Спосіб приготування штучної мінералізованої питної води весняно-осіннього призначення

Реферат: Спосіб приготування штучної мінералізованої питної води весняно-осіннього призначення передбачає корегування іонного складу вихідної води і наступне введення K2SO4 і солі магнію + 2+ 2до заданого вмісту катіонів K , Mg та аніонів SO4 , Сl . Як вихідну воду використовують демінералізовану воду, рН якої установлюють в межах 6,5-6,9, а в демінералізовану воду із вказаним значенням рН вводять солі MgSO4, K2SO4, ZnSO4, Cr2(SO4)3, NaCl, CaCl2 і KІ в + + 2+ 2+ кількості, що забезпечує вміст катіонів K = 9-11 мг/л, Na = 9-11 мг/л, Mg = 26-30 мг/л, Са = 2+ 3 + 214-18 мг/л, Zn = 0,5-0,7 мг/л, Сr = 0,03-0,035 мг/л та аніонів I = 0,03-0,035 мг/л, SO4 = 116134 мг/л, Сl = 48-59 мг/л. UA 82824 U (12) UA 82824 U UA 82824 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до технології приготування штучної мінералізованої питної води весняно-осіннього призначення і може бути використана в різних галузях народного господарства - в техніці, медицині, біології, у харчовій та косметичній промисловості, сільському господарстві та ін. В теперішній час набули поширення способи приготування штучно мінералізованих вод питного призначення (див. Друзьяк Н.Г. Патент РФ № 2051125, 1995 p.; Друзьяк Н.Г. Патент України № 17513, 2006), що передбачають стадії видалення нерозчинних механічних домішок, демінералізацію води за допомогою процесів зворотного осмосу або дистиляції, знезараження за допомогою УФ-опромінення або озонування і подальшу її. мінералізацію необхідними для людини макро- і мікроелементами. Штучно мінералізовані води називають також ремінералізованими. Але вода, отримана зазначеними вище способами, не має фізіологічно-функціональних властивостей, які відповідали б сезонам року. Заявниками встановлено, що для кожного сезону року повинна існувати "своя" питна вода, що має фізіологічні властивості, властиві лише даному сезону року (див. Ряпосов А.П. Новое в технологии приготовления искусственно минерализированной воды питьевого назначения. Материалы XII Международной конференции "Экология и развитие общества". - СПб.: Сосновый Бор, 2009. - С. 104-107). Відоме явище (див. Волков В.В. Патент РФ № 2123198 на изобретение "Учебнодиагностическая модель "Биологические часы Земли", опубл. 10.12.1998 г.; Волков В.В. Медицина бессмертия и 280 лет земной жизни. - СПб.: "Валери", 2002), назване "Біологічними годинниками" ("біогодинниками"). У зазначених вище джерелах, а також в книзі Волкова В.В. Тренировка жизненной силы или лечение от старения. - СПб.: "Вектор", 2005 розкривається механізм дії "біогодинника" на організм людини і повідомляється про існування річного біоритму стиснення-розтиснення мембранних клітин людини з періодом в 182,5 діб (з 22 грудня по 22 червня). При цьому встановлено, що влітку вода з клітин спрямовується в міжклітинний простір, взимку - навпаки, вода з міжклітинного простору спрямовується в клітини. Іншими словами, влітку клітини стискаються, а взимку розтискаються. В.В. Волков пояснює існуючий факт стиснення-розтиснення мембранних клітин здатністю людського організму захищатися від радіації за допомогою власної води, яка активно поглинає γ-випромінювання та інші промені видимого і невидимого спектра, що представляють найбільшу небезпеку для клітин людського організму. На основі "біогодинника" В.В. Волков розробив нову схему водоспоживання людиною протягом року. Він регламентував добову кількість споживаної рідини в різний час року і запропонував наступну норму її споживання в різні сезони року: літо: 0,8-1,0 л на добу; зима: 2,5-2,8 л на добу; осінь: 1,25 л на добу; весна: 1,25 л на добу. Схема водоспоживання графічно представлена на фіг. 1 і 2 (в інтерпретації заявників). Схема дає змогу визначити, яку кількість води (орієнтовно) необхідно вживати в будь-який день року. Більш точні значення можуть бути отримані розрахунковим шляхом. Для цього різницю між максимальною кількістю споживання води в зимовий період (2,8 л на добу) і мінімальною кількістю споживання води в літній період (0,8 л на добу) необхідно розділити на період піврічного біоритму, рівний 182,5 діб. Отриману величину необхідних змін споживання води