Новый высокостабильный водный раствор, электрод с нанопокрытием для приготовления раствора и способ изготовления этого электрода

Новый высокостабильный водный раствор, электрод с нанопокрытием для приготовления раствора и способ изготовления этого электрода

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

Настоящее изобретение имеет отношение к области дезинфектантов и относится к высокостабильной кислотной водной композиции, к способу получения указанной композиции, к устройству, которое используется в контексте данного способа, к аппарату, который содержит указанное устройство, и к соответствующим применениям указанной композиции.

Уровень техники

Хорошо известно, что водные растворы солей, в частности, хлорида натрия, в результате электролитической обработки расщепляются на два жидких продукта, один из которых имеет основные и восстанавливающие характеристики (общеизвестный как катодная вода или основная вода), а другой (обычно называемый анодной водой или кислотной водой) имеет кислотные и окисляющие характеристики. Анодная вода, благодаря ее высокой окисляющей способности, известна для использования в качестве дезинфицирующего продукта в пищевой, медицинской и косметической областях.

Обычные анодные воды имеют общепризнанный недостаток, а именно ограниченный срок хранения. Через несколько дней после приготовления такой продукт фактически обычно имеет тенденцию ухудшаться и терять свои свойства. Поэтому известные электролитические кислотные воды следует приготавливать и применять по существу непосредственно на месте. Таким образом, коммерческое использование самого продукта крайне невыгодно, поскольку срок хранения любых готовых к использованию упаковок крайне ограничен.

Другой недостаток обычных электролитических кислотных вод проявляется в их ограниченной способности проникновения через кожу, что делает их по существу неэффективными при дезинфекции неповерхностных загрязнений.

Наконец, известные электролитические кислотные воды имеют тенденцию к содержанию большого количества хлора, требующего специальных решений для их использования, реализация которых, однако, может осуществляться только инженерами-специалистами.

Раскрытие изобретения

Таким образом, цель настоящего изобретения состоит в обеспечении электролитической кислотной воды, в частности, в качестве дезинфицирующей композиции, которая преодолевает недостатки предшествующего уровня техники.

В рамках указанной цели, одна из задач настоящего изобретения состоит в обеспечении электролитической кислотной воды, которая имеет высокую стабильность во времени ее дезинфицирующего действия, низкую себестоимость производства и легкость приготовления.

Другая задача настоящего изобретения состоит в обеспечении охарактеризованной выше электролитической кислотной воды, которая имеет высокую способность проникновения, например, в глубокие слои кожи и которая после ее применения оставляет небольшой остаток элементов с известной токсичностью, так чтобы иметь низкий коэффициент токсичности для людей и животных.

Другая задача состоит в обеспечении способа приготовления охарактеризованной выше электролитической кислотной воды.

Другая задача состоит в обеспечении устройства, которое используется в контексте способа приготовления охарактеризованной выше электролитической кислотной воды.

Другая задача состоит в обеспечении аппарата для обеспечения способа приготовления охарактеризованной выше электролитической кислотной воды.

Еще одна задача состоит в обеспечении применения охарактеризованной выше электролитической кислотной воды.

Указанная цель и другие указанные задачи достигается и решаются за счет электрода, в частности, для электролитических ячеек, отличающегося тем, что он содержит поверхностное покрытие, которое содержит наночастицы одного или более металлов.

Указанная цель и другие указанные задачи достигается и решаются за счет устройства, в частности, для электролитической обработки текучей среды, которое содержит по меньшей мере одну камеру для электролитической обработки упомянутой текучей среды и по меньшей мере одну пару электродов для каждой камеры, причем упомянутые электроды расположены внутри упомянутой по меньшей мере одной камеры, при этом устройство отличается тем, что по меньшей мере один из электродов, которые присутствуют, является таким, как охарактеризовано выше.

Цель и задачи изобретения также достигается и решаются за счет аппарата, в частности, для электролитической обработки текучей среды, отличающегося тем, что он содержит охарактеризованное выше устройство.

