WO2006055999A1 - Method and device for production of water with increased oxygen content - Google Patents

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Anatoly Lukashev
Vladimir Voyejkov
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Human Oxy Vertriebs Gmbh
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    • C02F2305/023Reactive oxygen species, singlet oxygen, OH radical

Definitions

  • the invention relates to a method for producing water with increased oxygen content, including its activated forms, having the features of the introductory part of claim 1.
  • the invention further relates to an apparatus for carrying out the method for producing water with increased oxygen content, including its activated forms.
  • US Pat. No. 4,549,969 A describes a process for increasing the oxygen content in aquarium water.
  • a hollow rod is introduced into the aquarium, in which an aqueous solution of hydroperoxide (its concentration is in the range of 0.1-5%) is included.
  • the rod part immersed in the container with the oxygenating water has pores.
  • the outer surface of the rod member is covered with a substance which catalyzes the decomposition of hydroperoxide in water and in oxygen: manganese dioxide, Fe 2 O 3 , nickel oxide.
  • Oxygen produced in the aquarium dissolves better in the water than would be the case if pure oxygen were added to the water.
  • oxygen is supplied "in statu nascendi".
  • Singlet oxygen is an excited form of molecular oxygen (O 2 ), which in turn represents the usual form of oxygen found in the air or in water, and is also called triplet oxygen.
  • Singlet oxygen forms in a series of chemical reactions involving, for example, oxygen radicals and peroxy compounds.
  • singlet oxygen also arises from ordinary tri- Oxygen in contact with special colors, so-called photody- namic colors, with light of a certain wavelength.
  • the singlet oxygen is a strong oxidant and readily enters into various chemical reactions, especially with water.
  • JP 1228591 A describes a method in which air is irradiated intensively with ultraviolet radiation in the wavelength ranges from 150 nm to 180 nm and from 200 nm to 300 nm.
  • the irradiation in these wavelength ranges contributes to the formation of ozone in the oxygen contained in the air. Ozone splits instantly, forming atomic oxygen. The oxygen thus formed is introduced into water, which is intended to become active.
  • both active oxygen is introduced into it, not only in the form of singlet oxygen, but also in its other active forms, such as the hydroperoxide radical, the ozone, higher peroxides of the types H 2 O 3 and H 2 O 4 and their radical forms and other oxygen species, as well as the fact that a significantly increased, relatively balanced concentration of molecular oxygen is produced in the water, which activates in the decay reactions of these high energy particles becomes, whereby they are reproduced.
  • This method and the apparatuses allow to obtain water with a content of 50-60 mg oxygen / liter.
  • the disadvantages of this method are that the content of oxygen is expensive and that it drops rapidly during storage under normal conditions.
  • oxygen-saturated water produced by the above methods quickly loses dissolved oxygen at atmospheric pressure and its level remains within the dynamic equilibrium of the water-luff system, ie, in the range of 6 to 14 mg / 1 at room temperature.
  • the object of the invention is to provide a process for producing oxygen-enriched liquids, in particular water enriched with both active and molecular oxygen (hereinafter referred to as "oxywater”), and also a process for carrying out the process To provide a suitable device, with the stable and highly effective, oxygenated water can be obtained to provide.
  • oxygen-enriched liquids in particular water enriched with both active and molecular oxygen (hereinafter referred to as "oxywater”)
  • Oxygen and its active forms primarily refer to the saturation of drinking water, water for water therapies, use of saturated water in industry and agriculture as well as saturating polluted plant and household water.
  • the saturation of other liquids with oxygen and its active forms to optionally transfer active oxygen to other liquids and gases is also contemplated within the scope of the invention.
  • the pure oxygen prior to introduction into the liquid, the pure oxygen is activated, whereby it is converted into various active forms and at the same time moistened, which promotes stabilization of these forms until they enter the liquid;
  • the packing are preferably made of silicate material
  • the saturation of a liquid (water) with active oxygen occurs at a temperature of the liquid and the surrounding air in the range of room temperature and an overpressure of about 0.2 - 2 kPa.
  • Clathrates are three-dimensional, closed structures whose scaffolds are made up of water molecules that are bound together by hydrogen bonds, and that have spaces on the inside where space-sized particles of molecular dimensions, especially active oxygen forms, can be accommodated.
  • the activation of the oxygen in the device described below and the incorporation of active oxygen into the water ensure an efficient realization of the physical-chemical processes, in which the activation of the oxygen and the stabilization of the activated oxygen before the time of its dissolution in the water and after its introduction into the water.
  • FIG. 1 shows schematically a system for saturating water with oxygen
  • FIG. 2 shows a detail of the device from FIG. 1
  • FIG. 3 shows a diagram of the dynamics of saturation of water with activated oxygen.
  • the activation of oxygen takes place in a device according to Fig. 1 and 2 .
  • Oxygen from bottles 4 (purity: 99.9%) is controlled by a control organ 9, passed through an activator 8 ("plasma memotron" in FIG. 2). From the activator 8, active oxygen enters a separator 2.
  • the activator 8 is supplied with electrical energy from a power supply 5, which can also serve as a control unit.
  • the operating voltage of the power supply 5 is for example 220 V, that of the activator 8 between 110 and 220 V.
  • the current is set between 2 and 30 amps.
  • the ratio between the amount of electrolytic solution and gaseous oxygen in the activator 8 is 1:10 to 1: 150 liters.
  • the temperature of the mixture of electrolyte solution and oxygen in the activator 8 is at stable operating conditions 30 to 90 ° C.
  • the process parameters to be observed in the oxygen activation are selected and set taking into account the requirements for the amount and content of oxygen and its active forms in the water.
  • the nature of the electrolyte solution, its constituents and the concentration of electrolytes in the solution are also chosen taking into account the requirements of the final finished product. For example, in the production of drinking water with an average content of oxygen and its active forms of 25-35 mg / 1, an alkaline electrolyte having a basic substance content of the order of 4% is used.
  • the electrolyte solution is prepared in advance and supplied from a reservoir 2a.
  • composition of the usable electrolyte solution according to the invention is the following:
  • alkaline electrolyte containing alkaline substance e.g. Sodium hydroxide (NaOH) of water 4 +/- 1%.
  • the plant parts contained in the part marked "sector A" in FIG. 1 serve to produce activated oxygen.
  • Domrachev GA Selivanovskii DA, Didenculov IN, Rodigin Yu.L., Stunzhas PA: Temperature dependence of efficiency of sonolysis and intensity of solonuminescence of water, Zhurnal Fizicheskoi Himii., 2001, 75 (2), pp. 363-368).
  • the parts of the plant contained in the part labeled "sector B" of Fig. 1 serve to saturate a liquid (in the example: water) with oxygen and its active forms.
  • a well For enriching / saturating natural water from a well (well, spring) is used, which corresponds to drinking water standards.
  • the cleaning is carried out in a two-stage filter 6.
  • the purified, clarified and possibly sterilized by UV irradiation 12 water is collected in a container 3 and conveyed from the container 3 with a pump 7 in the upper part of the column 1.
  • the ratio of the flows of water: oxygen is 80: 1.
  • the absorption temperature is equal to the ambient temperature.
  • the control and regulation of the functions of the oxygen activation and water saturation sections A and B can be done with a computer controlled system.
  • Activation of oxygen is accomplished using the equipment portions of the apparatus of sector "A" in FIG. 1, notably the activator 8 shown in greater detail in FIG.
  • Activator 8 (plasma motorotron) is designed and manufactured according to the planned performance of the plant.
  • a typical plasma chemotron has a hollow plastic housing 11 in the bottom of which a hollow, metallic cathode 13 is mounted. Through the cavity in the cathode 13 electrolyte solution is passed from the separator 2 in the activator 8, whereby the cathode 13 is cooled.
  • the anode 12 is spaced around the cathode 13 and perforated. From an annular manifold 14, the oxygen from the bottles 4 is supplied, escaping oxygen is uniformly distributed from the perforated anode 12 in the reaction zone.
  • the level of electrolyte solution in the housing 11 is controlled by means of overflow 20 via an opening 21 in the housing 11 or via a device. Instead of the overflow, an (arbitrarily designed) other device for regulating the liquid level can also be provided.
  • the reliability of the activator 8 is ensured by switching off current to the cathode 13 and the anode 12 when in the housing 11 no more electrolyte solution is present.
  • the operating voltage of the power supply 5 is up to 220 V, that of the
  • Activator 8 between 110 V and 220 V.
  • the current is set from 2 to 30 amps.
  • the relationship between the flows of Electrolyte solution and the gaseous oxygen is 1:10 to 1: 150 liters.
  • the temperature of the active mixture is 30 to 90 ° C under stable operating conditions.
  • the process parameters to be observed during oxygen activation are determined by the requirements for the amount and content of oxygen and its active forms in the water.
  • Electrolyte solution and gaseous oxygen 1:50 liters
  • oxygen-enriched water obtainable according to the present invention.
  • water obtainable according to the invention has special properties, that it exerts an unusual influence on microorganisms which come into contact with it, that it has a favorable effect on physical endurance and that it affects the De - Reduced pressivity of laboratory animals (rats).
  • microorganisms To determine whether microorganisms are present in the water, it is applied to a Petri dish with a standard agar medium and incubated for one day at an optimal temperature for cell proliferation, after which the number of colonies is counted.
  • the microorganisms of artesian water and water obtainable according to the invention have formed colonies only after two to three days, i. much later than microorganisms from ordinary water.
  • the microorganisms from water obtainable according to the invention have formed very small colonies whose dimensions are smaller than those of artesian water. This shows a very low reproductive capacity of the microorganisms living in these waters, but especially in the water obtainable according to the invention. Even in water obtainable according to the invention, which was stored in closed bottles for one year and in which the content of microorganisms was markedly higher than in fresh water obtainable in accordance with the invention, the reproductive capacity of the microorganisms remained at a low level.
  • the small size of the colonies is related to the fact that the number of cells in them is smaller by one to two orders of magnitude, depending on how long the colonies had time to grow than in the cultures of the control cells. In other words, the rate of division of the microorganisms rapidly decreases after contact with water obtainable according to the invention.
  • the modification of the reproductive properties of the cells of the coli bacterium under the action of water obtainable according to the invention can explain the positive effect of a regular consumption of this water on the digestive apparatus.
  • the microorganisms colonizing the gastrointestinal tract of humans and animals play a very important role in normal physiology. They ensure that the digestive processes run efficiently and provide the organism with many biologically active substances (vitamins, regulatory molecules) that the organism itself does not produce or does not produce in sufficient quantities.
  • the microorganisms normally living in the intestine only fulfill their functions in the time between cell divisions. Too high a rate of division of the microbial cells in the gastrointestinal tract is usually associated with pathological phenomena and is accompanied by the negative symptoms.
  • the "oxy" water obtainable according to the invention is an advantageous agent for the prophylaxis and therapy of gastrointestinal diseases.
  • water obtainable according to the invention normalizes the biological activity of microorganisms without killing them, which has a favorable effect on the digestion and also on other physiological processes in the human organism.
  • the oxygen content in an opened bottle of water obtainable according to the invention is from two to three times the oxygen content in artesian water and other pure water which are in equilibrium with the air.
  • the composition of the salts, the pH and the redox potential of this water make it possible to count it as drinking water of the highest quality.
  • the oxygen content in water obtainable according to the invention decreases and gradually reaches an equilibrium concentration, this process proceeding rapidly when stirring. Consequently, one can explain the above-described biological properties of the water, in particular its influence on the Kolibakterienzellen, especially when stirring the Incubationsproben, not only with an increased oxygen content in the water.
  • Water obtainable according to the invention in comparison with conventional drinking water, has a considerably higher energy activity, which is responsible for its particular biological properties.
