СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ И ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ПИТЬЕВАЯ ВОДА С ОЗДОРОВИТЕЛЬНЫМ ДЕЙСТВИЕМ Российский патент 2015 года по МПК A23L2/00 

Группа изобретений относится к технике получения питьевой воды с оздоровительным действием и может быть использована в сельском хозяйстве, перерабатывающей промышленности, медицине.

Примерно 80% поверхности планеты Земля покрыто водой, но только 1% этой воды годен для питья (МЕТРО. Вода. Каталог №15 (63). 12-15 июля 2012 г., с.2). Имеются воды высокогорных рек, ледниковая и снеговая, талая. Причем последние считаются обладающими оздоровительным действием. Источниками воды являются открытые водоемы и подземные воды - родниковые, почвенные, грунтовые, артезианские (Краткая энциклопедия домашнего хозяйства. «Советская энциклопедия». М., 1990, с.478).

Известны технические решения для добычи воды из буровых скважин (патент РФ 2273730), из намороженного льда (Заявка РФ 95107846/25) в условиях пустыни методом отбора конденсата транспирационной влаги пустынных растений, накрытых полиэтиленовой пленкой (Патент РФ №2182951).

Известны способы и устройства для получения пресной «воздушной» воды (из атмосферного воздуха): патенты РФ №№2004719, 2056479, 2101423, 2131001, 2143033, 2182623, 2184815, 2185482, 2211293, 2230858, 2278929, 2290480 и др. (МПК: E03B 3/28).

Недостаточная эффективность известных технических решений обусловлена или низкой производительностью, или сложностью систем, или большими энергозатратами.

Наиболее близкой к заявляемой группе изобретений является группа изобретений по патенту РФ №2410982, A23L 2/00, «Способ получения питьевой воды, устройство для его осуществления и питьевая вода». Известный способ предусматривает продувку в сушильной камере воздухом, нагретым до температуры не более 40-45°C, окоренной древесины, подачу обогащенного древесной влагой в сушильной камере воздуха в узел сбора конденсата, где его охлаждают и обезвоживают, влагу собирают в водосборник, а получаемая при этом питьевая вода имеет жесткость до 10 мг экв/дм³ и pH - до 9.

Задачей заявляемых изобретений является получение функциональной питьевой воды с различными свойствами: со свойствами столово-лечебной и лечебной, не вводя в нее искусственно соответствующие указанным ее свойствам ингредиенты и даже не используя изначально природную питьевую воду, как исходный продукт.

Цель изобретений - получение воды из «воздуха», обогащенного ингредиентами оздоровительного действия.

Технический результат достигается тем, что в известном способе получения питьевой воды, включающем продувку в сушильной камере нагретым воздухом растительного сырья, подачу обогащенного растительного влагой в сушильной камере воздуха в узел сбора конденсата с последующим его охлаждением и обезвоживанием, сбор конденсата в водосборник и использование его в качестве конечного продукта, согласно изобретению в качестве растительного сырья используют свежие ягоды и/или фрукты, а продувку сырья осуществляют воздухом, нагретым до 40-70°C в течение 3-12 часов, в зависимости от вида сырья и типа придаваемой воде функции оздоровительного действия.

Кроме того, технический результат достигается тем, что заявляемым способом получают питьевую воду с различными функциями оздоровительного действия с pH<6,0 (вода группы кислых) - столово-лечебную или лечебную.

Сопоставительный анализ заявляемых технических решений с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемый способ отличается от известного условиями осуществления действий: используемым сырьем (в прототипе используют окоренную древесину, а в заявляемом изобретении - свежие ягоды и/или фрукты) и режимом (в прототипе продувку сырья осуществляют нагретым воздухом при его температуре 40-45°C, а в заявляемом изобретении - при 40-70°C.

Питьевая вода, получаемая заявляемым способом, отличается от прототипа качественным составом, обеспечивающим ей разные функции оздоровительного действия (столово-лечебная, лечебная - в зависимости от вида и сорта фруктов и ягод, режимов продувания сырья в сушильной камере) и количественным составом (в прототипе вода имеет pH - до 9, а заявляемая имеет pH<6,0).

Таким образом, заявляемые технические решения соответствуют критерию патентоспособности НОВИЗНА.

Исследуя уровень техники в процессе проведения патентного поиска по всем видам сведений, общедоступных в печати, мы не выявили технических решений, имеющих отличительные от прототипа признаки. До настоящего времени испаряемая при сушке ягод и фруктов влага, распространяя вокруг чудесный аппетитный запах сухофруктов, уходила в атмосферу (унося микроэлементы, присущие данному фрукту или ягоде), являясь отходом производства, и никак нигде не использовалась, тем более в качестве питьевой воды оздоровительно-лечебного действия.

