鬼佬大哥大
  • / 27
  • 下載費用:30 金幣  

用于基于筒使飲料碳酸化的方法和設備.pdf

關 鍵 詞:
用于 基于 飲料 碳酸 方法 設備
  專利查詢網所有資源均是用戶自行上傳分享,僅供網友學習交流,未經上傳用戶書面授權,請勿作他用。
摘要
申請專利號:

CN201510282639.8

申請日:

2011.01.31

公開號:

CN104887078A

公開日:

2015.09.09

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):A47J 31/40申請日:20110131|||公開
IPC分類號: A47J31/40; B01F15/02; B01F3/04; A23L2/54; A47J31/41 主分類號: A47J31/40
申請人: 庫里格綠山股份有限公司
發明人: T·J·諾瓦克; R·帕卡德; P·彼得森; S·古拉
地址: 美國佛蒙特州
優先權: 61/337,184 2010.02.01 US
專利代理機構: 上海專利商標事務所有限公司31100 代理人: 江漪
PDF完整版下載: PDF下載
法律狀態
申請(專利)號:

CN201510282639.8

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2017.11.10|||2015.10.07|||2015.09.09

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

用于使諸如水的前體液體碳酸化,以形成飲料的系統、方法和筒。二氧化碳源(41)可以設置在筒(4)內,該二氧化碳源用于產生溶解于前體液體(2)內的二氧化碳氣體。諸如粉末狀飲料混合物或液體糖漿的飲料介質(42)可以設置在與二氧化碳源相同或分開的筒(4b)內,并與前體液體(2)混合,從而形成飲料。使用用于二氧化碳源和/或飲料介質的一個或多個筒可促成用于例如在消費者家中制成碳酸飲料的、方便使用又不臟亂的系統。

權利要求書

權利要求書
1.  一種飲料制成系統,包括:
飲料前體液體供給裝置,所述飲料前體液體供給裝置設置成提供前體液體;
筒腔室,所述筒腔室設置成保持單個筒,所述單個筒具有內部空間,所述內部空間被密封并具有彼此隔離開的第一腔室和第二腔室;
所述第一腔室包含二氧化碳源,所述二氧化碳源設置成放出二氧化碳氣體,以使所述前體液體碳酸化,所述第二腔室包含飲料介質,所述飲料介質設置成與液體前體混合以形成飲料;
二氧化碳激活流體供給裝置,所述二氧化碳激活流體供給裝置布置成將流體提供到所述筒腔室內,以與所述二氧化碳源接觸,從而使所述二氧化碳源放出二氧化碳氣體;
二氧化碳氣體供給裝置,所述二氧化碳氣體供給裝置布置成在壓力大于環境壓力的情況下將由所述二氧化碳源放出的二氧化碳氣體傳遞到經由所述飲料前體液體供給裝置供給的飲料前體液體,以使所述前體液體碳酸化;
其中,所述系統設置成使所述第二腔室的所述飲料介質與所述前體液體混合。

2.  如權利要求1所述的系統,其特征在于:
所述二氧化碳激活流體供給裝置設置成控制提供到所述筒腔室的流體的量,以控制所述筒腔室內的壓力。

3.  如權利要求1所述的系統,其特征在于,所述系統布置成將所述飲料介質與前體液體混合以形成飲料,因而,沒有飲料與所述二氧化碳源接觸。

4.  如權利要求1所述的系統,其特征在于,所述二氧化碳氣體供給裝置布置成將由所述二氧化碳源放出的二氧化碳氣體傳遞到碳酸化箱,以使所述前體液體碳酸化。

5.  如權利要求1所述的系統,其特征在于,所述前體液體供給裝置包 括包含前體液體的儲存器以及使前體液體循環的泵。

6.  如權利要求1所述的系統,其特征在于,所述筒腔室設置成使所述筒腔室內的至少第一腔室保持在大于環境壓力的壓力下。

7.  如權利要求1所述的系統,其特征在于,所述第一腔室和第二腔室被可滲透元件分隔開。

8.  如權利要求1所述的系統,其特征在于:
所述二氧化碳激活流體供給裝置設置成控制向所述筒腔室提供的流體的量,以控制由所述二氧化碳源產生的二氧化碳氣體的量。

9.  如權利要求1所述的系統,其特征在于,所述第一腔室和第二腔室的體積分別小于使用所述筒來形成的碳酸飲料的體積。

10.  如權利要求1所述的系統,其特征在于,所述系統設置成在少于120秒的時間段內使用所述筒來形成具有100-1000毫升的體積和2至4體積的碳酸化水平的碳酸液體。

11.  如權利要求1所述的系統,其特征在于,所述二氧化碳源呈固態形式,并且具有吸附的二氧化碳。

12.  如權利要求1所述的系統,其特征在于,所述筒腔室包括分別接納所述第一腔室和第二腔室的第一接納部和第二接納部。

13.  如權利要求1所述的系統,其特征在于,所述筒腔室布置成刺穿單個筒,以允許將激活流體提供到所述第一腔室,以使所述二氧化碳源放出二氧化碳。

14.  如權利要求1所述的系統,其特征在于,所述筒腔室布置成刺穿所述單個筒,以將氣體引入所述第二腔室內,以使飲料介質運動到所述第二腔室外。

15.  如權利要求1所述的系統,其特征在于,還包括單個筒,所述單個筒包括蓋子,所述蓋子布置成被刺穿以形成進口與出口,通過所述進口提供流體以激活二氧化碳源,二氧化碳氣體通過所述出口離開所述第一腔室。

