CN111867969A - 同位素组合物ii - Google Patents

Abstract

本发明涉及适合于通过口服或外用方式进行哺乳动物的水合，且特别是人类的水合的水基组合物。本发明还涉及用于工业用途诸如冷却以及制备溶液和混合物的水的领域。本发明可以以生产饮料或工业过程用水或工业溶剂或外用皮肤科组合物的方法的形式存在，所述方法包括以下步骤：提供水源，水分子具有氧原子或氢原子的不同同位素，(i)分馏所述水源以产生富集了氧同位素或氢同位素中的至少一种的丰度大于或小于所述水源中存在的丰度的水分子的馏分，或(ii)当所述水源已经富集了重水时，全部或部分地维持所述富集的水平。

Description

同位素组合物II

技术领域

本发明涉及适合于通过口服或外用方式进行哺乳动物的水合，且特别是人类的水合的水基组合物领域。本发明还涉及用于工业用途诸如冷却的水的领域。

背景技术

水是无处不在的生物溶剂，没有水生命就无法生存。由于人类体温至少部分通过出汗来调节的，因此人类尤其容易脱水。虽然出汗对体温调节很重要，但它也可能是水分和溶质流失的主要源由。在已适应的成年人中，最大出汗率可高达50ml/min或2,000ml/hr。该速率不能持续，然而在严重压力下人体总水分的损失有可能高达25％。

现有技术提供了许多不同类型的饮料，配制来补充因出汗而流失的水和电解质。这样的饮料通常在体力消耗时或体力消耗前后饮用。虽然这些饮料通常是有效的，但由于水的蒸发潜热是固定的，因而这些饮料不会改变从身体带走的热量。

除了对水的生理需要之外，考虑到功能和审美，人的水合(补水)对皮肤也很重要。在脱水的情况下，皮肤的上层可能会破裂，从而为感染因子的进入创造了入口。脱水的皮肤也会变得敏感(易受刺激)，导致炎症反应，可引起皮肤发红和肿胀。此外，皮肤脱水还会加重病理学病症，诸如银屑病(牛皮癣)。

从审美角度考虑，脱水的皮肤会失去饱满度并可能呈现松弛的外观。皮肤的任何皱纹都显得更加明显，且皮肤失去光泽。皮肤脱水的人往往显得衰老或不健康。

在解决与皮肤脱水相关的美学问题时，现有技术提供了大量的保湿外用组合物，诸如乳霜、凝胶洗剂等，其旨在将水分子注入皮肤上层。虽然通常在短期内是有效的，但水分从皮肤迅速蒸发意味着皮肤很快恢复到较低的水合状态。这些外用组合物还可包括旨在在皮肤上形成限制水分流失的层的油和其它物质。然而，油和其它物质可能会堵塞毛孔并与化妆品粉底和美容散粉凝结。

对于许多工业过程诸如冷却、生产蒸汽、清洁和冲洗容器和导管等来说，水也是必不可少的。问题在于，工业过程用水的水蒸发速率可能太慢或太快，或者需要大量的能量，尤其是热能。

在许多工业过程中，水也被用作溶剂。该领域的问题是获得所需的水和足够高的纯度以用于所需的用途。

本发明的一方面是通过提供改进的饮料和外用组合物用于哺乳动物且特别是人类的水合从而克服或改善现有技术的问题。另一方面是提供现有技术饮料和外用组合物的替代物。

对文献、操作、材料、装置、制品等的讨论包括在此说明书中仅用于提供本发明的背景的目的。并未暗示或代表这些内容的部分或全部形成现有技术库的一部分或者是在本申请的每项权利要求的优先权日之前存在的与本发明相关的领域中的一般常识。

发明内容

在第一方面，但不一定是最广泛的方面，本发明提供了包含水分子的饮料，该水分子具有氧原子或氢原子的不同同位素，该饮料富集了该氧同位素或氢同位素中的至少一种，该富集是参照(i)在用于生产该饮料的水中该氧同位素或氢同位素的量或(ii)在地下水中该氧同位素或氢同位素的量，或(iii)维也纳标准平均海水(Vienna Standard MeanOcean Water)。

在该饮料的一种实施方式中，至少一种同位素的丰度为：

同位素16O：0.99757摩尔分数，

同位素17O：3.8×10-4摩尔分数，或者

同位素18O：2.05×10-3摩尔分数。

在该饮料的一种实施方式中，至少一种同位素的丰度由以下范围限定：

同位素16O：0.99738至0.99776摩尔分数，

同位素17O：3.7×10-4至4.0×10-4摩尔分数，或者

同位素18O：1.88×10-3至2.22×10-3摩尔分数。

在该饮料的一种实施方式中，17O同位素的丰度小于3.8×10-4摩尔分数，和/或18O同位素的丰度小于2.05×10-3摩尔分数，和/或16O同位素的丰度大于约0.99757摩尔分数。

在该饮料的一种实施方式中，17O同位素的丰度小于3.7×10-4摩尔分数，和/或18O同位素的丰度小于2.22×10-3摩尔分数，和/或16O同位素的丰度大于约0.99776摩尔分数。

在该饮料的一种实施方式中，水分子的δ-O-18大于或小于约0 0/00。在该饮料的一种实施方式中，水分子的δ-O-18大于约5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95或1000/00。在该饮料的一种实施方式中，水分子的δ-O-18小于约-5、-10、-15、-20、-25、-30、-35、-40、-45、-50、-55、-60、-65、-70、-75、-80、-85、-90、-95或-100 0/00。

作为富集氧分子的补充或替代方案，可以通过富集普通水的具有两个氘原子(具有中子和质子的原子核)而非两个氕原子(仅具有质子的原子核)的水分子来生成重水。如本文下文中更充分讨论的，建议可以使用分子筛(包括石墨烯、氧化石墨烯和氮化硼分子筛)来分离具有不同氢同位素和/或不同氧同位素的水。然而，可以认识到，重水分子的重量与普通水分子的重量没有实质性差异，因为水的分子量的约89％来自单个氧原子而不是两个氢原子。俗语“重水”是指高度浓缩的水混合物，其主要包含氧化氘D₂O，但也包含一些氢-氘氧化物(HDO)和较少数量的普通氧化氢H₂O分子。例如，重水可通过氢原子馏分富集至99.75％。这意味着99.75％的氢原子是重原子。为了比较，普通水(用于氘标准的“普通水”)每百万个氢原子仅包含约156个氘原子，这意味着0.0156％的氢原子是重原子。

重水不具有放射性。在其纯净形式下，重水的密度比水高约11％，但在其它方面在物理和化学上相似。但是，含氘的水的各种差异(特别是影响生物学特性)比任何其它常见的同位素取代的化合物都大，这是因为氘在重的稳定同位素中是独特的，其重量是最轻的同位素的两倍。这种差异增加了水的氢氧键的强度，而这又足以引起对于某些化学反应很重要的差异。

在该饮料的一种实施方式中，水分子源自水源，且氧同位素或氢同位素中的至少一种的丰度大于或小于该水源中的该氧同位素或氢同位素中的至少一种的丰度。

在该饮料的一种实施方式中，水源是植物的组织或乳制品材料，或取自天然水体。在该饮料的一种实施方式中，植物组织是生殖组织或营养组织。在该饮料的一种实施方式中，植物组织是水果、蔬菜、种子、叶、茎或根。水源也可以是植物的树液或树水。

在该饮料的一种实施方式中，饮料包括食品级添加剂。

在该饮料的一种实施方式中，添加剂是着色剂、风味剂、电解质、甜味剂、防腐剂、溶解或不溶解气体、营养物、维生素、药剂、益生菌或益生元。

在另一方面，本发明提供了包括如本文所述的饮料的食品级容器。

在一种实施方式中，该容器包括与该容器形成气密性密封的食品级盖子。

在一个方面，本发明提供了用于在工业过程中与如本文所述的工业过程用水接触的物品。

在另一方面，本发明提供了工业过程的过程中间体或产物，包括如本文所述的工业溶剂。

在又一方面，本发明提供了包含水分子的外用皮肤科组合物，该水分子具有氧原子或氢原子的不同同位素，该饮料富集了该氧同位素或氢同位素中的至少一种，该富集是参照(i)在用于生产该饮料的水中该氧同位素或氢同位素的量或(ii)在地下水中该氧同位素或氢同位素的量，或(iii)维也纳标准平均海水。

在该组合物的一种实施方式中，至少一种同位素的丰度为：

同位素16O：0.99757摩尔分数，

同位素17O：3.8×10-4摩尔分数，或者

同位素18O：2.05×10-3摩尔分数。

在该组合物的一种实施方式中，至少一种同位素的丰度由以下范围限定：

同位素16O：0.99738至0.99776摩尔分数，

同位素17O：3.7×10-4至4.0×10-4摩尔分数，或者

同位素18O：1.88×10-3至2.22×10-3摩尔分数。

在该组合物的一种实施方式中，17O同位素的丰度大于3.8×10-4摩尔分数，和/或18O同位素的丰度大于2.05×10-3摩尔分数，和/或16O同位素的丰度小于约0.99757摩尔分数。

在该组合物的一种实施方式中，17O同位素的丰度大于4.0×10-4摩尔分数，和/或18O同位素的丰度大于2.22×10-3摩尔分数，和/或16O同位素的丰度小于约0.99738摩尔分数。

在该组合物的一种实施方式中，水分子的δ-O-18大于或小于约0 0/00。在该组合物的一种实施方式中，水分子的δ-O-18大于约5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95或100 0/00。在该组合物的一种实施方式中，水分子的δ-O-18小于约-5、-10、-15、-20、-25、-30、-35、-40、-45、-50、-55、-60、-65、-70、-75、-80、-85、-90、-95或-100 0/00。

