TECHNIKAI TERÜLET
A jelen találmány általánosságban egy nagy oxigéntartalmú ivóvíz előállítására szolgáló eljárásra és az eljárással előállított vízre vonatkozik. Különösen vonatkozik egy magas oxigéntartalmú ivóvízkészítményre, amely stabilizált oxigént tartalmaz.
Háttérművészet
Tudott, hogy az oxigén az ember számára létfontosságú az élet fenntartásához. A tiszta oxigént ezért különböző koncentrációkban adagolták a légzés megkönnyítése és a jó közérzet biztosítása érdekében.
Míg az oxigén előnyei jól ismertek, az oxigén magas koncentrációban történő adagolása az embereknek eddig lényegében csak gáznemű adagolásra korlátozódott. Ha azonban megfelelő, magas oxigéntartalmú ivóvizet lehetne készíteni, akkor az ember könnyen és kényelmesen hozzájuthatna az oxigén előnyeihez pusztán az ilyen víz fogyasztásával. Ebben a tekintetben az ilyen nagy oxigéntartalmú ivóvíz könnyen palackozható és a hagyományos palackozott ivóvízhez hasonló módon forgalmazható. Az ivóvizet jelenleg átlátszó vagy áttetsző üveg- vagy műanyag palackokban forgalmazzák.
Az oxigén természetéből adódóan azonban rendkívül nehéz lenne a nagy oxigéntartalmú tiszta ivóvizet hosszú ideig hagyományos palackban tárolni úgy, hogy az oxigéntartalma ugyanolyan hatékony koncentrációban maradjon meg. Ebben a tekintetben a jó minőségű ivóvíz érdekében nem lehetnek jelen az oxigén pufferelésére vagy más módon történő megtartására használt idegen anyagok nemkívánatosan magas koncentrációi.
Az ilyen puffer- vagy egyéb anyagok az ivóvizet emberi fogyasztásra nemkívánatossá tehetik. Nem kívánatos, hogy a természetes ivóvíz íze vagy színe jelentősen megváltozzon. Emellett természetesen az esetleges adalékanyagok nem tehetik mérgezővé a természetes ivóvizet, és nem ronthatják más módon az ivóvíz minőségét az elfogadott szabványok alá. Az esetleges adalékanyagok semmilyen módon nem befolyásolhatják hátrányosan a víz ízét vagy egyéb tulajdonságait.
A palackozott ivóvíznek továbbá alkalmasnak kell lennie arra, hogy fogyasztás előtt hosszú ideig tárolható legyen. Ahhoz tehát, hogy az oxigéntartalmú ivóvíz hosszú ideig elálljon, az oxigéntartalomnak érintetlenül és stabilan kell maradnia, és nem szabad nemkívánatos bomlásnak alávetni. Az eltarthatóság, valamint a tárolás és a szállítás fontos szempontok a palackozott ivóvíz esetében. Az átlátszó palackokban történő tárolás is jelentős problémát jelenthet. Ebben a tekintetben az oxigéndús vízre beeső fény felgyorsíthatja a magas oxigéntartalmú ivóvíz bomlását.
A magas oxigéntartalmú ivóvíz egyik megközelítése az lehet, hogy a természetes ivóvízhez nagyon kis koncentrációjú hidrogén-peroxidot adnak. Egy ilyen adalékanyaggal a hidrogén-peroxid elérné a kívánt eredményt, azaz a kívánt oxigén hozzáadását a vízhez. Jól ismert azonban, hogy a hidrogén-peroxid nagyon instabil, különösen víz jelenlétében. Hivatkozhatunk például a U.S. Pat. No. 3,480,557; 5,077,047; 5,130,124; 5,206,385; és 5,312,619.
A fenti szabadalmak különböző adalékanyagokat tesznek közzé a hidrogén-peroxid stabilizálására, amikor azt fertőtlenítőszerként vagy hasonlóként használják. Így teljesen világos, hogy a hidrogén-peroxid instabil, és így koncentrációjának szintje idővel csökkenni fog, hacsak nem tesznek stabilizációs lépéseket. Azonban a hidrogén-peroxid stabilizálása az ivóvízben nagyon kis koncentrációban történő stabilizálása érdekében a stabilizálási probléma sokkal nehezebb, és eddig elérhetetlen volt.
