礦物溶出物質和其制法及所用的礦物溶出物質的結構體的制作方法

專利名稱：礦物溶出物質和其制法及所用的礦物溶出物質的結構體的制作方法
技術領域：
本發明涉及飲用水用的礦物溶出物質，更具體地說是涉及以花崗石作原料的飲用水用的礦物溶出物質及其制造方法，以及所用礦物溶出物質的結構體。
對于常喝飲用水的人來說，最重要的是，通過水吸收適量的在生物化學機理上人體所必需的各種礦物質。
直到最近，由于環境污染而導致水的嚴重污染，一般是利用反滲透壓使其通過半透膜而制成如蒸餾水那樣的水供人飲用。但是，人所公知，蒸餾水作為飲用水是不適宜的。也就是，純水是無色和無臭的液體，有時會由于對其保持措施而具有對人體發熱的有害物質，當將其置于空氣中時，由于吸收二氧化碳而呈弱酸性(參照日本化學大事典Vol.4，P.823，1979)。而且，經過高壓、蒸汽滅菌的蒸餾水叫做滅菌蒸餾水，這種蒸餾水在藥典上按規定只用于無菌試驗。滅菌蒸餾水用于點眼液、注射用液，此外用于各種醫藥品的制備、作為標準溶液的配制劑以及用于各種試驗中。
與之相反，人們所喜好的飲用生水是溶解有某些如鈣、鎂和碳酸鹽那樣的無機物和礦物質的水，因此能感到有爽口的味道[參照原色科學大事典，Vol.4.p.401(1971)]。根據核磁共振(NMR)法分析，在飲用生水中完全溶解有維持生命所必需的Ca、Mg、Na、K和作為微量元素的Fe、Ti、Zn、Mn等共15種元素，它們為使各種營養素順利地被細胞的原生質膜吸收而起調節作用。已知這些水分子形成小晶形(crysto)的穩定六角形的結構[參見環境工學重曹研究所，p.14，21]，將維生素C溶解于微細晶形結構中并吸收，通過滲透壓的測定證實其吸收率高的現象。
因此，為了保持人體內的蛋白質和離子性物質間的平衡，含有適量礦物質的水是必要的。水中溶解的成分中，陽離子占其大部分，其中，鈣被人體吸收以助消化，形成骨和牙齒，維持肌肉和神經的活動，在出血時有助于血的凝固作用[參見《地下水學概論)》，博英社.p.14～31(1983)]。鎂的作用是維持腦和神經系統。鈣的體內吸收和鎂量不足時，可引起因這類元素不足而導致發育不全等癥狀[參見《極微量元素的營養》民音社。p.140～185，233，240(1984)]。要求鉀和鈉二者維持平衡地攝入人體。成人一天的攝入量是2～4克。鉀調節細胞內的滲透壓、調節肌肉和神經作用，當它和鈉平衡時可調節血壓。鈉調節細胞和細胞之間的滲透壓、維持水分的平衡，調節體液的PH，并調節肌肉和神經系統的興奮作用[參見《飲用水、水質管理指針書(保健社會部)》p.270～510(1991)]。鉀和鈉在體液中最理想的比例是K∶Na＝2∶1。當鐵在人體內吸收，并用于生成血液的血紅蛋白和肌紅蛋白，使血液中的氧得以運行。鋅是與人的成長和食欲、貧血、性器官的發育相關。此外，氯離子和陽離子結合則有助于細胞液的滲透作用和消化。硫酸離子對便秘的緩和和彈性以及皮膚病有效[參見礦泉水成分的分析及標準方案的研究(韓國食品工業協會、食品研究所)]。
眾所周知，自古以來被稱為藥水的飲用水等除礦泉水外，大多數是通過在花崗巖層的水，其水味新鮮而良好。例如，在藥水中，通過花崗巖而溶出的水具有良好的水味，特別是Ca、Mg、K等礦物質的溶出量適當，因此適于作為飲用水。
本發明人為獲得含有維持人體內蛋白質和離子性物質間平衡所必需的適量礦物質的水而反復研究，制造了利用花崗石的礦物溶出物質及其結構體。水從其中通過的結果，發現可以獲得富有礦物質的水。
因此，本發明在重復上述各種研究后，認為本發明目的是提供一種用于獲得溶解有礦物質水的礦物溶出物質及其制備方法。
本發明另一目的是，提供一種制造溶解有礦物質的飲用水的礦物溶出物質的結構體。
本發明的目的是這樣實現的，本發明的礦物溶出物質的制備方法的特征是，將花崗巖粉碎到0.075～0.145mm大小，將上述粉碎的花崗巖粉末在3～、10％葡萄糖溶液中浸漬，而使其充分吸收，在電爐中380～400℃下焙燒12～24小時后，在諸如干燥器那樣的密閉容器內常溫中冷卻而顆粒化。
