УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЖИДКОЙ СРЕДЫ С ОТРИЦАТЕЛЬНЫМ ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫМ ПОТЕНЦИАЛОМ ПУТЕМ НАСЫЩЕНИЯ ЕЕ ВОДОРОДОМ

Полезная модель относится к области обработки жидкой среды, в частности, воды, водных растворов солей, соков и т.п. с целью изменения их окислительных и восстановительных свойств и может быть использовано для получения питьевой воды, а также для получения моющих и дезинфицирующих растворов.
Сегодня в науке и медицине известно, что одним из самых важных параметров воды является ее окислительно-восстановительный потенциал (ОВП). Когда обычная питьевая вода проникает в ткани человеческого организма, она отнимает электроны от клеток и тканей, которые состоят из воды на 80-90%. В результате этого биологические структуры организма подвергаются окислительному разрушению. Так организм изнашивается, стареет, жизненно важные органы теряют свою функцию.
Эти негативные процессы могут быть замедлены, если в организм с питьем и пищей будет поступать жидкость, обладающая свойствами внутренней среды организма, то есть, обладающая защитными восстановительными свойствами. Это подтверждено
многочисленными исследованиями в специализированных научных центрах России и за рубежом. Если поступающая в организм жидкость, в частности, питьевая вода имеет ОВП, близкий к значению ОВП внутренней среды организма человека, то «жизненная энергия организма» усваивается, поскольку обладает наилучшей биологической совместимостью с человеческим организмом именно по этому параметру.
Известно устройство для электрохимической обработки воды или водных растворов, содержащее наружный электрод в виде полого цилиндра, внутри которого расположен внутренний электрод. Между электродами размещена полупроницаемая диафрагма, разделяющая электродное пространство на внутреннюю и внешнюю электродные камеры. В верхней части боковой поверхности наружного цилиндрического электрода выполнено отверстие, посредством которого внешняя электродная камера соединена выходным каналом. Во внутреннем электроде выполнено, по меньшей мере, одно отверстие, соединяющее внутреннюю камеру с каналом для отвода жидкости. Внутренняя камера соединена кольцевым каналом с горизонтальным каналом для подачи обрабатываемой жидкости (см. патент RU №2297981, МПК-8: C02F 1/461, опубл. 27.04.2007 г.).
Техническим эффектом данного известного устройства является увеличение производительности, расширение диапазона получаемых рН и окислительно-восстановительных потенциалов обработанной воды, повышение надежности работы устройства, увеличение срока эксплуатации, снижение трудозатрат при монтаже и ремонте устройства, снижение энергопотребления при работе устройства, повышение его компактности.
Однако, известное устройство сложно и, как следствие не обладает достаточной надежностью, остается энергоемким.
Известна установка для насыщения жидкой среды, в частности, воды водородом с целью повышения отрицательного окислительно-восстановительного потенциала, содержащая ячейку с никелевыми электродами, бутыль и ванну с водой. В качестве электролита используется 30% раствор КОН. Ток электролизера 5 А (см. Электронный научный журнал «Исследовано в России». (http://zhurnal.gpi.ru/articles/2007/023.pdf).
В известной установке бутыль заполняют исследуемым водным раствором доверху. Горлышко бутыли закрывают пробкой. Затем бутыль вверх дном опускают в ванну с водой. Под водой пробку открывают и через трубку в бутыль с водой вводится водород из электролитической ячейки. В бутыль, объемом 0,5 л для
получения воды, насыщенной водородом, вводится не менее 9 мл водорода. После введения водорода бутыль снова под водой закрывают пробкой. Заполненную водородом бутыль извлекают из ванны, после чего ее держат вверх дном, либо на боку, но ни в коем случае, не переворачивают вверх горлышком.
После выдержки в таком положении в течение определенного времени пробку открывают и в специальном сосуде измеряют полученный ОВП (ОВП измеряют хлор-серебряными и платиновыми электродами с помощью прибора «Эксперт-001» фирмы «Эконикс». При измерении учитывают собственный потенциал хлор-серебряных электродов).
