SE466196B - Foerfarande och anordning foer elektrisk behandling av en elektrolytisk loesning samt loesningsfraktioner framstaellda enligt foerfarandet - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 40 466 196 2 närmare nedan, genomföra elektroaktivering av vätskor, vilka ut- görs av elektrolytiska lösningar, företrädesvis svaga saltlös- ningar. Elektroaktiveringen åstadkommer två fraktioner, vilka var och en efter elektroaktiveringen har samma pH-värde som den ur- sprungliga elektrolytiska lösningen. De nämnda fraktionerna har var sina tydligt åtskiljbara och olika biologiska effekter. Frak- tionerna finner en mängd olika tillämpningar inom exempelvis human- och veterinärmedicin, biokemisk industri, livsmedelsindust- ri, läkemedelsindustri, kosmetologi, växtodling och växtförädling.

Beskrivning av figur och utföringsformer Fig 1 visar en föredragen, men på intet sätt begränsande, utföringsform av uppfinningen i vilken ~ l är en elektrolytisk lösning, företrädesvis en svag salt- lösning, - 2 är en behållare, som ej är elektriskt ledande och i vilken befinner sig den nämnda elektrolytiska lösningen 1, - 3 och 4 är två kemiskt inerta elektroder, vilka kan till- delas positiv resp negativ elektrisk potential, - 5 är ett membran, som utgörs av ett tunt och mycket svagt elektriskt ledande material,a- Med“anordningenfenïigüïdenna utföringsfdrm förfarsfisom föl- jer: Behållaren 2 fylls med en elektrolytisk lösning 1, som i detta fall utgörs av 800 ml svagt salthaltigt vatten med pH som endast obetydligt avviker från 7, varefter över elektroderna 3 och 4 under en tid av ungefär 8 minuter anbringas en likspänning 6, i detta fall pulserande med effektivvärde 220 V och frekvens 2 x 50 Hz. Om ett membran ej införs i behållaren 2 uppgår därvid den ele- ktrolytiska lösningens 1 elektriska motstånd till 10 kn. Om där- emot ett membran 5, i detta fall av HD-polyetylen (High Density Polyethylene), t ex MIKROTEN, med en tjocklek av 15 um, införs mellan elektroderna 3, 4 så att den elektrolytiska lösningen 1 uppdelas i två åtskilda delmängder 7 och 8, blir det nämnda elek- triska motståndet, i huvudsak utgörande membranets 5 elektriska motstånd, till en början 1.5 - 2 Mn och strömintensiteten ungefär 250 uA. Efter ca 2 minuter ökar det nämnda elektriska motståndet till ungefär 15 Mn samtidigt som strömintensiteten under fortgàen- de kraftiga variationer sjunker till 15 - 60 uA.

Den laddning Q som under spänningssättningen överförts mellan elektroderna 3 och 4 har i huvudsak överförts under de två första 10 15 20- 25 30 35 40 3 466 196 minuterna och kan därför beräknas enligt följande kända samband, varvid utnyttjas närmevärden på ström och tid: Q = I X t N 100 uA X 102 S = 10” C; 10* C motsvarar ungefär 10” mol.

Detta innebär att pH-värdet förändras endast ca 10* pH-enhe- ter, vilket utgör en mycket svåruppmätbar förändring. Efter den nämnda elektroaktiveringen kan ej heller någon pH-förändring uppmâtas i någon av de elektrolytiska lösningarna 7 och/eller 8.

Fraktionerna vid den positiva elektroden 3 och den negativa elektroden 4 benämns i det följande anodfraktion 7 resp katod- fraktion 8. Dessa båda vätskor har alltså efter elektroaktivering pH-värden, vilka på mätbart sätt ej avviker från den elektroly- tiska lösningens l pH-värde innan elektroaktiveringen påbörjades.

I en ej visad utföringsform är anordningen enligt uppfinning- en försedd med organ som möjliggör enkel påfyllning av den elekt- rolytiska lösningen 1 och enkel avtappning av anodfraktionen 7 resp katodfraktionen 8. Trots avsaknad av, med för närvarande tillgängliga metoder, mätbara kemiska eller fysikaliska skillnader mellan anodfraktionen 7 och katodfraktionen 8 samt mellan den ursprungliga.elektrolytiskailösningen.l.och.endena-av,fraktionerna~ 7 eller 8 åstadkommer katodfraktionen'7'heltfandraweffekfier än"” anodfraktionen 8. Fraktionerna 7 och 8 åstadkommer likaledes andra effekter än den ursprungliga elektrolytiska lösningen l.