  • the water produced by the process according to the invention (“oxy- Water ”) may have the following properties, among others.
  • Water obtainable according to the invention has a bacteriostatic effect on intestinal and other microflora, without having pronounced antibiotic properties.
  • Water obtainable according to the invention has a favorable effect on the physical and mental endurance of laboratory animals.
  • the mechanism of biological activity of water obtainable according to the invention is given by its capacity for oxygen activation and autoxidation.
  • oxygen is generated by interaction with the active oxygen produced during the electrolysis, by excitation under the action of the various energy sources. gieformen that occur when current is passed through the electrolyzer (in particular sound energy and light energy), activated.
  • the active oxygen is stabilized in the water clathrates and this moist gas mixture is brought into contact in a countercurrent column with the liquid to be oxygenated, wherein the liquid to be enriched, the Gegenstromkolon- ne, which contains a silicate-containing material as filler, from top to bottom and the activated oxygen flows through the countercurrent column from bottom to top.
  • the liquid to be enriched is passed through the column several times until the desired degree of oxygen enrichment has been achieved.

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Abstract

When oxygen is passed through an aqueous alkaline electrolyte, in which a voltage is applied across a cathode and an annular anode surrounding the same, said oxygen is activated by interaction with the active oxygen produced on electrolysis by stimulation due to the action of various energy forms which occur on passing a current through the electrolysis device (18) (in particular, sound energy and light energy). The active oxygen is stabilised in water clathrates and said moist gas mixture is brought into contact with the liquid for enrichment with oxygen in a counter-current column (1), whereby the liquid for enrichment flows down the counter-current column (1), with a silicate-containing material as packing (1a) and the activated oxygen flows up the counter-current column (1). The liquid for enrichment is optionally passed several times through the column (1) until the desired degree of enrichment with oxygen is achieved.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Wasser mit erhöhtem Sauerstoffgehalt, inklusive dessen aktivierte Formen, mit den Merkmalen des einleitenden Teils von Anspruch 1.The invention relates to a method for producing water with increased oxygen content, including its activated forms, having the features of the introductory part of claim 1.
Die Erfindung betrifft weiters eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens zum Herstellen von Wasser mit erhöhtem Sauerstoffgehalt, inklusive dessen aktivierte Formen.The invention further relates to an apparatus for carrying out the method for producing water with increased oxygen content, including its activated forms.
Viele biologische Prozesse brauchen Sauerstoff, wobei Voraussetzung für die Einbringung des Sauerstoffs in diese Prozesse darin besteht, dass der Sauerstoff vorher aktiviert wird. In der Natur geht die Anreicherung des Wassers durch Sauerstoff langsam vor sich, was wiederum eine rasche Ausschöpfung der Sauerstoffreserven bei Ver- schmutzung des Systems bedingt, auch dann, wenn vor einer biologi- sehen Reinigung des Wassers belüftet wird. Die biologischen Prozesse wären wirksamer, wenn im Wasser durch lange Zeit hindurch unter normalen Druck- und Temperaturbedingungen ein hoher Sauerstoffgehalt erhalten bliebe und wenn es Voraussetzungen für seine Aktivierung gäbe.Many biological processes require oxygen, and the prerequisite for the introduction of oxygen into these processes is that the oxygen is activated beforehand. In nature, the enrichment of water by oxygen is slow, which in turn causes a rapid exhaustion of the oxygen reserves in case of contamination of the system, even if it is aerated before a biological purification of the water. The biological processes would be more efficient if high levels of oxygen were retained in the water for a long time under normal pressure and temperature conditions, and if there were conditions for its activation.
In letzter Zeit wurde über die positive Wirkung Trinkwasser mit erhöhtem Sauerstoffgehalt berichtet. Es wurde geltend gemacht, dass der Genuss von mit Sauerstoff gesättigten Wasser zu einem erhöhten Sauerstoffgehalt im Blut, zu einem Sinken der Pulsfrequenz, einer verbesserten Verdauung und anderen positiven Veränderungen im Ge- sundheitszustand führe, was damit zu tun habe, dass sich die Sauers- toffVersorgung des Gewebes verbessere. Die Verwendung von mit Sau- erstoff gesättigtem Wasser soll in der Vieh- und Geflügelzucht die Morbidität und Mortalität senken und die Gewichtszunahme steigern. Das Einleiten von Wasser mit erhöhtem Sauerstoffgehalt in ver- schmutztes Wasser soll dessen Selbstreinigung beschleunigen.Recently, the positive effects of drinking water with increased oxygen content have been reported. It has been argued that the consumption of oxygen-saturated water leads to increased levels of oxygen in the blood, a decrease in heart rate, improved digestion, and other positive changes in health, which has to do with the fact that the sour- improve the tissue care. The use of oxygen-saturated water in livestock and poultry farming should reduce morbidity and mortality and increase weight gain. The introduction of water with increased oxygen content in contaminated water should accelerate its self-cleaning.
Hersteller von mit Sauerstoff gesättigtem Wasser geben an, dass es ein Sauerstoffdefizit ausgleiche, das im Zusammenhang mit der Ab- nähme des Sauerstoffgehalts in Luft bestehe. Aber eine Überprüfung zeigt, dass Wasser, egal, wie sehr es auch mit Sauerstoff angerei- chert oder gar gesättigt sein mag, einen Sauerstoffmangel nicht kompensieren kann. Der Mensch und viele Tiere atmen mit Lungen, durch die der Sauerstoff außerordentlich schnell und effizient ins Blut gelangt, u.zw. mit einer Geschwindigkeit von bis zu 5 l/min. Der Magen-Darm-Trakt verfügt nicht über solche Eigenschaften. Des- halb kann er einen Mangel an Sauerstoff in der Luft nicht ausglei- chen, selbst falls ein solcher bestehen sollte, egal, wie viel Sauerstoff auch mit dem Wasser in den Organismus gelangt. Außerdem wird selbst dann, wenn Wasser 10-fach mit Sauerstoff übersättigt worden ist, die Konzentration von Sauerstoff in einem Liter Wasser über den Wert von 90 mg nicht hinauskommen, was gerade etwas mehr als 0,1 1 freien Sauerstoffs oder 0,5 Liter gewöhnlicher Luft ent- spricht. Dessen ungeachtet gibt es Berichte über eine positive Wirkung von mit Sauerstoff angereichertem Wasser und dass es be- sondere Eigenschaften habe.Manufacturers of oxygen-saturated water claim that it compensates for an oxygen deficit associated with the decrease in oxygen content in air. But a review shows that, no matter how much it may be oxygenated or even saturated, water can not compensate for lack of oxygen. Man and many animals breathe with lungs, through which the oxygen reaches the blood extremely quickly and efficiently, u.zw. at a speed of up to 5 l / min. The gastrointestinal tract does not have such properties. Therefore, it can not compensate for a lack of oxygen in the air, even if such exists, no matter how much oxygen enters the organism with the water. In addition, even when water has been supersaturated with oxygen 10 times, the concentration of oxygen in one liter of water will not exceed the value of 90 mg, which is just over 0.1 l of free oxygen or 0.5 l more common Air corresponds. Nevertheless, there are reports of a positive effect of oxygen-enriched water and that it has special properties.
Im Stand der Technik sind verschiedene Verfahren und Vorrichtungen vorgeschlagen worden, mit denen Wasser gewonnen werden können soll, das mit Sauerstoff angereichert ist.Various methods and devices have been proposed in the art for obtaining water enriched with oxygen.
Bekannt sind auch Formen der Arbeit mit aktivem Sauerstoff, auch mit Singulettsauerstoff, d.h. mit angeregter Form des Molekular-Sauers- toff.Also known are forms of work with active oxygen, including singlet oxygen, i. with excited form of molecular oxygen.
Die US-4,549,969 A beschreibt ein Verfahren zum Steigern des Sauers- toffgehaltes in Aquarium-Wasser. Ins Aquarium wird ein Hohlstab eingeführt, in welchen eine wässerige Lösung von Hydroperoxid (des- sen Konzentration liegt im Bereich von 0,1-5%) eingeschlossen wird. Der Stabteil, der in den Behälter mit dem mit Sauerstoff anzurei- cherndem Wasser eintaucht, hat Poren. Die Außenfläche des Stabteiles ist mit einem Stoff bedeckt, der das Zersetzen von Hydroperoxid in Wasser und in Sauerstoff katalysiert: Braunstein, Fe2O3, Nickeloxid. Sauerstoff, der im Aquarium entsteht, löst sich im Wasser besser, als es bei Zuführen von reinem Sauerstoff ins Wasser der Fall wäre. Bei diesem bekannten Verfahren wird Sauerstoff "in statu nascendi" zugeführt. Diese aktive Art des Sauerstoffes (singuletter Sauers- toff) kann Wasser besser sättigen als nicht angeregter Sauerstoff. Unter Singulettsauerstoff versteht man eine angeregte Form von molekularem Sauerstoff (O2) , der wiederum die übliche Form des Sau- erstoffs, wie er sich in der Luft oder in Wasser gelöst vorfindet, darstellt, und der auch Triplettsauerstoff genannt wird. Singulett- sauerstoff bildet sich bei einer Reihe von chemischen Reaktionen, an welchen z.B. Sauerstoffradikale und Peroxyverbindungen beteiligt sind. Singulettsauerstoff entsteht aber auch aus gewöhnlichem Tri- plettsauerstoff bei Belichtung von Spezialfarben, sogenannte fotody- namische Farben, mit Licht einer bestimmten Wellenlänge. Zum Unter- schied von Triplettsauerstoff ist der Singulettsauerstoff ein star- kes Oxydans und tritt leicht in verschiedene chemische Reaktionen ein, insbesondere mit Wasser. Singulettsauerstoff (=singuletter Sauerstoff) ist kein Sauerstoff, der atomar ist (ein Atom Sauers- toff.) , sondern leitet sich von der quantenphysikalischen Beschrei- bung des Zustandes der Elektronen in einzelnen Sauerstoff-Molekülen ab.US Pat. No. 4,549,969 A describes a process for increasing the oxygen content in aquarium water. A hollow rod is introduced into the aquarium, in which an aqueous solution of hydroperoxide (its concentration is in the range of 0.1-5%) is included. The rod part immersed in the container with the oxygenating water has pores. The outer surface of the rod member is covered with a substance which catalyzes the decomposition of hydroperoxide in water and in oxygen: manganese dioxide, Fe 2 O 3 , nickel oxide. Oxygen produced in the aquarium dissolves better in the water than would be the case if pure oxygen were added to the water. In this known method, oxygen is supplied "in statu nascendi". This active type of oxygen (singular acid) can saturate water better than non-stimulated oxygen. Singlet oxygen is an excited form of molecular oxygen (O 2 ), which in turn represents the usual form of oxygen found in the air or in water, and is also called triplet oxygen. Singlet oxygen forms in a series of chemical reactions involving, for example, oxygen radicals and peroxy compounds. However, singlet oxygen also arises from ordinary tri- Oxygen in contact with special colors, so-called photody- namic colors, with light of a certain wavelength. In contrast to triplet oxygen, the singlet oxygen is a strong oxidant and readily enters into various chemical reactions, especially with water. Singlet oxygen (= singlet oxygen) is not oxygen that is atomic (an atom of oxygen), but is derived from the quantum physical description of the state of the electrons in individual oxygen molecules.
