TECHNISCH GEBIED
De onderhavige uitvinding heeft in het algemeen betrekking op een procédé voor het maken van drinkwater met een hoog zuurstofgehalte, en op het met dit procédé vervaardigde water. Meer in het bijzonder heeft de uitvinding betrekking op een product met een hoog zuurstofgehalte in de samenstelling van drinkwater, dat gestabiliseerde zuurstof bevat.
ACHTERGRONDKUNST
Het is algemeen bekend dat zuurstof voor de mens essentieel is om in leven te blijven. Zuivere zuurstof wordt daarom in verschillende concentraties toegediend om de ademhaling te vergemakkelijken en een gevoel van welzijn te geven.
Hoewel de voordelen van zuurstof welbekend zijn, is de toediening van hoge concentraties zuurstof aan de mens tot nu toe in hoofdzaak beperkt gebleven tot toediening van uitsluitend gasvormige stoffen. Als echter een geschikt drinkwater met een hoog zuurstofgehalte zou kunnen worden gemaakt, zou men gemakkelijk en gemakkelijk de voordelen van zuurstof kunnen ontvangen door eenvoudig zulk water te drinken. Dergelijk drinkwater met een hoog zuurstofgehalte zou gemakkelijk kunnen worden gebotteld en op de markt gebracht op een soortgelijke wijze als ander conventioneel gebotteld drinkwater. Drinkwater wordt momenteel op de markt gebracht in doorzichtige of doorschijnende glazen of plastic flessen.
Door de aard van zuurstof zou het echter uiterst moeilijk zijn om zuiver drinkwater met een hoog zuurstofgehalte gedurende lange perioden in een conventionele fles te bewaren en het zuurstofgehalte toch op dezelfde effectieve concentratieniveaus te behouden. Om drinkwater van hoge kwaliteit te hebben, mogen er geen ongewenst hoge concentraties vreemde stoffen aanwezig zijn die worden gebruikt om de zuurstof te bufferen of anderszins vast te houden.
Dergelijke bufferende of andere stoffen zouden het drinkwater ongewenst kunnen maken voor menselijke consumptie. Het zou niet wenselijk zijn de smaak of kleur van het natuurlijke drinkwater significant te wijzigen. Ook mogen eventuele additieven het natuurlijk drinkwater natuurlijk niet toxisch maken of de kwaliteit van het drinkwater anderszins beneden de aanvaarde normen doen dalen. Eventuele additieven mogen op geen enkele wijze de smaak of andere kwaliteiten van het water nadelig beïnvloeden.
Ook moet het gebottelde drinkwater voor lange tijd kunnen worden opgeslagen alvorens het wordt geconsumeerd. Om het zuurstofhoudende drinkwater gedurende lange perioden te kunnen bewaren, moet het zuurstofgehalte dus in tact blijven en stabiel zijn, en geen ongewenste ontbinding ondergaan. Houdbaarheid, opslag en vervoer zijn belangrijke overwegingen voor gebotteld drinkwater. Ook de opslag in doorzichtige flessen kan een belangrijk probleem vormen. In dit verband zou de inwerking van licht op het zuurstofrijke water de decompositie van het zuurstofrijke drinkwater kunnen versnellen.
Een benadering van zuurstofrijk drinkwater zou kunnen bestaan uit het toevoegen van een zeer kleine concentratie waterstofperoxide aan natuurlijk drinkwater. Met een dergelijk additief zou het waterstofperoxide het gewenste resultaat bereiken, namelijk het toevoegen van de gewenste zuurstof aan het water. Het is echter bekend dat waterstofperoxide zeer onstabiel is, vooral in aanwezigheid van water. Er kan bijvoorbeeld worden verwezen naar U.S. Pat. Nos. 3,480,557; 5,077,047; 5,130,124; 5,206,385; en 5,312,619.
De voornoemde octrooien vermelden verschillende additieven voor gebruik met waterstofperoxide om het te stabiliseren, wanneer het wordt gebruikt als een antiseptisch middel of iets dergelijks. Het is dus duidelijk dat waterstofperoxide instabiel is en dat de concentratie ervan na verloop van tijd zal afnemen, tenzij stabilisatiemaatregelen worden genomen. Om waterstofperoxide in zeer kleine concentraties in drinkwater te stabiliseren, is het stabilisatieprobleem echter veel moeilijker en tot dusver onhaalbaar.
