Изобретение относится к технологии производства питьевой воды и может быть использовано в пищевой промышленности, диетологии, в медицине, технике, сельском хозяйстве и других отраслях народного хозяйства.
Известно, что в качестве питьевой воды все население нашей планеты использует пресные воды. Вода, соленость которой не превышает 1 г/л (0,1%), называется пресной.
Однако запасы пресной воды на Земле не велики и являются недостаточными для удовлетворения потребностей в народном хозяйстве.
В стремлении удовлетворить потребности общества в пресной воде во многих странах построены опреснительные установки морской воды и других вод с высоким содержанием солей.
Очевидно, вследствие высокой их солености они являются непригодными для нужд человека, животных и растений без дополнительной обработки.
Обессоленную воду в больших количествах производят и при доочистке вод с повышенной минерализацией и загрязненностью, обусловленных деятельностью человека, животных и процессами техногенных катастроф.
Однако обессоленные воды имеют ограниченное применение в технике, сельском хозяйстве и других отраслях народного хозяйства и практически не используются в качестве питьевой, то есть в диетологии и пищевой промышленности в связи с тем, что физико-химические свойства их не соответствуют требованиям, предъявляемым к воде питьевого назначения.
В большинстве стран мира солесодержание в питьевой воде считается оптимальным, если количество солей в ней составляет 200…500 мг/л.
При этом физиологически полноценными считаются воды, которые в своем составе содержат следующие макро- и микроэлементы в определенных количествах: калий, натрий, магний, кальций, йод, фтор.
Присутствие в питьевой воде многих других микро- и субмикроэлементов, таких как медь, цинк, железо, хром, литий и других, также считается полезным и необходимым.
В настоящее время получили распространение способы приготовления искусственно минерализированных вод питьевого назначения (патент США №5786006; патент РФ №2051125 и др.), предусматривающие минерализацию обессоленной воды необходимыми для человека солями.
Минерализированная вода, приготовленная с использованием солевых композиций, описанных в вышеперечисленных патентах, также не является физиологически полноценной, но обладает лечебным эффектом и не может быть рекомендована для широкого круга потребителей.
Известна солевая композиция для минерализации деминерализированной воды, описанная в патенте Украины №106540.
В ее состав входят следующие соли: сульфат магния (MgSO4), хлорид кальция (CaCl2), хлорид натрия (NaCl), сульфат калия (K2SO4), йодид калия (KJ), сульфат цинка (ZnSO4) и сульфат хрома (Cr2(SO4)3).
По совокупности признаков данная солевая композиция выбрана в качестве прототипа.
Солевая композиция, описанная в патенте №106540, и заявляемая композиция имеют следующие общие признаки (компоненты):
- сульфат магния (MgSO4);
- сульфат цинка (ZnSO4);
- йодид калия (KJ);
- соль кальция.
Однако солевая композиция по прототипу не обеспечивает высокий уровень защитных функций организма человека, что приводит к увеличению вероятности заболеваний, связанных с нарушением обмена веществ.
Это обусловлено качественным и количественным составом солевой композиции по прототипу.
В основу изобретения поставлена задача создать солевую композицию для минерализации обессоленной воды, в которой путем введения в состав композиции соли морской пищевой, замены хлорида кальция на сульфат кальция, а также иного массового соотношения компонентов обеспечить придание солевой композиции свойств, повышающих уровень защитных функций организма человека и снижающих вероятность заболеваний, связанных с нарушением обмена веществ.
Актуальность поставленной задачи подтверждается многолетними наблюдениями и исследованиями ученых, в результате которых установлено, что многие болезни связаны с недостаточным содержанием в организме человека определенных макро- и микроэлементов (см., например, источники: Ноздрюхина, Л.Р. Микроэлементы и атеросклероз. / Л.Р. Ноздрюхина, Е.М. Нейко, И.П. Ванджура - М.: Наука, 1985; Скальный, А.В. Микроэлементы для вашего здоровья / А.В. Скальный - Издательский дом «ОНИКС 21 век», 2003. - 238 с).
Поставленная задача решена двумя вариантами солевой композиции для минерализации обессоленной воды.