16.  如權利要求1所述的系統,其特征在于,還包括布置成使前體液體與飲料介質混合的混合腔室。

說明書

說明書用于基于筒使飲料碳酸化的方法和設備
本發明專利申請是國際申請號為PCT/US2011/023157,國際申請日為2011年01月31日,進入中國國家階段的申請號為201180017796.6,名稱為“用于基于筒使飲料碳酸化的方法和設備”的發明專利申請的分案申請。
背景技術
這些發明涉及使液體碳酸化以用于制備飲料。用于使液體碳酸化和/或使液體與飲料介質混合以形成飲料的系統在許多文獻中已作描述,這些文獻包括美國專利4,025,655、4,040,342、4,636,337、6,712,342和5,182,084,以及PCT公開WO 2008/124851。
發明內容
本發明的各方面涉及使諸如水的前體液體碳酸化,以形成飲料。在一些實施例中,可以在筒內設有二氧化碳源,該二氧化碳源用于產生溶解于前體液體內的二氧化碳氣體。諸如粉末狀飲料混合物或液態糖漿的飲料介質可以設置在與二氧化碳源相同或分開的筒內,并與前體液體混合(在碳酸化之前或者之后)以形成飲料。用于二氧化碳源和/或飲料介質的一個或多個筒的使用可促使用于例如在消費者家中制備碳酸飲料的、方便使用又不臟亂的系統。
在本發明的一方面,飲料制成系統包括設置成提供前體液體的飲料前體液體供給裝置以及設置成保持第一筒部分和第二筒部分的筒腔室。筒腔室可具有用于接納一個或多個筒的單個筒接納部,或者可包括彼此分開的多個筒接納部,例如以接納兩個或更多個筒。如果設置多個接納部,則它們可以同時或彼此獨立地打開和關閉。第一筒部分可以設置在筒腔室內,其中,第一筒部分包含二氧化碳源,該二氧化碳源設置成放出二氧化碳氣體,以用于使前體液體碳酸化。在一些實施例中,二氧化碳源可包括加料 的分子篩,諸如呈固態形式(例如,顆粒)并具有吸附的二氧化碳的沸石,二氧化碳源在存在水的情況下釋放二氧化碳。第二筒部分可以設置在筒腔室內,其中,該第二筒部分包含飲料介質,該飲料介質設置成與液體前體混合以形成飲料。系統可以設置成使用由第一筒部分放出的二氧化碳氣體來使前體液體碳酸化,并使第二筒部分的飲料介質與前體液體混合。前體液體可在第一筒部分內或者在二氧化碳傳遞至的一個或多個其它區域內(諸如儲存器或膜碳酸化器)進行碳酸化。可以在碳酸化之前或之后、并且可以在第二筒部分內或者另一位置使前體液體與飲料介質混合,另一位置諸如是與第二筒部分分開的混合腔室。
該系統可以包括二氧化碳激活(activating)流體供給裝置,該二氧化碳激活流體供給裝置設置成向筒腔室提供流體以與二氧化碳源接觸,以致使二氧化碳源放出二氧化碳氣體。例如,二氧化碳激活流體供給裝置可以設置成控制提供到筒腔室的流體量(諸如呈液態或氣態形式的水),以控制由二氧化碳源產生的二氧化碳氣體量。這可以允許系統控制用于使前體液體碳酸化的二氧化碳氣體壓力。因此,筒腔室可以設置成使筒腔室內的至少第一筒部分保持在大于環境壓力的壓力下。二氧化碳氣體供給裝置可以設置成在大于環境壓力的壓力下將由二氧化碳源放出的二氧化碳氣體傳遞到飲料前體液體,以使前體液體碳酸化。二氧化碳可以傳送到碳酸化箱、膜接觸器或用于碳酸化的其它合適結構。例如,該系統可以包括碳酸化器,該碳酸化器包括使其液體側與氣體側分隔開的膜,其中,將二氧化碳氣體提供到氣體側,且飲料前體液體供給裝置將前體液體提供到液體側,因而,氣體側上的二氧化碳溶解于液體側上的前體液體內。泵可以使前體液體從儲存器運動通過碳酸化器,以隨后作為飲料排出,或者前體液體可以循環回到儲存器,以一次或更多額外次地通過碳酸化器。
在一些實施例中,系統可以將飲料介質與前體液體混合以形成飲料,因而,沒有飲料與二氧化碳源接觸。然而,在其它實施例中,前體液體可與二氧化碳源接觸,例如在液體經過第一筒部分進行碳酸化的情況下。第一筒部分和第二筒部分可以分別是彼此不同的對應第一筒和第二筒的一部分,或者兩個筒部分可以是單個筒的一部分。如果是單個筒的一部分,則 第一筒部分和第二筒部分可以例如通過諸如過濾件的可滲透元件或者諸如筒壁的不可滲透元件彼此分開,筒壁可以是或者可以不是易破損、易爆裂(諸如通過適當壓力)、可刺穿或以其它方式裂開,以允許第一筒部分和第二筒部分彼此連通。與第一筒部分和第二筒部分相關聯的筒可以在其位于筒腔室內時被刺穿,以允許觸及第一部分和第二部分。例如,如果兩個筒部分是分開的筒,則兩個筒可以通過筒腔室的關閉來被刺穿,以允許流體提供到第一筒部分和/或氣體從第一筒部分離開,并允許飲料介質單獨地或者與混合的前體液體一起離開第二筒部分。
在一些實施例中,第一筒部分和第二筒部分的體積可以分別小于使用筒部分來形成的碳酸飲料的體積。這可以通過允許使用者使用相對較小體積的筒來形成相對較大體積的飲料來提供相當大的優點。例如,該系統可以設置成在少于約120秒的時間段內、使用第一筒部分和第二筒部分來形成具有約100-1000毫升的體積和約2至4體積的碳酸化水平的碳酸液體。可以在約20-50磅/平方英寸或更大壓力的情況下進行碳酸化。該實施例中的筒部分可具有約50毫升或更少的體積,從而減少消耗量和/或為系統增加方便性。
在本發明的另一方面,用于形成飲料的方法包括將第一筒部分和第二筒部分設置在筒腔室內,其中,第一筒部分包含二氧化碳源,該二氧化碳源設置成放出二氧化碳氣體,以用于使液體碳酸化,而第二筒部分包含飲料介質,該飲料介質設置成與液體前體混合以形成飲料。可以將諸如呈液態或氣態形式的流體提供到筒腔室,以致使二氧化碳源放出二氧化碳,并且可以通過將由二氧化碳源放出的二氧化碳的至少一部分溶解于前體液體內來使前體液體碳酸化。前體液體可以在進行碳酸化之前或者之后與飲料介質混合,以產生飲料。
如上所述,二氧化碳源可以在第一筒部分內呈固態形式,例如包括加料的沸石。可以對提供到第一筒部分的流體量進行控制,以控制由二氧化碳源產生的二氧化碳氣體,例如以使由二氧化碳源產生的氣體壓力維持在高于環境壓力的期望范圍內。在一個實施例中,二氧化碳源包括加料的沸石,并且控制向筒腔室提供的流體量,以致使加料的沸石在至少30秒或更 長的時間段內放出二氧化碳。
前體液體的碳酸化可以包括向包含前體液體的儲存器提供二氧化碳氣體,將二氧化碳提供到膜的氣體側,因而,氣體側上的二氧化碳溶解于該膜的液體側上的前體液體內,將前體液體噴灑到填充有二氧化碳的空間內,使前體液體在壓力下通過第一筒部分等等。
如上所述,第一筒部分和第二筒部分可以分別是彼此不同的對應第一筒和第二筒的一部分,或者兩個筒部分可以是單個筒的一部分。如果是單個筒的一部分,第一筒部分和第二筒部分可例如通過筒壁彼此分開。前體液體的混合可以在碳酸化之前或之后進行,并可在第二筒部分或另一位置進行,另一位置諸如是與第二筒部分分開的混合腔室。
在一個實施例中,提供流體以及碳酸化的步驟可以在少于約120秒的時間段(例如,約60秒)內并使用20-50磅/平方英寸的氣體壓力來進行,以形成具有約100-1000毫升(例如,約500毫升)的體積和約2至4體積的碳酸化水平的碳酸液體。因此,根據該方面的系統和方法可以無須較高的壓力地在相對較短的時間段內產生相對高度碳酸化的飲料。
在本發明的另一方面,飲料制成系統包括用于提供前體液體的飲料前體液體供給裝置、設置成保持筒的筒腔室以及包括含有二氧化碳源的內部空間的筒。二氧化碳源可設置成例如響應于與諸如水或其它活性劑的流體接觸而放出二氧化碳氣體,以用于使前體液體碳酸化。二氧化碳激活流體供給裝置可以設置成向筒腔室提供流體,以與二氧化碳源接觸,從而使二氧化碳源放出二氧化碳氣體,并且該二氧化碳激活流體供給裝置可以設置成控制向筒腔室提供的流體量,以控制由二氧化碳源放出的二氧化碳氣體量,例如以控制筒腔室內或其它區域內的壓力。二氧化碳氣體供給裝置可以設置成在壓力大于環境壓力的情況下將由二氧化碳源放出的二氧化碳氣體傳遞到經由飲料前體液體供給裝置提供的前體液體,以使前體液體碳酸化。以控制進入筒腔室的流體流的相對簡單的方式來控制二氧化碳氣體產生以及由此控制壓力的能力可提供簡單的控制和系統操作的優點。
飲料前體供給裝置可包括含有前體液體的儲存器、碳酸化器、泵、一個或多個過濾件或其它液體處理裝置等,碳酸化器包括使其液體側與氣體 側分隔開的膜,泵使前體液體從儲存器運動通過碳酸化器或系統的其它部分。筒腔室可設置成將腔室內的筒保持在高于環境壓力的壓力下,例如在適于使前體液體碳酸化的壓力范圍內。在一些實施例中,用于碳酸化的氣體壓力可以在約20至50磅/平方英寸之間,盡管更高(或更低)的壓力也是可以的。
在本發明的又一方面,用于形成飲料的方法包括提供具有內部空間的筒,該內部空間被密封成將二氧化碳源包封在該內部空間內,將流體提供到筒以致使二氧化碳源放出二氧化碳,在一段時間內控制向筒提供的流體量,以控制在該段時間內由二氧化碳源放出的二氧化碳氣體量,以及通過使由二氧化碳源放出的二氧化碳的至少一部分溶解于前體液體內來使前體液體碳酸化。前體液體可以進行碳酸化之前或者之后、在筒內或者其它區域內與飲料介質混合,以產生飲料。在一個實施例中,筒可以使用飲料制成機來刺穿,以向筒提供液體。與上述實施例一樣,液體可以在筒內或者諸如碳酸化器或儲存器的其它區域內進行碳酸化,筒可包括含有飲料介質的第二部分(或者,第二筒可以用于飲料介質)等等。