Fraktionernas 7 och 8 effekter har enligt nedan påvisats då den elektrolytiska lösningen 1 utgjordes av svagt salthaltigt vatten med pH 7.6, vars egenskaper och effekter innan elektroakti- vering är välkända och ej berörs i denna ansökan.

Anodfraktionen 7 visar sig vanligtvis dämpa ämnesomsättning och fortplantning av biologiskt material. Bl a har påvisats föl- jande effekter: - vid utvärtes bruk stoppande av horn- och bindhinneinflamma- tion (5 - 10 gånger fortare än med antibiotika), - vid utvärtes bruk ökning av hudens ytspänning, vilket leder till en kosmetisk effekt liknande den som erhålls vid användande av konventionell ansiktsmask, - vid till en början utvärtes och därefter invärtes bruk lindrande och botande verkan vid halsfluss, förkylning, influensa, hosta, nackspärr, hemicrania (migrän), spänningshuvudvärk, epilep- sirelaterad huvudvärk, leverbesvär, ledvärk, fotsvamp, eksem, tarminfektioner, diarré, kolik, förstoppning, hemorrojder, prosta- 10 15 20 25 30 35 40 466 196 4 taadenom, brännskador, radikulitit, nervinflammatíoner, neuritit, analfissurer, traumatiska sår, inflammationer och sår på slem- hinnor, - dämpning av jäsningsprocesser, groning av frön m m.

Katodfraktionen 8 visar sig vanligtvis främja ämnesomsättning och fortplantning av biologiskt material. Bl a har påvisats föl- jande effekter: - vid utvärtes bruk tillväxtstimulering (regeneration) av horn- och bindhinnans epitelskikt efter det att en förutvarande inflammation stoppats, - vid utvärtes bruk ökning av hudens ämnesomsättning och genomblödning, - vid invärtes bruk ökning av människo- och djurkroppars metabolism och immunförsvar, - främjande av jäsningsprocesser, groning av frön mm.

I praktiskt bruk utnyttjas anodfraktionen 7 och katodfraktio- nen 8 i kombination, så att exempelvis anodfraktionen 7 används för att avbryta en sjuklig process, t ex en inflammation, varefter katodfraktionen 8 används för att påskynda tillväxt (regeneration) av den.drabbade.vävnaden.n De påvisade~effekterna hos fraktionerna 7~och 8 kanwmöjligemf' förklaras med hittills ej kända kemiska eller fysikaliska skillna- der mellan de båda fraktionerna eller mellan dessa och den ur- sprungliga den elektrolytiska lösningen 1. Den enligt det nämnda sambandet framräknade mycket lilla pH-skillnaden mellan frak- tionerna 7 och 8 och mellan dessa och den ursprungliga elektroly- tiska lösningen 1 är dock i sammanhanget försumbar och har ingen inverkan på fraktionernas 7 resp 8 ovan beskrivna effekter.

Skillnader och likheter mellan konventionell elektrolys och den ovan angivna elektroaktiveringen beskrivs kortfattat nedan.

Vid konventionell elektrolys med en mellan elektroderna placerad elektriskt ledande diafragma minskar med tiden elektro- lytkoncentrationen vid vardera elektroden alltmer. Detta sker p g a regeln om att elektroneutralitet skall råda i varje volym- element av den elektrolytiska lösningen. Områdena med allt lägre elektrolytkoncentration utbreder sig med tiden i riktning mot diafragman.

Den nämnda elektroneutralitetsregeln är emellertid ej teore- tiskt härledd utan utgör endast en slutsats grundad på observatio- ner. Detta innebär att det finns en möjlighet att det i den elek- 10 15 20 25 30 35 40 5 466 196 trolytiska lösningen kan föreligga ytterst små avvikelser från elektroneutraliteten, vilka med hittills kända metoder svårligen kan uppmätas, men dock har biologiska effekter. Sådana avvikelser uppstår troligen vid den konventionella elektrolysen i områdena med efterhand minskande elektrolytkoncentration. Dessa avvikelser har en näraliggande analogi och möjlig förklaring i den under senare tid i gaser påvisade statiska friktion, som föreligger trots förekomst av termiska rörelser hos gasmolekylerna.

Den elektrokemiskt erhållna utfällningens massa, vilken beror av den totala elektriska laddning som vid konventionell elektrolys passerar den elektrolytiska lösningen, påverkar i hög grad anod- och katodfraktionens pH-värde så att dessa båda fraktioner får tydligt sur resp alkalisk reaktion.