Известно, что средний выход сушеных ягод и фруктов колеблется в среднем от 21 до 27%. При влажности сухофруктов 12-14% получается 60-73% конденсационной воды. И это «богатство» улетает в атмосферу! Мы проводили в течение 8 лет исследования и опыты с целью уловить это «добро» и применить для пользы людей. Анализ полученных при сушке ягод и фруктов вод показал, что это «добро», т.е. фруктово-ягодная влага, испаряющаяся при сушке фруктов и ягод, содержит целый кладезь полезных, а порой жизненно необходимых микроэлементов, количественное содержание которых, как мы выяснили, зависит от вида сырья, его сорта, места его произрастания и режима сушки, при котором продувают сырье в сушильной камере. Этот факт мы использовали для получения питьевой воды с разным ее функциональным назначением: столово-лечебная и лечебная - в зависимости от содержания в ней микроэлементов, влияющих на оздоровление организма человека или его лечение. Каждая из этих питьевых вод имеет pH<6,0, т.е. относится к группе кислых. Следовательно, вся совокупность отличительных от прототипа признаков является новой, и заявляемые технические решения соответствуют критерию патентоспособности ИЗОБРЕТАТЕЛЬСКИЙ УРОВЕНЬ.

Заявляемые технические решения соответствуют и критерию патентоспособности ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ, т.к. они могут быть использованы в сельском хозяйстве (в агрокомплексах), в перерабатывающей промышленности, медицине (в профилактических и лечебных целях). И, кроме того, в описании изобретений представлены средства и методы, с помощью которых возможно осуществление технических решений в том виде, как они охарактеризованы в формуле изобретений.

Способ осуществляется следующим образом.

Свежие ягоды или фрукты помещают в сушильную камеру, изготовленную из химически нейтрального к кислотам ягод и фруктов материала, продувают их нагретым до 40-70°C воздухом, обогащенный в сушильной камере фруктово-ягодной влагой воздух подают в узел сбора конденсата, там его охлаждают и обезвоживают, конденсат собирают в водосборник и используют его в качестве конечного продукта - функциональной питьевой воды с оздоровительным действием.

Анализ получаемых при сушке ягод и фруктов вод показал, что их состав зависит в основном от вида сырья, его сорта, места его произрастания и менее от режимов сушки. Причем оптимальная температура сушки определятся в каждом конкретном случае от вида и сорта фруктов и/или ягод. И по количеству содержащихся в них микроэлементов получаемая вода может быть столово-лечебной или лечебной. Однако общим для этих вод является величина водородного показателя: pH<6,0.

Для «улавливания» воды, испаряющейся при сушке ягод и фруктов, было собрано устройство «УСФ», включающее сушильную камеру, решетки, вакуумный насос, электронагреватель, загрузочное устройство, воздухоохлаждающий конденсатор с входным отверстием и выходным отверстием для слива конденсата, водосборник, вентилятор, холодильная камера, подводящая и отводящая трубы.

Испытание самого устройства «УСФ» было осуществлено в процессе сушки ягод калины (см. протокол испытания устройства «УСФ» от 20-28 ноября 2012 - приложение 1; 3 листа).

Испытание полученной воды (калиновой) было осуществлено Испытательным центром питьевой воды и сточных вод (ИЦПВ и СВ) аккредитованной испытательной лаборатории питьевой воды ООО «Краснодар Водоканал»; Аттестат №РОСС RU.001.22 ПВ 09 с 01.07.2010 по 01.07.2015 (см. протокол испытаний от 10.12.2012 г. - Приложение 2; 1 лист).

После проведенных испытаний конструкция устройства «УСФ» была доработана - в части утепления кожуха (см. Акт приемочных испытаний установки «УСФ» от 06 марта 2013 - приложение 3; 2 листа).

На усовершенствованной конструкции устройства «УСФ» была получена вода яблочная в процессе сушки яблок сорта «Имрус» при 60°C в течение 12 час (см. протокол сушки яблок от 19.08.2013 г., Приложение 4; 1 лист), по результатам которого выявлена зависимость количества конденсационной воды от длительности сушки яблок, отраженная на фиг.1).

Полученная вода была испытана в ИЦПВ и СВ (см. протокол испытаний от 23.08.2013 г. - приложение 5; 1 лист). Кроме того, на устройстве «УСФ» была получена вода яблочная в процессе сушки яблок сорта «Имрус» при 75°C в течение первых 6-ти часов: проба 3/1 и отдельно по истечении вторых 6-ти часов: проба 3/2 (см. протокол испытаний от 29.08.2013 г. - Приложение 6; 1 лист, по результатам которых выявлена зависимость показателей конденсационной воды от длительности сушки яблок, отраженная на фиг.2).

При получении «фруктовой» или «ягодной» воды температура и общая длительность сушки принималась в соответствии с существующими рекомендациями для отдельных ягод и фруктов, чтобы получение такой воды органично было связано с установившимся производственным процессом их сушки. При этом нами была выявлена технология получения вод с разным оздоровительным действием (столово-лечебная, лечебная): зависимость количественного содержания в ней микроэлементов от вида, сорта ягод и/или фруктов и длительности сушки (см. таблицу).