In der JP 1228591 A ist ein Verfahren beschrieben, bei dem Luft intensiv mit Ultraviolettstrahlung in den Wellenlängenbereichen von 150 ran bis 180 nm und von 200 nm bis 300 nm bestrahlt wird. Die Bestrahlung in diesen Wellenlängenbereichen trägt dazu bei, dass in der Sauerstoff enthaltenen Luft Ozon entsteht. Ozon spaltet sich sofort, unter Bilden von atomarem Sauerstoff. Der so gebildete Sauerstoff wird in Wasser eingeleitet, das dadurch aktiv werden soll.JP 1228591 A describes a method in which air is irradiated intensively with ultraviolet radiation in the wavelength ranges from 150 nm to 180 nm and from 200 nm to 300 nm. The irradiation in these wavelength ranges contributes to the formation of ozone in the oxygen contained in the air. Ozone splits instantly, forming atomic oxygen. The oxygen thus formed is introduced into water, which is intended to become active.
In der DE 198 55 881 C wird ein Verfahren zur Wasser-Aktivierung und zur Anwendung aktivierten Wassers beschrieben, das durch Einleiten von singulettem Sauerstoff hochaktiv werden soll. Die Sauerstoff- aktivierung erfolgt durch Lichtbestrahlung unter Verwendung eines "photodynamischen Effektes". Das Wesen des Effektes besteht darin, dass bestimmte synthetische Farbstoffe durch die Beleuchtung im Bereich der Wellenlängen, die der jeweilige Farbstoff gut absor- biert, in angeregten Triplett-Zustand geraten können. Die Anregung kann auf ein Triplett-Molekül des Sauerstoffs übertragen werden, wodurch dieses Molekül in den Singulettzustand übergeht.DE 198 55 881 C describes a process for the activation of water and the use of activated water, which is said to be highly active by introducing singlet oxygen. Oxygen activation is by light irradiation using a "photodynamic effect". The essence of the effect is that certain synthetic dyes can be excited triplet by illumination in the range of wavelengths well absorbed by each dye. The excitation can be transferred to a triplet molecule of oxygen, which transitions this molecule into the singlet state.
Der Nachteil dieser Verfahren ist die Aktivierung des Sauerstoffs in der Luft, die auch Stickstoff und Kohlendioxyd enthält. Tritt akti- ver Sauerstoff in der Luft auf, sind Nebenreaktionen nicht ausge- schlossen, bei denen toxische Stickstoff-, Kohlenstoff- und Sauers- toffVerbindungen entstehen können. Außerdem können die in der DE 198 55 881 C verwendeten fotodynamischen Farben in Wechselwirkung mit dem aktiven Sauerstoff degradieren. Die Farben können sowohl in ihrer Ausgangsform, als auch als Produkte ihrer Degradation ins Wasser gelangen und in nicht vorhersehbarer Weise seine Konsumeigen- Schäften verändern. Schließlich kann auch mit Hilfe dieser Verfahren der Wasserakti- vierung, wobei entweder mittels UV-Bestrahlung der Luft oder mittels Bestrahlung fotodynamischer Farben in Luft oder Wasser gewonnener Singulettsauerstoff in das Wasser eingeleitet wird, keine wesentli- che Erhöhung des molekularen Sauerstoffgehalts im Wasser erreicht werden. Da aber der Singulettsauerstoff kurzlebig ist, wird das aktive Wasser rasche seine besonderen Eigenschaften verlieren, wenn im Wasser kein Überschuss an molekularem Sauerstoff vorhanden ist.The disadvantage of these methods is the activation of the oxygen in the air, which also contains nitrogen and carbon dioxide. If active oxygen in the air occurs, side reactions are not ruled out, which can lead to toxic nitrogen, carbon and sour- ter compounds. In addition, the photodynamic colors used in DE 198 55 881 C can degrade in interaction with the active oxygen. The colors, both in their initial form and as products of their degradation, can enter the water and change their consumer properties in an unpredictable way. Finally, with the aid of these methods of water activation, whereby singlet oxygen obtained either by UV irradiation of the air or by irradiation of photodynamic dyes in air or water is introduced into the water, no substantial increase in the molecular oxygen content in the water can be achieved. However, since the singlet oxygen is short-lived, the active water will rapidly lose its particular properties if there is no excess of molecular oxygen in the water.
Voraussetzung für langes Anhalten der besonderen Eigenschaften des aktiven Wassers besteht darin, dass sowohl aktiver Sauerstoff in dieses eingeleitet wird, und zwar nicht nur in Form von Singulett- sauerstoff, sondern auch in seinen anderen aktiven Formen, wie z.B. dem Hydroperoxydradikal, dem Ozon, den höheren Peroxyden der Type H2O3 und H2O4 und ihren radikalen Formen und anderen Sauerstofffor- men, als auch darin, dass im Wasser eine wesentlich erhöhte, relativ gleichgewichtige Konzentration an molekularem Sauerstoff hergestellt wird, der bei den Zerfallreaktionen dieser Hochenergieteilchen aktiviert wird, wodurch sie reproduziert werden.The prerequisite for long-term stopping of the particular properties of the active water is that both active oxygen is introduced into it, not only in the form of singlet oxygen, but also in its other active forms, such as the hydroperoxide radical, the ozone, higher peroxides of the types H 2 O 3 and H 2 O 4 and their radical forms and other oxygen species, as well as the fact that a significantly increased, relatively balanced concentration of molecular oxygen is produced in the water, which activates in the decay reactions of these high energy particles becomes, whereby they are reproduced.
Andere bekannte Verfahren und Vorrichtungen zum Sättigen von Flüs- sigkeiten (z.B. Wasser) mit Sauerstoff in industriellem Maßstab, sind auf die Flüssigkeitszufuhr in ein Sauerstoffmedium gerichtet, das sich in einem geschlossenen Behälter unter Druck befindet, vgl. (US- 5,766,490 A.Other known methods and apparatuses for saturating liquids (e.g., water) with oxygen on an industrial scale are directed to the supply of liquid to an oxygen medium which is under pressure in a closed container. (US 5,766,490 A.
Dieses Verfahren und die Apparate erlauben es, Wasser mit einem Gehalt von 50-60 mg Sauerstoff/Liter zu erhalten. Die Nachteile dieses Verfahrens bestehen darin, dass der Gehalt an Sauerstoff teuer ist und dass während der Lagerung unter normalen Bedingungen rasch sinkt.This method and the apparatuses allow to obtain water with a content of 50-60 mg oxygen / liter. The disadvantages of this method are that the content of oxygen is expensive and that it drops rapidly during storage under normal conditions.
Viele biologische Vorgänge benötigen Sauerstoff. Die Sättigung von natürlichem Wasser mit Sauerstoff geht nur langsam vor sich und in der Folge erschöpft sich der Sauerstoff bei einer Verschmutzung der Systeme sehr rasch, sogar dann, wenn vor der biologischen Reinigung eine Belüftung erfolgt. Die biologischen Prozesse wären wirksamer, wenn im Wasser lange Zeit bei normalen Druck- und Temperaturverhält- nissen ein hoher Sauerstoffgehalt erhalten bliebe. Bekannt sind Verfahren, bei welchen Sauerstoff oder Luft in Wasser eingeleitet wird. Vorgeschlagen wurde das Einleiten von Luft oder von einem Gemisch mit niedrigem Sauerstoffgehalt und anschließendem Einleiten von konzentriertem Sauerstoff in Wasser. So kann die Konzentration des gelösten Sauerstoffs im Wasser auf 35 mg/1 erhöht werden. Alle Verfahren, die auf diesem Prinzip beruhen, haben einen gemeinsamen Nachteil: die niedrige biologische Aktivität des Wassers wegen seines niedrigen Gehaltes an aktiven Sauerstoffformen, da es mit gewöhnlichem molekularen Sauerstoff gesättigt ist.Many biological processes require oxygen. The saturation of natural water with oxygen is slow and, as a result, the oxygen will deplete very quickly if the systems become contaminated, even if they are aerated before biological treatment. The biological processes would be more efficient if high levels of oxygen were retained in the water for a long time under normal pressure and temperature conditions. Methods are known in which oxygen or air is introduced into water. It has been proposed to introduce air or a mixture of low oxygen content and then introduce concentrated oxygen in water. Thus, the concentration of dissolved oxygen in the water can be increased to 35 mg / l. All processes based on this principle have one common drawback: the low biological activity of the water because of its low content of active oxygen forms since it is saturated with ordinary molecular oxygen.
Mit Sauerstoff gesättigtes Wasser, das mit den oben genannten Ver- fahren hergestellt ist, verliert nämlich bei atmosphärischem Druck den gelösten Sauerstoff rasch und sein Niveau bleibt im Rahmen des dynamischen Gleichgewichts des "Wasser-Luff'-Systems, d.h. im Be- reich von 6 bis 14 mg/1 bei Raumtemperatur.For example, oxygen-saturated water produced by the above methods quickly loses dissolved oxygen at atmospheric pressure and its level remains within the dynamic equilibrium of the water-luff system, ie, in the range of 6 to 14 mg / 1 at room temperature.
Daher sind Verfahren und Vorrichtungen, die es erlauben, Flüssig- keiten (insbesondere Wasser) mit einem Sauerstoffgehalt in einer Größenordnung und mit einer Struktur herzustellen, bei dem die biologische Wirksamkeit des Wassers über längere Zeit erhalten bleibt, wünschenswert.Therefore, methods and apparatus that allow to produce liquids (especially water) having an oxygen content of a magnitude and having a structure in which the biological effectiveness of the water is maintained for a long time are desirable.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Her- stellen von mit Sauerstoff angereicherten Flüssigkeiten, insbesonde- re sowohl mit aktivem, als auch mit molekularem Sauerstoff ange- reichertem Wasser (im Folgenden "Oxywasser" genannt) , sowie auch eine zum Durchführen des Verfahrens geeignete Vorrichtung, mit der stabiles und hochwirksames, mit Sauerstoff angereichertes Wasser gewonnen werden kann, zur Verfügung zu stellen.The object of the invention is to provide a process for producing oxygen-enriched liquids, in particular water enriched with both active and molecular oxygen (hereinafter referred to as "oxywater"), and also a process for carrying out the process To provide a suitable device, with the stable and highly effective, oxygenated water can be obtained to provide.
Gelöst wird diese Aufgabe, was das Verfahren anlangt, mit den Merk- malen des Verfahrenshauptanspruches und was die Vorrichtung anlangt, mit den Merkmalen des Vorrichtungshauptanspruches.This object is achieved in terms of the method, with the features of the main claim of the method and as far as the device is concerned, with the features of the device main claim.
Bevorzugte und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Preferred and advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Sättigen von Flüssigkeiten mitThe inventive method for saturating liquids with
Sauerstoff und seinen aktiven Formen bezieht sich vornehmlich auf das Sättigen von Trinkwasser, Wasser für Wassertherapien, Verwendung des gesättigten Wassers in Industrie und Landwirtschaft sowie das Sättigen von verschmutztem Betriebs- und Haushaltswasser. Das Sätti- gen anderer Flüssigkeiten mit Sauerstoff und seinen aktiven Formen, um aktiven Sauerstoff gegebenenfalls auf andere Flüssigkeiten und Gase zu übertragen, ist im Rahmen der Erfindung ebenfalls in Be- tracht gezogen.Oxygen and its active forms primarily refer to the saturation of drinking water, water for water therapies, use of saturated water in industry and agriculture as well as saturating polluted plant and household water. The saturation of other liquids with oxygen and its active forms to optionally transfer active oxygen to other liquids and gases is also contemplated within the scope of the invention.