在本發明的另一方面,一種用于形成碳酸飲料的方法包括提供具有內部空間的筒,該內部空間被密封成將二氧化碳源包封在該內部空間內,其中二氧化碳源呈固態形式,打開筒(諸如通過刺穿)并致使筒放出二氧化碳,并通過使由二氧化碳源放出的至少一部分溶解于液體內來使液體碳酸化。通過使液體經過包含飲料介質的筒腔室來使該液體與飲料介質混合,以產生飲料。通過使液體與筒內的飲料介質混合,可以避免對單獨的混合腔室的需求,且在相繼制成的飲料之間的味道污染可以減少(因為筒起到混合腔室的作用并僅使用一次)。
在一個實施例中,包封二氧化碳源的筒還包括含有飲料介質的筒腔室。例如,液體可以引入筒的第一部分內,二氧化碳源位于該第一部分內以進行碳酸化,并且液體從第一部分傳遞到飲料介質所在的第二部分。在另一實施例中,液體與飲料介質混合的筒腔室可以是與包封二氧化碳源的筒分開的第二筒的一部分。
來自筒的二氧化碳氣體可以引導到二氧化碳氣體溶解于液體內的區 域,例如引導到膜接觸器、保持相當一部分的液體的儲存器或者其它結構。二氧化碳的壓力可以通過控制向筒提供的流體量來控制。與本發明的其它方面一樣,文中所述的各種實施例和可選特征可用于本發明的該方面。
在本發明的另一方面,用于形成飲料的套件包括具有內部空間的第一筒,該內部空間被密封并在內部空間內包含二氧化碳源。二氧化碳源可以呈固態形式并設置成放出二氧化碳氣體,以用于使前體液體碳酸化。第一筒可以設置成具有進口和出口,經由該進口提供流體,以激活二氧化碳源,二氧化碳氣體經由該出口離開第一筒。例如,第一筒可以被刺穿以形成進口和出口,或者第一筒可以具有限定的進口/出口。套件的第二筒可包括內部空間,該內部空間被密封并包含用于與前體液體混合以形成飲料的飲料介質。第二筒可以設置成使前體液體與第二筒內的飲料介質混合,并且因此可以被刺穿或以其它方式設置成允許液體流入和混合好的液體/飲料介質流出。第一筒和第二筒的體積可以分別小于使用第一筒和第二筒來形成的飲料體積,例如筒的體積可以是約50毫升并用于制成具有約500毫升體積的飲料。第一筒和第二筒可以連結在一起,例如以使筒在不使用工具、不破壞第一筒或第二筒的至少一部分的情況下不能彼此分開。在一個實施例中,第一筒和第二筒可以通過焊接接頭或通過互鎖的機械緊固件來連結。
在本發明的另一方面,用于形成飲料的筒包括具有內部空間的容器,該內部空間被密封并在內部空間內包含二氧化碳源。二氧化碳源可以呈固態形式(諸如加料的沸石或其它分子篩)并設置成放出二氧化碳氣體,以用于使前體液體碳酸化。容器可以設置成具有進口和出口,經由該進口提供流體,以激活二氧化碳源,二氧化碳氣體經由該出口離開容器,以用于使前體液體碳酸化。在一個實施例中,容器可以被飲料制成機刺穿,以例如在筒的頂部、底部、側面和/或其它位置形成進口和形成出口。在一種結構中,容器可包括蓋子,該蓋子可被飲料機刺穿以形成進口和出口。容器可具有半剛性或撓性的至少一部分,例如,該部分不適于在沒有物理支承的情況下抵抗筒內超過80磅/平方英寸的壓力。容器可包括第二腔室,該第二腔室包含用于在對前體飲料調味以形成飲料時使用的飲料介質,且第二腔室可以與包含有二氧化碳源的第一腔室分隔開。容器的體積可以小于使 用筒來形成的碳酸飲料的體積。
在本發明的另一方面,飲料制成系統包括筒腔室以及筒,該筒腔室設置成將筒保持在大于環境壓力的壓力下,該筒包括含有二氧化碳源的內部空間,該二氧化碳源設置成放出二氧化碳氣體,以用于使液體碳酸化。筒的體積可以小于使用該筒產生的飲料體積,例如,50毫升或更少的體積用于使約100-1000毫升的液體體積碳酸化到約2至4體積的碳酸化水平。飲料前體液體供給裝置可以將前體液體提供到筒的內部空間內,以致使二氧化碳源放出二氧化碳氣體并使二氧化碳氣體中的至少一些在前體液體位于內部空間時溶解于前體液體內。使筒腔室內的液體碳酸化可簡化系統操作,例如通過消除對于碳酸化箱或其它碳酸化器的需求。相反,筒可以至少部分地起到碳酸化器的作用。在一個實施例中,筒包括第二腔室,該第二腔室包含飲料介質,該飲料介質用于與前體液體混合,以形成飲料。第二腔室可以與包含有二氧化碳源的第一腔室分隔開,或者第一腔室和第二腔室可以連通,例如,液體可以引入第一腔室以進行碳酸化,并從第一腔室傳遞到飲料介質所在的第二腔室。
在本發明的另一方面,一種用于形成飲料的方法包括提供具有內部空間的筒,該內部空間被密封成將二氧化碳源包封于內部空間內,其中,該筒的體積小于使用該筒來產生的飲料體積。可以將液體提供到筒內,以致使二氧化碳源放出二氧化碳,且液體可以通過將由二氧化碳源放出的二氧化碳的至少一部分在液體位于筒內時溶解于液體內來進行碳酸化。液體可以在進行碳酸化之前或者之后與筒內的飲料介質混合,以產生飲料。事實上,筒可包括第二腔室,該第二腔室包括飲料介質,該飲料介質用于與前體液體混合來形成飲料,且筒的體積可以小于使用該筒來制成的飲料體積。筒可以使用飲料制成機來刺穿以形成進口和出口。
在本發明的另一方面,飲料制成系統包括飲料前體液體供給裝置、設置成將筒保持在腔室內的筒腔室以及筒,該筒包括包含有二氧化碳源的內部空間,該二氧化碳源呈固態形式并設置成放出二氧化碳氣體,以用于使液體碳酸化。二氧化碳激活流體供給裝置可向筒腔室提供用于與二氧化碳源接觸的液體,以致使二氧化碳源放出二氧化碳氣體。該系統還包括碳酸 化器,該碳酸化器包括使液體側與氣體側分隔開的膜,其中,由筒放出的二氧化碳氣體被提供到氣體側,且飲料前體液體供給裝置將前體液體提供到液體側,因而,氣體側上的二氧化碳溶解于液體側上的前體液體內。筒腔室可設置成將腔室內的筒保持在高于環境壓力的壓力下,例如在用于使碳酸化器內的液體碳酸化的壓力范圍內。二氧化碳氣體供給裝置可設置成在壓力大于環境壓力的情況下將由二氧化碳源放出的二氧化碳氣體從筒腔室傳遞到碳酸化器的氣體側。碳酸化器的膜可以包括多個中空纖維,中空纖維的內部是液體側的部分,而中空纖維的外部是氣體側的部分。
在本發明的另一方面,一種用于形成飲料的方法包括提供具有內部空間的筒,該內部空間被密封成將二氧化碳源包封在該內部空間內,該二氧化碳源呈固態形式并設置成放出二氧化碳氣體,打開筒(諸如通過刺穿)并致使筒放出二氧化碳氣體,并通過使由二氧化碳源放出的至少一部分溶解于液體內來使液體碳酸化。二氧化碳氣體可位于膜的氣體側上,而液體可位于膜的液體側上。膜可通過多個中空纖維來構成,其中,液體側位于纖維的內部,而氣體側在纖維的外部。可以基于控制向筒提供的液體量來控制氣體側的氣體壓力。
本發明的這些和其它方面將會從以下說明書和權利要求書中顯現出來。
附圖說明
參照附圖描述本發明的各方面,其中相同的附圖標記表示相同的部件,在附圖中:
圖1示出具有可移除儲存器的飲料制成系統的示例性實施例;
圖2示出具有設置成使前體液體循環的接觸器的飲料制成系統的示例性實施例;
圖3示出飲料制成系統的示例性實施例,其中,液體經過碳酸化器一次,以進行碳酸化;
圖4示出飲料制成系統的示例性實施例,其中,氣體筒位于碳酸化儲存器內;
圖5示出筒腔室的示例性實施例;
圖6示出連結在一起的氣體筒和飲料介質筒的示例性實施例;
圖7和8分別示出氣體筒和飲料介質筒的立體圖和俯視圖;
圖9示出設置成使筒內的液體碳酸化的筒的示例性實施例;
圖10示出設置成沿另一定向使筒內的液體碳酸化的筒的示例性實施例;以及
圖11示出具有包含氣體源和飲料介質的隔開的各腔室的筒的示例性實施例。
具體實施方式
應當理解,在此參照示出示例性實施例的附圖來描述本發明的各方面。本文中描述的示例性實施例不一定要示出根據本發明的所有實施例,而是用于描述幾個示例性實施例。因此,本發明的各方面并不意味著由于各示例性實施例而進行較窄解釋。此外,應當理解本發明的各方面可單獨使用或與本發明的其它方面以任何適當的組合使用。
根據本發明的一個方面,可以向筒內的二氧化碳源提供流體(諸如水、水汽或其它),以致使二氧化碳源放出用于使液體碳酸化的二氧化碳氣體。在一個實施例中,飲料形成機可包括二氧化碳激活流體供給裝置,該二氧化碳激活流體供給裝置設置成向筒腔室提供用于與二氧化碳源接觸的流體,以使二氧化碳源放出二氧化碳氣體。飲料形成機的二氧化碳氣體供給裝置可設置成在大于環境壓力的壓力下將由二氧化碳源放出的二氧化碳氣體傳遞到前體液體,以使前體液體碳酸化。在一些實施例中,二氧化碳源可以呈固態形式,諸如沸石、活性碳或其它加料有二氧化碳的分子篩,且筒的使用可以不僅使二氧化碳源與活性劑(諸如,在加料的沸石的情況下是水蒸汽)隔開,而且還可能消除使用者接觸二氧化碳源或以其它方式直接操作二氧化碳源的需求。
