批量碳酸化器和形成碳酸饮料的方法
【专利说明】批量碳酸化器和形成碳酸饮料的方法
[0001]这是国际专利申请，其要求题目为“BATCH CARB0NAT0R AND METHOD OF FORMING ACARBONATED BEVERAGE”、2013年3月8日提交的、序列号为13/790，687的美国申请的优先权，通过引用将其整体并入本文。
技术领域
[0002]本发明涉及碳酸化(carbonat1n)装置和用于形成碳酸化的批量(batch)成品饮料的方法。
[0003]发明背景
[0004]当前的碳酸饮料可以通过以下步骤来形成:使用碳酸化器(carbonator)来碳酸化水源，然后引入调味糖浆浓缩物来制备碳酸饮料。此外，现有技术的设备可以包括小的0)2筒(cartridge)，该CO2筒在压力下将碳酸化作用引入水的容器中，然后加入糖浆或其它成分，以产生成品饮料。
[0005]然而，现有技术的碳酸化装置在它们引入到饮料的碳酸化作用的量的方面是受限的，因为它们不搅拌饮料或不具有改变影响碳酸化水平的压力的能力。另外，典型的现有技术装置可用于仅碳酸化水源而不碳酸化成品饮料。
[0006]因此，本领域中有对下述方法和装置的需求:用于基于个体而快速碳酸化预混合饮料或最终成品饮料的方法和装置，使得所述碳酸化水平可以被调节至各种水平。
【发明内容】
[0007]在一方面，公开了批量碳酸化装置，其包括壳体，所述壳体限定容器腔。所述壳体包括搅拌机构。所述压力容器包括盖，所述盖具有0)2入口并提供CO 2出口。所述压力容器还包括密封件。所述压力容器能够移动进出所述容器腔。提供锁定机构并连接到所述搅拌机构以相对于所述压力容器可拆卸地锁定所述盖和密封件。CO2源被连接到多个阀，其中每个阀具有不同的压力。选择切换器(select1n toggle)被连接到所述壳体。控制机构被连接到所述多个阀。用户利用选择切换器而选定所需碳酸化水平，且二氧化碳以特定的压力被引入到所述压力容器，其中所述搅拌机构搅拌在压力容器内的液体，所述液体形成具有选定的碳酸化水平的碳酸饮料。
[0008]在另一个方面，公开了批量形成碳酸饮料的方法，所述方法包括以下步骤:提供壳体和搅拌机构；提供附接到所述搅拌机构的锁定机构；提供压力容器，所述压力容器包括密封件和盖，所述盖包括CO2入口和0)2出口 ；引入液体饮料到所述压力容器；利用所述锁定机构，相对于所述压力容器而锁定所述密封件和盖；选定碳酸化水平；和以预定的时间、以特定的压力引入CO2，并利用所述搅拌机构搅拌所述液体饮料，形成具有选定碳酸化水平的碳酸饮料。
【附图说明】
[0009]图1是批量碳酸化器装置的示意性侧视图；
[0010]图2是批量碳酸化器装置的剖面透视图；
[0011]图3是具有批量碳酸化器装置的除去的壳体的部分的透视图；
[0012]图4是批量碳酸化器装置的多个压力阀和控制机构的示意图；
[0013]图5是壳体的前面的局部视图，所述壳体的前面包括切换开关(toggleswitches)和显示切换器(display toggles)，所述切换开关用于选择碳酸化水平，所述显示切换器指示压力容器的状态；
[0014]图6是包括密封件和盖的压力容器的剖面图。
[0015]图7是在将所述压力容器引入到所述壳体内之前的压力容器的透视图，所述压力容器包括密封件和锁定机构，所述锁定机构包括盖子；
[0016]图8是被引入到所述锁定机构的压力容器的透视图。
【具体实施方式】
[0017]通常，利用亨利定律可以描述碳酸化过程，该定律指出，在恒定的温度下，溶解在给定类型和体积的液体中的给定气体的量与该气体的分压(partial pressure)成比例，该气体与所述液体平衡。通过以不同的水平控制CO2的压力，被吸收的溶解的气体的量的允许用户制造具有不同碳酸化作用的量的饮料，以制造出人类五味瓶(human palette)的不同的味道和感觉。
[0018]本发明的装置和方法可以通过下述步骤来实施:将成品饮料置于压力容器中，并用CO2对所述成品饮料加压以使所述气体饱和产生碳酸饮料的液体，所述成品饮料可以包含水、调味剂、糖浆和其它添加剂。通过控制引入到所述压力容器中的CO2的压力，可以从高碳酸化液体到较低水平的碳酸化液体来改变饮料中的碳酸化水平。在压力容器内的液体的搅拌减少饱和所述液体所需要的时间，并提高了碳酸化的准确性。
[0019]参考图1，其示出了批量碳酸化装置10的示意性剖视图。如可以看到的，限定容器腔14的壳体12包括搅拌机构16。提供包括盖20的压力容器18，盖20具有CO2入口 22和0)2出口 24。压力容器18还包括密封件26。该密封件连接盖20和压力容器18，并最小化在成品饮料的碳酸化过程中形成的泡沫。压力容器18可移动进入容器腔14和可移动出容器腔14。壳体12还包括锁定机构28。该锁定机构28附接至搅拌机构16，并相对于压力容器18可拆卸地(removably)锁定盖20和密封件26。COjg 30连接到多个阀32，其中每个阀32具有不同的压力。选择切换器34连接到壳体12。控制机构36连接到多个阀32。用户利用选择切换器34来选择所需的碳酸化水平，且CO2被引入到压力容器18到指定的压力，其中搅拌CO2被引入到压力容器18到指定的压力，其中搅拌饮料具有选定的碳酸化水平。
