DE102008024907A1

DE102008024907A1 - Verfahren zum Anreichern einer Flüssigkeit mit wenigstens zwei Gasen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE102008024907A1
Application number: DE102008024907A
Authority: DE
Inventors: Fritz Kurzer
Original assignee: KKB O2 Fluid Production GmbH
Current assignee: KKB O2 Fluid Production GmbH
Priority date: 2008-05-23
Filing date: 2008-05-23
Publication date: 2009-11-26

Abstract

Bei einem Verfahren zum Anreichern einer Flüssigkeit mit Gas, vorzugsweise zum Anreichern von Wasser mit Sauerstoff und Kohlendioxid, bei dem der Flüssigkeit ein erstes Gas in einem geschlossenen Überdrucksystem zugeführt wird und die Flüssigkeit nach Zuführen des Gases im geschlossenen Überdrucksystem gelagert wird, ist vorgesehen, daß in die gelagerte Flüssigkeit wenigstens ein zweites Gas mit Überdruck eingeführt wird, wobei durch die Flüssigkeit hindurchtretendes zweites Gas oberhalb der Flüssigkeit aufgefangen wird und in einen Vorrat für das zweite Gas zurückgeführt wird. Eine Vorrichtung zum Anreichern einer Flüssigkeit mit wenigstens zwei Gasen, umfassend zumindest ein Behälter zum Lagern der mit erstem Gas angereicherten Flüssigkeit, zeichnet sich dadurch aus, daß im Bereich des Behälters ... verbunden sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anreichern einer Flüssigkeit mit Gas, vorzugsweise zum Anreichern von Wasser mit Sauerstoff und Kohlendioxid, bei dem der Flüssigkeit ein erstes Gas in einem geschlossenen Überdrucksystem zugeführt wird und die Flüssigkeit nach Zuführen des Gases im geschlossenen Überdrucksystem gelagert wird. Die Erfindung betrifft des weiteren eine Vorrichtung zum Anreichern einer Flüssigkeit mit, umfassend zumindest einen Behälter zum Lagern der mit dem ersten Gas angereicherten Flüssigkeit.
Eine Vorrichtung zum Anreichern einer Flüssigkeit mit einem Gas ist aus der DE 198 27 613.3 bekannt. Flüssigkeiten werden mit Gasen versetzt, um durch die Gase verursachte Effekte auf die Flüssigkeit zu übertragen. Wird Wasser mit Sauerstoff versetzt, so soll mit Hilfe des Wassers ein Eintrag des Sauerstoffs in den Konsumenten des Wassers erfolgen. Auf diese Weise wird ihm Sauerstoff zugeführt, dies soll sein Wohlbefinden verbessern und ihm zusätzliche Energie zuführen.
Bei mit Sauerstoff angereichertem Wasser handelt es sich um ein in Flaschen vertriebenes Getränk. Tafelwasser und Mineralwasser werden dem Konsumenten regelmäßig in verschiedenen Sorten hinsichtlich des Gasinhalts angeboten. Es gibt stille Wasser, Medium-Wasser und normale Wasser, wobei sich diese Sortenangabe jeweils auf den Anteil von Kohlendioxid im Wasser begründet.
Bei mit Sauerstoff angereichertem Wasser ist es bisher nicht gelungen, nennenswert Kohlendioxid in das Wasser einzubringen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Gattung aufzuzeigen, mit dem es gelingt, wenigstens zwei Gase in eine Flüssigkeit einzubringen. Darüber hinaus soll eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens aufgezeigt werden.
Diese Aufgabe ist verfahrensseitig erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in die gelagerte Flüssigkeit wenigstens ein zweites Gas mit Überdruck eingeführt wird, wobei durch die Flüssigkeit hindurchtretendes zweites Gas oberhalb der Flüssigkeit aufgefangen wird und in einen Vorrat für zweites Gas zurückgeführt wird.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das zweite Gas nach dem Einbringen des ersten Gases in die Flüssigkeit geführt. Das Einführen erfolgt in einem Zustand, in dem sich die Flüssigkeit mit dem ersten Gas in einem geschlossenen Überdrucksystem befindet. Das zweite Gas wird mit einem noch höheren Druck in die Flüssigkeit eingebracht und kann diese durcheilen, indem Blasen des zweiten Gases in der Flüssigkeit aufsteigen. Durch die Flüssigkeit hindurch gestiegenes zweites Gas wird oberhalb der Flüssigkeit aufgefangen und in einen Vorrat für das zweite Gas zurückgeführt. Aus diesem Vorrat heraus kann das zweite Gas dann erneut in die Flüssigkeit eingebracht werden, so daß sich ein Kreislauf für das zweite Gas ergibt.