在该组合物的一种实施方式中，水分子源自水源，且氧同位素或氢同位素中的至少一种的丰度大于或小于该水源中的该氧同位素或氢同位素中的至少一种的丰度。

在该组合物的一种实施方式中，水源是植物的组织或乳制品材料，或取自天然水体。在该组合物的一种实施方式中，植物组织是生殖组织或营养组织。在该组合物的一种实施方式中，植物组织是水果、蔬菜、种子、叶、茎或根。水源也可以是植物的树液或树水。

在一种实施方式中，该组合物包括皮肤病学上可接受的添加剂。在该组合物的一种实施方式中，添加剂是低过敏性的。

在该组合物的一种实施方式中，添加剂是着色剂、香精、盐、缓冲液、防腐剂、乳化剂、油、维生素、洗涤剂、皮肤病学活性剂或药剂。

在另一方面，本发明提供了包括如本文所述的组合物的化妆品级容器。在一种实施方式中，该容器包括与该容器形成气密性密封的化妆品级盖子。

在又一方面，本发明提供了用于生产饮料或外用皮肤科组合物的方法，该方法包括以下步骤：提供水源，水分子具有氧原子或氢原子的不同同位素，(i)分馏该水源以产生富集了氧同位素或氢同位素中的至少一种的丰度大于或小于该水源中存在的丰度的水分子的馏分，或(ii)当水源已经富集了重水时，全部或部分地维持富集的水平。

在该方法的一种实施方式中，分馏步骤包括蒸发水源的步骤。

在该方法的一种实施方式中，分馏步骤包括浓缩或分子筛分离水源的步骤。

在该方法的一种实施方式中，水源是植物的组织或乳制品材料，或取自天然水体。在该方法的一种实施方式中，植物组织是生殖组织或营养组织。在该方法的一种实施方式中，植物组织是水果、蔬菜、种子、叶、茎或根。水源也可以是植物的树液或树水。

在该方法的一种实施方式中，处理植物组织以形成植物组织提取物，以该植物组织提取物作为分馏步骤的对象。在该方法的一种实施方式中，植物组织提取物基本上是液体。在该方法的一种实施方式中，液体是果汁。在该方法的一种实施方式中，使用食品浓缩器/蒸发器进行分馏步骤。

在该方法的一种实施方式中，分馏步骤包括蒸发步骤和冷凝步骤。在该方法的一种实施方式中，进行蒸发步骤直至水源中至少约90、91、92、93、94、95、96、97、98或99％的水被蒸发。在该方法的一种实施方式中，差别地收集冷凝物。

在该方法的一种实施方式中，使用多效蒸发器进行蒸发步骤和冷凝步骤。例如，可以使用具有一系列效的蒸发器将果汁蒸发至所需浓度水平。每个效都会从果汁中移除水，而每个后续效都会从已改变氧同位素或氢同位素组成的果汁中蒸发水。有效地，由各个效移除的冷凝物的氧同位素或氢同位素组成将有所不同。已经表明，来自第一效的水具有比来自朝向多效蒸发器端部的效的水更高的H₂O¹⁶/H₂O¹⁸比率。

在该方法的一种实施方式中，分馏步骤包括冻结步骤。

在该方法的一种实施方式中，进行分馏步骤直至水源中至少约90、91、92、93、94、95、96、97、98或99％的水被冻结。

在一个实施方式中，该方法包括以下步骤：使水源或源自水源的材料与分子筛接触。

在一个实施方式中，分子筛被配置为辨别具有不同同位素组成的水分子。

在一个实施方式中，分子筛被配置为基本上移除盐。

在一个实施方式中，该方法包括具有汲取溶液的正渗透步骤，并且该方法包括使汲取溶液与分子筛接触以再生该汲取溶液的步骤。

在一个实施方式中，该方法包括选自反渗透、正渗透、活性炭处理、超滤、纳滤和制备色谱的纯化步骤。

在该方法的一种实施方式中，差别地收集未冻结的水。

在该方法的一种实施方式中，分馏步骤被配置为提供第一馏分和第二馏分，在第一馏分中氧同位素或氢同位素中的至少一种的丰度大于水源中存在的丰度，并且在第二馏分中氧同位素或氢同位素中的至少一种的丰度小于水源中存在的丰度。

在该方法的一种实施方式中，该方法用于生产饮料，该方法包括向第一或第二馏分中加入食品级添加剂的步骤。

在该方法的一种实施方式中，添加剂是着色剂、风味剂、电解质、甜味剂、防腐剂、溶解或不溶解气体、营养物、维生素、药剂、益生菌或益生元。

在一种实施方式中，该方法包括将第一或第二馏分转移到食品级容器中的步骤。

在一种实施方式中，该方法包括气密性密封容器的步骤。

在该方法的一种实施方式中，当该方法是用于生产外用皮肤科组合物时，该方法包括向第一或第二馏分中加入皮肤病学上可接受的添加剂的步骤。

在用于生产外用皮肤科组合物的方法的一种实施方式中，添加剂是着色剂、香精、盐、缓冲液、防腐剂、乳化剂、油、维生素、洗涤剂、皮肤病学活性剂或药剂。

在用于生产外用皮肤科组合物的方法的一种实施方式中，该方法包括将第一或第二馏分转移到化妆品级容器中的步骤。

在用于生产外用皮肤科组合物的方法的一种实施方式中，该方法包括气密性密封容器的步骤。

在一个实施方式中，其中该方法用于生产工业过程用水，该方法包括将如此生产的工业过程用水输送到储存容器的步骤。

在一个实施方式中，其中该方法用于生产工业过程溶剂，该方法包括将工业过程溶剂添加到溶质或溶液中的步骤。

在一些实施方式中，通过选自由纳滤、反渗透、正渗透、膜蒸馏或操作原理与任意上述方法相同或相似的方法学组成的组的方法对水源或水源的前体或中间产物进行浓缩或分馏。

本发明的另一方面提供了治疗或预防受试者中脱水或体温升高的方法，该方法包括向有需要的受试者施用有效量的如本文所述的饮料的步骤。

在治疗方法的一种实施方式中，体温升高是由体育活动或发烧导致的。

本发明的又一方面提供了治疗或预防受试者皮肤的脱水或美观障碍的方法，该方法包括向有需要的受试者的皮肤直接施用有效量的如本文所述的外用皮肤科组合物的步骤。

在皮肤治疗方法的一种实施方式中，皮肤的美观障碍是皮肤松弛、皱纹、皮肤剥落、皮肤暗沉或容貌衰老。

附图说明

图1示出了用于实验室规模制备同位素富集的冷凝物的设备。

图2是物理限制的氧化石墨烯膜的高度图解表示，显示了NaCl沿石墨烯平面的渗透方向。将注意到，Na和Cl离子保留在膜的进料/渗余物侧。

图3A是石墨烯/Nafion复合膜的制造中涉及到的步骤的高度图解表示。

图3B是用于通过电化学泵送进行同位素分离的图3A的复合膜的高度图解表示。

具体实施方式

在考虑本说明书后，对于本领域技术人员而言，如何在各种可替代的实施方式和可替代的应用中实施本发明将会变得显而易见。然而，尽管本文描述了本发明的各种实施方式，但应理解这些实施方式仅以例举的方式给出，而并非限制。因此，不应当将各种可替代的实施方式的描述理解为限制本发明的范围或广度。此外，优势或其它方面的陈述适用于具体的示例性实施方式，而不一定适用于由权利要求所覆盖的所有实施方式。

在整个说明书的描述和权利要求中，词语“包括”和该词的变形诸如“包括”和“包括”并不旨在排除其它添加剂、组分、整数或步骤。

在整个说明书中引用的“一种实施方式”或“实施方式”或“一些实施方式”意为结合实施方式描述的具体特征、结构或特点包括在本发明的至少一种实施方式中。因此，在整个说明书的各个段落中出现的短语“在一种实施方式中”或“在实施方式中”或“在一些实施方式中”的表述并非必然指代同一实施方式，但可以指代同一实施方式。

本说明书公开了关于本发明的各种实施方式的变化优点。并未暗示或代表任何特定实施方式具有本文公开的所有优点。一些实施方式可能仅具有单个优点。其它实施方式可能没有任何优势，而是代表了现有技术的有用替代方案。

本发明至少部分是基于申请人的发现——优先富集“重”水分子(即水分子具有有17、18个或更多中子的氧原子的同位素)或“轻”水分子(即水分子具有有16个或更少中子的氧原子的同位素)的水可通过口服/肠胃外以及外用用于哺乳动物的水合——而建立的。因此，在第一方面，本发明提供了饮料、或工业过程用水或包含水分子的工业溶剂，该水分子具有氧原子或氢原子的不同同位素，该饮料富集了氧同位素或氢同位素中的至少一种，该富集是参照(i)在用于生产该饮料的水或该工业过程用水或该工业溶剂中该氧同位素或氢同位素的量，或(ii)在地下水中该氧同位素或氢同位素的量，或(iii)维也纳标准平均海水。

如本文所用，术语“饮料”旨在包括适合于动物饮用的任何饮品，包括基本上纯净的水产品。

如本文所用，术语“工业过程用水”旨在包括以工业规模使用的任何水或主要包含水的组合物。

如本文所用，术语“工业溶剂”旨在包括任何水或主要包含水的组合物，其以工业规模用于溶解溶质，或保持溶液中的溶质，或稀释溶液中的溶剂。

如本文所用，术语“工业”旨在排除实验室规模或小规模的应用。工业过程是用于以商业数量生产商品并供应至少约1,000或10,000或100,000或1,000,000或10,000,000或50,000,000或至少100,000,000个人的那些过程。可替代地，工业过程可以被认为是能够在为期一天或一周或一个月或一年的时间内生产10或100或1,000或10,000或100,000kg产品的过程。