A hidrogén-peroxid bázikus vagy savas vízkörülmények között, valamint fémionok jelenlétében disszociál. Ezért a víz pH-értéke, valamint a fémion-tartalom kritikus, ha hidrogén-peroxidot adunk hozzá. Mivel az íz megváltoztatásának elkerülése érdekében csak nagyon kis mennyiségű hidrogén-peroxid adható az ivóvízhez, a vízben lévő szennyeződések vagy egyéb összetevők rendkívül instabil környezetet teremtenek a hidrogén-peroxid számára.
Ha a hidrogén-peroxid stabilizálására puffer- vagy egyéb adalékanyagokat alkalmaznak, a kapott kezelt ivóvíz íze nemkívánatos módon megváltozhat. Továbbá, tekintettel arra a követelményre, hogy az ivóvizet tiszta tartályokba kell palackozni, a hidrogén-peroxid stabilitásának elérése az ivóvízben rendkívül nehéz.
Ezért rendkívül kívánatos lenne egy olyan eljárás a magas oxigéntartalmú ivóvíz előállítására, amely tiszta tartályokban hosszú ideig tárolható, és mégis fenntartja a kiegészítő oxigén koncentrációjának kívánt szintjét.
A FELTALÁLÁS FELTÁRÁSA
Ezért a jelen találmány fő célja, hogy új és továbbfejlesztett eljárást biztosítson a magas oxigéntartalmú ivóvíz előállítására, amely hosszú ideig tárolható, akár áttetsző tartályokban is, miközben fenntartja a kívánt oxigéntartalom szintjét.
A jelen találmány másik tárgya egy ilyen új és továbbfejlesztett módszer biztosítása a nagy oxigéntartalmú ivóvíz előállítására, valamint a módszerrel előállított ivóvíz, amelyben a hidrogén-peroxid adalékanyag, ugyanakkor a hidrogén-peroxid indokolatlan lebomlása nem következik be a fogyasztást megelőző tárolás során.
Röviden, a jelen találmány fenti és további céljai úgy valósulnak meg, hogy egy új és továbbfejlesztett, stabilizált összetételű, erősen oxigéndúsított ivóvíz készül egy feltalálói módszerrel.
A erősen oxigéndúsított ivóvíz előállítására szolgáló eljárás magában foglalja kezdetben egy stabilizált hidrogén-peroxid oldat elkészítését, majd ennek megfelelően kis mennyiségben történő hozzáadását a természetes ivóvízhez. A stabilizált hidrogén-peroxid-oldatot úgy állítják elő, hogy hígított hidrogén-peroxid mennyiségéhez egy komplex polimert adnak polivinil-pirrolidon formájában. A polivinilpirrolidon különböző molekulatömegű kompozícióit egy előnyben részesített technika szerint különböző időpontokban adják hozzá.
A feltalálói eljárás alkalmazásával felfedezték, hogy nagymértékben oxigéndúsított ivóvíz állítható elő, amely sokszor több oxigént tartalmaz, mint a hagyományos természetes ivóvíz. A feltalálói ivóvíz kényelmesen tárolható hagyományos átlátszó palackokban vagy más tartályokban hosszú ideig anélkül, hogy a hidrogén-peroxid indokolatlan bomlása tapasztalható lenne. A víz minősége sem romlik. A feltalálói ivóvíz színe és íze nincs hátrányosan befolyásolva.
A FELTALÁLKOZÁS MEGVALÓSÍTÁSÁNAK LEGJOBB MÓDJA
A következő példákat a találmány megértésének elősegítésére adtuk, de értendő, hogy a példákban szereplő konkrét eljárások, feltételek és anyagok nem tekinthetők a jelen találmány korlátozásának.
