СПОСОБ МАГНИТНОЙ ОБРАБОТКИ ЖИДКОСТИ Российский патент 2010 года по МПК C02F1/48 

Изобретение относится к магнитной обработке жидкости, преимущественно водосодержащей системы, включающей получение намагниченной жидкости, индуцированной в электромагнитном устройстве при воздействии на нее низкочастотным магнитным полем, и использование намагниченной жидкости для обработки другой жидкости.

Известен способ обработки жидкостей, преимущественно воды и водосодержащих растворов, ультразвуковым и магнитным полем при поочередном их воздействии, RU №2253488 C1, A61N 2/06, А61К 41/00, 2005.06.10.

Известны структурно-динамические перестройки в воде и водосодержащих растворах, обработанных сверхслабым магнитным полем, В.Е.Холмогоров, А.И.Халоимов, М.Б.Винниченко, И.Н.Кочнев, А.Е.Григорьев, Н.П.Лехтлаан-Тыниссон, Е.Б.Шапошникова, Л.А.Покровская. Физико-химические проявления структурно-динамических перестроек в воде, физиологическом растворе и в растворе унитиола в сверхслабом поле.// Труды 11-го Международного Конгресса «Слабые и сверхслабые поля и излучения в биологии и медицине». 3-7.07.2000, с.35.

Известен способ выявления энергоинформационного воздействия на тестируемую жидкость путем измерения физических параметров жидкости и последующей их оценки, при этом тестируемую жидкость подвергают воздействию инфракрасного излучения, в спектре поглощения регистрируют характерную для тестируемой жидкости полосу поглощения, определяют спектральный параметр полосы поглощения для каждого значения температуры, изменяемой с произвольным интервалом в диапазоне существования жидкой фазы, и при отклонении полученной температурной зависимости от монотонной устанавливают наличие энергоинформационного воздействия, RU №2075059 C1, G01N 21/00, G01N 21/35, 1997.03.10.

Известен способ получения биологически активной жидкости путем обработки магнитным излучением ММ-диапазона, RU №2137500 C1, А61К 41/00, 1999.09.20.

Известно влияние воды, обработанной низкочастотным магнитным полем, на колониеобразующую способность культуры бактерий Escherichia coli и Staphylococcus aureus, Лехтлаан-Тыниссон Н.П., Шапошникова Е.Б., Холмогоров В.Е. Действие сверхслабого поля на культуры бактерий Escherichia coli и Staphylococcus aurreus. Биофизика, 2004, том 49, вып.3, с.519-52.

Известен способ обработки жидкости магнитным полем и получение структурированной жидкости с заданными бактерицидными качествами, RU №2155081 C1, A61N 2/00, 2000.08.27.

Известные способы индивидуальны в осуществлении.

Известен способ электромагнитной обработки водосодержащей системы, включающий индуцирование жидкости в электромагнитном устройстве, содержащем соленоид, питающийся переменным током от низкочастотного генератора и создающий низкочастотное магнитное поле с величиной магнитной индукции 5·10^-6 Тл, направленное вдоль его оси, при размещении емкости с жидкостью в соленоиде вертикально относительно его оси, и выдерживании, по меньшей мере, в течение трех часов, с получением намагниченной жидкости, извлечение емкости с намагниченной жидкостью из соленоида, RU №61137 U1, A61N 2/08, G61N 33/18, 2008.02.27.

Данное техническое решение принято в качестве «ближайшего аналога» настоящего изобретения.

В «ближайшем аналоге» емкость для намагничивания жидкости размещена в соленоиде и индуцирована низкочастотным магнитным полем, которую используют в качестве источника электромагнитного воздействия на биологический объект. Иное использование намагниченной жидкости в «ближайшем аналоге» не предусмотрено.

В основу настоящего изобретения положено решение задачи, позволяющей расширить возможности проведения магнитной обработки жидкости и использования намагниченной жидкости, создать оптимальные условия осуществления способа.

Технический результат настоящего изобретения заключается в получении намагниченной жидкости при обработке жидкости низкочастотным магнитным полем и использовании ее для обработки другой жидкости.

