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Verfahren zur Herstellung einer therapeutisch und diätetisch wirksamen trinkbaren Kalziumsalzlösung
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer therapeutisch und diätetisch wirk- samen trinkbaren Kalziumsalzlösung, welche vorzugsweise Mineralwassercharakter besitzt.
Kalzium bzw. das Kalziumion hat für den menschlichen Organismus erwiesenermassen grosse Be- deutung. Kalzium kommt praktisch in jedem Teil des Körpers vor. Das Kalziumion steht ferner mit einer ganzen Reihe von andern Ionen in einem konstanten quantitativen Verhältnis, wodurch der reibungslose
Ablauf der Körperfunktionen weitgehend gewährleistet ist. Im Blutserum findet sich Kalzium in drei ver- schiedenenZusiandsformen, zum grösseren Teil kolloidal und mehr oder weniger fest an Eiweiss gebunden, zum Teil aber auch als Kalziumbikarbonat, welches massgeblich am Bikarbonatpufferungssystem zur Regulierung der H-Ionenkonzentration des Blutes beteiligt ist. Zu seinem Einbau in die Knochen und Zähne bedarf es der Anwesenheit von Phosphor, Vitamin C und D, sowie der Phosphate.
Ausreichende Zufuhr von Kalzium ist notwendig, um die Funktionen, die von seiner Anwesenheit abhängen, nicht zu stören. Der jeweilige Bedarf variiert aber schon unter physiologischen Bedingungen ziemlich stark. So wird die Kalziumzufuhr bei schwer arbeitenden Menschen, aber auch im Wachstum, sowie in der Gravidität und Stillperiode besonders hoch sein müssen. In vermehrtem Masse gilt dies für Erkrankungen, wo es zu einer Verminderung des Kalziumspiegels im Blut gekommen ist (Remineralisation durch Kalzium) oder bei denen die Zufuhr von Kalzium heilungsunterstützend wirkt (Transmineralisation).
Die für den Körper notwendige Kalziummenge festzustellen, ist schwierig. Nach neuesten amerikanischen. Angaben beträgt der optimale tägliche Kalziumbedarf bei Erwachsenen 1 g, für den Jugendlichen 1, 5 und für die schwangere Frau 2 g. Für die Stillperiode wird sogar eine Zufuhr von 3, 9 g Kalzium täglich empfohlen.
In allen jenen Fällen, in denen der Körper das bestehende Kalziumdefizit nicht aus der Nahrung decken kann oder in denen Kalziumzufuhr therapeutisch wichtig erscheint, soll die Kalziumtherapie einsetzen. Je nach Art der vorliegenden Störung wird man die Applikation wählen ; schnelle Zufuhr zur Auffüllung eines schweren Defizites oder Bekämpfung lebensbedrohlicher Zustände erreicht man mit der intravenösen oder intramuskulären Injektion.
Anders steht es bei der Behandlung chronischer Kalziummangelzustände, zur Vorbeugung eines Kalziumdefizites oder zur langdauernden Behandlung chronischer Erkrankungen. Hier wird man zweckmässigerweise die orale Kalziumtherapie wählen.
Die bekannten oral zuführbaren Kalziumpräparate, die meist in Tablettenform auf dem Markt sind, haben den Nachteil, dass sie in relativ grossen Mengen zugeführt werden müssen, damit ein therapeutischer Effekt erzielbar ist, was eine nicht unerhebliche Belastung des Magen-Darmtraktes bedeutet.
Ausserdem haben die meisten Kalziumpräparate einen unangenehmen Geschmack.
Die Notwendigkeit der Zufuhr einer grossen Menge des betreffenden Präparates beruht auf der geringen Resorption dieser Präparate. Am günstigsten sind diesbezüglich noch die Glukonate und Phosphate, doch auch mit ihnen konnten keine befriedigenden Resultate erzielt werden.
Neuere Untersuchungen haben ergeben, dass die günstigste Resorption von oralen Kalziumpräparaten dann vorliegt, wenn das Ca"Ion an das HCO ; Ion gebunden ist, also wenn das Kalzium in Form eines Bikarbonates verabreicht wird. Das Bikarbonat des Kalziums ist aber in fester Form nicht stabil, es kann daher nur in flüssigem Zustand in Form einer wässerigen Lösung verabreicht werden.