людиною в кожну добу, що становить 10,95 мл, слід використовувати для визначення добового споживання обсягу води в літрах (VС) в будь-який з нижченаведених днів року, застосувавши такі вирази: Vc=0,8+0,01095 • X, (1) або Vc=2,8-0,01095 • X, (2) де X - кількість днів, що минули від літньої (1) або від зимової (2) точки річної шкали до шуканої (заданої) дати. При цьому середні значення споживання води людиною в кожен з сезонів року (V сезон) складають: Vліто = 96 л; (3). Vвесна, осінь =163 л, (4) Vзима = 233 л. (5) Споживаючи рідину в зазначених кількостях, що відповідають сезонам року, ми сприяємо біоритму стиснення-розтиснення клітинних мембран людини, створюючи найбільш ефективний водний екран захисту від випромінювання. Найбільш близьким з відомих заявникам способів є спосіб приготування мінералізованої води сезонного призначення, описаний в патенті України № 96134. 1 UA 82824 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Відповідно до даного способу готують три варіанти води - зимового, весняно-осіннього та літнього призначень. При приготуванні мінералізованої води весняно-осіннього призначення демінералізацію проводять до досягнення величини рН = 6,5-6,7, а солі вводять в кількості, що забезпечує вміст + 2+ 2катіонів К = 52-60 мг/л, Mg = 26-30 мг/л, аніонів SO4 = 64-74 мг/л, СІ = 76-86 мг/л. Даний спосіб вибраний як прототип. Прототип і спосіб, що заявляється, мають наступні спільні ознаки: - корегування іонного складу вихідної води; + 2+ 2- введення K2SO4 і солі магнію до заданого вмісту катіонів К , Mg та аніонів SO4 і Сl . Але вода, одержана за вказаним способом має ряд недоліків, що знижують її споживчі якості. Так, у воді весняно-осіннього призначення, приготовленій за прототипом, відсутні іони кальцію, що характерно лише для лікувальної води і що обмежує коло її споживачів. Вода весняно-осіннього призначення, приготована за прототипом, має більш високий вміст 3 іонів калію (36-100 мг/дм ), ніж це необхідно для приготування фізіологічно повноцінної води. Даний факт також характеризує воду, приготовлену за прототипом, як лікувальну. Крім цього у воді, приготовленій за прототипом, відсутні деякі елементи, що життєво необхідні для організму людини, такі як йод, цинк, хром, натрій. Відсутність перерахованих елементів в штучно приготованій воді також знижує її споживчу якість. В основу корисної моделі поставлена задача розробити спосіб приготування штучної мінералізованої питної води весняно-осіннього призначення, в якій шляхом використання, як вихідної, демінералізованої води, рН якої установлюють до значень 6,5-6,9, і наступного + + 2+ 2+ 2+ 3+ введення мінеральних солей до визначеного вмісту катіонів К , Na , Mg , Ca , Zn , Сr , а 2також аніонів SO4 , Сl , I , концентрація яких регламентована у відповідності до пори року, забезпечити розширення функціональних можливостей питної води за рахунок підвищення фізіологічної повноцінності її складу мінеральних речовин у весняно-осінньому сезоні. Поставлена задача вирішується тим, що в способі приготування штучної мінералізованої питної води весняно-осіннього призначення, що передбачає корегування іонного складу + 2+ вихідної води і наступне введення K2SO4 і солі магнію до заданого вмісту катіонів К , Mg та 2аніонів SO4 , Сl , згідно з корисною моделлю, як вихідну воду використовують демінералізовану воду, рН якої установлюють в межах 6,5-6,9, а в демінералізовану воду із вказаним значенням рН вводять солі MgSO4, K2SO4, ZnSO4, Cr2(SO4)3, NaCl, СаСl2 і КІ в кількості, що забезпечує + + 2+ 2+ 2+ вміст катіонів К = 9-11 мг/л, Na = 9-11 мг/л, Mg = 26-30 мг/л, Са = 14-18 мг/л, Zn = 0,5-0,7 3+ 2мг/л, Сr = 0,03-0,035 мг/л та аніонів I = 0,03-0,035 мг/л, SO4 = 116-134 мг/л, Сl = 48-59 мг/л. Характеристика води сезонного призначення. Це кальцій-магній-сульфатно-хлоридна вода, прісна за ступенем мінералізації, з кислою реакцією. Жорсткість води коливається в межах 1,9-5,45 мг-екв./л. 2+ 3+ З числа мікро-і субмікроелементів у воді містяться іони йоду (I ), цинку (Zn ) і хрому (Cr ). Ця вода може бути віднесена до категорії фізіологічно повноцінних вод питного призначення. Новим у корисній моделі, що заявляється, є наступне. Як мінералізуючі воду компоненти у неї додатково введені життєво необхідні для організму людини іони: 2+ + 2+ 3+ Ca ,Na , Zn ,Cr , I . Їх концентрація регламентована з урахуванням добової фізіологічної потреби в мінеральних речовинах для організму людини для кожного з сезонів року (див. Кровь - показатель здоровья" /Т.