使用电解或电透析方式处理饮料水和酒类的方法及装置

具体实施方式

附图中编号说明：1正极、2负极、3中性膜、4阳极膜、5阴极膜、6隔膜(中性膜、阳极膜、阴极膜)、7需要物质的添加口、8阴极膜或是中性膜、9阳极膜或是中性膜。

本发明在溶液中加入电压的方法是指在溶液中浸入电极，在电极上加压。此装置(在溶液中加压装置的零件)在本发明中称之为电解槽或电透析槽。电解槽或电透析槽的种类从体系上来讲按图1所示，根据其对象溶液、处理目的的不同或选择使用电解槽或电透析槽。

接下来将结合图示对本发明的实施形态加以说明。图2为让饮料水(清凉饮料、矿泉水、汽水、咖啡、牛奶、红茶或其混合液体等)流入无隔膜电解槽中的电解槽或是电透析槽等装置。它是根据溶液的不同，用该方法进行电解或是电透析处理，从而进行对象溶液的还原处理及氧化处理的装置。

图3-1所示为向有隔膜电解槽或是有隔膜电透析槽中加入饮料水(清凉饮料、矿泉水、汽水、咖啡、牛奶、红茶、绿茶或其混合液体等)及酒类等的装置。该装置为中性隔膜电解槽，图中上为氧化槽，下为还原槽，可同时对饮料及酒类进行电化学氧化及还原处理，使溶液的阳离子、阴离子同时移动的装置。

图3-2所示为向有隔膜电解槽(阳极膜)或是有隔膜电透析槽中加入饮料水(清凉饮料、矿泉水、汽水、咖啡、牛奶、红茶、绿茶或其混合液体等)及酒类等的装置。该装置可对饮料及酒类同时进行电化学氧化、还原处理。流入阳极槽的溶液中仅有阳离子从阳极槽向阴极槽移动。流入阴极槽的溶液中的阳离子、阴离子不发生移动，所以它是不会使流入溶液的构成发生改变的电化学还原处理装置。

图3-3所示为向有隔膜电解槽(阴极膜)或是有隔膜电透析槽(阴极膜)中加入饮料水(清凉饮料、矿泉水、汽水、咖啡、牛奶、红茶、绿茶或其混合液体等)及酒类等的装置。该装置可对饮料及酒类同时进行电化学氧化、还原处理。流入阴极槽的溶液中仅有阴离子从阴极槽向阳极槽移动。流入阳极槽的溶液中的阳离子、阴离子不发生移动，所以它是不会使流入溶液的构成发生改变的电化学氧化处理装置。

图3-4所示为向有隔膜电解槽(不问隔膜种类)或是有隔膜电透析槽(不问隔膜种类)的氧化槽及还原槽中，加入同一饮料水(清凉饮料、矿泉水、汽水、咖啡、牛奶、红茶、绿茶或其混合液体等)或同一酒类的装置。也就是对同一溶液可同时进行氧化及还原的装置。

图3-5所示为向有隔膜电解槽(不问隔膜种类)或是有隔膜电透析槽的氧化及还原槽中加入不同种类的饮料水(清凉饮料、矿泉水、汽水、咖啡、牛奶、红茶、绿茶或其混合液体等)或不同种类酒的装置，包括饮料水和酒的混合体。

图3-6所示为向流入电解槽或是电透析槽中的饮料水(清凉饮料、矿泉水、汽水、咖啡、牛奶、红茶、绿茶或其混合液体等)及酒类中添加电解处理前所需要的物质的装置，是为了增加矿物质量的装置。添加物质由于电解处理可提高其物质的活性。

图3-7所示为图6-6所示为向流入电解槽或是电透析槽中的饮料水(清凉饮料、矿泉水、汽水、咖啡、牛奶、红茶、绿茶或其混合液体等)及酒类中添加电解处理后所需要的物质的装置，是为了增加矿物质量的装置。添加物质本身不进行电解处理或是电透析处理，故很难引起变质等问题。

图4所示是让从电解槽或是电透析槽中流出的饮料水(清凉饮料、矿泉水、汽水、咖啡、牛奶、红茶、绿茶或其混合液体等)及酒类再次按同一方向流入槽中的装置，是让从还原槽、或是氧化槽流出的溶液再次循环流入同一槽中的装置，是如果想对对象溶液进行强电解处理或是电透析处理时，按此方法反复进行多次的电解或是电透析处理的装置。