Цель и задачи изобретения также достигается и решаются за счет способа проведения электролиза текучей среды, который включает в себя стадию а) подвергания электролизу заданного количества текучей среды внутри охарактеризованного выше устройства.

Цель и задачи изобретения также достигается и решаются за счет кислотной воды, в частности, в качестве средства санитарной обработки, которая может быть получена при помощи охарактеризованного выше способа электролиза, и при этом подвергаемая электролизу текучая среда представляет собой воду.

Цель и задачи изобретения также достигается и решаются за счет композиции, в частности, для санитарной обработки субстрата, которая включает в себя охарактеризованную выше кислотную воду и один или более ингредиентов, выбранных из группы, которая состоит из:

i) эксципиентов и носителей, которые являются фармацевтически приемлемыми, для приготовления фармацевтических композиций для применения на человеке или животных,

ii) эксципиентов и носителей, которые являются косметически приемлемыми, для приготовления косметических композиций для применения на человеке или животных,

iii) эксципиентов и носителей, используемых в пищевой отрасли, для приготовления дезинфицирующих композиций, и

iv) эксципиентов и носителей, используемых в сельскохозяйственной отрасли для приготовления противопаразитарных или фунгицидных композиций.

Цель и задачи изобретения также достигается и решаются за счет набора, который содержит охарактеризованную выше электролитическую кислотную воду и приспособление для нанесения ее на субстрат.

Цель и задачи изобретения также достигается и решаются за счет применения охарактеризованной выше кислотной воды для приготовления лекарственного препарата для лечения и предотвращения поверхностных или глубинных кожных заболеваний или поражений тела человека или животного.

Цель и задачи изобретения также достигается и решаются за счет применения охарактеризованной выше электролитической кислотной воды для санитарной обработки субстрата.

Цель и задачи изобретения также достигается и решаются за счет применения охарактеризованной выше кислотной воды для косметической обработки тела человека или животного или его изолированных (отдельных) частей.

Цель и задачи изобретения также достигается и решаются за счет применения охарактеризованной выше кислотной воды для переноса препаратов, пригодных для восстановления костей.

Цель и задачи изобретения также достигается и решаются за счет применения охарактеризованной выше кислотной воды для регидратации обезвоженных (дегидратированных) тканей человека и животных для реимплантации.

Следует понимать, что любую характеристику, которая указана со ссылкой лишь на один из аспектов изобретения, но которая может относиться также и к другим аспектам, необходимо рассматривать как одинаково применимую по отношению к этим другим аспектам, хотя это и не повторено в явной форме.

Подробное описание чертежей

Дополнительные характеристики и преимущества изобретения будут лучше понятны из описания последующих фигур с 1 по 5, которые приведены в качестве неограничивающего примера и на которых:

Фигура 1 представляет собой схематичное изображение электролитического устройства 1 по изобретению, которое включает в себя электролизную камеру 2 и два электрода 3 и 4;

Фигура 2 представляет собой схематичное изображение аппарата по изобретению, включающего в себя электролитическое устройство 1 по Фигуре 1;

Фигура 3 содержит фотографии, относящиеся к примеру 7 (регидратация реимплантируемых тканей);

Фигура 4, относящаяся к примеру 8, содержит фотографии, на которых сравнивается активность бактериального лизиса, осуществляемого обычной кислотной водой (а), раствором 259 (b) и физиологическим раствором (с);

Фигура 5, которая опять же относится к примеру 8, содержит фотографию, на которой сравнивается активность лизиса на бактериальную ДНК. В частности, эксперимент представляет собой электрофорез на агарозовом геле, который проводят на А) стандарте молекулярных масс ДНК; В) проводят на ДНК из P. aeruginosa, обработанной обычной электролитической кислотной водой; С) проводят на ДНК из P. aeruginosa, обработанной раствором 259; D) и E) проводят на ДНК из P. aeruginosa, обработанной физиологическим раствором.