Согласно изобретению эта задача решается за счет того, что способ магнитной обработки жидкости, преимущественно водосодержащей системы, включает индуцирование жидкости в электромагнитном устройстве.

Электромагнитное устройство содержит соленоид.

Соленоид питается переменным током от низкочастотного генератора.

Низкочастотный генератор создает низкочастотное магнитное поле с величиной магнитной индукции: 5·10^-6 Тл.

Магнитное поле направлено вдоль оси соленоида.

Емкость с жидкостью в соленоиде размещают вертикально относительно его оси.

Выдерживают емкость с жидкостью в соленоиде в течение трех часов.

Получают намагниченную жидкость.

Способ включает извлечение емкости с намагниченной жидкостью из соленоида.

Емкость с намагниченной жидкостью устанавливают вертикально в фиксированном положении.

Размещают дополнительную емкость с жидкостью на расстоянии не больше 8 мм от емкости с намагниченной жидкостью.

Выдерживают емкость с намагниченной жидкостью и дополнительную емкость с жидкостью совместно в течение 5 минут.

Заявителями не выявлены источники, содержащие информацию о технических решениях, идентичных настоящему изобретению, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию «новизна».

За счет реализации отличительных признаков изобретения (в совокупности с признаками, указанными в ограничительной части формулы) достигаются важные новые свойства объекта.

Осуществление способа направлено на получение намагниченной жидкости, обработанной низкочастотным магнитным полем, и использование ее для обработки другой жидкости, что расширяет возможности проведения магнитной обработки жидкости и использования полученной намагниченной жидкости.

Размещение емкости с намагниченной жидкостью и дополнительной емкости с жидкостью на расстоянии не больше 8 мм и выдерживание их совместно в течение 5 минут создает оптимальные условия для использования намагниченной жидкости в новом качестве.

Заявителям не известны какие-либо публикации, которые содержали бы сведения о влиянии отличительных признаков изобретения на достигаемый технический результат, в связи с этим, по мнению заявителей, можно сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию «изобретательский уровень».

Способ осуществляют с помощью устройства.

Устройство для электромагнитной обработки жидкости поясняется чертежами, где изображены:

на фиг.1 - схема устройства для магнитной обработки жидкости на стадии намагничивания жидкости в соленоиде;

на фиг.2 - схема устройства на стадии использования намагниченной жидкости для обработки жидкости в дополнительной емкости;

на фиг.3 - температурные зависимости изменения спектрального положения максимума ИК-полосы поглощения (5180 см^-1) водосодержащих растворов;

на фиг.4 - влияние сверхслабого электромагнитного поля на колоние-образующую способность бактерий Escherichia coli (пробирка 1);

на фиг.5 - влияние сверхслабого электромагнитного поля на колоние-образующую способность бактерий Escherichia coli (пробирка 2);

на фиг.6 - характеристики популяции бактерий Escherichia coli;

на фиг.7 - колониеобразующая способность суспензий бактерий Staphylococcus aureus при введении в них малого количества намагниченной и опосредованно намагниченной водопроводной воды (исследование 1);

на фиг.8 - колониеобразующая способность суспензий бактерий Staphylococcus aurens при введении в нее малого количества намагниченной и опосредованно намагниченной водопроводной воды (исследование 2).

Устройство для обработки магнитным полем жидкости содержит:

низкочастотный генератор тока 1.

амперметр 2.

соленоид 3.

емкость 4,

жидкость (в емкости 4) 5,

жидкость намагниченную (в емкости 4) 6.

дополнительную емкость 7,

жидкость (в емкости 7) 8,

опосредованно намагниченную жидкость 9.

Устройство включает соленоид 3 и емкость 4 с жидкостью 5. Емкость 4 с жидкостью 5 размещена в соленоиде 3.

Соленоид 3 питается переменным током от низкочастотного генератора 1, снабженного амперметром 2.

Низкочастотный генератор 1 создает низкочастотное магнитное поле с величиной магнитной индукции 5·10^-6 Тл, направленное вдоль его оси.

В качестве низкочастотного генератора 1 использован низкочастотный генератор Г3 -118 с изменением частоты переменного тока в пределах от 0,1 до 200 Гц.

