CN111436426B - 供水管道输水用二次加氯胶囊及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种供水管道输水用二次加氯胶囊及其制备方法，该二次加氯胶囊由食品级缓溶性外壳包裹在次氯酸钠组分外构成的胶囊形结构体。方法包括：将食品级缓溶性外壳的组成材料制成混合乳化液，涂在平板表面形成乳化液涂层，加热后成为食品级缓溶性片材，用食品级缓溶性片材压制成胶囊外壳；将胶囊外壳分离后，填入次氯酸钠组分并锁紧制成所述食品级缓溶性外壳包裹在次氯酸钠组分外构成的胶囊形结构体。该二次加氯胶囊改进了现有的二次加氯方式，在不新建二次加氯设施情况下完成管网二次加氯，减少二次加氯附属设施的建造，避免设施日常维护的不安全性，实现二次加氯过程简单、高效化，从而维持管网余氯浓度，保证管网水质。

Description

供水管道输水用二次加氯胶囊及其制备方法

技术领域

本发明涉及水处理领域，尤其涉及一种供水管道输水用二次加氯胶囊。

背景技术

城市供水管网系统复杂而庞大，经过给水处理的水即使出厂时达到了饮用水标准，在输送过程中也存在二次污染的可能性，这就需要在管网中维持一定的余氯浓度。随着管线的不断延伸，难以保证管网末端的余氯浓度，需要在输水中途加氯。

传统的二次加氯，要先确定投加点位置、投加方式，建造投加设备和附属设施，再进行投加。

但这种二次加氯方式，既不利于操作管理，也对人身安全构成威胁，而且这样二次加氯后管网中余氯浓度分布不均匀，效果并不理想。

发明内容

基于现有技术所存在的问题，本发明的目的是提供一种供水管道输水用二次加氯胶囊及其制备方法，能解决现有二次加氯方式，所存在的不利于操作管理，对人身安全构成威胁，且加氯后余氯浓度分布不均匀，效果不理想等问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明实施例一种供水管道输水用二次加氯胶囊，其特征在于，该二次加氯胶囊由食品级缓溶性外壳包裹在次氯酸钠组分外构成的胶囊形结构体。

本发明实施方式还提供一种供水管道输水用二次加氯胶囊的制备方法，用于制备本发明所述的供水管道输水用二次加氯胶囊，包括以下步骤：

将作为壁材的食品级缓溶性外壳的组成材料制成混合乳化液，将制好的混合乳化液，涂在平板表面形成均匀厚度的乳化液涂层，然后用85℃～95℃的温度加热，制成弹性食品级缓溶性片材，将弹性食品级缓溶性片材压制成胶囊形状的食品级缓溶性外壳；

将所述胶囊形状的食品级缓溶性外壳分离后，将作为芯材的次氯酸钠组分填入分离的所述囊形状的食品级缓溶性外壳内，并锁紧分离的所述食品级缓溶性外壳，制成所述食品级缓溶性外壳包裹在次氯酸钠组分外构成的胶囊形结构体。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的供水管道输水用二次加氯胶囊，其有益效果为：

通过将食品级缓溶性外壳包裹在次氯酸钠组分外面，形成芯材为次氯酸钠组分，壁材为食品级缓溶性外壳的胶囊形结构体。这种二次加氯胶囊，能方便的投加至输水管道，实现输水管道的二次加氯，由于食品级缓溶性外壳能在水中缓慢溶解，起到缓释效果，能维持管网余氯浓度，不需要另外修建二次加氯设施，有效降低给水管网加氯设施的管理成本。另外，食品级缓溶性外壳溶解的物质不对水质产生负面影响。

具体实施方式

下面结合本发明的具体内容，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

本发明实施例提供一种供水管道输水用二次加氯胶囊，该二次加氯胶囊由食品级缓溶性外壳包裹在次氯酸钠组分外构成的胶囊形结构体。

上述二次加氯胶囊中，按重量百分比计，所述食品级缓溶性外壳的用量为60～70％，所述次氯酸钠组分的用量为30～40％。

上述二次加氯胶囊中，所述次氯酸钠组分由固体含量为60％的次氯酸钠粉末组成。

上述二次加氯胶囊中，所述食品级缓溶性外壳由按重量百分比计的以下组分组成：乳清分离蛋白55％、稳定剂25％、消泡剂5％、防粘剂5％、脱水剂5％和脱模剂5％。

上述二次加氯胶囊中，所述乳清分离蛋白采用粉末状乳清分离蛋白；

所述稳定剂采用醋酯变性淀粉；

所述消泡剂采用食用型消泡剂，如：高碳醇脂肪酸酯消泡剂；

所述防粘剂采用木薯淀粉；

所述脱水剂采用食用碱；

所述脱模剂采用ArcChine Foodtech 3-H食品级脱模油，

上述这些组分组成的食品级缓溶性外壳，均为食品级材料不会对水造成污染，又能保证很好的缓释，达到均匀投放作为消毒剂的次氯酸钠组分的作用。

上述二次加氯胶囊中，所述食品级缓溶性外壳为网状结构。

本发明实施例还提供一种供水管道输水用二次加氯胶囊的制备方法，用于制备上述的供水管道输水用二次加氯胶囊，包括以下步骤：

将作为壁材的食品级缓溶性外壳的组成材料制成混合乳化液，将制好的混合乳化液，涂在平板表面形成均匀厚度的乳化液涂层，然后用85℃～95℃的温度加热，制成弹性食品级缓溶性片材，将弹性食品级缓溶性片材压制成胶囊形状的食品级缓溶性外壳；