Waterstofperoxide zal ontleden in basische of zure wateromstandigheden, evenals in de aanwezigheid van metaalionen. De pH van het water, evenals het gehalte aan metaalionen, is dus van kritiek belang, indien waterstofperoxide wordt toegevoegd. Aangezien slechts minieme hoeveelheden waterstofperoxide aan het drinkwater kunnen worden toegevoegd om smaakveranderingen te voorkomen, creëert de aanwezigheid van onzuiverheden of andere ingrediënten in het water een zeer onstabiele omgeving voor het waterstofperoxide.
Als buffers of andere additieven worden gebruikt in een poging om het waterstofperoxide te stabiliseren, kan de smaak van het resulterende behandelde drinkwater op ongewenste wijze worden veranderd. Ook is het, gezien de eis om drinkwater in heldere containers te bottelen, uiterst moeilijk om de stabiliteit van waterstofperoxide in drinkwater te bereiken.
Hierom zou het uiterst wenselijk zijn om een proces te hebben voor het maken van drinkwater met een hoog zuurstofgehalte, dat gedurende lange perioden in heldere containers kan worden opgeslagen en nog steeds de gewenste concentratieniveaus van extra zuurstof kan behouden.
ONTWERP VAN DE UITVINDING
Het hoofddoel van de huidige uitvinding is dan ook een nieuwe en verbeterde methode te ontwikkelen voor het maken van drinkwater met een hoog zuurstofgehalte, dat gedurende lange perioden kan worden opgeslagen, zelfs in doorzichtige recipiënten, terwijl het gewenste zuurstofgehalte behouden blijft.
Een ander doel van de uitvinding is het ontwikkelen van een nieuwe en verbeterde methode voor het formuleren van drinkwater met een hoog zuurstofgehalte en het volgens deze methode geproduceerde drinkwater, waarbij waterstofperoxide een additief is en er toch geen onnodige afbraak van waterstofperoxide optreedt tijdens de opslag voorafgaand aan consumptie.
In het kort, worden de bovengenoemde en verdere voorwerpen van de onderhavige uitvinding gerealiseerd door een nieuwe en verbeterde gestabiliseerde samenstelling van sterk geoxygeneerd drinkwater te verstrekken dat volgens een inventieve methode wordt gemaakt.
Een proces om sterk geoxygeneerd drinkwater te maken omvat aanvankelijk de voorbereiding van een gestabiliseerde waterstofperoxideoplossing, en dan het toevoegen van een geschikte kleine hoeveelheid ervan aan natuurlijk drinkwater. De gestabiliseerde waterstofperoxide-oplossing wordt gemaakt door een complex polymeer in de vorm van polyvinylpyrrolidon toe te voegen aan een hoeveelheid verdund waterstofperoxide. Verschillende samenstellingen van polyvinylpyrrolidon met verschillende molecuulgewichten worden op verschillende tijdstippen toegevoegd volgens een techniek die de voorkeur geniet.
Het is ontdekt dat, door het inventieve proces te volgen, zeer zuurstofrijk drinkwater kan worden geproduceerd, dat vele malen meer zuurstof bevat dan conventioneel natuurlijk drinkwater. Het inventieve drinkwater kan gedurende lange perioden gemakkelijk worden opgeslagen in conventionele doorzichtige flessen of andere recipiënten, zonder dat het waterstofperoxide onnodig wordt afgebroken. Ook de kwaliteit van het water komt niet in het gedrang. De kleur en smaak van het inventieve drinkwater worden niet nadelig beïnvloed.
BESTE WIJZE VOOR HET UITVOEREN VAN DE UITVINDING
De volgende voorbeelden werden gegeven om te helpen bij het begrijpen van de uitvinding, maar het moet worden begrepen dat de specifieke procedures, voorwaarden en materialen van deze voorbeelden niet bedoeld zijn als beperkingen van de huidige uitvinding.