В качестве соленоида 3 использован соленоид диаметром 10 см, длиной 10 см и числом витков 10000.

Способ осуществляют следующим образом.

Емкость 4 с жидкостью 5 размещают в соленоиде 3 вертикально относительно его оси.

Выдерживают в течение 3-х часов.

Извлекают из соленоида 3 емкость 4 с намагниченной жидкостью 6.

Емкость 4 с намагниченной жидкостью 6 устанавливают вертикально в зафиксированном положении.

Берут дополнительную емкость 7 с жидкостью 8.

Размещают дополнительную емкость 7 с жидкостью 8 на расстоянии 8 мм от емкости 4 с намагниченной жидкостью 6. Выдерживают их совместно в течение 5 минут.

Осторожно вынимают дополнительную емкость 7 с опосредованно намагниченной жидкостью 9.

Проведенные исследования подтверждают способность воды, обработанной низкочастотным магнитным полем, дистанционно передавать информацию о своем структурном состоянии другим водосодержащим образцам.

С целью подтверждения способности водных растворов, обработанных сверхслабыми электромагнитными полями, дистанционно передавать информацию о своем структурном состоянии другим водосодержащим образцам было проведено исследование. Отдельный образец водосодержащего раствора обрабатывался в соленоиде магнитным полем, затем, вне соленоида, к нему на расстоянии ставили необработанный водосодержащий образец с идентичным объемом в закрытой стеклянной емкости. Затем с помощью ИК-спектрометрии проводили исследования степени структурированности опосредованно намагниченного образца.

Измерение температурной зависимости ИК-полосы ν₂+ν_он производили на автоматизированном Фурье спектрофотометре FTIR-8400 (фирма Shimadzu, Япония).

При записи температурной зависимости положения максимума ИК-полосы 5180 см^-1 скорость изменения температуры образца составляла 0,20÷0,01 град/мин.

В экспериментах, как правило, использовали спектральный диапазон от 5120 до 5220 см^-1, который проходили с шагом 10 см^-1 за 10 минут при определенной температуре образца.

Термостатирование образцов осуществляли с помощью программируемого термостата DC 30-R15 (Thermo-Haake, Germany) с точностью ±0,01°С в режиме квазистатического изменения температуры. Точность определения спектрального положения максимума ИК-полосы по методу хорд составляла ±0,5 см^-1.

На фиг.3 представлены температурные зависимости изменения спектрального положения максимума ИК-полосы поглощения (5180 см^-1) водосодержащих растворов, где

а - до внесения в водосодержащий раствор намагниченного раствора;

б - после внесения в водосодержащий раствор малого количества намагниченного раствора.

Получено множество вариантов температурных зависимостей, отличающихся изменением волнового числа и смещением температурных параметров. При этом обнаружено, что биологическая активность модельных систем в виде различных водосодержащих растворов, исследуемых методом ИК-спектроскопии, не зависит от способа обработки и определяется лишь наличием факта воздействия.

Использование намагниченной жидкости и опосредованно намагниченной жидкости подтверждают примеры.

Пример 1

Микробиологическое исследование влияния сверхслабого электромагнитного поля на колониеобразующую способность бактерий Escherichia coli.

Были использованы бактерии Escherichia coli (штамм М-17), полученные из музейной коллекции кафедры микробиологии ВмедА МО РФ (г.Санкт-Петербург).

Бактерии Escherichia coli сеют на жидкую питательную среду (мясо-пептонный бульон, рН 7,5).

Проводят инкубацию в термостате при 37°С в течение 24 часов.

Из суточной культуры бактерий Escherichia coli готовят стандартные разведения в 10¹⁰ раз путем последовательного добавления 0,1 мл предыдущей культуры в пять стерильных пробирок, содержащих по 9,9 мл физиологического раствора.

Из пятой пробирки - контроль (разведение в 10¹⁰ раз) берут по 1,0 мл суспензии бактерий Escherichia coli и размещают на 3 часа в соленоид с низкочастотным (4 Гц) слабым (5·10^-5 Тл) магнитным полем при вертикальном расположении относительно его оси.

Готовят плотную питательную среду (рН 7,3), в составе: панкреатический гидролизат рыбьей муки (17,9 г), NaCl (5,9 г), агар с микроэлементами (11,2 г).