Der prinzipielle Unterschied zwischen dem erfindungsgemäßen Verfah- ren und bekannten Verfahren besteht beispielsweise in folgenden Merkmalen:The principal difference between the method according to the invention and known methods consists, for example, in the following features:
vor dem Einbringen in die Flüssigkeit wird der reine Sauerstoff aktiviert, wobei er in vielfältige aktive Formen übergeführt und gleichzeitig befeuchtet wird, was eine Stabilisierung dieser Formen bis zu ihrem Eintritt in die Flüssigkeit fördert;prior to introduction into the liquid, the pure oxygen is activated, whereby it is converted into various active forms and at the same time moistened, which promotes stabilization of these forms until they enter the liquid;
das Aktivieren von Sauerstoff erfolgt in einer Vorrichtung mit nur geringem Energieverbrauchs;the activation of oxygen takes place in a device with only low energy consumption;
- das Sättigen einer Flüssigkeit, insbesondere von Wasser, mit aktiviertem Sauerstoff erfolgt in einer Ausführungsform erfin- dungsgemäß in einem Absorber vom Kolonnentyp mit granulierten Füllkörpern, welche die Oberfläche der Flüssigkeit bei ihrer Berührung mit Sauerstoff vergrößern;- The saturation of a liquid, in particular of water, with activated oxygen is carried out in an embodiment according to the invention in a column-type absorber with granulated packing, which increase the surface of the liquid in contact with oxygen;
- die Füllkörper sind bevorzugt aus Silikatmaterial hergestellt;- The packing are preferably made of silicate material;
- die Flüssigkeit (Wasser) strömt in einer Kolonne nach unten und aktiver Sauerstoff nach oben;- The liquid (water) flows in a column down and active oxygen upwards;
das Sättigen einer Flüssigkeit (Wasser) mit aktivem Sauerstoff erfolgt bei einer Temperatur der Flüssigkeit und der umgebenden Luft im Bereich der Raumtemperatur und einem Überdruck von ca. 0,2 - 2 kPa.The saturation of a liquid (water) with active oxygen occurs at a temperature of the liquid and the surrounding air in the range of room temperature and an overpressure of about 0.2 - 2 kPa.
Nachstehend werden beispielhafte Reaktionsgleichungen für das Akti- vieren von Sauerstoff wie es beim erfindungsgemäßen Verfahren er- folgt, wiedergegeben (die freiradikalen, aktiven Sauerstoffformen sind durch fett gedruckte Punkte, die unpaarige Elektronen symboli- sieren, gekennzeichnet) : A. - SauerstoffaktivierungsverfahrenHereinafter, exemplary reaction equations for the activation of oxygen are reproduced as follows in the process according to the invention (the free-radical, active oxygen forms are indicated by bold points symbolizing unpaired electrons): A. - Oxygen Activation Procedure
1. O=O + H* → H-O-O*- Superoxyd Anion Hydroperoxydradikal1. O = O + H * → H-O-O * - superoxide anion hydroperoxide radical
2. O=O + hv* → -O-O*- Singulettsauerstoff 3. 3 O2 + hv* → 2 O3 Ozon2. O = O + hv * → -OO * - singlet oxygen 3. 3 O 2 + hv * → 2 O 3 ozone
B. - OxidationsvorgängeB. - Oxidation processes
4. H-O-H + -O-O*- → H-O-O*- + -*O-H4. H-O-H + -O-O * - → H-O-O * - + - * O-H
C. - Bildung höherer PeroxideC. - Formation of higher peroxides
5. H-O-O*- + -*O-H → H-O-O-O-H (H2O3 )5. HOO * - + - * OH → HOOOH (H 2 O 3 )
6. H-O-O*- + -*O-O-H → H-O-O-O-O-H (H2O4 ) 7. H-O-O-O-H + -O-O* → H-O-O-O-O-O-H ( H2O5 ) und deren Gesamtformel: - H2On wobei n = 3,4,5,6,7, ...6. HOO * - + - * OOH → HOOOOH (H 2 O 4 ) 7. HOOOH + -OO * → HOOOOOH (H 2 O 5 ) and their overall formula: - H 2 O n where n = 3,4,5, 6,7, ...
In dem nachstehend wiedergegebenen Reaktions-Schema sind die Wech- selwirkungen von Sauerstoff und seinen aktiven Formen beispielhaft gezeigt:In the reaction scheme shown below, the interactions of oxygen and its active forms are shown by way of example:
Figure imgf000009_0001
Untersuchungen der Voraussetzungen für den Ablauf dieser Reaktionen ergaben, dass das Wasser nicht nur als einer der Reagenzien dient, die das Auftreten einiger aktiver Sauerstoffformen fördern (z.B. Reaktion 4). Dank seiner Strukturierung ist das Wasser die Voraus- setzung sowohl für deren Auftreten [Chetverikov A.G., Blumenfeld L.A., Fomin G.V. : Possible mechanisms for the emergence and elimina- tion of free radical staes in cells; Biofizika (Moscow) vol. X, pp. 476-486, 1965; Xu X., Muller R.P., and Goddard W.A.: The gas phase reaction of singlet dioxygen with water: A water-catalyzed mecha- nism,Proc. Nat. Acad. Sei. USA, vol. 99, pp. 3376-3381, 2002], als auch für ihre weitere Stabilisierung, da die erwähnten aktiven Sauerstoffformen eine Bildung von clathraten Strukturen aus Wasser- molekülen um sich herum fördern, die sie vor einem raschen Zerfall oder einer gegenseitigen Rekombination der Radikale schützen [GoId- berg P.J. Chem. Phys. , vol 40, p 427, 1964; Kislovskii L.D.: A possible molecular mechanism by which solar activity affects bi- osphere processes. In: Effects of solar activity on the earth' s atmosphere and biosphere; Gnevyshev M.K. and Ol' A.L., eds, "Nauka" Mosskva, 1971] . Clathrate sind dreidimensionale, geschlossene Struk- turen, deren Gerüst aus Wassermolekülen, die mit Wasserstoffbindun- gen miteinander verbunden sind, aufgebaut sind, und die innen Räume haben, in denen für die Raumgröße passende Teilchen molekularer Abmessungen, insbesondere aktive Sauerstoffformen, Platz finden. Die Aktivierung des Sauerstoffs in der nachstehend beschriebenen Vorrichtung und die Einlagerung von aktivem Sauerstoff in das Wasser gewährleisten eine effiziente Realisierung der physikalisch-che- mischen Prozesse, bei denen die Aktivierung des Sauerstoffs und die Stabilisierung des aktivierten Sauerstoffs vor dem Zeitpunkt seiner Lösung im Wasser und nach seiner Einleitung in das Wasser statt- finden.
Figure imgf000009_0001
Investigations of the conditions for the course of these reactions have shown that the water is not only one of the reagents that promote the occurrence of some active oxygen forms (eg reaction 4). Thanks to its structuring, water is the prerequisite for both their occurrence [Chetverikov AG, Blumenfeld LA, Fomin GV: Possible Mechanisms for the Emergence and Elimination of Free Radical Stages in Cells; Biofizika (Moscow) vol. X, pp. 476-486, 1965; Xu X, Muller RP, and Goddard WA: The gas-phase reaction of dioxygen with water singlet: A water-catalyzed mechanism, Proc. Nat. Acad. Be. USA, vol. 99, pp. 3376-3381, 2002], as well as for their further stabilization, since the mentioned active oxygen forms promote the formation of clathrate structures from water molecules around them, which protect them from rapid disintegration or mutual recombination of radicals [Goidberg PJ Chem. Phys. , vol 40, p 427, 1964; Kislovskii LD: A possible molecular mechanism by which solar activity affects biosphere processes. In: Effects of solar activity on the earth's atmosphere and biosphere; Gnevyshev MK and Ol 'AL, eds, "Nauka" Mosskva, 1971]. Clathrates are three-dimensional, closed structures whose scaffolds are made up of water molecules that are bound together by hydrogen bonds, and that have spaces on the inside where space-sized particles of molecular dimensions, especially active oxygen forms, can be accommodated. The activation of the oxygen in the device described below and the incorporation of active oxygen into the water ensure an efficient realization of the physical-chemical processes, in which the activation of the oxygen and the stabilization of the activated oxygen before the time of its dissolution in the water and after its introduction into the water.
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die angeschlossenen Zeichnungen. Es zeigt Fig. 1 schematisch eine Anlage zum Sättigen von Wasser mit Sauerstoff, Fig. 2 eine Einzelheit der Vorrichtung aus Fig. 1 und Fig. 3 in einem Diagramm die Dynamik der Sättigung von Wasser mit aktiviertem Sauerstoff.Further details and features of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments with reference to the accompanying drawings. 1 shows schematically a system for saturating water with oxygen, FIG. 2 shows a detail of the device from FIG. 1 and FIG. 3 shows a diagram of the dynamics of saturation of water with activated oxygen.
Das Aktivieren von Sauerstoff erfolgt in einer Vorrichtungen gemäß Fig . 1 und 2 .The activation of oxygen takes place in a device according to Fig. 1 and 2 .
Sauerstoff aus Flaschen 4 (Reinheit: 99,9%) wird durch ein Regel- organ 9 gesteuert, durch einen Aktivator 8 ("Plasmachemotron" gemäß Fig. 2) geleitet. Aus dem Aktivator 8 tritt aktiver Sauerstoff in einen Abscheider 2. Dem Aktivator 8 wird elektrische Energie aus einem Netzteil 5, der auch als Steuerungseinheit dienen kann, zu- geführt.Oxygen from bottles 4 (purity: 99.9%) is controlled by a control organ 9, passed through an activator 8 ("plasma memotron" in FIG. 2). From the activator 8, active oxygen enters a separator 2. The activator 8 is supplied with electrical energy from a power supply 5, which can also serve as a control unit.
Die Betriebsspannung des Netzteils 5 beträgt beispielsweise 220 V, die des Aktivators 8 zwischen 110 und 220 V. Die Stromstärke wird zwischen 2 und 30 Ampere eingestellt. Das Verhältnis zwischen der Menge an Elektrolytlösung und gasförmigen Sauerstoff im Aktivator 8 beträgt 1:10 bis 1:150 Liter. Die Temperatur des Gemisches aus Elektrolytlösung und Sauerstoff im Aktivator 8 liegt bei stabilen Betriebsbedingungen 30 bis 90 °C.The operating voltage of the power supply 5 is for example 220 V, that of the activator 8 between 110 and 220 V. The current is set between 2 and 30 amps. The ratio between the amount of electrolytic solution and gaseous oxygen in the activator 8 is 1:10 to 1: 150 liters. The temperature of the mixture of electrolyte solution and oxygen in the activator 8 is at stable operating conditions 30 to 90 ° C.
Die bei der Sauerstoffaktivierung einzuhaltenden Verfahrensparameter werden unter Berücksichtigung der Anforderungen an Menge und Gehalt an Sauerstoff und seinen aktiven Formen im Wasser gewählt und fest- gelegt.The process parameters to be observed in the oxygen activation are selected and set taking into account the requirements for the amount and content of oxygen and its active forms in the water.
Die Beschaffenheit der Elektrolytlösung, deren Bestandteile und die Konzentration von Elektrolyten in der Lösung werden ebenfalls unter Berücksichtigung der Anforderungen des fertigen Endprodukts gewählt. Beispielsweise wird beim Herstellen von Trinkwasser mit einem durch- schnittlichen Gehalt an Sauerstoff und seinen aktiven Formen von 25- 35 mg/1 ein alkalischer Elektrolyt mit einem Grundsubstanzgehalt in der Größenordnung von 4 % verwendet. Die Elektrolytlösung wird vorher zubereitet und aus einem Vorratsbehälter 2a zugeführt.The nature of the electrolyte solution, its constituents and the concentration of electrolytes in the solution are also chosen taking into account the requirements of the final finished product. For example, in the production of drinking water with an average content of oxygen and its active forms of 25-35 mg / 1, an alkaline electrolyte having a basic substance content of the order of 4% is used. The electrolyte solution is prepared in advance and supplied from a reservoir 2a.
