一种水硬度降低装置及用其减少供水中白垩沉淀物形成的方法，水硬度降低装置主要是一供水经调适与饮料生成装置连接，可降低供水中白垩沉积物的形成；包括：阳离子交换器，其与供水的水源以射流方式连接供水，其中阳离子交换器经调适可去除供水中的阳离子以取得阳离子还原水；还包括第一PH感测器，其定位于阳离子交换器的下游，经调适可检测阳离子还原水中的第一个PH值；还包括碱液供应器，定位于阳离子交换器的下游，经调适可向阳离子还原水供应碱液；还包括控制器，其经配置连接至第一PH感测器和碱液供应器，控制器经配置，可根据阳离子还原水中检测到的第一个PH值，来启动碱液供应器，向阳离子还原水供应碱液。向阳离子还原水供应碱液。向阳离子还原水供应碱液。
【技术实现步骤摘要】
水硬度降低装置及用其减少供水中白垩沉淀物形成的方法
[0001]本专利技术涉及一种水硬度降低装置，用于减少供水中白垩沉淀物的形成，特别是可用于处理供水，将该供水转换后连接于饮料生成装置中，用于产生饮料。本专利技术还涉及一种方法，可减少在供水中形成白垩沉淀物。
技术介绍
[0002]常见的饮料生成装置，特别是热饮料生成装置，如咖啡冲煮装置或茶酿造装置，通常连接到供水系统，特别是连接到自来水供应或水箱等供水系统；饮料生成装置的供水则主要是连接到自来水供水。
[0003]根据不同的区域，其自来水可能含有高碱度和高浓度的钙离子和镁离子(这是造成水硬度的原因)，这可能导致在饮料生成装置操作过程中，在供水和/或饮料生成装置中形成白垩沉淀物。这种白垩沉淀物被认为是有害的，因为这些沉淀物可能会损害饮料生成装置的功能，也可能降低饮料生成装置所产生饮料的品质。
[0004]为了防止在一般供水中形成白垩沉淀物，通常是使用强酸性阳离子交换器，这些交换器经过调适，可去除水中的阳离子，特别是钙离子和镁离子，从而在经过阳离子交换过程后得到阳离子还原水。这种强酸性阳离子交换器通常包括含有树脂的硫酸。
[0005]这种强酸性阳离子交换器通常用于缓冲状态，其中一部分与阳离子交换树脂相结合的质子已被碱离子(如钠离子和/或钾离子)所取代。然而，由于这种缓冲的阳离子交换树脂与阳离子的结合能力有限，当要去除高浓度阳离子时，在相当短的时间内，常见的强酸性阳离子交换器即充满了阳离子。
[0006]这种饱和的强酸性阳离子交换器必须定期在操作地点进行更新，通常使用氯化钠碱液来更新，从而增加了工作量、成本，并需加大这种阳离子交换器的尺寸。因此，常见的饮料生成装置，如咖啡冲煮装置和/或茶酿造装置，通常不包括强酸性阳离子交换器。
[0007]为了防止在饮料生成装置中形成白垩沉淀物，还使用弱酸性阳离子交换器，这些交换器大多在非缓冲状态下使用，具有更高的阳离子结合能力，因此不必像强酸性阳离子交换器那样频繁地更新。这种弱酸性阳离子交换器通常包括含有树脂的碳氧酸。
[0008]这种常见的阳离子交换器可包括非缓冲状态的阳离子交换树脂，其中，当与钙离子和/或镁离子结合时，非缓冲的阳离子交换树脂便释放质子，以取代结合的钙离子和/或镁离子。
[0009]由于常见的阳离子交换器在阳离子交换过程中将质子释放到水中，增加了碳酸的形成，从而导致阳离子交换后的阳离子还原水其酸碱值(PH)降低。根据所使用的阳离子交换树脂的数量和种类，在阳离子交换过程后，阳离子还原水的PH值可能会降至PH值4.3。
[0010]为防止PH值急剧下降，常见的阳离子交换器可包括处于缓冲状态的阳离子交换树脂，其中与阳离子交换树脂结合的质子已被碱离子所取代，如钠离子和/或钾离子。在与钙离子和/或镁离子结合时，缓冲的阳离子交换树脂即释放碱离子，如钠离子和/或钾离子，以便结合钙离子和/或镁离子。
