Спосіб одержання очищеної біологічно активної цілющої води зі зниженим вмістом важких ізотопів водню та установка “вин-коло” для його здійснення

Пропоновані винаходи стосуються засобів - способів і пристроїв - для здійснення комплексної обробки води, з метою поліпшення її біологічних властивостей і може бути використаний для одержання цілющої питної води для потреб медицини, фармакології та для харчової галузі. Найбільш близьким до пропонованого способу за технічною суттю є спосіб одержання біологічно активної цілющої води зі зниженим вмістом важких ізотопів водню, що включає операції попереднього очищення вихідної води від шкідливих і отруйних речовин, охолодження води і наступного видалення з води важких ізотопів водню дейтерію і радіоактивного тритію у потоці води шляхом вибірково твердої конденсації цих важких ізотопів у дві стадії - на першій стадії - на поверхні омиваного вихідною водою охолодженого нижче 0°С твердого тіла випарника, а потім - на другій стадії - на поверхні одиночних шарів конденсату - льоду, що безупинно утворюються, при цьому температуру поверхні кожного шару підтримують рівній початкове встановленій температурі випарника, після одержання потрібної товщини льоду процес кристалізації зупиняють і одночасно здійснюють видалення важких ізотопів кисню О17 і О18, після чого здійснюють збір легкої води зі зниженим вмістом важких ізотопів водню і кисню, виконують відтавання і зливання конденсату, активацію одержуваної води, шля хом оптимізації її мінерального складу і структури /Деклараційний патент України №51330, МПК 7 C02F9/00. Опубл. 15.11.2002. Бюл. №11/. Недоліком описаного способу є його недостатня продуктивність, пов'язана з великою тривалістю процесу і пов'язаних з цим великих енерговитрат, що збільшує собівартість одержуваного продукту - цілющої води. Найбільш близькою до пропонованої є установка для одержання біологічно активної цілющої води зі зниженим вмістом важких ізотопів водню, яка містить блок попереднього охолодження вихідної води та пристрій для конденсації, виконаний у вигляді замкнутого вертикально розташованого порожнистого водоводу Ф-подібної форми, у крайніх, принаймні у дво х, вертикальних витках якого встановлені теплообмінники, з'єднані через запірні клапани з джерелом холодоагенту і джерелом теплоносія, а в центральному вертикальному водоводі встановлений прямоточний насос з регулятором потоку, причому верхня горизонтальна гілка водоводу з'єднана через запірний клапан з блоком попереднього охолодження вихідної води і з пристроєм для попереднього очищення та знезаражування води, а нижня горизонтальна гілка водоводу з'єднана через запірний клапан з пристроєм для оптимізації мінерального складу і структури води, а теплообмінники виконані у вигляді трубчастої багаторядної спіралі, простір між витками якої заповнений теплопровідним матеріалом і благородними мінералами /Деклараційний патент України №51330, МПК 7 C02F9/00. Опубл. 15.11.2002. Бюл. №11). Недоліком описаної установки є її недостатня продуктивність, пов'язана з великою тривалістю процесу і пов'язаних з цим великих енерговитрат, що збільшує собівартість одержуваного продукту - цілющої води. У основу пропонованих винаходів поставлена задача створення таких засобів одержання біологічно активної цілющої води зі зниженим вмістом важких ізотопів водню: дейтерію і радіоактивного тритію, які б дозволили підвищити продуктивність процесу, поліпшити якість одержуваного продукту і знизити його собівартість. Поставлена задача вирішується за рахунок створення умов для використання виявлених авторами експериментально фізико-хімічних властивостей молекул важкої води, розчиненої в основній масі легкої води у залежності від температури при постійному тиску. Поставлена задача вирішується при використанні пропонованого способу, який, як і відомий спосіб одержання біологічно активної цілющої води зі зниженим вмістом важких ізотопів водню, включає операції попереднього очищення вихідної води від шкідливих і отруйних речовин, охолодження води і наступного видалення з води важких ізотопів водню - дейтерію і радіоактивного тритію у потоці води шляхом вибірково твердої конденсації цих важких ізотопів у дві стадії - на першій стадії - на поверхні омиваного вихідною водою охолодженого нижче 0°С твердого