Раздаточное устройство со вспененным напитком и способ создания вспененного напитка - RU2294875C2

Чертежи

Показать все 42 чертежа(ей)

Описание

Настоящее изобретение относится к раздаточному устройству, содержащему напиток под давлением с растворенным в нем малорастворимым газом, обеспечивающим вспенивание. Раздаточное устройство имеет клапан, который может быть открыт для выпуска напитка в виде вспененной (шипучей) текучей среды.

Газированные напитки, например вода, безалкогольные напитки и охлажденные чаи, весьма популярны среди потребителей. Углекислый газ легко растворим в воде (его растворимость в воде при 20°С и атмосферном давлении составляет порядка 1,69 г/кг), он дешев, легко доступен и не оказывает вредного воздействия. Когда углекислый газ перемешивают под давлением в контейнере с предназначенной для питья жидкостью, значительная часть газа остается растворенной в этой жидкости, когда контейнер сообщают с атмосферой. Посредством этого будет обеспечена возможность повторного уплотнения контейнера и его хранения в течение короткого времени, если это желательно, при минимальном ухудшении качества газированной жидкости. Такие газированные напитки обычно содержат в алюминиевых банках или в бутылях, выполненных из стекла либо из пластика.

Наличие большого количества углекислого газа в растворе, представляющем собой напиток, создает характерный привкус угольной кислоты. Некоторые потребители считают ощущение покалывания и привкус угольной кислоты неприемлемыми. При этом также может возникнуть дискомфортное ощущение вздутия.

Газы, которые мало растворимы в воде, например кислород, обычно не применяют в жидкости, пригодной для питья, таким же образом, как и более растворимые газы, например углекислый газ. Растворимость кислорода в воде при 20°С и атмосферном давлении составляет порядка 0,043 г/кг. В результате, когда при атмосферных условиях к пригодной для питья жидкости добавляют кислород, либо когда контейнер, содержащий напиток, находящийся под давлением и насыщенный кислородом, сообщают с атмосферой, значительная часть кислорода, находящаяся в напитке и в упаковке, будет быстро улетучиваться из напитка и выходить в окружающую атмосферу.

Несмотря на эти трудности, были предприняты некоторые попытки создания напитка, который содержит растворенный кислород.

В японском патенте No.64-27458 раскрыт целебный питьевой продукт, представляющий собой напиток с кислородом, растворенным в нем под давлением. Однако, поскольку кислород весьма мало растворим в воде, в этом известном целебном напитке почти весь находящийся в нем кислород улетучивается при открывании контейнера с напитком. В результате при употреблении напитка почти не происходит его бурного выделения.

В патенте США No.5378480 раскрыт способ приготовления напитка, насыщенного кислородом, который должен быть употреблен сразу же после приготовления. Способ включает дозированную подачу в контейнер определенного количества порошка, который содержит вспенивающий агент, способный поглощать или временно удерживать кислород, добавление к этому порошку заданного количества жидкости, равномерное перемешивание порошка и жидкости для получения вспененного напитка и использование удерживаемой вручную канистры с кислородом для равномерного распределения кислорода по напитку внутри контейнера посредством раздаточной трубки. Согласно патенту США No.5378480 напиток должен быть употреблен немедленно после его приготовления, иначе содержание кислорода в напитке будет быстро падать.

Японский патент No.1168269 касается способа улучшения вкуса напитка посредством создания пузырьков в напитке, содержащем большое количество кислорода. Напиток газифицируют посредством распределения кислорода под давлением в напитке, в котором уже растворен кислород с высокой концентрацией, приводят в действие распылительное сопло для открытия клапана и выпуска воды, содержащей растворенный в ней кислород.

Целью настоящего изобретения является создание раздаточного устройства с напитком, содержащим малорастворимый газ, обеспечивающий вспенивание, который создает приятное, бархатистое ощущение во рту при приеме напитка потребителем.

Эта цель достигается тем, что в раздаточном устройстве с напитком, содержащем контейнер для напитка и клапан, смещенный в положение, в котором он уплотняет контейнер, и способный открываться для выпуска напитка из контейнера, при этом напиток представляет собой жидкость, содержащую растворенный в ней малорастворимый газ, создающий вспенивание, согласно изобретению, напиток содержится под давлением газа в головном пространстве над напитком в контейнере, составляющим, по меньшей мере, 2,5 атмосферы при температуре от 5 до 15°С и являющимся достаточным для обеспечения выпуска напитка из раздаточного устройства в виде вспененной текучей среды при открытом клапане.

Малорастворимый газ, обеспечивающий вспенивание, предпочтительно выбран из группы, содержащей кислород, азот, окись азота, водород, инертные газы, газообразные углеводороды, а также их смеси. Если желательно, в напитке также может быть растворен и другой газ, который в большей степени растворим в воде, чем перечисленные выше газы, и который имеет парциальное давление в головном пространстве, не превышающее одну абсолютную атмосферу при 18°С, например углекислый газ.

Вспененная текучая среда содержит весьма малые пузырьки мало растворимого газа и не приводит к острому ощущению, создаваемому при бурном выделении газа, растворимого в большей степени, например углекислого газа. Текучая среда создает у потребителя приятное, бархатистое ощущение, которое может усилить вкус, передаваемый ароматизированным напитком. Если напиток прозрачен, например он представляет собой воду или ароматизированную воду, то большое количество маленьких пузырьков малорастворимого газа придает напитку при его употреблении дымчатый внешний вид.

Предпочтительно, чтобы напиток представлял собой напиток на основе чая или кофе, либо воду или ароматизированную воду.

Предпочтительно, клапан может представлять собой клапан, который известен по использованию в находящихся под давлением раздаточных контейнерах (часто известных как аэрозольные контейнеры). Такие клапаны легко могут быть получены от нескольких изготовителей. Известные аэрозольные клапаны этого типа имеют клапанный элемент, который в обычном состоянии находится в положении уплотнения для предотвращения выпуска содержимого контейнера, находящегося под давлением. В положении уплотнения клапанный элемент смещен для контакта с уплотняющим элементом, например, посредством пружины. Затем клапанный элемент перемещают в положение подачи для возможности выпуска содержимого контейнера, находящегося под давлением. Когда клапанный элемент перемещают в положение выпуска, происходит перемещение клапанного элемента и уплотняющего элемента друг от друга для обеспечения прохождения через клапан содержимого контейнера под давлением, которое будет оказывать газ (вызывающий движение), находящийся под давлением внутри контейнера. Клапанный элемент может быть перемещен в сторону от уплотняющего элемента посредством возвратно-поступательного движения или качательного движения. Хотя описанные выше аэрозольные клапаны предпочтительны, в настоящем изобретении может быть использован любой клапан, приемлемый для выполнения поставленной цели. В дальнейшем клапаны описанного выше типа будут называться "аэрозольными клапанами".

Количество напитка и газа, обеспечивающего бурное выделение, внутри контейнера предпочтительно таково, что за определенный период времени посредством последовательных открытий клапана может быть подано несколько порций вспененной текучей среды.

