DE19847826C2

DE19847826C2 - Verfahren zur Herstellung von mit Luftsauerstoff und Kohlendioxid angereichertem Trinkwasser

Info

Publication number: DE19847826C2
Application number: DE1998147826
Authority: DE
Inventors: Christian Hechtl
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-10-16
Filing date: 1998-10-16
Publication date: 2002-03-28
Anticipated expiration: 2018-10-17
Also published as: DE19847826A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von mit Luftsauerstoff und Kohlendioxid angereichertem Trinkwasser.

Es ist allgemein bekannt, daß man natürliches Trinkwasser, Quellwasser, Mineralwasser und andere Wässer, oftmals nach vorheriger teilweiser oder vollständiger Entgasung, mit Kohlendioxid versetzt. Dies geschieht einerseits um die Haltbarkeit zu erhöhen und andererseits um beim Genuß den er frischenden, perlenden Effekt des aus der Lösung gehenden Gases zu nutzen. Ferner ist es bekannt, Trinkwasser mit Sauerstoff anzureichern. (DE 196 34 957 A1; AT 001 760 U1; DE 297 17 155 U1; DE 94 20 518 U1). Auf dem Markt werden Wässer mit einem Vielfachen des in der Natur vorkommenden Sauerstoffgehaltes angeboten. Meistens wird dabei technischer oder medizinischer, also reiner Sauerstoff zur Anreicherung verwendet. Die Problematik ist dabei, daß medizinisch-technischer Sauerstoff sog. freie Radikale erzeugt, die als krebserregend bekannt sind. Ferner lassen die Vorschriften in vielen Ländern das Hinzufügen von medizinisch-technischem Sauerstoff nicht zu.

Es ist ein zentrales Merkmal des Verfahrens, daß die Sauerstoffanreicherung nicht durch die Verwendung von reinem Sauerstoff erfolgt, sondern durch Luft, ein Gasgemisch, das zu 80% aus Stickstoff besteht. Dieser Vorgang ist auch nicht genehmigungsbedürftig, weil die Natur diese Anreicherung schon seit Jahrmillionen ausübt. Es ist Kern der Erfindung, durch das technische Verfahren Wasser mit allen Luftgasbestandteilen anzureichern nach natürlicher Vorgabe. Das heißt es löst sich sowohl der Luftsauerstoff als auch der Luftstickstoff im Wasser. Genauso wie in natürlichen Oberflächenwässern auch, löst sich gemäß dem Henry'schen Gesetz der Luft-Stickstoff dabei anteilig weniger als der Luft-Sauerstoff. So wird ein natürliches Getränk erreicht, wie es die Natur seit je anbietet.

Angestrebt wird ein erhöhter natürlicher Sauerstoffgehalt von Wässern aus natürlichen Wasservorräten, etwa aus Felsenquellen, Brunnen und anderen Vorkommen. Dieses Streben nach erhöhtem, natürlichen Sauerstoffgehalt steht in krassem Gegensatz zu der weltweit üblichen Praxis. Die Wässer werden normalerweise, bevor sie in Flaschen abgefüllt werden, total entgast, damit sie das Kohlendioxid leichter lösen und als Kohlensäure binden und damit sie außerdem haltbarer sind.

Der Sauerstoffgehalt ist jedoch von der Natur im natürlichen Trinkwasservorkommen gewollt. Die gesamte Entstehungsgeschichte der Menschheit ist gekennzeichnet davon, daß immer nur Wasser mit Sauerstoff zur Verfügung stand. Es ist unbestritten, daß vor ca. 10.000 Jahren kein Mensch in der Lage war, ca. 200 m unter die Erdoberfläche zu bohren, um an stark reduziertes, meist eisen-, sulfat- und manganhaltiges, sauerstoffleeres Wasser zu kommen. Alle oberflächennahen Wässer sind dagegen mehr oder weniger sauerstoffhaltig. Es ist daher berechtigt anzunehmen, daß die physiologische Entwicklung der Menschen, bzw. das Grundkonzept der Inneren Medizin den Genuß von sauerstoffhaltigem Wasser beinhaltet. Es kann ein signifikanter Anstieg des Sauerstoffpartialdrucks im Blut nach dem Genuss von sauerstoffhaltigem Wasser und damit eine bessere Sauerstoffversorgung des ganzen Organismus festgestellt werden. Man kann sagen, die Natur hat vorgesehen, daß wir Wasser mit Sauerstoff trinken. Sie hat nicht vorgesehen, daß wir diesen natürlichen Sauerstoffgehalt künstlich entfernen und ihn durch unser Stoffwechselabfallprodukt und Umweltproblem Nr. 1, Kohlendioxid ersetzen. Der Sauerstoffgehalt ist auch für einen angenehmen, leicht süßlichen, Ge schmack mitverantwortlich.

