TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen ein Verfahren zur Herstellung eines hoch sauerstoffhaltigen Trinkwassers und das nach diesem Verfahren hergestellte Wasser. Sie bezieht sich insbesondere auf ein hoch sauerstoffhaltiges Trinkwasser, das stabilisierten Sauerstoff enthält.
HINTERGRUNDKUNST
Es ist allgemein bekannt, dass Sauerstoff für den Menschen lebensnotwendig ist. Reiner Sauerstoff wurde daher in verschiedenen Konzentrationen verabreicht, um die Atmung zu erleichtern und ein Gefühl des Wohlbefindens zu vermitteln.
Während die Vorteile von Sauerstoff bekannt sind, war die Verabreichung von hohen Sauerstoffkonzentrationen an Menschen bisher im Wesentlichen auf die Verabreichung von Gasen beschränkt. Wenn jedoch ein geeignetes, hoch sauerstoffhaltiges Trinkwasser hergestellt werden könnte, dann könnte man die Vorteile von Sauerstoff einfach und bequem durch das Trinken eines solchen Wassers erhalten. In dieser Hinsicht könnte ein solches hoch sauerstoffhaltiges Trinkwasser leicht in Flaschen abgefüllt und in ähnlicher Weise wie herkömmliches abgefülltes Trinkwasser vermarktet werden. Derzeit wird Trinkwasser in durchsichtigen oder durchscheinenden Glas- oder Kunststoffflaschen vermarktet.
Aufgrund der Beschaffenheit des Sauerstoffs wäre es jedoch äußerst schwierig, hoch sauerstoffhaltiges reines Trinkwasser in einer herkömmlichen Flasche über einen längeren Zeitraum aufzubewahren und dabei seine sauerstoffhaltige Beschaffenheit in der gleichen effektiven Konzentration beizubehalten. Um qualitativ hochwertiges Trinkwasser zu erhalten, dürfen keine unerwünscht hohen Konzentrationen von Fremdstoffen vorhanden sein, die zur Pufferung oder anderweitigen Rückhaltung des Sauerstoffs verwendet werden.
Solche Puffer- oder andere Stoffe könnten das Trinkwasser für den menschlichen Konsum unerwünscht machen. Es wäre nicht wünschenswert, den Geschmack oder die Farbe des natürlichen Trinkwassers wesentlich zu verändern. Natürlich dürfen die Zusätze das natürliche Trinkwasser auch nicht toxisch machen oder die Qualität des Trinkwassers auf andere Weise unter die akzeptierten Standards verschlechtern. Die Zusätze dürfen den Geschmack oder andere Eigenschaften des Wassers nicht beeinträchtigen.
Auch muss das abgefüllte Trinkwasser vor dem Verzehr über längere Zeiträume gelagert werden können. Damit das sauerstoffhaltige Trinkwasser über lange Zeiträume haltbar ist, muss der Sauerstoffgehalt erhalten bleiben und stabil sein und darf sich nicht unerwünscht zersetzen. Die Haltbarkeit sowie die Lagerung und der Transport sind wichtige Faktoren für in Flaschen abgefülltes Trinkwasser. Die Lagerung in durchsichtigen Flaschen könnte ebenfalls ein großes Problem darstellen. In diesem Zusammenhang könnte Lichteinfall auf das sauerstoffhaltige Wasser dazu beitragen, die Zersetzung des hoch sauerstoffhaltigen Trinkwassers zu beschleunigen.
Ein Ansatz für hoch sauerstoffhaltiges Trinkwasser könnte darin bestehen, dem natürlichen Trinkwasser eine sehr geringe Konzentration von Wasserstoffperoxid zuzusetzen. Mit einem solchen Zusatz würde das Wasserstoffperoxid das gewünschte Ergebnis erzielen, indem es dem Wasser den gewünschten Sauerstoff hinzufügt. Es ist jedoch allgemein bekannt, dass Wasserstoffperoxid sehr instabil ist, insbesondere in Gegenwart von Wasser. Zum Beispiel kann auf die U.S. Pat. Nr. 3,480,557; 5,077,047; 5,130,124; 5,206,385; und 5,312,619.
Die vorgenannten Patente offenbaren verschiedene Zusätze zur Verwendung mit Wasserstoffperoxid, um es zu stabilisieren, wenn es als antiseptisches Mittel oder dergleichen verwendet wird. Es ist also ganz klar, dass Wasserstoffperoxid instabil ist und seine Konzentration mit der Zeit abnimmt, wenn keine Stabilisierungsmaßnahmen ergriffen werden. Die Stabilisierung von Wasserstoffperoxid in sehr geringen Konzentrationen im Trinkwasser ist jedoch weitaus schwieriger und war bisher unerreichbar.
