[发明专利]一种温度-超声协同调节饮品溶氢量的系统及方法

说明书

本发明公开了一种温度‑超声协同调节饮品溶氢量的系统和方法，属于功能饮品加工技术领域，该系统包括注氢装置、温度响应型微孔膜、温度传感器、氢气检测器以及氢气反馈控制器。该方法具体为：将温度‑超声协同调节饮品溶氢量的系统设置于饮品中，开启注氢装置，将饮品中的温度降低到0～32℃；开启超声，并控制其在纵向扩散频率为600KHz～2MHz，氢气溶于饮品液中；当饮品中达到3～6％溶氢程度，升高容器罐温度到32～40℃，关闭超声以及注氢装置，富氢饮品导出灌装。该方案方便可控、智能高效。

技术领域

本发明属于功能饮品加工技术领域，具体地涉及一种温度-超声协同调节饮品溶氢量的系统及方法。

背景技术

日本科学家Shigeo Ohta等人最早发现了氢气的选择抗氧化能力并用于治疗脑缺血再灌注损伤(2007年)，学界开始争相研究氢气的人体作用机制与应用手段。迄今为止，关于氢气的研究论文多达10³多篇，发现氢气作为生物活性分子具有穿透力强、扩散速度快的特点，可以迅速进入机体的任何部位发挥抗氧化、抗炎、抗凋亡等功能。环境污染导致人体内产生大量恶性自由基，对人体造成组织细胞破坏、机体衰老与疾病加剧，而氢气则可以有效地去除高浓度自由基，且与其他常用食品级抗氧化剂(如维生素C、多酚类物质等)相比更加有效、无毒，甚至对自由基引起的高血压、糖尿病、便秘、皮炎、癌症等生理病症都有较强的防治功能。

时至今日，氢气最常见应用是富氢水(又称水素水，即富含氢气的水体)以及一些富氢饮料。然而现有富氢饮品的局限性明显，特别是溶氢量普遍低于1～2ppm，且常需要充氢和高压增溶步骤，耗费大量氢成本与能耗，浪费严重。因此，亟需一种方便可控的溶氢系统与手段，既能满足饮品富集氢气且稳定保留的作用，又能根据实际需求而智能调控饮品溶氢量。

发明内容

为了解决上述问题，本发明公开了一种温度-超声协同调节饮品溶氢量的系统和方法，具体为：

(1)将温度-超声协同调节饮品溶氢量的系统设置于饮品中，开启注氢装置，将饮品中的温度降低到0～32℃；开启超声，并控制其在纵向扩散频率为600KHz～2MHz，氢气溶于饮品液中。

(2)当饮品中达到3～6％溶氢程度，升高容器罐温度到32～40℃，关闭超声以及注氢装置，富氢饮品导出灌装。

一种温度-超声协同调节饮品溶氢量的系统，包括用于向饮品注入氢气的注氢装置，包裹所述注氢装置出口的温度响应型微孔膜，用于检测所述温度响应型微孔膜的温度传感器，设置在饮品中用于检测饮品溶氢的检测器，以及用于根据温度和溶氢量对注入氢气进行调控反馈的控制器。

进一步地，所述温度响应型微孔膜采用天然纤维与聚N-异丙基丙烯酰(PNIPPAm)共混制备。

进一步地，所述注氢装置为充氢发生器或充氢导管。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：现有技术基本采用高压的方式迫使所充氢气与水简单混合，导致局部高压溶解氢气易耗散、整体溶解率低(2％)、体系不均匀且不稳定，而本发明所建立的温度—超声协同方法可以使氢气在水中均匀稳定地超饱和存在(3～6％)；此外，本发明所制备方法不仅溶氢量大，氢气泡体积尺寸(微米级)也远小于现有技术(宏观肉眼可见氢气泡，即毫米级)，更易在人体中进入器官细胞长时发挥清除恶性自由基的作用。总之，本方案方便可控、智能高效，产品效果好。

附图说明

图1为本发明采用温度-超声协同调节饮品溶氢量系统流程图。

具体实施方式