Ein Beispiel für die Zusammensetzung der erfindungsgemäßen verwend- baren Elektrolytlösung ist folgende:An example of the composition of the usable electrolyte solution according to the invention is the following:
Ein alkalischer Elektrolyt mit einem Gehalt an alkalischer Substanz, z.B. Natriumhydroxid (NaOH) von Wasser 4 +/- 1%.An alkaline electrolyte containing alkaline substance, e.g. Sodium hydroxide (NaOH) of water 4 +/- 1%.
Die in Fig. 1 in dem mit "Sektor A" bezeichneten Teil enthaltenen Anlagenteile dienen zum Herstellen von aktiviertem Sauerstoff.The plant parts contained in the part marked "sector A" in FIG. 1 serve to produce activated oxygen.
Unter oben beschriebenen Bedingungen (Belastungsspannung des Akti- vators, Stromstärke, Badzusammensetzung) entsteht im Zuge der Arbeit des Aktivators eine stabile Lumineszenz im Kathodenbereich und es wird zugleich ein Geräusch generiert. Diese Faktoren, zusammen mit der Ionisierung des Elektrolyts beim Stromdurchfluss, fördern durch Produktion des atomaren (aktiven) Sauerstoffs im Kathodenbereich die intensive Aktivierung des Molekularsauerstoffes, der durch den Aktivator fließt (Krasnovsky A.A. Jr., Drozdova N.N., Ivanov A.V., Ambartsumian R.V. : Activation of molecular oxygen by infrared laser radiation in pigment-free aerobic Systems. Biochemistry (Mose.) 2003, 68(9), pp. 963-966; Domrachev G.A. , Selivanovskii D.A., Diden- culov I.N., Rodigin Yu.L., Stunzhas P.A.: Temperature dependence of efficiency of sonolysis and intensity of solonuminescence of water. Zhurnal Fizicheskoi Himii. 2001, 75(2), pp. 363-368) .Under the conditions described above (load voltage of the actuator) vators, current, bath composition) arises in the course of the work of the activator stable luminescence in the cathode region and it is also a noise generated. These factors, along with the ionization of the electrolyte at current flow, promote the intense activation of molecular oxygen flowing through the activator by production of the atomic (active) oxygen in the cathode region (Krasnovsky AA Jr., Drozdova NN, Ivanov AV, Ambartsumian RV: Activation Biochemistry (Moses) 2003, 68 (9), pp. 963-966; Domrachev GA, Selivanovskii DA, Didenculov IN, Rodigin Yu.L., Stunzhas PA: Temperature dependence of efficiency of sonolysis and intensity of solonuminescence of water, Zhurnal Fizicheskoi Himii., 2001, 75 (2), pp. 363-368).
Die in dem mit "Sektor B" der Fig. 1 bezeichneten Teil enthaltenen Anlageteile dienen zur Sättigung einer Flüssigkeit (im Beispiel: Wasser) mit Sauerstoff und seinen aktiven Formen.The parts of the plant contained in the part labeled "sector B" of Fig. 1 serve to saturate a liquid (in the example: water) with oxygen and its active forms.
In diesem Anlageteil wird eine Gegenstromabsorption in einer Säule 1, die ein Silikatmaterial enthaltende Füllkörper Ia enthält, bei einem Druck von 0,2 - 2 kPa und einer Temperatur von höchstens 25'C angeführt. Diese Arbeitsweise erlaubt es, das Herstellen des End- produkts (Wasser enthaltend aktivierten Sauerstoff) zu variieren, sowohl, was die Kapazität, beispielsweise von 1,5 t/h bis 6 t/h, betrifft, als auch, was die Sauerstoffkonzentration beispielsweise zwischen 15-25 und 60mg Sauerstoff/ml Flüssigkeit betrifft.In this plant part, a countercurrent absorption in a column 1 containing silicate-containing packing Ia at a pressure of 0.2 - 2 kPa and a temperature of at most 25'C listed. This procedure allows the production of the final product (water containing activated oxygen) to be varied, both in terms of capacity, for example from 1.5 t / h to 6 t / h, as well as the oxygen concentration between, for example 15-25 and 60mg oxygen / ml liquid.
Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens gegenüber einem Verfah- ren, bei dem Sauerstoff in die Flüssigkeit (Wasser) eingespritzt wird, ist aus dem Diagramm (Fig. 3) der Ergebnisse von Ausführungs- beispielen mit einer Kapazität von 3 t/h ersichtlich.The advantage of the method according to the invention over a method in which oxygen is injected into the liquid (water) can be seen from the diagram (FIG. 3) of the results of exemplary embodiments with a capacity of 3 t / h.
In diesem Diagramm entspricht "Reihe 1" dem Verlauf der Sättigung von Wasser mit aktiviertem Sauerstoff im Einspritzverfahren. Die durch "Reihe 2" wiedergegebene Dynamik zeigt die Sättigung von Wasser mit aktiviertem Sauerstoff im erfindungsgemäßen Gegenstrom- Absorptionsverfahren in einer Säule mit Silikatmaterial enthaltenden Füllkörpern. Es wurde festgestellt, dass es das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt, die Zeit für das Anreichern von Wasser mit akti- viertem Sauerstoff auf eine Konzentration von 35 mg/1 um 60% zu verringern, was die Anlage leistungsfähiger macht und sie auf An- forderungen hinsichtlich der Produktion von Wasser mit verschiedenem Sättigungsgrad flexibel reagieren lässt.In this diagram, "Series 1" corresponds to the course of saturation of water with activated oxygen in the injection process. The dynamics represented by "Series 2" shows the saturation of water with activated oxygen in the inventive countercurrent absorption process in a column with silicate material-containing packing. It has been found that the process according to the invention allows the time for the enrichment of water with activated oxygen to a concentration of 35 mg / 1 to be increased by 60% which makes the plant more efficient and allows it to react flexibly to requirements for the production of water with different degrees of saturation.
Zum Anreichern/Sättigen wird natürliches Wasser aus einem Bohrloch (Brunnen, Quelle) verwendet, das Trinkwassernormen entspricht. Die Reinigung erfolgt in einem zweistufigen Filter 6. Das gereinigte, geklärte und gegebenenfalls durch UV-Bestrahlung 12 entkeimte Wasser wird in einem Behälter 3 gesammelt und aus dem Behälter 3 mit einer Pumpe 7 in den oberen Teil der Säule 1 gefördert. Wasser fließt in der Säule 1 entlang der Füllkörper Ia aus Silikatmaterial nach unten - aktivierter Sauerstoff strömt nach oben - und wird, soferne sein Sauerstoffgehalt nicht den vorgegebenen Wert erreicht hat erneut in den Behälter 3 für einen zweiten Umlauf geleitet.For enriching / saturating natural water from a well (well, spring) is used, which corresponds to drinking water standards. The cleaning is carried out in a two-stage filter 6. The purified, clarified and possibly sterilized by UV irradiation 12 water is collected in a container 3 and conveyed from the container 3 with a pump 7 in the upper part of the column 1. Water flows down the column 1 along the silicate filler Ia - activated oxygen flows upwards - and, unless its oxygen content reaches the predetermined value, is returned to the container 3 for a second circulation.
Wenn der Sauerstoffgehalt im Wasser den gewünschten Wert erreicht hat, wird Wasser in einer Rohrleitung in die Abfüll- und Verpa- ckungsabteilung zur Endbearbeitung gebracht. Die Ströme in den Leitungen der Anlage von Fig. 1 werden durch Absperr- und Regelvor- richtungen 9, 10 gesteuert.When the oxygen content in the water has reached the desired value, water in a pipeline is brought to the filling and packaging department for final processing. The currents in the lines of the system of FIG. 1 are controlled by shut-off and regulating devices 9, 10.
Bekannt ist das Mischverfahren von Gas und Flüssigkeit zum Erreichen einer gegenseitigen chemischen Reaktion gemäß der JP 58174228, wobei die mit Gas reagierende Flüssigkeit auf ein die Reaktionsabteilungen (reaction boxes) füllendes Material gelangt, das flüssigkeitsbenetz- bar und gasdurchlässig ist, wobei solche Mehrfachabteilungen in eine horizontal ausgerichtete Säule eingebaut sind, durch die Gas unter Druck seitlich durchgeblasen und die Flüssigkeit von oben in die Reaktionsabteilungen zugeführt wird. Der Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, dass Gas in die Kolonne unter Druck eingebracht werden muss, damit es von einer Abteilung der Säule in eine andere eindringt. Um diesen Nachteil zu eliminieren, wird erfindungsgemäß der aktivierte Sauerstoff aus dem Abscheider 2 von unten in die Füllkörperschicht Ia in der Säule 1 zugeführt und strömt gegen den Wasserstrom von unten nach oben.Known is the mixing method of gas and liquid for achieving a mutual chemical reaction according to JP 58174228, wherein the gas-reacting liquid passes to a reaction the (reaction boxes) filling material which is liquid wettable and gas-permeable, such multiple departments in a are installed horizontally oriented column through which gas is blown laterally under pressure and the liquid is supplied from above into the reaction departments. The disadvantage of this method is that gas must be introduced into the column under pressure so that it penetrates from one section of the column to another. In order to eliminate this disadvantage, according to the invention, the activated oxygen from the separator 2 is fed from below into the packed bed Ia in the column 1 and flows against the water flow from bottom to top.
Aktivierter Sauerstoff gelangt aus dem Abscheider 2 von unten in dieActivated oxygen passes from the separator 2 from below into the
Füllkörperschicht Ia in der Säule 1 und strömt gegen den Wasserstrom mit einem Überdruck nach oben, der nur zur Kompensation des Absin- kens des Sauerstoffdruckes auf Grund seiner Auflösung im Wasser und zur Verhinderung dessen dient, dass wegen des Absinkens des Druckes in der Säule äußere Gase in diese eingesaugt werden. Nicht absor- bierter Sauerstoff und verlässt die Säule über einen Wasserver- schluss 11, der in erster Linie dazu dient, die Resorptionszone in der Säule 1 gegen Verschmutzungen von außen zu isolieren.Füllschichtschicht Ia in the column 1 and flows against the water flow with an overpressure upwards, which only to compensate for the decrease in the oxygen pressure due to its resolution in the water and serves to prevent that due to the decrease in the pressure in the column, external gases are sucked into it. Unabsorbed oxygen and leaves the column via a water seal 11, which serves primarily to isolate the absorption zone in the column 1 from external contamination.
Das Verhältnis der Ströme Wasser: Sauerstoff beträgt 80:1. Die Absorptionstemperatur ist gleich der Umgebungstemperatur.The ratio of the flows of water: oxygen is 80: 1. The absorption temperature is equal to the ambient temperature.
Die Kontrolle und Regelung der Funktionen der Sauerstoffaktivierungs- und Wassersättigungssektionen A und B kann mit einem rechnergesteuerten System erfolgen.The control and regulation of the functions of the oxygen activation and water saturation sections A and B can be done with a computer controlled system.
Die Aktivierung von Sauerstoff erfolgt unter Verwendung der Anlagen- teile der Vorrichtung von Sektor "A" in Fig.l, vornehmlich dem Aktivator 8 der in größeren Einzelheiten in Fig. 2 gezeigt ist.Activation of oxygen is accomplished using the equipment portions of the apparatus of sector "A" in FIG. 1, notably the activator 8 shown in greater detail in FIG.