Gelöstes Kalziumbikarbonat kommt in geringen Mengen in jedem Trinkwasser vor. Diese geringe Menge reicht jedoch nicht aus, um die beabsichtigten Heilwirkungen zu erzielen. In grösseren Mengen
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ist das Kalziumbikarbonat in einigen. natürlichen'Mineralwässern enthalten. Der Nachteil dieser natürlichen Mineralwässer ist aber, dass sie beim Transport eine grosse Einbusse erleiden. Es sinkt ihr Gehalt und ihr erfrischender saurer Geschmack geht verloren. Die Verabreichung von tatsächlich wirkungsvollen Mineralwässern, ist daher an die wenigen Orte mit guten Mineralquellen gebunden. Dazu kommt noch, dass in den Mineralwässern auch noch andere Salze gelöst enthalten sind, welche vielfach die Wirkung des Kalziumbikarbonates stören.
So ist vor allem das Nairiumion, das in fast allen kalziumbikarbonathältigen Mineralwässern in grosser Menge vorhanden ist, als Antagonist des Kalziumions bekannt.
Es geht also darum, eine im wesentlichen Kalziumbikarbonat enthaltende Kalziumsalzlösung zu schaffen, welche die Kalziumionen in leicht resorbierbarer Form enthält, welche ferner ausreichend stabil ist, das heisst, den Gehalt an Kalziumionen genügend lange beibehält und welche in weitgehend beliebiger Konzentration, ohne unerwünschte Fremdionen in Kauf nehmen zu müssen, herstellbar ist.
Die bekannten Methoden zur Herstellung eines künstlichen Mineralwassers eignen sich nicht für die Erzeugung einer derartigen Kalziumsalzlösung. Der Kalziumgehalt wird dabei üblicherweise dadurch erreicht, dass man Kalziumchlorid in Wasser auflöst. Das Chlorid ist aber hinsichtlich der Resorption des Kalziums ein ungünstiger Partner. Vielfach wird jedoch die Lösung von Kalziumchlorid mit Natriumkarbonatlösung unter Zugabe von Kohlendioxyd zusammengebracht. Dabei geht das Kalziumchlorid zwar zum Teil in Kalziumbikarbonat über, jedoch ist nun ein die Wirkung des reinen Kalziumbikarbonates störender hoher Gehalt an Natriumchlorid vorhanden.
Ausserdem wird bei den bekannten künstlichen Mineralwässern das Kohlendioxyd durch eines der üblichen Imprägnierverfahren unter Druck zugegeben. Es ist bekannt, dass bei so behandelten Flüssigkeiten das Kohlendioxyd nach Wegfall des Imprägnierdruckessehr rasch entweicht, damit sinkt auch sofort der Gehalt an Kalziumionen. Die künstlichen Mineralwässer sind daher nicht sehr stabil.
Ebenso gibt die Natur keinen Hinweis auf ein technisch brauchbares Verfahren. In der Natur wird der Kalziumbikarbonatgehalt durch Auflösen von Kalziumkarbonat im kohlendioxydhältigen Wasser bewirkt.
Dieser Vorgang geht jedoch äusserst langsam vor sich und eignet sich daher nicht zur Grundlage für ein technisches Verfahren.
Durch die Erfindung werden diese Mängel beseitigt und es wird eine im oben angeführten Sinn brauchbare therapeutisch und diätetisch wirksame, trinkbare Kalziumsalzlösung auf diese Weise hergestellt, dass man weitgehend zweckmässig durch Evakuierung entlüftetes Wasser mit Kalziumhydroxyd Ca (OH) und/oder Kalziumoxyd CaO gegebenenfalls nach vorangegangener Anreicherung des Wassers mit Kohlendioxyd CO2 versetzt und bei Unterdruck unter Herstellung grosser Berührungsflächen zwischen der flüssigen und gasförmigen Phase und unter Druckanstieg auf etwa normalen Atmosphärendruck oder diesen etwas übersteigenden Druck mit Kohlendioxyd COz imprägniert, bis eine im wesentlichen Kalzium- bikarbonat Ca (HCOg) enthaltende und mit freier Kohlensäure in fein dispersem Zustand übersättigte Lösung entsteht, die Kalziumionen in leicht resorbierbarer Form enthält.
Mit diesem Verfahren gelangt man sehr rasch zu einer hochwirksamen trinkbarenKalziumsalzlösung für Heilzwecke mit erforderlichenfalls sehr hohem Gehalt an Bikarbonat, ohne unerwünschte andere Anionen oder Kationen in Kauf nehmen zu müssen. Die Höhe des Bikarbonatgehaltes hängt bei ausreichender Zugabe an Kalziumhydroxyd oder an Kalziumoxyd lediglich von der Stärke der Imprägnierung mit Kohlendioxyd ab.