Ф. Цынко, В.Е. Романовский. Изд. 2-е. - Ростов н/Д.: "Феникс", 2007; Ноздрюхина Л.Р., Нейко Е.М., Ванджура И.П. Микроэлементы и атеросклероз. - М.: "Наука", 1985; Микроэлементы для вашего здоровья/ А.В. Скальный. - М.: "Издательский дом "Оникс 21 век", 2003). + 2+ При цьому рН, концентрація іонів К і Mg (використаних в прототипі) і перерахованих вище іонів, що додатково вводяться при мінералізації води оптимізована з урахуванням вимог, що викладені в Гігієнічних вимогах до води питної, призначеної для споживання людиною (ДержСанПіН 2.4-171-10 Україна), а також ряді нормативів, рекомендованих Всесвітньою організацією охорони здоров'я (ВООЗ). Зазначені відмінності води, приготовленої за способом, що заявляється, забезпечують усунення перерахованих вище характерних недоліків води, отриманої за прототипом, тобто до розширення функціональних можливостей і підвищення її споживчих якостей. 2 UA 82824 U 5 10 15 20 Зазначені концентрації мінералізуючих речовин у воді сезонного призначення, як і в прототипі, визначені за умов, що в кожному із сезонів року в організм людини разом з водою має надходити однакова кількість мінеральних речовин, а кількість вживаної води людиною в кожен із сезонів року відповідає схемі водоспоживання людиною протягом року за "біогодинником" (див. вирази (1-5) і фіг. 1 і 2), що можна представити у вигляді співвідношень: mв есна, осінь mв есна, осінь m зима m літо     1 (6) mв есна, осінь m літо mв есна, осінь m зима Реалізація зазначених співвідношень може бути досягнута поступовим збільшенням (в піврічному біоритмі "літо-зима") кількості споживаної людиною води на добу (в середньому зазначені зміни становлять близько 11 мл на добу). Солевміст в сезонних водах необхідно також змінювати: у воді зимового призначення кількість солей повинна бути найменшою, через те, що споживання води рекомендується максимально збільшити, навпаки, у воді літнього призначення солевміст повинен бути найбільш високим. Так, з урахуванням кількості споживаної води в різні сезони року, загальна кількість солей, що надходять до організму людини в різні сезони року, буде практично однаковою. Так як кількість води, споживаної людиною на добу, у весняний та осінній періоди збігаються, склад і властивості вод цих сезонів можуть бути однаковими. Для визначення необхідних кількостей речовин, що мінералізують сезонні води, скористаємося нижче наведеними співвідношеннями об'ємів води Vсезон  і мас мінеральних речовин mсезон  , які можуть надійти до організму людини в різні сезони року у випадку вживання нею води за "біогодинником", але без урахування її фізіологічних властивостей (тобто "звичайної"): V m 233 K1  зима  зима   2,43 раза , (7) Vліто mліто 96 K2  25 30 35 40 45 50 Vзима Vв есна, осінь Vв есна, осінь  mзима mв есна, осінь  233  1 43 раза , (8) , 163 mв есна осінь , 163   17 раза , (9) , mліто 96 де K1, K 2 іK 3 - коефіцієнти співвідношень середніх значень концентрацій мінеральних речовин m (в міліграмах), що надходять в різні сезони року (водокористування "звичайною" водою за "біогодинником"). Отримані коефіцієнти у виразах (6,7 і 8) назвемо коефіцієнтами редукування (зміни) кількості мінералізуючих воду речовин від сезону до сезону, в подальшому (при реалізації виразу (6)), вони будуть використані при визначенні складу і властивостей сезонних вод. Як мінералізуючі сезонну воду речовини використані наступні солі: калію сульфат (K2SO4); натрію хлорид (NaCl;) калію йодид (КІ); кальцію хлорид (СаСl 2); магнію сульфат (MgSO4); цинку сульфат (ZnSO4); хрому сульфат (Сr2(SО4)3). Концентрації кожного із вказаних компонентів в питній воді сезонного призначення визначаються з використанням отриманих у виразах (7, 8 і 9) коефіцієнтів редукування мінералізучих воду речовин від сезону до сезону K1, K 2 і K 3 . Солевміст води весняно-осіннього призначення визначають розрахунковим шляхом, використовуючи коефіцієнти редукування K1, K 2 і K 3 . При