本發明礦物溶出物質的結構體的特征是，由上述顆粒狀的花崗巖層和銀活性炭層交替疊層的柱體所構成。所述柱體是直徑5cm，高27cm的圓柱，在下部有注水口，在上部有排水口。
本發明所用花崗巖，作為主成分是80％以上的SiO2、Al2O3，其中，還存在維持生命所必要的礦物質鈣、鎂、鈉、鉀和作為微量元素的Fe、Ti、Zn、Mn等的碳酸化物和氧化物。可以理解，當將浸漬于葡萄糖溶液的花崗巖粉末在電爐內焙燒時，葡萄糖就邊碳化邊放出二氧化碳，該二氧化碳和作為花崗巖構成部分的氧化鈣、氧化鎂、氧化鈉、氧化鉀等反應，生成碳酸鈣、碳酸鎂、碳酸鈉、碳酸鉀等而存在于花崗石的顆粒中。此外，剩下的二氧化碳溶解于水中，起到使水味甘美的作用。銀活性炭最好使用方形顆粒狀的一級品。本發明所用花崗巖顆粒和銀活性炭盡可能使用密度小而表面積大的，其效果就好，就花崗巖顆粒來說，其非表面積(cm-1)和密度(g/cm2)的比例為48～56；而銀活性炭則使用約15～17。為了符合上述條件，重要的是將花崗巖粉碎到0.075～0.145mm大小并在380～400℃溫度下焙燒12～24小時，當花崗巖粉末大小在0.075mm以下時，花崗巖顆粒的非表面積過大，礦物質成份的溶出速度加快，因此，在PH9以上時就進行溶出；而當顆粒大小在0.145mm以上時則具有礦物質溶出量過少的缺點。銀活性炭具有殺菌和抗菌作用，要使銀的溶出量在飲用水標準的含銀值10ppm以下則充填已調節其密度和非表面積之比的銀活性炭。在本發明結構體中，最好的花崗巖顆粒的密度是1.564g/cm2，其非表面積為82.759cm-1，最好的銀活性炭的密度為0.637/cm2，其非表面積為10.345cm-1。
以下結合實施例并參照附圖對本發明進行詳細說明附

圖1是本發明實施例之一的顆粒狀花崗巖和銀活性炭的填充情況的剖面圖。
實施例1將粉碎到平均直徑為0.145mm大小的花崗巖，在8％葡萄糖溶液中浸漬24小時后，在電爐中400℃溫度下焙燒12小時后，在干燥器內常溫下冷卻而制成顆粒狀的礦物溶出物質。取上述顆粒狀花崗巖583克和銀活性炭(日本KURARAYCHEMICAL公司制，G-S一級品)100克按照附圖1那樣分層填充于柱體1內。也就是，本發明實施例的礦物溶出物質的結構體是將柱體1的蓋子5打開，加入銀活性炭3后再加入顆粒狀花崗巖層2。這樣，在柱體1內形成四個層組的銀活性炭層3和花崗巖層2。填充于柱體1內的顆粒狀花崗巖層2和銀活性炭層3的填充密度和非表面積分別是1.564g/cm2和82.759cm-1以及0.637g/cm2和10.345cm-1。將蓋子5關閉，通過柱體1的注水口1a加水，使之通過上述銀活性炭層3和花崗巖層2后，而從柱體1的排水口1b排出的水作為飲用水。
實施例2實施例2除花崗巖顆粒的平均直徑為0.1mm外，按實施例1相同方法制備飲用水。
實施例3實施例3除花崗巖顆粒的平均直徑為0.075mm外，按實施例1相同方法制備飲用水。
對上述飲用水進行如下試驗，其結果示于表1。
對于通過R/O(反滲透)系統(反滲透壓凈水器)的水和通過本發明礦物溶出物質結構體的水的物理性能試驗如下(1)氫離子濃度(PH)通過R/O系統的水和經本發明柱體1的注水口1a通過銀活性炭層3和花崗巖層2而從排水口1b排出的水的PH測定值如表1所示。
通過R/O系統的水大致呈酸性的純水狀態，其PH所以下降到5.71左右的理由是，受空氣中二氧化碳的影響；或者由于通過半透膜而除去所有溶存于水中的物質而成純H3O+狀態的水分子所致。
與之相反，通過本發明實施例的礦物溶出物質結構體的水則可推測為經過如下過程而呈弱堿性狀態也就是，鈣離子的情況下，對鉀離子和鎂離子則分別是
。
可認為如上式所示，由于Ca2+、K2+、Mg2+等離子的存在，PH可增加約1.91。