Das erfindungsgemässe Verfahren bietet weiters die vorteilhafte Möglichkeit, auch eine grosse Menge freies Kohlendioxyd in der wässerigen Bikarbonatlösung zu lösen, was der Lösung noch eine zusätzliche, besonders im Hinblick auf seine Verträglichkeit günstige Eigenschaft verleiht. Schon im Munde beginnt die Wirkung des mit dem Getränk genossenen Kohlendioxyds, indem es dies kühler erscheinen lässt, als ein gleich temperiertes Getränk ohne Kohlendioxyd. Durch die Entbindung des Kohlendioxyds beim Trinken dehnt sich dieses Gas etwas aus. Gasausdehnung aber entzieht der Umgebung Wärme und da dies gerade an den sehr empfindlichen Stellen des Gaumens-und der Zunge stattfindet, empfindet man das kohlendioxydhältige Getränk als kälter.
ImMagenverursachtdas Kohlendioxyd eine grössere Durchlässigkeit für Wasser und die darin gelösten Stoffe, insbesondere für Zucker. Dadurch kommt eine raschere erfrischende Wirkung des kohlendioxydhältigen Getränkes zustande. Ausserdem unterstützt das Kohlendioxyd im Magen die Bewegung des Speisebreies, die zur Verdauung ja notwendig ist. Es fördert die Sekretion des Magensaftes, ohne ihn aber zu übersäuern. Dadurch wird dem Magen Flüssigkeit zugeführt, die zur raschen Behebung des Durstgefühles führt, weshalb kohlendioxydhältige Getränke das Durstgefühl rascher verschwinden lassen.
Bei einem Gehalt von mehr als 1000 mg gelöster Substanzen pro 1000 g Wasser erhält die erfindungs-
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Wegen der bei sehr hohem Bikarbonatgehalt nachgewiesenen Brauchbarkeit für therapeutische Zwecke ist die erfindungsgemäss hergestellte Lösung jedenfalls als Heilwasser anzusprechen. Bei Beschränkung auf einen geringeren Bikarbonatgehalt ist die Heilwirkung nicht mehr so augenscheinlich. Durch das er- findungsgemässe Verfahren wird dann die Erzeugung eines sogenannten Tafelwassers erzielt. In jedem Fall ist die Bezeichnung künstliches Mineralwasser zutreffend.
Es liegen bereits ausführliche klinische Untersuchungsergebnisse vor, welche mit einer erfindungsge- mäss hergestellten Kalziumbikarbonatlösung durchgeführt wurden bei einem Kalziumgehalt von 800 mg/l und 1600 mg/l, welch letzterer weit über den Kalziumgehalt jeglicher natürlicher Mineralwässer hinaus- geht bzw. einem Bikarbonatgehalt von 2440 mg/l und 4880 mg/l. Leitfähigkeitsmessungen haben er- geben, dass dabei das Kalzium zum grössten Teil im ionisierten Zustand vorliegt.
Es wurde zunächst die Verträglichkeit des erfindungsgemässen Präparates überprüft. Diese Versuche ergaben, dass mit wenigen Ausnahmen, von Seiten des Magen-Darmtraktes auch bei Zufuhr grosser Mengen (bis zu einem Liter pro dosi) keine Nebenerscheinungen auftraten. Auch der Geschmack des Wassers wurde als angenehm empfunden. Es schien daher angezeigt, mittels Bestimmung des Kalziumspiegels im Blut zu untersuchen, in welchem Ausmass das Kalzium des erfindungsgemässen Präparates resorbiert wird. Diese Untersuchungen ergaben, dass die Resorption weit über jener liegt, wie sie sonst bei oral zu- geführten Kalziumsalzen zu sehen sind.
Der durchschnittliche Anstieg des Kalziumspiegels im Blut be- trägt bei Verabreichung des erfindungsgemässen Präparates 25 ici während bei den besten bisher bekannten oral zuführbaren Kalziumpräparaten unter gleichen Bedingungen lediglich ein 7 loiger Anstieg erreicht werden konnte.
Die erzielten Erfolge nach der systematischen Verabreichung des erfindungsgemässen Präparates sind in verschiedener Hinsicht interessant : so konnten besonders bei Kranken mit rheumatischen Erscheinungen,
Allergien, Entzündungen des Magen-Darmtraktes und der Gallenblase ausgezeichnete Ergebnisse beob- achtet werden. Durchwegs wurde eine Erleichterung der Beschwerden angegeben, entzündliche Er- scheinungen der Gelenke gingen zurück, es trat eine Normalisierung oder wenigstens ein Rückgang der erhöhten Blutsenkung ein. Allergische Erscheinungen wurden seltener und verschwanden schliesslich voll- kommen.