将所述胶囊形状的食品级缓溶性外壳分离后，将作为芯材的次氯酸钠组分填入分离的所述囊形状的食品级缓溶性外壳内，并锁紧分离的所述食品级缓溶性外壳，制成所述食品级缓溶性外壳包裹在次氯酸钠组分外构成的胶囊形结构体。

具体的，上述方法的步骤如下：将作为壁材的食品级缓溶性外壳的组成材料制成混合乳化液，将制好的混合乳化液，涂在平板表面形成均匀厚度(厚度不用太厚，与普通药材胶囊外壳的厚度相当或略厚即可)的乳化液涂层，然后用85℃～95℃的温度加热，使乳化液涂层表面的水分蒸发，成为具有韧性和弹性的食品级缓溶性片，采用自动旋转轧囊机将所述食品级缓溶性片压制成胶囊形状的食品级缓溶性外壳；

利用全自动胶囊充填机将所述胶囊形状的食品级缓溶性外壳分离后，将作为芯材的次氯酸钠组分填入分离的所述囊形状的食品级缓溶性外壳内，并锁紧分离的所述食品级缓溶性外壳，制成所述食品级缓溶性外壳包裹在次氯酸钠组分外构成的胶囊形结构体。

上述的制备方法中，将作为壁材的食品级缓溶性外壳的组成组分制成混合乳化液为：将按重量百分比计，将55％的乳清分离蛋白、25％的稳定剂、5％的消泡剂、5％的防粘剂、5％的脱水剂和5％的脱模剂混合均匀制成混合乳化液。

本发明的二次加氯胶囊能在串联供水系统输水专用线进行中途加氯，加入后二次加氯胶囊在水中缓慢溶解，到达二次加氯点位置时外壳恰好全部溶解，包裹的次氯酸钠组分(即消毒剂)开始释放，实现管线的二次加氯，并且溶解的物质不对水质产生负面影响。本发明仅需在水厂出水口处根据水量、二次加氯点位置以及二次加氯量，投加适量的二次加氯胶囊，实现管线的二次加氯，减少二次加氯的附属设施，操作简便，经济可行，具有很大的市场应用前景。

下面对本发明实施例具体作进一步地详细描述。

本发明的供水管道输水用二次加氯胶囊，由食品级缓溶性外壳包裹在次氯酸钠组分外形成胶囊形结构体，具体的，按重量百分比计，胶囊中，次氯酸钠组分的量为30～40％、食品级缓溶性外壳的量为60～70％。

其中，所述的次氯酸钠组分由固体含量60％的次氯酸钠粉末构成；

所述的食品级缓溶性外壳(各组分用量均按重量百分比计)由：55％的乳清分离蛋白组分、25％的稳定剂、5％的消泡剂、5％的防粘剂、5％的脱水剂和5％的脱模剂组成；所述的食品级缓溶性外壳包裹在次氯酸钠组分外部。

所述的食品级缓溶性外壳中，所述的乳清分离蛋白为粉末状乳清分离蛋白；所述稳定剂采用醋酯变性淀粉；所述消泡剂采用食用型消泡剂(如：高碳醇脂肪酸酯消泡剂)；所述防粘剂采用木薯淀粉；所述脱水剂采用食用碱；所述脱模剂采用ArcChine Foodtech 3-H食品级脱模油。

所述的供水管道输水用二次加氯胶囊制作过程如下：以食品级缓溶性外壳作为壁材，将组成食品级缓溶性外壳的材料制成混合乳化液，具体为：将按重量百分比计的：55％的乳清分离蛋白、25％的稳定剂、5％的消泡剂、5％的防粘剂、5％的脱水剂和5％的脱模剂制成混合乳化液，将配制好的混合乳化液，涂在平板表面上，形成均匀厚度的乳化液涂层，然后用85℃～95℃的温度加热，使乳化液涂层表面的水分蒸发，成为有一定韧性和一定弹性的食品级缓溶性片材，采用自动旋转轧囊机压制所述食品级缓溶性片材形成胶囊形状的食品级缓溶性外壳；

利用全自动胶囊充填机将所述胶囊形状的食品级缓溶性外壳分离后，将作为芯材的次氯酸钠组分填入分离的所述囊形状的食品级缓溶性外壳内，并锁紧分离的所述食品级缓溶性外壳，制成所述食品级缓溶性外壳包裹在次氯酸钠组分外构成的胶囊形结构体。