тіла - випарника, а потім - на другій стадії - на поверхні одиночних шарів конденсату - льоду, що безупинно утворюються, при цьому температуру поверхні кожного шару підтримують рівній початково встановленій температурі випарника, після одержання потрібної товщини льоду процес кристалізації зупиняють і одночасно здійснюють видалення важких ізотопів кисню О17 і О18, після чого здійснюють збір легкої води зі зниженим вмістом важких ізотопів водню і кисню, виконують відтавання і зливання конденсату, активацію одержуваної води, шляхом оптимізації її мінерального складу і структури, а, відповідно до винаходу, перед видаленням з води важких ізотопів водню - дейтерію і радіоактивного тритію - вихідну воду переохолоджують до температури -0,5...-1°С при її інтенсивному перемішуванні, першу стадію виконують при температурі поверхні випарника -2...-5°С, а другу стадію - при температурі поверхні кожного шару льоду в межах 2...-5°С , яку підтримують безперервно. Поставлена задача вирішується і при використанні пропонованої установки, яка, як і відома установка для одержання біологічно активної цілющої води зі зниженим вмістом важких ізотопів водню, містить блок попереднього охолодження вихідної води та пристрій для конденсації, виконаний у вигляді замкнутого вертикально розташованого порожнистого водоводу Ф-подібної форми, у крайніх, принаймні у двох, вертикальних витках якого встановлені теплообмінники, з'єднані через запірні клапани з джерелом холодоагенту і джерелом теплоносія, а в центральному вертикальному водоводі встановлений прямоточний насос з регулятором потоку, причому верхня горизонтальна гілка водоводу з'єднана через запірний клапан з блоком попереднього охолодження вихідної води і з пристроєм для попереднього очищення та знезаражування води, а нижня горизонтальна гілка водоводу з'єднана через запірний клапан з пристроєм для оптимізації мінерального складу і структури води, а теплообмінники виконані у вигляді трубчастої багаторядної спіралі, простір між витками якої заповнений теплопровідним матеріалом і благородними мінералами, а, відповідно до винаходу, вона доповнена пристроєм для переохолодження нижче 0°С і інтенсивного перемішування вихідної води, яка містить робочу камеру циліндричної форми з конічним днищем і кришкою, під якою встановлена система конденсування води, а над кришкою розміщений пристрій для зворотнопоступального обертання конденсатора важких ізотопів води, що виконаний у вигляді трубчастої багаторядної спіралі, закріпленої на вертикально розташованому порожнистому стрижні, призначеному для прокачування через нього прямого і зворотного потоків холодоагенту в тр убки петлеподібної спіралі, а для подання холодоагенту до петлеподібної спіралі та його відведення встановлені, виготовлені з еластичних, наприклад, хлорвінілових, трубок дві кільцеві спіралі відповідно з правою і лівою навивкою, забезпечені штуцерами, закріпленими на кришці камери і призначені для входу і ви ходу холодоагенту до кільцевих спіральних тр убок. Особливістю пропонованої установки є і те, що пристрій для зворотнопоступального обертання конденсатора важких ізотопів води забезпечений механізмом для зворотно-поступального обертання конденсатора в режимі туди-назад на 180° - за годинниковою і на 180° - проти годинникової стрілки. Один з авторів даної заявки в результаті багаторічних досліджень розробив основи теорії і практики одержання цілющої питної води, згідно з яким цілюща питна вода високої якості може бути одержана тільки за умови її очищення від трьох типів забруднень - земних (техногенних і природних), космічних (важкі і радіоактивні ізотопи водню і кисню) і біоенергоінформаційних (негативне наповнення пам'яті води з високим рівнем ентропії). Згадані умови є важливими і необхідними для одержання води, яка має цілющі властивості для всього живого. Однак, очищення води від трьох типів забруднень необхідна, але недостатня умова для одержання цілющої води. Загальновідомий гомеопатичний ефект пам'яті води, який полягає в тому, що після видалення з води домішок, що несуть негативний вплив на структуру води і її біологічні властивості, вода все одно «пам'ятає» про їх перебування у воді, зберігаючи їх негативний слід. Окрім цього вода "пам'ятає" свій попередній термодинамічний стан: це, наприклад, минулий стан льоду, чи стан окропу. Тому для одержання цілющої води, окрім очищення води від трьох типів забруднень необхідно здійснити дії антиентропійного характеру: створити умови для наростаючого процесу упорядковування, мікромінералізації і структуризації води /див. Варнавский И.