在第二方面，本发明提供了包含水分子的外用皮肤科组合物，该水分子具有氧原子或氢原子的不同同位素，该饮料富集了该氧同位素或氢同位素中的至少一种，该富集是参照(i)在用于生产该饮料的水中该氧同位素或氢同位素的量或(ii)在地下水中该氧同位素或氢同位素的量，或(iii)维也纳标准平均海水。如本文所用，术语“外用皮肤科组合物”旨在包括适合于施用至动物皮肤的任何组合物，包括基本上纯的水产品。

任何给定的氧同位素或氢同位素在饮料的水中的富集水平都可以参照对照水来确定。对照水可以是用于生产饮料的水，其可以是城市供水，或者自然供水，诸如河水或泉水或雨水。

可替代地，对照水是同位素中性水，诸如地下水，或者同位素标准水，诸如维也纳标准平均海水(VSMOW)。

富集可以根据饮料中某一同位素的氧原子或氢原子总数相对于对照水中的氧原子或氢原子总数进行计算。作为基本实例来说明原则：当对照水具有99个同位素16O原子和1个同位素18O原子(总共100个原子)，且饮料水具有98个16O原子和2个18O原子(总共100个原子)时，则18O的富集可以表示为每100总分子1分子。

富集的水平可以为至少约每1000000总分子1分子、每100000总分子1分子、每10000总分子1分子、每1000总分子1分子、每900总分子1分子、每800总分子1分子、每700总分子1分子、每600总分子1分子、每500总分子1分子、每400总分子1分子、每300总分子1分子、每200总分子1分子、每100总分子1分子、每90总分子1分子、每80总分子1分子、每70总分子1分子、每60总分子1分子、每50总分子1分子、每40总分子1分子、每30总分子1分子、每20总分子1分子或每10总分子1分子。

重水分子或轻水分子的富集可以以预定的水平、或朝向预定的水平、或根据期望的结果来设置。例如，当饮料是用于在体力活动期间促进出汗以降低体温时，饮料水可以富集轻水分子。申请人提出汗液中分泌的轻水分子更容易从皮肤表面蒸发，因此与重水分子相比具有更高的从皮肤上移除汽化的潜热的能力。移除汽化的潜热的作用是冷却皮肤，并帮助保持或降低体温。相反，当需要避免水分从皮肤表面流失时，可以使用富集重水分子的饮料，例如，出于功能或美容的原因改善皮肤的补水，或者出于其它目的避免水分从身体流失。

在外用皮肤科组合物的情况下，水分子可以富集重水，以避免水分从皮肤蒸发。因此，组合物沉积在皮肤表面(通过喷雾或通过手动涂抹)，从而在皮肤上形成水分子膜。膜富集重水分子，因此具有较低的蒸发倾向。因此，与不富集重水分子的组合物相比，皮肤在更大程度上和/或更长时间内保持水合。

在一些情况下，可能需要富集轻水分子的皮肤科组合物。例如，该组合物可能是旨在在炎热天气中帮助身体降温的喷雾。在这种情况下，轻水分子比重水分子更容易蒸发，因此更能够从皮肤上移除汽化的潜热。

产生饮料或皮肤科组合物的水源可自然地富集重水或轻水。例如，地下水、地表水、海水、湖泊、河流、降水、雪、降水形成的冰以及冰川冰存在的水分子都具有不同重水分子与轻水分子的比例。该比例也根据水源的位置，且特别是该位置的大气温度而变化。在本发明的上下文中，用于生产皮肤科组合物或饮料的水分子可以从已经富集重水分子或轻水分子的天然来源中获得。在其它实施方式中，用于生产皮肤科组合物或饮料的水通过由技术人员认为可用的任何方式修改以得到至少一种氧同位素或氢同位素的富集。

重水分子与轻水分子的富集水平可以参照气象学、地球化学、古气候学和古海洋学领域中已知的方法，参照δ-18-O值来表示。该值是对稳定同位素18O∶16O的比例的测量，且通常用作对降水温度的测量，作为地下水/矿物相互作用的测量，以及作为显示同位素分馏过程(诸如甲烷生成)的指示。在古科学中，来自珊瑚、有孔虫类和冰芯的18O∶16O数据被用作温度的代表。定义为“千分比”(‰，千分之几)，且计算如下：

其中标准具有已知的同位素组成，诸如维也纳标准平均海水(VSMOW)。考虑迄今为止δ-18-O在医学、化妆品或饮料生产领域是未知的，但申请人提出该值在描述本饮料、组合物和方法中是有用的。

测定δ-18-O的方法是气象学、地球化学、古气候学和古海洋学领域的技术人员熟知的，并且申请人已发现此类方法也可用于皮肤病学、化妆品、饮料生产或工业过程领域。可商购的分析装置(诸如L2140-I型(Picarro Inc，CA))为诸如古气候学和海洋学的应用提供了水中δ-18-O的高精度测量。申请人提出这样的仪器也可用于饮料、医疗和化妆品领域。

考虑到本说明书的优点，技术人员能够为具体应用选择重或轻水分子富集的最小水平。对于一些应用，富集水平可以在自然存在的水的范围内，而对于其它应用，可能有必要故意富集到比自然存在的水平更高的水平。

在一些实施方式中，考虑到作为饮料或皮肤科组合物的预期用途，水源可以是基本上未富集重或轻水分子，或者未充分富集重或轻水分子。在这样的情况下，可以通过人为干预对水源进行分馏，从而提供富集(或更好地富集)重或轻水分子的水。的确，出于方便或经济或再生性的原因，本组合物和饮料优选地包含已人工富集重或轻水分子的水。

在本发明的一些实施方式中，通过蒸发法处理水源。在这样的方法中，通常将水加热(任选地在真空下)以使水分子从表面蒸发，并然后将蒸发的水冷凝回液态水，然后收集液态水用于饮料或皮肤科组合物中的用途。轻水分子优先蒸发，因此冷凝物将富集轻水分子。由于轻水分子的离开，剩余的未蒸发水将富集重水。

在一些实施方式中，水源是植物组织。申请人提出通过使用植物组织可提供显著的优势。一个优势是所收集的重或轻水包括植物源离子和化合物。水果、蔬菜和其它植物材料包含植物营养素、抗氧化剂、营养物质、矿物质和维生素等。许多研究已经证明了对慢性疾病诸如心脏病、中风、癌症和高血压的防护。

植物材料中存在许多类型的植物营养素种类，包括生物碱、甜菜碱、类胡萝卜素、叶绿素和叶绿酸、黄酮类、黄酮寡聚物、异硫氰酸酯、单萜、有机硫化物、酚类化合物、皂苷和甾醇。

植物材料还包含水溶性维生素，诸如维生素C、B1、B2、烟酸、B6、叶酸、B12、生物素和泛酸。水溶性维生素不会被存储且很容易在尿液中被排除。因此，人类需要在饮食中持续供应。水溶性维生素存在于许多植物材料中，但很容易由于加热、暴露于空气、碱性或酸性条件以及光照而被破坏。

八种水溶性维生素被称为复合B族：硫胺素(维生素B1)、核黄素(维生素B2)、烟酸、维生素B6、叶酸、维生素Bi2、生物素和泛酸。这些维生素广泛分布在植物材料中。它们在身体的许多部位发挥作用，起到涉及从食物中提取能量的辅酶的作用。它们对食欲、视力、皮肤、神经系统和红血细胞形成也很重要。

维生素C有助于维持细胞完整性，帮助伤口愈合，骨骼和牙齿形成，强化血管壁，对免疫系统的功能至关重要，并改善铁的吸收和利用。该维生素还有助于预防营养疾病，诸如坏血病。维生素C也起到抗氧化剂的作用，与维生素E一起作为自由基清除剂。研究表明，维生素C可以降低某些癌症、心脏病和白内障的风险。维生素C并非由身体产生，而是必须不断地食用。虽然身体对维生素C有持续的需求，但它具有有限的储存能力。因此，由富集重或轻水分子的水生产的饮料即使只有痕量的与富集重或轻水的馏分共分馏的任意上述化合物，也可以为消费者提供进一步的优势。

在外用皮肤科组合物的背景下，植物源离子和化合物可以向皮肤提供功能或美学优势。已知诸如维生素的化合物可用于改善皮肤的外观功能。例如，维生素C(来自柑橘类水果)和维生素A(来自胡萝卜)已经在积极改变皮肤以减少皱纹、不规则色素沉着等方面发挥了作用。维生素E(来自西兰花、菠菜、木瓜或鳄梨)是潜在的自由基清除剂，可以保护皮肤免受氧化损伤。维生素K(来自羽衣甘蓝、洋葱或芦笋)对蜘蛛状血管病、疤痕和黑眼圈有效。已知芦荟(Aloe)植物中的生物活性分子对银屑病是有益的。

使用植物材料作为水源的另一优点是，与植物生长时所用的水相比，植物源水已经富含重水分子。在蒸腾过程中，水从植物根部移动并通过叶片上的气孔和其它结构排出。在蒸腾期间(通过气孔)轻水分子更容易流失到环境中，因此植物中剩余的水会富集重水分子。因此，植物源的水(已经富集重水)可用作饮料基质，且也可用作皮肤科组合物基质。作为饮料基质，植物源的水可用于为希望减少出汗和保留更多水分在体内的人提供水。作为皮肤科组合物基质，重水可用于在皮肤上提供较不容易蒸发的膜。

申请人已发现在从植物材料中提取水分时，一些或全部有益的重水馏分在提取过程中流失。因此，所提取的水在生产饮料或外用皮肤科组合物中是没有用的或用处不大。因此，例如当使用蒸发法从果汁中提取植物源水时，所提取的水不包括考虑到果汁中重水分子的数量所预期的重水分子的数量。相反，大部分的重水分子似乎都流失了。