图5所示是让从氧化槽或是电透析槽流出的饮料水(清凉饮料、矿泉水、汽水、咖啡、牛奶、红茶、绿茶或其混合液体等)及酒类再次按相反方向流入槽中的装置，是让从还原槽、或是氧化槽中流出的溶液再次流入另一方向的槽中的循环装置。在进行氧化处理及还原处理时使用该方法。

图6所示为复合使用阴极、阳极膜处理饮料水或是酒类的装置。图中的饮料水B是由于电解槽或是电透析槽而使离子浓度降低的饮料水。饮料水A增加阴离子，而饮料水C增加阳离子。由于使用了这样的电解槽或是电透析槽所以才会有相应的反应。饮料水B是阳离子、阴离子向两边的槽移动，离子浓度降低。饮料水A是由于饮料水B中的阴离子移动过来，从而使阴离子浓度增加。饮料水C是由于饮料水B中的阳离子移动过来，从而使阳离子浓度增加。

图7所示为在图3-2的电解槽中电解维C钠盐时的PH及ORP的变化情况。

图8所示为按照液体色层分离法将电解处理前后的溶液进行分析的结果。

因图7的电解使PH值偏向碱性，也进行显示了ORP的还原性。

可以明白经图8电解维C钠盐溶液并没有变质。

从实验结果来看，不使用任何添加剂，由于电还原反应而发生溶液的氧化还原。

在提供的示意图2-图6中，选定图3-5做试验。

图3-5中记载了可以加入不同的液体，但只限于指定饮料(酒，咖啡等饮料)和能达到自来水卫生程度的水。

在这种条件下，进行了葡萄酒和日本酒的试验。

○日本酒的试验

<试验条件>

电解槽构成→如图3-5所示

电极面积→200cm2×2片(镀白金1μ、钛金属母材)

隔膜→阳离子交换膜

酒流量→0.5公升/分

自来水流量→0.5公升/分

电解电流→4A(定电流)

还原处理是指使日本酒流向阴极一侧，使自来水流向阳极一侧。

氧化处理是指使自来水流向阴极一侧，使日本酒流向阳极一侧。

进行还原处理后PH为碱性，进行氧化处理后PH为酸性。

图10是各10公升溶液3次通过电解槽时PH值的不同变化。

图中上边的线段表示还原处理的PH值的不同变化，下面的线段表示氧化处理的PH值的不同变化。

<试验条件>

电解槽构成→如图3-5所示

电极面积→200cm2×2片(镀白金1μ、钛金属母材)

隔膜→阳离子交换膜

酒流量→0.5公升/分

自来水流量→0.5公升/分

电解电流→4A(定电流)

还原处理是指使日本酒流向阴极一侧，使自来水流向阳极一侧。

氧化处理是指使自来水流向阴极一侧，使日本酒流向阳极一侧。

通过对日本酒分别进行氧化还原处理来测定ORP的变化。

进行还原处理后ORP为还原性，进行氧化处理后ORP为氧化性。

图11是各10公升溶液3次通过电解槽时ORP值的不同变化。

图中上边的线段表示还原处理的ORP值的不同变化，下面的线段表示氧化处理的ORP值的不同变化。

○葡萄酒的试验

<试验条件>

电解槽构成→如图3-5所示

电极面积→200cm2×2片(镀白金1μ、钛金属母材)

隔膜→阳离子交换膜

葡萄酒流量→0.5公升/分

自来水流量→0.5公升/分

电解电流→4A(定电流)

还原处理是指使葡萄流向阴极一侧，使自来水流向阳极一侧。

氧化处理是指使自来水流向阴极一侧，使葡萄酒流向阳极一侧。

对白葡萄酒和红葡萄酒分别进行氧化和还原处理来测定PH值的变化。

进行还原处理后PH为碱性，进行氧化处理后PH为酸性。

图12是各10公升溶液3次通过电解槽时PH值的不同变化。

图中位于上面的折线上段是代表红葡萄酒还原处理的PH值的不同变化情况，下段是代表红葡萄酒氧化处理的PH值的不同变化情况。

图中位于下面的折线上段是代表白葡萄酒还原处理的PH值的不同变化情况，下段是代表白葡萄酒氧化处理的PH值的不同变化情况。

<试验条件>

电解槽构成→如图3-5所示

电极面积→200cm2×2片(镀白金1μ、钛金属母材)

隔膜→阳离子交换膜

酒流量→0.5公升/分

自来水流量→0.5公升/分

电解电流→5A(定电流)