Wasserstoffperoxid dissoziiert bei basischen oder sauren Wasserbedingungen sowie in Gegenwart von Metallionen. Daher sind der pH-Wert des Wassers sowie der Gehalt an Metallionen entscheidend, wenn Wasserstoffperoxid zugesetzt wird. Da dem Trinkwasser nur geringe Mengen Wasserstoffperoxid zugesetzt werden können, um eine Geschmacksveränderung zu vermeiden, schaffen Verunreinigungen oder andere Inhaltsstoffe im Wasser ein höchst instabiles Umfeld für das Wasserstoffperoxid.
Wird versucht, das Wasserstoffperoxid durch Pufferung oder andere Zusätze zu stabilisieren, kann sich der Geschmack des so aufbereiteten Trinkwassers in unerwünschter Weise verändern. Da Trinkwasser in klaren Behältern abgefüllt werden muss, ist es außerdem äußerst schwierig, die Stabilität von Wasserstoffperoxid im Trinkwasser zu erreichen.
Es wäre daher äußerst wünschenswert, ein Verfahren zur Herstellung von hoch sauerstoffhaltigem Trinkwasser zu haben, das in klaren Behältern über lange Zeiträume gelagert werden kann und dennoch die gewünschte Konzentration an zusätzlichem Sauerstoff beibehält.
ERfindungsmeldung
Hauptziel der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein neues und verbessertes Verfahren zur Herstellung von hochsauerstoffhaltigem Trinkwasser zur Verfügung zu stellen, das auch in durchsichtigen Behältern über lange Zeiträume gelagert werden kann und dabei die gewünschte Sauerstoffkonzentration beibehält.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein solches neues und verbessertes Verfahren zur Formulierung von hoch sauerstoffhaltigem Trinkwasser und das nach dem Verfahren hergestellte Trinkwasser bereitzustellen, bei dem Wasserstoffperoxid ein Zusatzstoff ist und dennoch kein übermäßiger Wasserstoffperoxidabbau während der Lagerung vor dem Verbrauch auftritt.
Zusammenfassend werden die obigen und weitere Ziele der vorliegenden Erfindung dadurch verwirklicht, dass eine neue und verbesserte stabilisierte Zusammensetzung von hoch sauerstoffhaltigem Trinkwasser bereitgestellt wird, die durch ein erfindungsgemäßes Verfahren hergestellt wird.
Ein Verfahren zur Herstellung von hoch sauerstoffhaltigem Trinkwasser umfasst zunächst die Herstellung einer stabilisierten Wasserstoffperoxidlösung und dann die Zugabe einer geeignet kleinen Menge davon zu natürlichem Trinkwasser. Die stabilisierte Wasserstoffperoxidlösung wird durch Zugabe eines komplexen Polymers in Form von Polyvinylpyrrolidon zu einer Menge verdünnten Wasserstoffperoxids hergestellt. Nach einem bevorzugten Verfahren werden verschiedene Polyvinylpyrrolidon-Zusammensetzungen mit unterschiedlichem Molekulargewicht zu unterschiedlichen Zeiten zugegeben.
Es wurde festgestellt, dass mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hoch sauerstoffhaltiges Trinkwasser hergestellt werden kann, das ein Vielfaches an Sauerstoff enthält als herkömmliches natürliches Trinkwasser. Das erfindungsgemäße Trinkwasser kann bequem in herkömmlichen durchsichtigen Flaschen oder anderen Behältern über lange Zeiträume gelagert werden, ohne dass es zu einer übermäßigen Zersetzung des Wasserstoffperoxids kommt. Auch die Qualität des Wassers wird nicht beeinträchtigt. Die Farbe und der Geschmack des erfindungsgemäßen Trinkwassers werden nicht nachteilig beeinflusst.
BESTE AUSFÜHRUNGSWEISE DER ERFINDUNG
Die folgenden Beispiele wurden gegeben, um das Verständnis der Erfindung zu erleichtern, aber es ist zu verstehen, dass die besonderen Verfahren, Bedingungen und Materialien dieser Beispiele nicht als Einschränkungen der vorliegenden Erfindung gedacht sind.