Auch bei Erkrankungen der Venen (varicöser Symptomenkomplex, Haemorrhoiden), bei tetanischen
Zuständen und bei gewissen Formen von Kreislauferkrankungen konnten aussergewöhnlich gute Wirkungen beobachtet werden.
Zu erwähnen ist noch die günstige Wirkung der erfindungsgemässen Lösung bei Übersäuerung des
Magens, wie sie bei der Schwangerschaft vorkommt und die äusserst schwer therapeutisch zu beein- flussen ist. Die Übersäuerungsbeschwerden gingen deutlich zurück und klangen schon nach überraschend kurzer Zeit (2 Wochen) vollkommen ab.
Neben medizinisch physiologischen wurden auch verschiedene chemisch-physikalische Unter-
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einerAnalogierechnung einem Dissoziationsgrad von über 80 0/0. Es weist also das Heilwasser eine sehr hohe Ionenkonzentration von Ca* * und HCO 'Ionen auf.
Es wurden auch umfangreiche mikroskopische Untersuchungen durchgeführt, u. zw. wurden hiebei Optiken mit 550facher und 2000facher Vergrösserung verwendet sowie zusätzlich mit Polarisationsfiltern gearbeitet.
Beim Aufkochen wurde ein weisser Niederschlag beobachtet, welcher aus doppelbrechenden körnigen Kristallen und aus kristallinen Nadeln und Schuppen besteht. Bei der Vergleichsuntersuchung mit "Preblauer Wasser" wurde ein ähnlicher Niederschlag gefunden, nur sind in ihm weitaus weniger körnige Kristalle zu sehen.
Bei raschem Eintrocknen unter 600 ergab die mikroskopische Untersuchung beim erfindungsgemässen Heilwasser stark doppelbrechende Körner und Blättchen, während beim"Preblauer Wasser"stark doppelbrechende stark kristalline Nadeln gefunden wurden.
Der Rückstand bei langsamen Eintrocknen unter Zimmertemperatur besteht beim erfindungsgemässen Heilwasser aus stark doppelbrechenden Kristallblättchen, welche vielfach von einem feinen Niederschlag umgeben sind, dessen EinzelteilchenimLichtmikroskop auch bei stärkerer Vergrösserung nicht mehr auflösbar sind. Dieser Niederschlag zeigt ebenfalls eine schwache Doppelbrechung. Unter denselben Bedingungen zeigt der Niederschlag beim Preblauer Wasser neben einem körnigen Niederschlag auch sehr dünne kristalline sphärolithartige Gebilde.
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Durch die erfindungsgemässe Anordnung des Rührflügels 10 nahe unter der Wasseroberfläche, wird diese in starkem Masse aufgepeitscht und im oberen Kesselraum ein Bereich von rasch durcheinander wirbelnden faden-, tropfen-und flächenförmigen, gasumschlossenen und gasumschliessenden Wassermengen gebildet, welche sich nach kurzer Zeit wieder mit der darunter liegenden geschlossenen Wassermenge vereinigen und durch den erfindungsgemäss nahe dem Kesselboden angebrachten Rührflügel 11, unterstützt durch die vornehmlich nicht senkrecht stehenden und vorzugsweise mit Löchern 15 versehenen Tauchwände 14, in turbulente Durchmischung gebracht und schliesslich erneut durch den Rührflugel 10 wieder in die Kohlendioxydatmosphäre aufgepeitscht werden.
Jedes Wasserteilchen nimmt bei jedem wiederholten Aufpeitschen in die Kohlendioxydatmosphäre wegen der Wirkung der Oberflächenspannung und des Staudruckes eine über dem herrschenden Partialdruck entsprechende Menge Kohlendioxyd auf. Die erneute Aufnahmefähigkeit bei jedem wiederholten Aufpeitschen wird wesentlich gefördert durch die sofort nach der Kohlendioxydaufnahme stattfindenden Reaktionen
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Welche der beiden Reaktionen überwiegt und in welchem Ausmasse, hängt vom Kalk-KohlendioxydGleichgewicht
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ab.
Wegen der bei jedem Aufpeitschen aufgenommenen, über den entsprechenden Kohlendioxydpartial- druck hinausgehenden Menge Kohlendioxyd, was einer Erhöhung des Partialdruckes gleichkommt, wird bei jedem wiederholten Aufpeitschen eines Wasserteilchens in diesem eine sukzessive Erhöhung des Ge- haltes an Kalziumbikarbonat erreicht.