[0011]由于释放了碱离子，如钠离子和/或钾离子，而不是释放了碳酸，于是在阳离子交换后，在阳离子还原水中形成了碱性碳酸氢盐，如碳酸氢钠和/或碳酸氢钾，导致阳离子还原水的PH值下降较不显著。
[0012]然而，与非缓冲阳离子交换树脂相比，常见缓冲阳离子交换树脂的一个重要缺点便是其与阳离子的结合能力有限。因此，常见的缓冲阳离子交换树脂通常与非缓冲阳离子交换树脂合并使用，从而折中“阳离子交换树脂结合能力的最大化”与“阳离子交换后阳离子还原水PH值的最小化”两个效果。
[0013]此外，在这种常见的阳离子交换器中，通常有阳离子交换器一部分的供水会绕过阳离子交换器，进一步与阳离子交换过程下游所生成的阳离子还原水结合，从而使最终阳离子还原水中的阳离子，特别是钙离子和/或镁离子的浓度再进一步降至最低。阳离子还原水中的钙离子和/或镁离子达到最小浓度，其功能是作为多种饮料中多种成分的风味载体，特别是咖啡香气和/或茶香的载体。
[0014]因此，常见的先进阳离子交换器技术可使阳离子还原水阳离子减少，特别是钙离子和/或镁离子，从而减少在供水中和/或与这种供水连接的饮料生成装置中形成白垩。
[0015]虽然如此，然而，这种常见的先进阳离子交换器技术并不能完全解决阳离子交换器下游阳离子还原水PH值显著下降的问题。因此，阳离子还原水的供水进入到饮料生成装置，其PH值通常不在最佳范围内，无法生成具有最佳品质的饮料。这是个问题，因为阳离子还原水PH值的下降取决于阳离子交换过程中使用的阳离子交换树脂的饱和度。因此，在阳离子交换器的操作过程中，阳离子交换树脂的阳离子结合率通常不恒定，而是随着阳离子交换树脂饱和度的提高而降低。因此，在阳离子交换器操作过程中，阳离子还原水中PH值下降确实会有所不同。
[0016]为了更详细说明，应用图1描述了阳离子交换后阳离子还原水的PH值。
[0017]因此，典型的饮料生成装置，如咖啡冲煮装置和/或茶酿造装置，在操作过程中必须处理阳离子还原水不同PH值的情形。例如，阳离子还原水中这种不同的PH值接着会导致咖啡和/或茶冲煮过程中不同的萃取条件。因此，即使使用优质的咖啡豆和/或茶叶，常见饮料生成装置(如咖啡冲煮装置和/或茶酿造装置)的使用者也可能体验到饮料生成装置生成的饮料质量参差不齐，这取决于阳离子还原水的PH值。
[0018]因此，本专利技术的目标是要提供一种装置和一种方法，将供水转换后连接于饮料生成装置中，防止供水中形成白垩沉淀物；这样，在饮料生成装置的操作过程中，阳离子交换后阳离子还原水便可以保持恒定的PH值。
技术实现思路
[0019]本专利技术的目的是提供一种水硬度降低装置和一种供水经调适连接到饮料生成装置减少供水中白垩沉淀物形成方法。
[0020]第一个方面来说，本专利技术提供了一种水硬度降低装置，用于处理供水，将该供水转换后连接于饮料生成装置中，用于减少在供水中形成白垩沉淀物；本装置包括一阳离子交换器，该交换器与水源以射流方式连接(传递)，其中，阳离子交换器经调适可去除供水中的阳离子，取得阳离子还原水，降低水中碱性。水硬度降低装置还包括一个第一PH感测器，该第一PH感测器位于阳离子交换器的下游，经调适后用于检测阳离子还原水的第一个PH值。
水硬度降低装置还包括一个碱液供应器，该碱液供应器位于阳离子交换器下游，经调适后用于为阳离子还原水供应碱液，另外还有一个控制器，经配置后可根据阳离子还原水中检测到的第一个PH值来启动碱液供应器，向阳离子还原水供应碱液。水源可能是供水的入口，即自来水、装满水的水箱、装满自来水的水箱等。