In Übereinstimmung mit dem neuartigen Verfahren der vorliegenden Erfindung wird eine stabilisierte komplexe Zusammensetzung von Wasserstoffperoxid und zu Trinkwasser hinzugefügt, um das erfindungsgemäße hoch sauerstoffhaltige Wasser zu formulieren. Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die stabilisierte Wasserstoffperoxidlösung durch langsame Zugabe einer geeigneten Menge eines Wasserstoffperoxidkonzentrats von 35 Gew.-% zu gereinigtem destilliertem Wasser und deren Vermischung in jeweils kleinen Mengen hergestellt. Das Verfahren erfordert das Übergießen des konzentrierten H2 O2 mit 35 Gew.-% über das gereinigte Wasser in einem geschlossenen, mit Glas ausgekleideten Reaktor unter ständigem Rühren mit einem Rührer aus rostfreiem Stahl, der von einem pneumatischen oder explosionsgeschützten Motor angetrieben wird, bis sich eine wässrige Lösung mit 17,5 Gew.-% Wasserstoffperoxid gebildet hat.
Am Ende des Verdünnungsprozesses wird eine Probe des verdünnten H2 O2 mit 17,5 Gew.-% entnommen, um pH-Wert, Temperatur und Konzentration zu überprüfen. Nach der Überprüfung der 17,5 %igen Lösung wird die resultierende 17,5 %ige Wasserstoffperoxidlösung in dem emaillierten Reaktor mit einer Umwälzpumpe gekühlt. Dabei wird die Temperatur der 17,5%igen H2 O2-Lösung auf eine Temperatur zwischen etwa 5° C und etwa 8° C abgesenkt.
Eine gewichtsmäßig 15%ige Charge Polyvinylpyrrolidon K15 mit einem Molekulargewicht von etwa 10.000 wird dann langsam zu der wässrigen 17,5%igen Wasserstoffperoxidlösung gegeben und über einen ausreichenden Zeitraum von etwa 60 Minuten kontinuierlich gerührt, bis sich die K15-PVP-Charge vollständig in der wässrigen H2 O2-Lösung gelöst hat. Wenn das K15 PVP gelöst ist, wird eine Probe der resultierenden 15%igen K15 PVP-H2 O2-Lösung entnommen, um den pH-Wert, die Temperatur, die Dichte und die H2 O2-Konzentration zu überprüfen.
Nachfolgend wird eine 50 gewichtsprozentige Charge Polyvinylpyrrolidon K30 mit einem Molekulargewicht von etwa 40.000 langsam zu der resultierenden wässrigen 15%igen K15 PVP-H2 O2-Komplexlösung hinzugefügt, wobei eine weitere ausreichende Zeitspanne von etwa bis zur vollständigen Auflösung der K30 PVP-Charge darin kontinuierlich gerührt wird. Wenn das PVP aufgelöst ist, wird eine Probe der resultierenden 50%igen K30 PVP-H2 O2-Lösung entnommen, um pH-Wert, Temperatur, Dichte und H2 O2-Konzentration zu überprüfen.
Nach der ordnungsgemäßen Überprüfung wird der resultierenden wässrigen 50%igen K30 PVP-H2 O2-Komplexlösung eine gewichtsmäßig 5%ige Charge Polyvinylpyrrolidon mit einem Molekulargewicht von K90 zugesetzt und noch eine weitere ausreichende Zeitspanne von etwa 30 Minuten kontinuierlich gerührt, bis die K90 PVP-Charge vollständig gelöst ist.
Danach wird die Kühlung beendet. Das Rühren der entstandenen 5%igen K90 PVP-H2 O2-Komplexlösung wird jedoch noch mindestens 8 Stunden lang fortgesetzt.
Danach wird die entstandene 5%ige K90 PVP-H2 O2-Lösung für eine Ruhezeit von etwa 24 Stunden in Ruhe gehalten. Die Ruhezeit ermöglicht die Bindung der PVP-Moleküle an das Wasserstoffperoxid, was zu einer stabilisierten wässrigen PVP-H2 O2-Lösung führt, die etwa 17 Gew.-% Wasserstoffperoxid enthält. Danach wird die Lösung erneut für etwa 2 Stunden gemischt. Die resultierende Lösung am Ende des Mischvorgangs ist eine 17%ige stabilisierte H2 O2-Lösung. Die Lösung wird dann entnommen und getestet, um die Temperatur, die Dichte und die Konzentration der H2 O2-Lösung zu überprüfen.
Die resultierende stabilisierte Lösung kann dann in einem sauberen, perfekt entfetteten, hochdichten Polyethylen-Kunststoffbehälter gelagert werden, bis das hoch sauerstoffhaltige Wasserprodukt hergestellt werden soll.