Предпочтительно, чтобы раздаточное устройство включало исполнительное средство, расположенное в выпускной части этого устройства, приводимое в действие для открытия клапана, чтобы выпустить вспененную текучую среду из контейнера, и имеющее форму и расположение, обеспечивающее соприкосновение со ртом или зубами потребителя, и оно могло бы быть приведено ими в действие для обеспечения выпуска вспененной текучей среды непосредственно в рот потребителя. Предпочтительно, чтобы исполнительное средство включало кнопку, установленную в выпускной части, имеющую возможность перемещения между положением закрытия клапана и положением его открытия, в которое она может быть перемещена посредством кусающего действия потребителя, прилагаемого к выпускной части.

Предпочтительно, чтобы контейнер имел погружную трубку, проходящую от клапана во внутреннюю часть контейнера таким образом, что конец этой трубки находится ниже уровня напитка, когда контейнер установлен вертикально, при этом вспененная текучая среда проходит через погружную трубку при открытом клапане. Погружная трубка может иметь отверстие, обеспечивающее сообщение между головным пространством над напитком в контейнере и ее внутренней частью, что позволяет газу из головного пространства перемещаться в текучей среде, выпускаемой через погружную трубку при открытом клапане. В контейнере, имеющем отверстие в погружной трубке, количество газа, вытесняемого из контейнера при открытии клапана, составляет более 0,5 см³ на 1 см³ напитка, если проводить измерения при атмосферном давлении и температуре 20°С.

Объем головного пространства внутри контейнера может составлять 10%-80% объема контейнера.

Устройство может включать средство для предотвращения открытия клапана при перевернутом раздаточном устройстве.

Малорастворимый газ, создающий вспенивание, может находиться в капсуле, выпускающей свое содержимое в контейнер при открытом клапане. Капсула может содержать концентрированный ароматизатор, выделяющийся в контейнер при открытом клапане.

Указанная цель достигается и тем, что в способе создания вспененного напитка, содержащем размещение напитка в виде жидкости в контейнере, уплотнение контейнера и введение в контейнер малорастворимого газа, создающего вспенивание, согласно изобретению, введение в контейнер малорастворимого газа, создающего вспенивание, осуществляют таким образом, что давление газа в головном пространстве контейнера составляет, по меньшей мере, 2,5 атмосферы при температуре от 5 до 15°С и является достаточным для выпуска напитка из раздаточного устройства в виде вспененной текучей среды при открытом клапане, и выполняют открытие этого клапана для выпуска напитка в виде вспененной текучей среды.

Для однозначности понимания следует указать, что слово "содержащий", как предполагается, означает "включающий", но необязательно "состоящий из" или "составленный из". Другими словами, перечисленные стадии или варианты не следует считать исчерпывающими.

За исключением примеров или тех случаев, когда имеется точное указание, все цифровые значения в этом описании, указывающие количество или концентрацию материалов, следует понимать как изменяемые, о чем говорит используемое слово "приблизительно".

Далее изобретение будет дополнительно описано посредством примера со ссылкой на прилагаемые фигуры, на которых изображено следующее:

фигура 1 представляет боковой вид в поперечном сечении первого предпочтительного варианта осуществления конструкции раздаточного устройства с напитком, выполненного согласно настоящему изобретению;

фигура 2 представляет вид в поперечном сечении в увеличенном масштабе клапана раздаточного устройства с напитком, показанного на фигуре 1;

фигура 3 представляет боковой вид в поперечном сечении второго предпочтительного варианта осуществления конструкции раздаточного устройства с напитком, выполненного согласно настоящему изобретению;

фигура 4 представляет боковой вид в поперечном сечении третьего предпочтительного варианта осуществления конструкции раздаточного устройства с напитком, выполненного согласно настоящему изобретению;

фигура 5 представляет боковой вид в поперечном сечении четвертого предпочтительного варианта осуществления конструкции раздаточного устройства с напитком, выполненного согласно настоящему изобретению;

фигуры 6а, 6b, 6с и 6d представляют внутренние и наружные виды первого предпочтительного исполнительного средства, приводимого в действие ртом потребителя, которое может быть использовано для подачи напитка из раздаточного устройства, выполненного согласно настоящему изобретению;

фигуры 7а, 7b, 7с и 7d представляют внутренние и наружные виды второго предпочтительного исполнительного средства, приводимого в действие ртом потребителя, которое может быть использовано для подачи напитка из раздаточного устройства, выполненного согласно настоящему изобретению;

фигуры 8а, 8b, 8с и 8d представляют внутренние и наружные виды третьего предпочтительного исполнительного средства, приводимого в действие ртом потребителя, которое может быть использовано для подачи напитка из раздаточного устройства, выполненного согласно настоящему изобретению;

фигуры 9а и 9b представляют внутренние виды четвертого предпочтительного исполнительного средства, приводимого в действие ртом потребителя, которое может быть использовано для подачи напитка из раздаточного устройства, выполненного согласно настоящему изобретению;

фигуры 10а, 10b, 10с и 10d представляют внутренние и наружные виды пятого предпочтительного исполнительного средства, приводимого в действие ртом потребителя, которое может быть использовано для подачи напитка из раздаточного устройства, выполненного согласно настоящему изобретению;

фигуры 11а и 11b представляют внутренние виды шестого предпочтительного исполнительного средства, приводимого в действие ртом потребителя, которое может быть использовано для подачи напитка из раздаточного устройства, выполненного согласно настоящему изобретению;

фигуры 12а, 12b, 12с и 12d представляют внутренние и наружные виды седьмого предпочтительного исполнительного средства, приводимого в действие ртом потребителя, которое может быть использовано для подачи напитка из раздаточного устройства, выполненного согласно настоящему изобретению;

фигуры 13а, 13b, 13с и 13d представляют внутренние и наружные виды восьмого предпочтительного исполнительного средства, приводимого в действие ртом потребителя, которое может быть использовано для подачи напитка из раздаточного устройства, выполненного согласно настоящему изобретению;

фигуры 14а, 14b и 14с представляют виды в поперечном сечении девятого предпочтительного исполнительного средства, приводимого в действие ртом потребителя, которое может быть использовано для подачи напитка из раздаточного устройства, выполненного согласно настоящему изобретению;

фигура 15 представляет вид в поперечном сечении пятого предпочтительного варианта осуществления конструкции раздаточного устройства с напитком согласно настоящему изобретению, которое может включать приспособление типа капсулы;

фигуры 16а и 16b представляют изометрические виды, соответственно, сверху и снизу приспособление типа капсулы, показанного на фигуре 15;

фигура 17 представляет вид в поперечном сечении шестого предпочтительного варианта осуществления конструкции раздаточного устройства с напитком согласно настоящему изобретению, которое имеет капсулу с газом, удерживаемую внутри контейнера над скошенным концом погружной трубки;

фигура 18 представляет график, указывающий приемлемые давления для раздаточного устройства с напитком, показанного на фигуре 3 (см. пример 1);

фигура 19 представляет вид узла, используемого для испытаний вспенивания, обеспечиваемого в результате применения второго варианта осуществления конструкции раздаточного устройства с напитком, показанного на фигуре 3 (см. пример 2).

фигура 20 представляет график изменения размера пузырьков при изменении парциального давления кислорода в раздаточном устройстве с напитком, показанном на фигуре 3 (см. пример 2).