该供水管道输水用二次加氯胶囊用于串联供水系统中输水专用线或接入用户前的供水管道的二次加氯，胶囊的食品级缓溶性外壳在管道中缓慢溶解，到二次加氯点时完全溶解并释放出消毒剂，溶解后的外壳不对水质产生负面影响。根据公式计算出二次加氯点的位置以及二次加氯量，结合食品级缓溶性外壳的溶解速率公式，选择适量的壁材和芯材制作成二次加氯胶囊，使得外壳完全溶解时恰好到达二次加氯点位置。

本发明的二次加氯胶囊使用时，可根据下述公式计算出二次加氯点的位置以及二次加氯量，结合食品级缓溶性外壳的溶解速率公式，选择适量的壁材和芯材制作成二次加氯胶囊，使得外壳完全溶解时恰好到达二次加氯点位置。

确定二次加氯点位置的模型为：

式(1)中，D_i——节点i的用水量；

n——节点个数；

x_i——0或1，0表示在该点不设二次加氯点，1表示在该点设二次加氯点；

y_i——0或1，0表示该点被覆盖，1表示该点不被覆盖。

确定二次加氯量的模型为：

式(2)中，P——总加氯量，包括固定加氯点的投氯量；

m——加氯点优化配置确定的最优加氯点个数；

x_i——第i个加氯点的氯投加浓度。

约束条件为管网中各节点余氯浓度满足水质标准，即：

式(3)中，c_max——管网水中余氯上限值；

c_min——管网水中余氯下限值；

C_j——i点的上游点点的氯浓度；

l——i点上游点的个数；

k_j,t——j，t点间的总余氯衰减系数；

t_j,t——j，t点间水的传输时间；

c_0i——第i个加氯点的加氯量；

Q_j——j点处的流量。

食品级缓溶性外壳溶解速率公式如下：

式中，c——乳清蛋白的浓度；

t——溶解时间；

V——外壳乳化液体积；

A——乳化液表面积。

本发明的二次加氯胶囊，由于将作为消毒剂的次氯酸钠组分作为芯材包裹在食品级缓溶性外壳内，方便向供水管道内投加，食品级缓溶性外壳在水中缓慢溶解，到达二次加氯点位置时外壳恰好全部溶解，包裹的消毒剂次氯酸钠组分开始释放，实现输水管线的二次加氯，可以维持管网余氯浓度，不需要另外修建二次加氯设施，有效降低给水管网加氯设施的管理成本。且溶解的物质不对水质产生负面影响，本发明仅需在水厂出水口处根据水量、二次加氯点位置以及二次加氯量，投加适量的该二次加氯胶囊，实现管线的二次加氯，具有很大的市场应用前景。这种供水管道输水用二次加氯胶囊，改进了现有的二次加氯方式，在不新建二次加氯设施的情况下完成管网二次加氯，减少二次加氯的附属设施的建造，避免了设施日常维护的不安全性，实现二次加氯过程的简单化高效化，从而维持管网余氯浓度，保证管网水质。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种供水管道输水用二次加氯胶囊，其特征在于，该二次加氯胶囊由食品级缓溶性外壳包裹在次氯酸钠组分外构成的胶囊形结构体；

所述次氯酸钠组分由固体含量为60％的次氯酸钠粉末组成；

所述食品级缓溶性外壳由按重量百分比计的以下组分组成：乳清分离蛋白55％、稳定剂25％、消泡剂5％、防粘剂5％、脱水剂5％和脱模剂5％。

2.根据权利要求1所述的供水管道输水用二次加氯胶囊，其特征在于，按重量百分比计，所述食品级缓溶性外壳的用量为60～70％，所述次氯酸钠组分的用量为30～40％。

3.根据权利要求1所述的供水管道输水用二次加氯胶囊，其特征在于，所述乳清分离蛋白采用粉末状乳清分离蛋白；

所述稳定剂采用醋酯变性淀粉；

所述消泡剂采用食用型消泡剂(高碳醇脂肪酸酯消泡剂)；

所述防粘剂采用木薯淀粉；

所述脱水剂采用食用碱；

所述脱模剂采用ArcChine Foodtech 3-H食品级脱模油。

4.根据权利要求1或2所述的供水管道输水用二次加氯胶囊，其特征在于，所述食品级缓溶性外壳为网状结构。

5.一种供水管道输水用二次加氯胶囊的制备方法，其特征在于，用于制备权利要求1至4任一项所述的供水管道输水用二次加氯胶囊，包括以下步骤：

按重量百分比计，将55％的乳清分离蛋白、25％的稳定剂、5％的消泡剂、5％的防粘剂、5％的脱水剂和5％的脱模剂混合均匀制成混合乳化液，将制好的混合乳化液，涂在平板表面形成均匀厚度的乳化液涂层，然后用85℃～95℃的温度加热，制成弹性食品级缓溶性片材，将弹性食品级缓溶性片材压制成胶囊形状的食品级缓溶性外壳；

将所述胶囊形状的食品级缓溶性外壳分离后，将作为芯材的次氯酸钠组分填入分离的所述囊形状的食品级缓溶性外壳内，并锁紧分离的所述食品级缓溶性外壳，制成所述食品级缓溶性外壳包裹在次氯酸钠组分外构成的胶囊形结构体。