具有二氧化碳活性流體供給裝置可使本發明有另一方面的用途,即,可以控制向筒提供的流體體積或其它度量,以控制由二氧化碳源產生的二氧化碳量或速率。此特征可利用一些二氧化碳源,諸如可能的話利用加料 的沸石材料。例如,加料有二氧化碳的沸石往往非常快速地并以相對較大的量(例如,30克質量的加料的沸石可容易地在大氣壓下、在幾秒內在有少于30-50毫升的水的情況下產生1-2升二氧化碳氣體)釋放二氧化碳。這種快速釋放能在一些情況下使利用沸石來生產相對高度碳酸化的液體不可行,相對高度碳酸化的液體諸如是碳酸化到2體積或更多的水平的碳酸水。(碳酸化“體積”是指溶解于給定體積度量的液體內的二氧化碳氣體的體積度量數目。例如,1升量的“2體積”碳酸水包括具有2升二氧化碳氣體溶解于其中的1升體積的水。相似地,1升量的“4體積”碳酸水包括具有4升二氧化碳氣體溶解于其中的1升體積的水。氣體體積度量是能在大氣壓或環境壓力和室溫下從碳酸液體中釋放的氣體體積。)即,二氧化碳或其它氣體在液體內的溶解通常要花一定的時間量,且溶解速率在低于極端狀況下僅增大有限的量,極端情況諸如是約150磅/平方英寸的環境壓力下和約+/-40至50攝氏度的室溫。通過控制二氧化碳源的二氧化碳產生速率,二氧化碳源放出二氧化碳的總時間可延長,從而允許使二氧化碳溶解的時間而無須相對高的壓力。例如,當采用包括本發明的一個或多個方面的一個示例性實施例時,發明人在少于60秒內、在約40磅/平方英寸的壓力和約0攝氏度的溫度下已生產具有至少達約3.5體積碳酸化水平的液體。這種能力允許碳酸飲料機在相對適中的溫度和壓力下運行,從而能夠消除對相對昂貴的高壓箱、導管和其它部件以及大量卸壓、限制結構和可能以其它方式需要的其它安全特征的需求,這些安全特征特別是針對在消費者家中使用的機器。
在本發明的另一方面,前體液體的用于形成飲料的一部分可用于激活二氧化碳源。此特征可有助于簡化飲料制成機的操作,例如通過消除對特殊活性物質的需求。由此,飲料制成機或形成飲料的方法可以變得更低價和/或無須特殊效果成分。例如,在機器制成碳酸水的情況下,激活二氧化碳源所需的全部可以是用于形成飲料的水的一部分。然而,應理解到本發明的其它方面不要求使用前體液體的一部分來激活二氧化碳源,而是可使用任何合適的活性劑,諸如添加到重碳酸材料的、呈液體形式的檸檬酸。例如,包括二氧化碳源的筒可包括(作為源的一部分)活性劑,該活性劑 對二氧化碳源的另一組分的添加受到控制,以控制二氧化碳的產生。
圖1示出一個示例性實施例,該實施例至少包括向筒和/或筒腔室提供流體以激活二氧化碳源以及控制流體流來控制二氧化碳產生以及使用飲料前體液體的一部分來激活二氧化碳源的各方面。圖1的飲料制成系統1包括包含在儲存器11內的飲料前體液體2。飲料前體液體2可以是任何合適的液體,包括水(例如,調過味或以其它方式處理過的水,諸如甜化、過濾、去離子化、軟化、碳酸化等),或用于形成諸如牛奶、果汁、咖啡、茶等的飲料的任何其它合適的液體(相對于室溫加熱或冷卻或者不加熱或不冷卻)。儲存器11是飲料前體供給裝置10的一部分,該飲料前體供給裝置還包括與儲存器11配合以形成密封罩殼的蓋子12、用于使前體液體2循環的泵13以及用于使前體液體2在儲存器11內的頂部空間內分散開的噴嘴、蓮蓬頭或其它部件14。當然,前體供給裝置10可以其它方式來設置,例如,包括附加部件或不同的部件。例如,儲存器11和蓋子12可用閉合箱來代替,該閉合箱具有合適的進口/出口,可取消泵13和/或噴嘴14和或作其它改變。
在此實施例中,起初,使用者向儲存器11提供前體液體2,該使用者例如從水龍頭或其它源將液體2提供到儲存器11內。使用者還可根據需要將冰或其它冷卻介質提供到儲存器11內,以使制成的最終飲料冷卻。在其它實施例中,系統1可包括制冷系統或其它冷卻系統(諸如在冰箱、空調單元、熱電冷卻單元或用于從材料散熱的其它裝置中找到的)來使液體2冷卻。在一些結構中,使前體液體2冷卻可有助于碳酸化過程,例如因為較冷的液體往往更快速地溶解二氧化碳或其它氣體和/或能夠溶解更多量的氣體。然而,在本發明的一方面,碳酸化的液體可以在完成碳酸化過程之后冷卻,例如就在排出之前使用經過激冷器的流。此特征可允許系統1僅冷卻飲料,而不是系統的其它部分,諸如是儲存器11、碳酸化器、泵等,從而減少由系統1輸出的熱量。盡管使用者起初將飲料前體液體2提供到儲存器11內,但前體供給裝置10可包括其它部件來將液體2提供到儲存器11,諸如管道化的水管、可控制閥以及液位傳感器,以自動地將儲存器11充注到期望的液位,前體供給裝置還包括流體連接到儲存器11的第二儲 水器或其它儲水箱(例如,在一些煮咖啡機中找到的可移除水箱連同泵以及導管來將水從可移除水箱送到儲存器11)以及其它結構。
飲料制成機1還包括二氧化碳激活流體供給裝置20,該二氧化碳激活流體供給裝置向筒4提供流體,以激活二氧化碳源41,從而釋放二氧化碳氣體。在此實施例中,二氧化碳源41位于筒4的一部分內,并包括加料的吸附劑或分子篩,例如沸石材料,其已吸附在有無論是蒸汽形式或液態形式的水的情況下釋放的一些量的二氧化碳氣體。當然,可以使用其它二氧化碳源材料,諸如木炭或其它分子篩材料,或者通過化學手段來產生二氧化碳的源材料,諸如碳酸氫鈉和檸檬酸(如果重碳酸和酸起初呈干性的話則加入水)或其它。此外,本發明的各方面不一定限于與二氧化碳氣體使用,而是可以與諸如溶解于一些啤酒或其它飲料中的氮氣的合適氣體一起使用。在一個實施例中,加料的吸附劑是沸石,諸如方沸石、菱沸石、斜發沸石、片沸石、鈉沸石、鈣十字沸石或輝沸石。沸石當然可以是已存在的或合成的,并能夠擁有達約20重量%的二氧化碳或更多。沸石材料可以任何合適的形式來設置,諸如固體塊(例如,呈盤的形式)、球形、立方、不規則或其它合適形狀的顆粒及其它。例如球形顆粒的允許沸石流動或可流動的結構可以用于將沸石裝入單獨的筒內。這種結構可允許沸石從料斗流動到筒容器內,從而例如簡化制造過程。沸石顆粒的表面積還可設置成有助于控制沸石釋放二氧化碳氣體的速率,這是因為較大的表面積度量通常增大氣體生產速率。通常,沸石材料將在存在液態或蒸汽形式的水的情況下釋放所吸附的二氧化碳,從而允許通過向沸石添加液態水來激活沸石,以釋放二氧化碳。
此實施例中的二氧化碳激活流體供給裝置20包括流體連接到泵13的導管和能被控制以打開/關閉或以其它方式來控制前體液體2流入筒4的閥21。如可見,通過泵13來使液體2循環可允許激活流體供給裝置20將前體液體2的一些(例如,第一部分)轉向到筒腔室3,從而例如通過打開閥21來產生二氧化碳氣體。其它結構或附加件可用于二氧化碳激活流體供給裝置20,諸如在從泵13引向筒4的導管內的適當尺寸的孔、導管內的減壓元件、導管內的限流器、用于指示液體流入筒4的量和/或流速的流量計等 等。此外,液體源20不一定使用前體液體2來激活二氧化碳源41,而是可使用專用的流體源來激活。例如,二氧化碳激活流體供給裝置20可包括能計量遞送到筒4的液體(無論是水、檸檬酸或其它材料)的期望量的注射器、活塞泵或其它容積式裝置。在另一實施例中,激活流體供給裝置20可包括重力饋送液體供給裝置,該重力饋送液體供給裝置具有可控制的遞送速率,例如像用于靜脈內管路以向醫院的患者輸液的滴液型液體供給系統,或者可以噴射霧化水或其它液體以向筒4提供水汽或其它氣相激活流體。此外,盡管圖1建議激活流體供給裝置20向筒4的頂部提供液體,但液體源20可向筒4的底部提供流體,例如充注筒的底部,或其它合適的位置。還可設想可以將激活液體提供到具有二氧化碳源42的筒內,例如被刺穿以允許液體與源42接觸的腔室內。
根據一個實施例,筒4(具有一個或多個部分)可以在二氧化碳生產過程中位于筒腔室3內。由此,筒4可由相對撓性的材料制成,或者以其它方式構造成筒4不能承受筒4的內部與外部之間相對較大的壓力梯度。即,筒腔室3可承受由二氧化碳源41產生的任何壓力,并根據需要來支承筒4。在此示例性實施例中,筒4被包含在閉合和密封的腔室3內,該腔室具有包圍所有或大部分筒4的空間或間隙。例如通過允許由二氧化碳源41放出的一些氣體“泄漏”到筒4周圍的空間內來允許筒4的內部空間與外部之間的壓力進行平衡,并且因此即使筒4由相對半剛性、撓性或弱性材料制成,筒4也將不爆裂或潰塌。在替代的結構中,使筒4可以適應于筒腔室3內的接納空間,因而,當在筒4內建立起壓力時,腔室3支承筒4。這種支承可適于根據需要對于防止筒4爆裂或以其它方式防止筒4起作用。在其它實施例中,可使筒4做成適當地牢固(整體或部分地)以承受筒的內部空間內的相對較大壓力(例如,1個大氣壓或更大)。在這種情況下,筒腔室3僅須起到將筒4保持在位的物理支承的作用,或者以其它方式建立與筒的連接,以使氣體從筒4輸出和/或將液體供給到筒4。在另一實施例中,筒可以例如像傳統的碳酸軟飲料罐那樣機械上足夠牢固以承受達90磅/平方英寸(表壓)的壓力。