Раздаточное устройство с напитком, выполненное согласно настоящему изобретению, содержит контейнер, который пригоден для содержания напитка под давлением, и клапан, который может быть открыт для возможности выпуска напитка из раздаточного устройства в виде вспененной (шипучей) текучей среды.

Напиток содержит растворенный в нем газ, вызывающий вспенивание, при этом газ растворим в малой степени. Этот газ может представлять собой кислород, азот, окись азота, водород, инертный газ, газообразный углеводород, либо их смеси. Кислород особенно предпочтителен, поскольку он не токсичен, не вызывает удушья и безопасен при высоких температурах. При желании в напитке также может быть растворен дополнительный газ, который в большей степени растворим в воде, чем перечисленные выше газы, и который имеет парциальное давление в головном пространстве, не превышающее одной абсолютной атмосферы при 18°С, например углекислый газ.

Малорастворимый газ, приводящий к вспениванию, должен быть растворен в напитке под давлением в головном пространстве, которое достаточно, чтобы обеспечить выпуск напитка из раздаточного устройства в виде вспененной текучей среды, когда открыт клапан. Авторами настоящего изобретения установлено, что такое избыточное давление предпочтительно должно составлять, по меньшей мере, 2,5 атмосферы при температуре от 5 до 15°С, поскольку в ином случае газ стремится освободиться без создания желаемой вспененной текучей среды при выпуске напитка из раздаточного устройства.

Напиток предпочтительно представляет собой напиток на основе чая или кофе либо воду. Он может включать в себя любое приемлемое вещество или вещества, придающие вкус. Напиток может включать молоко, отбеливатель, сливки, ароматизатор, подслащивающее вещество или какое-либо количество их сочетаний. Напиток также может представлять собой напиток на основе фруктов, на основе овощей, на основе йогурта, на основе сои, алкогольный напиток, пиво, не терпкий или диетический продукт. Если желательно, то упаковка с напитком может содержать материал, поглощающий кислород, например цеолит, чтобы свести к минимуму окисление.

Удобно, если клапан раздаточного устройства представляет собой аэрозольный клапан, поскольку такие клапаны легко могут быть приобретены, однако может быть использован любой клапан, который приемлем для выполнения поставленной цели.

Когда клапан открыт, напиток под давлением выходит из контейнера раздаточного устройства в виде вспененной текучей среды. Такая текучая среда содержит весьма малые пузырьки малорастворимого газа и не создает острого восприятия или ощущения вздутия, иногда создаваемого при вспенивании более растворимого газа, например углекислого газа. Вспененная (шипучая) текучая среда создает у потребителя приятное, бархатистое ощущение. Она даже может усилить аромат, передаваемый ароматизированным напитком. Если напиток прозрачен, например он представляет собой воду или ароматизированную воду, то вспенивание малорастворимого газа придает напитку при его употреблении прекрасный дымчатый внешний вид.

Предпочтительно, чтобы раздаточное устройство включало исполнительное средство, которое может быть приведено в действие для открытия клапана, чтобы выпустить напиток из контейнера. Предпочтительно, чтобы исполнительное средство имело такую форму и было расположено таким образом, чтобы с ним могли войти в соприкосновение рот или зубы пользователя, так что вспененная текучая среда будет подана непосредственно в рот потребителя. Как вариант, оно может быть приспособлено для приведения его в действие с помощью руки или пальца потребителя. Исполнительное средство может принимать различные формы, но предпочтительно, чтобы оно было встроено в выпускную часть раздаточного устройства. В предпочтительном варианте осуществления конструкции раздаточного устройства исполнительное средство включает кнопку, установленную в выпускной части раздаточного устройства и имеющую возможность перемещения между положением закрытия клапана и положением его открытия посредством крутящего, всасывающего или кусающего действия, которое прилагают к выпускной части, либо каким-то иным способом манипулирования, выполняемого потребителем.

Различные предпочтительные варианты осуществления конструкции раздаточного устройства с напитком, выполненного согласно настоящему изобретению, далее будут описаны со ссылками на некоторые предпочтительные варианты, которые изображены на прилагаемых фигурах.

Первый предпочтительный вариант осуществления конструкции раздаточного устройства с напитком согласно настоящему изобретению представлен на фигуре 1. Раздаточное устройство 1 имеет контейнер 3 для содержания напитка. Контейнер 3 способен выдерживать внутреннее избыточное давление, составляющее, по меньшей мере, 2,5 атмосферы. Напиток представляет собой напиток на основе воды и содержит растворенное в нем некоторое количество малорастворимого газа (кислорода, азота, окиси азота, водорода, газообразного углеводорода, одного или более инертных газов, например гелия, неона или криптона, либо их смеси), обеспечивающего вспенивание напитка и находящегося внутри головного пространства 4 над напитком 2. Контейнер 3 содержит шейку, к которой крепят клапан 5, закрытый в обычном положении. Предпочтительно, чтобы это был аэрозольный клапан с высокой пропускной способностью. Погружная трубка 6 проходит вниз от клапана 5 через головное пространство 4 и далее в напиток 2. Когда клапан 5 открыт и раздаточное устройство 1 установлено в вертикальном положении, находящийся под давлением напиток 2 будет перемещен вверх по погружной трубке 6 и вытеснен из раздаточного устройства 1 через клапан 5.

В первом предпочтительном варианте осуществления конструкции погружная трубка 6 выполнена жесткой, однако, как вариант, она может быть выполнена из гибкого материала. Когда погружная трубка 6 выполнена гибкой, предпочтительно, чтобы к концу этой трубки 6 был прикреплен груз (не показан) так, чтобы трубка оставалась погруженной в напиток, когда раздаточное устройство наклоняется и объем напитка падает.

Клапан 5 первого предпочтительного варианта осуществления конструкции более подробно схематически показан на фигуре 2. Клапан 5 имеет корпус 1, нижний конец которого прикреплен к верхнему концу погружной трубки 6, как показано на фигуре 1. Верхний конец корпуса 7 имеет прокладку 8, формирующую уплотнение клапана, которое взаимодействует с подвижным элементом 9 клапана. Этот элемент 9 клапана образован штоком 10. Шток 10 имеет глухую расточку 14, сообщенную с радиальным отверстием 15, проходящим через стенку трубчатого штока 10. Трубчатый шток 10 смещается пружиной 11 в положение закрытия, в котором наружный конец радиального отверстия 15 входит в соприкосновение с прокладкой 8 для предотвращения вытекания текучей среды из корпуса 7 клапана в радиальное отверстие 15 и в глухую расточку 14 штока 10. Дополнительная прокладка 12 и кольцо 13 обеспечивают возможность уплотнения клапана 5 относительно шейки контейнера 3, например, посредством обжатия.

Для подачи напитка 2 пользователь наклоняет шток 10 или надавливает на него (либо воздействует на другой элемент, прикрепленный к штоку 10) для преодоления смещения пружины 11, выводя при этом наружный конец радиального отверстия 15 из уплотняющего контакта с прокладкой 8, чтобы обеспечить возможность прохождения напитка между ними и далее в радиальное отверстие 15 и глухую расточку 14 штока 10. Напиток 2 может быть подан в другой контейнер, из которого его можно будет пить, но предпочтительно, чтобы он был выпущен непосредственно в рот потребителя.