Vid den ovan beskrivna elektroaktiveringen enligt uppfinning- en används i stället för en, i konventionell elektrolys vanligen utnyttjad, kraftigt ledande diafragma ett mycket svagt ledande polymermembran 5. När elektroderna 3 och 4 spänningssätts laddas membranet 5 upp, ungefär som en kondensator, medan spänningen i den elektrolytiska lösningen 1 blir mycket liten. Spänningsgradi- enten i membranet.5 blir mycket stor, i det.beskrivna fallet zzumv V/15 um w~I5~kV/mm, vilket medför att jonernaffråniömse hållïf tränger in i membranet 5 och lämnar detta på dess motsatta sida.

Membranet 5 arbetar således som en jonpump.

Vid membranets 5 resp sida finns en strävan till uppkomst av brist på det ena jonslaget och ett överskott av det andra. Då naturen strävar efter elektroneutralitet pressas jonöverskotten från de båda membransidorna genom den elektrolytiska lösningen 1 mot den intilliggande elektroden 3 eller 4. Även i detta fall föreligger de tidigare, i samband med konventionell elektrolys, beskrivna elektroneutralitetsavvikelserna. I denna process har potentíalgradienten i den elektrolytiska lösningen 1, uppgående till ca 10 mV/mm, en endast marginell inverkan då den är 1,5 x 106 gånger svagare än den nämnda spänningsgradienten i membranet 5.

Den nämnda låga potentíalgradienten i den elektrolytiska lösningen 1 är således ej tillräcklig för att övervinna de i den elektroly- tiska lösningen 1 föreliggande krafter, vilka enligt ovan har analogi i statiska friktionskrafter. Den elektriska ström som löper mellan elektroderna 3 och 4 är därför snarare en följd av att avvikelser från elektroneutralitet ej får överstiga vissa tröskelvärden än ett resultat av den nämnda potentíalgradienten i 10 15 20 25 30 35 40 466 196 6 den elektrolytiska lösningen 1. _ Det bör påpekas att H* - och OHF - joner, vilka förekommer i allt vatten - även destillerat -, måste hänföras till ovan nämnda joner, vilka möjligen är involverade i avvikelserna från elektro- neutralitet. Av denna anledning kan även destillerat vatten be- traktas som elektrolytisk lösning. ' Genom den ovan beskrivna processen aktiveras den elektroly- tiska lösningen l i hela sin volym. Det nämnda jonöverskottet neutraliseras först vid resp elektrod, vilket förklarar den nämnda svaga strömmen om några tiotals uA. Då den elektriska laddning som passerat den elektrolytiska lösningen 1 under elektroaktiveringen enligt ovan är mycket liten har någon elektrolys i konventionell mening ej ägt rum. Följaktligen har inte heller någon uppmätbar pH-förändring skett.

Vid praktiska försök har det visat sig att ett tidigare ej använt membran 5 av ovan nämnt slag ger en högre ström genom den elektrolytiska lösningen l än ett förut vid elektroaktivering använt membran. Detta beror på att vid användning av ett nytt membran detta under de första minuterna mättas med solvater/joner frånhden.elektrolytiska,lösningen~lr-Efter.uppnåddmmättningråstad- kommer membranet 5 den nämnda låga strömmen genom den elektroly- tiska lösningen 1. Efter avslutad elektroaktivering minskar mem- branets 5 mättning. Dock kvarstår i membranet 5 alltid en viss mättníngsgrad. Den nämnda minskningen av membranets 5 mättning har dock ingen inverkan på de genom elektroaktiveringen erhållna egenskaperna hos fraktionerna 7 och 8, ty diffusionen av solvater- /joner från membranet 5 sker oberoende av solvaternas/jonernas polaritet.

De nämnda fraktionernas 7 och 8 påvisade biologiska effekter kan möjligen förklaras med dessa fraktioners verkan på cellmembran och därigenom på bl a cellmetabolism. De ovan beskrivna processer- na vid membranet 5 skulle således ske i omvänd ordning i biolo- giska celler, varvid de nämnda biologiska effekterna uppträder.