[0021]本装置经调适可减少在供水中的形成白垩，且经调适可与饮料生成装置连接。特别的是，本装置是一种水硬度降低装置。这些水硬度降低装置经调适可降低通过供水输送而来水中的水硬度，特别是通过减少碱土阳离子的浓度，特别是水中镁离子和/或钙离子的浓度。由于在供水中形成白垩沉淀物取决于该阳离子的浓度，特别是钙离子的浓度，因此，降低含钙离子的浓度，也可减少在供水中白垩沉淀物的形成。因此，清洁供水和/或饮料生成装本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种水硬度降低装置，其特征在于，在供水经调适连接到饮料生成装置中，用于降低供水中白垩沉积物的形成，包括：一阳离子交换器，该阳离子交换器与一水源以射流方式连接，其中该阳离子交换器经调适去除供水中的阳离子，以取得阳离子还原水；一第一PH感测器，定位于该阳离子交换器的下游，该第一PH感测器经调适检测阳离子还原水中的第一个PH值；一碱液供应器，位于该阳离子交换器的下游，该碱液供应器经调适向阳离子还原水供应碱液；以及一控制器，连接到该第一PH感测器及该碱液供应器，根据所检测的阳离子还原水中的第一个PH值，该控制器经配置启动该碱液供应器向阳离子还原水供应碱液。2.根据权利要求1所述的水硬度降低装置，其特征在于，其中该第一PH感测器是以射流方式定位在该阳离子交换器和该碱液供应器之间。3.根据权利要求1所述的水硬度降低装置，其特征在于，其中该第一PH感测器定位于该碱液供应器的下游。4.根据权利要求2所述的水硬度降低装置中，其特征在于，还包括:一第二PH感测器，该第二PH感测器定位于该碱液供应器的下游，该第二PH感测器经配置用于检测阳离子还原水中的第二个PH值；以及其中，根据阳离子还原水中检测到的第一个PH值和/或阳离子还原水中检测到的第二个PH值，该控制器经配置启动该碱液供应器，向阳离子还原水供应碱液。5.根据权利要求4所述的水硬度降低装置，其特征在于，其中该控制器经配置根据阳离子还原水中检测到的第一个PH值，来启动该碱液供应器，向阳离子还原水供应碱液，然后，在该碱液供应器启动之后，使该控制器经配置等待一段平衡间隔，以及：其中，在平衡间隔之后，该控制器经配置根据阳离子还原水中检测到的第二个PH值，再启动该碱液供应器，向阳离子还原水供应额外的碱液。6.根据权利要求4所述的水硬度降低装置，其特征在于，其中该第一PH感测器在阳离子还原水中检测到的第一个PH值低于PH参考值和/或该第二PH感测器在阳离子还原水中检测到的第二个PH值低于PH参考值，则该控制器经配置启动该碱液供应器，向阳离子还原水供应碱液，其中，该第二PH感测器在阳离子还原水中检测到的第二个PH值符合PH参考值，则该控制器经配置停止碱液供应器，以停止向阳离子还原水供应碱液。7.根据权利要求4所述的水硬度降低装置，其特征在于，其中该控制器经配置决定该碱液供应器向阳离子还原水供应的碱液量，其依据为以下中至少一项：根据该第一PH感测器或该第二PH 感测器检测到的PH值与PH参考值之间的差值；以及根据该第一PH感测器检测的第一个PH值与该第二PH感测器检测的第二个PH值之间的差值；其中，该控制器经配置启动该碱液供应器，向阳离子还原水供应预定量的碱液。8.根据权利要求4所述的水硬度降低装置，其特征在于，还包括...
【专利技术属性】
技术研发人员：莫尼克，
申请(专利权)人：爱康股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。