一级纳滤单元的清液流经二级纳滤单元分离得到浓液和清液(净水)，浓液排出用于工业用水，清液进入四级电解单元进行下一步处理。

四级电解单元5包括连通的第三加压泵51、第一电解单元52、第二电解单元53、第三电解单元54、第四电解单元55以及总体的控制电器等部分组成。四级电解单元是连续性电解，其中，一级电解单元采用电生电解膜分离技术，二级电解单元是电磁化装置，三级电解单元是电解活化槽，四级电解单元是电分离组合器。本实施例使用的四级电解单元型号为FX-RJ-10T，产自山东烟台，额定功率为50HZ，供水量为10000(L/H)。

电解法是不添加任何化学物质的一种绿色处理水的方法。本发明通过电解法控制水中物质的含量，达到增加水的活力的目的，具体过程如下：

原水经两次纳滤处理得到的净水进入第一电解单元52，在电生离子交换时，根据同性相斥异性相吸的原理，带有负电位的氯、磷酸、硫酸、硝酸等阴离子汇集到阳极成为带有(+)电位的酸性氧化水排掉，而水中游离的钙、镁、钾、钠等阳离子汇集到阴极成碱性电解还原水进入第二电解单元，碱性电解还原水中对人体有益的微量元素含量增加，且均以离子形态存在，更加适应人体吸收。

碱性电解还原水的pH范围为7.0-10.0，而人体体液pH为7.35-7.45之间，为了符合人体弱碱性环境的需要，需要将碱性电解还原水调整成弱碱性水。弱碱水的主要产生方式有两种，一种是通过电解原理产生，具有安全、可靠、有效的特点。另一种是通过碱性添加剂，如各种矿化石、碱性球、电气石等物质。本实施例中，碱性电解还原水进入第二电解单元53进行电解，转化成pH为6.7-7.6的弱碱性水，不仅符合人体弱碱性环境的需要，同时能中和体内各种酸性代谢物，防止体质酸性化，消除多种疾病隐患。

研究表明，过氧化物自由基是促使人体衰老，产生疾病的主要原因，负电位水可以清除体内过氧化物，具有防病抗衰老作用。本实施例中，原水的电位值一般为200-500mv，流经第三电解单元54调节水的电位值使其逆转为-150～-350mv为负电位，可清除人体70％的自由基。

负电位水进一步流经第四电解单元55，使水的有益矿物质，如偏硅酸、锶等以富氧的离子形态存在，同时使水中原来的分子团由原来的15个大分子团在电生离子交换的过程中被打开，组合成分子团个数为3-6的小分子团水。这种小分子团水与人体细胞内外的水分子数很接近，所以人体易于吸收，易于与人体细胞内外的水进行交换，在水交换的过程中将潜伏在细胞内的有害元素结合并随水被排除体外，增强了溶解力与渗透力，促进人体的新陈代谢。

实施例2

本实施例用于说明本发明的生产沏茶专用水的工艺。沏茶专用水自古以来是泉水为上，所以本工艺选择符合《国家生活饮用水标准》的岩隙泉水为原水。生产沏茶专用水的工艺包括以下步骤：

1)对原水进行一级纳滤处理，以去除原水中的杂质；

2)对步骤1)得到的清液进行二级纳滤处理，去除大部分金属离子以降低水的硬度，同时降低影响水的口感及沏茶汤色的物质的含量；

3)步骤2)得到的清液依次进行一级电解、二级电解、三级电极、四级电解，最终得到用于沏茶的成品水。其中，一级电解用于将步骤2)得到的清液转化成碱性电解还原水；二级电解用于调整水的pH值，转化成pH值为6.7-7.6的弱碱性水；三级电解用于逆转水的电位值，转化成电位为-150～-350mv的水；四级电解用于改变水的分子团结构，转化成分子团个数为3-6的小分子团水。

实施例3

本实施例用于说明本发明的应用效果。

岩隙泉水样品：取位于吉林省白山市中华村的桃源泉、位于吉林省白山市营林村的林海泉、位于吉林省白山市新立村的四方泉作为原水，分别采用上述实施例的装置及工艺进行处理，样品在不同处理阶段物质含量结果分别见表1、表2和表3。

