FIELD TECHNICZNY
Niniejszy wynalazek odnosi się ogólnie do procesu wytwarzania wysoko natlenionej wody pitnej i wody wytworzonej w tym procesie. Bardziej szczegółowo odnosi się do produktu kompozycji wody pitnej o wysokim natlenieniu, który zawiera stabilizowany tlen.
TŁO SZTUKI
Powszechnie wiadomo, że tlen jest niezbędny człowiekowi do podtrzymania życia. Czysty tlen był zatem podawany w różnych stężeniach w celu ułatwienia oddychania i zapewnienia dobrego samopoczucia.
Pomimo, że korzyści płynące z tlenu są dobrze znane, podawanie wysokich stężeń tlenu istotom ludzkim było dotychczas zasadniczo ograniczone wyłącznie do podawania w postaci gazowej. Jednakże, jeśli odpowiednia wysoko natleniona woda pitna może być wykonana, wtedy można łatwo i wygodnie otrzymać korzyści z tlenu przez zwykłe picie takiej wody. W tym względzie, taka wysoko natleniona woda pitna mogłaby być łatwo butelkowana i sprzedawana w podobny sposób jak inne konwencjonalne butelkowane wody pitne. Woda pitna jest obecnie sprzedawana w przezroczystych lub półprzezroczystych szklanych lub plastikowych butelkach.
Jednakże, ze względu na naturę tlenu, byłoby niezwykle trudno mieć wysoko natlenioną czystą wodę pitną przechowywaną w konwencjonalnej butelce przez długi okres czasu, i nadal zachować jej natlenioną naturę na tym samym efektywnym poziomie stężenia. W związku z tym, w celu uzyskania wysokiej jakości wody pitnej, nie mogą być obecne żadne niepożądanie wysokie stężenia obcych substancji używanych do buforowania lub innego zatrzymywania tlenu.
Takie substancje buforujące lub inne mogłyby uczynić wodę pitną niepożądaną do spożycia przez ludzi. Nie jest pożądane, aby znacząco zmienić smak lub kolor naturalnej wody pitnej. Ponadto, oczywiście, wszelkie dodatki nie mogą powodować, że naturalna woda pitna staje się toksyczna lub w inny sposób pogarsza jakość wody pitnej poniżej przyjętych standardów. Wszelkie dodatki nie powinny w żaden sposób negatywnie wpływać na smak lub inne właściwości wody.
Ponadto, butelkowana woda pitna musi być w stanie być przechowywana przez długi okres czasu przed spożyciem. Tak więc, aby umożliwić przechowywanie natlenionej wody pitnej przez długi okres czasu, zawartość tlenu musi pozostać nietknięta i stabilna, a nie ulegać niepożądanemu rozkładowi. Ważną kwestią w przypadku butelkowanej wody pitnej jest okres przydatności do spożycia, jak również przechowywanie i transport. Przechowywanie w przezroczystych butelkach może również stanowić istotny problem. W tym względzie światło padające na natlenioną wodę może przyspieszyć rozkład wysoko natlenionej wody pitnej.
Jednym z podejść do wysoko natlenionej wody pitnej może być dodanie bardzo małego stężenia nadtlenku wodoru do naturalnej wody pitnej. Dzięki takiemu dodatkowi, nadtlenek wodoru osiągnąłby pożądany rezultat w postaci dodania do wody pożądanego tlenu. Wiadomo jednak, że nadtlenek wodoru jest bardzo niestabilny, zwłaszcza w obecności wody. Na przykład, można odnieść się do U.S. Pat. No. 3,480,557; 5,077,047; 5,130,124; 5,206,385; i 5,312,619.
Powyższe patenty ujawniają różne dodatki do stosowania z nadtlenkiem wodoru w celu jego stabilizacji, gdy jest stosowany jako środek antyseptyczny lub podobny. Tak więc, jest całkiem jasne, że nadtlenek wodoru jest niestabilny, a zatem jego poziom stężenia będzie się zmniejszał z czasem, chyba że zostaną podjęte kroki stabilizujące. Jednakże, aby ustabilizować nadtlenek wodoru w bardzo małych stężeniach w wodzie pitnej, problem stabilizacji jest znacznie trudniejszy i do tej pory był nieosiągalny.