Gerade für die Stoffwechselvorgänge im menschlichen Verdauungstakt, wo immerhin bis zu ca. 70% des Immunsystems rückverankert sind, wirkt natürliches Sauerstoffwasser gesundheitsfördernd und positiv regulierend auf unseren Stoffwechsel. Es fördert die Verdauung, soweit aerobe Bakterien beteiligt sind. Noch ungeklärt sind viele andere positive physiologischen und gesundheitlichen Beobachtungen, im Bereich der Innenmedizin und des Wohlbefindens. Sicher ist die Tatsache, daß die Sauerstoffversorgung des Menschen über die Lunge stattfindet, aber auch über die Haut. Der Genuß von Sauerstoffwasser ist in erster Linie eine Anpassung an den ursprünglichen, natürlichen Schöp fungswillen. Gesichert ist, daß über den Sauerstoffgehalt des Wassers, zumindest Steuerungsvorgänge, im Bereich der Physiologie, positiv beeinflusst werden.

Zu erwähnen ist, daß jedoch bei der Sauerstoffanreicherung von Wasser unter ungünstigen Umständen eine verstärkte Vermehrung evtl. vorhandener aerober Bakterien, während der Lagerzeit des Trinkwassers, stattfinden kann. Es muß deshalb beim Abfüllen besonders sauber gearbeitet werden. Außerdem ist es nicht einfach, während der Verbrauchsdauer den gewünschten Sauerstoffgehalt aufrechtzuerhalten.

Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, ein mit Sauerstoff angereichertes Wasser zur Verfügung stellen, welches die beschriebenen vorteilhaften Wirkungen der Sauerstoffanreicherung mit der Beibehaltung hoher Wasserqualität und längerer Lagerzeit vereinigt. Erfindungsgemäß wird angestrebt, auch eine schonende Behandlung des natürlichen Trinkwassers hoher Qualität beizubehalten, damit bei der Sauerstoffanreicherung bestimmte, gewünschte Bestandteile und Strukturen des natürlichen Wassers nicht geschädigt oder abgebaut werden. Dabei ist auch darauf zu achten, daß gewisse Mineralien mit Sauerstoff Oxide bilden, die ihrerseits wiederum geschmackverändernd, schädlich oder sogar krebserregend sein können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale von Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Verfahrens sind in den nachgeordneten Ansprüchen enthalten.

Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele, unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, näher beschrieben. Fig. 1 eine Schemaskizze einer Einrichtung zur Herstellung von in druckfest verschlossenen Behältern abgefülltem, mit natürlichem Sauerstoff angereichertem Trinkwasser. In diesem Zusammenhang muß man noch erwähnen, daß zur Erhöhung der Übersichtlichkeit der wesentlichen Merkmale Einzelheiten von Steuerkreisen und Regelkreisen für die Niveauregulierung in den Behältern und zugehörige Ventile weggelassen sind. In Fig. 1 ist eine von einem Reservoir natürlichen Trinkwassers herbeigeführte, ein Ventil F1-01, enthaltene Leitung mit F2-02 bezeichnet, welche an die Saugseite einer Wasserpumpe angeschlossen ist. Die Pumpe F1-03 erzeugt einen Druck von beispielsweise 5,6-5,8 bar auf einer Druckleitung F1-04, welche in einen Begasungsbehälter F1-05 eingeführt ist. Im Innern des Begasungsbehälters F1-05 endet die Druckleitung F1-04 in einem Zerstäuberkopf F1-06, von welchem aus Strahlen oder ein Zer stäubungsnebel des von der Pumpe F1-03 beförderten Wassers auf den Spiegel des sich im Begasungsbehälters F1-05 ansammelnden Wasservolumens F1-07 abfallen, bzw. absetzt. Der Raum oberhalb des Spiegels des Wasservorrates F1-07 wird über eine Druckgasleitung F1-08 mit einem Gasgemisch bestimmter Zusammensetzung beaufschlagt, wobei beispielsweise ein Druck in der Druckgasleitung und in dem Raum oberhalb des Flüssiggasvolumens F1-07 von 2,8 bar oder soweit als notwendig höher aufrechterhalten wird. Die Temperatur des über die Druckgasleitung F1-08 zugeführten Gasgemisches wird auf etwa 10°C oder falls nötig tiefer einreguliert. Die Temperatur des Wasservolumens F1-07 wird durch geeignete Mittel etwa durch eine Heiz- oder Kühleinrichtung des Begasungsbehälters oder durch eine Heiz- oder Kühleinrichtung im Zuge der Leitungen F1-02 und/oder F1-04 ebenfalls auf etwa 10°C oder falls nötig tiefer gehalten. Die Heizeinrichtung ist der unwahrscheinliche Fall. Bedeutsam ist, daß die Differenz zwischen dem Förderdruck der Pumpe F1-03 und dem Zuführungsdruck der Druckleitung F1-08 eine ausreichende Sprühwirkung des Sprühkopfes F1-06 zustandekommen läßt. Ferner kommt es darauf an, daß der auf der Druckgasleitung F1-08 und im Raum des Begasungsbehälters F1-05, oberhalb des Flüssigkeitsvolumens F1-07, erzeugte Gasdruck des zugeführten Gasgemisches, unter Berücksichtigung der Temperatur von Flüssigkeit und beaufschlagendem Gas zu einem bestimmten, gewünschten Begasungsergebnis führt, worauf weiter unten noch näher eingegangen wird.

Vom Boden des Begasungsbehälters F1-05 führt eine Abfüllleitung F1-09, die über eine Druckerhöhungspumpe F1-10 geführt wird zu einer Abfülleinrichtung F1-11, in welcher das, im Bega sungsbehälter F1-05, begaste Wasser auf geschlossene Behälter, beispielsweise auf Flaschen abgefüllt wird. Durch den druckdichten Verschluss der Behälter wird das abgefüllte Trinkwasser auf einem Druck von etwa 3 bar gehalten.

Die Druckgasleitung F1-08 ist an eine Druckregel- und Mischeinrichtung F1-12 angeschlossen, welche die Druckgasleitung F1-08 mit Kohlendioxid und Luft in einem Verhältnis der Volumenprozente von etwa 20 zu 80 versorgt. Die Druckregel- und Mischeinrichtung F1-12 enthält Luft und Kohlendioxid von einer Kühleinrichtung F1-13, die ihrerseits einen Luftstrom über ein Staubfilter F1-14 und ein Entkei mungsfilter F1-15, sowie einen Kohlendioxidstrom über ein Staubfilter F1-16 und ein Entkeimungsfilter F1-17 aufnimmt. Steht eine Quelle gereinigten Kohlendioxids zur Verfügung, so können die Filter F1-16 und F1-17 evtl. entfallen. Der Kern dieser Anlage ist in der Fig. 2 nochmals vergrößert herausge nommen und schematisch dargestellt. Dabei stellt F2-05 die Sterilluftzufuhr und F2-04 die Kohlendioxid zufuhr dar. F2-03 sind Nadelventile, F2-02 ist ein Durchflussmesser (0-25 m³/h) und F2-01 sind Rückschlagventile. Die Leitung F2-06 geht über in die Druckleitung F1-08.