二氧化碳氣體供給裝置30可設置成將來自筒腔室3的二氧化碳氣體供 給到使用氣體來使液體2碳酸化的區域。氣體供給裝置30可以任何合適的方式來設置,并且在此示例性實施例中包括在筒腔室3與儲存器11之間流體連接的導管31以及有助于去除會污染前體液體2的材料(諸如是來自二氧化碳源41的顆粒)的過濾器32。氣體供給裝置30可包括其它部件,諸如壓力調節器、安全閥、控制閥、壓縮機或泵(例如,以增大氣體的壓力)、儲能器(例如,有助于維持相對恒定的氣體壓力和/或儲存氣體)等等。在此實施例中,導管31延伸到儲存器11內的前體液體2的表面下方,以使二氧化碳氣體被注射到液體2中以進行溶解。導管31可包括噴灑噴嘴或其它結構以有助于溶解,即,例如通過在液體2內產生相對較小的氣泡來增大溶解率。替代地,導管31可將氣體傳遞到儲存器11內的頂部空間(如果存在),而不是液體2的表面下方。
可經由一個或多個機構或過程來進行前體液體2的碳酸化,并且碳酸化因此不限于一個特定的過程。例如,盡管由導管31遞送到儲存器11的二氧化碳氣體可起到有助于使二氧化碳在液體2內溶解的作用,但其它系統部件可以進一步有助于碳酸化過程。在此示例性實施例中,前體供給裝置10可通過經由泵13和噴嘴14來使液體循環來有助于使液體碳酸化。即,液體2可以從儲存器13經由汲取管15吸取并由噴嘴14噴射到儲存器11內充注有二氧化碳氣體的頂部空間內。如本領域中已知地,該過程可有助于液體2溶解二氧化碳氣體,例如通過增大液體2暴露于氣體的表面積。盡管汲取管15在此實施例中與儲存器11分開并在前體液體2的表面下方延伸,但汲取管15可以其它方式來設置,諸如與儲存器11的壁一體制成。如果汲取管15與儲存器11的壁一體制成,則將儲存器11連接到蓋子12可以建立汲取管15與泵13之間的流體連接。使汲取管15與儲存器11一體形成可允許系統1適應不同尺寸(及因此不同體積)的儲存器11。此外,此結構可有助于確保僅采用適當構造的儲存器11(例如,設置成承受住系統壓力的容器)。替代地,汲取管15可制成撓性的或以其它方式來適應具有不同高度的儲存器11。無論是否與儲存器11一體形成,汲取管15都可包括過濾器、濾網或其它結構來有助于防止諸如冰片的小顆粒吸入泵13。在一些實施例中,儲存器11可既用作玻璃杯又用作系統1內的儲存器11。 即,使用者可將儲存器/玻璃杯11提供到系統1(例如,包括期望量的水、冰和/或飲料介質)以及在完成碳酸化之后,使用儲存器/玻璃杯11來喝飲料。儲存器11可以是隔熱的,例如以有助于保持飲料冷卻,以及使儲存器在用于系統1時承受所經歷的適當壓力。
系統1的各種部件可通過控制器5來控制,該控制器可包括具有合適軟件或其它操作指令的編程通用計算機和/或其它數據處理裝置、一個或多個存儲器(包括可存儲軟件和/或其它操作指令的非暫存介質)、用于控制器5和/或其它系統部件的電源、溫度和液位傳感器、壓力傳感器、RFID詢問裝置、輸入/輸出接口(例如,以向使用者顯示信息和/或接收來自使用者的輸入)、通信總線或其它鏈路、顯示器、開關、繼電器、觸發三極管、電機、機械連接件和/或致動器或者執行所需要的輸入/輸出或其它功能所必需的其它部件。在此示例性實施例中,控制器5控制激活流體供給裝置20的閥21的操作以及前體液體供給裝置10的泵13。還在圖1中示出傳感器51,該傳感器可代表由控制器5使用的一個或多個傳感器。例如,傳感器51可包括檢測儲存器11內的前體液體的溫度的溫度傳感器。該信息可用于控制系統操作,例如,較熱的前體液體溫度可致使控制器5加長允許二氧化碳氣體溶解于前體液體2中的時間量。在其它結構中,前體液體2的溫度可用于確定是否將操作系統1來使液體2碳酸化。例如,在一些結構中,在操作系統1之前,需要使用者適當地向儲存器11添加較冷的液體2(和/或冰)。(如上所述,相對較熱的前體液體2溫度會造成液體在一些狀況下不充分地碳酸化。)在另一實施例中,傳感器51可包括用于檢測儲存器11內壓力的壓力傳感器。該信息可用于確定儲存器11是否不適當地密封到蓋子12或者是否存在另一壓力泄漏和/或用于確定是否由筒4產生足夠的二氧化碳氣體。例如,檢測到的低壓會導致控制器5允許更多液體通過激活流體供給裝置20傳遞到筒4或提示使用者檢查儲存器11與蓋子12是否適當地接合。相似地,高壓會導致液體從激活流體供給裝置20的流出減慢或停止。因此,控制器5可通過控制傳遞到筒4和/或筒腔室3的液體量來控制儲存器11內和/或系統1的其它區域內的氣體壓力。傳感器51可替代地或附加地檢測到儲存器11在位和/或儲存器11與蓋子12是否適當地接合。 例如,當儲存器11適當地安置于蓋子12的密封件上時,開關可閉合,從而指示適當的接合。在另一結構中,儲存器11可包括RFID標簽或能夠將其標識特征或儲存器11的其它特征通信到控制器5的其它電子裝置。該信息可用于證實儲存器11是否適用于系統1,以控制某些操作條件(例如,可基于所用的儲存器類型來限制操作壓力,前體液體可碳酸化到對應于儲存器11的水平等等)和/或用于其它用途。傳感器51還可例如經由RFID標簽、光學識別、物理感測等檢測到筒4存在于腔室3內。如果沒有檢測到筒4或者控制器5檢測到筒4不能再用,則控制器5可提示使用者插入新的或不同的筒4。例如,在一些實施例中,單個筒4可用于使多個體積的前體液體2碳酸化。控制器5可追蹤筒4被使用的次數,并且一旦到達限值(例如,10次),則提示使用者更換筒。可通過傳感器51來檢測其它參數,諸如前體液體2的碳酸化水平、存在合適的器皿來接納從系統1排出的飲料(例如,以防止飲料溢出)、在儲存器11內或前體供給裝置10內的其它地方存在水或者其它前體液體2、泵13或相關聯的導管內的液體流速、在儲存器11內存在頂部空間(例如,如果不希望有頂部空間,則閥可被致動以排出頂部空間的氣體,或者如果在頂部空間內僅期望有二氧化碳,則吸氣閥可被致動以排出頂部空間內的空氣并用二氧化碳來取代空氣)等等。
為了使飲料制成機1產生碳酸飲料,使用者可首先將期望量的前體液體2連同可選的冰和/或飲料介質提供到儲存器11內。替代地,碳酸液體可在碳酸化完成之后通過自動或手動的裝置來調味。然后,諸如通過使儲存器11上的螺紋與蓋子12嚙合,致動夾持機構或其它來使儲存器11與蓋子12接合。包含二氧化碳源41(例如,呈固體形式,諸如加料的沸石)的筒4可放置于筒腔室3內且腔室3閉合。筒腔室3可以任何合適的方式操作,例如,像在許多基于筒的咖啡機或其它飲料機那樣。例如,可以操作手動桿來抬起腔室3的蓋子,從而使腔室3的筒接納部露出。在筒4位于腔室3內的情況下,可以再次致動桿以閉合蓋子,從而密封閉合的腔室3。然后,控制器5可致動系統1來將液體傳遞到腔室3,例如以致使二氧化碳產生。控制器5可以自動的方式來開始操作,例如,基于檢測到腔室3內存在筒4、 液體2位于儲存器11內并且腔室3閉合。替代地,控制器5可以響應于使用者按下開始按鈕或者以其它方式提供輸入(例如,通過語音啟動)來開始系統操作,以開始飲料制備。控制器5可啟動泵13的操作,從汲取管15吸取液體并在噴嘴14處排出液體2。閥21可打開以將前體液體2的合適部分傳遞到腔室3,并且產生的二氧化碳氣體可通過氣體供給裝置30提供到儲存器11。操作可繼續一預定時間量,或者基于其它條件,諸如檢測到的碳酸化水平、通過筒4產生的氣體的下降或其它參數。在操作過程中,可以控制向腔室3提供的液體量,以控制由筒4輸出的氣體。可以基于時間順序(例如,閥21可打開一段時間,然后閥關閉一段時間等等)、基于檢測到的壓力(例如,當腔室3和/或儲存器11內的壓力超過閾值時,液體供給裝置可停止,并且當壓力下降到閾值或其它值以下,則重新開始)、基于傳遞到腔室3的激活液體的體積(例如,特定體積的液體可傳遞到筒4)或其它結構來對向筒4提供的液體進行控制。當完成時,使用者可從蓋子12移除飲料和儲存器11。
圖1僅示出飲料制成系統1的一個示例性實施例,但包括包含本發明的其它方面的系統的其它結構是可以的。例如,在本發明的一個方面,碳酸飲料的調味可以自動方式來完成并可以在筒內進行。此特征可使飲料形成過程更簡單并對于使用者來說更容易,并且有助于減少飲料之間的交叉污染的可能性和/或對沖洗混合腔室的需求。即,通過將飲料介質與筒內的前體液體混合(可以是一次性),由系統1制成的每種飲料可有效地使用其自身的混合腔室來制成。例如,如果使用系統1來制成碳酸櫻桃飲料,然后是檸檬飲料,則會有遺留在混合腔室內的櫻桃口味將串到后續的檸檬飲料內的可能性。對混合腔室的沖洗或其它清潔可有助于消除或減少這種味道互串,但在一個筒內混合每種飲料可消除整個沖洗混合腔室或其它系統部件的需求。
在本發明的另一方面,前體液體可使用接觸器(碳酸化器的一種類型)來碳酸化,該接觸器包括具有氣體側和液體側的可滲透膜(例如,至少可透過氣體)。碳酸化器的液體側上的前體液體可暴露于膜的氣體側上的氣體,并且由于膜可設置成增大液體暴露于氣體的表面積,可以比使用其它 技術更快速地將二氧化碳或其它氣體溶解于前體液體內。在一個實施例中,碳酸化器可包括具有中空纖維結構的接觸器,其中,由諸如聚丙烯的疏水材料制成的中空纖維夾帶有前體液體。纖維是可滲透的,并具有與材料的疏水性結合允許纖維外部上的氣體與液體接觸、同時防止液體離開纖維內部的孔。由美國北卡羅來納州夏洛特市的多孔國際公司(Membrana)制成適于這種用途的膜接觸器。