Auf diese Weise wird die gesamte zugeführte Menge an Kohlendioxyd verbraucht und der Partial- druck sinkt nach entsprechender Rührdauer auf nahe null at. Ausserdem wird das gelöste Kalziumhydroxyd verringert, so dass das zu Beginn des Prozesses überschüssige suspendierte Kalziumhydroxyd in Lösung gehen kann.
Kann mit einer einmaligen Zugabe einer Kohlensäuremenge bei einem Anfangspartialdruck von 1 at nicht der der zugegebenen Menge an Kalziumhydroxyd entsprechende Kalziumgehalt in Form von gelöstem Kalziumbikarbonat und Kalziumkarbonat erreicht werden, was im wesentlichen von dem über der Wasseroberfläche zur Verfügung stehenden Raum abhängt, so wird erneut Kohlendioxyd bis zu einem Druck von 1 at zugegeben. Dies wird in periodischer Weise so lange fortgesetzt, bis der dem zugegebenen Kalziumhydroxyd entsprechende Kalziumgehalt erreicht ist.
An Stelle der periodischen Druckschwankung von 0 bis 1 at kann der Druck auch ein anderes Schwankungsintervall beispielsweise von 1/2 bis 1 at aufweisen oder durch stetige gleichmässige Zugabe von Kohlendioxyd der Partialdruck auf konstanter Höhe gehalten werden.
Die sukzessive Zugabe in einem kleinen Raum erweist sich als weitaus günstiger als eine einmalige Zugabe in einen grossen Raum, denn der kleine Raum kann naturgemäss viel intensiver mit mechanisch fein verteiltem Wasser durchsetzt werden als der grosse und auf diese Intensität kommt es erfindungsgemäss an.
Genau so wie das Kohlendioxyd kann auch das Kalziumhydroxyd sukzessive zugegeben werden, wodurch das Kalziumhydroxyd in suspendierter Form, wie es bei einmaliger Zugabe zu Beginn des Prozesses vorhanden ist, vermieden wird.
Bei wiederholten Laboratoriumsversuchen wurde mit einer solchen Anordnung ein Präparat erzeugt, welches regelmässig einen Gehalt von zirka 850 mg/l Kalzium in gelöster Form aufwies. Dabei wurde einer Menge von 35 l entlüftetem Wasser Kalkmilch mit einem Gehalt von über 55 g Kalziumhydroxyd zugegeben. Das Kohlendioxyd wurde bis zu 10-maliger Folge eingeleitet, wobei der Partialdruck periodisch zwischen 1 at und 0 at schwankt. Die Mischung erfolgt durch ein Rührwerk mit einer durchschnittlichen Tourenzahl von 500 Umdrehungen/min. und kurzzeitiger Höchsttourenzahl bis zu 2000 Umdrehungen/min.
Die Dauer des Rührprozesses betrug jeweils zirka 4 Stunden.
Bei einer geringeren Umdrehungszahl oder bei einer kürzeren Rührdauer konnte der hohe Kalziumgehalt von 850 mg/l nicht erreicht werden. Der Kalziumgehalt ist also beim erfindungsgemässen Verfahren innerhalb der durch die Zugabe an Kalkmilch und Kohlendioxyd bestimmten Grenzen eine Funktion der Umdrehungszahl des Rührwerkes und der Rührdauer.
In Abwandlung der beschriebenen beispielsweisen Verfahrensschritte kann zunächst das in den
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Kessel 1 eingefüllte Wasser unter vorheriger Entfernung der Luft mit Kohlendioxyd, welches durch die Zu- leitung 6b zugeführt wird, unter kräftigem Rühren angereichert werden.
Nach der Anreicherung mit Kohlendioxyd wird erneut evakuiert und ein Teil des für den gewünschten
Kalziumgehalt notwendigen Kalziumhydroxyds zugeführt. Die erneute Evakuierung ist günstig, da da- ) durch die, wenn auch nur in kleinem Massstab mögliche, zwischen Kalziumhydroxyd und dem Kohlen- dioxyd eintretende Reaktion, welche in Abwesenheit von Wasser zum schwer löslichen Kalziumkarbonat führt, verhindert wird.
Anschliessend an die Zugabe von Kalziumhydroxyd wird das Rührwerk in Bewegung gesetzt und wie früher Kohlendioxyd durch die Zuleitung 6b einströmen gelassen. Nach. vollständiger Absorption des Kohlendioxyds wird erneut ein Teil der notwendigen Menge Kalziumhydroxyd zugegeben und der
Imprägniervorgang wiederholt.