Н. Вода и здоровье. - Киев: Фитоцентр. -2001. -231с./. Основним термодинамічним критерієм механізму і кінетики технологічного процесу пропонованого способу є оцінка і використання відмінностей фізико-хімічних властивостей молекул важкої води, розчиненої в основній масі легкої води залежно від температури при постійному тиску. Важку воду, що складається з важких ізотопів водню і кисню, можна розцінювати як шкідливу природну домішку в легкій протієвій воді, оскільки на кожний атом дейтерію у воді Світового океану приходиться 6800 атомів протію чи 0,015 атомних % чи 0,017 вагових %. Установлено, що в міру зниження температури фізико-хімічні властивості важкої і легкої води набувають все зростаючу кількісну і якісну відмінності термодинамічних властивостей /див. Мухачев В.М. Живая вода. - Москва: Наука. -1975.- С.14, 15, 16/. При розчиненні важкої води Д2О у протієвій легкій воді виникає ізотопний обмін. Н2О+Д20=2НДО, S°298=2,8. Судячи по значенню ентропії приведеної реакції, можна зробити висновок, що весь чи майже весь дейтерій повсюдно у воді, яка нас оточує, знаходиться у молекулярній формі НДО, а не Д2О. У таблиці 1 приведені основні термодинамічні властивості звичайної і важкої води, а також кількісні показники відмінностей води у формі Д2О і Н2О (див. Варнавский И.Н. Новая технология и установки для получения очищенной биологически активной целебной питьевой воды. Диссертация в виде научного доклада на соискание ученой степени доктора технических наук. - Москва: Институт медико-биологических проблем -2000.- с.49). Таблиця 1 Термодинамічні властивості звичайної і важкої води. Кількісні показники відмінності води у формі D2O і Н2О Кількісні показники відмінності Властивості Звичайна вода(Н20) Важка вода (D2O) води у формі D2О і Н2О Температура кипіння, °С 100 101,4 1,4 Температура замерзання (танення),°С 0 3,8 3,8 Теплота плавлення льоду, кал/моль 1436 1520 84 Теплота випару, кал/моль: при 100°С 9719 11109 208 при 3,82°С 10702 9927 407 Підкреслимо, що на відмінність від легкої води Н 12О16 , важка вода Д2О при охолодженні нижче 3,8°С уже стає льодом, а, точніше, переходить у льодоподібний стан і, судячи з теплоти плавлення льоду (див. табл.1), міцніше утримується льодом. Аналіз даних, представлених ви ще, дозволяє обгрунтувати основну суть пропонованого винаходу. В основу даного винаходу поставлена задача створення такого способу одержання біологічно активної цілющої води, який вирішував би проблему очищення води не тільки від земних забруднень - техногенних і природних, але і від космічних забруднень. Відмінною особливістю пропонованого способу одержання біологічно активної цілющої води зі зниженим вмістом важких ізотопів водню, полягає в тому, що перед видаленням з води важких ізотопів водню: дейтерію і радіоактивного тритію, вихідну воду переохолоджують до температури -0,5...-1°С при обов'язковому інтенсивному перемішуванні. Згаданий оптимальний температурний діапазон переохолодження виявлено авторами експериментальне. Так при інтенсивному перемішуванні саме при температурі -0,5...-1°С вода не замерзає, переходячи у переохолоджений стан. При цьому здійснюється найбільш повний і інтенсивний перехід важких ізотопів у твердий стан в об'ємі рідкої води. Інтенсивність осадження важких ізотопів води на поверхні спочатку твердого тіла з більш низькою температурою, ніж переохолоджена вода, а саме: при температурі -2...-5°С, а потім на поверхні шарів конденсату - важкого льоду, - з температурою -2...