纳米气泡生成装置及包含其的设备制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种纳米气泡生成装置及包含其的设备，该装置包括气体生成单元、管状通道、多孔元件和纳米气泡容纳腔，可以将纳米气泡状态的氢分子释放到干粉物质周围或者溶解于液体物质中，并且维持接近饱和的状态，停留的时间更长。同时，将纳米级的氢气泡溶于饮品中饮用后，可以抑制人体内活性氧和自由基的增加，实现抗氧化的效果。

【技术实现步骤摘要】
纳米气泡生成装置及包含其的设备
本技术属于纳米技术与食品处理领域，涉及一种纳米气泡生成装置。
技术介绍
氢分子(氢气)已经被认为是非常有效的新型抗氧化剂，在预防疾病且增进健康等方面均有明显的病理学优势。氢的分子量极小，非常容易被人体吸收，并且副作用很低。将氢气填充到液体食品中，人们通过摄取填充在液体中的氢气，很难被人体吸收的东西就可以容易地吸收到人体中，容易发挥氢气具有的有益效果。现有技术中公开了一些将氢气溶于液体中制成各种饮品的方法，例如公开号为CN100506091C的中国技术专利公开了一种液体食品及其生产方法，是将咖啡、果汁、豆浆等液体饮品直接实施电解处理，再进行脱氧处理，得到的液体装入包装容器中，根据需要进行巴氏灭菌法，制成包装饮品。但是这种操作下饮品中的其它物质相当于杂质，这些杂质有可能被电解或者混入得到的液体中，副产物较多，实际得到的氢气量较理论值很少。另外，在一个大气压、20℃的环境下，氢气溶于水的最高浓度为1.6ppm(即1600ppb)，也即每公斤的水最多溶入1.6毫克的氢气，便达到了饱和浓度。在开放容器中，氢水的半衰期(浓度减半所需要的时间)约为2小时左右。因此在应用氢气的这些抗氧化功能时，需要保持饱和氢的浓度及稳定性，纳米氢气气泡技术可以很好地满足这个要求。
技术实现思路
本技术的目的，是为了解决上述现有技术的问题，来提供一种纳米气泡生成装置及其应用，可以将纳米气泡状态的氢分子释放到干粉物质周围或者溶解于液体物质中，并且维持接近饱和的状态。为此，本技术的第一方面，提供了一种纳米气泡生成装置，包括气体生成单元、管状通道、多孔元件和纳米气泡容纳腔，其中，所述气体生成单元包括被分隔件分隔而被划分为设置有第一电极的第一区域和设置有第二电极的第二区域、电解液、第一气体出口，和电源装置，用于向第一电极和第二电极施加电压；管状通道用于连通第一气体出口和多孔元件；所述多孔元件的一端与管状通道连接，所述多孔元件具有预设的孔径，使气体生成单元产生的气体成为纳米气泡，供给至纳米气泡容纳腔。在本技术中，气体生成单元中的第一电极、第二电极、电解液、分隔件、电源装置实际上构成可以对高纯度的水进行电解而生成氢气的电解槽结构。进一步地，所述电解液为水性溶液。进一步地，所述气体生成单元生成的气体包括氢气。进一步地，第一气体出口位于气体生成单元的上部。进一步地，多孔元件为纳米曝气管，纳米曝气管的管壁开设有均匀排布的小孔，所述小孔的孔径范围在1nm至20nm，较佳地为2nm至15nm，更佳地为5nm至10nm。进一步地，所述多孔元件上的小孔可以呈矩阵排列、或环形排列、或三角型排列。进一步地，所述小孔之间的孔间距为0.1mm至1mm。进一步地，所述纳米曝气管的内径范围在1cm至3cm之间。进一步地，所述多孔元件粘附有单向透气膜，所述单向透气膜与多孔元件的内壁的至少一部分粘合，用于选择性地通过纳米气泡。上述单向透气膜起到了气液分离膜的作用，能够使气体氢选择性透过而液体不透过。已知很多的气液分离膜符合这种要求，例如PUW单向透气膜，可以涂敷或者粘贴在多孔元件内，选用金属材质的多孔元件，同时也相当于支持体与单向透气膜层叠而使用，单向透气膜的结构能够使得多孔元件外部的液体泄漏到多孔元件内部的可能性最小化。进一步地，所述多孔元件的材料为不锈钢。进一步地，所述纳米气泡生成装置还包括搅拌机构，该搅拌机构位于纳米气泡容纳腔内。进一步地，所述纳米气泡生成装置还包括可以使搅拌机构运行的驱动组件。进一步地，该分隔件用于阻止在第一电极产生的气体与在第二电极产生的气体混合。第一电极和第二电极可以将分隔件夹在中间，第一电极和第二电极之间的距离并不特别限定，本领域技术人员知悉的是，通过缩短第一电极和第二电极之间的距离，能够减小电解所需要的电压。进一步地，该分隔件为质子交换膜PEM。常见的例如全氟磺酸聚合物等。进一步地，所述纳米气泡生成装置还包括电源装置，用于向第一电极和第二电极施加电压。较佳地，该电源装置可以将交流电压转换为直流电压。