在本發明的又一方面,飲料制成機的筒腔室可設置成保持第一筒部分和第二筒部分,其中,第一筒部分包含設置成為了在使前體液體碳酸化時使用而放出二氧化碳氣體的二氧化碳源,而第二筒部分包含設置成與液體前體混合以形成飲料的飲料介質。筒腔室可具有用于接納兩個筒部分的單個筒接納部,或可包括彼此分開的多個筒接納部,例如以接納分別與第一筒部分或第二筒部分相關聯的兩個或更多個筒。這種結構可有助于簡化系統的使用,特別是在筒部分設置成僅單次使用的情況下,例如,形成單個體積的飲料并隨后丟棄。例如,使用者能夠放置一個或兩個筒,這些筒包括筒腔室的接納部內的第一筒部分和第二筒部分,而不需要建立為系統適當地運行所需的壓力密封、防泄漏或其它連接。替代地,可以僅將筒部分放置于接納部內,且筒腔室閉合,使系統準備好飲料生產。
圖2示出包含以下方面的另一示例性實施例,即,使用膜接觸器來用筒提供的氣體使前體液體碳酸化,使筒內的飲料介質與液體混合,以及使用接納第一筒部分和第二筒部分的筒腔室,這些筒部分分別包含氣體源和飲料介質。此實施例在許多方面類似于圖1,并可以修改成具有像圖1中的一個或多個部件。然而,在圖2中示出某些替代的結構來說明可根據本發明的方面來修改飲料制成系統1的另一些方式。在此實施例中,儲存器11是不具有可移除蓋子的閉合箱。儲存器11可具有任何合適的體積,并流體聯接于泵13,該泵能使前體液體2通過接觸器6循環并經由噴嘴14回到儲存器11。如上所述,前體液體2可穿過接觸器6內的中空纖維以獲得二氧化碳或纖維周圍的其它氣體,但此結構可以反向,即,氣體流入纖維,且前體液體2位于纖維的外部。可以設置過濾器16以去除前體液體2內可能堵塞纖維、纖維內的孔或以其它方式干擾到接觸器6的操作的材料。替代 地或附加地,過濾器16可通過如下方式來調節液體2,例如通過軟化、去除堿性元素或傾向于升高液體2的pH值的其它元素,通過去除可阻止形成良好口味飲料的元素等等。例如,過濾器16可包括活性炭和/或在通常所用的濾水器中找到的其它部件。接觸器6可設置成具有在閉合管或其它腔室內延伸的多個中空纖維,因而,纖維的內部通道使接觸器6的流體進口與流體出口流體連接。纖維周圍的氣體空間可經由接觸器6的氣體側上的一個或多個端口與二氧化碳供給裝置30連通。然而,應理解到接觸器6可以其它方式設置,諸如具有呈平板形式或者不是管狀的其它形式的一個或多個膜,以限定接觸器6的液體側和氣體側。
激活流體供給裝置20類似于圖1中那樣設置,可控制的閥21流體聯接于泵13的輸出。然而,在此實施例中,激活流體供給裝置20在筒腔室3和筒4的底部附近引入液體。這種結構可有助于激活流體供給裝置20更好地控制從二氧化碳源41釋放的氣體。例如,從頂部將水滴到二氧化碳源41會允許水遍布在較大區域上,從而允許加料的沸石或其它源材料遍布在較大區域上來釋放氣體。通過從下方提供液體,激活流體供給裝置20可以充注筒4和/或腔室3,由此允許水自底部向上接觸源材料41。這可允許更精確地控制被激活以釋放氣體的源材料41的體積。在二氧化碳源41可芯吸或以其它方式使水向上運動(諸如通過毛細作用)的情況下,源41的各部分可以通過非芯吸劑來彼此分離。例如,源41可包括一組堆疊的沸石材料盤,這些盤通過非芯吸材料來分隔開,諸如是金屬或實心塑料分隔件。這可允許流體供給裝置20在一段時間內逐步增大筒4內的液位,以依次激活各個盤。
由筒4產生的氣體通過氣體供給裝置30(經由可選的過濾件32和導管31)引導到接觸器6的氣體側。導管31可包括水浮止回閥或者允許氣體傳遞到接觸器6、但防止液體離開筒腔室3的其它結構。例如,筒腔室3內的浮球通常可使導管31的開口自由以使氣體流動,但例如在激活流體供給裝置20提供過量的激活液體的情況下也可以向上升到筒4內的液面上,以關閉開口。控制器5可監測腔室3內、導管31內和/或接觸器6的氣體側上的氣體壓力,以控制激活流體供給裝置20和氣體產生。在一個實施例中,激 活流體供給裝置20可受到控制,以在接觸器6的氣體側提供約35-45磅/平方英寸的氣體壓力。已發現該壓力至少充分地在約0攝氏度的溫度下使用中空纖維接觸器在約30-60秒內使400-500毫升水進行碳酸化方面起作用,如在示例中更詳細描述。當接觸器內的二氧化碳溶解于前體液體2內時,氣體側的壓力將下降,從而提示控制器5將附加液體2供給到筒4a以使附加氣體產生。類似于圖1中的系統,該過程可基于任何標準來進行,標準諸如是經過了特定的時間量,檢測到液體2的特定碳酸化水平,二氧化碳源41的用盡,傳遞到筒4a的液體體積等,因而,二氧化碳氣體的壓力能保持在環境壓力以上的期望范圍內。
一旦完成前體液體2的碳酸化,控制器5可以將液體2引導到筒腔室3內的飲料介質筒4b。盡管可以使前體液體2以任何合適的方式(諸如通過重力、泵等)從儲存器11流出,在此實施例中,控制器5致動空氣泵7,該空氣泵對儲存器11加壓,以使前體液體2受迫經由導管流動到筒腔室3和飲料介質筒4b。在其它實施例中,由二氧化碳源41產生的氣體壓力可用于對儲存器11加壓并驅動前體液體流到飲料介質筒4b。例如,當完成碳酸化時,來自筒4a的氣體可以直接引導到儲存器11內、而不是引導到接觸器6,以對儲存器11加壓。盡管未在使儲存器11與筒4b流體連接的導管內示出閥,但可以根據需要來添加可控制的閥、泵或其它合適的部件。使用空氣或其它氣體來使液體2運動通過筒4b(或從筒4b排出飲料介質)可允許系統1在飲料過程結束時或將要結束時“放空”筒4b,例如以從筒4b去除任何剩余材料。這可以在使筒4b操作起來不那么臟亂(例如通過減少在從腔室3移除筒4b時筒4b將滴下液體的可能性)方面是有用的。相似的過程可用于例如采用空氣泵或由源41產生的氣體來放空筒4a。
前體液體2流經飲料介質筒4b會致使液體2在排出到例如等待的杯子8或其它容器之前與飲料介質42混合。飲料介質筒4b可包括任何合適的飲料制成材料(飲料介質),諸如濃縮糖漿、咖啡粉或液態咖啡萃取物、茶葉、干草清涼茶、粉末狀飲料濃縮物、干果萃取物或粉末、天然和/或合成調味劑或著色劑、酸、芳香劑、粘度調節劑、懸濁劑、抗氧化劑、粉末狀或液體濃縮肉湯或其它湯、粉末狀或液體藥材(諸如,粉末狀維他命、礦 物、生物活性成分、藥物或其它醫藥品、營養品等等)、奶粉或牛奶或其它奶油、甜味劑、稠化劑等等。(如文中所用,將液體與飲料介質“混合”包括多種機理,諸如將飲料介質內的物質溶解于液體內,從飲料介質中提取物質,和/或液體以其它方式接納來自飲料介質的一些材料。)液體2可以任何合適的方式引入筒4b,和/或筒4b可以任何合適的方式設置成有助于液體2與飲料介質42混合。例如,前體液體2可以引入筒4b內,以造成螺旋或其它流型,筒4b可包括迷宮式或其它曲折的流動路徑,以在流內產生湍流,從而有助于混合等。在飲料介質筒4b內混合前體液體2的一個潛在優點是可以避免會在對于由系統1制成的每種飲料而使用混合腔室的情況下發生的飲料介質的交叉污染,該混合腔室用于混合飲料介質和液體2。然而,系統1可以修改成采用可再次利用的混合腔室,例如由筒4b提供的飲料介質42與前體液體2以與機打飲料通過商用飲料機制成相同的方式混合在一起。例如,飲料介質42可從筒4b(例如,通過空氣壓力、由筒4a產生的二氧化碳氣體壓力、通過重力,通過由收肌泵(adductor bump)、文丘利管或其它結構產生的吸力等)驅動到也引入前體液體2的混合腔室內。對混合腔室的沖洗可以是或可以不是必需的,例如以有助于防止飲料之間的交叉污染。在一些結構中,飲料介質42的整個體積可以排入混合腔室,從而致使離開混合腔室的調過味的前體液體2的初始量具有較高的飲料介質濃度。然而,當飲料介質42從混合腔室被前體液體2掃過時,前體液體本身可以有效地沖洗混合腔室。
圖2的實施例可以修改成將離開接觸器6的前體液體2流直接引導到飲料介質筒4b或者引導到飲料介質42與碳酸化的前體液體2混合的另一混合腔室,例如像圖3中那樣。即,在此示例性實施例中,碳酸化的前體液體2不從儲存器11經由接觸器6并回到儲存器11循環,而是前體液體2經過接觸器6一次,然后前進到在混合腔室9內與飲料介質42混合,并排出到杯子8。混合腔室9可以呈任何合適的形式,例如可以引起前體液體2和飲料介質42以螺旋、渦流或其它方式運動以加強混合,可以具有一個或多個電動機驅動的葉片、葉輪或其它元件以混合位于腔室9內的內含物等等。混合腔室9也可以例如通過制冷系統進行冷卻,以有助于冷卻向杯子8 提供的飲料。替代地,前體液體2可以在儲存器11內和/或系統1內的任何其它位置進行冷卻。在不對碳酸液體2進行調味或液體2在經過碳酸化器6之前與飲料介質42混合的情況下,混合腔室9可以取消或者設置成在接觸器6上游使前體液體2與飲料介質42混合。替代地,前體液體供給裝置10可以設置成在將液體2引導到接觸器6之前使前體液體2與筒4b內的飲料介質42混合。控制器5可檢測到接觸器6的氣體側上的氣體壓力,并相應地控制供給到筒4a的流體,例如以維持接觸器6內合適的氣體壓力。在此實施例中儲存器11可以是不加壓的儲水箱,并可以從系統1移除,以例如便于由使用者來充注。如果需要,使用者可以將冰和/或飲料介質添加到儲存器11內的前體液體2。替代地,儲存器11和泵13可以用連接到加壓的供水裝置的管道連接件和可選的控制閥和/或減壓器來代替。當然,與其它實施例一樣,系統1可以適當地封裝于外殼內,該外殼具有可視顯示器、使用者輸入按鈕、旋鈕或觸屏、用于打開/關閉筒腔室的使用者操作裝置以及在飲料制成機中找到的其它特征。