Von der Kühleinrichtung F1-13 führt eine Temperaturmeßsignalleitung F1-18 zu einer Druckregel- und Mischeinrichtung F1-12, da sich der von der Druckregel- und Mischeinrichtung F1-12 auf der Leitung F1-08 erzeugte Beaufschlagungsdruck des Begasungsbehälters F1-05 abhängig von der durch die Kühleinrichtung F1-13 erzeugten Temperatur ihrer Ausgangsströme ändert. Entsprechendes gilt auch bezüglich der, über eine Meßsignalleitung F1-19 an die Druckregel- und Mischeinrichtung F1-12 gemeldeten Temperatur, der im Begasungsbehälter F1-05 befindlichen Flüssigkeit. Nachdem die Gaslöslichkeit in der Flüssigkeit zur Temperatur invers ist, muß bei höheren Temperaturen des Gases und insbesondere der Flüssigkeit zur Erzielung desselben Begasungsergebnisses ein erhöhter Druck des beaufschlagenden Gasgemisches gewählt werden.

Obwohl hier angestrebt ist, das über die Leitung F1-02, die Pumpe F1-03 und die Leitung F1-04 zugeführte Trinkwasser mit Sauerstoff anzureichern und die Anreicherung mit Kohlendioxid gleichsam zu versiegeln und bakteriologisch unbedenklich zu machen, reicht es bei der Ausführungsform nach Fig. 1 aus, außer dem Kohlendioxid mittels der Druckregel- und Mischeinrichtung F1-12 dem Begasungsbehälter F1-05 Luft zuzuführen, wobei auf eine Quelle reinen Sauerstoffs verzichtet werden kann. Dies beruht auf der erhöhten Löslichkeit von Luftsauerstoff in Wasser gegenüber dem Luft stickstoff in Wasser.

Die bisher anhand von Fig. 1 beschriebene Anlage zeichnet sich durch Einfachheit des Aufbaus und Einfachheit der notwendigen Regelvorgänge aus. Natürliches Wasser wird nicht seiner natürlichen Bestandteile, etwa des natürlichen Sauerstoffgehaltes oder anderer Gasinhalte in geringerer Menge beraubt. Vielmehr wird in dem Begasungsbehälter 5 der Sauerstoffgehalt von dem natürlichen Gehalt auf einen solchen im Bereich von 10 bis 40 mg/l, und ganz besonders bevorzugtermaßen im Bereich von 17 bis 27 mg/l, ergänzt.

Die Kohlendioxidversiegelung und -pufferung erfolgt gleichzeitig und ebenfalls unter Verwendung des Begasungsbehälters F1-05 auf einen Gehalt von 0,3 bis 0,7% und ganz bevorzugtermaßen auf den Gehalt an CO₂ im Bereich von 0,5 bis 0,6%.

Die als ganz bevorzugt bezeichneten Sauerstoff- und Kohlendioxidinhalte ergeben überraschender weise eine erfrischende Geschmacksnote des behandelten Wassers, eine gute Verträglichkeit und Verdaulichkeit und ein hohes Maß an Lagerungsbeständigkeit.

In bestimmten Fällen, beispielsweise bei einer ungewöhnlichen Gashaltigkeit des zu behandelndem Wassers, kann es in Abwandlung der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform wünschenswert sein, der Behandlung des Wassers in dem Begasungsbehälter F1-05 eine Entgasung vorzuschalten, wie dies in Fig. 1 auf der linken Seite der zeichnerischen Darstellung angedeutet ist.

Demgemäß kann zur Saugseite der Pumpe F1-03 über ein Ventil F1-20 der Bodenauslaß eines Entgasungsbehälters F1-21 geführt sein, von welchem auf hohem Niveau eine Evakuierungsleitung F1- 22 ausmündet, welche an eine Vakuumpumpe F1-23 angeschlossen ist. Am Scheitel des Entgasungsbehälters F1-21 mündet eine Trinkwasserzuführungsleitung F1-24 ein, welche bei Öffnung eines Ventils F1-25 Trinkwasser über eine im oberen Teil des Entgasungsbehälters F1-21 eingebaute Rieseleinrichtung F1-26 laufen läßt. Aufgrund des niedrigen Druckes in dem Entgasungsbehälter F1-21 erfolgt eine starke Entgasung des eingeleiteten Trinkwassers derart, daß bei der Einstellung der Druckregel- und Mischeinrichtung F1-12 für die Begasung des Wassers in dem Begasungsbehälter F1- 05 gleichsam von einem Nullniveau ausgegangen werden kann.