-5°С, що безупинно утворюються, значно зростає. Таким чином, підвищується продуктивність процесу і поліпшується якість одержуваної легкої води з більш зниженим вмістом важких ізотопів. Суть конструкції пропонованої установки «ВИН-КОЛО» для реалізації описаного способу одержання біологічно активної цілющої води зі зниженим вмістом важких ізотопів водню полягає в тому, що на відміну від відомої установки «ВИН класу «Сніжинка», вона забезпечена пристроєм для попереднього переохолодження нижче 0°С вихідної води при інтенсивному її перемішуванні. У випадку припинення перемішування води з температурою нижче 0°С в'язкість розчину швидко збільшується, утворюється, так звана, шуга, а потім і лід. Процес сепарації припиняється. Тому температура води й інтенсивність перемішування - це два параметри, успішне поєднання яких, - запорука ефективного технологічного процесу одержання цілющої біологічно активної води зі зниженим вмістом важких ізотопів водню. Суть винаходу пояснюється на схематичному кресленні установки «ВИН-КОЛО» (фіг.1), на якій реалізується пропонований спосіб. Установка для одержання біологічно активної цілющої води «ВИН-КОЛО» містить робочу камеру 1 циліндричної форми з конічним днищем, що розміщена на рамі 2. Камера закривається кришкою 3, під якою встановлений пристрій конденсування важкої води, що складається з контуру переохолодження вихідної води 4 і контуру системи конденсування важкої води 5. Контур переохолодження вихідної води 4 включає теплообмінник 6, розташований в охолоджуючій ванні холодильної машини 7, і водяний насос 8, з'єднаний трубопроводом з теплообмінником 6 і робочою камерою 1. Холодильна машина 7 забезпечує подання холодоносія й охолодження випарника - конденсатора - 9 до температури в межах від -2...-5°С з можливістю регулювання температури. Конденсатор 9 являє собою трубчасту петлеподібну спіраль, яка закріплена на вертикально розташованому порожнистому стрижні 10. Для подання холодоагенту до петлеподібної спіралі конденсатора 9 та його відведення установлені дві гнучкі, наприклад, хлорвінілові кільцеві спіралі відповідно з правою і лівою навивкою 11, вхід і вихід холодоагенту з яких здійснюється через штуцера, закріплені на кришці камери. Ме ханізм зворотнопоступального обертання 12 конденсатора здійснюється у режимі руху туди-назад: на 180°- за годинниковою стрілкою і на 180°- проти годинникової стрілки. Між робочою камерою 1 і холодильною машиною 7 встановлений пульт керування 13 установкою. З метою спостереження за вибраним процесом утворення важкого льоду в робочій камері 1 установлені два ілюмінатори з підсвічуванням 14. Показана на кресленні установка призначена для одержання біологічно активної цілющої води різних призначень з водопровідної чи дистильованої води. Приклад. Вихідну воду подають у теплообмінник 6 холодильної машини 7. При інтенсивному перемішуванні в теплообміннику 6 вихідн у воду переохолоджують до температури -0,5...-1 °С і подають у робочу камеру 1 через штуцер, розташований на її кришці 3. Заповнення камери 1 контролюють візуально через ілюмінатор 14 чи автоматично, при цьому рівень води повинен покривати петлеподібну спіраль конденсатора 9 приблизно на 20 мм. Включають холодильну машину 7 і за допомогою механізму обертання 12 петлеподібну спіраль конденсатора 9 приводять у зворотно-обертальний рух. Температура на поверхні конденсатора 9 встановлюється і її постійно підтримують в межах -2...-5°С. Обертаючись зворотно-поступально, трубчасті елементи петлеподібної спіралі конденсатора 9 обтікаються переохолодженою водою, внаслідок чого на поверхні спіралі вибірково конденсуються важкі фракції води у вигляді льоду, що містить підвищену концентрацію важких ізотопів водню. Ме ханізм обертання 12 і холодильну машину 7 відключають, коли на поверхні петлеподібної спіралі утворюється заданий шар льоду товщиною 3-10мм. Здійснюють зливання легкої біологічно активної цілющої води зі зниженим вмістом важких ізотопів водню: дейтерію і радіоактивного тритію, після чого робочу камеру 1 заповнюють гарячою водою, а після танення льоду конденсат з підвищеним вмістом важких ізотопів водню через кран зливають у каналізацію. Далі процес повторюється. Джерела інформації, використані при підготовці заявки: 1. Патент Російської Федерації №2010772 МПК 5 C02F/00. Опуб 15.04.1994, Бюл.№7. 2. Деклараційний Патент України № 51330, МПК7 C02F9/00, Опубл. 15.11.2002. Бюл. №11. 3. Варнавский И.Н. Вода и здоровье. -Киев. Фитоцентр.-2001. -231с. 4. Мухачев В.М. «Живая» вода. - Москва: Наука. - 1975. -141с. 5. Варнавский И.Н. Новая технология и установки для получения очищенной биологически активной целебной питьевой воды. Диссертация в виде научного доклада на соискание ученой степени доктора технических наук. - Москва: Институт медико-биологических проблем - 2000.