Nadtlenek wodoru dysocjuje w warunkach wody zasadowej lub kwaśnej, jak również w obecności jonów metali. Tak więc, pH wody, jak również zawartość jonów metali, jest krytyczna, jeśli nadtlenek wodoru zostanie dodany. Ponieważ tylko niewielkie ilości nadtlenku wodoru mogą być dodawane do wody pitnej w celu uniknięcia zmiany smaku, obecność zanieczyszczeń lub innych składników w wodzie tworzy wysoce niestabilne środowisko dla nadtlenku wodoru.
Jeśli buforowanie lub inne dodatki są stosowane w celu ustabilizowania nadtlenku wodoru, smak powstałej uzdatnionej wody pitnej może być zmieniony w niepożądany sposób. Ponadto, biorąc pod uwagę wymóg butelkowania wody pitnej w przezroczystych pojemnikach, osiągnięcie stabilności nadtlenku wodoru w wodzie pitnej jest niezwykle trudne.
W związku z tym, byłoby niezwykle pożądane posiadanie procesu wytwarzania wysoko natlenionej wody pitnej, która może być przechowywana w przezroczystych pojemnikach przez długie okresy czasu i nadal utrzymywać pożądane poziomy stężenia dodatkowego tlenu.
UJAWNIENIE WYNALAZKU
W związku z tym, głównym przedmiotem niniejszego wynalazku jest dostarczenie nowego i ulepszonego sposobu wytwarzania wysoko natlenionej wody pitnej, która może być przechowywana przez długie okresy czasu, nawet w półprzezroczystych pojemnikach, przy zachowaniu pożądanych poziomów natlenienia.
Innym przedmiotem niniejszego wynalazku jest dostarczenie takiego nowego i ulepszonego sposobu formułowania wysoko natlenionej wody pitnej oraz wody pitnej wytworzonej tym sposobem, w której nadtlenek wodoru jest dodatkiem, a mimo to nie występuje nadmierny rozkład nadtlenku wodoru podczas przechowywania przed spożyciem.
W skrócie, powyższe i dalsze przedmioty niniejszego wynalazku są realizowane przez dostarczenie nowej i ulepszonej stabilizowanej kompozycji wysoko natlenionej wody pitnej wytworzonej za pomocą wynalazczego sposobu.
Proces wytwarzania wysoko natlenionej wody pitnej obejmuje wstępne przygotowanie stabilizowanego roztworu nadtlenku wodoru, a następnie dodanie odpowiednio małej jego ilości do naturalnej wody pitnej. Stabilizowany roztwór nadtlenku wodoru jest wytwarzany przez dodanie złożonego polimeru w postaci poliwinylopirolidonu do pewnej ilości rozcieńczonego nadtlenku wodoru. Różne kompozycje poliwinylopirolidonu o różnej masie cząsteczkowej dodaje się w różnym czasie zgodnie z preferowaną techniką.
Odkryto, stosując się do wynalazczego procesu, że można wytworzyć wysoko natlenioną wodę pitną, która zawiera wielokrotnie więcej tlenu niż konwencjonalna naturalna woda pitna. Wynaleziona woda pitna może być wygodnie przechowywana w konwencjonalnych przezroczystych butelkach lub innych pojemnikach przez długi okres czasu, bez doświadczania nadmiernego rozkładu nadtlenku wodoru. Również jakość wody nie ulega pogorszeniu. Nie ma to negatywnego wpływu na kolor i smak wody pitnej według wynalazku.
NAJLEPSZY SPOSÓB WYKONYWANIA WYNALAZKU
Następujące przykłady podano w celu ułatwienia zrozumienia wynalazku, ale należy rozumieć, że poszczególne procedury, warunki i materiały podane w tych przykładach nie są zamierzone jako ograniczenia niniejszego wynalazku.