諸如在圖4中示出的、用于飲料形成系統1的其它結構是可以的。在此示例性實施例中,筒腔室3與儲存器11結合,因而,具有二氧化碳源41的筒4a位于儲存器11內。筒4a可以通過從儲存器11移除蓋子12來放置于儲存器11/筒腔室3內。可以通過諸如圖1中那樣結構之類的任何合適的激活流體供給裝置20、將計量的液體量遞送到筒4a的注射器或活塞泵等來向筒4a提供液體。在此實施例中,二氧化碳供給裝置30與儲存器11結合,因而,儲存器的一部分起到將二氧化碳氣體遞送到前體液體2的作用。泵13可以通過使液體2循環并將液體2噴射到儲存器11內填充有二氧化碳的頂部空間內來有助于碳酸化過程。在另一實施例中,接觸器6可設置在儲存器11內(例如,在噴嘴14的位置處),因而,液體2流經從蓋子12向下延伸的中空纖維,同時在流經纖維時由液體來吸附頂部空間內的二氧化碳。在又一結構中,接觸器6的膜部分可以至少部分地沉浸于前體液體2內,且來自源41的氣體可經過接觸器6的中空纖維。由此,纖維外部的液體2可以從經過纖維的氣體中提取二氧化碳。
盡管筒腔室3可以任何合適的方式來設置,但圖5示出一個示例性結 構,其中,二氧化碳源筒4a和飲料介質筒4b能由相同的筒腔室3來接納。在此實施例中,筒4a、4b(這些筒分別具有包含氣體源41和飲料介質42的部分)接納于單獨的筒接納部33內,且每個筒接納部33可包括位于筒接納部33底部的刺穿元件34。刺穿元件34可以在對應的筒4內形成開口,該刺穿元件可包括中空針、長釘、刀片、刀具或其它結構。替代地,筒4可具有限定的開口,例如包括隔膜或其它閥類型的元件的一個或多個端口,這些開口允許(流體)流入和/或流出筒4。相似地,蓋子12可包括刺穿元件35,該刺穿元件例如在蓋子12閉合時形成對應的筒4頂部內的開口。當閉合時,蓋子12可形成筒4a、4b所在的并彼此隔開的密封腔室。形成于筒4a、4b內的開口可允許如圖5中所示地與筒4a、4b的內部空間連通。例如,筒4a的頂部開口可允許二氧化碳或其它氣體離開筒腔室3,而筒4a的底部開口可允許水或其它激活流體進入筒4a。當然,開口可形成于其它位置,諸如用于允許流體在筒的頂部或側面流入的開口。同樣,氣體可經由底部、側面或以其它方式定位的開口離開筒。如上所述,氣體可以被允許例如經由筒4a內的開口、刺穿元件35內的孔或其它開口等從筒4a泄漏到筒腔室3內在筒4a周圍的空間內。這可以允許筒周圍的壓力在氣體產生過程中與筒內部的壓力平衡,從而有助于防止筒4a爆裂。替代地,筒4a可緊密地裝入筒接納部33,以使筒腔室3能支承筒4a(如果需要的話)。飲料介質筒4b的頂部內的開口可允許前體液體2引入筒4b(例如,以與飲料介質混合),或允許加壓的空氣或其它氣體進入筒(例如,以迫使飲料介質42離開筒4b并進入混合腔室)。筒4b的底部開口可允許飲料排出到等待的杯子或其它容器,或者允許飲料介質行進到混合腔室。與筒4a一樣,飲料介質筒42內的開口可以設置在任何合適的位置。
可以任何合適的方式來打開和關閉筒腔室3,以允許筒4放置于腔室3內和/或從腔室3移出筒4。在圖5的實施例中,蓋子12可樞轉地安裝到腔室3的接納部,并可以手動地諸如通過手柄或連桿結構來打開和關閉,或者自動地諸如通過電動機驅動裝置來關閉筒接納部33。在其它實施例中,蓋子12可具有分別與對應的筒接納部33相聯接的兩個或更多個部段。因此,各蓋子部段可彼此獨立地運動以使各筒接納部33打開和/或關閉。當然, 蓋子12可以其它方式來設置,諸如通過螺紋連接(像螺紋端蓋)來與接納部33配合,通過接納部33在蓋子12保持靜止時遠離和朝向蓋子12運動,通過蓋子和接納部運動,等等。此外,筒腔室3不一定必須具有像圖5中所示的蓋子和接納結構,但可具有協作以打開和/或關閉并支承筒的任何合適構件。例如,成對的蛤殼構件可相對彼此運動,以允許接納筒并在物理上支承筒。例如在美國專利6,142,063、6,606,938、6,644,173以及7,165,488中示出一些其它的示例性的筒腔室結構。如上所述,筒腔室3可允許使用者將一個或多個筒放置于腔室3內,而無須使用者采取專門的步驟來建立筒與系統1的其它部分之間的壓力密封、防泄漏或其它專用的連接。相反,在一些實施例中,使用者能夠容易地將筒放置于接納空間內,并關閉筒腔室。
在各種實施例中所用的筒4可以任何合適的方式來設置,諸如具有附連于容器頂部的蓋子的相對簡單的截錐形杯狀容器,例如像由馬薩諸塞州里丁的庫里格公司售出的并在例如美國專利5,840,189中示出的一些飲料筒那樣。在一個實施例中,具有截錐形杯狀容器和蓋子的筒可具有約30-50毫米的大致直徑、約30-50毫米的高度、約30-60毫升的內部容積以及約80磅/平方英寸的爆裂阻力(即,在沒有用于筒的任何物理支承的情況下,抵抗筒在從筒的內部到外部壓力梯度為約80磅/平方英寸的情況下爆裂的阻力)。然而,如文中所使用的那樣,“筒”可采用任何合適的形式,諸如袋網(例如封裝飲料介質的相對兩層濾紙)、囊、小袋、包裝或任何其它結構。筒可以具有定義的形狀或者可以不具有定義的形狀,如在整個由撓性材料支承的一些小袋或其它包裝的情況下那樣。筒可透不過空氣和/或液體,或可使水和/或空氣能夠進入筒內。筒可以在例如飲料介質筒4b內包括過濾件或其它結構,以有助于防止飲料介質的一些部分提供有形成的飲料,和/或在氣體筒4a內,以有助于防止二氧化碳源材料引入飲料或其它系統部件內。
在本發明的一方面,用于使用飲料制成系統來形成飲料的一個或多個筒的體積可以比使用該筒或這些筒來制成的飲料的體積小、并在一些情況下小得多。例如,如果使用二氧化碳和飲料介質筒4,則筒的體積可以分別 是約50毫升或更少,并可以用于形成體積是約200-500毫升或更多的飲料。發明人已發現(如在以下示例中的一些所示)約30克(體積小于30毫升)的加料的二氧化碳吸附劑(例如,加料的沸石)量可以用于產生具有達約3.5體積的碳酸化水平的、約400-500毫升的碳酸水。此外,已熟知具有小于50毫升體積的飲料制成糖漿可用于制成具有約400-500毫升體積的適當調味的飲料。因此,具有約100毫升或更少的體積的相對較小體積的筒(或在一些結構中是單個筒)可用于在少于120秒、例如約60秒內并使用50磅/平方英寸以下的壓力來形成具有約1.5至4體積的碳酸化水平的、約100至1000毫升體積的碳酸飲料。
盡管可以單獨設置二氧化碳和飲料介質筒4,但在一個實施例中,筒4可像圖6中所示那樣連結在一起。筒4a、4b可通過任何合適的結構(諸如從對應的筒4a、4b延伸的凸片43)連接起來,并例如通過熱焊接、粘合劑、諸如卡配件或夾子等互鎖的機械緊固件而附連在一起。該結構可允許筒4a、4b在制造安裝時分別制成,例如這是因為筒需要非常不同的制造過程。例如,飲料介質筒4b會需要高度消毒的環境,而氣體筒4a無須在這種環境下制成。與此相對,氣體筒4a會需要在無水汽環境下制造,而飲料介質筒4b可以不考慮這些要求。在制造筒4a、4b之后,筒可以防止在不使用工具(諸如,剪刀)的情況下分離筒和/或破壞筒中的一個或兩個的方式附連在一起。筒腔室3可設置成容納附連的筒,從而允許使用者將單個物品放置于筒3內,以形成飲料。此外,筒4和/或筒附連的方式連同筒腔室3的結構可有助于確保氣體筒4a和飲料介質筒4b放置于適當的筒接納部33內。例如,筒4可具有不同的尺寸、形狀或其它構造,因而,結合的筒4不能以錯誤的定向放置于腔室3內。替代地,控制器5可檢測到不適當地放置筒(例如,通過用筒的一個或兩個上的RFID標簽來通信,通過光學地或以其它方式識別筒等)以及提示使用者根據需要來進行變化。
圖7和8示出成對的筒以如下方式來連結的另一實施例,即,有助于防止筒不適當地放置在腔室內和/或使筒能沿其它定向來操作的方式。如圖7中所示,筒4a和4b通過連接件43來附連,使得筒4a沿豎直定向設置,容器底部44面向下、覆蓋容器頂部的蓋子45面向上,而筒4b位于其側面, 蓋子45面向側面。圖8示出實施例的俯視圖,筒4a的蓋子45面向觀察者,而筒4b的蓋子45面向下。這種結構可以在筒4僅在蓋子區域處被刺穿,例如不在底部44或容器的其它部分內被刺穿的實施例中是有用的。即,氣體筒4a可以在蓋子45處被刺穿,以允許液體引入筒4a,并允許氣體離開。相似地,筒4b的蓋子45可被刺穿,以允許液體引入筒4b來與飲料介質42混合,并允許調過味的飲料離開筒4b。避免容器被刺穿可以在容器由相對較厚和/或剛性的材料制成(例如,以經受住筒4的操作壓力)的結構中有用。