Mit dieser Reihenfolge der Verfahrensschritte konnte ein Gehalt von 1600 mg/l Kalzium bzw.
4880 mg/l Bikarbonat HCC3'erreicht werden.
Die erfindungsgemässe Anordnung von 2 Rührflügeln kann auf mehrere Rührflügel erweitert werden, i wenn beispielsweise ein sehr grosser Kessel verwendet wird mit grosser Wassertiefe. Vorteilhaft ist es, die
Rührflügel an der Welle 12 verschiebbar anzuordnen, beispielsweise zur Anpassung an den Wasserstand.
Für die Montage praktisch erweisen sich sogenannte Spreizflügel, welche erst bei Rotation durch die Zen- trifugalwirkung in waagrechte Stellung gelangen.
Die Rührflügel müssen nicht alle an derselben Welle angeordnet sein. Es können auch mehrere Wellen vorhanden sein, welche sich sowohl gleichsinnig als auch gegensinnig drehen und zueinander so- wohl parallel als auch beliebig gekreuzt angeordnet sein können.
Der Gehalt an Kalzium kann in geringerem Ausmass auch durch Temperaturerniedrigung erhöht wer- den, da bekanntlich die Aufnahmefähigkeit des Wassers für Gase und somit auch für Kohlendioxyd mit
Temperaturabfall steigt. Zu diesem Zwecke dient die in Fig. 1 gezeigte Kühlvorrichtung mittels eines mit Eis gefüllten Bottichs 2 (Aussenkühlung). Statt dessen kann auch eine andere Kühleinrichtung ver- wendet werden, beispielsweise eine von Kühlwasser durchflossene Schlange im Innenraum des Kessels (Innenkühlung).
NachBelieben kann man dem erfindungsgemässen Präparat noch andere Stoffe zugeben. Bei der Aus- wahl und der Menge dieser Stoffe wird man trachten, dass durch sie der hohe Gehalt an gelöstem Kalzium durch Ausfällen nicht verringert wird und dass sich noch zusätzliche günstige physiologische Wirkungen ergeben.
So lässt sich die erfindungsgemäss hergestellte Lösung durch Zugabe von Essenzen auf jeden ge- wünschten Geschmack bringen. Bei der Mischung mit Fruchtsäften und Fruchtsirupen kann man ausser der geschmacklichen Beeinflussung noch die an sich vorteilhafte Wirkung der betreffenden Früchte erwarten.
Auch die -Zugabe von Wirkstoffen, wie z. B. Vitaminen ist möglich.
Durch Zugabe von verschiedenen Mineralsalzen kann man beispielsweise bei entsprechender Do- sierung die natürliche Zusammensetzung von bekannten mineralischen Heilwässern der Gruppe der erdi- gen Säuerlinge erreichen.
Man muss dabei in Kauf nehmen, dass die antagonistische Wirkung der andern Ionen die Wirksamkeit der reinen Kalziumsalzlösung herabsetzt, jedoch wirkt sich der Antagonismus nur sehr schwach aus, wenn die antagonistisch wirkenden Ionen nur in relativ geringen Mengen vorhanden sind. Dies kommt in der Natur äusserst selten vor und wenn, dann nur mit derart geringen absoluten Konzentrationen, dass sich eine merkliche therapeutische Wirkung nicht einstellt. Nach dem erfindungsgemässen Verfahren hat man je- doch die Möglichkeit, die absolute Konzentration unter Wahrung der natürlichen relativen Konzen- trationsverhältnisse beliebig zu steigern.
Das erfindungsgemässe Verfahren kann auch durch eine vollkommen andersgeartete Eire-Dichtung ge- mäss den Fig. 2 bis 6 verwirklicht werden. In einem Behälter 16, welchen. ein durch die seitlichen Öffnungen 17 und 18 ein-und austretender Kühlwasserstrom durchfliesst, ist ein schraubenförmiges Rohr 19 angeordnet, mit drei unteren Zuleitungen 20,21 und 22 und einer oberen Ableitung 23. Das Rohr 19 ist längs seines Innenumfanges mindestens teilweise mit einem ebenfalls schraubenförmig gewundenen Stab 24 (Fig. 3) versehen. Das Rohr 19 wie auch der Stab 24 können beliebiges Profil aufweisen. Diegesamte
Apparatur steht unter vollkommenem Luftabschluss. Es darf durch keine der Öffnungen 20 bis 23 Luft ein- dringen.