其中，溶解性总固体表示水中各类物质总和，溴酸盐、硝酸盐及钙的含量影响水的口感、茶汤色泽及单宁酸、果胶、茶多酚的释放，PH值、负电位值、水的分子团影响人体的吸收及有害物质的吸附与排出。

表1

表2

表3

结果表明：1、经过两次纳滤处理，单位内mg/L溶解性总固体、溴酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐、锰、钙、镁均呈现出不同程度的大幅降低，远远低于国家安全饮水的正常含量的上限，使水的饮用更加安全，一些矿物质含量的降低不仅有利于茶水的冲泡，会使茶汤色泽更加趋于本色，更有利于茶中有益物质的释出。2、通过四次电解处理，PH值、负电位值、水的分子团结构也发生有利于人体吸收的变化，使水本身具有了更多的、促进人体健康的功能性。3、通过二次纳滤和四次电解，偏硅酸、钾等有益于人体的矿物质，又对茶叶起到有益作用的物质含量基本没有任何变化，又呈现出离子的状态，更利于人体的吸收。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种生产沏茶专用水的装置，其特征在于，所述装置包括原水箱(1)、一级纳滤单元(2)、二级纳滤单元(3)、储水箱(4)、四级电解单元(5)、成品水箱(6)，一级纳滤单元(2)的进水口(7)与原水箱(1)的出水口相连，一级纳滤单元(2)的清液出水口(8)与二级纳滤单元(3)的进水口(9)相连，二级纳滤单元(3)的清液出水口(10)通过储水箱(4)与四级电解单元(5)的进水口(11)相连，四级电解单元(5)的出水口(12)与成品水箱(6)的进水口相连，一级纳滤单元(2)的浓液出口(13)与二级纳滤单元(3)的浓液出口(14)均通过管道输出，所述输出用于工业用水。

2.根据权利要求1所述的生产沏茶专用水的装置，其特征在于，所述一级纳滤单元(2)包括连通的第一加压泵(21)和一级纳滤膜组件(22)。

3.根据权利要求1所述的生产沏茶专用水的装置，其特征在于，所述二级纳滤单元(3)包括连通的第二加压泵(31)和二级纳滤膜组件(32)。

4.根据权利要求1所述的生产沏茶专用水的装置，其特征在于，所述四级电解单元(5)包括连通的第三加压泵(51)、第一电解单元(52)、第二电解单元(53)、第三电解单元(54)、第四电解单元(55)。

5.根据权利要求2所述的生产沏茶专用水的装置，其特征在于，所述一级纳滤膜组件(22)为卷式有机纳滤膜，其滤膜孔径为0.002～0.1微米。

6.根据权利要求3所述的生产沏茶专用水的装置，其特征在于，所述二级纳滤膜组件(32)为卷式有机纳滤膜，其滤膜孔径为0.001～0.002微米。

7.一种生产沏茶专用水的工艺，其特征在于，所述工艺包括以下步骤：

1)对原水进行一级纳滤处理，以去除原水中的杂质；

2)对步骤1)得到的清液进行二级纳滤处理，去除大部分金属离子以降低水的硬度，同时降低影响水的口感及沏茶汤色的物质的含量；

3)对步骤2)得到的清液依次进行一级电解、二级电解、三级电解、四级电解，最终得到用于沏茶的成品水。

8.根据权利要求7所述的生产沏茶专用水的工艺，其特征在于，步骤3)中，一级电解用于将步骤2)得到的清液转化成碱性电解还原水；二级电解用于调整水的pH值，转化成pH值为6.7-7.6的弱碱性水；三级电解用于逆转水的电位值，由正电位值(200～500mv)转化成负电位值(-150～-350mv)的水；四级电解用于改变水的分子团结构，将分子团个数为10-15个的大分子团子水，转化成分子团个数为3-6的小分子团水。

9.根据权利要求7所述的生产沏茶专用水的工艺，其特征在于，所述原水为符合《国家生活饮用水标准》的岩隙泉水。

10.一种由权利要求7-9任一所述的工艺生产的沏茶专用水。