Исследуемый водяной раствор перед заполнением бутыли проходил очистку на установке БЭР-49-М серии «Пилимин». Заправка водородом на известной установке производилась на следующие сутки, то есть через 24 часа после наполнения бутыли очищенной водой для того, чтобы озон, содержащийся в очищенной воде успел полностью распасться. После заправки воды водородом с помощью известной установки в бутыли остается газовый пузырь.
Количество вводимого с помощью известной установки водорода составлял от 9 мл и выше (30-40 мл) на 0,5 л воды, то есть от 1,8 л до 6-8 литров водорода на 100 литров воды.
Время установления потенциала составляет примерно 24 часа.
За это время успевает установиться значение ОВП на уровне минус (200-250) мВ. В течение часа ОВП уменьшается примерно до минус 400 мВ. Это значение практически не меняется в течение 4-5 часов. Затем через 12-15 часов после введения водорода ОВП достигает значения около - 600 мВ. ОВП - 600 мВ сохраняется до 74 дня наблюдения.
При увеличении объема вводимого водорода более 9 мл (30-40 мл) ОВП через сутки уменьшается от - 400 до 600 мВ.
Как видно известная установка достаточно сложна, требует для своего использования соблюдения дополнительных условий - наличие ванны с водой, установки для очистки жидкости, хранение бутылей с водой, насыщенной водородом только в определенном положении.
Все эти сложности не позволяют использовать данную известную установку при промышленном производстве активированной водородом воды.
Добавление в воду указанного в известной установке такого большого количества водорода (от 9 до 30-40 мл на 0,5 литров воды) вызвано тем, что насыщение водородом воды в бутыли,
расположенной в известной установке вниз горлышком происходит в ванне с водой. При таком расположении бутыли, вода, расположенная в бутыли насыщается только определенным количеством поступившего в нее водорода, остальная же его часть уходит из нее в воду, расположенную в ванне, окружающей бутыль.
Помимо этого, использование известной установки для смешивания воды с водородом непосредственно в бутыли не обеспечивает достаточной производительности и также не может быть использовано при промышленном производстве активированной воды.
В известной установке время установления требуемого потенциала составляет примерно 24 часа, и дополнительно 24 часа для удаления озона, поступившего в водную среду при очистке, что является не приемлемым для промышленного производства.
Минимальное количество вводимого водорода также значительно - не менее 1,8 л на 100 литров воды.
Известная установка остается энергоемкой.
Таким образом, техническим результатом, на решение которого направлена заявляемая полезная модель, является упрощение конструкции устройства для получения жидкой среды с отрицательным окислительно-восстановительным потенциалом
путем насыщения ее водородом, снижение энергоемкости установки и получение требуемого ОВП насыщаемой жидкости за более короткий промежуток времени и меньшим количеством газообразного водорода.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном устройстве для получения жидкой среды с отрицательным окислительно-восстановительным потенциалом, путем насыщения ее водородом, находящимся под давлением, содержащем емкость для соединения жидкой среды с водородом, источник водорода, средства для подвода водорода и жидкой среды в емкость, согласно полезной модели, в качестве источника водорода используют газообразный водород, находящийся в газовом баллоне, в качестве емкости для соединения жидкой среды с водородом используют кавитационный эжектор-смеситель, при этом количество вводимого в воду водорода составляет не менее 1:100 (1 литр водорода на 100 литров воды), но не более 1,79:100 (1,79 литров на 100 литров жидкой среды.
Использование в качестве источника водорода газообразного водорода, находящегося в газовом баллоне, позволяет значительно упростить конструкцию устройства и значительно снизить энергоемкость установки.
Это обеспечивается за счет использования готового к употреблению газообразного водорода, полученного различными способами, отсутствие энергоемкой установки для электролитического получения водорода.
Кроме того, нахождение водорода в газовом баллоне, делает заявляемую установку более безопасной.