Schließlich wird das hoch sauerstoffhaltige Wasser für unterschiedliche Stärken des verfügbaren Sauerstoffs gemäß den folgenden Beispielen formuliert:
BEISPIEL I
Für hoch sauerstoffhaltiges Wasser mit dem Vierfachen der normalen Sauerstoffmenge werden 5 Milligramm der 17%igen stabilisierten H2 O2-Lösung pro Liter gereinigtem destilliertem Wasser hinzugefügt, um das gewünschte sauerstoffhaltige Wasserprodukt mit etwa 4% stabilisiertem Sauerstoff zu bilden.
Das resultierende sauerstoffhaltige Wasserprodukt wird dann in eine geeignete Anzahl von klaren Kunststoffbehältern oder dergleichen für Versand- und Marketingzwecke abgefüllt.
Dieses Verfahren zur Herstellung von Beispiel I hat sich als die Mindestmenge an Sauerstoff erwiesen, um die Ziele der Erfindung zu erreichen.
BEISPIEL II
Die Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung wurde getestet, um die maximale Zusatzmenge der 17%igen stabilisierten PVP-H2 O2-Lösung zu gereinigtem Wasser zu bestimmen, ohne einen unangenehmen Geschmack oder eine Reizung der Schleimhäute zu verursachen.
Für stark sauerstoffhaltiges Wasser mit dem 20-fachen der normalen Sauerstoffmenge werden 25 Milligramm oder weniger der stabilisierten wässrigen PVP-H2 O2-Lösung pro Liter gereinigtem destilliertem Wasser zugegeben und mindestens 2 Stunden lang gemischt, um das gewünschte sauerstoffhaltige Wasserprodukt zu bilden.
Das resultierende sauerstoffhaltige Wasserprodukt wird dann in eine geeignete Anzahl von klaren Kunststoffbehältern oder dergleichen für Lager- und Versandzwecke umgefüllt.
In diesem Beispiel wurde festgestellt, dass jede größere Menge als 25 Milligramm pro Liter der stabilisierten wässrigen PVP-H2 O2-Lösung zu einem unangenehmen Geschmack und einer leichten Reizung der Schleimhäute führt.
Das Verfahren zur Herstellung von Beispiel II ist das bevorzugte Verfahren und hat sich als dasjenige erwiesen, das die maximale Menge an stabilem Sauerstoff liefert, um die Ziele der Erfindung zu erreichen.
BEISPIEL III
Als letztes Beispiel wird ein geeigneter Bottich nach bekannten sterilen Protokollen hergestellt. Als nächstes werden 50 Gallonen gereinigtes destilliertes Quellwasser zu etwa 15 cc eines 17%igen stabilen Wasserstoffperoxidkonzentrats hinzugefügt, das nach dem zuvor aufgezählten Protokoll, wie in Beispiel 1 beschrieben, hergestellt wurde. Die resultierende Lösung wird dann etwa 60 Sekunden lang mit einem sterilen Paddel sanft geschüttelt. Die resultierende Lösung hat eine Konzentration von etwa 79 Teilen pro Million Wasserstoffperoxid, die für den menschlichen Verzehr geeignet ist.
In jedem der oben aufgezählten Beispiele dienen die wässrigen PVP-H2 O2-Lösungen als aktive Sauerstoffmittel, während die gereinigten Wasserkomponenten als Vehikel für den Transport der eingefangenen Sauerstoffmoleküle in den Blutkreislauf einer Person dienen, die die mit Sauerstoff angereicherte Wasserlösung trinkt. Somit bietet die PVP-H2 O2-Lösung beim Verzehr einen sofortigen und wohltuenden Sauerstoffschub.
Abhängig von der Gesamtmenge an H2 O2-Konzentrat, die dem gereinigten Wasser zugesetzt wird, kann das mit Sauerstoff angereicherte Wasser auf vielfältige Weise verwendet werden. Zum Beispiel kann das sauerstoffhaltige Wasser als bakterielles Mittel fungieren, um organische Produkte wie Fleisch, Käse, Gemüse, Obst und Getränke vor einer beträchtlichen Anzahl von Bakterien zu schützen, ohne einen unerwünschten Geschmack zu erzeugen und ohne die natürlichen Eigenschaften der verarbeiteten Lebensmittel und Getränke zu verändern.
Während bestimmte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung offenbart wurden, ist es zu verstehen, dass verschiedene unterschiedliche Modifikationen möglich sind und innerhalb des wahren Geistes und Umfangs der beigefügten Ansprüche in Betracht gezogen werden. Es ist daher nicht beabsichtigt, die genaue Zusammenfassung oder Offenbarung, die hier vorgestellt wird, zu beschränken.