还原处理是指使葡萄酒流向阴极一侧，使自来水流向阳极一侧。

氧化处理是指使自来水流向阴极一侧，使葡萄酒流向阳极一侧。

通过对白葡萄酒和红葡萄酒各自进行氧化还原处理来测定ORP的变化。

进行还原处理后ORP为还原性，进行氧化处理后ORP为氧化性。

图13是各10公升溶液3次通过电解槽时ORP值的不同变化。

ORP：氧化还原电位

图中最上面的一段线是代表红葡萄酒的氧化处理的ORP值的不同变化情况，位于最上面的一段线下方临近的一段线，代表白葡萄酒的氧化处理的ORP值的不同变化情况。位于上述线段下方的上面一条线段代表红葡萄酒的还原处理的ORP值的不同变化情况，位于上述线段下方的下面一条线段代表白葡萄酒的还原处理的ORP值的不同变化情况，

<下面数据的详细试验条件>

电解槽构成→如图3-5所示

电极→200cm2(镀白金1μ、钛金属母材)

隔膜→阳离子交换膜

电解方法→还原电解(使维C钠盐流入阴极槽，使自来水流入阳极槽)

图3-6的电解处理和图3-5采用相同的电解条件

使用0.1％维C钠盐溶液进行实验。电解后的ORP是-790mv，未电解是-40mv，差异很大。这表示通过电解维C钠盐溶液的还原性变大。

去除氧化基能量对比试验的电解条件

电解槽构成→如图3-5所示

电极面积→200cm2×2片(镀白金1μ、钛金属母材)

隔膜→阳离子交换膜

咖啡流量→0.5公升/分

自来水流量→0.5公升/分

电解电流→3A(定电流)

电解方法→还原电解(使咖啡流向阴极槽，使自来水流向阳极槽)

电解之后的比未进行电解的咖啡，提高了27.3％。

液体咖啡中绿原酸的变化实验条件

<试验条件>

电解槽构成→如图3-5所示

电极面积→200cm2×2片(镀白金1μ、钛金属母材)

隔膜→阳离子交换膜

咖啡流量→0.5公升/分

自来水流量→0.5公升/分

电解电流→3A(定电流)

电解方法→还原电解(使咖啡流向阴极槽，使自来水流向阳极槽)

我们知道咖啡一被氧化，咖啡本身包含的绿原酸含量就会降低。这是因为绿原酸本身是抗氧化物质，咖啡被氧化，绿原酸也会被氧化而减少。

要客观地判断咖啡的氧化度，一般都是测定绿原酸。

在相同条件下，通过对相同成分生成的咖啡是否电解来观察绿原酸改变，进行了试验。

图中把绿原酸量为675ppm的咖啡装入瓶中，放置在60℃下保存，测定其变化。结果一周后，电解的是650ppm，而未电解的是640ppm；3周后的结果电解的是630ppm，未电解的是595ppm。由此可以看出通过电解，可以对咖啡产生控制氧化的效果。

红茶香味变化实验条件

<试验条件>

电解槽构成→如图3-5所示

电极面积→200cm2×2片(镀白金1μ、钛金属母材)

隔膜→阳离子交换膜

红茶流量→0.5公升/分

自来水流量→0.5公升/分

电解电流→3A(定电流)

电解方法→还原电解(使红茶流向阴极槽，使自来水流向阳极槽)

在相同条件下，通过对相同成分生成的红茶是否电解来观察香味的改变，进行了试验。

将样品的瓶子放置在60℃下保存，测定其变化。3周后的结果电解的香味残存率是88％，未电解的是71％。

一般来说，香味成分会因被氧化而减少，但通过电解看出氧化的速度变缓了。

牛奶功能试验的电解牛奶的生成条件

电解槽构成→如图3-5所示

电极面积→200cm2×2片(镀白金1μ、钛金属母材)

隔膜→阳离子交换膜

牛奶的流量→2.0公升/分

自来水的流量→2.0公升/分

电解电流→10A(定电流)

电解方法→还原电解(使牛奶流向阴极槽，使自来水流向阳极槽)

牛奶功能试验是随机选取20人进行的测试。

主要针对牛奶的新鲜感、奶味、加热味、甜味、浓度、结块、余味、综合评价8项指标进行。

评分按非常好2分，较好1分，一般0分，不太好-1分，很不好-2分这5个等级的的平均值计算。

从表中的数值可以明显看出，经过电解的牛奶比未电解的好。