Diesem Rohr 19 wird durch die Zuleitung 20 Wasser zugeleitet. Gleichzeitig und vorzugsweise kurz vorher wird durch die Zuleitung 21 dem Rohr 19 Kohlendioxyd in feinster mechanischer Verteilung, bei- spielsweise mittels einer Düse mit vorgesetztem feinen Filter zugegeben. Die Kohlendioxydbläschen
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setzen sich am Rand des Rohres 19 ab, wobei die Menge der haftenden Bläschen durch den Wendelstab 24 wesentlich erhöht wird. Das verhältnismässig langsam fliessende Wasser, welches durch die Zuleitung 22 mit Kalkmilch versetzt wird, löst nun diese Kohlendioxydbläschen auf, wobei die Oberflächenspannung infolge der erfindungsgemässen Kleinheit der Bläschen die Aufnahmefähigkeit des Wassers erhöht, u. zw. um um so mehr je kleiner die Bläschen sind.
Das gelöste Kohlendioxyd reagiert dann mit dem Kalziumhydroxyd zu Kalziumbikarbonat und in sehr geringem Masse auch zu Kalziumkarbonat. Ein und dasselbe strömende Wasserteilchen hat die Gelegenheit, sehr oft mit einem Kohlendioxydteilchen in Berührung zu kommen, zumal der Weg durch die doppelte Wendelung vom Eintritt des Wassers bis zu seinem Austritt
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Ausführungsbeispiel den hohen Kalziumgehalt trotz des sehr niedrigen Partialdruckes von Kohlendioxyd.
Die Grenze des Kaliumgehaltes ist gegeben durch die im Liter Wasser vorhandene Menge an
Kalziumhydroxyd und an Kohlendioxyd. Es muss also einmal die in der Zeiteinheit durch die Zu- leitungen 21 und 22 zugeführten Kalziumhydroxyd- und Kohlendioxydmengen auf die in der Zeiteinheit durch die Zuleitung 20 zugeführte Wassermenge, also auf die Strömungsgeschwindigkeit des Wassers, ab- gestimmt sein.
Dieser Grenzgehalt an Kalzium wird jedoch nie ganz erreicht. Der Kalziumgehalt ist vielmehr we- gen der erfindungsgemäss notwendigen, einen entsprechend hohen Partialdruck ersetzenden, feinsten Ver- teilung und wegen der notwendigen Wiederholbarkeit des Aufnahmeprozesses von Kohlendioxyd durch dasselbe Wasserteilchen von den verschiedensten Einflüssen abhängig.
Wesentlich beeinflusst wird der Gehalt an Kalzium durch die Feinheit der Kohlendioxydzerstäubung.
Je kleiner die Kohlendioxydbläschen sind, um so grösser ist der durch die Oberflächenspannung hervorge- rufene Überdruck und somit die Aufnahme von Kohlendioxyd.
Für die Wiederholbarkeit der Kohlendioxydaufnahme durch dasselbe Wasserteilchen ist natürlich die Länge des Wasserweges wichtig. Je länger der Wasserweg, um so öfter kann eir und dasselbe Flüssigkeit- teilchen mit einem Kohlendioxydbläschen in Berührung kommen. Man wird deshalb das Rohr 19 möglichst lang herstellen.
Zur Verlängerung des Wasserweges dient einerseits der Wendelstab 24, anderseits können mehrere der in Fig. 2 gezeigten Einrichtungen in Reihe geschaltet werden, beispielsweise gemäss Fig. 6, drei
Kühlbehälter 16,16a, 16b mit den Schraubenrphren 19, 19a, 19b wobei es zweckmässig ist, die für den zu erzielenden Gehalt an Kalzium nötige, der Strömungsgeschwindigkeit des Wassers entsprechende, in der Zeiteinheit zuzugebende Menge an Kalziumhydroxyd und Kohlendioxyd nicht in einem durch die Zu- leitungen 21 und 22, sondern teilweise auch durch die Zuleitungen 21a und 22a sowie 21b und 22b zuzu- führen.
Auf die Ausführung und Anordnung des Wendelstabes 24 ist aus mehreren Gründen zu achten. Die
Aufgabe, den Wasserweg zu vergrössern, erfüllt der Wendelstab 24 um so besser je grösser sein Quer- schnitt ist, denn dann wird dem Wasser leichter die gewünschte Doppelwendelbahn aufgezwungen. Im gleichen Sinne wie die Vergrösserung des Stabquerschnittes wirkt auch die Verkleinerung des Rohrquer- schnittes, und die Verwendung eines zweiten oder mehrerer gleichsinnig gewundener Wendelstäbe.