Второй предпочтительный вариант осуществления конструкции раздаточного устройства с напитком, выполненного согласно настоящему изобретению, представлен на фигуре 3. Раздаточное устройство, показанное на фигуре 3, подобно раздаточному устройству, показанному на фигуре 1, за исключением того, что оно не имеет погружной трубки 6. Это означает, что раздаточное устройство должно быть перевернуто или, по меньшей мере, значительно наклонено, перед тем как пользователь сможет пить напиток из раздаточного устройства.

Для изготовления первого и второго вариантов конструкции раздаточных устройств, показанных на фигурах 1 и 3, напиток 2 помещают в контейнер 3, который после этого может быть заполнен газом, вызывающим вспенивание. Затем контейнер 3 уплотняют с помощью клапана 5 и через клапан 5 добавляют газ, обеспечивающий вспенивание до тех пор, пока избыточное давление в головном пространстве 4 не достигнет требуемого значения, которое предпочтительно составляет более 2,5 атмосферы. Когда после этого клапан 5 открывают для приведения его в действие, давление в головном пространстве 4 обеспечивает вытеснение напитка через погружную трубку 6 и клапан 5 в виде вспененной (шипучей) текучей среды. Вследствие этого, если давление не слишком велико, в начальной стадии должна иметь место значительная величина головного пространства. Предпочтительно, чтобы головное пространство 4 составляло от 10 до 80% и предпочтительно от 20 до 50% объема контейнера 3.

Третий предпочтительный вариант осуществления раздаточного устройства напитком, выполненного согласно настоящему изобретению, представлен на фигуре 4. В этом варианте погружная трубка 6 первого предпочтительного варианта заменена гибким мешком 16, имеющим верхнюю шейку, которая уплотнена относительно корпуса 7 клапана 5. Мешок 16 удерживает напиток 2 под давлением малорастворимого газа или газовой смеси в головном пространстве 4, а также во втором газовом пространстве 17. Головное пространство 4 может быть значительно меньше головного пространства 4 изделий с напитком, показанных на фигурах 1 и 3. Второе газовое пространство 17 находится между мешком 16 и контейнером 3. Это второе газовое пространство 17 заполняют газом под давлением через второй клапан (не показан), проходящий через стенку или основание контейнера 3. Второй газ может представлять собой тот же самый газ (или газовую смесь), который заполняет головное пространство 4, или это может быть другой газ. Такая конструкция обеспечивает возможность подачи напитка 2 независимо от ориентации контейнера 3.

Для изготовления третьего варианта конструкции, показанного на фигуре 4, напиток 2 помещают в гибкий мешок 16 и клапаном 5 уплотняют шейку контейнера 3. Газ, обеспечивающий вспенивание, вводят в головное пространство 4 через клапан 5. Головное пространство 4 может быть весьма небольшим, составляя менее 20% емкости мешка 16. В пространстве 17 между мешком 16 и контейнером 3 создают давление после уплотнения клапана 5 относительно контейнера. Расширение газа в пространстве 17 обеспечивает движущую силу для вытеснения напитка 2 из контейнера 3 раздаточного устройства 1 через клапан 5 в другой контейнер для питья напитка либо непосредственно в рот потребителя.

В каждом из описанных выше вариантов осуществления конструкции избыточное давление в головном пространстве 4 превышает 2,5 атмосферы, причем это давление способствует малорастворимому газу (или смеси малорастворимых газов) вспениваться при подаче в рот потребителя или в воду в условиях проведения испытаний. Этот эффект продемонстрирован в примерах 1 и 2.

Четвертый предпочтительный вариант осуществления раздаточного устройства с напитком, выполненного согласно настоящему изобретению, представлен на фигуре 5. Он в значительной степени подобен первому варианту, но отличается тем, что контейнер имеет закругленную форму для лучшего соответствия руке потребителя с эргономической точки зрения и, что более существенно, тем, что в стенке погружной трубки 6 или в корпусе 7 клапана выполнено отверстие 18, которое предпочтительно находится вблизи от прикрепления погружной трубки 6 к клапану 5. Хотя в этом варианте конструкции отверстие 18 представляет собой одинарное отверстие, как вариант, может иметь место множество отверстий или может быть использована сетка либо какая-то иная форма пористого материала.

При использовании раздаточного устройства 1, когда оно находится в вертикальном положении, потребитель открывает клапан 5 посредством приложения к клапанному элементу 9 силы, направленной вниз или вбок. Если используют клапан не аэрозольного типа, то вместо того, что указано, потребитель для открытия может приложить крутящий момент. При открытии клапана 5 газ через отверстие 18 в погружной трубке 6 будет захвачен потоком напитка 2 под давлением, который протекает через погружную трубку 6, что приводит к выпуску двухфазной смеси, состоящей из жидкости и газа, которая образует вспененную (шипучую) текучую среду. Когда действие силы на клапанный элемент 9 прекращается, клапан 5 закрывается под действием пружины 11, вследствие чего поток вспененной текучей среды из контейнера 3 будет прекращен. Клапан 5 может быть приведен в действие подобным образом так часто, как это желательно, пока подача напитка с газом, обеспечивающим вспенивание, не будет исчерпана. В отличие от первого предпочтительного варианта осуществления конструкции, четвертый предпочтительный вариант функционирует при любой ориентации, однако он будет действовать лучше при удерживании изделия в вертикальном положении.

Исполнительное средство предпочтительно прикреплено к раздаточному устройству 1 изделия с напитком, выполненного согласно настоящему изобретению, при этом оно составляет часть раздаточного устройства и включает средство для перемещения клапана 5 из положения закрытия в положение открытия. Такое исполнительное средство предпочтительно допускает реверсирование и может быть приведено в действие, используя рот и/или зубы потребителя. На фигурах 6а-14с изображены варианты исполнительных средств, приводимых в действие ртом, которые далее будут описаны более подробно.

Первый предпочтительный вариант осуществления конструкции исполнительного средства 20, приводимого в действие ртом, представлен на фигурах 6а, 6b, 6с и 6d. Если обратиться к фигуре 6а, которая представляет собой вид в поперечном сечении, то согласно ей исполнительное средство 20 прикреплено к шейке контейнера 3 и/или к клапану 5 раздаточного устройства 1 и покрывает шток 10 аэрозольного клапана 5. Исполнительное средство 20 имеет корпус 21 и удлинение 24 штока, которые с возможностью поворота прикреплены к раздаточному устройству в месте 22 поворота.

Верхняя часть корпуса 21 формирует сужающееся сопло 23, которое имеет центральный канал, образуемый удлинением 24 штока, проходящим от штока 10 клапана к выходному отверстию 25 у верхнего конца сопла. Корпус 21 и сопло 23 имеют такую конфигурацию, что когда их помещают в рот потребителя, губы потребителя входят в соприкосновение с соплом для обеспечения уплотнения.