Durch das mehrfache bzw. fortlaufende Zuführen des zweiten Gases in die Flüssigkeit wird nach und nach eine Anreicherung der bereits mit dem ersten Gas angereicherten Flüssigkeit mit dem zweiten Gas erreicht. Im Ergebnis liegt eine Flüssigkeit vor, welche hohe Anteile von dem ersten Gas und von dem zweiten Gas hat. Beispielsweise wird mit dem Verfahren ein Wasser erzeugt, das als erstes Gas Sauerstoff enthält und als zweites Gas Kohlendioxid enthält. Dabei kann in das Wasser ein Sauerstoffgehalt von etwa 180 mg pro Liter eingebracht werden und ein Kohlendioxidgehalt von etwa 3 g pro Liter eingebracht werden. Für ein derartiges Wasser mit einer Mindestkonzentration von 150 mg Sauerstoff pro Liter und 2 g Kohlendioxid pro Liter wird selbständiger Schutz beansprucht.
Nach einer ersten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß aus der Flüssigkeit aufgefangenes zweites Gas bei Zurückführen in den Vorrat für das zweite Gas entwässert wird. Überschüssiges Wasser wird von dem zweiten Gas abgetrennt, so daß es in Reinform wieder in die Flüssigkeit eingeführt werden kann. Das zweite Gas wird vor Eindringen in die gelagerte Flüssigkeit vorzugsweise verdichtet, so daß es mit Überdruck eingebracht werden kann. Der Überdruck kann dabei beispielsweise 15 bar betragen, während im Behälter für die gelagerte Flüssigkeit ein Überdruck von etwa 6 bar herrscht.
Der Vorrat an zweitem Gas kann einem Überdruck von etwa 4 bar unterworfen sein, damit ergibt sich ein Druckgefälle ausgehend vom Ort des Einbringens des zweiten Gases in die gelagerte Flüssigkeit über die gelagerte Flüssigkeit bis hin zum Vorrat für das zweite Gas. Mechanische Antriebe zur Führung des zweiten Gases sind somit vorteilhaft nicht erforderlich.
Für die vorrichtungsseitige Lösung der Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß im Bereich des Bodens des Behälters für die Flüssigkeit einmündend wenigstens eine Zuleitung für das zweite Gas angeordnet ist, daß im Bereich der Behälterdecke oberhalb der Flüssigkeit zumindest eine Einmündung einer Ableitung zum Ableiten des zweiten Gases angeordnet ist und daß die Ableitung und die Zuleitung durch ein wenigstens einen Vorratsbehälter für das zweite Gas umfassendes Leitungssystem für das zweite Gas verbunden sind.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung stellt die Bauteile zur Leitung des zweiten Gases durch die bereits mit dem ersten Gas angereicherte Flüssigkeit bereit. Das zweite Gas kann einem Vorratsbehälter entnommen werden, über die Zuleitung in den Behälter mit der Flüssigkeit eingeführt werden, nach Durchtritt durch die Flüssigkeit von der Ableitung aufgenommen und wieder in den Vorratsbehälter für das zweite Gas zurückgeführt werden. Zweites Gas geht dabei nicht verloren, es kann mehrfach durch die Flüssigkeit geleitet werden.
Nach einer ersten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, daß am freien Ende der Zuleitung eine Düseneinrichtung angeordnet ist. Mit Hilfe dieser Düseneinrichtung ist eine feinverteilte Einbringung des zweiten Gases in die Flüssigkeit ermöglicht. Das zweite Gas kann in kleine Bläschen aufgeteilt werden, welche durch die Flüssigkeit schweben. In den Bläschen enthaltenes zweites Gas kann eine Verbindung mit der Flüssigkeit eingehen, beispielsweise Kohlendioxid mit Wasser.