№ п.п. Показатель Единица измерения Результат анализа   Калина* Яблоки Подмосковная Краснодарская Айдарет* (после 6 месяцев хранения) Сорт Имрус* (свежесорванные) Свежий сорт Имрус** (свежесорванные) Предельно допустимые показатели для питьевой воды (СаНПиН 2.1.4.1074-1) 1 Водородный показатель ед. pH - 3,8 3,2 4,51 3,27 6-9 2 Жесткость общая градус - 5,4 24,0 7,0 - 7,0 3 Окисляемость (перманганант) мг0/дм³ - - - 140,2 - 5,0 4 Магний мг/дм³ - 55,9 158,1 36,5 - 40*** 5 Калий мг/дм³ - 0,5 0,2 0,3 -   6 Железо (общее) мг/дм³ 0,3 0,1 44,67 6,8 29,3 0,3 7 Свинец (суммарно) мг/дм³ 0,002 0,005 0,3 0,9 - 0,03 8 Цинк мг/дм³ - 0,03 4,24 - 17,3 5,0 9 Фториды мг/дм³ 0 1,0 6,1 - 0,18 1,2 10 Сульфаты мг/дм³ 1,3 5,0 2,38 - - 500,0 11 Хлориды мг/дм³ 0,8 33,7 <1,0 - - 350,0 12 Нитраты мг/дм³ 0 <6,0 0,45 0 - 45,0 13 Нитриты мг/дм³ 0 0,04 0,06 - - 3,0 14 Медь мг/дм³ - - - 2,1 5,22 1,0 *) - сушка при t+60°C; **) - сушка при t+75°C; ***) - по данным Analytic Company

Анализ вод, полученных при сушке ягод и фруктов, показал, что их состав содержит кислоты, присущие ягодам и фруктам, что обеспечивает им целебные свойства, если pH<6,0. Кроме того, эти воды обладают полезными свойствами из-за практического отсутствия в них нитратов, нитритов, сульфатов, хлоридов.

На фиг.1 показана зависимость количества конденсационной воды от длительности сушки яблок сорта «Имрус» при t=+75°C.

На фиг.2 показана зависимость показателей конденсационной воды от длительности сушки яблок сорта «Имрус» при t=+75°C, на которой кривая 1 показывает изменение общей жесткости получаемой воды, кривая 2 - изменение количества железа в ней, кривая 3 - меди, цинка, а кривая 4 - фторидов, нитритов. Кривые на фиг.2 показывают, что общая жесткость получаемой воды и содержание меди и цинка растут в течение всего времени сушки, а количество железа, фторидов и нитритов растет в первой половине периода сушки 0-T₁ (0-6 ч), а во второй половине периода сушки T₁-Т₂ (6 ч-12 ч) концентрация их в воде практически стабилизируется. То есть, улавливая воду при определенном режиме сушки конкретной ягоды или конкретного фрукта (t°C сушки и T - длительность сушки), можно получать столово-лечебную воду (при 0-T₁) или лечебную воду (при T₁-T₂), обогащенную предельным количеством микроэлементов, присущих конкретной ягоде или фрукту.

Таким образом, заявляемая совокупность признаков обеспечивает достижение поставленной цели - получение воды из «воздуха», обогащенного ингредиентами оздоровительного действия, и решение поставленной задачи - получение функциональной питьевой воды со свойствами столово-лечебной или лечебной, не вводя в нее искусственно соответствующие указанным свойствам воды ингредиенты и даже не используя изначально природную питьевую воду, как исходный продукт.

Группа изобретений относится к технике получения функциональной питьевой воды с оздоровительным действием и может быть использована в сельском хозяйстве, перерабатывающей промышленности, медицине. Способ включает продувку в сушильной камере нагретым воздухом свежих фруктов и/или ягод, подачу обогащенного растительной влагой в сушильной камере воздуха в узел сбора конденсата с последующим его охлаждением и обезвоживанием, сбор конденсата в водосборник и использование его в качестве конечного продукта. В качестве растительного сырья используют свежие ягоды и/или фрукты. Продувку сырья осуществляют воздухом, нагретым до 40-70°C в течение 3-12 ч в зависимости от вида сырья и типа придаваемой воде функции оздоровительного действия. Способ позволяет получать питьевые воды со свойствами «столово-лечебная» и «лечебная», которые имеют pH<6,0, так как содержат кислоты, присущие ягодам и фруктам, обеспечивающим им оздоровительное действие. 2 н.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

1. Способ получения функциональной питьевой воды, характеризующийся тем, что он включает продувку растительного сырья в сушильной камере нагретым до 40-70^оС воздухом в течение 3-12 часов, подачу обогащенного растительной влагой в сушильной камере воздуха в узел сбора конденсата с последующим его охлаждением и обезвоживанием, сбор конденсата в водосборник с использованием его в качестве конечного продукта , при этом камера выполнена из химически нейтрального к растительному сырью материала, а в качестве растительного сырья используют свежие ягоды и/или фрукты.

2. Функциональная питьевая вода, характеризующаяся тем, что она получена способом по п.1, при этом вода имеет pH<6.