Исполнительное средство имеет кнопку 26, прикрепленную к удлинению 24 штока. Кнопка 26 выступает через стенку корпуса 21 посредством круглого отверстия 27. Кнопка 26 может перемещаться между обычным, нерабочим положением, показанным на фигуре 6а, и рабочим положением при нажатии на нее, показанным на фигуре 6b. В положении кнопки, показанном на фигуре 6а, клапан закрыт, поэтому не будет происходить выпуск из контейнера 3 вспененной текучей среды. В положении, показанном на фигуре 6b, кнопка 26 смещает шток 10 клапана, надавливая на него по вертикали посредством удлинения 24 штока, поворачивающегося вокруг точки 22 поворота для открытия клапана 5. Таким образом, в этом варианте конструкции шток 10 клапана может совершать линейное перемещение. Зона сопла, противоположная кнопке 26, сформирована со структурированной поверхностью 28а, например, посредством отформованных как одно целое углублений и выступов либо путем нанесения куска материала, препятствующего скольжению. Подобная структурированная поверхность может быть обеспечена на поверхности 28b кнопки 26. На фигурах 6с и 6d представлены наружные виды спереди и сзади исполнительного средства, приводимого в действие ртом, которое показано на фигурах 6а и 6b.

При использовании раздаточного устройства потребитель захватывает наружный корпус раздаточного устройства 1 и вставляет сопло 23 исполнительного средства, приводимого в действие ртом, себе в рот. Для открытия клапана и, следовательно, для подачи вспененной текучей среды непосредственно в рот потребитель осуществляет кусательное действие по отношению к структурированной поверхности 28b на кнопке 26 и к структурированной зоне 28а на поверхности, противоположной кнопке 26. Это действие приводит к надавливанию на кнопку 26 в направлении перемещения, представленном на фигурах 6а и 6b массивной стрелкой. Структурированные поверхности 28а и 28b препятствуют проскальзыванию зубов пользователя. Кнопка 26 будет возвращена в ее нормальное выдвинутое положение (а клапан в положение закрытия), когда будет прекращено действие сдавливающей силы, прилагаемой к соплу в результате кусающего действия.

Второй предпочтительный вариант осуществления конструкции исполнительного средства, приводимого в действие ртом, представлен на фигурах 7а, 7b, 7с и 7d. В этом варианте клапан может быть приведен в действие посредством наклона. Кнопка 26 исполнительного средства 20, показанного на фигурах 7а и 7b, не прикреплена к удлинению 24 штока, а прикреплена к корпусу 21 в точке 29 поворота. Когда с кнопкой 26 входят в соприкосновение зубы потребителя, она поворачивается вокруг точки 29 поворота и при этом смещает шток 10 клапана, что приводит к открытию клапана и к подаче вспененной текучей среды в рот потребителя. Удлинение 24 штока может быть выполнено из гибкого материала, так что он может изгибаться и при этом сохранять хорошее уплотнение со штоком 10 клапана в течение выполнения операции.

Внешний вид второго предпочтительного варианта конструкции исполнительного средства, приводимого в действие ртом, которое показано на фигурах 7а и 7b, представлен на фигурах 7с и 7d соответственно спереди и сзади.

Третий предпочтительный вариант осуществления конструкции исполнительного средства, приводимого в действие ртом, представлен на фигурах 8а, 8b, 8с и 8d. В этом варианте исполнительное средство 20 содержит две нажимные кнопки 26 на противоположных сторонах корпуса 21, при этом каждая кнопка с возможностью поворота соединена с корпусом 21 в точке 29 поворота подобно кнопке 26 второго предпочтительного варианта конструкции исполнительного средства, показанного на фигурах 7а и 7b. При нажатии на две кнопки (как показано на фигуре 8b) они поворачиваются вокруг точек 29 поворота и входят в зацепление с отклоняющейся в нижнем направлении формой в виде усеченного конуса на конце удлинения штока 10, чтобы обеспечить перемещение штока 10 к контейнеру для открытия клапана 5, посредством чего происходит выпуск вспененной текучей среды. Таким образом, в этом варианте конструкции шток 10 может совершать линейное перемещение.

На фигурах 8с и 8d, соответственно спереди и сзади, показан внешний вид сопла раздаточного устройства согласно фигурам 8а и 8b.

Четвертый предпочтительный вариант осуществления конструкции исполнительного средства, приводимого в действие ртом, представлен на фигурах 9а и 9b. В этом варианте кнопка 26 установлена на удлинении 24 штока, и когда на нее надавливают (как показано на фигуре 9), она наклоняет удлинение 24 штока и открывает клапан, приводимый в действие путем наклона, тем самым обеспечивая выпуск вспененной текучей среды. Внешний вид исполнительного средства такой же, что и у исполнительного средства согласно первому предпочтительному варианту конструкции, который показан на фигурах 6с и 6d.

Пятый предпочтительный вариант осуществления конструкции исполнительного средства, приводимого в действие ртом, представлен на фигурах 10а, 10b, 10с и 10d. В этом варианте кнопка 26 может опускаться на корпусе 21, и когда на нее надавливают, удлинение 24 штока поворачивается вокруг точки 30 поворота вблизи от верхней части корпуса 21, что приводит к открытию клапана, приводимого в действие посредством наклона.

На фигурах 10с и 10d представлен внешний вид исполнительного средства спереди и сзади.

Как вариант, верхняя часть удлинения 24 штока может быть жестко прикреплена к верхней части корпуса 21, при этом удлинение 24 штока и корпус 21 могут быть выполнены из гибкого материала. В этом варианте кнопка 26, прикрепленная к удлинению 24 штока, обычно приподнимается, и когда на кнопку производят надавливание, она изгибает удлинение 24 штока и в то же время обеспечивает наклон штока 10, а посредством этого и открытие клапана 5. Гибкость удлинения 24 штока обеспечивает сохранение хорошего уплотнения между штоком 10 клапана и удлинением 24 штока в течение выполнения операции.

Шестой предпочтительный вариант осуществления конструкции исполнительного средства, приводимого в действие ртом, представлен на фигурах 11а и 11b. В этом варианте исполнительное средство имеет гибкое удлинение 24 штока. Нажатие на кнопку 26 приводит к изгибу удлинения 24 штока, вследствие чего происходят наклон штока 10 и открытие клапана. Кнопка 26 шарнирно прикреплена к корпусу 21 в точке 29 поворота.

Внешний вид шестого предпочтительного варианта конструкции исполнительного средства такой же, что и второго предпочтительного варианта, который показан на фигурах 7с и 7d.

Седьмой предпочтительный вариант осуществления конструкции исполнительного средства, приводимого в действие ртом, представлен на фигурах 12а, 12b, 12с и 12d. В случае этого варианта потребитель захватывает корпус 21 зубами и прилагает действующее вниз усилие, направление которого показано массивными стрелками на фигурах 12а и 12b. Корпус 21 имеет концентричное с ним образование 31, которое обеспечивает возможность перемещения верхней части корпуса 21 к контейнеру. Направленная вниз сила, прилагаемая к корпусу 21, будет передана к штоку 10, чтобы обеспечить открытие клапана, посредством чего будет произведен выпуск вспененной текучей среды.

На фигурах 12с и 12d представлен внешний вид седьмого предпочтительного варианта конструкции исполнительного средства, соответственно спереди и сзади, а также показано вышеупомянутое концентричное образование 31 корпуса 21.