Der Aktivator 8 (Plasmachemotron) wird entsprechend der geplanten Leistung der Anlage entworfen und hergestellt. Ein typisches Plasma- chemotron besitzt ein hohles Kunststoff-Gehäuse 11, in dessen Boden eine hohle, metallische Kathode 13 montiert ist. Durch den Hohlraum in der Kathode 13 wird Elektrolytlösung aus dem Abscheider 2 in den Aktivator 8 geleitet, wodurch die Kathode 13 gekühlt wird. Die Anode 12 ist mit Abstand um die Kathode 13 herum angeordnet und perfo- riert. Aus einem ringförmigen Verteiler 14, dem Sauerstoff aus den Flaschen 4 zugeführt wird, austretender Sauerstoff wird von der perforierten Anode 12 in der Reaktionszone gleichmäßig verteilt. Der Stand an Elektrolytlösung im Gehäuse 11 wird mittels Überlauf 20 über eine Öffnung 21 im Gehäuse 11 oder über eine Vorrichtung ge- regelt. Statt des Überlaufs kann auch eine (beliebig ausgebildete) andere Vorrichtung zum Regeln des Flüssigkeitspegels vorgesehen sein.Activator 8 (plasma motorotron) is designed and manufactured according to the planned performance of the plant. A typical plasma chemotron has a hollow plastic housing 11 in the bottom of which a hollow, metallic cathode 13 is mounted. Through the cavity in the cathode 13 electrolyte solution is passed from the separator 2 in the activator 8, whereby the cathode 13 is cooled. The anode 12 is spaced around the cathode 13 and perforated. From an annular manifold 14, the oxygen from the bottles 4 is supplied, escaping oxygen is uniformly distributed from the perforated anode 12 in the reaction zone. The level of electrolyte solution in the housing 11 is controlled by means of overflow 20 via an opening 21 in the housing 11 or via a device. Instead of the overflow, an (arbitrarily designed) other device for regulating the liquid level can also be provided.
Die Betriebssicherheit des Aktivators 8 wird durch Abschalten von Strom an der Kathode 13 und der Anode 12 gewährleistet, wenn im Gehäuse 11 keine Elektrolytlösung mehr vorhanden ist.The reliability of the activator 8 is ensured by switching off current to the cathode 13 and the anode 12 when in the housing 11 no more electrolyte solution is present.
Die Betriebsspannung des Netzteils 5 beträgt bis zu 220 V, die desThe operating voltage of the power supply 5 is up to 220 V, that of the
Aktivators 8 zwischen 110 V und 220 V. Die Stromstärke wird von 2 bis 30 Ampere eingestellt. Das Verhältnis zwischen den Strömen der Elektrolytlösung und des gasförmigen Sauerstoffs beträgt 1:10 bis 1:150 Liter.Activator 8 between 110 V and 220 V. The current is set from 2 to 30 amps. The relationship between the flows of Electrolyte solution and the gaseous oxygen is 1:10 to 1: 150 liters.
Die Temperatur des aktiven Gemisches (Sauerstoff und Elektrolyt- lösung) beträgt bei stabilen Betriebsbedingungen 30 bis 90°C.The temperature of the active mixture (oxygen and electrolyte solution) is 30 to 90 ° C under stable operating conditions.
Die bei der Sauerstoffaktivierung einzuhaltenden Verfahrensparameter werden durch die Anforderungen hinsichtlich der Menge und des Ge- halts an Sauerstoff und seinen aktiven Formen im Wasser bedingt.The process parameters to be observed during oxygen activation are determined by the requirements for the amount and content of oxygen and its active forms in the water.
Beispielsweise können bei Betrieb des Aktivators 8 folgende Bedin- gungen eingehalten werden:For example, the following conditions can be met during operation of the activator 8:
1. Betriebsspannung des Netzteils 220 V1. Operating voltage of the power supply 220 V
2. Betriebsspannung des Plasmachemotrons 150 V2. Operating voltage of the plasma memotron 150V
3. Stromstärke 6 Ampere3. Current 6 amps
4. Verhältnis zwischen den Strömen der4. Relationship between the flows of
Elektrolytlösung und des gasförmigen Sauerstoffs 1:50 LiterElectrolyte solution and gaseous oxygen 1:50 liters
5. Temperatur des aktiven Gemisches 72 Grad Celsius5. Temperature of the active mixture 72 degrees Celsius
6. Elektrolyt mit Grundsubstanzgehalt NaOH6. Electrolyte with basic substance content NaOH
4 %4%
Nachstehend werden Eigenschaften von erfindungsgemäß erhältlichem, mit aktiviertem Sauerstoff angereichertem Wasser ("Oxywasser") beschrieben.The following describes properties of activated oxygen-enriched water ("oxywater") obtainable according to the present invention.
Die wichtigsten Vorteile von erfindungsgemäß erhaltenem Wasser bestehen darin, dass erfindungsgemäß erhältliches Wasser besondere Eigenschaften hat, dass es einen ungewöhnlichen Einfluss auf Mi- kroorganismen ausübt, die mit ihm in Berührung kommen, dass es sich günstig auf die physische Ausdauer auswirkt und dass es den De- pressivitätsgrad von Labortieren (Ratten) verringert.The main advantages of water obtained according to the invention are that water obtainable according to the invention has special properties, that it exerts an unusual influence on microorganisms which come into contact with it, that it has a favorable effect on physical endurance and that it affects the De - Reduced pressivity of laboratory animals (rats).
Eine mikrobiologische Analyse von erfindungsgemäß erhältlichem Wasser sowie von Wasser ("Oxywasser") aus einer Bohrung (Quell- wasser) hat gezeigt, dass in den meisten Proben der Gehalt an Mi- kroorganismen sehr gering ist, außerdem stellen sie alle für den Menschen unschädliche, saprophytische Formen dar. Besonders auffäl- lig ist, dass die im erfindungsgemäß erhältlichen Wasser vorkommen- den Mikroorganismen stark gehemmt sind.A microbiological analysis of water obtainable according to the invention and of water ("oxywater") from a well (source) Water) has shown that in most samples, the content of microorganisms is very low, they also represent all human-harmless, saprophytic forms. It is particularly striking that the microorganisms present in the present invention available water strong are inhibited.
Um festzustellen, ob im Wasser Mikroorganismen vorhanden sind, wird es auf eine Petri-Schale mit einem Standard-Agar-Medium aufgebracht und einen Tag lang bei einer für die Zellvermehrung optimalen Tempe- ratur inkubiert, wonach die Anzahl der Kolonien gezählt wird. Die Mikroorganismen aus artesischem Wasser und aus erfindungsgemäß erhältlichem Wasser haben erst nach zwei bis drei Tagen Kolonien gebildet, d.h. wesentlich später als Mikroorganismen aus gewöhnli- chem Wasser.To determine whether microorganisms are present in the water, it is applied to a Petri dish with a standard agar medium and incubated for one day at an optimal temperature for cell proliferation, after which the number of colonies is counted. The microorganisms of artesian water and water obtainable according to the invention have formed colonies only after two to three days, i. much later than microorganisms from ordinary water.
Darüber hinaus haben die Mikroorganismen aus erfindungsgemäß erhält- lichem Wasser sehr kleine Kolonien gebildet, deren Ausmaße kleiner waren als die von artesischem Wasser. Das zeigt eine sehr geringe Vermehrungsfähigkeit der Mikroorganismen, die in diesen Wässern, besonders aber im erfindungsgemäß erhältlichen Wasser, leben. Sogar in erfindungsgemäß erhältlichem Wasser, das ein Jahr lang in ge- schlossenen Flaschen aufbewahrt wurde und in dem der Gehalt an Mikroorganismen merklich höher war als in frischerem, erfindungs- gemäß erhältlichem Wasser, blieb die Vermehrungsfähigkeit der Mi- kroorganismen auf einem niedrigen Niveau.In addition, the microorganisms from water obtainable according to the invention have formed very small colonies whose dimensions are smaller than those of artesian water. This shows a very low reproductive capacity of the microorganisms living in these waters, but especially in the water obtainable according to the invention. Even in water obtainable according to the invention, which was stored in closed bottles for one year and in which the content of microorganisms was markedly higher than in fresh water obtainable in accordance with the invention, the reproductive capacity of the microorganisms remained at a low level.
Hervorzuheben ist, dass, nachdem die Flaschen mit erfindungsgemäß erhältlichem Wasser geöffnet wurden und für die Luft und dement- sprechend die in der Luft enthaltenen Mikroorganismen zugänglich waren, zumindest innerhalb von zwei Wochen im Wasser keine Erhöhung der Zahl der Mikroorganismen festzustellen war, d.h., das offene Wasser wird in dieser ganzen Zeit nicht "faulig" und bleibt aus mikrobiologischer Sicht weiterhin trinkbar. Das Mikrobenwachstum begann erst, nachdem das Wasser drei Wochen lang der Luft ausgesetzt war. Aber auch dann vermehrten sich Mikroorganismen nur sehr lang- sam.It should be emphasized that after the bottles were opened with water obtainable according to the invention and the microorganisms contained in the air were accessible to the air, at least within two weeks no increase in the number of microorganisms was observed, ie open water does not become "foul" during this time and remains drinkable from a microbiological point of view. Microbial growth did not begin until the water was exposed to air for three weeks. But even then, microorganisms grew only very slowly.
Wenn man erfindungsgemäß erhältlichem Wasser absichtlich Mikroorga- nismen in einer Menge zusetzte, die diejenige übersteigt, die Mi- kroorganismen bei einer Inkubation von acht Tagen bei Luftzufuhr erreichen, so war ihre Vermehrung nicht festzustellen. Diese Wirkung des erfindungsgemäßen Wassers war bei einer ganzen Reihe von Mikroorganismen-Stämmen, die zu verschiedenen Mikrobenarten gehören, zu beobachten.If the water obtainable according to the invention intentionally added microorganisms in an amount exceeding that which the microorganisms incubate for eight days with air supply could not be ascertained. This effect of the water according to the invention was observed in a whole series of microorganism strains belonging to different microbial species.
Darüber hinaus war für einige Arten von Mikroorganismen eine bak- terizide Wirkung zu beobachten - innerhalb von einigen Tagen Inkuba- tion sank ihr Gehalt im erfindungsgemäß erhältlichen Wasser auf ein von den Sanitärnormen zugelassenes Niveau.In addition, a bactericidal effect was observed for some types of microorganisms - within a few days of incubation, their content in the water obtainable according to the invention dropped to a level permitted by sanitary standards.
Auf den ersten Blick ist dieser Effekt nicht verwunderlich, weil Mikroorganismen für ihr Wachstum Nährstoffe brauchen, die es in artesischem Wasser nicht gibt. Überraschen war aber, dass das erfin- dungemäß erhältliche "Oxy-Wasser" Mikroorganismen so modifizieren kann, dass ihre Vermehrung für viele Generationen gehemmt wird. So bilden Zellen des Kolibakterium (E. coli), die sich aus einzelnen Zellen auf einer gewöhnlichen Nährlösung zu einer Kolonie auswach- sen, schon nach einem Tag Aufenthalt im erfindungsgemäß erhältlichen Wasser viel kleinere Kolonien als solche, die sich aus Zellen entwi- ekeln, die aus gewöhnlichem Wasser kommen.At first glance, this effect is not surprising, because microorganisms need nutrients for their growth that are not found in artesian water. It was surprising, however, that the "oxy-water" obtainable according to the invention can modify microorganisms in such a way that their multiplication is inhibited for many generations. For example, cells of the colibacillus (E. coli) which grow out of individual cells on a normal nutrient solution into a colony form much smaller colonies than those which develop from cells after one day of residence in the water obtainable according to the invention. that come from ordinary water.
Besonders schnell und effizient erfolgte diese Änderung der Eigen- schaften der Mikroorganismen, wenn man das Oxy-Wasser rührte.This change in the properties of the microorganisms took place particularly quickly and efficiently when the oxy-water was stirred.