Готовят среду из расчета 35 г на 1 л дистиллированной воды, перемешивая при кипячении с последующим фильтрованием и стерилизацией в течение 30 мин.

После окончания намагничивания берут отдельными стерильными мерными пипетками пробы из четырех пробирок и из пятой - контроля по 0,1 мл и наносят каждую в чашки Петри (14000 исследований) на приготовленную плотную питательную среду.

Инкубируют в термостате при 37°С в течение 24 часов.

Проводят подсчет с помощью прибора СКМ-1 СПУ (Россия) числа колоний бактерий в чашках Петри после их инкубации.

Результаты представлены на фиг.4,

где а-1 - суспензии бактерий Escherichia coli, обработанные электромагнитным полем из пробирки 1.

Результаты представлены на фиг.5, где

а-2 - суспензии бактерий Escherichia coli, обработанные электромагнитным полем из пробирки 2.

По оси ординат обозначены средние значения колоний бактерий Escherichia coli в культурах, обработанных магнитным полем и количество колоний бактерий Escherichia coli в контроле в фиксированное время. По оси абсцисс - время в минутах.

Пример 2.

Определение изменений функциональной активности бактерий

Escherichia coli в физиологическом растворе при различных видах обработки

(намагничивание и опосредованное намагничивание)

Исследование проводят согласно примеру 1 и предложенному способу.

Берут дополнительную емкость с суспензией культуры бактерий Escherichia coli и устанавливают ее в вертикально фиксированном положении.

Вынимают емкость с намагниченной суспензией культуры бактерий Escherichia coli из соленоида и устанавливают в вертикально фиксированном положении на расстоянии 8 мм от дополнительной емкости.

Выдерживают дистанционно совместное размещение емкости с намагниченной суспензией культуры бактерий Escherichia coli и дополнительную емкость в течение 5 минут.

Проводят параллельно засев колоний бактерий Escherichia coli через 5,15, 30, 45, 60, 80 и 180 минут намагниченных бактерий Escherichia coli и опосредованно намагниченных на питательную среду.

Подсчет колоний бактерий Escherichia coli производят через 24 часа после их инкубации в термостате при 37°С.

Характеристики популяции бактерий Escherichia coli представлены на фиг.6, где

а - суспензии бактерий Escherichia coli, обработанные электромагнитным полем;

б - суспензии бактерий Escherichia coli, опосредованно намагниченные.

Как видно из фиг.6, поведение бактерий Escherichia coli, обработанных непосредственно в сверхслабом магнитном поле, полностью коррелирует с колебательной реакцией бактерий, опосредованно намагниченных.

Поведение опосредованно намагниченных бактерий полностью коррелирует с колебательной реакцией намагниченных бактерий и бактерий с непосредственным внесением в них малого количества намагниченных.

Согласно примерам 1 и 2 можно сделать вывод, что причиной колебательной реакции колониеобразующей способности бактерий в исследованных образцах является изменение физиологических условий для бактерий в суспензиях как следствие структурно-динамических перестроек в воде физиологического раствора и водопроводной воды. Подтверждена способность микроорганизмов к передаче определенных параметров (свойств) при дистанционном взаимодействии.

Пример 3

Микробиологическое исследование различных видов сверхслабого электромагнитного поля на колониеобразующую способность бактерий

Staphylococcus aureus.

Была проведена оценка влияния намагниченной и опосредованно намагниченной водопроводной воды на колониеобразующую способность бактерий Staphylococcus aureus.

Был использован штамм Staphylococcus aureus, полученный из ГИСК им. Тарасевича под №25923.

Используют суточную культуру штамма Staphylococcus aureus, выросшую на среде АГВ (НИЦФ, Санкт-Петербург) при +37°С.

Культуру штамма Staphylococcus aureus смывают водопроводной водой.

Микробную взвесь готовят при использовании стандартного образца мутности ОСО 42-28-86-08 II (5 ME), полученный в январе 2008 г.из ГИСК им. Тарасовича.

Путем перекатки осуществляют шесть десятикратных и одно пятикратное разведения штамма Staphylococcus aureus водопроводной водой.