Восьмой предпочтительный вариант осуществления конструкции исполнительного средства, приводимого в действие ртом, представлен на фигурах 13а, 13b, 13с и 13d. В этом варианте сопло 23 представляет собой отдельную часть исполнительного средства 20, которая заходит по резьбе на корпус 21, чтобы обеспечить возможность относительного вращения сопла 23 и остальной части раздаточного устройства 1. При использовании изделия потребитель захватывает сопло 23 между зубами и затем зажимает корпус 21 (там, где он окружает контейнер), чтобы повернуть контейнер 3 относительно сопла 23. Такой поворот (указанный на фигуре 13b массивными стрелками) вызывает перемещение штока 10 для открытия клапана и подачи бурно выделяющейся текучей среды в рот потребителя.

На фигурах 13с и 13d представлен внешний вид восьмого предпочтительного варианта осуществления конструкции исполнительного средства, соответственно спереди и сзади.

Девятый предпочтительный вариант осуществления конструкции исполнительного средства, приводимого в действие ртом, представлен на фигурах 14а, 14b и 14с. В этом варианте одна сторона исполнительного средства имеет углубление 32 в виде вогнутости, которое предназначено для соприкосновения с нижней губой потребителя. Однако более важно то, что исполнительное средство 20 имеет скользящую пробку 33, которая находится вокруг удлинения 24 штока и препятствует открытию клапана, когда раздаточное устройство опрокинуто.

Исполнительное средство подобно исполнительному средству шестого предпочтительного варианта конструкции, показанного на фигурах 11а и 11b, тем, что удлинение 24 штока обладает гибкостью и клапан 5 будет открыт посредством приложения давления к кнопке 26, что приводит к изгибу удлинения 24 штока и, следовательно, к наклону штока 10 клапана. Скользящая пробка 33 не оказывает влияния, когда раздаточное устройство используют фактически в вертикальном положении (см. фигуры 14а и 14b). Однако когда раздаточное устройство перевернуто (см. фигуру 14 с), скользящая пробка 33 скользит к низу удлинения 24 штока по направлению к выходу 25 сопла, и клин 34, который составляет часть пробки 33, обеспечивает достаточную стойкость, чтобы препятствовать изгибу потребителем удлинения 24 штока, когда он пытается нажать на кнопку 26. На наружной поверхности удлинения 24 штока вблизи от сопла 23 установлен стопор 35, ограничивающий движение пробки 33, когда раздаточное устройство перевернуто.

Во всех вариантах осуществления конструкции исполнительного средства, приводимого в действие ртом, подачу жидкости осуществляют непосредственно в рот потребителя, управляя ею с помощью кусающего действия, выполняемого потребителем. Нет необходимости в том, чтобы пальцы потребителя касались какой-либо части сопла, вследствие чего уменьшается вероятность загрязнения сопла. Если желательно, сопло может быть покрыто защитным сменным колпачком (не показан).

Если желательно, изделие с напитком, выполненное согласно настоящему изобретению, может включать в себя капсулу, которая содержит малорастворимый газ или газовую смесь, и/или концентрат ароматизатора, которые выпускают в систему, когда используют раздаточное устройство.

Термин "капсула" получил распространение в этой отрасли, по меньшей мере в пивоварении, для определения устройства, которое выделяет газ под давлением в банку с пивом при ее открытии, чтобы обеспечить получение кремовой шапки, типичной для бочкового пива. Первая капсула или система выделения в банку раскрыта в патенте Великобритании No.2183592A (Arthur Guinness Son and Company (Dublin) Limited). После этого стало возможным приобретение в торговой сети различных иных вариантов.

Десятый предпочтительный вариант осуществления конструкции раздаточного устройства с напитком, выполненного согласно настоящему изобретению, включает устройство типа капсулы, в данном случае как раз представляющего собой капсулу. Вариант конструкции изделия показан на фигуре 15, а капсула более подробно показана на фигурах 16а и 16b.

Десятый вариант конструкции раздаточного устройства с напитком, показанный на фигуре 15, во многом подобен первому варианту, показанному на фигуре 1, тем, что он имеет раздаточное устройство 1 для содержания напитка 2 в контейнере 3. Раздаточное устройство 1 имеет клапан 5 (не показан) с погружной трубкой 6. В этом варианте конструкции тороидальная капсула 36 подвешена над основанием контейнера 3 вокруг входного отверстия погружной трубки 6. Капсула показана в перспективе сверху на фигуре 16а и в перспективе снизу на фигуре 16b. В поверхности капсулы 36, обращенной вниз, образованы перфорации 37, что видно на фигуре 16b. Естественно, перфорации могут иметь и другие формы; может оказаться достаточной одна перфорация, либо капсула может включать сетку или какой-то иной пористый материал. В том случае, когда показанная капсула 36 заполнена именно газом, перфорации 37 могут быть обращены в любом направлении.

Капсула 36 содержит малорастворимый газ или газовую смесь под давлением, способствующие вспениванию и остающиеся в ней, пока содержимое контейнера находится под давлением. При использовании, когда потребитель в первый раз открывает клапан, давление внутри контейнера падает, поскольку некоторая часть газа, находящегося под давлением внутри головного пространства, будет выпущена. Малорастворимый газ или газовая смесь проходит из капсулы 36 через перфорации 37. Когда малорастворимый газ или газовая смесь будут выпущены внутрь контейнера, будет создана вспененная (шипучая) текучая среда, что было описано ранее, которая может быть вылита в сосуд для питья либо непосредственно в рот потребителя.

Одиннадцатый предпочтительный вариант осуществления конструкции раздаточного устройства с напитком, выполненный согласно настоящему изобретению и также включающий капсулу, представлен в поперечном сечении на фигуре 17. В этом варианте капсула 36 фактически имеет сферическую форму и включает, по меньшей мере, одну перфорацию 37, которая расположена так, чтобы выпускать содержимое вверх в погружную трубку 6. Погружная трубка 6 имеет расширяющееся или выполненное в виде раструба входное отверстие 38, чтобы улавливать выпускаемое содержимое капсулы 36. Как вариант, погружная трубка 6 имеет отверстие, в значительной степени подобное четвертому предпочтительному варианту изделия с напитком.

Если желательно, то капсула, например такая, которая показана на фигуре 16, может содержать концентрированный ароматизатор совместно с малорастворимым газом или с газовой смесью. В этом случае вытекание ароматизатора из капсулы происходит ближе к концу погружной трубки, причем так, что он будет поступать совместно с напитком. Такая компоновка может быть использована для сохранения неустойчивого ароматизатора отдельно от газа в головном пространстве над напитком.

ПРИМЕРЫ

Ниже раздаточное устройство с напитком, выполненное согласно настоящему изобретению, будет описано со ссылками на приведенные примеры.

ПРИМЕР 1

Определение давления наполнения для эффективного вспенивания

Описанный далее эксперимент был выполнен для определения давления заполнения, которое требуется для обеспечения заданного вспенивания.

Образцы газа, содержащие кислород и азот в разных пропорциях (молярная доля О₂ порядка 0,0; 0,25; 0,5; 0,75; 1,0), были подготовлены и использованы для заполнения раздаточного устройства с напитком, которое показано на фигуре 3, при этом были созданы разные давления заполнения. Раздаточные устройства были испытаны для определения того, создают ли они превосходную вспененную (шипучую) дымчатую текучую среду.