Wird für eine noch vollkommenere Entgasung das Wasser im Entgasungsbehälter F1-21 erhitzt, möglicherweise auch für eine in diesem Verfahrensschritt vorzunehmende Entkeimung, so ist auf dem Wege zum Begasungsbehälter F1-05 im Zuge der Leitungen F1-02 und F1-04 eine in Fig. 1 nicht eingezeichnete Rückkühleinrichtung vorgesehen.

Erläuterungen zu den Zeichnungen

Fig.

1

Technische Skizze des Anreicherungsverfahrens
F1-01 Ventil
F1-02 Leitung führt Trinkwasser aus einem Trinkwasserreservoir
F1-03 Pumpe erzeugt Druck auf Leitung F1-04
F1-04 Druckleitung führt Trinkwasser aus dem Trinkwasserreservoir
F1-05 Begasungsbehälter
F1-06 Zerstäuberkopf
F1-07 Wasservolumen im Begasungsbehälter
F1-08 Druckgasleitung mit Gasgemisch zur Anreicherung des Trinkwassers
F1-09 Abfüllleitung für das luftsauerstoffangereicherte Wasser
F1-10 Druckerhöhungspumpe zur Abfülleinrichtung
F1-11 Abfülleinrichtung
F1-12 Druckregel- und Mischeinrichtung
F1-13 Kühleinrichtung
F1-14 Staubfilter
F1-15 Entkeimungsfilter
F1-16 Staubfilter
F1-17 Entkeimungsfilter
F1-18 Temperaturmesssignalleitung
F1-19 Messsignalleitung
F1-20 Ventil
F1-21 Entgasungsbehälter
F1-22 Evakuierungsleitung
F1-23 Vakuumpumpe
F1-24 Trinkwasserzuführungsleitung
F1-25 Ventil
F1-26 Rieseleinrichtung

Fig.

2

Vorschalteinheit
F2-01 Rückschlagventile
F2-02 Durchflussmesser 0-25 m³

/h
F2-03 Nadelventile
F2-04 Kohlendioxid
F2-05 Luft
F2-06 Zum Begasungsraum über Sprühkopf (F1-08)

Claims

1. Verfahren zur Bereitung von in druckfest verschlossenen Behältern, insbesondere Flaschen, abgefülltem, mit Sauerstoff und Kohlendioxid angereichertem Trinkwasser, dadurch gekennzeichnet, dass

a) natürliches Trinkwasser in einen unter Überdruck stehenden Begasungsbehälter eingesprüht wird,
b) der Begasungsbehälter gleichzeitig mit Luft und Kohlendioxid in einem Verhältnis von etwa 80 : 20 beaufschlagt wird,
c) wobei im Trinkwasser ein Sauerstoffanreicherung auf einen Sauerstoffgehalt von 10 bis 40 mg/l und eine Kohlendioxidanreicherung auf einen Kohlendioxidgehalt des Wassers im Bereich von 0,3 bis 0,7% erfolgt und
d) das so behandelte Trinkwasser in druckfest verschlossenen Behälter abgefüllt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das natürliche Trinkwasser vor der Sauerstoffanreicherung entgast und/oder entkeimt wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sauerstoffanreicherung auf einen Wert von 17 bis 27 mg/l, erfolgt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kohlendioxidanreicherung auf einen Wert von 0,5 bis 0,6% erfolgt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Begasungsbehälter ein Druck von 2,8 bis 3 bar aufrechterhalten wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zu begasende Wasser und/oder die zugeführte Luft bzw. das zugeführte Kohlendioxid auf eine Temperatur von etwa 10°C gebracht wird.