(2)表面張力通過R/O系統的水和經本發明柱體1注水口1a通過銀活性炭層3和花崗巖層2而從排水口1b排出的水的表面張力測定值如表1所示。
通過R/O系統的水和通過本發明實施例礦物溶出物質的結構體的水的表面張力約差0.5。可以判斷，在以鈣為首的各種礦物質成分中，巨大的晶形結構將較弱穩定的礦物質包圍，再排列成許多小的晶形，因此，水的表面張力被弱化。表面張力是由水分子和晶形結構間的范德華力和氫鍵力組成，而其中約2/3是氫鍵力[F.M.Fowkes，In chemistry and physics，P.28，493(1968)1。20～50℃的水的表面張力的變化值約為2.15達因/厘米，此時焓的變化量是每克水62.8538焦耳。因此，可以判斷約含有62.8538×0.6/2.15＝17.5405焦耳/克水的能，這是由通過花崗巖層的水中礦物質離子所致，可推斷由于該能而引起晶形結構的再排列而削弱表面張力。
(3)電導率通過R/O系統的水和經本發明柱體1的注水口1a并通過銀活性炭層3和花崗巖層2而從排水口1b排出的水的電導率測定結果如表1所示。
如表1所示，通過本發發明實施例的礦物溶出物質的結構體的水的電導率比通過R/O系統的水高約2.44。其理由可認為礦物質離子將電阻大的水的晶形結構破壞而再排列時，使OH-離子的移動度增加所致。眾所周知，電導率的增加的主要原因是由于對溶有陽離子的水來說其OH-的移動速度控制的增加所致[H.L.C1ever，J.Chem.第一版，p.40，637(1963)]。
(4)偏光度通過R/O系統的水和經本發明柱體1的注水口1a并通過銀活性炭層3和花崗巖層2而從排水口1b排出的水的偏光度測定結果如表1所示。
各向同性的物質具有與方向無關的折射率，就分子內的原子數和排列都不同的各向異性情況下，沿著折射率的方向分離成向不同方向前進的二個極化的光。也就是，通過R/O系統的水大都是純狀態的水，其晶形結構是各向異性的，因此，其偏光度約為0.1；而通過本發明實施例的礦物溶出物質結構體的水則按礦物質的分布而具有各向同性的晶形結構，因此，可推測其偏光度小得多。
(5)滲透壓(透過細胞的能力)在設有半透膜(蛋的細胞膜)的毛細管中加入10％可溶性淀粉溶液，以測定通過R/O系統的水和經本發明柱體1的注水口1a、通過銀活性炭層3和花崗巖層2而從排水口1b排出的水的滲透壓，其測定結果如表1所示。
如表1所示通過本發明實施例的礦物溶出物質的結構體的水的滲透壓是通過R/O系統的水約1.14倍。可推測，這是由于礦物質主要作為水的結構體在細胞表面的周圍同樣地移動排列，因此通過細胞膜的離子交換能力比通過R/O系統的純水更能在溶液伴同下順利地移動。也就是，由于礦物質離子使導電率增大，以致水的移動度變大，因此，可以推測在細胞膜周圍主要排列著小而穩定的晶形結構，它邊進行離子交換邊加快到達平衡的速度。
表1所用試樣 PH 表面張力電導率偏光度 滲透壓(達因/厘米)(μs)(氣壓)實施例1 7.6080.6 18.1 0.053.2實施例2 7.6080.4 18.2 0.053.2實施例3 7.6280.9 18.5 0.053.2實施例4*5.7181.2 7.5 0.102.8*表示通過R/O系統的水按照飲用水的水質標準分析，通過本發明礦物溶出物質的結構體的水，其結果如表2所示。
表2(單位ppm)試驗項目 水質標準 試驗結果色度 51.2濕度 21氣味 無臭 -味道 無味 -蒸發殘渣(mg) 500 54氫離子濃度(PH) 5.8～8.57.3硬度(CaCO3，mg) 300 24NH4-N 0.5 0.076NO3-N 10 未檢出氯離子 150 2.423剩余氯 0.2 未檢出氰化物離子 未檢出 未檢出氟離子 1 未檢出硫酸離子 200 未檢出砷 0.05 未檢出鎘 0.01 未檢出銅 1 未檢出四價鉻離子 0.05 未檢出鐵0.3 0.03汞 未檢出未檢出錳0.3 未檢出鉛 0.05 未檢出鋅 1 未檢出KMnO4消耗量 10 0.8洗滌劑(ABS) 