Образцы были подготовлены и испытаны в двойном количестве для проверки их воспроизводимости. Замер всех имевшихся температур был выполнен посредством использования зонда с термопарой.

Работы с каждым образцом были выполнены в нижеуказанной последовательности.

1) 300 мл водопроводной воды при температуре 10±0,5°С были вылиты в прочную бутыль из полиэтилентерефталата массой 282 г и емкостью 520 мл. После этого бутыль была приведена в равновесное состояние в ванне с контролируемой температурой, которая также составляла 10±0,5°С.

2) Доля кислорода в кислородно-азотной смеси была определена заранее, причем тот газ, который должен находиться в смеси при более высоком парциальном давлении, назван "газ 1". Другой газ будет назван "газ 2".

3) В головное пространство над водой в бутыли за 5-10 секунд был подан газ 1, после чего над шейкой бутыли был быстро установлен аэрозольный клапан, посредством чего было обеспечено уплотнение бутыли для предотвращения потерь газа 1 или притока воздуха. Далее аэрозольный клапан прочно удерживался в надлежащем месте посредством винтового колпачка с небольшим отверстием, вырезанным в центре для возможности доступа к штоку клапана.

4) После этого из регулируемого источника подачи газа 1 через шток аэрозольного клапана было подано дополнительное количество газа 1, пока давление не достигло значения "p1". Затем было выполнено встряхивание бутыли для гарантии того, что газ внутри нее будет иметь ту же самую температуру, что и жидкость, и давление в бутыли было доведено до р1 посредством подачи большего количества газа 1. Это было необходимо, поскольку температура газа при его первоначальном введении в бутыль составляла несколько выше 10°С.

5) Затем из регулируемого источника подачи газа 2 через шток клапана был добавлен газ 2, пока давление не достигло значения "р2". Вновь было выполнено встряхивание бутыли и после этого было подано дополнительное количество газа 2, чтобы вновь было достигнуто давление р2. Измерения значений р1 и р2 проводились в избыточных атмосферах с помощью манометров, установленных на регулируемых источниках подачи двух газов.

6) После этого уплотненная бутыль на 5 минут была помещена в ванну, температуру которой можно было контролировать и которая составляла 10±0,5°С, для обеспечения равновесного состояния, при этом образец подвергался встряхиванию каждые 30 секунд для хорошего контакта между газовой смесью и водой в бутыли.

7) Затем бутыль была опорожнена под водой, температура которой составляла 21±1°С. Наблюдение за потоком выпускаемой текучей среды проводилось на фоне черного пластикового листа и при этом было обращено внимание на то, представляет ли собой этот поток видимый, отличный вспененный поток, или нет.

Результаты этого эксперимента приведены на фигуре 18 в виде диаграммы зависимости молярной доли кислорода в смеси (горизонтальная ось) от манометрического давления р2 (вертикальная ось).

Каждый из отрезков, характеризующих значения погрешности результатов, на фигуре 18 проходит от нижнего значения р2, представляющего собой наибольшее давление, при котором вспенивание определенно не наблюдается, к повышенному значению давления р2, которое представляет собой давление р2, при котором точно можно наблюдать вспенивание. Фактическое критичное давление находится где-то на отрезке значений погрешности результатов. Если имеется давление, при котором возникает некоторое сомнение в возможности наблюдения вспенивания, то оно на отрезке, характеризующем значения погрешности результатов, отмечено символом "х". При этом такие отметки "х" представляют собой наилучшую оценку величины критичного давления заполнения.

На графике представлены два результата, изображенные линиями, имеющими меньшую толщину и отмеченные позициями 40 и 41. Эти результаты для ясности показаны несколько смещенными в горизонтальном направлении. Итак, фактическая молярная доля кислорода в смеси для результата, обозначенного позицией 40, составляет 0, а для результата, обозначенного позицией 41, составляет 1,0. Результаты, обозначенные позициями 40 и 41, относятся к клапану аэрозольного типа, приводимому в действие посредством наклона, в то время как все другие результаты относятся к клапану аэрозольного типа, приводимому в действие посредством надавливания. Эти результаты показывают, что между типами используемых клапанов нет существенных различий.

Результаты говорят о том, что дымчатое вспенивание будет обеспечено напитком, начальное давление которого в головном пространстве составляет порядка 2,5 атмосферы или более для всех смесей кислорода и азота.

ПРИМЕР 2

Вспенивание, создаваемое посредством использования газовых смесей

Описанные далее эксперименты были выполнены для определения того, будет ли обеспечено желаемое вспенивание при использовании газовой смеси, которая содержит газ, малорастворимый в воде, а также газ, который растворим в воде.

В соответствии с приведенной далее последовательностью были выполнены двенадцать экспериментов. Установка для проведения экспериментов показана на фигуре 19, при этом предполагается, что в ней должен быть использован второй вариант осуществления конструкции изделия с напитком, показанный на фигуре 3. Измерение всех полученных температур было выполнено посредством использования зонда с термопарой.

1) 300 мл водопроводной воды при температуре 10±0,5°С были вылиты в прочный контейнер из полиэтилентерефталата (обозначенный на фигуре 19 позицией 3), масса которого составляла 28 г, а полная емкость 520 мл. После этого для приведения в равновесное состояние контейнер 3 был установлен в ванну с контролируемой температурой, которая также составляла 10±0,5°С.

2) Выполненные двенадцать экспериментов далее обозначены буквами от "А" до "L" включительно. Эти эксперименты отличаются способом добавления газа в контейнер 3. Во всех экспериментах клапан 5 раздаточного устройства 1, показанный на фигуре 19, был прикреплен к контейнеру 3 посредством винтового колпачка. Винтовой колпачок имел сквозное отверстие, через которое мог проходить шток 10 клапана, но с обеспечением газонепроницаемого уплотнения.

При проведении эксперимента А было выполнено добавление кислорода через шток 10 клапана, пока манометрическое давление внутри головной части 4 не составило четыре атмосферы. Было выполнено встряхивание контейнера 3, после чего была произведена дозаправка кислородом, пока манометрическое давление внутри контейнера вновь не составило четыре атмосферы.

При проведении эксперимента В головное пространство 4 контейнера 3 за 5 секунд было заполнено углекислым газом из регулируемого источника подачи газа, чтобы очистить головное пространство 4 от воздуха. После этого контейнер 3 был уплотнен и из регулируемого источника подачи через шток 10 клапана был подан СО₂ под давлением четыре атмосферы. Во время добавления газа постоянно выполнялось встряхивание контейнера 3 в течение 20 секунд, чтобы углекислый газ был приведен почти в равновесное состояние с водой.

Проведение эксперимента С соответствовало проведению эксперимента А, за исключением того, что перед уплотнением контейнера 3 в течение 5 секунд было произведено заполнение головного пространства 4 кислородом для удаления воздуха из головного пространства 4.