Пути осуществления изобретения

Термин «текучая среда» использован здесь по отношению к любой чистой жидкости, раствору или суспензии, которые способны давать неспонтанную химическую реакцию при подвергании электролизу. Одной крайне предпочтительной текучей средой является вода. Используемый здесь термин «вода» относится к любому типу воды, такой как водопроводная вода, фильтрованная вода, деионизованная вода, дистиллированная вода. Вода, которая может быть обработана по изобретению, может иметь более высокое процентное содержание твердых загрязнителей в растворенном виде, чем вода, которая может быть обработана при использовании обычных устройств, благодаря возможности обеспечивать постоянное обращение полярности между электродами (обмен полярности, охарактеризованный ниже). Любые загрязняющие растворенные вещества, если они имеют электрический заряд, будут в действительности притягиваться противоположным полюсом, образуя поток, который будет быстро забивать поры любой мембраны, присутствующей в электролитическом устройстве, блокируя процесс. Напротив, непрерывное и быстрое обращение полярности не приводит ни к какому потоку, и поры мембраны, при ее наличии, остаются чистыми и эффективными.

После подвергания электролизу воду разделяют на две жидкие фракции, которые для простоты называются здесь анодной водой или кислотной водой и катодной водой или основной водой.

Характеристики и преимущества настоящего изобретения во всех его аспектах теперь будут описаны исключительно в отношении наиболее предпочтительного варианта реализации, в котором подвергаемая электролизу текучая среда представляет собой воду. Однако, на основе приведенных ниже информации и подробностей, специалисту в данной области техники будет сразу понятно, что возможно достичь тех же преимуществ также и при электролизе текучих сред, отличающихся от воды.

В своем первом аспекте изобретение относится к электроду 3 или 4, в частности, для электролитических ячеек, отличающемуся тем, что он содержит поверхностное покрытие 5, которое содержит наночастицы одного или более металлов.

В предпочтительном варианте реализации этот электрод, который, как будет понятно, может использоваться равным образом и как анод, и как катод, содержит сердцевину 3' или 4', которая выполнена из металлического материала, неметаллического материала или их комбинаций.

Если сердцевина выполнена из металлического материала, то она может быть выполнена, например, из сплава титана и платины или сплава стали и графита.

Если сердцевина выполнена из неметаллического материала, то она может быть выполнена, например, из графита.

Сердцевина может также содержать различные слои, такие как, например, выполненная из графита сердцевина, которая покрыта внешним слоем металла, например титана. Термин «металл» относится как к металлу, так и к химическим соединениям, которые содержат указанный метал, таким как его оксиды. Предпочтительная сердцевина выполнена TiO₂.

Электрод по изобретению существенно отличается от известных электродов из-за наличия нанометрового покрытия 5 (здесь далее также называемого просто покрытием), которое является очень гладким, т.е. слой для покрытия сердцевины, которая включает металлические наночастицы.

Металлы, из которых выполнены наночастицы покрытия 5, предпочтительно выбраны из одного или более, из титана, иридия, иттрия, рутения, цинка, циркония и платины и их соединений. Предпочтительные соединения металла представляют собой оксиды указанных металлов. Предпочтительное покрытие 5 содержит ZrO₂, ZnO, Ru₂O₃, IrO₂ и Y₂O₃. Предпочтительно, различные металлы используют в порошковом виде.

В одном из вариантов реализации покрытие 5 также может содержать неметаллический материал-носитель, например, частицы одного или более полимеров. Полимер может быть синтетическим (таким как, например, пластики, акриловые полимеры и т.д.) или частично синтетическим (таким как, например, модифицированные целлюлозы, модифицированные крахмалы и т.д.).

Металлические наночастицы, входящие в состав покрытия 5, предпочтительно используются в виде порошка. Что касается распределения частиц по размеру в этом порошке, то предпочтительно число частиц, которые присутствуют в порошке, по меньшей мере равное 80% по массе, более предпочтительно - по меньшей мере равное 85%, имеет диаметр частиц, составляющий в диапазоне от 60 до 80 нм.

В другом своем аспекте изобретение относится к способу получения охарактеризованного выше электрода 3 или 4.

Покрытие 5 по изобретению может быть обеспечено посредством нанотехнологических методик, которые известные специалистам в данной области техники и приспособлены для получения гладкой поверхности, например, путем спекания порошка или смесей металлических нанопорошков.