植物源水通常作为现有技术果汁浓缩方法中的副产物来获得。然而，发现副产物水中的重水分子低于预期。

已经发现为了增加重水分子的产量，蒸发过程必须继续至比其它情况下所进行的更大的程度。在现有技术果汁浓缩方法中，果汁仅部分被浓缩，浓缩物中还留有大量的水。例如，在商业橙汁浓缩操作中，果汁起始原料的含水量为约90％，其通过蒸发降低至约30％。因此，在蒸发过程之后，浓缩物中仍有大量的水。即使是当甘蔗汁高度浓缩成糖蜜时，产物的含水量可低至15％。然而，申请人提出蒸发过程后浓缩物中剩余的水是可用于生产饮料和皮肤科组合物的重水分子的来源。

因此，提出浓缩应进行至比果汁浓缩物的制备中通常进行的程度更大的程度，使得浓缩物的含水量少于约30、25、20、15、10、9、8、7、6、5、4、3、2或1％。以这种方式，所有我们的基本上所有的重水分子都被蒸发了，并然后以冷凝物的方式被收集。因此，很少或没有重水分子流失。需要我们蒸发至留下基本上固体材料的程度，可以使用专门的设备来提取最后剩余的水，其将特别富含重水分子。

当需要蒸发至固体时，只要任何移除的水能被回收，则可以通过技术人员认为合适的任何方法来实现。例如，可以在容器中进行进一步加热以排出任何剩余的水，最后的水量通过冷却的冷凝器设备收集。

可替代地，可以使用商用喷雾干燥工艺，任选地为食品加工或制药领域内技术人员所熟知的类型。在这样的实施方式中，可将喷雾干燥工艺期间移除的水冷凝，以便提供富集水的重同位素形式的水。

当需要高度富集重水分子的水时，可将冷凝物分为多个冷凝馏分，在蒸发过程的后续阶段采集每个馏分。因此，第一馏分将包括较低水平的重水分子，且后面的馏分将包括较高水平的重水分子。例如，在蒸发过程中果汁可被浓缩至20％的含水量，将冷凝物丢弃或用于其它目的。通过进一步从20％浓缩至5％的方式得到的冷凝物由于特别高的重水分子水平而被保留并用于饮料或皮肤科组合物。

蒸发浓缩器是饮料浓缩器领域内的技术人员熟知的，包括多效蒸发器和浓缩器。这样的设备的供应商包括Alfa Laval AB(瑞典)和Andritz AG(奥地利)。

作为可替代的，或除蒸发方法之外，可分馏来源水的是冻结法。不期望以任何方式受理论的限制，提出轻水的较低活化能和分子量允许轻水更容易形成冰。因此，如果来源水没有完全冻结，则未冻结的馏分将富集重水，且冻结的馏分富集轻水。可根据需要从混合物中移除冻结或未冻结的馏分。

在一些实施方式中，通过选自过滤、纳滤、反渗透、正渗透、膜蒸馏或操作原理与任意上述方法相同或相似的方法学的方法对水源或水源的前体或中间产物进行浓缩或分馏。

将富集的水配制成饮料

虽然富集重或轻水分子的水可以不经进一步修改而使用，但在一些实施方式中可以加入添加剂。例如，当饮料是运动饮料时，可以向富集的水中加入电解质、缓冲液、食品酸、食品碱、色素、调味剂和甜味剂。

当饮料是能量饮料时，可以加入诸如咖啡因或瓜拉那提取物的化合物。

当饮料是软饮料时，可以加入糖、色素和调味剂，并然后将混合物碳酸化。

当饮料是用于营养、功能、治疗、保健、辅助医疗、准医疗或医学指征时，饮料可包括添加剂，诸如碳水化合物、氨基酸、肽、蛋白质、蛋白水解物、维生素、矿物质、脂肪、油、植物提取物、益生菌、益生元或动物提取物。

在一些实施方式中，饮料可用于药物物质的给药，使药物物质溶解或悬浮于饮料中。提出一些药物活性物质的给药受益于富集重水分子的饮料的增溶作用或悬浮作用，这是由于这样的分子不容易通过出汗或通过从肺或嘴的表面蒸发而流失。重水分子可以在活性化合物周围形成水合外壳，从而防止该化合物的流失。

当饮料是混合饮料时，饮料可以仅是碳酸化的。

饮料的包装

饮料可以以饮料容器的形式呈现，饮料容器可具有能够密封该容器的封口(诸如盖子)。容器可具有的体积为小于约1000ml、900ml、800ml、700ml、700ml、600ml、500ml、400ml或300ml。容器可以贴有图形、商标、文字(包括组成分析和使用说明)。

将富集的水配制成外用皮肤科组合物

富集的水可以无添加剂(例如，作为简单的喷雾为皮肤水合(补水))使用，可以配制成具有添加剂(诸如皮肤病学上可接受的赋形剂)的组合物使用。

如本文所用，术语“皮肤病学上可接受的赋形剂”包括但不限于任何佐剂、载体、助流剂、稀释剂、防腐剂、染料/着色剂、表面活性剂、润湿剂、分散剂、悬浮剂、稳定剂、等渗剂、溶剂或乳化剂，包括由美国食品和药物管理局批准的对于人类皮肤病学或治疗用途可接受的，或已知的，或适合用于皮肤科组合物的那些。

优选地配制组合物以便将对皮肤的刺激最小化，仍将确保对皮肤的适当水合和/或将活性化合物运输到皮肤中。

根据需要并在本说明书的帮助下，技术人员能够决定是否需要任何缓冲液或盐来为组合物提供所需的pH或离子强度。可接受的盐包括那些保留了游离酸的生物有效性和特性的盐，它们并非生物学上或其它方面不期望的。这些盐是通过向游离酸中添加无机碱或有机碱来制备的。源自无机碱的盐包括但不限于钠、钾、锂、铵、钙、镁、铁、锌、铜、锰、铝盐等。优选的无机盐是铵、钠、钾、钙和镁盐。源自有机碱的盐包括但不限于伯、仲和叔胺、取代胺包括天然存在的取代胺、环胺和碱离子交换树脂，诸如氨、异丙胺、三甲胺、二乙胺、三乙胺、三丙胺、二乙醇胺、乙醇胺、2-二甲氨基乙醇、2-二乙氨基乙醇、二环己基胺、赖氨酸、精氨酸、组氨酸、咖啡因、普鲁卡因、哈胺(hydrabamine)、胆碱、甜菜碱、苯乙苄胺(benethamine)、苄星青霉素(benzathine)、乙二胺、葡萄糖胺、甲基葡萄糖胺、可可碱、三乙醇胺、氨丁三醇、嘌呤、哌嗪、哌啶、N-乙基哌啶、多胺树脂等的盐。