Zgodnie z nowatorskim procesem według niniejszego wynalazku, do wody pitnej dodaje się ustabilizowaną złożoną kompozycję nadtlenku wodoru i w celu sformułowania wynalazczej wody silnie natlenionej. Zgodnie z wynalazczym procesem, stabilizowany roztwór nadtlenku wodoru wytwarza się przez powolne dodawanie odpowiedniej ilości koncentratu nadtlenku wodoru o stężeniu 35% wagowych do oczyszczonej wody destylowanej i mieszanie ich razem w niewielkich ilościach jednorazowo. Proces wymaga wlewania stężonego 35% wagowo H2 O2 do oczyszczonej wody w zamkniętym reaktorze wyłożonym szkłem z ciągłym mieszaniem przy użyciu mieszadła ze stali nierdzewnej napędzanego silnikiem pneumatycznym lub silnikiem w wykonaniu przeciwwybuchowym, aż do utworzenia roztworu wodnego zawierającego 17,5% wagowo nadtlenku wodoru.
Na końcu procesu rozcieńczania pobiera się próbkę rozcieńczonego 17,5% wagowo H2 O2 w celu sprawdzenia pH, temperatury i stężenia. Po weryfikacji 17,5% roztworu, otrzymany 17,5% roztwór nadtlenku wodoru jest chłodzony w reaktorze wyłożonym szkłem za pomocą pompy recyrkulacyjnej. W związku z tym temperaturę 17,5% roztworu H2 O2 obniża się do temperatury pomiędzy około 5° C a około 8° C.
Do wodnego 17,5% roztworu nadtlenku wodoru dodaje się powoli 15% wagowych poliwinylopirolidonu K15 o masie cząsteczkowej około 10 000 i stale miesza się przez wystarczającą ilość czasu około 60 minut, aż do całkowitego rozpuszczenia K15 PVP w wodnym roztworze H2 O2. Gdy K15 PVP jest rozpuszczony, pobiera się próbkę powstałego 15% roztworu K15 PVP-H2 O2 w celu sprawdzenia pH, temperatury, gęstości i stężenia H2 O2.
Następnie do powstałego wodnego 15% roztworu kompleksowego K15 PVP-H2 O2 dodaje się powoli 50% wagowych poliwinylopirolidonu K30 o masie cząsteczkowej około 40.000 i stale miesza się przez wystarczającą ilość czasu około do całkowitego rozpuszczenia w nim ładunku K30 PVP. Po rozpuszczeniu PVP pobiera się próbkę powstałego 50% roztworu K30 PVP-H2 O2 w celu sprawdzenia pH, temperatury, gęstości i stężenia H2 O2.
Po odpowiedniej weryfikacji, do otrzymanego kompleksowego 50% roztworu wodnego K30 PVP-H2 O2 dodaje się 5% wagowych poliwinylopirolidonu o masie cząsteczkowej K90 i miesza się w sposób ciągły przez jeszcze jeden wystarczający okres czasu wynoszący około 30 minut, aż do całkowitego rozpuszczenia ładunku K90 PVP.
Po tym czasie kończy się chłodzenie. Jednakże mieszanie otrzymanego 5% roztworu kompleksowego K90 PVP-H2 O2 jest kontynuowane przez co najmniej kolejny okres czasu wynoszący około 8 godzin.
Po tym czasie otrzymany 5% roztwór K90 PVP-H2 O2 jest utrzymywany w stanie spoczynku przez okres spoczynku wynoszący około 24 godziny. Okres spoczynku pozwala na związanie cząsteczek PVP z nadtlenkiem wodoru, w wyniku czego powstaje ustabilizowany wodny roztwór PVP-H2 O2 zawierający około 17% wagowych nadtlenku wodoru. Następnie, roztwór jest ponownie mieszany przez kolejne 2 godziny. Otrzymany roztwór na końcu okresu mieszania jest 17% stabilizowanym roztworem H2 O2. Roztwór jest następnie pobierany i testowany w celu sprawdzenia temperatury, gęstości i stężenia roztworu H2 O2.
Wynikły ustabilizowany roztwór może być następnie przechowywany w czystym, doskonale odtłuszczonym, polietylenowym pojemniku z tworzywa sztucznego o wysokiej gęstości do czasu wytworzenia produktu wody wysokotlenionej.