In overeenstemming met het nieuwe proces van de huidige uitvinding, wordt een gestabiliseerde complexe samenstelling van waterstofperoxide en toegevoegd aan drinkwater om het inventieve water met hoog zuurstofgehalte te formuleren. Volgens het inventieve proces wordt de gestabiliseerde waterstofperoxide-oplossing gemaakt door langzaam een geschikte hoeveelheid van een 35% gewichtswaterstofperoxide-concentraat toe te voegen aan gezuiverd gedestilleerd water en ze samen in kleine hoeveelheden tegelijk te mengen. Het proces vereist het gieten van het geconcentreerde 35% gewichtswaterstofperoxide over het gezuiverde water in een gesloten, met glas beklede reactor, waarbij voortdurend wordt geroerd met behulp van een roestvrijstalen roerder, aangedreven door een pneumatische of explosieveilige motor, totdat een waterige oplossing met 17,5% gewichtswaterstofperoxide is gevormd.
Aan het einde van het verdunningsproces wordt een monster van de verdunde 17,5% gewichtswaterstofperoxide genomen om de pH, temperatuur en concentratie te controleren. Na verificatie van de 17,5 % oplossing wordt de resulterende 17,5 % waterstofperoxide-oplossing in de glasbeklede reactor gekoeld door een recirculatiepomp.
Een 15 gewichtsprocent polyvinylpyrrolidon K15 met een molecuulgewicht van ongeveer 10.000 wordt dan langzaam toegevoegd aan de waterige 17,5% waterstofperoxide oplossing en voortdurend geroerd gedurende een voldoende lange tijd van ongeveer 60 minuten totdat de K15 PVP lading volledig is opgelost in de waterige H2 O2 oplossing. Wanneer de K15 PVP is opgelost, wordt een monster van de resulterende 15% K15 PVP-H2 O2 oplossing genomen om pH, temperatuur, dichtheid en de concentratie van de H2 O2 te verifiëren.
Naar aanleiding hiervan wordt een 50 gewichtsprocent polyvinylpyrrolidon K30 met een molecuulgewicht van ongeveer 40.000 langzaam toegevoegd aan de resulterende waterige 15% K15 PVP-H2 O2 complexe oplossing onder voortdurend schudden gedurende nog eens voldoende tijd van ongeveer totdat de K30 PVP lading daarin volledig is opgelost. Wanneer de PVP is opgelost, wordt een monster van de resulterende 50% K30 PVP-H2 O2 oplossing genomen om pH, temperatuur, dichtheid en H2 O2 concentratie te verifiëren.
Na de juiste controle wordt een 5 gewichtsprocent polyvinylpyrrolidon met een molecuulgewicht van K90 toegevoegd aan de resulterende complexe 50% K30 PVP-H2 O2 waterige oplossing en voortdurend geroerd gedurende nog een voldoende lange periode van ongeveer 30 minuten totdat de K90 PVP lading volledig is opgelost.
Daarna wordt de koeling beëindigd. Het schudden van de resulterende 5% K90 PVP-H2 O2-complexoplossing wordt echter nog minstens 8 uur voortgezet.
Daarna wordt de resulterende 5% K90 PVP-H2 O2-oplossing gedurende een rusttijd van ongeveer 24 uur in rust gehouden. De rustperiode maakt binding van de PVP-moleculen aan het waterstofperoxide mogelijk, wat resulteert in een gestabiliseerde waterige PVP-H2 O2-oplossing die ongeveer 17 gewichtspercenten waterstofperoxide bevat. Daarna wordt de oplossing opnieuw gemengd gedurende een periode van ongeveer 2 uur. Aan het einde van de mengperiode is de resulterende oplossing een 17% gestabiliseerde H2 O2-oplossing. De oplossing wordt dan bemonsterd en getest om de temperatuur, de dichtheid en de concentratie van de H2 O2-oplossing te verifiëren.
De resulterende gestabiliseerde oplossing kan dan worden opgeslagen in een schone, perfect ontvette plastic houder van hogedichtheid-polyethyleen, totdat het waterprodukt met hoog zuurstofgehalte zal worden vervaardigd.