Uppfinningen har ovan beskrivits enligt en föredragen utfö- ringsform med HD-polyetylen-membran med tjocklek 15 um, svagt salthaltigt vatten med pH-värde som endast obetydligt avviker från 7, likspänning med effektivvärde 220 V och frekvens 2 x 50 Hz samt en behandlingstid av ungefär 8 minuter. Vid praktiska försök har de nämnda fraktionerna 7 och 8 visat sig ha i huvudsak de ovan beskrivna effekterna även under följande försöksbetingelser, vilka 10 7 466 196 vid varje enskilt försök är tagna i sådana kombinationer att det ej sker elektriskt genomslag av membranet: - membranet 5 utgörs av ett godtyckligt, tunt och mycket svagt ledande polymermembran, - membranets 5 tjocklek är 5 - 50 um, - den elektrolytiska lösningen 1 utgörs av praktiskt taget vilken som helst lösning som har pH mellan 6 och 8,_ - likspänningens 6 effektivvärde är 50 - 500 V, - frekvensen för likspänningen 6 är godtycklig och kan vara noll, - behandlingstiden är 3 - 20 minuter.

Claims (5)

10 15 20 25 30 35 40 466 196 s PATENTKRAV

1. Förfarande för elektrisk behandling och framställning av fraktioner av en elektrolytisk lösning (1) vilken utgörs av vatten med låg salthalt och pH-värde som endast obetydligt avviker från 7, k ä n n e t e c k n a t av att den elektrolytiska lösningen (1) placeras i en elektriskt icke ledande behållare (2), att två kemiskt inerta elektroder (3,4), varav den första utgör positiv elektrod (3) och den andra negativ elektrod (4), sänks ned i den elektrolytíska lösningen (1), att mellan elektroderna (3,4) införs ett tunt membran (5), som utgörs av High Density Polyetylen eller annat material vilket har en specifik elektrisk ledningsförmåga av samma storleksordning som High Density Polyetylen har, med en tjocklek av 5 - 50 um, företrädesvis 15 um, varvid membranet (5) uppdelar den elektrolytiska lösningen (1) i två från varandra åtskilda delmängder (7,8), av vilka den första delmängden (7) innehåller den positiva elektroden (3) och den andra delmängden (8) innehåller den negativa elektroden (4), att över elektroderna (3,4) påtrycks en likspänning (6) med effektivvärde 50 V - 500 V, företrädesvis 220 V, och att elektroderna (3,4) pàtrycks den nämnda likspänningen (6) under en tid av 3 - 20 minuter, föneträn desvis 8 minutena

2. Anordning för genomförande av förfarandet enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att den består av en elektriskt icke ledande behållare (2) i vilken är placerad en elektrolytisk lös- ning (l), särskilt sådan lösning med pH-värde från 6 till 8 och i synnerhet sådan lösning vilken utgörs av vatten med låg salthalt och pH-värde som endast obetydligt avviker från 7, och i vilken är nedsänkta två kemiskt inerta elektroder (3,4), varav den första utgör positiv elektrod (3) och den andra negativ elektrod (4), att mellan elektroderna (3,4) är anbringat ett tunt membran (5), som utgörs av High Density Polyetylen eller annat material vilket har en specifik elektrisk ledningsförmåga av samma storleksordning som High Density Polyetylen har, med en tjocklek av 5 - 50 um, före- trädesvis 15 um, varvid membranet (5) uppdelar behållaren (2) i tvâ från varandra skilda utrymmen och därigenom den elektrolytiska lösningen (1) i en första delmängd (7) innehållande den positiva elektroden (3) och en andra delmängd (8) innehållande den negativa elektroden (4).

3. Anordning enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d av att elektroderna (3,4) är av rostfritt material, företrädesvis ytbe- 10 15 9 466 196 lagt med platina, och att organ är anbringade för separat avtapp- ning av delmängderna (7,8) intill respektive var och en av elekt- roderna (3,4).

4. Lösningsfraktion framställd med förfarande enligt krav 1 och anordning enligt krav 2 eller 3, k ä n n e t e c k n a d av att den utgörs av den första delmängden (7), vilken efter genom- förd elektrisk behandling har ett pH-värde som ej märkbart avviker från pH-värdet för den elektrolytiska lösningen (1) innan denna utsattes för den nämnda elektriska behandlingen.

5. Lösningsfraktion framställd med förfarande enligt krav 1 och anordning enligt krav 2 eller 3, k ä n n e t e c k n a d av att den utgörs av den andra delmängden (8), vilken efter genomförd elektrisk behandling har ett pH-värde som ej märkbart avviker från pH-värdet för den elektrolytiska lösningen (l) innan denna ut- sattes för den nämnda elektriska behandlingen.