智能饮水机的功能与发展

摘 要:随着人们生活水平的提高,饮水机渐渐走进了千家万户。然而,普通饮水机在水质的保鲜、饮水机的清洗、杀菌技术等方面都存在着明显不足,对人类的健康有潜在的危害。在这种情况下,智能饮水机这一概念应运而生。文章首先引出智能饮水机的概念;其次介绍智能饮水机的功能,包括:杀菌消毒功能、水活化功能和自清洗功能,分析了这些功能在技术层面上的实现方法;最后,对智能饮水机的发展前景进行了讨论和预测。

关键词:智能饮水机;活化;清洁;环保

中图分类号:TU925.59文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2010)08-0041-02

饮水机作为一种提供纯净水的装置,随着人们生活水平的提高以及对生活质量的不断追求,逐渐进入了日常生活。虽然普通饮水机解决了传统烧水方式所带来的污染及能源浪费,但是在水质的保鲜、饮水机的清洗、杀菌技术等方面存在着明显不足。由于饮用水是否卫生直接关系到使用者的身体健康,随着科技的发展,一种取代普通饮水机,能够实现水质的保鲜、清洗、杀菌功能的智能饮水机逐渐成为市场的主流。

所谓智能饮水机是指具备杀菌、水活化功能以及自清洗等功能,能够满足清洁、卫生、环保要求的饮水机,文章首先分析智能饮水机的功能,其次分析智能饮水机功能的实现,最后讨论智能饮水机的发展前景。

1 智能饮水机的功能

1.1 杀菌消毒功能

饮水机的水源虽然是纯净水,但是纯净水在被人们饮用前需要经过加热、储存等环节,在这些环节中就会引入杂质、细菌。如果饮水机内不具备杀菌消毒功能,那么被人们饮用的纯净水可能已经多次被污染了。有报道指出合格的大桶饮用水经消毒前的饮水机出水的微生物指标合格率非常低(15.38%),二次污染率较高;而经消毒后的饮水机出水的微生物合格率则较高(98.46%)[1],可见消毒对饮水机的效用影响显著。

人们对饮用水的安全性的要求主要体现在两个方面:一是饮用水中化学物质的安全性;二是饮用水中微生物的安全性。传统饮水机由于其发展初期技术的局限性,往往忽视了饮用水中微生物的安全性,不具备杀菌消毒的功能。这样的饮水机二次污染率较高,不能保证水质的纯净。长期使用这种饮水机,势必会因细菌超标造成消化系统疾病。而智能饮水机的杀菌消毒功能则可以很好地解决纯净水的二次污染问题,保证饮用水的清洁,进而使人们更加健康地饮水。

1.2 活化水功能

动物和植物有衰老的过程,水也有吗?据科研资科表明,水分子是主链状结构,水如果不经常受到撞击,也就是说水不经常处于运动状态,而是静止状态时,这种链状结构就会不断扩大、延伸,就变成俗称的“死水”,这就是衰老了的老化水。现在许多桶装或瓶装的纯净水,从出厂到饮用,中间常常要存放相当长一段时间。桶装或瓶装的饮用水,被静止状态存放超过3 d,就会变成衰老了的老化水,就不宜饮用了。

研究还表明,刚被提取的、处于经常运动、撞击状态的深井水,每升仅含亚硝酸盐0.017 mg。但在室温下储存3 d,就会上升到0.914 mg,原来不含亚硝酸盐的水,在室温下存放一天后,每升水也会产生亚硝酸盐0.0004 mg,3 d后可上升0.11 mg,20 d后则高达0.73 mg,而亚硝盐可转变为致癌物亚硝胺。有关专家指出:对桶装水想用则用,不用则长期存放,这种不健康的饮水习惯,对健康无益。

产生以上现象主要是因为普通的饮用水为络合大分子水,水的O-H键间的角约为105°。外界作用时,它们之间的键角容易发生变化。由于氧原子的负极性较大,氢原子的电子受氧原子的吸引,负极中心与正电荷中心不重合,整个水分子为极性分子。水分子间由于氢键的作用,不是以单个H2O存在的,而是彼此可以结合为大的水分子团。一般水以36～37个水分子构成分子团存在。这种大分子簇团,参与体内生物化学反应差,脂质代谢差。这种水即使再纯,也不能被人体及生物体体内的细胞和染色体很好的吸收。同时,这种环形凝聚结构的水,很容易包藏有毒有害的有机物。

因此,饮水机市场急需出现能够活化水的智能饮水机解决纯净水老化的问题。

1.3 自清洗功能

饮水机的热胆材质多为不锈钢和铝壳,由于反复加热,很容易形成水垢附着在热胆上。这些水垢极易被人们饮用,此外,在长时间的加热下,水中含铁、铝、铵的亚硝酸盐含量会明显增加,而亚硝酸盐是致癌物质。因此,饮水机必须定期进行清洗。

目前饮水机多是由厂家定期为用户清洗。由于饮水机发展的良莠不齐,用户很难做到定期清洗饮水机。根据太仓市对户单位、居民使用饮水机二次污染随机抽检[2]:30户单位、居民中, 27户从购机到抽检未进行过消毒, 3户从购机到抽检18个月中消毒过4次。从结果中看出, 单位、居民使用饮水机造成二次污染的桶装饮用纯净水合格率令人担忧, 调查30户单位、居民使用饮水机, 其中27户细菌总数大量超标, 只有3户饮水机的桶装饮用纯净水为合格。