进一步地，以第一电极成为阴极且第二电极成为阳极的方式向所述第一电极和第二电极之间施加电压。进一步地，在第一区域产生氢气，在第二区域产生氧气。进一步地，所述管状通道可以是软管导管，并不做特别限定，可以是具有柔性的材料(橡胶、树脂等)进一步地，所述氧气排气口可以是在第二区域产生氧气后，用来排放出氧气的机构。这样的机构包括在第二区域内的气体压力变得高于预定值时开放、其余时间关闭的阀门或者能够以开放方式罩住的塑料片或者橡胶片。进一步地，所述氧气排气口的高度高于电解液的液面。进一步地，所述纳米气泡生成装置还包括一排水口，排水口可覆盖有塞紧件。本技术的第二方面，提供一种使用该纳米气泡生成装置将纳米气泡氢气溶解于液态饮品的设备。本技术的第三方面，提供一种生成纳米气泡的方法，包括步骤：(1)向气体生成单元提供水性液体作为电解液；(2)向所述第一电极和第二电极之间施加电压，水性液体电解产生的氢气从第一气体出口经管状通道进入多孔元件内；(3)氢气经多孔元件表面的小孔形成纳米氢气泡，分散至纳米气泡容纳腔。与现有技术相比较，本技术所提供的技术方案具有以下优点：1.本技术所提供的纳米气泡生成装置可以得到体积极小的纳米氢气泡，在液态饮品中所受到的浮力要远远小于普通气泡在水中受到的浮力，停留的时间更长，维持果汁等液体饮品以及干货(例如干果、干蔬、调味料、杂粮、饮片、药材、果脯等)在提取或者搅拌后的稳定性，维持口感和风味。同时，将纳米级的氢气泡溶于饮品中饮用后，可以抑制人体内活性氧和自由基的增加，实现抗氧化的效果。2.本技术所提供的纳米气泡生成装置中，直接电解的是水，而非果汁、咖啡等液体物质，水电解过程中没有任何干扰，更有利于氢气的产生。附图说明关于本技术的优点与精神可以通过以下的技术详述及附图得到进一步的了解。图1是包含本技术所提供的一个示例性的纳米气泡生成装置应用到料理机中的结构示意图；图2是本技术所提供的一个示例性的纳米气泡生成装置的截面图；图3是图1中的料理机的基座部分示意图；图4是本技术所提供的一个示例性的纳米气泡生成装置中的单向透气膜的示意图。具体实施方式下面结合附图详细说明本技术的具体实施例。然而，应当将本技术理解成并不局限于以下描述的这种实施方式，并且本技术的技术理念可以与其他公知技术或功能与那些公知技术相同的其他技术组合实施。在以下具体实施例的说明中，为了清楚展示本技术的结构及工作方式，将借助诸多方向性词语进行描述，但是应当将“前”、“后”、“左”、“右”、“外”、“内”、“向外”、“向内”、“轴向”、“径向”等词语理解为方便用语，而不本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纳米气泡生成装置，其特征在于，包括气体生成单元、管状通道、多孔元件和纳米气泡容纳腔，其中，/n所述气体生成单元包括被分隔件分隔而被划分为设置有第一电极的第一区域和设置有第二电极的第二区域、电解液、第一气体出口、和电源装置，该电源装置用于向第一电极和第二电极施加电压；/n所述管状通道用于连通第一气体出口和多孔元件；/n所述多孔元件的一端与管状通道连接，且所述多孔元件具有预设的孔径，使气体生成单元产生的气体成为纳米气泡，供给至纳米气泡容纳腔。/n

【技术特征摘要】
1.一种纳米气泡生成装置，其特征在于，包括气体生成单元、管状通道、多孔元件和纳米气泡容纳腔，其中，
所述气体生成单元包括被分隔件分隔而被划分为设置有第一电极的第一区域和设置有第二电极的第二区域、电解液、第一气体出口、和电源装置，该电源装置用于向第一电极和第二电极施加电压；
所述管状通道用于连通第一气体出口和多孔元件；
所述多孔元件的一端与管状通道连接，且所述多孔元件具有预设的孔径，使气体生成单元产生的气体成为纳米气泡，供给至纳米气泡容纳腔。


2.如权利要求1所述的纳米气泡生成装置，其特征在于，所述多孔元件为纳米曝气管，纳米曝气管的管壁开设有均匀排布的小孔，所述小孔的孔径范围在1nm至20nm，较佳地为2nm至15nm，更佳地为5nm至10nm。


3.如权利要求2所述的纳米气泡生成装置，其特征在于，所述小孔之间的孔间距为0.1mm至1mm。


4.如权利要求2所述的纳米气泡生成装置，其特征在于，所述纳米曝气管的内径范围在1cm至3cm之间。...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾艳，
申请(专利权)人：乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司，
类型：新型
国别省市：法国;FR