[0020]再次参照图1，经调节的COJg 30提供二氧化碳至碳酸化装置10，并用于碳酸化成品饮料或液体，所述成品饮料或液体位于压力容器18内。如果CO2的经调节的供应设置的太高，则减压阀(pressure relief valve) 38被提供并被设置在高于CO2的工作压力的期望的水平，以保护碳酸化装置10。多个阀32或调节器32被设置为变化的或不同的压力，如30psi至75psi之间。通过用于各压力调节器32的一系列的截流阀40来控制多个阀32。可以在各管线中使用止回阀(check valve)42，以消除通过系统的来自后退(backingup)的压力，该压力可能导致压力调节器或阀32的故障。多个阀32连接到共同的歧管(manifold) 44，该歧管44可以包括压力计46及压力开关48。压力计46可以用于验证每个阀32的管线内的压力。当压力容器18内的压力足够低时，压力开关48将关闭并利用图5中可以清楚看到的壳体12上的显示器或利用声音来反馈给用户，该声音让用户知道压力容器18内的压力低到足以从壳体12移除压力容器18。来自歧管的输出(output)可以连接到在盖20中形成的CO2入口 22。CO2入口 22可以包括连接到盖20的柔性管。在一个方面中，盖20浮动(float)在夹紧或锁定机构28中，夹紧或锁定机构28可被用来将压力容器18和密封件26连接到搅拌机构16。
[0021]在一个方面，盖20可以连接到平台50，平台50利用齿轮(gear)减少的电动马达52和弹簧54而以垂直移动的方式移动，弹簧54引起压力容器18内的液体36的快速加速和减速。
[0022]参考图4，其示出碳酸化装置10的多个阀32和控制系统36的示意图。如在图中可以看到的，多个阀32 (其中三个被示出)，是由定时器56控制的，定时器56在多个阀32中的每个阀上。在一个方面中，定时器56可以是四极定时器。第一触点(contacts)组可以用作闭锁电路(latching circuit)，其通过按下(depress1n)连接到壳体12的切换器34而被激活，用于选择期望的碳酸化水平。切换34的启动闩定(latch)定时器56，并激活搅拌机构16。打开所选择的多个阀32中的一个，并关闭通常保持打开着的压力排放阀58。在一个方面中，当系统是断开的时，或如果紧急停止切换器被启动，则压力排放阀58通常保持打开，以便在压力容器18内的压力可以被自动清除。当碳酸化循环开始时，启动压力开关48并关闭壳体12上的显示器或切换器，该显示器或切换器表示压力容器18内有压力和用户不应打开所述系统。当循环结束或循环中断时，排放阀58打开，且压力容器18内的压力被释放，随后启动壳体12上的显示器，该显示器指示压力容器18内的压力已被清除。
[0023]另外，当压力容器18被定位在容器腔14内时，用户可以关闭和打开连接到壳体12上的门60。在一个方面，当门60被关闭且压力开关48感应(senses)压力时，锁定机构62可锁定门60，防止用户接近(accessing)壳体12内的压力容器18。如果紧急停止按钮被按下且容器18内的压力被降低到预定水平，或如果循环结束且压力容器18内的压力已被清除到预定的水平，则可以对门60进行解锁。
[0024]如上所述，压力容器18自壳体12是可移除的。通过相对于盖20定位密封件26而将压力包含在压力容器18内，使得密封件26限制(trap)压力容器18的边缘到盖20。在一个方面中，密封件26可以包括形成于其中的通气槽27。一旦相对于压力容器18和盖20，密封件26被定位，则锁定夹具或机构28可以被铰接，以允许打开夹具和在适当的位置滑动压力容器18。该锁定机构28可包括手柄(handle)或螺丝旋钮(screwknob)，该手柄或螺丝旋钮将压力容器18夹紧至搅拌平台50。在一个方面，盖20浮动在夹持器(holder)中，所述夹持器被附接到锁定机构或夹具28。以这种方式，该夹具可以被向前拉，用于装载，用于保持压力容器18、密封件26和盖20与夹紧机构28对齐。
[0025]再次参照图1和4，CO2出口或气体排放管24可以再次参考图1和图4。CO 2出口或气体排放管24可以是碳酸化循环或过程是完成的。通过关闭相关的阀32的定时器56来关掉COJg 30。气体排放管24连接到通常是开着的压力排放阀58，使得一旦循环开始，则系统关闭压力排放阀58，将压力限制在压力容器18内。当碳酸化循环完成时，打开压力排放阀58，以释放压力容器18内的压力。在一个方面中，排放管线可以连接到可调节的流量控制阀64，该流量控制阀64可以被调节以控