Im Verlauf der Zuleitung ist nach einer Weiterbildung der Erfindung ein Gasverdichter eingesetzt. Mit Hilfe dieses Gasverdichters ist das Erzeugen eines Überdruckes für das Einbringen des zweiten Gases möglich. Der Gasverdichter kann vorzugsweise eine Vakuumpumpe sein, welche zweites Gas aus dem Vorratsbehälter absaugt. Dieser Vorratsbehälter hat vorzugsweise einen Druck von 4 bar, er ist somit wie der Behälter für die Flüssigkeit ein Überdruckbehälter.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß dem Überdruckbehälter für das zweite Gas ein Vakuumsensor zugeordnet ist, der mit dem Gasverdichter verknüpft ist. Dieser Vakuumsensor steuert den Gasverdichter.
Dem Überdruckbehälter für das zweite Gas kann zumindest ein Entwässerungsventil zugeordnet sein, um mit dem zweiten Gas mitgeführte Flüssigkeit vom zweiten Gas abzutrennen.
In den Überdruckbehälter mündet vorzugsweise eine Leitung einer Versorgung des zweiten Gases. In der Flüssigkeit gelöstes zweites Gas wird aus dieser Versorgung heraus in den Überdruckbehälter für das zweite Gas ersetzt.
Zur weiteren Ausbildung der Erfindung ist noch vorgesehen, daß dem Behälter für die Flüssigkeit ein Meßgerät für das zweite Gas zugeordnet ist, welches mit dem Gasverdichter in der Zuleitung verknüpft ist. Mit diesem Meßgerät ist die Konzentration des zweiten Gases in der Flüssigkeit feststellbar. Ist die gewünschte Endkonzentration erreicht, kann der Gasverdichter abgestellt werden und ein Abfüllen der Flüssigkeit z. B. in Behältnisse erfolgen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, aus dem sich weitere erfinderische Merkmale ergeben, ist in der Zeichnung dargestellt. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Anreichern einer Flüssigkeit mit zwei Gasen.
Die Vorrichtung umfaßt einen Behälter 1 für eine bereits mit einem Gas angereicherte Flüssigkeit. In den Behälter 1 mündet eine Zuleitung 2 für die bereits mit dem einen Gas angereicherte Flüssigkeit, wie mit dem Pfeil 3 verdeutlicht. Der im Behälter 1 herrschende Flüssigkeitsspiegel 4 ist gleichfalls in der Figur verdeutlicht.
Dem Behälter 1 ist ein Kreislauf für ein zweites Gas zugeordnet. Das zweite Gas wird einer Versorgung 5 entnommen, wie mit dem Pfeil 6 verdeutlicht. Das zweite Gas wird aus der Versorgung 5 entlang des Pfeils 6 in einen Überdruckbehälter 7 für das zweite Gas eingeführt. In diesem Behälter 7 steht das zweite Gas beispielsweise unter einem Überdruck von ca. 4 bar. Im unteren Bereich des Behälters 7 ist ein Wassersensor 8 befindlich, dieser steuert Magnetventile 9 zur Entwässerung des zweiten Gases.
Über eine Zuleitung 10 kann dem Überdruckbehälter 7 zweites Gas entnommen werden (Pfeile 11, 11'). In der Zuleitung 2 ist ein Gasverdichter 12 angeordnet, welcher das zweite Gas unter einen höheren Überdruck von beispielsweise 15 bar setzt. Das zweite Gas wird mit diesem Überdruck entlang des Pfeils 11' in das Innere des Behälters 1 eingeführt, es tritt innerhalb des Behälters 1 aus der Zuleitung 10 über eine Düseneinrichtung 13 aus. Das zweite Gas tritt in Form von Bläschen 14 durch die im Behälter 1 angeordnete Flüssigkeit hindurch, bis das zweite Gas über den Flüssigkeitsspiegel 4 hinaus aus der Flüssigkeit austritt. Das zweite Gas wird dann von einer Ableitung 15 aufgenommen und entlang des Pfeils 16 wieder in den Überdruckbehälter 7 zurückgeführt.
