[發(fā)明專利]水硬度降低裝置及用其減少供水中白堊沉淀物形成的方法

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• 申請日: 2020-07-29
• 公開（公告）號: CN112299526A
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 莫尼克·畢森
• 申請（專利權(quán)）人: 愛康股份有限公司
• 主分類號: C02F1/42
• 分類號: C02F1/42;C02F9/04;C02F5/00;C02F101/10;C02F103/02;C02F1/66
• 代理公司: 北京匯智英財(cái)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11301
• 代理人: 王志明

一種水硬度降低裝置及用其減少供水中白堊沉淀物形成的方法，水硬度降低裝置主要是一供水經(jīng)調(diào)適與飲料生成裝置連接，可降低供水中白堊沉積物的形成；包括：陽離子交換器，其與供水的水源以射流方式連接供水，其中陽離子交換器經(jīng)調(diào)適可去除供水中的陽離子以取得陽離子還原水；還包括第一PH感測器，其定位于陽離子交換器的下游，經(jīng)調(diào)適可檢測陽離子還原水中的第一個(gè)PH值；還包括堿液供應(yīng)器，定位于陽離子交換器的下游，經(jīng)調(diào)適可向陽離子還原水供應(yīng)堿液；還包括控制器，其經(jīng)配置連接至第一PH感測器和堿液供應(yīng)器，控制器經(jīng)配置，可根據(jù)陽離子還原水中檢測到的第一個(gè)PH值，來啟動(dòng)堿液供應(yīng)器，向陽離子還原水供應(yīng)堿液。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種水硬度降低裝置，用于減少供水中白堊沉淀物的形成，特別是可用于處理供水，將該供水轉(zhuǎn)換后連接于飲料生成裝置中，用于產(chǎn)生飲料。本發(fā)明還涉及一種方法，可減少在供水中形成白堊沉淀物。

背景技術(shù)

常見的飲料生成裝置，特別是熱飲料生成裝置，如咖啡沖煮裝置或茶釀造裝置，通常連接到供水系統(tǒng)，特別是連接到自來水供應(yīng)或水箱等供水系統(tǒng)；飲料生成裝置的供水則主要是連接到自來水供水。

根據(jù)不同的區(qū)域，其自來水可能含有高堿度和高濃度的鈣離子和鎂離子(這是造成水硬度的原因)，這可能導(dǎo)致在飲料生成裝置操作過程中，在供水和/或飲料生成裝置中形成白堊沉淀物。這種白堊沉淀物被認(rèn)為是有害的，因?yàn)檫@些沉淀物可能會(huì)損害飲料生成裝置的功能，也可能降低飲料生成裝置所產(chǎn)生飲料的品質(zhì)。

為了防止在一般供水中形成白堊沉淀物，通常是使用強(qiáng)酸性陽離子交換器，這些交換器經(jīng)過調(diào)適，可去除水中的陽離子，特別是鈣離子和鎂離子，從而在經(jīng)過陽離子交換過程后得到陽離子還原水。這種強(qiáng)酸性陽離子交換器通常包括含有樹脂的硫酸。

這種強(qiáng)酸性陽離子交換器通常用于緩沖狀態(tài)，其中一部分與陽離子交換樹脂相結(jié)合的質(zhì)子已被堿離子(如鈉離子和/或鉀離子)所取代。然而，由于這種緩沖的陽離子交換樹脂與陽離子的結(jié)合能力有限，當(dāng)要去除高濃度陽離子時(shí)，在相當(dāng)短的時(shí)間內(nèi)，常見的強(qiáng)酸性陽離子交換器即充滿了陽離子。

這種飽和的強(qiáng)酸性陽離子交換器必須定期在操作地點(diǎn)進(jìn)行更新，通常使用氯化鈉堿液來更新，從而增加了工作量、成本，并需加大這種陽離子交換器的尺寸。因此，常見的飲料生成裝置，如咖啡沖煮裝置和/或茶釀造裝置，通常不包括強(qiáng)酸性陽離子交換器。

為了防止在飲料生成裝置中形成白堊沉淀物，還使用弱酸性陽離子交換器，這些交換器大多在非緩沖狀態(tài)下使用，具有更高的陽離子結(jié)合能力，因此不必像強(qiáng)酸性陽離子交換器那樣頻繁地更新。這種弱酸性陽離子交換器通常包括含有樹脂的碳氧酸。

這種常見的陽離子交換器可包括非緩沖狀態(tài)的陽離子交換樹脂，其中，當(dāng)與鈣離子和/或鎂離子結(jié)合時(shí)，非緩沖的陽離子交換樹脂便釋放質(zhì)子，以取代結(jié)合的鈣離子和/或鎂離子。

由于常見的陽離子交換器在陽離子交換過程中將質(zhì)子釋放到水中，增加了碳酸的形成，從而導(dǎo)致陽離子交換后的陽離子還原水其酸堿值(PH)降低。根據(jù)所使用的陽離子交換樹脂的數(shù)量和種類，在陽離子交換過程后，陽離子還原水的PH值可能會(huì)降至PH值4.3。

為防止PH值急劇下降，常見的陽離子交換器可包括處于緩沖狀態(tài)的陽離子交換樹脂，其中與陽離子交換樹脂結(jié)合的質(zhì)子已被堿離子所取代，如鈉離子和/或鉀離子。在與鈣離子和/或鎂離子結(jié)合時(shí)，緩沖的陽離子交換樹脂即釋放堿離子，如鈉離子和/或鉀離子，以便結(jié)合鈣離子和/或鎂離子。

由于釋放了堿離子，如鈉離子和/或鉀離子，而不是釋放了碳酸，于是在陽離子交換后，在陽離子還原水中形成了堿性碳酸氫鹽，如碳酸氫鈉和/或碳酸氫鉀，導(dǎo)致陽離子還原水的PH值下降較不顯著。

然而，與非緩沖陽離子交換樹脂相比，常見緩沖陽離子交換樹脂的一個(gè)重要缺點(diǎn)便是其與陽離子的結(jié)合能力有限。因此，常見的緩沖陽離子交換樹脂通常與非緩沖陽離子交換樹脂合并使用，從而折中“陽離子交換樹脂結(jié)合能力的最大化”與“陽離子交換后陽離子還原水PH值的最小化”兩個(gè)效果。