[发明专利]一种超声-电极-纳米多孔膜耦合制氢灭菌系统有效

专利信息
申请号: 201910595760.4 申请日: 2019-07-03
公开(公告)号: CN110367426B 公开(公告)日: 2022-03-18
发明(设计)人: 刘东红;徐恩波;周建伟;王浩;丁甜;程焕;叶兴乾 申请(专利权)人: 浙江大学
主分类号: A23L2/52 分类号: A23L2/52;A23C9/152;C25B1/02;C25B15/00
代理公司: 杭州求是专利事务所有限公司 33200 代理人: 邱启旺
地址: 310058 浙江*** 国省代码: 浙江;33
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摘要:
搜索关键词: 一种 超声 电极 纳米 多孔 耦合 灭菌 系统
【说明书】:

一种超声‑电极‑纳米多孔膜耦合制氢灭菌系统,包括容器,以及设置在容器内的若干个制氢单元,所述制氢单元包括腔体,以及位于腔体内的宽频超声发生器、环形产氢电极,所述环形产氢电极包绕宽频超声发生器;所述腔体底的底膜为内疏水外亲水膜;所述侧膜为内亲水外疏水膜,竖直安装或斜向上呈0°~45°安装。该系统具有连续、高效促进液态体系自循环微流、溶氢(呈纳米气泡)及界面‑体相气泡转化、分散、杀菌等功能,所制备抗菌功能饮料的含氢量高(3~6ppm),其中富氢纳米气泡直径可分布于20~1000nm,未密封状态也可稳定保留8~36h以上。本发明的制备方法简单、智能、高效且产品高质、绿色、保健,避免大量充氢浪费与高压能耗,防止加工二次污染体系,满足食品级需求。

技术领域

本发明涉及一种生成富氢纳米气泡的单元组合系统及其制备抗菌功能饮品的方法,属于液体食品加工技术领域。

背景技术

随着氢气科学的日益发展,人们对于氢气与人类健康医疗、饮食的认知与需求也在不断提高。氢是自然界最简单、分子最小、分布最广泛的元素,早在2007年就由日本科学家发现了氢气的选择抗氧化能力,进而引起众多学者争相研究。氢气的穿透力强、扩散速度快的特点,可以进入机体的任何部位发挥抗氧化、抗炎、抗凋亡等机制。相比于其他常用食品级抗氧化剂(如维生素C、多酚类物质等),氢气自身结构简单且反应产物简单无害、易排出无残留,且选择性地与活性/毒性强的活性氧自由基结合,而不破坏其他重要活性氧信号分子。

氢气最常应用的方法就是制备成富氢液体,尤其是富氢水。然而现有技术中,除富氢液体饮品的品种单一外,其溶氢方式也基本以充入氢气、高压增溶为主,尤其是带离子与内溶物的饮料体系,溶氢含量普遍较低(0.2~2.2 ppm)、溶氢体积偏大(肉眼可见气泡或微米级气泡)、氢气泡上浮易破裂、稳定性差;纯电解法、化学反应法制氢则容易产生副产物,对液体造成二次污染,这极大地影响了富氢饮品的抗氧化、抗菌与保健功能,以及优质的多层次口感与多元化品类。最近研究发现,将气体以纳米级尺寸溶解于水中具有宏观原理(亨利定律)无法解释的超饱和溶解率与气泡稳定现象,尤其是在疏水表面,由于纳米气泡的微界面张力、表面能、纳米效应等作用,纳米气泡可以持久而稳定存在。因此,传统及现有的富氢饮品的制备方法亟待科学升级,以满足广大消费者日益增长的对富氢饮品既健康又美味的多向需求。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术存在的不足,提供一种超声-电极-纳米多孔膜耦合制氢灭菌系统。该系统可便捷、智能、绿色地产生直径分布于20~1000 nm的富氢纳米气泡,溶氢(3~6 ppm)上浮缓慢且非密闭状态也可稳定存在8~36 h以上,所制备富氢饮品的抗氧化与抗菌功能显著,口感较原有饮品更加丰富、多元有层次。

为实现上述目的,本发明具体技术方案如下:

一种超声-电极-纳米多孔膜耦合制氢灭菌系统,包括容器,以及设置在容器内的若干个制氢单元,所述制氢单元包括腔体,以及位于腔体内的宽频超声发生器、环形产氢电极,所述环形产氢电极包绕宽频超声发生器;所述腔体底的底膜为内疏水外亲水膜;所述侧膜为内亲水外疏水膜,竖直安装或斜向上呈0°~45°安装。该膜组装自循环系统形成氢气纳米气泡的同时,防止液体中大颗粒与大分子进入反应环境、促进氢气富集扩散、避免反应副产物二次污染。顶盖由不透气材料构成。

进一步地,所述底膜采用纳米级(1000 nm 孔径)的陶瓷、纤维、金属有机框架等无毒材料制备。

进一步地,所述宽频超声发生器的可调节范围包括但不限于20KHz~400KHz,处于反应器中心位置向四周辐射波。

进一步地,该系统容器出水口处还安装有一氢气测试仪。

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