皮肤科组合物的pH可以使用酸(诸如食物酸)调节任选地至约6.0和8.0之间。用于调节pH值的酸可以是任何常规使用的有机或无机酸或其混合物，且优选柠檬酸。

此外，还可以包括缓冲剂以便将pH保持在预定的水平。可用于调节pH、缓冲或以其它方式改变组合物的离子状态的试剂包括(名称、CAS No.、ELINCS No)：1，6-己二胺124-09-4、204-679-6；2-氨基丁醇、96-20-8、202-488-2；乙酸、64-19-7、200-580-7；乙酰基扁桃酸、51019-43-3/7322-88-5；己二酸、124-04-9、204-673-3；糖胶树(alstonia scholaris)树皮提取物、91745-20-9、294-689-7；甘氨酸铝、13682-92-3/41354-48-7；乳酸铝、18917-91-4、242-670-9；三甲酸铝、7360-53-4、230-898-1；氨乙基丙二醇、115-70-8、204-101-2；氨甲基丙二醇、115-69-5、204-100-7；氨甲基丙醇、124-68-5、204-709-8；氨基丙二醇、616-30-8、210-475-8；氨、7664-41-7、231-635-3；乙酸铵、631-61-8、211-162-9；碳酸氢铵、1066-33-7、213-911-5；氨基甲酸铵、1111-78-0、214-185-2；碳酸铵、10361-29-2、233-786-0；氯化铵、12125-02-9、235-186-4；乙醇酸铵、35249-89-9；氢氧化铵、1336-21-6、215-647-6；乳酸铵、515-98-0、208-214-8；钼酸铵12054-85-2；硝酸铵6484-52-2、229-347-8；磷酸铵、7722-76-1、231-764-5；硫氰酸铵、1762-95-4、217-175-6；钒酸铵、7803-55-6、232-261-3；抗坏血酸、50-81-7/62624-30-0、200-066-2/263-644-3；壬二酸、123-99-9；204-669；巴巴苏酸；麦饭石(bakuhan)；二苯乙醇酸、76-93-7、200-993-2；双羟乙基氨丁三醇、6976-37-0、230-237-7；柠檬酸铋、813-93-4、212-390-1；硼酸、10043-35-3/11113-50-1、233-139-2/234-343-4；丁基二乙醇胺、102-79-4、203-055-0；碳酸钙、471-34-1、207-439-9；柠檬酸钙813-94-5、212-391-7；磷酸二氢钙、7758-23-8、231-837-1；甘氨酸钙、35947-07-0、252-809-5；氢氧化钙、1305-62-0；215-137-3；乳酸钙、814-80-2、212-406-7；氧化钙、1305-78-8、215-138-9；磷酸钙、7758-23-8/10103-46-5、231-837-1/233-283-6；柠檬酸77-92-9/5949-29-1、201-069-1；黏土矿物；甘氨酸铜、32817-15-5、251-238-9；柠檬酸二铵、3012-65-5、221-146-3；磷酸二铵、7783-28-0、231-987-8；二丁基乙醇胺、102-81-8、203-057-1；二乙基乙醇胺、100-37-8、202-845-2；二甲基异丙醇胺、108-16-7、203-556-4；二甲基MEA、108-01-0、203-542-8；二油酰乙二胺四丙醇甲基铵甲基硫酸盐(dioleoyl edetolmoniummethosulfate)、111030-96-7；二油酰磷酸酯、14450-07-8、238-431-3；磷酸氢二钾、7758-11-4、231-834-5；延胡索酸二钠、17013-01-3、241-087-7；磷酸二钠、7558-79-4/7782-85-6、231-448-7；焦磷酸二钠、7758-16-9、231-835-0；酒石酸二钠、868-18-8、212-773-3；乙醇胺、141-43-5、205-483-3；乙醇胺HCL、2002-24-6、217-900-6；乙基乙醇胺、110-73-6、203-797-5；富马酸、110-17-8、203-743-0；半乳糖醛酸、685-73-4、211-682-6；葡庚糖酸、23351-51-1、245-601-0；葡糖酸、526-95-4、208-401-4；葡萄糖醛酸、576-37-4；209-401-7；戊二酸、110-94-1、203-817-2；甘氨酸、56-40-6、200-272-2；羟基乙酸、79-14-1、201-180-5；乙醛酸、298-12-4、206-058-5；碳酸胍、593-85-1、209-813-7；胍HCl、50-01-1、200-002-3；氢溴酸、10035-10-6、233-113-0；盐酸、7647-01-0、231-595-7；1，4，5，6-四氢-2-甲基-5-羟基-4-嘧啶羧酸(hydroxyectoin)、165542-15-4、442-870-8；羟乙基哌嗪乙烷磺酸、7365-45-9、230-907-9；咪唑、288-32-4、206-019-2；异丁酸、79-31-2、201-195-7；异丙醇胺、78-96-6、201-162-7；异丙胺、75-31-0 200-860-9；乳酸、50-21-5、200-018-0；乳糖酸、96-82-2、202-538-3；十二烷基对甲酚酮肟、50652-76-1；碳酸锂、554-13-2、209-062-5；氢氧化锂、1310-65-2、215-183-4；乙酸镁、142-72-3、205-554-9；氢氧化碳酸镁、12125-28-9、235-192-7；甘氨酸镁、14783-68-7、238-852-2；氢氧化镁、1309-42-8、215-170-3；乳酸镁、18917-93-6、242-671-4；氧化镁、1309-48-4、215-171-9；马来酸、110-16-7、203-742-5；苹果酸、97-67-6、202-601-5；丙二酸、141-82-2、205-503-0；麦芽糖酸534-42-9；硼酸mea酯、10377-81-8、233-829-3；偏磷酸、37267-86-0、253-433-4；甲氧基peg-100/聚ε己内酯乙基己酸酯；甲氧基peg-100/聚ε己内酯棕榈酸酯；甲氧基peg-114/聚ε己内酯；甲基乙醇胺、109-83-1、203-710-0；柠檬酸单钠、18996-35-5、242-734-6；泥岩粉；拟青霉粳稻(paecilomyces japonica)/葡萄/黄瓜汁提取物发酵滤液；三磷酸五钾、13845-36-8、237-574-9；三磷酸五钠、7758-29-4、231-838-7；酚红、143-74-8、205-609-7；苯基硼酸汞、102-98-7、203-068-1；膦酰基丁烷三羧酸、37971-36-1、253-733-5；磷酸、7664-38-2、231-633-2；五氧化磷、1314-56-3、215-236-1；碳酸氢钾、298-14-6、206-059-0；酞酸氢钾、877-24-7、212-889-4；酒石酸氢钾、868-14-4、212-769-1；硼酸钾、1332-77-0、215-575-5；碳酸钾、584-08-7、209-529-3；柠檬酸钾、866-84-2、212-755-5；氢氧化钾、1310-58-3、215-181-3；乳酸钾、996-31-6/85895-78-9、213-631-3/288-752-8；天冬氨酸钾镁、67528-13-6；氧化钾、12136-45-7、235-227-6；磷酸钾、7778-77-0/16068-46-5、231-913-4/240-213-8；酒石酸钠钾、304-59-6、206-156-8；酒石酸钾、921-53-9、213-067-8；丙烷三羧酸、99-14-9/51750-56-2、202-733-3；奎尼酸、77-95-2/562-73-2/36413-60-2、201-072-8/209-233-4；核糖酸、17812-24-7；癸二酸、111-20-6、203-845-5；倍半乙氧基三乙醇胺；sh-十肽-7；乙酸钠、127-09-3、204-823-8；铝酸钠、1302-42-7、215-100-1；乳酸钠铝、68953-69-5、273-223-6；花生酸钠；天冬氨酸钠、17090-93-6/3792-50-5、241-155-6/223-264-0；碳酸氢钠、144-55-8、205-633-8；硫酸氢钠、7681-38-1、231-665-7；硼酸钠、1330-43-4/1303-96-4215-540-4；乙酸丁氧基乙氧基钠、67990-17-4、268-040-3；磷酸硼钙钠；磷酸铜钙钠；磷酸锌钙钠；碳酸钠、497-19-8、207-838-8；柠檬酸钠、68-04-2/6132-04-3、200-675-3；乙烷磺酸钠、5324-47-0、226-194-9；甲酸钠、141-53-7、205-488-0；富马酸钠5873-57-4/7704-73-6、227-535-4/231-725-2；羧基乙酸钠、2836-32-0、220-624-9；腐植酸钠、68131-04-4；氢氧化钠、1310-73-2、215-185-5；乳酸钠、72-17-3/867-56-1、200-772-0/212-762-3；偏磷酸钠、10361-03-2/50813-16-6、233-782-9/256-779-4；偏硅酸钠、6834-92-0、229-912-9；氧化钠、1313-59-3、215-208-9；磷酸钠、7558-80-7/7632-05-5、231-449-2/231-558-5；倍半碳酸钠、533-96-0、208-580-9；硅酸钠、1344-09-8、215-687-4；琥珀酸钠、2922-54-5、220-871-2；三偏磷酸钠、7785-84-4、232-088-3；氢氧化锶18480-07-4/1311-10-0、242-367-1；琥珀酸、110-15-6、203-740-4；硫酸、7664-93-9、231-639-5；酒石酸、133-37-9/147-71-7/87-69-4、205-105-7/205-695-6/201-766-0；牛磺酸、107-35-7、203-483-8；二蓖麻醇酸tea盐/ipdi共聚物、351425-02-0；氢碘酸tea盐7601-53-8、231-508-2；硫酸tea盐、7376-31-0、230-934-6；四羟基乙基乙二胺、140-07-8、205-396-0；焦磷酸四钾、7320-34-5、230-785-7；焦磷酸四钠、7722-88-5、231-767-1；三乙醇胺、102-71-6、203-049-8；三异丙醇胺、122-20-3、204-528-4；磷酸三钠；7601-54-9、231-509-8；磺基琥珀酸三钠、13419-59-5、236-524-3；小麦(triticum vulgare)蛋白、100684-25-1、309-696-3；小麦籽提取物、84012-44-2、281-689-7；氨丁三醇、77-86-1、201-064-4；尿素、57-13-6、200-315-5；尿酸、69-93-2、200-720-7；碳酸锌氢氧化物、150607-22-0；甘氨酸锌、14281-83-5、238-173-1；六偏磷酸锌、13566-15-9、236-967-2；和天冬氨酸镁锌。

当包括表面活性剂时，表面活性剂可以是任何常规使用的阴离子、阳离子、非离子、两性离子或兼性表面活性剂或其混合物。

组合物可以配制为简单的水溶液/悬浮液，但也可以在增粘剂的帮助下配制为诸如口香糖、凝胶、琼脂或水凝胶。

本组合物可配制为乳霜(具有水或非水基，或混合基-水包油或油包水)、泡沫、发泡溶液、洗剂、香脂(膏)、肥皂、精华液或清洁剂。

在一些实施方式中，皮肤科组合物用于给药皮肤病学活性物质，诸如透皮药物物质。当组合物富集重水时，药物物质可在溶液中停留更长时间(鉴于从皮肤的蒸发速率较低)和/或与皮肤接触更长的时间。

在一些实施方式中，通过选自由纳滤、反渗透、正渗透、膜蒸馏或操作原理与任意上述方法相同或相似的方法学组成的组的方法对水源或水源的前体或中间产物进行浓缩或分馏。

外用皮肤科组合物的包装。

组合物可以以喷雾容器的形式呈现，该喷雾容器配置为在皮肤上散发细雾以提供组合物的薄膜。当组合物是粘性的(诸如以乳霜或洗剂的形式)时，则容器可以是管、瓶、袋或罐的形式，并具有能够密封该容器的封口。容器可以贴有图形、商标、文字(包括组成分析和使用说明)。

当组合物仅施用于面部时，则可使用体积相对较小的包装，诸如少于100ml、90ml、80ml、70ml、60ml、50ml、40ml、30ml、20ml和10ml。

皮肤科组合物可用于浸渍擦拭物，且擦拭物密封在小袋内。可替代地，多个擦拭物可以交错放置并包装在容器中，该容器能够在取出要使用的擦拭物后密封。这样的擦拭物可用于卸妆或作为婴儿湿巾；在这种情况下，用于浸渍擦拭物的组合物可包括洗涤剂、肥皂、清洁剂、温和的去角质剂、香料、抗菌剂、消炎剂、皮肤缓和剂等。