在本發明的另一方面,單個筒可用于提供碳酸氣體以及飲料介質。事實上,在一些實施例中,前體液體可在相同的筒內碳酸化和調味。例如,圖9示出包括氣體源41(例如,沸石二氧化碳源)和飲料介質42的筒4的剖視圖。在此實施例中,筒4包括分別包含氣體源41和飲料介質42的第一腔室(部分)46和第二腔室(部分)47。第一腔室(部分)46和第二腔室(部分)47可以通過諸如是過濾件的可滲透元件或者諸如與筒容器模制在一起的壁之類的不可滲透元件來彼此分隔開。在此實施例中,第一腔室(部分)46和第二腔室(部分)47通過附連于蓋子45的過濾件48來分開,但還可以其它方式來設置。前體液體和/或激活液體可通過刺穿元件35或諸如作為筒4的一部分形成的端口之類的其它結構引入第一腔室46內。筒4的內部空間可保持在高于環境壓力例如30-150磅/平方英寸或更大的壓力下,因而,由源41釋放的二氧化碳氣體比在較低壓力的情況下更快速地溶解。此外,設置成使用這種筒的系統1可包括背壓閥或有助于在筒4內維持合適的壓力的其它結構,例如作為碳酸化的輔助手段。如上所述,保持筒4的筒腔室3可設置成根據需要緊密地適應于筒4,以支承筒并防止筒爆裂。替代地,可以允許筒4內的壓力泄漏到筒4周圍的空間內,以平衡筒的內部和外部壓力。碳酸化的前體液體2和/或液體和/或氣泡混合物可以穿過過濾件48進入第二腔室47,以與飲料介質42混合。此后,前體液體2和飲料介質42混合物可例如通過容器底部44處的刺穿元件34離開筒4。二氧化碳溶解到前體液體2內以及飲料介質42與液體2的混合可以在材料離開筒4之后繼續。例如,混合腔室可以位于筒4的下游,以有助于根據 需要更徹底地混合飲料介質和液體。同樣,位于筒下游的導管可通過例如維持液體內的壓力來有助于氣體繼續溶解。
在上述實施例中,已描述筒4具有定義的底部和頂部,而筒以豎直構造工作。然而,如結合圖7和8所建議地,筒可以任何合適的定向來操作。例如,圖10示出當筒4位于其側面時使用像圖9中那樣構造的筒的實施例。(注意到圖7和8中的筒4b可以與圖10中所示的相似方式來使用。)前體液體可引入第一腔室(或部分)46(例如,經由刺穿元件35),從而致使氣體源41放出氣體并至少部分地充注筒4的內部空間。與圖9的實施例一樣,液體可以被碳酸化,并在例如經由刺穿元件34離開筒之前與飲料介質42混合。
還如上提及到地,單個筒4可設置成具有彼此分隔開的第一腔室46和第二腔室47。圖11示出第一腔室(或部分)46和第二腔室(或部分)47被壁49分隔開的一個這種實施例。盡管筒腔室3需要修改成容納單個筒4,但例如在類似于圖2中所示的系統1中采用類似于圖11中所示的筒。如圖11中所示,在一個實施例中,可經由第一腔室(或部分)46頂部處的刺穿元件35提供激活液體,且氣體可經由相同或不同的開口離開。替代地,可經由第一腔室(或部分)46的底部處的刺穿元件34引入激活液體,且氣體可以經由頂部處的刺穿元件35離開。在另一實施例中,可在頂部刺穿元件35處引入前體液體,且碳酸液體可經由底部刺穿元件34離開。第一腔室(或部分)46可包括過濾件或其它合適的部件,例如以有助于防止氣體源41離開第一腔室(或部分)46。關于第二腔室(或部分)47,空氣或其它氣體可經由第二腔室(或部分)47頂部處的刺穿元件35引入,從而致使飲料介質42經由第二腔室(或部分)47底部的刺穿元件34移出。替代地,前體液體可經由第二腔室47頂部處的刺穿元件35引入,可與飲料介質42混合,并經由刺穿元件34離開筒4。如上所述,此示例性實施例中的刺穿元件34、35結構不應理解為以任何方式限制本發明的各方面。即,不一定使用刺穿元件,而是可通過筒4內限定的端口或其它開口來流入和/或流出筒4。同樣,筒內的流動端口或其它開口不一定位于頂部、底部或其它特定位置。
筒可由任何合適的材料制成,并且不限于文中所示的容器和蓋子構造。例如,筒可由向濕氣和/或諸如氧氣、水汽等的氣體提供屏障的材料構成或以其它方式包括這些材料。在一個實施例中,筒可由聚合物層疊物構成,該層疊物例如由包括一層聚苯乙烯或聚丙烯和一層EVOH和/或諸如金屬箔之類的其它屏障材料的板構成。此外,筒的材料和/或構造可根據筒內所包含的材料來變化。例如,氣體筒4a會需要穩固的濕氣屏障,而飲料介質筒4b可以不需要這種高抗濕性。因此,筒可由不同材料和/或以不同方式來構成。此外,筒內部可根據期望的功能來不同地進行構造。例如,飲料介質筒4b可包括擋板或致使液體/飲料介質流過曲折路徑的其它結構,以促進混合。氣體筒4a可設置成使氣體源41保持在特定的位置或將其它結構保持在內部空間內,例如有助于控制用激活液體來潤濕源41。
示例1
以如下方式測量二氧化碳吸附劑的釋放特性:獲得8x12珠狀物(bread)的鈉沸石13X(諸如可從UOP MOLSIV吸附劑(UOP MOLSIV Adsorbents)處購得)。將珠狀物放置于陶瓷盤中并在由賽瑞蒙科(Ceramco)制造的Vulcan D550熔爐內燒制。包含珠狀物的熔爐內的溫度以3℃/分鐘升高到550℃并在550℃保持5個小時,以燒制和制備用于加料有二氧化碳的珠狀物。
將珠狀物從熔爐中移除,并直接傳遞到裝備有緊密裝配的蓋子和允許氣體循環的進口和出口的金屬容器。在珠狀物密封于容器內的情況下,容器充注有二氧化碳氣體并加壓到15磅/平方英寸(表壓)。(但注意到實驗在5-32磅/平方英寸(表壓)之間進行。)該腔室保持在設定壓力下1個小時。在此保持過程中,腔室每15分鐘放氣。在此時間段結束時,大量氣體已吸附到珠狀物。
測量加料13X沸石的30克樣本,且燒杯在22℃的室溫下填充有250毫升水。燒杯和水放置于天平上并對天平調零。然后,將30克的加料沸石添加到燒杯,并且測量隨時間的重量變化已示出重量變化在50秒的時間段之后變得大致平穩,并且珠狀物由于釋放二氧化碳而損失約4.2克(14重 量%)的重量。當然,一些二氧化碳可能已經溶解于水中。
時間(秒)重量(克)0302526.75025.87525.610025.5
示例2
如示例1中那樣制備加料的沸石13X。然后,將加料沸石的30克樣本放置于金屬腔室內,該金屬腔室具有位于底部的進水口和位于頂部的出氣口。保持沸石的腔室的橫截面為34x34毫米,并具有包括64個孔徑為1/16英寸的兩個金屬過濾盤以保持沸石材料。然后,水龍頭的水垂直于橫截面以60毫升/分鐘的平均流速充注到腔室的底部內。氣體通過頂部的出口放出。
用壓力計來測量腔室內的氣體壓力并采用附連于氣體腔室的出口的針閥來控制。針閥設定成通過在使腔室內的加料沸石暴露于水的過程中手動調節閥來將腔室保持在35磅/平方英寸(表壓)的壓力下。一旦閥被設定到操作壓力,系統就用以相同方式加料的沸石樣本反復執行。
示例3
如示例1中那樣制備加料沸石13X。然后,加料沸石的30克樣本放置于半剛性的50毫升聚苯乙烯-聚乙烯-EVOH層疊杯容器,并用箔蓋來熱封。然后,將密封的沸石筒放置于密封的金屬筒腔室內并在頂部和底部刺穿。
水龍頭的水在筒的底部引入,水流受電磁閥的控制。電磁閥經由連接到筒腔室的頂部出氣口的壓力開關來致動。在三個不同測試過程中,壓力開關設定到5、22和35磅/平方英寸(表壓)的三個不同操作壓力。然后,設定壓力下所得的氣體被引入疏水膜接觸器(來自北卡羅來納州夏洛特的塞 戈德公司(Liquicel)的1x5.5微型模塊)的殼體側內。其它殼體側端口被塞住以防止氣體逸出。來自含有400毫升水和大約50克的冰的儲存器的水采用Ulka(意大利米蘭)類型的EAX 5振動泵從儲存器經過接觸器循環,并經過膜接觸器的內腔側并返回到儲存器(例如,像圖2中所示那樣)。儲存器和接觸器的壓力保持在與產生氣體的壓力相同的壓力下。系統產生氣體并在停止之前使水循環約60秒。
然后,采用維吉尼亞阿什蘭的安東帕(Anton-Paar)的CarboQC來測試所得的碳酸水的碳酸化水平。結果示于下表中。

因此,示出氣體(基于向筒腔室傳遞的水)以可控制的速率從筒內的沸石中放出,然后溶解于水中以產生碳酸飲料。此外,這示出通過控制系統壓力能控制制成飲料的碳酸化水平的理念。預計到例如高于環境壓力約40-50磅/平方英寸的較高系統壓力將在約60秒或更少時間內產生4體積的碳酸飲料(具有約500毫升的液體體積)。
已經描述了本發明的至少一個實施例的幾個方面,但應當理解,對本領域的技術人員易于進行各種改變、更改和改進。這些改變、更改和改進也意味著本公開的一部分,并意味著在本發明的精神和范圍內。因而,前述說明書和附圖僅是示例性的。

關于本文
本文標題:用于基于筒使飲料碳酸化的方法和設備.pdf
鏈接地址:http://www.wwszu.club/p-6369472.html
關于我們 - 網站聲明 - 網站地圖 - 資源地圖 - 友情鏈接 - 網站客服 - 聯系我們

[email protected] 2017-2018 zhuanlichaxun.net網站版權所有
經營許可證編號:粵ICP備17046363號-1 
 


收起
展開
鬼佬大哥大