Индивидуальные металлы в виде порошка могут наноситься на электрод с получением покрытия: 1) в виде предварительно формованной смеси; и/или 2) в форме дискретных слоев, которые наносятся последовательно и взаимно накладываются, и при этом каждый слой состоит из одного металла; и/или 3) в форме дискретных слоев, которые наносятся последовательно и взаимно накладываются, и при этом каждый слой состоит из двух или более металлов, но неодновременно из всех металлов, которые присутствуют в покрытии.

В предпочтительном варианте реализации способ включает в себя стадию (А) получения покрытия электрода путем спекания порошков из наночастиц одного или более металлов, как охарактеризовано выше, непосредственно на сердцевине электрода. Предпочтительно, стадия (А) включает в себя следующие стадии, проводимые в том порядке, в котором они перечислены здесь:

(А1) приготовление одного или более порошков металлических наночастиц, как охарактеризовано выше,

(А2) растворение этих одного или более порошков наночастиц в подходящем растворителе и в по меньшей мере таком количестве, чтобы иметь возможность растворить весь подлежащий нанесению порошок, получая один или более растворов, и

(А3) спекание этих одного или более растворов, полученных на предшествующей стадии, на металлической пластине, предпочтительно пассивированной на ее поверхности, которая будет образовывать сердцевину электрода.

Предпочтительно:

- упомянутый один или более порошков металлических наночастиц стадии (А1) представляет собой комбинацию порошков ZrO₂, ZnO, Ru₂O₃, IrO₂ и Y₂O₃, преимущественно полученных путем гидротермальной химической обработки, при этом в каждом порошке по меньшей мере 80%, а более предпочтительно - по меньшей мере 85% по массе частиц имеют диаметр в диапазоне от 60 до 80 нм;

- растворитель стадии (А2), в которой растворяют каждый порошок, представляет собой 30%-ный по массе раствор соляной кислоты в воде, в по меньшей мере в таком количестве, чтобы сделать возможным растворение всего подлежащего нанесению порошка;

- стадия (А3) заключается в спекании водных растворов соляной кислоты, полученных со стадии А(2), на обеих сторонах пластины из TiO₂, которая пассивирована на своей поверхности и имеет толщину в диапазоне от 0,15 до 0,35 мм, при этом спекание происходит согласно следующим стадиям:

Стадия	Раствор	Доза на единицу поверхности	Время спекания (мин)	Температура спекания (°С)
1	IrO2	0,2 г/м2	45	450
2	Ru2O3	0,2 г/м2	45	450
3	ZnO+Y2O3 (Y на 2 моль)	0,15 г/м2	60	550
4	IrO2	0,25 г/м2	45	450
5	Ru2O3	0,25 г/м2	60	550
6	ZrO2+Y2O3 (Y на 3 моль)	0,1 г/м2	60	550
7	Ru2O3	0,15 г/м2	60	550
8	IrO2	0,15 г/м2	60	550
9	IrO2+Ru2O3	0,15 г/м2+	60	600
		0,15 г/м2
10	ZrO2+Y2O3 (Y на 3 моль)	0,1 г/м2	60	600
11	IrO2+Ru2O3	0,15 г/м2+	60	600
		0,15 г/м2

Было обнаружено, что использование множественных стадий спекания особенно полезно для того, чтобы исключить любую шероховатость поверхности электрода и получить чрезвычайно твердую и гладкую поверхность.

Охарактеризованный выше электрод, используемый как часть устройства для проведения электролиза воды, дает следующие преимущества:

- более эффективный электролиз в том отношении, что меньше расход солей, таких как NaCl, традиционно используемых для ускорения электролиза текучих сред с низкой проводимостью, таких как вода;

- в особо предпочтительном варианте реализации, в котором оба электрода представляют собой электроды по изобретению, возможность обеспечивать непрерывную перемену полярности этих электродов («обмен полярности»). Резкая перемена полярности позволяет заряженным частицам, которые присутствуют в подвергаемой электролизу текучей среде, циркулировать в обоих направлениях вместо циркуляции лишь в одном (под действием заряда частиц и при неизменности знака электродов), таким образом избегая формирования образующих отложения масс на уровне электродов и, таким образом, сохраняя их поверхность чистой и поддерживая их эффективность на максимальном уровне. Более того, если внутри электролитической ячейки предусмотрена полупроницаемая мембрана 6, которая разделяет ее на две полукамеры, анодную и катодную, то перемена полярности исключает забивание пор в указанной мембране, продлевая срок службы устройства.