цьому, в разі споживання води за "біогодинником", загальне споживання людиною солей в кожен із сезонів року залишається практично на одному рівні. Отримані результати про хімічний склад і фізіологічні властивості штучної мінералізованої питної води весняно-осіннього призначення наведені в таблиці "Хімічний склад і властивості штучної мінералізованої питної води весняно-осіннього призначення" і є основою при виробництві питної води за заявленим способом. До основних етапів приготування води за способом, що заявляється, відносяться стадії + демінералізації вихідної води та її кондиціонування щодо зазначених в ній іонів водню Н і, як заключна стадія, збагачення отриманої води необхідними солями. Для одержання води сезонного призначення із заданими величинами рН, вихідну воду кондиціонують, підкислюючи, або олужнюючи в певній мірі (див. патенти України на винаходи №№ 98544, 85903). K3  Vліто  3 UA 82824 U 5 10 15 20 25 30 Після кондиціонування доочищеної води у відношенні концентрації в ній іонів водню її мінералізують. Для мінералізації води використовують солі марок Ч, ЧДА, ХЧ, як водні, так і безводні. Введення солей в доочищену воду у вигляді насичених розчинів забезпечує практично презиційне їх дозування. Приклад приготування води весняно-осіннього призначення. Для приготування даної води, як вихідну воду, використовували дистильовану воду, рН якої становив 5,3, а солевміст - 5 мг / л. Зазначені властивості води не задовольняють вимогам, що пред'являються до води питного призначення. У зв'язку з цим дану воду піддають кондиціонуванню щодо зазначених в ній іонів водню. Кондиціонування здійснювали за способом, описаним в патенті України № 98544. рН отриманої води становив 6,85. Рідина з вказаними властивостями використовувалася для приготування води весняноосіннього призначення, тому її властивості відповідають вимогам, пред'явленим до сезонних вод. Для мінералізації даної води також використовували насичені водні розчини солей перерахованих вище. Знову, скориставшись значеннями молекулярних мас речовин, що використовуються для мінералізації вод сезонного призначення, встановили, що для приготування води весняноосіннього призначення в 10 л підготовленої води необхідно ввести наступні дози насичених розчинів: 2,09 мл насиченого водного розчину K2SO4; 2,67 мл насиченого водного розчину NaCl; 0,0004 мл насиченого водного розчину КІ; 0,77 мл насиченого водного розчину СаСl2; 4,47 мл насиченого водного розчину MgSO4; 0,0127 мл насиченого водного розчину ZnSO4; 0,0039 мл насиченого водного розчину Cr2(SO4)3. Отримана вода мала наступний вміст іонів: + + 2+ 2+ 2+ 3+ К = 10 мг/л; Na = 10 мг/л; Mg = 28мг/л; Са = 16 мг/л; Zn = 0,6 мг/л; Сr = 0,033 мг/л; I = 20,033 мг/л; SO4 = 125 мг/л; СІ = 53,5 мг/л. Отримана вода весняно-осіннього призначення була прозорою, без запаху і присмаку. Таблиця Хімічний склад і властивості штучної мінералізованої питної води весняно-осіннього призначення 2 + К 3 + Na Солевміст, мг/дм Катіони 4 5 2+ 2+ Mg Са 9-11 9-11 26-30 Найменування води 1 Питна вода весняноосіннього призначення 14-18 3 6 2+ Zn 7 3+ Cr 0,5-0,7 0,03-0,035 35 Продовження таблиці Солевміст, мг/дм Найменування води 1 3 Всього Аніони 8 І Питна вода весняно-осіннього 0,03-0,035 призначення Показник Загальна іонів водню жорсткість, 3 рН мг-екв./ дм 9 2SO4 10 Сl 11 12 13 116-134 48-59 222,56263,78 6,5-6,9 2,87-3,4 4 UA 82824 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 Спосіб приготування штучної мінералізованої питної води весняно-осіннього призначення, що передбачає корегування іонного складу вихідної води і наступне введення K2SO4 і солі магнію + 2+ 2до заданого вмісту катіонів K , Mg та аніонів SO4 , Сl , який відрізняється тим, що як вихідну воду використовують демінералізовану воду, рН якої установлюють в межах 6,5-6,9, а в демінералізовану воду із вказаним значенням рН вводять солі MgSO4, K2SO4, ZnSO4, Cr2(SO4)3, + + 2+ NaCl, CaCl2 і KІ в кількості, що забезпечує вміст катіонів K = 9-11 мг/л, Na = 9-11 мг/л, Mg = 2+ 2+ 3 + 26-30 мг/л, Са = 14-18 мг/л, Zn = 0,5-0,7 мг/л, Сr = 0,03-0,035 мг/л та аніонів I = 0,03-0,035 2мг/л, SO4 = 116-134 мг/л, Сl = 48-59 мг/л. Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5