Die Wahl der Steigung des Wendelstabes ist hiebei nicht unwesentlich. Je weniger steil die Wende- lung des Stabes 24, um so besser kann die Weglänge erhöht werden. Ist die Steigung des Wendelstabes 24 jedoch zu gering, so wird das Wasser nicht mehr eine Schraubenbewegung entlang des Stabes 24 voll- führen, sondern diesen überkreuzen, und nur noch eine leicht gestörte Bewegung in Richtung des Rohres 19 auszuführen.
Anstatt den Wasserweg zu vergrössern, kann auch die Erzeugung einer turbulenten Strömung
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a Rohrquerschnitt, 7) Zähigkeit) ab. Erst wenn ein bestimmter Mindestwert von R erreicht wird, kann turbulente Strömung existieren. Am einfachsten wäre dieser Wert durch Geschwindigkeitserhöhung zu erreichen. Nun soll aber die Geschwindigkeit v des Wassers nicht sehr hoch sein, wie unten ausgeführt.
Ebenso soll der Rohrquerschnitt a nicht zu gross sein, da alle Wasserteilchen nicht weit von der mit Kohlendioxydbläschen behafteten Rohrwand entfernt sein sollen. Die Dichte p und die Zähigkeit T) sind Konstante. Die Turbulenz kann also durch Erhöhung der Reynold'schen Zahl nicht erreicht werden, wohl aber durch Störungen des Wasserweges. Besonders wirkungsvoll ist hiebei beispielsweise gemäss Fig. 4 die Verwendung von zwei gegensinnig gewundenen Wendelstäben 24 und 25. Auch Unterbrechungen der
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Wendelung und plötzliche Änderungen des Drehsinnes der Wendelung, wie sie in Fig. 5 gezeigt sind,ermöglichen eine turbulente Strömung.
Der Wendelstab 24 bzw ; 25 hat nicht nur auf die Länge des Wasserweges oder auf die Turbulenz einen Einfluss, sondern in grossem Masse auch auf die Adhäsion der Kohlendioxydbläschen. Die Adhäsion wird durch Vergrösserung der Fläche verbessert und die Tendenz der Kohlendioxydbläschen, infolge des Auftriebs im Wasser aufzusteigen, gehemmt. Durch Variation der Steigung des Wendelstabes kann die Verteilung der Kohlendioxydbläschen in der Geschwindigkeit des Wassers entsprechender Weise reguliert werden.
Die Geschwindigkeit des Wassers darf im allgemeinen nicht zu hoch sein, da bei hoher Geschwindigkeit die Kohlendioxydbläschen zu rasch mitgerissen werden'und sich nicht in entsprechender Zahl an aer Rohrwandung absetzen können.
Um den durch die in der Zeiteinheit. dem Wasser zugegebenen Mengen an Kohlendioxyd und Kalziumhydroxydbegrenzten Höchstwert an gelöstem Kalzium zu erreichen, müssen also Wassergeschwindigkeit, Länge, Querschnitt und Steigung des Rohres, weiters Anzahl, Steigung, Querschnitt, Drehsinn und Stetigkeit der Wendelstäbe sowie die Feinheit der Kohlendioxydzerstäubung aufeinander ent- sprechend abgestimmt sein.
Das erfindungsgemässe Verfahren lässt sich nicht nur durch die beiden beschriebenen Ausführungsbeispiele verwirklichen. Zur Erzielung der erfindungsgemässen Effekte können auch andere technische Massnahmen getroffen werden, durch die die erfindungsgemässe feine Verteilung des Wassers und/oder des Kohlendioxyds in sich wiederholender Serie erreicht wird.
PATENTANSPRÜCHE : 1. Verfahren zur Herstellung einer therapeutisch und diätetisch wirksamen trinkbaren Kalziumsalzlösung, dadurch gekennzeichnet, dass man weitgehend zweckmässig durch Evakuierung entlüftetes Wasser mit Kalziumhydroxyd Ca (OH) und/oder Kalziumoxyd CaO gegebenenfalls nach vorangegangener Anreicherung des Wassers mit Koiilendioxyd CO versetzt und bei Unterdruck unter Herstellung grosser Berührungsflächen zwischen der flüssigen und gasförmigen Phase und unter Druckanstieg auf etwa normalen Atmosphärendruckoder diesen etwas übersteigenden Druck mit Kohlendioxyd CC imprägniert bis eine im wesentlichen Kalziumbikarbonat Ca (HCCg) enthaltende und mit freier Kohlensäure in fein dispersem Zustand übersättigte Lösung entsteht, die Kdiziumionen in leicht resorbierbarer Form enthält.