Campo técnico
La presente invención se refiere en general a un proceso para hacer un agua potable altamente oxigenada, y el agua hecha por el proceso. Se refiere más particularmente a un producto de composición de agua potable altamente oxigenada, que contiene oxígeno estabilizado.
ANTECEDENTES
Es bien sabido que el oxígeno es esencial para que los seres humanos mantengan la vida. El oxígeno puro, por lo tanto, se ha administrado en varias concentraciones para facilitar la respiración y proporcionar una sensación de bienestar.
Aunque los beneficios del oxígeno son bien conocidos, la administración de altas concentraciones de oxígeno a los seres humanos, se ha limitado hasta ahora sustancialmente a las administraciones gaseosas solamente. Sin embargo, si se pudiera fabricar un agua potable altamente oxigenada adecuada, entonces uno podría recibir fácil y convenientemente los beneficios del oxígeno simplemente bebiendo dicha agua. A este respecto, dicha agua potable altamente oxigenada podría embotellarse fácilmente y comercializarse de forma similar a otra agua potable embotellada convencional. El agua potable se comercializa actualmente en botellas de vidrio o plástico transparentes o translúcidas.
Sin embargo, debido a la naturaleza del oxígeno, sería extremadamente difícil tener agua potable pura altamente oxigenada almacenada en una botella convencional durante largos periodos de tiempo, y seguir conservando su naturaleza oxigenada en los mismos niveles efectivos de concentración. A este respecto, para disponer de agua potable de alta calidad, no puede haber concentraciones indeseablemente altas de sustancias extrañas utilizadas para amortiguar o retener de otro modo el oxígeno.
Dichas sustancias amortiguadoras o de otro tipo podrían hacer que el agua potable fuera indeseable para el consumo humano. No sería deseable alterar significativamente el sabor o el color del agua potable natural. También, por supuesto, cualquier aditivo no debe hacer que el agua potable natural sea tóxica o deteriore la calidad del agua potable por debajo de los estándares aceptados. Los aditivos no deben, de ninguna manera, afectar negativamente al sabor u otras cualidades del agua.
Además, el agua potable embotellada debe poder almacenarse durante largos períodos de tiempo antes de su consumo. Por lo tanto, para permitir que el agua potable oxigenada permanezca durante largos períodos de tiempo, el contenido de oxígeno debe permanecer intacto y ser estable, y no sufrir una descomposición no deseada. La vida útil, así como el almacenamiento y el transporte, son consideraciones importantes para el agua potable embotellada. El almacenamiento en botellas transparentes también puede suponer un problema importante. En este sentido, la luz que incide en el agua oxigenada podría ayudar a acelerar la descomposición del agua potable altamente oxigenada.
Un enfoque para el agua potable altamente oxigenada podría ser añadir una concentración muy pequeña de peróxido de hidrógeno al agua potable natural. Con este aditivo, el peróxido de hidrógeno lograría el resultado deseado de añadir el oxígeno deseado al agua. Sin embargo, es bien sabido que el peróxido de hidrógeno es muy inestable, especialmente en presencia de agua. Por ejemplo, se puede hacer referencia a la U.S. Pat. Nos. 3,480,557; 5,077,047; 5,130,124; 5,206,385; y 5,312,619.
Las patentes anteriores revelan varios aditivos para su uso con peróxido de hidrógeno para estabilizarlo, cuando se utiliza como agente antiséptico o similar. Así pues, está bastante claro que el peróxido de hidrógeno es inestable y, por tanto, su nivel de concentración disminuirá con el tiempo, a menos que se tomen medidas de estabilización. Sin embargo, para estabilizar el peróxido de hidrógeno en niveles de concentración muy diminutos en el agua potable, el problema de la estabilización es mucho más difícil, y ha sido hasta ahora inalcanzable.
El peróxido de hidrógeno se disociará en condiciones de agua básica o ácida, así como en presencia de iones metálicos. Por lo tanto, el pH del agua, así como el contenido de iones metálicos, es crítico, si se añade peróxido de hidrógeno. Dado que sólo podrían añadirse cantidades mínimas de peróxido de hidrógeno al agua potable para evitar la alteración del sabor, la presencia de impurezas u otros ingredientes en el agua crean un entorno altamente inestable para el peróxido de hidrógeno.
Si se emplean aditivos amortiguadores o de otro tipo en un intento de estabilizar el peróxido de hidrógeno, el sabor del agua potable tratada resultante podría alterarse de forma indeseable. Además, en vista del requisito de embotellar el agua potable en recipientes transparentes, lograr la estabilidad del peróxido de hidrógeno en el agua potable es extremadamente difícil.
Por lo tanto, sería extremadamente deseable tener un proceso para hacer agua potable altamente oxigenada, que pueda almacenarse en recipientes transparentes durante largos períodos de tiempo y seguir manteniendo los niveles deseados de concentración de oxígeno adicional.
