СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЛЕГКОЙ ВОДЫ Российский патент 2015 года по МПК B01D59/08 C02F1/22 

Изобретение относится к области получения воды с пониженным содержанием тяжелых изотопных видов воды, далее называемой легкой или протиевой водой, из природной воды путем процессов замораживания и размораживания и может быть применено для бытовых целей.

Известен способ получения легкой воды [1] путем реализации этапов:

- размещение в морозильной камере емкости с природной водой;

- при образовании слоя льда на поверхности и на стенках воду сливают:

- лед, оставшийся в емкости, выбрасывают

Указанный метод основан на том, что температура замерзания чистой легкой воды ниже, чем температура замерзания тяжелой воды, причем эта разница составляет до 3,8°С для различных видов тяжелой воды. Таким образом, предполагается, что первый слой льда, образованный в емкости с природной водой, состоит из льда тяжелой воды, который не рекомендован к употреблению в пищу [1]. К недостаткам способа относятся: его сравнительно большая продолжительность, отсутствие автоматизации, отсутствие уверенности, что вся тяжелая вода успевает за время выдержки в морозильнике пройти процесс кристаллизации. Для устранения указанных недостатков создают искусственное перемешивание воды в емкости и искусственные центры кристаллизации в виде воздушных пузырьков [2], проводят фильтрацию с целью удаления кристаллов льда тяжелой воды.

Наиболее близким к предлагаемому способу является «Способ получения легкой воды 1Н2 16О» [3]. Этот способ состоит в том, что природная вода равномерно охлаждается, периодически перемешивается за счет аэрации воздухом до образования взвеси льда тяжелой воды, полученная взвесь льда фильтруется и пищевая легкая вода сливается. Этот способ требует меньшего времени для обработки порции воды, поддается автоматизации. Однако этот способ имеет ряд недостатков, к которым можно отнести: 1) использование единственного механизм кристаллизации тяжелых изотопных видов воды, а именно кристаллизации на пузырьках воздуха, что удлиняет процесс во времени и требует специальных конструкторских решений; 2) необходимость проведения фазы фильтрации, требующей дополнительного времени и наличия соответствующего оборудования.

Указанные недостатки в значительной степени ликвидируются предлагаемым способом получения легкой воды из равномерно охлаждаемой и перемешиваемой природной воды до образования льда тяжелой воды с дальнейшим удалением смеси льда тяжелой воды и легкой воды.

Цель изобретения состоит в том, чтобы повысить эффективность процесса связывания льда тяжелой воды за счет введения дополнительного механизма кристаллизации.

Поставленная цель достигается тем, что процесс охлаждения и перемешивания природной воды ведут в присутствии множества абразивных частиц, размещенных в зоне ведения процесса как свободно, так и нанесенных на элементы конструкции установки получения легкой воды или являющихся неотъемлемыми частями этих элементов.

Эффект присутствия абразивных частиц в зоне кристаллизации льда тяжелой воды экспериментально подтверждается [4] в виде кристаллов льда, формирующихся на абразивной поверхности.

На фигурах показан пример схемы установки для осуществления способа и результаты ее работы.

Фигура 1. Принципиальная схема установки для получения легкой воды, где:

1 - емкость с природной водой; 2 - устройство для перемешивания воды, рассеиватель воздуха; 3 - компрессор воздушный для запитки рассеивателя; 4 - шланг; 5 - элемент конструкции с абразивной поверхностью (рассеиватель без запитки воздухом, в данном случае); 6 - термометр наружный; 7 - термометр внутренний; 8 - теплоизолирующий чехол с термостатом и элементами, генерирующими тепло/холод.

Фигура 2. Кристаллизация льда тяжелой воды на рассеивателе воздуха с абразивной поверхностью, генерирующим поток пузырьков, перемешивающих воду в емкости. Для сравнения показан рассеиватель в исходном состоянии.

Фигура 3. Кристаллизация льда тяжелой воды на рассеивателе воздуха с абразивной поверхностью, не подключенном к воздушному компрессору и используемом как элемент конструкции установки. Для сравнения показан рассеиватель в исходном состоянии.

Установка для осуществления предлагаемого способа работает следующим образом. В термоизолирующем чехле создается температура ниже 0°С, необходимая для охлаждения воды до температуры около 0°С. Когда температура воды достигнет указанной температуры, термостат обеспечивает ее поддержание на заданном уровне. Для перемешивания воды включается воздушный компрессор. В течение времени, продолжительность которого зависит от объема емкости и параметров абразивной поверхности на внутренних элементах конструкции с абразивной поверхностью образуется лед тяжелой воды, который, например, удаляется вместе с соответствующим элементом конструкции. Также после намерзания льда тяжелой воды можно слить легкую воду, а лед тяжелой воды после этого растопить, изменив задание термостата с последующей промывкой и сливом. При работе могут также образовываться кристаллы тяжелой воды в поверхностном слое. От них можно избавиться известными способами, например фильтрацией.

Также возможен вариант осуществления способа, когда абразивные частицы находятся в воде в свободном состоянии, например в виде взвеси, и являются центрами кристаллизации для тяжелой воды.

Момент завершения образования кристаллов на абразивных поверхностях может фиксироваться известными способами, например визуально или с помощью оптических или лазерных датчиков.

Список использованной литературы

1. Мосин О.В. Приготовление протиевой воды. Статья на Интернет сайте. Http://www.o8ode.ru/article/tawa/prigotovlenie_protievoi_vody.htm.

2. Муратов М.М. Устройство получения легкой воды. Заявка на изобретение 2008146513/15 25.11.2008.

3. Муратов М.М. Способ получения легкой воды 1H2 16O. Заявка на изобретение 2011117384/05, 29.04.2011.

4. Васильев Ю.Б. Протокол эксперимента по связыванию льда тяжелых изотопных видов воды. Приложение к материалам настоящей заявки на изобретение. 2013 г.

Изобретение относится к области получения воды с пониженным содержанием тяжелых изотопных видов воды из природной воды путем процессов замораживания и размораживания и может быть применено для бытовых целей. Способ получения легкой воды включает равномерное охлаждение и перемешивание природной воды до образования льда тяжелой воды, удаление смеси льда тяжелой воды и легкой воды, при этом процесс ведут в присутствии множества абразивных частиц, как размещенных свободно в зоне ведения процесса, так и нанесенных на элементы конструкции установки получения легкой воды или являющихся неотъемлемыми частями этих элементов. Изобретение обеспечивает повышение связывания льда тяжелой воды и эффективное получение легкой воды. 3 ил.

Способ получения легкой воды, при котором природную воду равномерно охлаждают и перемешивают до образования льда тяжелой воды, впоследствии удаляют смесь льда тяжелой воды и легкой воды, отличающийся тем, что процесс введут в присутствии множества абразивных частиц, как размещенных свободно в зоне ведения процесса, так и нанесенных на элементы конструкции установки получения легкой воды или являющихся неотъемлемыми частями этих элементов.