Die geringe Größe der Kolonien hängt damit zusammen, dass die Anzahl der Zellen in ihnen um eine bis zwei Größenordnungen kleiner ist, je nachdem, wie lange die Kolonien Zeit zum Wachsen hatten, als in den Kulturen der Kontrollzellen. Mit anderen Worten verringert sich die Teilungsgeschwindigkeit der Mikroorganismen nach Kontakt mit erfin- dungsgemäß erhältlichem Wasser rasch.The small size of the colonies is related to the fact that the number of cells in them is smaller by one to two orders of magnitude, depending on how long the colonies had time to grow than in the cultures of the control cells. In other words, the rate of division of the microorganisms rapidly decreases after contact with water obtainable according to the invention.
Wenn die Mikroorganismen zwei Tage lang in erfindungsgemäß erhältli- chem Wasser waren, wachsen in den Petri-Schalen nur kleine Kolonien. Die Zellteilung ist auch nach deren Inkubation im artesischen Aus- gangswasser verlangsamt, aber die Transformation in die langsam wachsende Form erfolgt langsamer als in erfindungsgemäß erhältlichem Wasser. Die ungewöhnliche Veränderung der Zellen ist dauerhaft: Wenn man eine kleine Kolonie nimmt, und die sie bildenden Zellen in einen frischen Nährboden umsetzt, so wachsen aus ihnen wieder nur kleine Kolonien, wogegen aus Zellen, die zu großen Kolonien gehören, wieder große Kolonien wachsen. Mit anderen Worten ist die Verände- rung, welche die Zellen des Kolibakteriums nach ihrem Aufenthalt in erfindungsgemäß erhältlichem Wasser erfahren haben dauerhaft.When the microorganisms were in water obtainable according to the invention for two days, only small colonies grow in the petri dishes. The cell division is slowed down even after their incubation in the artesian starting water, but the transformation into the slow-growing form is slower than in water obtainable according to the invention. The unusual change in the cells is permanent: if you take a small colony, and the cells forming them in a fresh medium, they grow from them again only small colonies, whereas from cells that belong to large colonies, grow again large colonies. In other words, the change experienced by the cells of the coliform bacteria after their residence in water obtainable according to the invention is permanent.
Die Modifikation der Reproduktionseigenschaften der Zellen des Kolibakterium unter Einwirkung von erfindungsgemäß erhältlichem Wasser kann die positive Wirkung eines regelmäßigen Genusses dieses Wassers auf den Verdauungsapparat erklären. Die Mikroorganismen, die den Magen-Darm-Trakt von Menschen und Tieren besiedeln, spielen in der normalen Physiologie eine sehr wichtige Rolle. Sie sorgen dafür, dass die Verdauungsprozesse effizient ablaufen und versorgen den Organismus mit vielen biologisch aktiven Substanzen (Vitamine, Regulatormoleküle) , die der Organismus selbst nicht oder in nicht genügender Menge herstellt. Allerdings erfüllen die normalerweise im Darm lebenden Mikroorganismen ihre Funktionen nur in der Zeit zwi- schen den Zellteilungen. Eine zu große Teilungsgeschwindigkeit der Mikrobenzellen im Magen-Darm-Trakt ist in der Regel mit pathologi- schen Erscheinungen verbunden und wird von den negativen Symptomen begleitet. Die übliche Methode im Kampf mit sich zu schnell teilen- den Zellen - eine Therapie mit Antibiotika - führt dazu, dass nicht nur pathogene Zellen, sondern auch die normale Mikroflora im Magen-, Darmtrakt beseitigt wird. Deshalb stören Antibiotika und andere mikrobiozide Mittel das für eine normale Mikroflora typische Gleich- gewicht auf lange Zeit, und die Wiederherstellung kann sehr lange dauern. Aus dieser Sicht ist das erfindungsgemäß erhältliche "Oxy"- Wasser ein vorteilhaftes Mittel zur Prophylaxe und zur Therapie von Magen-Darm-Erkrankungen.The modification of the reproductive properties of the cells of the coli bacterium under the action of water obtainable according to the invention can explain the positive effect of a regular consumption of this water on the digestive apparatus. The microorganisms colonizing the gastrointestinal tract of humans and animals play a very important role in normal physiology. They ensure that the digestive processes run efficiently and provide the organism with many biologically active substances (vitamins, regulatory molecules) that the organism itself does not produce or does not produce in sufficient quantities. However, the microorganisms normally living in the intestine only fulfill their functions in the time between cell divisions. Too high a rate of division of the microbial cells in the gastrointestinal tract is usually associated with pathological phenomena and is accompanied by the negative symptoms. The usual method of combating too rapidly dividing cells - antibiotic therapy - is to eliminate not only pathogenic cells but also the normal microflora in the digestive tract. Therefore, antibiotics and other microbicidal agents will disturb the balance that is typical of a normal microflora for a long time, and recovery can take a long time. From this point of view, the "oxy" water obtainable according to the invention is an advantageous agent for the prophylaxis and therapy of gastrointestinal diseases.
Es wurde festgestellt, dass erfindungsgemäß erhältliches Wasser die biologische Aktivität von Mikroorganismen normalisiert, ohne sie zu töten, was sich günstig auf die Verdauung und auch auf andere phy- siologische Prozesse im menschlichen Organismus auswirkt.It has been found that water obtainable according to the invention normalizes the biological activity of microorganisms without killing them, which has a favorable effect on the digestion and also on other physiological processes in the human organism.
Auswirkungen von erfindungsgemäß erhältlichem Wasser auf Labortiere:Effects of Water Obtainable According to the Invention on Laboratory Animals:
Die unmittelbaren Auswirkungen von erfindungsgemäß erhältlichem Wasser auf den tierischen Organismus wurden an Ratten untersucht, die dieses Wasser tranken, wogegen die Kontrollgruppe gewöhnliches, abgestandenes (Moskauer) Leitungswasser (das ebenfalls ganz den hygienischen und epidemiologischen Vorschriften entsprach) trank. Die Ergebnisse sind nachstehend wiedergegeben.The immediate effects of water obtainable on the animal organism according to the invention were studied on rats drinking this water, whereas the control group drank ordinary, stale (Moscow) tap water (which also corresponded entirely to hygienic and epidemiological regulations). The results are shown below.
Es stellte sich heraus, dass die Ratten nach nur drei Tagen Genuss von erfindungsgemäß erhältlichem Wasser im Vergleich zur Kontroll- gruppe eine erhöhte physische Ausdauer aufwiesen, und im Vergleich zu den Ratten, die normales Wasser getrunken hatten, verringerte sich das Depressivitätsniveau. Diese Effekte traten auf, obwohl zurIt was found that the rats had increased physical endurance after only three days of consumption of water obtainable according to the invention compared to the control group, and the level of depression was reduced in comparison to the rats which had drunk normal water. These effects occurred, though
Studie junge gesunde Ratten-Männchen herangezogen wurden (es ist anzunehmen, dass die Wirkung des Oxy-Wassers auf schwache und kranke Tiere noch stärker gewesen wäre) .Study of young healthy rat males (it can be assumed that the effect of oxy-water on weak and sick animals would have been even greater).
Es wurde auch eine positive Wirkung des Genusses von erfindungsgemäß erhältlichem Wasser auf die physische und psychische Ausdauer von Labortieren festgestellt.There has also been found a positive effect of enjoying water obtainable on the physical and mental endurance of laboratory animals according to the invention.
Energetische Vorgänge in erfindungsgemäß erhältlichem Wasser:Energetic processes in water obtainable according to the invention:
Das Verfahren und Ergebnisse von Untersuchungen der physikalischen und chemischen Eigenschaften von erfindungsgemäß erhältlichem Wasser im Vergleich zu artesischem Wasser werden im Folgenden erläutert:The method and results of investigations of the physical and chemical properties of water obtainable according to the invention in comparison with artesian water are explained below:
Der Sauerstoffgehalt in einer geöffneten Flasche von erfindungsgemäß erhältlichem Wasser liegt beim zwei- bis dreifachen des Sauerstoff- gehalts in artesischem Wasser und anderem reinen Wasser, die mit der Luft im Gleichgewicht sind. Die Zusammensetzung der Salze, der pH - Wert und das Redoxpotential dieses Wassers erlauben es, es zu Trink- wasser der besten Qualität zu zählen. Bei Kontakt mit Luft verrin- gert sich der Sauerstoffgehalt in erfindungsgemäß erhältlichem Wasser und erreicht allmählich eine Gleichgewichtskonzentration, wobei dieser Vorgang schnell verläuft, wenn man rührt. Folglich kann man die oben beschriebenen, biologischen Eigenschaften des Wassers, insbesondere seinen Einfluss auf die Kolibakterienzellen, insbeson- dere beim Rühren der Inkubationsproben, nicht nur mit einem erhöhten Sauerstoffgehalt im Wasser erklären.The oxygen content in an opened bottle of water obtainable according to the invention is from two to three times the oxygen content in artesian water and other pure water which are in equilibrium with the air. The composition of the salts, the pH and the redox potential of this water make it possible to count it as drinking water of the highest quality. On contact with air, the oxygen content in water obtainable according to the invention decreases and gradually reaches an equilibrium concentration, this process proceeding rapidly when stirring. Consequently, one can explain the above-described biological properties of the water, in particular its influence on the Kolibakterienzellen, especially when stirring the Incubationsproben, not only with an increased oxygen content in the water.
Erfindungsgemäß erhältliches Wasser weist im Vergleich mit üblichem Trinkwasser eine wesentlich höhere Energieaktivität auf, die für seine besonderen biologischen Eigenschaften verantwortlich sind.Water obtainable according to the invention, in comparison with conventional drinking water, has a considerably higher energy activity, which is responsible for its particular biological properties.
Das nach dem erfindungsmäßigen Verfahren hergestellte Wasser ("Oxy- Wasser") kann u.a. folgende Eigenschaften besitzen.The water produced by the process according to the invention ("oxy- Water ") may have the following properties, among others.
Erfindungsgemäß erhältliches Wasser hat einen bakteriostatischen Effekt hinsichtlich Darm- und sonstiger Mikroflora, ohne dabei ausgeprägt antibiotische Eigenschaften aufzuweisen.Water obtainable according to the invention has a bacteriostatic effect on intestinal and other microflora, without having pronounced antibiotic properties.
Erfindungsgemäß erhältliches Wasser wirkt sich günstig auf die physische und psychische Ausdauer von Labortieren aus.Water obtainable according to the invention has a favorable effect on the physical and mental endurance of laboratory animals.
Der Mechanismus der biologischen Wirkung von erfindungsgemäß erhält- lichem Wasser ist durch seine Fähigkeit zur Sauerstoffaktivierung und Autoxidation gegeben.The mechanism of biological activity of water obtainable according to the invention is given by its capacity for oxygen activation and autoxidation.
Obwohl in erfindungsgemäß erhältlichem Wasser aktive Sauerstoff- formen vorkommen, ist es weder mutagen noch kanzerogen.Although active oxygen forms are present in water obtainable according to the invention, it is neither mutagenic nor carcinogenic.