Использование в качестве емкости для соединения жидкой среды с водородом кавитационного эжектора-смесителя позволяет значительно снизить время насыщения жидкой среды водородом и, как следствие, снизить время получения ОВП жидкой среды с требуемым значением.
10
10
3
Это объясняется тем, что обязательным условием работы кавитационного эжектора-смесителя является наличие в нем пузырьков газа водорода, количество которых может достигать пределов 2 - 10 на 1 м жидкой среды и размера 5-10 мкм.
За счет образования в кавитационном эжекторе-смесителе значительного количества мелких пузырьков увеличивается площадь соприкосновения газообразного водорода с жидкой средой и, как следствие, ускоряется процесс восстановления всех минеральных и органических веществ в жидкой среде и получения требуемого ОВП.
Авторами заявляемого устройства экспериментально установлено, что наилучшие результаты (величина ОВП до минус 600 мВ, минимальное количество вводимого водорода и минимальное время насыщения жидкой среды водородом 10-15 секунд) достигаются при количестве вводимого в жидкую среду водорода не менее 1:100 (к 100 литрам жидкой среды добавляют 1 литр газообразного водорода) и не более 1,79:100 (1,79 литров водорода на 100 литров жидкой среды), в отличие от ближайшего аналога, в котором минимальное количество вводимого водорода составляет не менее 1,8 литров на 100 литров воды и выше (при этом величина ОВП при данном количестве вводимого водорода равна минус 600 мВ, время насыщения 24 часа).
Авторами экспериментально установлено, что введение водорода в жидкую среду в количестве менее 1 литра на 100 литров жидкой среды не достаточно для получения требуемого ОВП. При количестве вводимого в жидкую среду водорода более 1,79 литров на 100 литров жидкой среды величина ОВП не увеличивается, остается на том же уровне, что и при количестве, равном или несколько меньшем 1,79 литров на 100 литров вводимого в жидкую среду водорода. И это подтверждено выводами авторов известной
установки: при увеличении количества вводимого в жидкую среду водорода до 30-40 мл на 0,5 л воды (6-8 литров на 100 литров воды) значение ОВП уменьшается также до минус 400-600 мВ, как и при введении водорода в количестве менее 9 мл. на 0,5 л. воды).
Схема заявляемой установки представлена на чертеже. Устройство для получения жидкой среды, в частности воды, с отрицательным окислительно-восстановительным потенциалом путем насыщения ее водородом, находящимся под давлением содержит емкость для смешивания воды с газообразным водородом, в качестве которой используется кавитационный эжектор-смеситель 1, насос 2, трубопровод 3 для подачи жидкой среды - воды, газовый баллон 4 с газообразным водородом, средства для подачи жидкой среды и водорода в кавитационный эжектор-смеситель 1, трубопровод 5 для подачи газообразного водорода. Устройство работает следующим образом. Исходная вода подается в кавитационный эжектор-смеситель 1 насосом 2 по трубопроводу 3. Одновременно с подачей воды в кавитационный эжектор-смеситель 1 по трубопроводу 3 из газового баллона 4 по трубопроводу 5 в кавитационный эжектор-смеситель 1 подсасывается газообразный водород. Количество подсасываемого газообразного водорода составляет от 1 литра
водорода на 100 литров воды до 1,79 литров водорода на 100 литров воды.
Время насыщения водородом в количестве 1 литр воды в емкости величиной 100 литров с достижением значения ОВП минус 200 мВ составляет 10 секунд, время насыщения водородом в количестве 1,79 литров воды в емкости объемом 100 литров с достижением ОВП минус 600 мВ составляет 15 секунд.
Из кавитационного эжектора-смесителя 1 вода с отрицательным окислительно-восстановительным потенциалом от минус 200- 600 мВ направляется в герметичную тару 6 (например бутылку) и далее к потребителю.
Насыщенная водородом вода, в зависимрсти от объема тары 7 в которой она храниться находится в восстановленной форме от 20 до 70 суток.