Descubrimiento de la invención
Por lo tanto, el objeto principal de la presente invención es proporcionar un método nuevo y mejorado para formular agua potable altamente oxigenada, que pueda almacenarse durante largos períodos de tiempo, incluso en recipientes translúcidos, manteniendo los niveles deseados de oxigenación.
Otro objeto de la presente invención es proporcionar dicho método nuevo y mejorado de formulación de agua potable altamente oxigenada y el agua potable elaborada por el método, en el que el peróxido de hidrógeno es un aditivo y sin embargo no se produce una descomposición indebida del peróxido de hidrógeno durante el almacenamiento antes del consumo.
Brevemente, lo anterior y otros objetos de la presente invención se realizan proporcionando una nueva y mejorada composición estabilizada de agua potable altamente oxigenada hecha por un método inventivo.
Un proceso para hacer agua potable altamente oxigenada incluye preparar inicialmente una solución estabilizada de peróxido de hidrógeno, y luego añadir una cantidad adecuadamente pequeña de la misma al agua potable natural. La solución de peróxido de hidrógeno estabilizado se hace añadiendo un polímero complejo en forma de polivinilpirrolidona a una cantidad de peróxido de hidrógeno diluido. Se añaden varias composiciones de peso molecular diferentes de polivinilpirrolidona en diferentes momentos según una técnica preferida.
Se ha descubierto, siguiendo el proceso inventivo, que se puede producir agua potable altamente oxigenada, y que contiene muchas veces más oxígeno que el agua potable natural convencional. El agua potable inventiva puede almacenarse convenientemente en botellas transparentes convencionales u otros recipientes durante largos períodos de tiempo, sin experimentar una descomposición indebida del peróxido de hidrógeno. Además, la calidad del agua no se ve comprometida. El color y el sabor del agua potable inventiva no se ven afectados negativamente.
Mejor modo de llevar a cabo la invención
Los siguientes ejemplos se dieron para ayudar a comprender la invención, pero debe entenderse que los procedimientos, condiciones y materiales particulares de estos ejemplos no pretenden ser limitaciones de la presente invención.
De acuerdo con el novedoso proceso de la presente invención, una composición compleja estabilizada de peróxido de hidrógeno y se añade al agua potable para formular el agua inventiva altamente oxigenada. De acuerdo con el proceso inventivo, la solución estabilizada de peróxido de hidrógeno se hace añadiendo lentamente una cantidad adecuada de un concentrado de peróxido de hidrógeno al 35% en peso al agua destilada purificada y mezclándolos juntos en pequeñas cantidades cada vez. El proceso requiere el vertido del H2 O2 concentrado al 35% en peso sobre el agua purificada en un reactor cerrado revestido de vidrio con agitación continua utilizando un agitador de acero inoxidable accionado por un motor neumático o a prueba de explosiones hasta que se forme una solución acuosa que contenga el 17,5% en peso de peróxido de hidrógeno.
Al final del proceso de dilución, se toma una muestra del H2 O2 diluido al 17,5% en peso para verificar el pH, la temperatura y la concentración. Una vez verificada la solución al 17,5%, la solución de peróxido de hidrógeno resultante al 17,5% se refrigera en el reactor revestido de vidrio mediante una bomba de recirculación. A este respecto, la temperatura de la solución de H2 O2 al 17,5% se reduce a una temperatura entre aproximadamente 5° C. y aproximadamente 8° C.
A continuación, se añade lentamente a la solución acuosa de peróxido de hidrógeno al 17,5% una carga de 15% en peso de polivinilpirrolidona K15 que tiene un peso molecular de aproximadamente 10.000 y se agita continuamente durante un tiempo suficiente de aproximadamente 60 minutos hasta que la carga de PVP K15 se disuelve completamente en la solución acuosa de H2 O2. Cuando se disuelve el K15 PVP, se toma una muestra de la solución resultante de 15% K15 PVP-H2 O2 para verificar el pH, la temperatura, la densidad y la concentración de H2 O2.
A continuación, se añade lentamente una carga de 50% en peso de polivinilpirrolidona K30 que tiene un peso molecular de aproximadamente 40.000 a la solución acuosa resultante de 15% K15 PVP-H2 O2 compleja con agitación continua durante otra cantidad suficiente de tiempo de aproximadamente hasta que la carga de K30 PVP se disuelva completamente en la misma. Cuando el PVP está disuelto, se toma una muestra de la solución resultante de 50% K30 PVP-H2 O2 para verificar el pH, la temperatura, la densidad y la concentración de H2 O2.
Después de la verificación adecuada, se añade una carga del 5% en peso de polivinilpirrolidona que tiene un peso molecular K90 a la solución acuosa compleja resultante del 50% de K30 PVP-H2 O2 y se agita continuamente durante todavía otro periodo de tiempo suficiente de unos 30 minutos hasta que la carga de K90 PVP se disuelve completamente.