- наличие нанометрового покрытия 5 определяет аккумулирование заряда верхним электродом на более чем 100% по сравнению с обычными электродами. Это позволяет обеспечить количественно и качественно иной электролиз при значительно более высоких потенциалах, приводящий в результате, например, к уменьшению размера молекулярных кластеров;

- получение высокой стабильности, гладкости и плотности поверхности, т.е. особенностей, которые позволяют избегать растворения самого электрода или образования осадков на его поверхности, которое происходило бы в таком случае в кислотной и основной фракциях воды.

Те же особенности также являются основой для по существу нулевого высвобождения тяжелых металлов и других соединений, которые составляют поверхность и сердцевину электрода, в кислотную и основную фракции воды. Как будет отмечено здесь далее, отсутствие тяжелых металлов в кислотной воде приводит к ее удивительной стабильности во времени, с сохранением таких характеристик, как ОВП, pH и размер молекулярного кластера. Эта стабильность неизвестна для известных эквивалентных продуктов.

Те же особенности также являются основой для минимальных эксплутационных расходов, необходимых электроду, который можно заменять значительно реже, чем известные электроды, что приводит к понижению стоимости и упрощению производства;

- возможность достигать квантовых эффектов (известных также в литературе под термином «наноэффекты») за счет нанометровых размеров частиц покрытия. Кратко, при достижении нанометровых размеров оптические, магнитные и электрические свойства материи радикально изменяются. При уменьшении размеров до тех пор, пока не будут достигнуты типичные наметровые размеры так называемых кластеров из-за меньшего числа атомов, которые присутствуют в указанном кластере, и его уменьшенного объема, в электронной структуре становится заметной дискретизация энергетических уровней (квантование), и она зависит от размера кластера, причем это явление известно как «квантовый размерный эффект», и именно от него зависят абсолютно новые характеристики, которые контрастируют с теми, которые типичны для материала с обычными размерами.

В данном случае наилучшие рабочие характеристики были получены в случае с порошками, которые имели распределение по размерам с центром в интервале, составляющем от 60 до 80 нм, как указано выше.

В целом, описанные выше эффекты приводят к одновременному наличию трех фактов, которые являются ключевой особенностью изобретения: стабильность получаемой в результате кислотной воды, простота ее производства (например, благодаря минимальным эксплутационным расходам и большей долговечности всего устройства в целом) и улучшение ее качества (особенно с точки зрения чистоты и постоянства свойств во времени). В частности, улучшение качества кислотной воды можно измерить как по однородности размеров молекулярных кластеров (больший процент микромолекулярных по отношению к числу макромолекулярных кластеров), так и по повышенной стабильности во времени свойств, приданных воде в результате самого электролиза (прежде всего кислотность, ОВП и размер кластера). Увеличение стабильности, по-видимому, достигается сохранением во времени структурных поверхностных характеристик электродов, покрытых описанным здесь нанопокрытием.

В другом своем аспекте настоящее изобретение относится к устройству 1, в частности, для электролитической обработки воды, которое включает в себя по меньшей мере одну камеру 7 и 8 для обработки указанной воды и по меньшей мере одну пару электродов 3 и 4 для каждой камеры, причем указанные электроды 3 и 4 располагаются внутри указанной по меньшей мере одной камеры 7 и 8, при этом устройство 1 отличается тем, что по меньшей мере один из тех электродов 3 и 4, которые присутствуют в нем, является таким, как охарактеризованный выше.