После разведения штамма Staphylococcus aureus водопроводной водой в чашку Петри вносят 100 мкл микробной взвеси, содержащей 1·10³ КОЕ/мл.

На чашке ожидаемый рост должен составить 1·10² КОЕ/мл. Исследуют влияние магнитного воздействия на воду, добавляемую в микробную взвесь.

В качестве контроля используют необработанную взвесь бактерий Staphylococcus aureus.

На чашки Петри со средой АГВ высевают по 100 мкл микробной взвеси из каждого опытного образца и контроля методом «газона». Засев производили через 15, 60, 180 минут.

Засеянные чашки помещают в термостат при 37°С. Подсчет выросших колоний производят через 24 часа.

Результаты исследований поведения колоний бактерий Staphylococcus aureus при обработке их в соленоиде в различные дни представлены на фиг.7 и фиг.8, где

О - колониеобразующая способность суспензий бактерий Staphylococcus aureus при введении в нее малого количества намагниченной водопроводной воды;

ОО - колониеобразующая способность суспензий бактерий Staphylococcus aureus при введении в нее малого количества опосредованно намагниченной водопроводной воды.

В результате проведенных экспериментов установлен статистически значимый 16, 23 и 43% бактерицидный эффект намагниченного воздействия и 40, 38 и 32% опосредованно намагниченного воздействия с засевом через 15, 60 и 180 минут после обработки соответственно.

Наибольшая активность воздействия наблюдается при экспозиции 180 минут при обработке опосредованно намагниченной водопроводной воды, что позволяет сделать вывод о проявлении микроорганизмами способности к восприятию и передаче свойств при дистанционном взаимодействии.

Обнаружен статистически значимый (10-20-кратный) бактерицидный эффект в отношении Staphylococcus aureus при обработке водопроводной воды, позволяющий говорить о возможности применения в профилактической гигиене растворов нехимического происхождения.

Предложенный способ включает (широко известное) получение намагниченной жидкости при обработке жидкости низкочастотным магнитным полем и использование намагниченной жидкости для опосредованного намагничивания (подтвержденное проведенными исследованиями) подтверждают значимость предложенного технического решения, что обусловливает, по мнению заявителей, соответствие способа критерию «промышленная применимость».

Предложенный способ позволяет:

- расширить возможности проведения магнитной обработки жидкости;

- расширить возможности использования намагниченной жидкости для опосредованного намагничивания другой жидкости;

- создать оптимальные условия осуществления способа.

Способ относится к магнитной обработке жидкости, преимущественно, водосодержащей системы, и может использоваться для опосредованного намагничивания жидкости. Способ включает индуцирование жидкости в электромагнитном устройстве, которое содержит соленоид, питаемый переменным током от низкочастотного генератора. Магнитное поле направлено вдоль оси соленоида. Емкость с жидкостью размещают в соленоиде вертикально относительно его оси, выдерживают в течение трех часов и получают намагниченную жидкость. Затем емкость извлекают из соленоида и фиксируют в вертикальном положении. Размещают дополнительную емкость с жидкостью на расстоянии не больше 8 мм от емкости с намагниченной жидкостью, выдерживают их совместно в течение 5 минут. Технический результат состоит в расширении возможностей магнитной обработки жидкостей при оптимальных условиях проведения процесса. 8 ил.

Способ магнитной обработки жидкости преимущественно водосодержащей системы, включающий индуцирование жидкости в электромагнитном устройстве, содержащем соленоид, питающийся переменным током от низкочастотного генератора и создающий низкочастотное магнитное поле с величиной магнитной индукции 5·10^-6 Тл, направленное вдоль его оси, при размещении емкости с жидкостью в соленоиде вертикально относительно его оси и выдерживании по меньшей мере в течение трех часов с получением намагниченной жидкости, извлечение емкости с намагниченной жидкостью из соленоида, отличающийся тем, что емкость с намагниченной жидкостью устанавливают вертикально в фиксированном положении, затем размещают дополнительную емкость с жидкостью на расстоянии не больше 8 мм от емкости с намагниченной жидкостью и выдерживают их совместно в течение по крайней мере 5 мин.