Способ получения электроактивированной воды Российский патент 2020 года по МПК C02F1/46 

Изобретение относится к технологии электроактивации воды и может быть использовано для получения электрохимически активированной воды (католита). Электроактивированная вода находит применение в сельском хозяйстве, животноводстве, медицине, пищевой промышленности [1, 2].

Электрохимическая активация воды (ЭХА) и водных растворов все шире используется в сельском хозяйстве как эффективный способ получения, например, католита питьевой водопроводной воды для замачивания семян сельскохозяйственных культур с целью повышения всхожести, обработки мяса с целью повышения сохранности в охлажденном состоянии, в качестве добавки в напитки и пищевые продукты.

ЭХА воды осуществляют в диафрагменных электролизерах - активаторах различных конструкций. Вода, обработанная в катодной камере активатора, приобретает щелочные свойства (рН 9-11), окислительно-восстановительный потенциал (ОВП) от -100 до -500 мВ (ХСЭ), с выделением водорода - газа и активных частиц с восстановительными свойствами [2].

Кроме того, изменяется физическая структура воды и изменяются ее свойства.

Известен способ электроактивирования водопроводной питьевой воды путем ее обработки на установке типа СТЕЛ-МТ-1 с проточным диафрагменным электролизером [3].

Используемая водопроводная вода г. Волгограда имела следующие показатели качества:

рН 7,4-7,7; сухой остаток (минерализация) 320 мг/л

Состав (мг/л): Na⁺ 15,7; K⁺ 2,2; Са⁺⁺ 39; Mg²⁺ 9.4; Cl^- 40; SO₄^2- 45, соответствует требованиям СанПин 2.1.4.1074-01.

Скорость потока католита 9 л/ч, анолита 8,2 л/ч, ЭХА при силе тока 0,6 А, температуре 15°C.

Недостатки способа: большой расход водородной воды, т.к. она использовалась также для подачи исследуемой воды через водоструйный, встроенный в активатор, образование анолита, который необходимо утилизировать.

Описан способ электроактивации воды и применение ее, в том числе католита, для замачивания семян арбуза и повышения их всхожести [4].

Семена арбуза замачивали 24 часа в католите, затем проращивали для определения согласно нормативному документу (ГОСТ 12638). Католит имел ОВП - 50 - - 150 мВ. Всхожесть семян составляла 95,5% против 92% в контроле (прототип).

Недостатки способа: не указана величина рН католита, качество исходной водопроводной воды, параметры ЭХА.

Технический результат - выявление условий ЭХА, качества католита и исходной питьевой воды, параметров ЭХА.

Это достигается тем, что в предлагаемом способе в качестве исходной использовали питьевую водопроводную воду с показателями качества: рН 7,7-8,7, минерализация 300 мг/л, ОВП 250-300 мВ (ХСЭ).

Содержание ионов: Na⁺; K⁺; Са⁺⁺; Mg²⁺; Cl^-; SO₄^2- суммарно около 300 мг/л.

В качестве установки использовали установку (прибор) «МЕЛЕСТА» (г. Уфа) для получения католита и анолита.

Прибор был модернизирован нами, как указано в источнике [5]. Дополнительно заменены электроды: катод - пластинка из алюминия АД-1 вместо нержавеющей стали, анод - из меди С1 вместо анода типа ОРТА. Межэлектродный зазор 30 мм. Выпрямитель типа ВСА-5к.

Электролизер имел 2 отделения (600 и 300 мл соответственно), в малом отделении помещен стакан из пластика с окошком из ткани (брезент) - перегородка.

В большем отделении располагался катод, в малом - анод. Крышка - полоса из оргстекла шириной 4 см, частично закрывала сосуд прибора. Прибор работал без протока. Для проведения опыта заливали 600 мл питьевой воды в катодную камеру и 300 мл в анодную камеру, закрывали крышкой, включали ток и обрабатывали воду в течение 40 мин при силе тока 0,10-0,15 А при напряжении 36-37 В и температуре 18-20°C. Получали католит с рН 9,5-9,6; ОВП - 110-115 мВ (ХСЭ) и анолит с рН 7,1-7,7; ОВП+150 - +200 мВ (ХСЭ). Катодная плотность тока 0,011 А/см², площадь электродов по 13 см² каждый.

Пример осуществления способа:

На установке «МЕЛЕСТА» загружали 600 мл питьевой воды с рН 8,0; ОВП+270 мВ (ХСЭ), проводили электроактивацию в течение 40 мин при силе тока 0,10-0,15 А.

Характеристика полученных растворов:

Католит был прозрачный, бесцветный.

Образец католита был поставлен в камеру холодильника для хранения при температуре +6…+8°C. После хранения в течение 1 суток католит имел следующие показатели: рН 9,3; ОВП -10 мВ. За сутки нахождения в холодильнике католит практически не изменил показателей рН и ОВП остался в отрицательной области, что указывает на антиоксидантные свойства воды.

Таким образом, по сравнении с прототипом определены качество католита, исходной воды, параметры ЭХА, что позволяет расширить ассортимент ЭХА растворов для обработки сельхозсырья, для применения в животноводстве, медицине, пищевой промышленности.

Перечень источников информации

1. Горбатов, В.М. и др. Активированные водные растворы и возможности их применения в мясной промышленности / Обзорная информация. - М., ЦНИИТЭИ Мясомолпром. - 1986. - с. 27.

2. Бахир, В.М. Электрохимическая активация. - М.: ВНИИИМТ, 1992, т. 1 и 2, 627 с.

3. Пат. RU №2252919, опубл. 2004 г.

4. Тарасова, Е.М. Повышение посевных качеств семян столового арбуза за счет применения биоактивации // Матер. X регион. конфер. молодых исследователей Волгоградской обл., ВГСХА 8 ноября 2005 г. - Волгоград - 2006 г. - с. 29-31.

5. Пат. RU №2635131, C02F 1/461, опубл. 2016 г.

Изобретение может быть использовано для получения электрохимически активированной (ЭХА) воды, которая находит применение в сельском хозяйстве, животноводстве, медицине, пищевой промышленности. Способ получения электроактивированной воды включает электрообработку постоянным электрическим током питьевой водопроводной воды с рН 7,7-8,7, ОВП 250-300 мВ по хлорсеребряному электроду сравнения (ХСЭ) и минерализацией 300 мг/л. Электрообработку ведут в непроточной установке с диафрагменным электролизером в течение 40 мин, при силе тока 0,10-0,15 А, напряжении 36-37 В, с получением католита с рН 9,5-9,6, ОВП - 110-115 мВ (ХСЭ). Способ позволяет получить воду с антиоксидантными свойствами, что позволит повысить всхожесть семян, сохранность мяса в охлажденном состоянии. 1 пр.

Способ получения электроактивированной воды, включающий электрообработку исходной воды постоянным электрическим током на установке с непроточным диафрагменным электролизером с загрузкой воды в катодную и анодную камеры, отличающийся тем, что в качестве исходной воды используют питьевую водопроводную воду с рН 7,7-8,7, ОВП 250-300 мВ по хлорсеребряному электроду сравнения (ХСЭ), с минерализацией 300 мг/л, электрообработку ведут в непроточной установке с диафрагменным электролизером в течение 40 мин, при силе тока 0,10-0,15 А, напряжении 36-37 В, получают католит с рН 9,5-9,6, ОВП – 110-115 мВ (ХСЭ).