A jelen találmány újszerű eljárásával összhangban a hidrogén-peroxid és stabilizált komplex összetételű hidrogén-peroxidot adunk az ivóvízhez a feltalálói magas oxigéntartalmú víz előállításához. A feltalálói eljárás szerint a stabilizált hidrogén-peroxid-oldatot úgy állítják elő, hogy tisztított desztillált vízhez lassan megfelelő mennyiségű, 35 tömegszázalékos hidrogén-peroxid-koncentrátumot adnak, és kis mennyiségben, egyszerre keverik össze őket. Az eljárás során a koncentrált 35 tömegszázalékos H2 O2-t a tisztított vízre kell önteni egy zárt üvegbélésű reaktorban, folyamatos keverés mellett, rozsdamentes acél keverővel, amelyet pneumatikus vagy robbanásbiztos motor hajt, amíg 17,5 tömegszázalékos hidrogén-peroxidot tartalmazó vizes oldat nem keletkezik.
A hígítási folyamat végén a hígított 17,5 tömegszázalékos H2 O2-ből mintát vesznek a pH, a hőmérséklet és a koncentráció ellenőrzése céljából. A 17,5%-os oldat ellenőrzését követően a keletkező 17,5%-os hidrogén-peroxid-oldatot az üvegbélésű reaktorban egy recirkulációs szivattyú segítségével hűtik. Ebben a tekintetben a 17,5%-os H2 O2 oldat hőmérsékletét körülbelül 5 °C és körülbelül 8 °C közötti hőmérsékletre csökkentik.
Ezután a 17,5%-os vizes hidrogén-peroxid oldathoz lassan hozzáadják a körülbelül 10 000 molekulatömegű K15 polyvinilpirrolidon 15 tömegszázalékos adagját, és folyamatosan kevergetik azt elegendő ideig, körülbelül 60 percig, amíg a K15 PVP adag teljesen feloldódik a vizes H2 O2 oldatban. Amikor a K15 PVP feloldódott, az így kapott 15%-os K15 PVP-H2 O2 oldatból mintát veszünk a pH, a hőmérséklet, a sűrűség és a H2 O2 koncentrációjának ellenőrzésére.
Ezután a keletkező 15%-os K15 PVP-H2 O2 komplex vizes oldathoz lassan hozzáadunk egy 50 tömegszázalékos K30 polyvinilpirrolidon töltetet, amelynek molekulatömege körülbelül 40 000, majd folyamatosan keverjük, körülbelül annyi ideig, amíg a K30 PVP töltet teljesen feloldódik benne. Amikor a PVP feloldódott, az így kapott 50%-os K30 PVP-H2 O2 oldatból mintát veszünk a pH, a hőmérséklet, a sűrűség és a H2 O2 koncentráció ellenőrzésére.
A megfelelő ellenőrzést követően az így kapott komplex 50%-os K30 PVP-H2 O2 O2 vizes oldathoz egy 5 tömegszázalékos adag K90 molekulatömegű polivinilpirrolidont adunk, és folyamatosan keverjük még körülbelül 30 percig, amíg a K90 PVP adag teljesen fel nem oldódik.
Ezt követően a hűtést megszüntetjük. Az így kapott 5%-os K90 PVP-H2 O2 komplex oldat keverését azonban még legalább egy további, körülbelül 8 órás időtartamig folytatják.
Az így kapott 5%-os K90 PVP-H2 O2 oldatot ezután körülbelül 24 órán át nyugalomban tartják. A nyugalmi időszak lehetővé teszi a PVP-molekulák kötődését a hidrogén-peroxidhoz, ami egy stabilizált vizes PVP-H2 O2 oldatot eredményez, amely körülbelül 17 tömegszázalék hidrogén-peroxidot tartalmaz. Ezt követően az oldatot ismét keverik körülbelül további 2 órán keresztül. A keverési időszak végén a kapott oldat egy 17%-os stabilizált H2 O2 oldat. Az oldatból ezután mintát vesznek és megvizsgálják a hőmérséklet, a sűrűség és a H2 O2 oldat koncentrációjának ellenőrzésére.
A kapott stabilizált oldatot ezután tiszta, tökéletesen zsírtalanított, nagy sűrűségű polietilén műanyag tartályban lehet tárolni, amíg a nagy oxigéntartalmú vízterméket elő nem állítják.