Далее описан вариант реализации, в котором устройство 1 включает в себя одну единственную электролизную камеру 7 и 8 и одну единственную пару электродов 3 и 4 внутри указанной камеры 7 и 8. Однако специалисту в данной области техники будет понятно, каким образом адаптировать описание для других вариантов реализации, которые включают в себя более чем одну электролизную камеру и более чем одну пару электродов. Число камер можно изменять, например, для того, чтобы достичь более высоких скоростей обработки или расходов воды на выходе.

В наиболее предпочтительном варианте реализации оба электрода 3 и 4 этого устройства представляют собой охарактеризованные выше электроды. Однако преимущества с точки зрения низкой себестоимости и эффективности процесса электролиза, а также преимущества с точки зрения стабильности во времени кислотной и основной воды могут быть достигнуты также в том случае, если только один из двух электродов представляет собой такой, как охарактеризованный выше.

Предпочтительно устройство по изобретению также включает в себя мембрану 6, которая приспособлена для разделения указанной по меньшей мере одной камеры на две полукамеры 7 и 8, причем в каждой полукамере содержится один из двух электродов 3 или 4, при этом полукамера 8, в которой содержится анод 4, носит название анодной полукамеры, тогда как полукамера 7, в которой содержится катод 3, носит название катодной полукамеры. Мембрана 6 преимущественно представляет собой ультрафильтрационную мембрану, которая может занимать камеру частично или полностью.

Мембрана 6 может быть того типа, который используется в обычных электролитических ячейках. Однако в особенно предпочтительном варианте реализации мембрана выполнена из керамического материала с открытой пористостью, покрытого металлическими наночастицами, предпочтительно - наночастицами оксида циркония, иттрия, алюминия или их смесей.

Прибегнув к использованию нанометровых частиц при изготовлении мембраны 6, было обнаружено, что средний размер пор готовой мембраны оказался чрезвычайно постоянным во времени и приспосабливаемым в соответствии с требованиями к тому, как воду надлежит обрабатывать.

Постоянство размера во времени и постоянство размеров пор сами по себе представляют собой две особенности, которые отличают описанную здесь керамическую мембрану 6 от текстильных мембран, обычно используемых в аналогичных устройствах (которые вместо этого подвергаются быстрому разрушению с течением времени). Указанные особенности показали положительное влияние на стабильность жидких фракций (кислотной и основной воды), полученных после электролиза, причем это влияние сочетается со стабилизирующим эффектом, получаемым за счет использования охарактеризованного выше электрода, и дополняет этот эффект.

В особенно предпочтительном варианте реализации каждая полукамера 7 и 8 соединяется с внешним окружением устройства 1 посредством:

- отверстия (не обозначенного какой-либо позицией на фигурах), расположенного в верхней части полукамеры 7 или 8, в которое вводят воду, подвергаемую электролизу, и посредством

- дополнительного отверстия 10 и 11, которое располагается в нижней части полукамеры 7 или 8, которое может служить для выгрузки полученных в результате кислотной и основной фракций. Это второе отверстие 10 и 11 снабжено запирающими средствами (не показаны), которые предназначены для предотвращения вытекания из полукамеры той воды, которая еще не была разделена, и которые предназначены открываться в конце процесса электролиза.

С конкретной ссылкой на фигуру 1, механизм работы описанного выше устройства 1, снабженного всеми необходимыми и необязательными элементами, которые были перечислены, подразумевает таким образом обработку воды при введении ее сверху посредством трубопровода 9 в две полукамеры 7 и 8 камеры 2. Здесь вода под действием катода 4 и анода 3, предварительно присоединенных к отрицательному и положительному полюсам источника электрического напряжения, расщепляется на положительные и отрицательные ионы, которые, как известно, притягиваются соответствующими противоположными полюсами. При прохождении из одной полукамеры в другую, нанопористая мембрана 6 действует в качестве фильтра для указанных ионов и для любых заряженных частиц, позволяя проходить только частицам достаточно маленького размера.

В другом своем аспекте настоящее изобретение относится к аппарату, в частности, для электролитической обработки воды, который отличается тем, что он содержит охарактеризованное выше устройство 1.