В первом варианте поставленная задача решена солевой композицией для минерализации обессоленной воды в виде смеси, содержащей порошкообразные сульфат магния, сульфат цинка, йодид калия и соль кальция, тем, что, в отличие от прототипа, она дополнительно содержит соль морскую пищевую, а в качестве соли кальция содержит сульфат кальция, при следующем соотношении указанных компонентов, мас. %:
Во втором варианте поставленная задача решена солевой композицией в виде водного раствора, содержащего сульфат магния, сульфат цинка, йодид калия и соль кальция, отличающейся тем, что она дополнительно содержит соль морскую пищевую, а в качестве соли кальция содержит сульфат кальция, при следующем соотношении указанных компонентов, мг/л обессоленной воды:
Отличием заявляемой солевой композиции от известных технических решений, принятых нами во внимание, и от прототипа является наличие в ней морской соли, а также замена хлорида кальция на сульфат кальция и количественное содержание в ней солей.
Новым также является выполнение солевой композиции в двух вариантах:
I - в виде смеси, содержащей указанные выше соли в виде кристаллических порошков;
II - в виде водных растворов указанных солей.
В морской соли содержится значительно большее количество жизненно важных элементов и веществ по сравнению с количеством компонентов, содержащихся в известных солевых композициях и в прототипе.
Морская соль в своем составе, кроме макроэлементов, таких как натрий, калий, магний, кальций, содержит более пятидесяти микро- и субмикроэлементов, среди которых медь, железо, цинк, марганец, селен, йод, кремний, хром, фтор и многие другие.
Согласно литературным данным (и на сайте «ВИКИПЕДИЯ») в морской соли содержатся следующие элементы и химические вещества, %: хлориды (Cl-) - 55,03; натрий (Na+) - 30,59; сульфаты (
Наличие в морской соли указанных выше элементов обуславливает ее полезные свойства для человека, так как они являются жизненно необходимыми для организма человека и присутствуют в организме здорового человека в определенных количествах.
Макроэлементы магний, кальций, калий и натрий являются необходимыми для нормального функционирования всех систем организма и совместно участвуют в регуляции осмотического давления и рН крови. Кроме того, натрий нужен для нормального функционирования нервно-мышечной системы.
Магний и кальций совместно контролируют работу мышц (и, в частности, сердца).
Особая роль в повышении уровня защитных функций организма человека и укреплении их принадлежит йоду, цинку и марганцу.
Йод необходим для образования гормонов щитовидной железы и для функционирования макрофагов - особых клеток (из числа лейкоцитов), которые уничтожают различные патогенные микробы, вирусы, грибки и т.п. и тем самым повышают сопротивляемость эритроцитов от повреждений патогенными микроорганизмами.
Цинк и марганец создают неблагоприятные условия для обитания и размножения паразитов и осуществляют антимикробное действие.
Присутствие в солевой композиции таких веществ, как медь и железо, также необходимо.
Медь - микроэлемент, тесно связанный в обмене с цинком и железом.
Дефицит меди отрицательно сказывается на всасывании железа, кроветворении, состоянии соединительной ткани, процессах восстановления в нервной системе, функциях щитовидной железы.
Железо входит в состав дыхательных ферментов (их главную составную часть - гем, благодаря которому человек дышит).
Если гема недостаточно, то организм дышит плохо, болеет и умирает.
Недостаток железа вызывает иммунодефицитные состояния (малокровия, изменения в сердечной и скелетной мышцах и ряд других отклонений в состоянии здоровья).
Количественное значение каждого компонента в заявляемой солевой композиции подобрано экспериментально. При определении целесообразности использования их в таком качественном и количественном значениях с точки зрения профилактики заболеваний и укрепления здоровья человека, учтены требования и рекомендации, изложенные в нормативных документах - см. «Санитарные нормы предельно допустимого содержания вредных веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования: Санитарные правила и нормь» (СаНПиН 2.1.4.559-96, Россия), «Державнi санiтарнi норми та правила. Гiгiєнiчнi вимоги до води питноï, призначеноï для споживання людиною» (ДCaнПiH 2.2.4-171-10, Украïна).