本组合物通常由使用者通过喷雾、涂抹、轻轻摩擦或按摩该组合物到动物的皮肤上来实施。在本发明的上下文中，术语“动物”旨在包括但不限于任何哺乳动物，诸如人类、灵长类动物、家畜、驮畜、动物园动物、具有农业或经济意义的动物。鉴于如本文公开的本组合物的美学和功能优势，将认识到主要目的是将组合物配制成可施用于人类，且特别是面部或上部躯体的皮肤。

组合物可以以皮肤病学有效量使用，其是指当经皮肤(即外用)给药至动物时足以达到所需效果的量，诸如水合的所需量或组合物所携带的活性物质的所需量。构成皮肤病学有效量的组合物的量可根据皮肤的状况和改善的需要以及待治疗动物的年龄而变化，但可以由本领域普通技术人员参考自身的知识和该公开内容常规地确定。

在另一方面，本发明提供了一种进行工业过程的方法，该方法包括使如本文所述的工业过程水与工业设备的物品接触的步骤。

在另一方面，本发明提供了一种以工业规模形成溶质或液体混合物的溶液的方法，该方法包括提供溶质或液体并将该溶质与如本文所述的工业溶剂接触的步骤。

本发明的又一方面提供了一种以工业规模稀释溶液的方法，该方法包括提供溶液并将该溶液与如本文所述的工业溶剂接触的步骤。

乳制品材料作为同位素富集水的来源。

作为本文其它地方所述的植物来源的补充或替代方案，可以想到，动物来源的材料将可用作饮料或皮肤科组合物或甚至过程用水的水源。示例性的材料是如通过对动物(诸如有蹄类动物，特别是牛属(Bos)有蹄类动物)挤奶提供的乳制品材料。

虽然可以将奶直接用作水源，但是优选使用奶衍生物。优选地，奶衍生物是副产物或低价值产物，诸如乳清或过滤渗透液。可以在工业规模方法中以相当大的体积形成此类衍生物，以用于制造例如奶酪、酸奶、蛋白质浓缩物和蛋白质粉末。

乳制品材料(包括其衍生物，诸如乳清)可能已经以某些形式富集了重水或轻水，因此不需要任何处理来改变同位素组成。当需要同位素富集时，可以采用本文其它地方公开的任何方法，或者可以采用实际上本领域技术人员认为合适的任何其它方法。

废醪作为同位素富集水的来源。

废醪是在酒精生产和蒸馏过程中产生的不需要的液体废弃物。该副产物大量形成，并且通常以一定的生产成本作为废弃物丢弃，因为排放前需要进行治理。废醪表示蒸馏工业中水的大量浪费，并且借助于本发明，可以对其进行回收和处理，以提供可在同一生产设施中的其它地方使用的过程用水的现成水源，如下文所讨论的。

废醪可能以某种形式固有地富集重水或轻水，因此不需要任何处理来改变同位素组成。当需要同位素富集时，可以采用本文其它地方公开的任何方法，或者可以采用实际上本领域技术人员认为合适的任何其它方法。

如本文其它地方所讨论的，可以通过分离方法(诸如通过分子筛)处理废醪。

取自天然水体的水作为同位素富集水的来源。

可以使用来自天然来源的水，这是因为其固有地富集重水或轻水分子，或者具有被处理以富集重水或轻水的潜力。例如，海洋是丰富的水源，并且可以作为本发明的任何方法或产品的原材料加以利用。

对于许多应用，高浓度的盐(诸如氯化钠)是禁用的。例如，当最终用途是用于冲洗工业设备的过程用水时，盐的存在可能会在干燥时留下残余物，这可能会污染正在加工的任何材料。高含量的盐可能使饮料变得不可口，或者使皮肤科组合物刺激皮肤。

可通过使用分子筛(如下文更充分描述的)直接移除盐和其它不希望的溶质，该分子筛被配置为其筛眼孔径小于水合钠离子和氯离子的直径。可以使用其它移除盐的方法，包括正渗透和反渗透。

当使用正渗透时，可以使用分子筛来再生汲取溶液。例如，可以选择汲取溶液中的溶质以使其基本上不能通过孔径允许水分子通过的筛。

本发明在生产工业过程用水中的应用

申请人提出，富集了轻水分子或重水分子的水可用作工业过程用水。在本发明的上下文中，过程用水可以由任何来源的材料生产，包括本文明确公开的那些。此外，根据本文所公开的任何方法，或实际上任何其它方法，过程用水可以富集重水或轻水分子。在一些实施方式中，过程用水不是通过任何专用方法生产的，而是可能由于自然过程而产生，或者在出于生产同位素富集水以外的目的而进行的工业过程中产生。

本发明的过程用水可例如用于空调系统的水冷却塔中。此类系统依靠水的蒸发，蒸发的热量是从循环通过冷却塔的空气中吸收的，从而冷却空气。具有较高比例的较轻水分子的水将更容易从液相转变为气相，因此将更容易从其空气中吸取汽化潜热。这可能导致更快或更有效或更完全的空气冷却。

在另一个示例中，富集了轻水分子的过程用水可以用于工业规模的锅炉中以产生水蒸气或蒸汽。同样，由于轻水分子更倾向于离开液相，因此更容易产生蒸气或蒸汽。与没有同位素富集的水相比，产生等量的水蒸气或蒸汽可能需要更少的输入能量(诸如电能)。

工业过程用水广泛用于设备的洗涤和冲洗，诸如储藏桶、发酵罐、搅拌器、导管等。通常，设备应在使用前干燥，干燥过程需要时间以及任选地能量(诸如鼓风机)。使用富集了轻水分子的过程用水鉴于此类水的蒸发倾向较大而将有助于干燥。

在一些工业过程中，可能优选的是，避免水的蒸发，在这种情况下，可以使用富集了重分子的过程用水。在一种这样的应用中，可以将水用于以清洁方案浸泡容器，并且使用不易蒸发的水将是有利的。

工业过程用水的来源可以是受益于本说明书的技术人员认为合适的任何来源。过程用水可以是本文其它地方明确描述的任何来源，尤其是水果、蔬菜、甘蔗、甜菜、树木或任何其它植物的汁液。优选地，过程用水来源于在果汁浓缩工艺之后剩余作为废弃物的低糖果汁。

在通过任何浓缩工艺从果汁中移除水期间，除非将所有水从固体中移除，否则重水优先保留在果汁浓缩物中。与分馏之前的原汁中存在的比率相比，从果汁中移除的水具有较高的轻水与重水比率，这使其成为用于锅炉和冷却塔的优选水。

在一些情况下，工业过程用水源自果汁浓缩工艺的工艺废弃物流，并且过程用水被送回原汁浓缩工艺或实际上其它任何工艺中使用。

本发明在生产用于引入工业过程的水中的应用。

与生成过程用水不同，可以进一步开发本发明以提供在工业过程中用作溶剂的水。水通常用于溶解溶质或用作已形成的溶液的稀释剂。无论如何，建议使用富集了重水或轻水的水是有利的。例如，各种溶质(诸如盐)的溶解热可以根据溶剂水中的重水和轻水比例而变化。还存在溶剂同位素效应，其改变水溶液中蛋白质的稳定性(特别是蛋白质折叠的稳定性)。此外，水同位素对冰晶的形成有强烈的影响。因此，在工业过程中，可以使用重水或轻水作为溶剂来利用许多溶剂同位素效应中的一种。

在一个优选的实施方式中，固有地富集重水或轻水或者将要富集重水或轻水，或者已经富集了重水或轻水的废醪可用作稀释剂，用以在发酵过程中将糖稀释到所需的浓度。因此，用于产生酒精的发酵过程可以产生废醪副产物，而废醪副产物返回到该过程中用作糖稀释剂。以这种方式，水被保留在系统内，并且减少了为排放而对废醪进行治理的需要。

当将水用作工业过程中的溶剂时，通常会以某种方式对其进行预处理。在废醪的示例中，可能需要对分离过程(诸如过滤过程)和/或至少部分地对吸附过程(诸如与粒状活性炭接触)进行大量处理，以将杂质去除至工艺可接受的浓度。在一些实施方式中，直接通过分子筛过滤废醪，以移除其中包含的多种杂质的绝大部分。可替代地，可以使用正渗透或反渗透方法，并且在前一种方法的情况下，可以使用分子筛来再生汲取溶液。

分子筛的使用

如本文其它地方所讨论的，提出了各种手段来使重水分子相对于轻水分子富集，反之亦然。可以通过使用石墨烯筛技术的过滤来提供替代的或另外的手段。

分子筛技术还可以用于预处理将要富集重水或轻水的溶液，还可以处理已经富集了重水或轻水的溶液或固有地富集重水或轻水的溶液，以便赋予预期用途的适用性。可以选择此类预处理和后处理以移除盐、有机分子、无机分子、气体、颗粒或微生物。

分子筛也可以在本发明的上下文中用作再生任何正渗透方法的汲取溶液的手段，该正渗透方法用于处理重质或轻质富集水，或者预处理将要富集重水或轻水或者固有地富集重水或轻水的溶液。

如技术人员熟知的，正渗透是基于膜的分离方法，该方法依赖于具有高渗透势的浓缩汲取溶液来从进料源中跨半透膜汲取水。正渗透的产物不是纯化水，而是稀释的汲取溶液，必须对其进行再生，以便跨膜汲取更多的水。在正渗透方案中，通常需要第二步纯化步骤以生产纯净水产品。有利地，正渗透涉及低流体动力压力，从而导致膜的结垢降低并且清洁后的通量恢复更大。正渗透可以被认为是一种低能量过程，它可以从本文所公开的任何水源中回收清洁水。