A partir de entonces, se termina la refrigeración. La agitación de la solución compleja de K90 PVP-H2 O2 resultante, sin embargo, se continúa durante al menos otro periodo de tiempo de aproximadamente 8 horas.
A partir de entonces, la solución de K90 PVP-H2 O2 resultante se mantiene en reposo durante un periodo de tiempo de descanso de aproximadamente 24 horas. El periodo de reposo permite la unión de las moléculas de PVP al peróxido de hidrógeno, dando como resultado una solución acuosa estabilizada de PVP-H2 O2 que contiene aproximadamente un 17% en peso de peróxido de hidrógeno. A continuación, la solución se vuelve a mezclar durante otras 2 horas aproximadamente. La solución resultante al final del periodo de mezcla es una solución de H2 O2 estabilizada al 17%. A continuación, la solución se muestrea y se prueba para verificar la temperatura, la densidad y la concentración de la solución de H2 O2.
La solución estabilizada resultante puede almacenarse en un recipiente de plástico de polietileno de alta densidad, limpio y perfectamente desengrasado, hasta que se vaya a producir el producto de agua altamente oxigenada.
Finalmente, el agua altamente oxigenada se formula para diferentes potencias de oxígeno disponible de acuerdo con los siguientes ejemplos:
Para el agua altamente oxigenada que tiene cuatro veces la cantidad normal de oxígeno se añaden 5 miligramos de la solución de H2 O2 estabilizada al 17% por litro de agua destilada purificada para formar un producto de agua oxigenada deseado que tiene aproximadamente un 4% de oxígeno estabilizado.
El producto de agua oxigenada resultante se transfiere entonces a un número adecuado de recipientes de plástico transparente o similares para su envío y comercialización.
Se ha descubierto que este proceso de elaboración del Ejemplo I proporciona la cantidad mínima de oxígeno para conseguir los objetos de la invención.
Se probó la composición de la presente invención para determinar la cantidad máxima de aditivo de la solución de PVP-H2 O2 estabilizada al 17% al agua purificada sin causar un sabor desagradable o una irritación del revestimiento de la mucosa.
Para el agua altamente oxigenada que tiene 20 veces la cantidad normal de oxígeno se añaden 25 miligramos o menos de la solución acuosa de PVP-H2 O2 estabilizada por litro de agua destilada purificada y se mezcla durante al menos 2 horas para formar el producto de agua oxigenada deseado.
El producto de agua oxigenada resultante se transfiere entonces a un número adecuado de recipientes de plástico transparentes o similares para fines de almacenamiento y envío.
En este ejemplo, se observó que cualquier cantidad mayor de 25 miligramos por litro de la solución acuosa estabilizada de PVP-H2 O2 produce un sabor desagradable y una ligera irritación de las mucosas.
El proceso de realización del Ejemplo II es el proceso preferido y se ha encontrado que proporciona la máxima cantidad de oxígeno estable para conseguir los objetos de la invención.
Como ejemplo final, se prepara una cuba adecuada según protocolos estériles bien conocidos. A continuación, se añaden 50 galones de agua de manantial destilada purificada a unos 15 cc de un concentrado de peróxido de hidrógeno estable al 17% preparado según el protocolo enumerado anteriormente como se especifica en el Ejemplo 1. La solución resultante se agita suavemente durante unos 60 segundos con una paleta estéril. La solución resultante tiene una concentración de aproximadamente 79 partes por millón de peróxido de hidrógeno que es adecuada para el consumo humano.
En cada uno de los ejemplos enumerados anteriormente, las soluciones acuosas de PVP-H2 O2 sirven como agentes activos de oxígeno, mientras que los componentes de agua purificada sirven como vehículos para transportar las moléculas de oxígeno capturadas al torrente sanguíneo de una persona que bebe la solución de agua oxigenada. Así, en uso, la solución de PVP-H2 O2 cuando se consume proporciona una elevación de oxígeno inmediata y beneficiosa.
En otros usos, dependiendo de las partes totales por millón de concentrado de H2 O2 añadidas al agua purificada, el agua oxigenada tiene una variedad de aplicaciones. Por ejemplo, el agua oxigenada puede funcionar como un agente bacteriano para preservar productos orgánicos tales como carnes, quesos, verduras, frutas y bebidas de un número significativo de bacterias sin proporcionar ningún sabor no deseado y sin alterar las propiedades naturales de los alimentos y bebidas procesados.
Aunque se han divulgado realizaciones particulares de la presente invención, debe entenderse que son posibles varias modificaciones diferentes y se contemplan dentro del verdadero espíritu y alcance de las reivindicaciones adjuntas. No hay intención, por lo tanto, de limitaciones al resumen exacto o a la divulgación aquí presentada.