В одном из вариантов реализации изобретения этот аппарат содержит средства 12 предварительной обработки воды, средства электролитической обработки воды, расположенные ниже по потоку относительно упомянутых средств предварительной обработки, и гидравлический контур для соединения упомянутых средств предварительной обработки с упомянутыми средствами обработки, при этом упомянутые средства электролитической обработки содержат охарактеризованное выше устройство 1.

Выражение «средства предварительной обработки» относится к средствам, которые приспособлены для обработки воды перед подверганием ее электролизу. Средства предварительной обработки могут содержать один или более элементов, выбранных из:

- одной или более батарей фильтров 14,

- одного или более блоков 15 магнитной обработки воды,

- одного или более блоков 16 для добавления к воде одного или более необязательных ингредиентов.

В частности, батарея фильтров 14 может включать в себя один или более предварительных фильтров 17, один или более микропористых фильтров 18 и один или более фильтров 19 из активированного угля с тем, чтобы физически сдерживать любую твердую фракцию, которая присутствует в суспензии. Три типа фильтров сдерживают твердые вещества по уменьшающемуся размеру. Таким образом, если они присутствуют одновременно, то для того, чтобы быть эффективными, они должны использоваться в таком порядке, как указано здесь.

Известным самим по себе образом, блок 15 магнитной обработки пригоден для отделения из воды любых следов суспендированных металлов.

В блоке 16 для добавления добавок к текучей среде возможно объединять текучую среду с ингредиентами, такими как соли, например хлорид натрия, который будет действовать в качестве носителя в последующем электролизе.

В одном из вариантов реализации возможно расположить дополнительные фильтры 20 между блоком магнитной обработки (за ним по потоку) и блоком для добавления добавок (перед ним по потоку) или непосредственно перед электролизным устройством 1.

В другом своем аспекте изобретение относится к способу проведения электролиза воды, при этом указанный способ включает в себя стадию а) подвергания электролизу заданного количества воды внутри охарактеризованного выше устройства.

В одном из вариантов реализации изобретения этот способ включает в себя дополнительную стадию а1) предварительной обработки воды перед подверганием ее стадии а) посредством одной или более стадий фильтрации, магнитной обработки и добавления добавок. Стадия фильтрации является важной, поскольку любые твердые вещества, суспендированные в воде, будут вредны для электролиза и будут быстро уменьшать средний срок службы электродов и мембраны в указанном устройстве.

В одном из вариантов реализации изобретения этот способ включает в себя дополнительную стадию b), которая следует за стадией а), для отделения компонентов кислотной и основной воды, образовавшихся при электролизе.

Термин «фильтрация» использован для обозначения удаления из воды суспендированных твердых веществ. Фильтрацию можно проводить известными средствами, такими как один или более предварительных фильтров, один или более микропористых фильтров и один или более фильтров из активированного угля, таким образом, чтобы физически сдерживать любое суспендированное твердое вещество.

Термин «магнитная обработка» использован для обозначения приложения магнитного поля к воде для того, чтобы удалить любые следовые количества присутствующих в ней металлов, которые, если их не удалить, могут быстро устранять определенные свойства (например, ОВП, рН и размер молекулярного кластера), придаваемые анодным и катодным фракциям путем процесса электролиза.

Выражение «добавление добавок» используется для обозначения добавления к воде одного или более необязательных ингредиентов, таких как, например, соли, которые известны как имеющие положительное действие с точки зрения скорости последующей стадии электролиза а).

В другом своем аспекте настоящее изобретение относится к электролитической кислотной воде, в частности, в качестве средства санитарной обработки, которая может быть получена охарактеризованным выше способом электролиза воды.

Электролитическая кислотная вода по настоящему изобретению существенно отличается от известных сходных продуктов по своей стабильности, которая обусловлена, по-видимому, отсутствием тяжелых металлов. Даже при подвергании воды стадии фильтрации перед ее обработкой обычным электролизом электроды, которые используются в настоящий момент для электролиза, в действительности имеют тенденцию разрушаться на своей поверхности в ходе процесса, высвобождая большие количества тяжелых металлов (в частности, металла или металлов, из которых изготовлен катод).