0.5 未檢出馬拉硫磷(ma1athion) 0.25 未檢出對硫磷(parathion)0.06 未檢出殺螟松(femifrothion) 0.04 未檢出二嗪農(diazinon) 0.02 未檢出酚 0.005未檢出三鹵甲烷 0.1 未檢出一般細菌 100/m未檢出大腸菌群 未檢出/50m 未檢出鈣 - 16.312鎂 - 0.626鉀 - 1.148鈉 - 2.625鋁0.2 未檢出如表2所示通過本發明礦物溶出物質結構體的水特征如下(1)未檢出一般細菌、大腸菌群、洗滌劑和有機物質；(2)銨性氮和硝酸性氮的量極少或未檢出；(3)幾乎所有重金屬皆未檢出；(4)適當溶有礦物質離子。
從上述可知，使用本發明花崗巖的礦物溶出物質的結構體而所通過的水其PH幾乎不變，礦物質的溶存量適當，因此，作為飲用水最為適宜。
根據冰箱的運轉操作裝置以及其方法，也可具有優越的效果。
權利要求
1.礦物溶出物質，其特征在于，將花崗巖粉碎，浸漬于葡萄糖溶液中，在380～400℃下焙燒12～24小時后，在密閉容器內常溫下冷卻。
2.根據權利要求1所述礦物溶出物質，其特征在于，所述花崗巖粉末的平均顆粒大小是0.075～0.145mm。
3.根據權利要求1或2所述礦物溶出物質，其特征在于，所述花崗巖，其組成是80％以上的SiO2、Al2O3和作為必要成分的Ca、Mg、K、Na、選自微量的Fe、Ti、Mn、Zn中至少一種元素。
4.根據權利要求1所述礦物溶出物質，其特征在于，將所述花崗巖粉末在8％葡萄糖中浸漬24小時。
5.根據權利要求1所述礦物溶出物質，其特征在于，焙燒溫度為400℃，焙燒時間為12小時。
6.根據權利要求1所述礦物溶出物質的制備方法，其特征在于，將花崗巖粉碎到0.075～0.145mm大小，經粉碎的所述花崗巖粉末浸漬于3～10％的葡萄糖溶液中，在焙燒溫度380～400℃下焙燒12～24小時后，在密閉容器內常溫下冷卻。
7.根據權利要求6所述礦物溶出物質的制備方法，其特征在于，所述花崗巖粉末的平均顆粒大小是0.140～0.145mm
8.根據權利要求6或7所述礦物溶出物質的制備方法，其特征在于，所述花崗巖的組成是80％以上的SiO2、Al2O3、作為必要成分的Ca、Mg、K、Na、選自微量的Fe、Ti、Mn、Zn中至少一種元素。
9.根據權利要求6所述礦物溶出物質的制備方法，其特征在于，使所述花崗巖粉末在8％的葡萄糖溶液中浸漬24小時。
10.根據權利要求6所述礦物溶出物質的制備方法，其特征在于，所述焙燒溫度為400℃、焙燒時間為12小時。
11礦物溶出物質的結構體，其特征在于，將花崗巖粉碎到0.075～0.145mm大小，經粉碎的所述花崗巖粉末在3～10％葡萄糖溶液內浸漬，在焙燒溫度380～400℃下焙燒12～24小時后，在密閉容器內常溫冷卻后所得的顆粒狀礦物溶出物質和一級銀活性炭分別交替在圓柱體內疊層2～10層。
12.根據權利要求11所述礦物溶出物質的結構體，其特征在于，由所述顆粒狀花崗巖層和銀活性炭層在所述柱體中分別交替疊層為四個層組。
13.根據權利要求11或12所述礦物溶出物質的結構體，其特征在于，所述顆粒狀花崗巖層的非表面積和密度之比為48～56，銀活性炭層的非表面積和密度之比為15～17。
14.根據權利要求13所述礦物溶出物質的結構體，其特征在于，所述顆粒狀花崗巖層和銀活性炭層的重量比為583∶100。
全文摘要
提供一種制取溶解有礦物質飲用水的礦物溶出物質、其制備方法以及制備該飲用水的結構體。將花崗巖粉碎后浸漬在葡萄糖液中，在380～400℃溫度下焙燒12小時后在密閉容器內常溫下冷卻。將顆粒狀礦物溶出物質和銀活性炭分別交替疊層于柱中而制成礦物溶出結構體。
文檔編號G02F1/00GK1153143SQ9611456
公開日1997年7月2日 申請日期1996年11月18日 優先權日1996年11月18日
發明者李德秀 申請人:三星電子株式會社