Na koniec woda silnie natleniona jest formułowana dla różnych mocy dostępnego tlenu zgodnie z następującymi przykładami:
Przykład I
Dla wody silnie natlenionej o czterokrotnej normalnej ilości tlenu dodać 5 miligramów 17% stabilizowanego roztworu H2 O2 na litr oczyszczonej wody destylowanej, aby utworzyć pożądany produkt wody natlenionej o około 4% stabilizowanego tlenu.
Wynikły produkt wody utlenionej jest następnie przenoszony do odpowiedniej liczby przezroczystych plastikowych pojemników lub podobnych do celów transportowych i marketingowych.
Ten proces wykonywania Przykładu I został uznany za zapewniający minimalną ilość tlenu do osiągnięcia przedmiotów wynalazku.
Kompozycja niniejszego wynalazku była badana w celu określenia maksymalnej ilości dodatku 17% stabilizowanego roztworu PVP-H2 O2 do wody oczyszczonej bez powodowania nieprzyjemnego smaku lub podrażnienia wyściółki śluzówki.
Dla wody silnie natlenionej o 20-krotnej normalnej ilości tlenu dodać 25 miligramów lub mniej stabilizowanego wodnego roztworu PVP-H2 O2 na litr oczyszczonej wody destylowanej i mieszać przez co najmniej 2 godziny w celu utworzenia pożądanego produktu wody natlenionej.
Wynikły produkt wody utlenionej jest następnie przenoszony do odpowiedniej liczby przezroczystych pojemników z tworzywa sztucznego lub podobnych do celów przechowywania i wysyłki.
W tym przykładzie zauważono, że każda większa ilość niż 25 miligramów na litr stabilizowanego wodnego roztworu PVP-H2 O2 powoduje nieprzyjemny smak i lekkie podrażnienie błon śluzowych.
Proces wykonania Przykładu II jest procesem preferowanym i stwierdzono, że zapewnia maksymalną ilość stabilnego tlenu do osiągnięcia przedmiotów wynalazku.
PRZYKŁAD III
Jako ostatni przykład, odpowiednią kadź przygotowuje się zgodnie z dobrze znanymi protokołami sterylnymi. Następnie dodaje się 50 galonów oczyszczonej destylowanej wody źródlanej do około 15 cm3 koncentratu 17% stabilnego nadtlenku wodoru, przygotowanego zgodnie z wcześniej wymienionym protokołem, jak podano w Przykładzie 1. Otrzymany roztwór jest następnie delikatnie mieszany przez około 60 sekund za pomocą sterylnej łopatki. Otrzymany roztwór ma stężenie około 79 części na milion nadtlenku wodoru, który jest odpowiedni do spożycia przez ludzi.
W każdym z wyżej wymienionych przykładów, wodne roztwory PVP-H2 O2 służą jako aktywne czynniki tlenowe, podczas gdy składniki wody oczyszczonej służą jako nośniki do transportu wychwyconych cząsteczek tlenu do krwiobiegu osoby pijącej natleniony roztwór wodny. W ten sposób, podczas stosowania, roztwór PVP-H2 O2 po spożyciu zapewnia natychmiastowe i korzystne podniesienie poziomu tlenu.
W innych zastosowaniach, w zależności od całkowitej ilości części na milion koncentratu H2 O2 dodanego do wody oczyszczonej, woda utleniona ma różnorodne zastosowania. Na przykład, woda natleniona może funkcjonować jako środek bakteriobójczy do konserwowania produktów organicznych, takich jak mięsa, sery, warzywa, owoce i napoje przed znaczną liczbą bakterii bez dostarczania niepożądanego smaku i bez zmiany naturalnych właściwości przetworzonej żywności i napojów.
Pomimo że ujawniono poszczególne wykonania niniejszego wynalazku, należy rozumieć, że możliwe są różne różne modyfikacje i są one rozważane w ramach prawdziwego ducha i zakresu załączonych zastrzeżeń. Nie ma zatem zamiaru ograniczać się do dokładnego streszczenia lub ujawnienia przedstawionego w niniejszym dokumencie.