这一现状是由普通饮水机的难清洗引起的,而智能饮水机具有自清洗功能,能够使用户在使用饮水机过程中自动清洗,进而保证人们的用水健康,减小因饮水机造成的二次污染。

2 智能饮水机的技术实现

2.1 杀菌消毒技术

目前,智能饮水机多采用离子杀菌、光触媒过滤技术或全水路杀菌技术实现饮水机内部的杀菌消毒。这三种技术都是以饮水机内流动的空气为杀菌消毒目标,运用不同方法实现对饮水机内部空气的净化。

离子杀菌技术是指在饮水机内安装离子发生器,产生负离子,进而净化空气。原理[3]是利用离子发生器释放出离子群到空气中,一旦遇到浮游在空气中的自然菌、黑曲霉菌就迅速将其包围,然后通过氢氧根离子与之发生化学反应,分解成水分子等无害物质。这种杀菌技术清洁环保,杀菌效果良好。光触媒过滤技术是在饮水机的通风孔处安放光触媒,利用其强氧化性对通风孔处的空气净化,进而减小二次污染。全水路杀菌技术则是在饮水机的管道内通入臭氧,利用臭氧对管道水路消毒。这种消毒方式便捷安全,而且臭氧以水为媒介,对饮水机内水路进行深层杀菌,杀菌效果更好。

2.2 水分子活化技术[4]

饮水机中的水由于长期保持静止状态,在水中氢键的作用下,极易缔结成水的大聚合体。缔合水分子在接受外界能量时可以分解成单个水分子。因此,水的缔合和离解是一个平衡过程,即:

nH2Of(H2O)n=Q

式中,Q表示能量,n=1,2,3…。

因此,要想减小水分子的缔合度n增强水分子的活性,必须使水分子具有更多的能量。水分子的活化技术就是利用电磁能、机械能、热能等方法,使水具有更高的能量,进而形成活性水。目前,应用最广泛的是利用电磁能和超声波对水进行处理,电磁能制备活性水方法如表1所示。

表1表明,利用电磁能可以方便地对饮水机中的水进行活化,解决水分子老化聚合的问题。同时,使水具有杀菌、除垢等功能。目前,该技术在国内仅停留在科学研究阶段,国外一些大型水厂已经运用此技术对饮用水进行深度净化。饮水机行业尚未采用此技术。不过,随着发展的需要,具有此种技术的智能饮水机必将走进人们的生活。

2.3 自清洗技术

随着安全饮水观念的普及,饮水机的清洗越来越受到人们的重视。但是,由于技术的局限,目前饮水机的清洗只能由专业的清洗公司来完成。这样,既耗费人力、物力,又难做到清洗的及时性。水在接受外界能量的时候会转变成活性水或功能水,而活性水具有的杀菌、除垢、防锈等功能则可以解决饮水机的清洗问题。

智能饮水机的自清洗技术是指在饮水机内部安装超声波发生器,利用超声波的空化效应清除水垢、水渍等。空化作用[5]就是超声波以每秒两万次以上的压缩力和减压力交互性的高频变换方式向液体进行透射。在减压力作用时,液体中产生真空核群泡的现象,在压缩力作用时,真空核群泡受压力压碎时产生强大的冲击力,由此剥离被清洗物表面的污垢,从而达到精密洗净目的。目前,超声波清洗技术已经得到广泛应用,而饮水机的清洗尚未涉及。相比之下,智能饮水机因使用此项技术而使饮水机的清洗变得尤为方便。用户在使用时,只需开启超声清洗按钮,饮水机即可以自动进行内部清洗,十分方便快捷。

3 智能饮水机的发展前景

饮水机作为饮用纯净水的最主要方法,已经越来越多地进入人们的生活,影响着人们的饮水健康。智能饮水机的杀菌消毒技术、水分子活化技术、自清洗技术不仅解决了饮水机使用中对纯净水的二次污染问题,而且节约了能源,对环境污染小。虽然,目前饮水机市场仍被传统饮水机所占有,但杀菌消毒技术已经逐渐在饮水机中出现。而且,水分子活化技术和超声波清洗技术正在蓬勃发展,已经应用到水的深层处理和清洗精密仪器中了。相信随着科技的发展和人们对健康饮水的迫切要求,含有这些技术的智能饮水机最终会出现并取代现有的饮水机,进入人们生活。

4 结 语

随着经济的发展和人们对健康问题的重视,智能饮水机必定会成为市场的主流,但是在其发展过程中还存在如下问题:①技术的实用化。文中所讨论的一些技术目前并非适合家用,因此需要将其小型化,家用化。②降低成本。功能的提升必然带来成本的增加,而价格是影响购买意愿的重要因素,因此需要降低成本,将整体价格控制在800元以内。

参考文献:

[1] 张轶群,向永芬.饮水机对大桶饮用水微生物消长影响的研究[J].中国公共卫生管理,2002,18(4):343-344.

[2] 诸士林.使用饮水机对桶装饮用纯净水引起二次污染的调查分析[J].中国公共卫生管理,2000,16,(5):384-384.

[3] 陈红燕.饮水机主要技术介绍及点评[J].现代家电,2008,(12):52-52.

[4] 袁亦川,曾凌三.水的活性化与活性水、功能水[J].净水技术,2003,22(5):40-42.

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