可以选择汲取溶液溶质以使其基本上不能通过分子筛。可替代地，分子筛可以被配置为在使水分子可渗透的同时基本上不能使所选择的汲取溶液溶质通过。可通过基于尺寸的分离过程再生的汲取溶液包括有机化合物，诸如葡萄糖、果糖、蔗糖、乙醇、甲酸钠、乙酸钠、丙酸钠、乙酸镁；无机盐，诸如氯化钠、溴化钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾、氯化镁、硫酸钠、硫酸钾和硫酸镁。

技术人员知道许多汲取溶质，因此能够调节分子筛，以便选择性地使水通过而保留溶质。

分子筛可以例如直接或间接用于处理水源。作为直接应用的示例，可以使用石墨烯筛来处理乳清，以移除乳清中包含(尽管含量较低)的各种离子、蛋白质(诸如酪蛋白)、肽、氨基酸和其它有机分子(诸如糖)。虽然这些筛非常有效，但痕量的溶质可能会进入渗透液，并且可以在作为纯化的渗透液或来源于纯化的渗透液的过程用水、饮料或皮肤科组合物中检测到。此类低含量通常不会对最终用途产生不利影响，并且在一些情况下将提供用于识别任何过程用水、饮料或皮肤科组合物的乳清来源的方法。

作为间接应用分子筛的示例，这样的分子筛可用于在溶液的正渗透纯化方法中再生汲取溶液，该溶液将要富集重水或轻水，或已经富集了重水或轻水，或固有地富集重水或轻水。如上所述，分子筛能够保留盐，因此将在汲取溶液的再生中具有效用。

可以将其它纯化方式应用于乳清或任何处理过的乳清，以赋予适用性。作为一个示例，可以实施活性炭步骤以移除诸如芳族化合物和其它挥发物的溶质。在这种情况下，也可以使用分离方法，诸如正渗透、反渗透、超滤、微滤、纳滤、制备色谱等。

出于生产饮料的目的，分子筛技术可以应用于源自植物材料的任何水源(诸如本文其它地方所公开的那些水源中的任一者)。在这种情况下，优选的是，水源已经富集了重水或轻水，或者将要富集重水或轻水，或者固有地富集重水或轻水。可以使用分子筛从植物水中得到基本上纯化的水，而由此得到的水可能被进一步处理(如果需要的话)为可饮用的。因此，可以使用灭菌技术(包括分离、化学和物理手段)，并且如果需要延长保质期，则可以任选地添加化学防腐剂。可能需要用活性炭处理以移除可能对饮料产品的味道和/或香气产生不利影响的分子。

分子筛技术可应用于废醪或处理过的(诸如治理过的)废醪，或已经富集了重水或轻水的废醪，或将要富集重水或轻水的废醪，或固有地富集重水或轻水的废醪。分子筛可用于从废醪中得到基本上纯化的水，而这种水可能用在生产其的酒精生产工艺或实际上任何其它工艺中的其它地方。所得的水可以替代地用于饮料或皮肤科组合物中，但是可能需要诸如用活性炭处理的辅助方法来移除可能不利地影响所得产品的味道和/或香气的分子。

如本文所用，术语“分子筛”旨在包括能够根据各种物质的大小差异从溶剂中区分溶质(特别是从水分子中区分离子溶质)，和/或从溶质中区分溶质和/或从溶剂中区分溶剂的任何材料。在一些形式中，分子筛也可以根据电荷或疏水性或某些吸附特性而至少在某种程度上分离。这些筛可以包括具有基本上均匀的尺寸的孔，或者具有在限定范围内的孔尺寸。孔径大小通常与较小的物质相似，因此较大的物质不能进入或吸附到材料上，而较小的物质则可以。当物质的混合物通过筛(或基质)迁移时，分子量或直径最高的物质(无法进入分子孔)首先离开床，随后是相继更小的物质。

分子筛的孔径通常以埃

或纳米(nm)进行测量。一些筛可被视为孔径小于

的微孔，或孔径大于

的大孔材料，或孔径在2nm和

之间的中孔。

分子筛可以是天然存在的(诸如矿物)或制造的(诸如石墨烯)。

在本发明的至少一些实施方式中可用的分子筛可以包括石墨烯(六方晶格)或氧化石墨烯或氮化硼。每者都可以以单层或多层的形式存在，并且包含不同尺寸的物理孔或通道，甚至可以具有电梯度以帮助势垒运动。

为了使这些筛可渗透并且可用于脱盐，需要膜中存在小而非常均匀的孔。如果孔尺寸大于约1纳米，则盐将渗透而不与水分子分离。尺寸排阻是从不同同位素种类的水中分离盐所需的设计的筛孔尺寸的目标。

氧化石墨烯可以是多层的，具有用于特定应用的适当的层间间距，例如小于约10埃。可以控制层间间距并产生比水分子包围的普通盐的总体尺寸小的孔或通道。盐类被水分子的外“壳”围绕，壳的尺寸决定盐类是否从分子筛中排除。

可以调整层间间距大小，以产生允许特定同位素水物质通过而不会让大量的盐或矿物质跟随水流过的通道。例如，具有期望的尺寸和窄的尺寸分布的氧化石墨烯片材可以通过使用筛分的石墨薄片作为原料的改良的Hummers方法来合成。就效率和可扩展性而言，该方法是合成后分馏法的优选替代方案，因此在大规模应用中是有利的。

可以将孔尺寸因此将渗透截止值微调减小到约

的尺寸。该尺寸将允许普通盐的水合离子通过。可以通过约

的层间间距(d)来确定截止值，该间距对于在水性环境中溶胀后的石墨烯层压板通常是显著的。

可以通过对层压板进行物理限制来控制层间间距，从而达到较小的层间间距(并因此达到较低的截止值)。可以控制物理限制，以实现准确和可调节的离子筛分。可以制备d为约

至

的膜，其筛眼孔径小于典型离子的水合直径。据发现，离子渗透被热激活，其能量势垒为约10kJ/mol-100kJ/mol，具体取决于d。据发现，渗透速度随着筛眼孔径的减小而呈指数下降，但是水的输送受到的影响很小(＜2倍)。后者是由于水分子进入的势垒低以及石墨烯毛细管内部的滑移长度大。

此类基于石墨烯的膜表现出有限的溶胀，并提供97％的NaCl排斥率。

这样，可以生产出间距低至

的可调筛，从而提供小于水合离子直径的筛眼孔径。此类筛几乎可以完全排斥NaCl，同时允许水分子通过。

在本发明的优选形式中，如Kumar及其同事所报道的那样(J.Comput.Chem.13，1011-1021(1992))，通过真空过滤石墨烯水溶液来制备厚(约100μm)氧化石墨烯层压板。将层压板切成条，并储存在使用饱和盐溶液达到的不同相对湿度(RH)下。层间间距通过X射线衍射法测量，并且可能随RH从0至100％变化而从约

至

变化。浸在水中的氧化石墨烯层压板可能显示出约

的d。d的变化可归因于水分子连续结合到氧化石墨烯片材之间的不同位点。

使用Stycast^TM环氧树脂将具有期望d的氧化石墨烯条包封并堆叠在一起，以增加有效的过滤横截面。现在嵌入环氧树脂的堆叠层压板被称为物理限制的氧化石墨烯(PCGO)膜，因为环氧树脂在暴露于RH或液态水时会机械地限制层压板的溶胀。例如，将叠层胶合到由金属或塑料板制成的槽中。然后修剪这些堆叠的PCGO膜的两侧，以确保所有纳米通道开放。

参见图2，显示了被环氧树脂层(100)物理限制的堆叠层压板(标记为110的若干氧化石墨烯膜)。

应当理解，技术人员可以使用物理限制的替代手段，所有此类手段都被包括在本发明的范围内。

分子筛中的孔的尺寸可以小于约1纳米，其大约是含有不同氢同位素或氧同位素的水分子的尺寸。例如，H₂O16分子直径为0.29nm。该直径将排除H₂O17和H₂O18。可以针对所有其它同位素种类的水来定制孔尺寸，以从汲取溶液或任何水或液体源选择性过滤掉它们。这些水分子的直径主要由氢键的长度决定。

在汲取再生作用的情况下，可以根据除水之外的成分将不能通过分子筛来选择汲取溶液。

选择特定同位素种类的水可能需要两个或更多个串联的分子筛，首先从适合最大同位素水变体的较大孔尺寸开始，然后减小至第二大同位素变体的尺寸，以此类推。可替代地，可以使用其它组合用于根据氧同位素或氢同位素差异来选择水的同位素种类。

水同位素种类的选择还可以包括使用其它可以识别的物理或磁或电特性差异进行选择。这种差异可用于增强尺寸排阻，或独立地用于获得水的一种或多种同位素种类的所需选择。

在本发明的一个实施方式中，通过低能耗的基于石墨烯的电化学泵送方法分离水的同位素。这可以通过膜的卷对卷制造来实现，这些膜使用支撑在聚合物膜(诸如可商购获得的聚合物Nafion^TM)上的标准CVD石墨烯。将Nafion^TM膜附接到碳布上。接下来，将具有CVD生长的石墨烯的铜箔热压在Nafion^TM上；随后蚀刻掉铜，以将CVD石墨烯释放到Nafion^TM上。然后，使用电子束蒸发法用Pd纳米颗粒装饰石墨烯，这些Pd纳米颗粒用作催化剂以增加石墨烯的氢同位素透明度。最后，用另一块碳布覆盖石墨烯，既是为了防止意外损坏，也是为了在整个区域上与石墨烯进行电接触。该制造方法(如图3A所示)可用于生产几乎任何尺寸的石墨烯-Nafion^TM膜。