При проведении экспериментов D и J контейнер 3 был заполнен кислородом и уплотнен так, как и в случае эксперимента С. Затем через шток 10 клапана был добавлен кислород для создания манометрического давления порядка трех атмосфер в случае эксперимента D и до 3,5 атмосферы в случае эксперимента J. После этого были выполнены встряхивание контейнера 3 и его дозаправка кислородом до создания манометрического давления порядка трех атмосфер в случае эксперимента D и 3,5 атмосферы в случае эксперимента J. В обоих случаях после этого было выполнено добавление углекислого газа через шток 10 клапана при непрерывном встряхивании в течение 20 секунд до получения окончательного манометрического давления порядка четырех атмосфер.

При проведении эксперимента Е головная часть в течение 20 секунд была заполнена СО₂ при встряхивании контейнера 3, при этом СО₂ был близок к равновесному состоянию с напитком 2 (то есть с водой). После этого контейнер 3 был уплотнен и через шток 10 клапана был добавлен кислород для создания манометрического давления порядка четырех атмосфер. Были выполнены встряхивание контейнера 3 и его дозаправка до создания манометрического давления порядка четырех атмосфер.

При проведении экспериментов F, Н и I контейнер 3 в течение 5 секунд был заполнен СО₂ и уплотнен. Затем в течение 20 секунд было произведено добавление углекислого газа через шток 10 клапана при одновременном встряхивании.

Для экспериментов F, Н и J было выбрано окончательное манометрическое давление CO₂, соответственно составлявшее 1, 2 и 3 атмосферы. Затем во всех случаях была произведена дозаправка контейнеров кислородом для создания манометрического давления порядка 4 атмосфер, а также было выполнено встряхивание с последующей дозаправкой кислородом для создания манометрического давления порядка 4 атмосфер.

При проведении экспериментов G и К (которые идентичны) контейнер 3 был заполнен CO₂ в течение 5 секунд для вытеснения имеющегося воздуха, но встряхивание не было выполнено. После этого контейнер 3 был уплотнен и через шток 10 клапана был добавлен кислород для создания манометрического давления порядка четырех атмосфер. Далее были выполнены встряхивание контейнера 3 и его дозаправка кислородом для создания манометрического давления порядка четырех атмосфер.

Выполнение эксперимента L было проведено в той же последовательности, что и эксперимент С, за исключением того, что во всех случаях вместо кислорода был использован азот.

3) На этой стадии выполнения процесса все контейнеры были заполнены для создания манометрического давления порядка четырех атмосфер, но разными смесями газов.

4) При проведении каждого эксперимента было обеспечено приведение контейнера 3 в равновесное состояние в ванне с контролируемой температурой, которая составляла 18±0,5°С, в течение 5 минут с встряхиванием через каждые 30 секунд (как и при проведении эксперимента 1).

5) В каждом случае контейнер 3 был перевернут и небольшая часть его содержимого была выпущена через первую гибкую резиновую трубку 45, которая была выполнена так, что обеспечивала хорошее уплотнение со штоком 10 клапана. Резиновая трубка 45 была подсоединена к стеклянной трубке 46, которая была закреплена в горизонтальном положении. Большая часть длины стеклянной трубки представляла собой трубку с плоскими сторонами, имевшую высоту 9 мм (по вертикали), ширину 5 мм и длину 15 см. Другой конец стеклянной трубки подсоединен ко второй гибкой резиновой трубке 47, выпуск из которой происходил в мензурку 48. Функция трубки с плоскими сторонами состояла в обеспечении выпуска жидкости из контейнера 3 таким образом, чтобы этот выпуск был виден и его можно было бы отобразить.

В процессе выпуска жидкости была использована видеокамера для записи внешнего вида выпускаемой текучей среды на расстоянии 15 см от клапана 5. Эта зона наблюдения обозначена на фигуре 19 позицией 49. Позади стеклянной трубки была размещена сетка с линиями, отстоящими друг от друга на 1 мм, чтобы обеспечить возможность точного измерения расстояния от видеоизображений.

После кратковременного выпуска через клапан в зоне наблюдения 49 за стеклянной трубкой 46 можно было видеть вспенивание, используя видеокамеру. Это вспенивание состоит из пузырьков, поднимающихся в стеклянной трубке 46. Когда пузырьки достигают верхней части стеклянной трубки, происходит их объединение и образование больших пузырьков. Однако при их подъеме в теперь уже неподвижной текучей среде скорость их подъема можно было измерить путем подсчета количества видеокадров, которое требуется, чтобы снять подъем пузырьков на 1 мм. Эти скорости были преобразованы в размеры пузырьков, используя закон Стокса для подъема сферы в жидкости, плотность и вязкость которой известны (в нашем случае вода при температуре 18°С).

Результаты этих двенадцати экспериментов приведены в таблице 1, которая представлена ниже. Таблица относится ко временам "одиночного" и "множественного" подъема. Время "одиночного" подъема определяется скоростью подъема отдельно отображенных пузырьков. При этом время "множественного" подъема определяется скоростью поверхности облака вспенивания.

Результаты для смесей кислорода и углекислого газа (то есть для экспериментов В, С, D, F, G, H, J и К) представлены в виде графика, показанного на фигуре 20. На фигуре 20 результаты, относящиеся к времени "одиночного" подъема пузырьков, изображены в виде закрашенных кружков, а результаты, относящиеся ко времени "множественного" подъема пузырьков, изображены в виде незакрашенных кружков.

Из этих результатов очевидно, что размер пузырьков при вспенивании увеличивается в зависимости от величины, касающейся чистого кислорода, если в газовой смеси имеется большая доля углекислого газа.

Эксперименты А и L показывают, что отличное вспенивание (подобное тому, которое обеспечивает чистый кислород) также будет создано в случае другого малорастворимого газа (азота) и смеси азота с кислородом.

Эксперименты от В до К включительно показывают, что если парциальное давление растворимого газа (углекислого газа) не превышает одной абсолютной атмосферы, то есть если парциальное давление малорастворимого газа (в данном случае кислорода) больше полного абсолютного давления над напитком или равно ему, минус одна атмосфера, то размер пузырьков при вспенивании не сильно отличается от значения для чистого кислорода.

Другими словами, превосходное дымчатое вспенивание, создаваемое смесями почти нерастворимых газов, которое позволяет получить от потребляемого напитка бархатистое ощущение (в противоположность острому ощущению), будет сохранено при наличии добавок в виде растворимого газа. Это будет обеспечено потому, что парциальное давление (абсолютное) растворимого газа над напитком в контейнере не превышает атмосферного давления. То есть, не возникает чрезмерное перенасыщение растворимым газом при рабочем давлении порядка одной абсолютной атмосферы.

Реферат

Изобретение относится к устройствам для раздачи, например, воды или напитка на основе чая или кофе. Раздаточное устройство имеет контейнер для содержания напитка и клапан. Напиток содержит растворенный в нем малорастворимый газ, создающий вспенивание, и находится под давлением газа в головном пространстве контейнера, составляющим по меньшей мере 2,5 атмосферы при температуре от 5° С до 15°С. Эти условия являются достаточными для обеспечения выпуска напитка из раздаточного устройства в виде вспененной текучей среды при открытии клапана. Такое выполнение устройства позволяет получать напиток с весьма малыми пузырьками газа, что создает у потребителя приятное бархатистое ощущение. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 43 ил., 1 табл.

Формула