Учтены были также рекомендации авторов научных публикаций, касающиеся механизма взаимодействия макро- и микроэлементов с организмом человека (см. перечисленные выше книги Ноздрюхиной Л.Р. (1985) и Скального А.В., (2003), а также книга Друзьяка Н.Г. «Как продлить быстротечную жизнь» СПб.: Издательство «Крылов», 2007 - 672 с.).
Систематическое употребление воды с указанным минеральным составом снижает риск различных заболеваний, связанных с нарушениями обмена веществ (микроэлементов).
Качественный и количественный состав заявляемой солевой композиции в виде смеси, содержащей порошкообразные соли (вариант I), указан в таблице 1, а композиции в виде водного раствора солей (вариант II) - в таблице 2.
Используя заявляемую солевую композицию для минерализации обессоленной воды, предоставляется возможным производство целой группы сульфатных вод питьевого назначения, пресных по солесодержанию.
Целесообразно при организации промышленного производства искусственно минерализированной питьевой воды необходимый состав солевой композиции подбирать таким образом, чтобы физико-химические свойства водных растворов, приготовленных на его основе, были идентичны (или максимально приближены) физико-химическим свойствам питьевой воды из природных источников региона, в котором предполагается реализация готовой продукции (что можно согласовать со специалистами Минздрава России, Украины, владеющим информацией о физико-химических свойствах питьевых вод искомого региона).
Водные растворы, приготовленные с использованием заявляемой солевой композиции, относятся к сульфатно-хлоридной группе вод и являются искусственно минерализированными водами питьевого назначения сульфатно-хлоридными-кальций-магний натриевого состава пресными по солесодержанию со степенью минерализации от 183,06 мг/л до 351,57 мг/л и с жесткостью от 2,80 мг-экв./л до 4,84 мг-экв./л.
Известно, сульфатные воды благотворно влияют на работу желудочно-кишечного тракта. С солесодержанием от 200 мг/л до 500 мг/л они могут быть рекомендованы для ежедневного употребления в чистом виде и приготовления пищи без ограничений.
Приготовление описанной солевой композиции может быть осуществлено несколькими вариантами:
I - в виде смеси солей, каждая из которых - кристаллический порошок;
II - в виде насыщенных либо концентрированных водных растворов.
В качестве компонентов солевой композиции использовали химически чистые сульфаты магния, кальция и цинка, химически чистый йодид калия и морскую соль пищевую, приобретенную через торговую сеть.
Данные вещества являются сыпучими материалами, поставляются производителем в герметичной таре с указанием технических условий на изготовление и срока годности.
Торговая марка морской соли: «Премия», производитель - ООО «Прайм-П», Украина. Технические условия на изготовление - ТУУ 14.4-341612-67-001:2007.
Содержание макро- и микроэлементов в 100 г морской соли марки «Премия» следующее, мг: К - 312,5; Mg - 15,2; Са - 170,5; Мn - 5,1; Cu - 2,6, Fe - 2,1; Zn - 5,2; Йод природный - менее 0,05; Na - 38826,5; Cl - 60174,1.
В качестве растворителя компонентов солевой композиции использовали пермеат - доочищенную на установке обратного осмоса водопроводную воду. Содержание примесей в пермеате составляло 17 мг/л.
Пример 1. Приготовили солевую композицию для минерализации в виде смеси кристаллических порошков в следующем порядке.
Путем взвешивания приготовили набор солей в виде кристаллических порошков, в следующем количестве, масс. % (мг):
Порошки в указанном количестве высыпали в емкость и тщательно перемешивали (порядок смешивания солей в виде порошков не имеет значения).
Подготовленную таким образом смесь солей в виде порошков упаковали в полиэтиленовый мешочек.
Примеры 1…12 иллюстрируют качественный и количественный состав солевых композиций, приготовленных в виде кристаллических порошков солей, входящих в состав композиции. Данные указаны в таблице 1.
Все процедуры, связанные с приготовлением порошкообразной солевой композиции согласно предложенным вариантам, осуществляли на стандартном оборудовании и по существующим технологиям (лабораторные весы, смесители-гомогенизаторы, оборудование для фасовки сыпучих материалов, тара и сопутствующие материалы).