现在参见图3B，该图显示了图3A的复合材料通过电化学泵送系统分离同位素物质的操作原理。两块碳布是电接触的。在进料(渗余物)中，一定体积的H₂O-H₂和D₂O-D₂的蒸气-气体混合物具有选定的氕原子分数。复合材料的相反侧朝向真空室。该设置代表一种电化学泵，其中石墨烯(混合的质子-电子导体)同时充当质子和氘核的阴极和半渗透膜。碳布中的一者用作阳极，并且另一者与石墨烯片材电接触(该系统无需后一块碳布即可操作)。通过施加偏压，质子和氘核被泵送通过Nafion并跨过石墨烯。这些同位素在渗透液侧重组形成H₂、D₂和氘化氢(HD)。该电化学泵送原理可以适用于本文所述的或类似的任何应用所需的同位素物质的分离。

应认识到，在对本发明的示例性实施方式的上述描述中，出于简化公开以及促进对各个发明方面中的一者或多者的理解的目的，有时可以在单个实施方式、附图或其描述中将本发明的各种特征组合到一起。但是，本公开的方法并不能解释为所反映的意图是所要求保护的发明需要的特征多于每个权利要求所明确列出的特征。相反，如所附权利要求书所反映的，各创造性方面在于比单个前述公开的实施方式的所有特征更少的特征。因此，所附权利要求在此明确地并入该发明内容部分，其中每项权利要求独立地代表本发明的单独的实施方式。

此外，虽然本文所述的一些实施方式包括在其它实施方式中所包括的一些特征但不包括其它特征，但不同实施方式的特征的组合意在本发明的范围内，并形成不同的实施方式，正如本领域技术人员将理解的那样。例如，在所附权利要求中，任何所要求保护的实施方式可以以任何组合使用。

在本文提供的描述中，列出了许多具体细节。然而，应该理解本发明的实施方式可以在没有这些具体细节的情况下实施。在其它情况下，没有详细示出公知的方法、结构和技术，以免混淆对该说明的理解。

因此，虽然已经描述了什么应被认为是本发明的优选的实施方式，但本领域技术人员将认识到，可以对其进行其它和进一步的修改而不偏离本发明的精神，且旨在要求保护所有这样的改变和修改，使其落入本发明的范围内。可以对本发明的范围内所描述的方法添加或删除步骤。

尽管参考具体实施例描述了本发明，但是本领域的技术人员将理解本发明可以以许多其它形式来实现。

现将参照以下非限制性优选的实施方式更充分地描述本发明。

实施例

商用蒸发器，诸如Alfa Laval，由较小的效或蒸发器串联组成。果汁通常沿一效移动，并然后至下一级再下一级，直至果汁被浓缩到所需的最终白利度(Brix)水平的时候。在脱水的过程中，水从这些效中的每个中被移除。在上述蒸发器中，有四效。效1首先蒸发进入的果汁并浓缩果汁，然后再移动到效2、效3和最终效4。在任何给定的蒸发器中，可以有更少或更多效。通常，果汁被浓缩至它们达到40和70白利度之间，取决于加工的果汁。

当使用商用蒸发器时，分馏包括在果汁浓缩期间从不同效中移除水，该过程产生具有不同量的重或轻水比例或组成的水(表3)。

浓缩物的白利度各不相同(一度白利度是100克溶液中1克蔗糖，且代表按质量百分比计的溶液的强度)，范围从40(胡萝卜)至65和70(苹果汁、橙汁)。

通过使用Alfa Laval串联蒸发器提取水，使得将胡萝卜汁从10白利度浓缩至40白利度，而产生的水馏分具有的δ-O-18比例为-4.21和-4.88之间。该比例代表所有4个串联效(样品1，表1)的冷凝物的合并。该方法与现有技术方法不同，其教导从由合并的所有效产生的冷凝物中产生水。

用新鲜胡萝卜汁，阐明冷凝物的分馏过程以及其如何影响δ-O-18比例。该果汁用于：

1.使用Alfa Laval 4效串联蒸发器将商购胡萝卜汁从10白利度浓缩至42白利度的液体浓缩物(表1，样品1)。

2.将已浓缩的商购胡萝卜浓缩物从40白利度进一步浓缩至65白利度，并收集冷凝物(表1，样品2)。

3.在胡萝卜浓缩物生产期间，从Alfa Laval浓缩器中从效1中移除的冷凝物(表1，样品4)。

4.在胡萝卜浓缩物生产期间，从Alfa Laval浓缩器中从效2中移除的冷凝物(表1，样品5)。

5.在胡萝卜浓缩物生产期间，从Alfa Laval浓缩器中从效3中移除的冷凝物(表1，样品6)。

6.在胡萝卜浓缩物生产期间，从Alfa Laval浓缩器中从效4中移除的冷凝物(表1，样品7)。

该研究证明了以下结果：

1.对比表1样品1和2的δ-O-18比例，表明在从10白利度浓缩至40白利度的过程期间从胡萝卜汁中移除的冷凝物产生的水具有较低的重水比例(相对于轻水)。如果使用Buchi Rotavapor R-200装置将40白利度浓缩物进一步脱水至65白利度，则冷凝物会富集重水，表明较早脱水优选地除去轻水。

2.使用Alfa Laval浓缩器，胡萝卜汁浓缩物从效1到效4依次流动，并从10白利度浓缩至40白利度。结果表明(表3，样品4、5、6和7)，浓缩物重水含量在各蒸发器效从1级至4级开始增加。

在另一研究中，发现从甘蔗汁中移除大部分水以得到糖蜜，产生δO18‰VSMOW值为-2.1的浓缩物。这样的值表明，该馏分的重水含量非常高(表1，样品3)。这样做是为了表明，如果在蒸发或浓缩期间移除了大部分含水馏分，而不是仅仅其一部分，那么冷凝物会保留原始甘蔗汁中存在的高重水比例。

为了在实验室中进行实验，使用Buchi Rotavapor R-200真空热蒸馏器(图1)。简单地说，由于容器内的压力较低，果汁体积通过管A被吸入烧瓶F中。热浴G设置为约80摄氏度，且烧瓶F淹没在热水浴中，使得果汁液位低于热浴G中的水位。在整个蒸馏期间使用电动机C不断旋转烧瓶F。馏出物进入冷却盘管B，并使用循环冷却剂冷凝，并将馏出物收集在烧瓶E中。

表1：分馏和未分馏的胡萝卜汁的δO18VSMOW。

Claims (27)

1.一种用于生产饮料或工业过程用水或工业溶剂或外用皮肤科组合物的方法，所述方法包括以下步骤：

提供水源，水分子具有氧原子或氢原子的不同同位素，

(i)分馏所述水源以产生富集了氧同位素或氢同位素中的至少一种的丰度大于或小于所述水源中存在的丰度的水分子的馏分，或

(ii)当所述水源已经富集了重水时，全部或部分地维持所述富集的水平。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述分馏步骤包括蒸发所述水源的步骤。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述分馏步骤包括浓缩或分子筛分离所述水源的步骤。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述水源是植物的组织或乳制品材料，或者取自天然水体。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，处理所述植物组织以形成植物组织提取物，以所述植物组织提取物作为分馏步骤的对象。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述植物组织提取物是果汁。

7.根据权利要求4至6中任一项所述的方法，其中，所述乳制品材料是奶或乳制品制造过程的副产物。

8.根据权利要求4至7中任一项所述的方法，其中，所述乳制品材料是乳清。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中，所述水源是酒精生产的副产物。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述水源是废醪。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其中，使用食品浓缩器/蒸发器进行所述分馏步骤。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其中，所述分馏步骤包括蒸发步骤和冷凝步骤。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，使用多效蒸发器进行所述蒸发步骤和所述冷凝步骤。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的方法，其中，所述分馏步骤包括冻结步骤。

15.根据权利要求1至14中任一项所述的方法，其中，所述分馏步骤被配置为提供第一馏分和第二馏分，在所述第一馏分中所述氧同位素或氢同位素中的至少一种的丰度大于所述水源中存在的丰度，而在所述第二馏分中所述氧同位素或氢同位素中的至少一种的丰度小于所述水源中存在的丰度。

16.根据权利要求1至15中任一项所述的方法，所述方法包括使所述水源或源自所述水源的材料与分子筛接触的步骤。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述分子筛被配置为辨别具有不同同位素组成的水分子。

18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述分子筛被配置为基本上除去盐。

19.根据权利要求16至18中任一项所述的方法，所述方法包括具有汲取溶液的正渗透步骤，并且所述方法包括使所述汲取溶液与分子筛接触以再生所述汲取溶液的步骤。

20.根据权利要求1至19中任一项所述的方法，所述方法包括选自反渗透、正渗透、活性炭处理、超滤、纳滤和制备色谱的纯化步骤。

21.根据权利要求1至20中任一项所述的方法，其中，当所述方法用于生产饮料时，所述方法包括向所述第一馏分或第二馏分中添加食品级添加剂的步骤。

22.根据权利要求1至20中任一项所述的方法，其中，当所述方法用于生产外用皮肤科组合物时，所述方法包括向所述第一馏分或第二馏分中添加皮肤病学上可接受的添加剂的步骤。

23.根据权利要求1至20中任一项所述的方法，其中，当所述方法用于生产工业过程用水时，所述方法包括将如此生产的工业过程用水输送至储存容器的步骤。

24.根据权利要求1至20中任一项所述的方法，其中，当所述方法用于生产工业过程溶剂时，所述方法包括将所述工业过程溶剂添加至溶质或溶液中的步骤。

25.一种饮料或工业过程用水或工业溶剂或外用皮肤科组合物，其通过根据权利要求1至24中任一项所述的方法制备。

26.一种进行工业过程的方法，所述方法包括使根据权利要求25所述的工业过程用水与工业设备的物品接触的步骤。

27.一种以工业规模形成溶质或液体混合物的溶液的方法，所述方法包括以下步骤：提供溶质或液体，并且使所述溶质或液体与根据权利要求25所述的工业溶剂接触。

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