Tot slot wordt het water met hoog zuurstofgehalte geformuleerd voor verschillende concentraties beschikbare zuurstof volgens de volgende voorbeelden:
VOORBEELD I
Voor water met hoog zuurstofgehalte dat vier maal de normale hoeveelheid zuurstof bevat, voegt u 5 milligram van de 17% gestabiliseerde H2 O2-oplossing per liter gezuiverd gedestilleerd water toe om een gewenst waterproduct met hoog zuurstofgehalte te vormen dat ongeveer 4% gestabiliseerde zuurstof bevat.
Het resulterende zuurstofhoudende waterproduct wordt vervolgens overgebracht in een geschikt aantal doorzichtige plastic containers of iets dergelijks voor verzend- en marketingdoeleinden.
Dit proces voor het maken van Voorbeeld I is geschikt bevonden om de minimale hoeveelheid zuurstof te leveren om de voorwerpen van de uitvinding te bereiken.
VOORBEELD II
De samenstelling van de onderhavige uitvinding is getest om de maximale toevoegingshoeveelheid van de 17% gestabiliseerde PVP-H2 O2-oplossing aan gezuiverd water te bepalen zonder een onaangename smaak of irritatie van de slijmvliezen te veroorzaken.
Voor sterk zuurstofrijk water met 20 maal de normale hoeveelheid zuurstof wordt 25 milligram of minder van de gestabiliseerde waterige PVP-H2 O2-oplossing per liter gezuiverd gedestilleerd water toegevoegd en gedurende ten minste 2 uur gemengd om het gewenste zuurstofhoudende waterproduct te vormen.
Het resulterende zuurstofhoudende waterproduct wordt vervolgens overgebracht in een geschikt aantal doorzichtige plastic recipiënten of iets dergelijks voor opslag- en transportdoeleinden.
In dit voorbeeld werd opgemerkt dat elke grotere hoeveelheid dan 25 milligram per liter van de gestabiliseerde waterige PVP-H2 O2-oplossing resulteert in een onaangename smaak en lichte irritatie aan slijmvliezen.
Het proces van voorbeeld II heeft de voorkeur en blijkt de maximale hoeveelheid stabiele zuurstof te leveren om de voorwerpen van de uitvinding te bereiken.
VOORBEELD III
Als laatste voorbeeld wordt een geschikt vat geprepareerd volgens bekende steriele protocollen. Vervolgens wordt 50 gallon gezuiverd gedestilleerd bronwater toegevoegd aan ongeveer 15 cc van een concentraat van 17% stabiel waterstofperoxide, bereid volgens het vooraf bekende protocol als gespecificeerd in voorbeeld 1. De resulterende oplossing wordt vervolgens gedurende ongeveer 60 seconden zachtjes geroerd met een steriele peddel. De resulterende oplossing heeft een concentratie van ongeveer 79 delen per miljoen waterstofperoxide die geschikt is voor menselijke consumptie.
In elk van de hierboven opgesomde voorbeelden dienen de waterige PVP-H2 O2-oplossingen als actieve zuurstofagentia, terwijl de gezuiverde watercomponenten dienen als vehikels voor het transport van gevangen zuurstofmoleculen naar de bloedstroom van een persoon die de zuurstofhoudende wateroplossing drinkt. Bij gebruik levert de PVP-H2 O2-oplossing dus een onmiddellijke en heilzame zuurstofboost op.
In andere toepassingen, afhankelijk van het totale aantal delen per miljoen H2 O2-concentraat dat aan gezuiverd water is toegevoegd, heeft het zuurstofhoudende water een verscheidenheid aan toepassingen. Het zuurstofhoudende water kan bijvoorbeeld fungeren als een bacterieel middel om organische producten zoals vlees, kaas, groenten, fruit en dranken te vrijwaren van een aanzienlijk aantal bacteriën, zonder dat dit een ongewenste smaak heeft en zonder dat de natuurlijke eigenschappen van de verwerkte voedingsmiddelen en dranken worden aangetast.
Hoewel bepaalde belichamingen van de huidige uitvinding zijn geopenbaard, dient te worden begrepen dat diverse verschillende modificaties mogelijk zijn en worden overwogen binnen de ware geest en reikwijdte van de bijgevoegde conclusies. Het is dan ook niet de bedoeling beperkingen op te leggen aan de exacte samenvatting of onthulling die hier wordt gepresenteerd.