Zusammenfassend kann ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wie folgt dargestellt werden:In summary, an embodiment of the invention can be represented as follows:
Leitet man reinen Sauerstoff durch einen wässrigen alkalischen Elektrolyten, in dem zwischen Kathode und der sie umgebenden ring- förmigen Anode Spannung angelegt wird, dann wir der Sauerstoff durch die Wechselwirkung mit dem bei der Elektrolyse entstehenden aktiven Sauerstoff, durch Anregung unter Einwirkung der verschiedenen Ener- gieformen, die auftreten, wenn Strom durch das Elektrolysegerät geleitet wird (insbesondere Schallenergie und Lichtenergie) , akti- viert. Der aktive Sauerstoff wird in den Wasserclathraten stabili- siert und dieses feuchte Gasgemisch wird in einer Gegenstromkolonne mit der mit Sauerstoff anzureichernden Flüssigkeit in Berührung gebracht, wobei die anzureichernde Flüssigkeit die Gegenstromkolon- ne, die als Füllkörper ein Silikat enthaltendes Material enthält, von oben nach unten und der aktivierte Sauerstoff die Gegenstromko- lonne von unten nach oben durchströmt. Gegebenenfalls wird die anzureichernde Flüssigkeit mehrfach durch die Kolonne geleitet, bis der gewünschte Grad der Anreicherung mit Sauerstoff erzielt worden ist. If pure oxygen is passed through an aqueous alkaline electrolyte in which voltage is applied between the cathode and the annular anode surrounding it, then oxygen is generated by interaction with the active oxygen produced during the electrolysis, by excitation under the action of the various energy sources. gieformen that occur when current is passed through the electrolyzer (in particular sound energy and light energy), activated. The active oxygen is stabilized in the water clathrates and this moist gas mixture is brought into contact in a countercurrent column with the liquid to be oxygenated, wherein the liquid to be enriched, the Gegenstromkolon- ne, which contains a silicate-containing material as filler, from top to bottom and the activated oxygen flows through the countercurrent column from bottom to top. Optionally, the liquid to be enriched is passed through the column several times until the desired degree of oxygen enrichment has been achieved.

Claims

Patentansprüche: claims:
1. Verfahren zum Anreichern von Flüssigkeiten mit Sauerstoff, dadurch gekennzeichnet, dass Sauerstoff aktiviert und dadurch befeuchtet wird, dass er durch ein Gerät geleitet wird, in dein die Ionisierung des Elektrolyten auf Wasserbasis, begleitet von der Bildung atomaren Wasserstoffes und von Strahlung im opti- schen Spektrumsbereich erfolgt, und dass der aktivierte, feuch- te Sauerstoff mit der anzureichernden Flüssigkeit in Berührung gebracht wird.A process for enriching liquids with oxygen, characterized in that oxygen is activated and moistened by being passed through a device containing ionization of the water-based electrolyte accompanied by formation of atomic hydrogen and radiation in the optic. spectrum and that the activated, moist oxygen is brought into contact with the liquid to be enriched.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als die mit Sauerstoff anzureichernde Flüssigkeit Wasser verwendet wird.2. The method according to claim 1, characterized in that water is used as the liquid to be enriched with oxygen.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Sauerstoff durch Zufuhr elektrischer Energie aktiviert wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that oxygen is activated by supplying electrical energy.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn- zeichnet, dass bei der Aktivierung von Sauerstoff ein breites Spektrum aktiver Sauerstoffformen, die in Wasserclathraten stabilisiert werden, entsteht.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that in the activation of oxygen, a broad spectrum of active oxygen forms, which are stabilized in Wasserclathraten arises.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn- zeichnet, dass der aktivierte Sauerstoff mit der mit Sauerstoff anzureichernden Flüssigkeit in Berührung kommt, die über die Oberfläche von granuliertem Material fließt, das Siliziumoxyd in Granulaten von 5 bis 20 mm enthält.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the activated oxygen comes into contact with the liquid to be oxygenated, which flows over the surface of granulated material containing silicon oxide in granules of 5 to 20 mm.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Granulate in einer vertikalen Kolonne befinden.6. The method according to claim 5, characterized in that the granules are in a vertical column.
7. Verfahren nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolonne mit Überdruck von mindestens 0,2-2 kPa betrieben wird.7. The method according to claim 5 and 6, characterized in that the column is operated with overpressure of at least 0.2-2 kPa.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Kolonne mit einer Temperatur von max. 25°C betrieben wird.8. The method according to any one of claims 5 to 7, characterized in that the column with a temperature of max. 25 ° C is operated.
9. Verfahren nach einem der Ansrpüche 1 bis 8, dadurch gekenn- zeichnet, dass Sauerstoff zum aktivieren durch einen alka- lischen Elektrolyt geleitet wird, in dem zwei Elektroden, an die Spannung angelegt werden, enthalten sind.9. A method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that, for activation, oxygen is passed through an alkaline electrolyte in which two electrodes to which voltage is applied are contained.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Elektrolyt zwischen einer Kathode und einer ringförmig umge- benden Anode Spannung angelegt wird.10. The method according to claim 9, characterized in that voltage is applied in the electrolyte between a cathode and an annularly surrounding anode.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 10, dadurch gekenn- zeichnet, dass als Elektrolyt ein Elektrolyt mit Gehalt an Natriumhydroxid als alkalisches Material verwendet wird.11. The method according to any one of claims 9 to 10, characterized in that is used as the electrolyte, an electrolyte containing sodium hydroxide as an alkaline material.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11 , dadurch gekenn- zeichnet, dass Sauerstoff aus einem Bereich außerhalb der die rohrförmige Kathode umgebenden, ringförmigen Anode in dem Elektrolyt eingeleitet wird.12. The method according to any one of claims 9 to 11, characterized in that oxygen is introduced from an area outside of the tubular cathode surrounding the annular anode in the electrolyte.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der anzureichernde Sauerstoff in den Elektrolyt aus einem ringför- migen Verteiler eingeleitet wird.13. The method according to claim 12, characterized in that the oxygen to be enriched is introduced into the electrolyte from a ring-shaped distributor.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 13, dadurch gekenn- zeichnet, dass die mit Sauerstoff anzureichernde Flüssigkeit von oben in eine mit silikathaltigem Gr,anulat gefüllte Kolonne eingeleitet und der aktivierte, feuchte Sauerstoff über einen Flüssigkeitsabscheider in den unteren Bereich der Kolonne von unten eingebracht wird.14. The method according to any one of claims 5 to 13, characterized in that the liquid to be enriched with oxygen introduced from above into a filled with silicate-containing Gr, column and the activated, wet oxygen via a liquid in the lower part of the column of is introduced below.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekenn- zeichnet, dass zwischen Anode und Kathode eine Spannung zwi- schen 110 und 220 Volt angelegt wird.15. The method according to any one of claims 9 to 14, characterized in that between anode and cathode, a voltage between 110 and 220 volts is applied.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Stromstärke zwischen 2 und 30 Ampere (?A) gewählt wird. 16. The method according to any one of claims 9 to 15, characterized in that the current strength between 2 and 30 amps (? A) is selected.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekenn- zeichnet, dass der Elektrolyt, in dem Sauerstoff aktiviert wird, in den Kreislauf geführt wird.17. The method according to any one of claims 9 to 16, characterized in that the electrolyte is activated in the oxygen, is recycled.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 17, dadurch gekenn- zeichnet, dass da-s Verhältnis zwischen den Strömungen des Elektrolyts und des Sauerstoffes zwischen 1:10 und 1:150 Liter gewählt wird.18. The method according to any one of claims 9 to 17, characterized in that da-s ratio between the currents of the electrolyte and the oxygen between 1:10 and 1: 150 liters is selected.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 18, dadurch gekenn- zeichnet, dass beim Aktivieren von Sauerstoff die Temperatur des aktiven Gemisches aus Sauerstoff und Elektrolyt zwischen 30°C und 90°C liegt.19. The method according to any one of claims 9 to 18, characterized in that when activating oxygen, the temperature of the active mixture of oxygen and electrolyte is between 30 ° C and 90 ° C.
20. Anlage zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 20, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (8) zum Akti- vieren von Sauerstoff und durch eine Kolonne (1) , in der akti- vierter Sauerstoff mit der mit Sauerstoff anzureichernden Flüssigkeit in Berührung gebracht wird.20. Plant for carrying out the method according to one of claims 1 to 20, characterized by a device (8) for activating oxygen and by a column (1), in the activated oxygen in contact with the oxygen-enriched liquid is brought.
21. Anlage nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (8) zum Aktivieren von Sauerstoff einen Elektrolyt enthaltenden Behälter (11) besitzt, in dem eine Kathode (13) und eine Anode (12) sowie eine Vorrichtung (16) zum Verteilen von Sauerstoff in den im unteren Teil des Gehäuses (11) aufge- nommenen Elektrolyt vorgesehen ist.21. Plant according to claim 20, characterized in that the device (8) for activating oxygen has an electrolyte-containing container (11) in which a cathode (13) and an anode (12) and a device (16) for distributing of oxygen is provided in the electrolyte accommodated in the lower part of the housing (11).
22. Anlage nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse 11 abgezogener Elektrolyt nach dem Kühlen durch die rohrförmige Katode wieder in den Behälter zurückgeführt wird.22. Plant according to claim 20 or 21, characterized in that the housing 11 withdrawn electrolyte is returned after cooling through the tubular cathode back into the container.
23. Anlage nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zum Verteilen von Sauerstoff eine ringförmig ausgebildete mit Austrittsöffnungen für Sauerstoff versehene Düse ist.23. Plant according to claim 21 or 22, characterized in that the device for distributing oxygen is a ring-shaped nozzle provided with outlet openings for oxygen.
24. Anlage nach Anspruch 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Anode (12) zylinderförmig ist und konzentrisch zur Kathode24. Plant according to claim 21 to 23, characterized in that the anode (12) is cylindrical and concentric with the cathode
(13) angeordnet ist. (13) is arranged.
25. Anlage nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Anode (12) mit Perforationen versehen ist.25. Plant according to claim 24, characterized in that the anode (12) is provided with perforations.
26. Anlage nach einem der Ansprüche 20 bis 25, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Kolonne (1) Füllkörper (Ia) enthaltend Silikatmaterial enthält.26. Plant according to one of claims 20 to 25, characterized in that the column (1) contains packing (Ia) containing silicate material.
27. Anlage nach einem der Ansprüche 20 bis 26, dadurch gekenn- zeichnet, dass in der Kolonne (1) unten eine Eintrittsöffnung für aktivierten Sauerstoff und oben eine Eintrittsöffnung für die mit Sauerstoff anzureichernde Flüssigkeit vorgesehen ist.27. Plant according to one of claims 20 to 26, characterized in that in the column (1) below an inlet opening for activated oxygen and above an inlet opening for the liquid to be enriched with oxygen is provided.
28. Anlage nach einem der Ansprüche 20 bis 27, dadurch gekenn- zeichnet, dass zwischen der Vorrichtung (8) zum Aktivieren von28. Plant according to one of claims 20 to 27, characterized in that between the device (8) for activating
Sauerstoffund der Kolonne (1) ein Abscheider (2) für Elektrolyt vorgesehen ist.Oxygen and the column (1) is provided a separator (2) for electrolyte.
29. Anlage nach einem der Ansprüche 20 bis 28, dadurch gekenn- zeichnet, dass ein Vorratsbehälter (3) vorgesehen ist, der mit29. Plant according to one of claims 20 to 28, characterized in that a storage container (3) is provided which with
Wasser, das gegebenenfalls gefiltert und/oder entkeimt worden ist, gefüllt ist, und dass der Vorratsbehälter (3) durch eine Leitung mit dem oberen Ende der Kolonne (1) verbunden ist.Water, which has optionally been filtered and / or sterilized, is filled, and that the reservoir (3) is connected by a line to the upper end of the column (1).
30. Anlage nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass in der Leitung zwischen Vorratsbehälter (3) und Kolonne (1) eine Pumpe (7) vorgesehen ist. 30. Plant according to claim 29, characterized in that in the line between the reservoir (3) and column (1) a pump (7) is provided.
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