Кислотная вода по изобретению, напротив, не содержит тяжелых металлов, при том, что указанные металлы, если они присутствуют, содержатся в количествах, которые ниже пределов, которые могут быть детектированы обычными аналитическими способами. Например, кислотная вода по изобретению имеет концентрацию кадмия менее 5 мг/л, менее 10 мг/л хрома, менее 5 мг/л свинца и менее 20 мг/л никеля.

Несмотря на то, что не хотелось бы связывать себя какой-то определенной теорией, представляется, что отсутствие тяжелых металлов является основной причиной необычной и выгодной стабильности во времени электролитической кислотной воды, полученной по настоящему изобретению. Выражение «стабильность во времени» используется для обозначения того, что кислотная вода по настоящему изобретению, при хранении защищенной от света, воздуха и тепла, сохраняет неизменными свои химические и физические свойства, в частности свой рН, ОВП и размер молекулярного кластера, в течение вплоть до 90 дней, предпочтительно - вплоть до 180 дней, еще более предпочтительно - вплоть до 365 дней.

Несмотря на то, что время стабильности зависит от характеристик консервации, необходимо отметить, что при одинаковых условиях хранения кислотная вода, полученная при использовании охарактеризованного выше электролитического устройства, показала явно более высокую стабильность по сравнению с известными сходными продуктами, которые в лучших случаях демонстрировали срок хранения всего лишь 15-30 дней. Поэтому такие продукты необходимо получать и использовать в течение короткого периода времени или даже одновременно с их производством. Таким образом, электролитическую кислотную воду по изобретению можно эффективно использовать также для применения в тех местностях (страны третьего мира) и ситуациях (недостаток воды для проведения электролиза), в которых, несмотря на то что необходимо, например, иметь действенный дезинфектант, отсутствуют благоприятные условия для его получения.

В предпочтительном варианте реализации электролитическая кислотная вода по изобретению не содержит тяжелых металлов, имеет рН, который преимущественно равен или ниже 3,0, но выше чем 0, предпочтительно находящийся в диапазоне от 1,5 до 3,0, ОВП (окислительно-восстановительный потенциал), равный или превышающий 1000 мВ, предпочтительно - от 1000 мВ до 1300 мВ, более предпочтительно - приблизительно равный 1150 мВ, и молекулярный кластер 10 или менее, но больше чем 0, предпочтительно равный 5.

Выражение «молекулярный кластер» обозначает количество молекул воды, которые координированы в упорядоченную структуру. Ядерно-магнитный резонанс ¹⁷О ЯМР (параметр, который повсеместно принят в качестве меры размера кластеров) показывает, что полуширина пика анодной воды по изобретению составляет 51-52 Гц, тогда как для известных продуктов она составляет 110-130 Гц. Эти значения указывают на то, что кластеры анодной воды по изобретению имеют чрезвычайно постоянный размер и содержат небольшое число молекул воды, предпочтительно - менее 10, более предпочтительно - приблизительно 5. Обычная кислотная вода, напротив, содержит кластеры переменного размера, которые содержат вплоть до нескольких десятков молекул воды, которые взаимно координированы. Уменьшенный размер молекулярных кластеров придает анодной воде по изобретению особые свойства, такие как повышенная растворяющая способность, более высокая способность к проникновению и более быстрый осмос.

В одном варианте реализации кислотная вода по изобретению содержит активный хлор, который сгенерирован в ходе электролитического процесса, со средней концентрацией менее чем 60 мг/л. В таком случае водный раствор по изобретению имеет крайне низкую токсичность для людей и по существу не оказывает никакого влияния на окружающую среду. Другими словами, одно конкретное преимущество анодной воды по изобретению состоит в том, что после того, как она была применена выбранным способом, оставшиеся остатки быстро превращаются под совместным действием света и кислорода в соединения, которые безвредны для людей и окружающей среды, такие как обычная вода и хлорид натрия.

Также необходимо отметить, что неизменный остаток электролитической кислотной воды значительно ниже, чем неизменный остаток от любой другой полученной иначе дезинф