Используя лабораторные весы ВЛТ-200, лабораторную посуду из химически стойкого стекла и другие принадлежности из исходного сырья, были изготовлены и расфасованы опытные образцы четырех вариантов солевой композиции по 50 граммов каждый.
Порошки расфасованы в бумажные пакеты (из кальки) и помещены в стеклянную эвакуированную посуду.
Для удобства приготовления минерализированной воды в каждом пакете было насыпано такое количество солей, сколько необходимо их для минерализации 10 л обессоленной воды.
В частности, по I варианту в пакете помещено 2,073 г, по II варианту - 2,473, по III варианту - 2,873 г и по IV варианту - 3,273 г.
Солевая композиция в виде кристаллического порошка была использована также для приготовления опытных образцов питьевой воды.
С этой целью в стеклянную емкость объемом 10 л и наполненную обессоленной водой высыпали порошок в необходимом для этой цели количестве и тщательно перемешивали стеклянной лопаткой.
Изучались, далее, органолептические свойства водных растворов, приготовленных с использованием кристаллических порошков солей в качестве минерализаторов обессоленной воды согласно данным, отраженных в таблице 1.
Растворы прозрачны на цвет, без характерных привкусов, приятны на вкус.
Изменение в солености опытных образцов воды, приготовленных с помощью кристаллических порошков солей, указанных в примерах 1…12, осязанием ощутимы, но лишь незначительно.
Приготовили композицию по варианту 2 (см. Пример 1, таблица 2).
Для приготовления водного раствора заявляемой композиции взяли 1 л пермеата, в котором растворили при комнатной температуре следующие соли, мг:
Порядок растворения солей не имеет значения.
Примеры 2…1 иллюстрируют качественный и количественный состав солевых композиций, приготовленных в виде водных растворов. Данные указаны в таблице 2.
Изучались, далее, органолептические свойства водных растворов, приготовленных с использованием насыщенных водных растворов в качестве минерализаторов обессоленной воды согласно данным, отраженным в таблице.
Растворы прозрачны на цвет, без характерных привкусов, приятны на вкус.
Изменение в солености опытных образцов воды, приготовленных с помощью водных растворов солей, указанных в примерах 1…21, осязанием ощутимы, но лишь незначительно.
Изучение свойств водных растворов показало их соответствие питьевым водам и их идентичность с водами, приготовленными с применением солевой композиции в виде насыщенного водного раствора.
Методика приготовления солевой композиции в виде фасованного кристаллического порошка является более технологичной, с небольшими материальными затратами на фасовку и хранение.
Водные растворы, приготовленные на основе описанной солевой композиции, являются пресными водами питьевого назначения и могут быть рекомендованы для практического использования.
Изобретение относится к технологии производства питьевой воды и может быть использовано в пищевой промышленности, диетологии, в медицине, технике, сельском хозяйстве и других отраслях народного хозяйства. Солевая композиция содержит сульфаты магния, цинка и кальция, а также йодид калия и соль морскую пищевую. Солевую композицию по одному из вариантов используют в виде порошка, а по другому - в виде растворов. Изобретение позволяет повысить защитные свойства организма человека и снизить вероятность заболеваний, связанных с нарушением обмена веществ. 2 н.п. ф-лы, 2 табл.
1. Солевая композиция для минерализации обессоленной воды в виде смеси, содержащей порошкообразные сульфат магния, сульфат цинка, йодид калия и соль кальция, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит соль морскую пищевую, а в качестве соли кальция содержит сульфат кальция, при следующем соотношении указанных компонентов, масс. %:
2. Солевая композиция для минерализации обессоленной воды в виде водного раствора, содержащего сульфат магния, сульфат цинка, йодид калия и соль кальция, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит соль морскую пищевую, а в качестве соли кальция содержит сульфат кальция, при следующем соотношении указанных компонентов, мг/л обессоленной воды:
| СПОСОБ МИНЕРАЛИЗАЦИИ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ ИЗ ДИСТИЛЛЯТА | 2007 |
|
RU2417953C2 |
| Минерализация и минерализаторы | |||
| Искусственная живая вода, 21.04.2011 [найдено 24.08.2016 ] Найдено в Интернете: < http:// dinako.pulscen.com.ua/articles/7058 | |||
| US 5786006 A, 28.07.1998. | |||