Végül a nagymértékben oxigénezett vizet a rendelkezésre álló oxigén különböző erősségére az alábbi példák szerint alakítják ki:
I. PÉLDA
A nagymértékben oxigénezett vízhez, amely a szokásos oxigénmennyiség négyszeresét tartalmazza, 5 milligramm 17%-os stabilizált H2 O2 oldatot adunk liter tisztított desztillált vízhez, hogy a kívánt, körülbelül 4% stabilizált oxigénnel rendelkező oxigénezett vízterméket kapjunk.
A kapott oxigénnel dúsított vízterméket ezután megfelelő számú átlátszó műanyag tartályba vagy hasonlóba kell tölteni szállítás és forgalmazás céljából.
Az I. példa előállításának ezen eljárása a találmány céljainak eléréséhez szükséges minimális oxigénmennyiséget biztosítja.
II. példa
A jelen találmány szerinti készítményt tesztelték, hogy meghatározzák a 17%-os stabilizált PVP-H2 O2 oldat maximális adagolási mennyiségét tisztított vízhez anélkül, hogy kellemetlen ízt vagy nyálkahártya-irritációt okozna.
A normál oxigénmennyiség 20-szorosát tartalmazó, erősen oxigénezett vízhez 25 milligramm vagy kevesebb stabilizált vizes PVP-H2 O2 oldatot adjunk liter tisztított desztillált vízhez, és legalább 2 órán keresztül keverjük a kívánt oxigénezett víztermék előállításához.
A kapott oxigénezett vízterméket ezután át kell tölteni megfelelő számú átlátszó műanyag tartályba vagy hasonlóba tárolási és szállítási célokra.
Ebben a példában megjegyezték, hogy a stabilizált vizes PVP-H2 O2 oldat literenkénti 25 milligrammnál nagyobb mennyisége kellemetlen ízt és a nyálkahártyák enyhe irritációját eredményezi.
A II. példa előállítási eljárása a preferált eljárás, és úgy találták, hogy a találmány céljainak eléréséhez a maximális mennyiségű stabil oxigént biztosítja.
III. példa
Egy utolsó példában egy megfelelő üstöt készítenek a jól ismert steril protokollok szerint. Ezután 50 gallon tisztított desztillált forrásvízhez hozzáadunk körülbelül 15 cm3 17%-os stabil hidrogén-peroxid-koncentrátumot, amelyet az 1. példában meghatározott, előzetesen felsorolt protokoll szerint készítettünk. Az így kapott oldatot ezután steril lapáttal kb. 60 másodpercig óvatosan kevergetjük. Az így kapott oldat körülbelül 79 ppm hidrogén-peroxid koncentrációjú, amely emberi fogyasztásra alkalmas.
A fent felsorolt példák mindegyikében a vizes PVP-H2 O2 oldatok aktív oxigén hatóanyagként szolgálnak, míg a tisztított vízkomponensek a befogott oxigénmolekuláknak az oxigénes vízoldatot fogyasztó személy véráramába történő szállítására szolgáló hordozóként szolgálnak. Így a használat során a PVP-H2 O2 oldat fogyasztásakor azonnali és előnyös oxigénfelvételt biztosít.
A többi felhasználás során, a tisztított vízhez hozzáadott H2 O2 koncentrátum millió részeinek összmennyiségétől függően, az oxigénnel dúsított víz sokféleképpen alkalmazható. Például az oxigénnel dúsított víz baktériumölő szerként működhet a szerves termékek, például húsok, sajtok, zöldségek, gyümölcsök és italok jelentős számú baktériumtól való megóvására anélkül, hogy nemkívánatos ízt biztosítana, és anélkül, hogy megváltoztatná a feldolgozott élelmiszerek és italok természetes tulajdonságait.
Míg a jelen találmány konkrét megvalósítási formái kerültek nyilvánosságra, meg kell érteni, hogy számos különböző módosítás lehetséges és a mellékelt igénypontok valódi szellemén és hatályán belül lehetségesek. Ezért nem áll szándékunkban korlátozni az itt bemutatott pontos kivonatot vagy közzétételt.