Dem Behälter 1 ist ein Meßgerät 17 für die Messung der Konzentration des zweiten Gases innerhalb der im Behälter 1 aufgenommen Flüssigkeit zugeordnet. Dem Überdruckbehälter 7 ist noch ein Vakuumsensor 18 zugeordnet, welcher mit dem Gasverdichter 12 verknüpft ist. Ein weiterer Drucksensor 19 ist mit der Versorgung 5 verknüpft, er steuert die Nachführung des zweiten Gases aus der Versorgung 5 in den Überdruckbehälter 7.
Über eine Entleerleitung 20 kann die Flüssigkeit aus dem Behälter 1 abgeführt werden. Bei dieser Flüssigkeit kann es sich beispielsweise um Sauerstoffwasser handeln, das zusätzlich mit Kohlendioxid angereichert ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 19827613 [0002]

Claims

Verfahren zum Anreichern einer Flüssigkeit mit Gas, vorzugsweise zum Anreichern von Wasser mit Sauerstoff und Kohlendioxid, bei dem der Flüssigkeit ein erstes Gas in einem geschlossenen Überdrucksystem zugeführt wird und die Flüssigkeit nach Zuführen des Gases im geschlossenen Überdrucksystem gelagert wird, dadurch gekennzeichnet, daß in die gelagerte Flüssigkeit wenigstens ein zweites Gas mit Überdruck eingeführt wird, wobei durch die Flüssigkeit hindurchtretendes zweites Gas oberhalb der Flüssigkeit aufgefangen wird und in einen Vorrat für zweites Gas zurückgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aus der Flüssigkeit aufgefangenes zweites Gas bei Zurückführen in den Vorrat für das zweite Gas entwässert wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Gas vor Einbringen in die gelagerte Flüssigkeit verdichtet wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Gas auf etwa 15 bar verdichtet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die gelagerte Flüssigkeit einem Überdruck von etwa 6 bar unterworfen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorrat an zweitem Gas einem Überdruck von etwa 4 bar unterworfen wird.
Vorrichtung zum Anreichern einer Flüssigkeit mit wenigstens zwei Gasen, vorzugsweise zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, umfassend zumindest einen Behälter zum Lagern der mit dem ersten Gas angereicherten Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Behälterbodens einmündend wenigstens eine Zuleitung (10) für das zweite Gas angeordnet ist, daß im Bereich der Behälterdecke oberhalb der Flüssigkeit zumindest eine Einmündung einer Ableitung zum Ableiten des zweiten Gases angeordnet ist und daß die Ableitung (15) und die Zuleitung durch ein wenigstens einen Vorratsbehälter für das zweite Gas umfassendes Leitungssystem für das zweite Gas verbunden sind.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß am freien Ende der Zuleitung (10) eine Düseneinrichtung (13) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß im Verlauf der Zuleitung (10) ein Gasverdichter (12) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasverdichter (12) eine Vakuumpumpe ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorratsbehälter für das zweite Gas ein Überdruckbehälter (7) ist.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß dem Überdruckbehälter (7) für das zweite Gas ein Vakuumsensor (18) zugeordnet ist, der mit dem Gasverdichter verknüpft ist.
Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß dem Überdruckbehälter (7) für das zweite Gas zumindest ein Flüssigkeitsablauf mit einem Ventil (9) zugeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß in den Überdruckbehälter (7) für das zweite Gas eine Leitung einer Versorgung (5) des zweiten Gases einmündet.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß dem Behälter (1) für die Flüssigkeit ein Meßgerät (17) die Konzentration des zweiten Gases in der Flüssigkeit zugeordnet ist, welches mit dem Gasverdichter (12) in der Zuleitung (10) verknüpft ist.
Flüssigkeit, angereichert mit wenigstens zwei Gasen, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit Wasser ist und als erstes Gas Sauerstoff in einer Konzentration von wenigstens 150 mg pro Liter und als zweites Gas Kohlendioxid in einer Konzentration von wenigstens zwei Gramm pro Liter enthält.