КОМБИНАЦИЯ КОНТЕЙНЕРА ДЛЯ ЖИДКОГО ПИЩЕВОГО ПРОДУКТА И НЕКОТОРОГО КОЛИЧЕСТВА ВЫТЕСНЯЮЩЕЙ СРЕДЫ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВЫТЕСНЯЮЩЕЙ СРЕДЫ

Настоящее изобретение касается комбинации контейнера для жидкого пищевого продукта и некоторого количества вытесняющей среды и использования вытесняющей среды.

В контейнере для жидкого пищевого продукта, из которого пищевой продукт должен выливаться, например, посредством открытия крана, требуется давление на пищевой продукт, чтобы заставить его течь.

Это давление обычно обеспечивается, например, в пивных бочонках, вытесняющей средой, на практике обычно диоксидом углерода (СО₂), из подающего резервуара, в котором он находится в жидком состоянии и/или в виде газа высокого давления, устанавливающего контейнер под давление так, чтобы пиво могло течь.

Подающий резервуар может быть большим или маленьким и связанным непосредственно или через шланг или систему трубопроводов с контейнером.

Проблема, которая имеет место в такой системе, состоит в том, что при температуре крана, как правило, 5-10°C, давление насыщенного пара СО₂ относительно высоко, приблизительно 4000 кПа, и при комнатной температуре составляет приблизительно 7000 кПа.

Это имеет четыре причиняющих ущерб последствия.

Первое - то, что это давление слишком высоко для пива, которое управляемо подается из контейнера, второе - то, что большинство контейнеров не могут противостоять таким давлениям, третье - то, что без наличия дорогого оборудования, которое может работать под высоким давлением или при очень низкой температуре, невозможно заправить опустошенный СО₂ подающий резервуар, и четвертое - то, что этот подающий резервуар должен быть рассчитан таким образом, чтобы противостоять упомянутому высокому давлению, и таким образом он сам становится относительно дорогим.

На практике первые два недостатка устраняются путем оборудования контейнера и/или подающего резервуара расширителем, уменьшающим давление на несколько сотен кПа, и, если применимо, путем оборудования контейнера защитой от избыточного давления.

Это делает комбинацию контейнер - подающий резервуар дорогой и сложной.

Кроме того, всегда имеется часть устройства, которая находится под высоким давлением, а значит она должна противостоять такому высокому давлению, или же может существовать риск взрыва.

Третий недостаток обычно устраняется за счет того, что опустошенные подающие резервуары не используются повторно, что, конечно, приводит к утрате относительно дорогих, стойких к давлению, деталей, или их собирают и транспортируют к месту, где необходимое оборудование доступно. Это также имеет много практических недостатков и остается дорогим.

Кроме того, использование СО₂ также имеет тот недостаток, что это относительно маленькая молекула, а это означает, что материалы, из которых сделаны компоненты контейнера, должны быть специально предназначены для исключения или ограничения проницаемости СО₂ в долгосрочной перспективе для предотвращения опустошения подающего СО₂ резервуара в течение периода от недель до месяцев и исключения ситуации, когда резервуар окажется без давления, необходимого, чтобы заставить пищевой продукт течь, в результате диффузии СО₂, или ситуации, когда пищевые продукты абсорбируют намного больше СО₂ из подающего резервуара, чем желательно по вкусовым причинам.

Обычно используемые пластмассы, такие как, например, полиэтилен или полипропилен, не подходят для хранения СО₂ под давлением в течение более длительного времени без дополнительных мер, таких как специальные покрытия. В результате выбор применимых материалов ограничен.

Цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы устранить по крайней мере один из вышеупомянутых и других недостатков путем обеспечения комбинации контейнера для жидкого пищевого продукта и некоторого количества вытесняющей среды для помещения контейнера под давление, чтобы заставить пищевой продукт вытекать из контейнера через отверстие, при этом при температуре 5°C вытесняющая среда имеет давление насыщенного пара больше чем 115 кПа, и при температуре 25°C - имеет давление насыщенного пара меньше чем 1000 кПа.

Термин «вытесняющая среда» используется здесь, как обычно в этой области, для продукта или смеси продуктов, которые являются частично газообразными и частично жидкими или твердыми, при этом часть, которая является газообразной, зависит от объема пространства, в котором продукт расположен, количества продукта, представленного в этом объеме, и температуры системы. Не только газообразную часть, но также и жидкую или твердую части продукта называют вытесняющей средой.

Такая комбинация имеет преимущество, состоящее в том, что пространство или резервуар, предусмотренные для такой вытесняющей среды, могут быть заполнены относительно простыми средствами, которые могут иметь дело только с давлением 1000 кПа, при обеспечении достаточного давления, чтобы заставить этот пищевой продукт вытекать из контейнера при идеальной температуре потребления пищевого продукта.

Комбинация также может быть изготовлена из материалов, которые не обязательно в состоянии противостоять высокому давлению и являются, таким образом, более дешевыми.

Редукционный клапан также не является необходимым, поэтому этот относительно дорогой компонент может быть исключен. Тем не менее, если редукционный клапан используется, он может иметь значительно более простую конструкцию вследствие намного более низких давлений.

Предпочтительно давление насыщенного пара при 5°C составляет по крайней мере 150 кПа, и/или давление насыщенного пара при 25°C составляет максимум 700 кПа.

Предпочтительно вытесняющая среда содержит по крайней мере два атома углерода на молекулу.

Преимущество состоит в том, что такие вытесняющие среды имеют относительно большие молекулы, и, таким образом, не могут в значительной степени проникать через большинство стандартных пластмасс, поэтому контейнер может быть изготовлен из дешевых материалов. Предпочтительно вытесняющая среда состоит из 1,1,1,2,3,3,3-гептафторпропана, HFC-227 или 1,1,1,2-тетрафторэтана, HFC 134а или содержит их.

В предпочтительном воплощении контейнер включает твердый наружный контейнер и гибкий внутренний контейнер, при этом контейнер разработан таким образом, чтобы находиться под давлением посредством присутствия, по крайней мере, части количества вытесняющей среды в пространстве между внутренним контейнером и наружным контейнером.

Это практический способ создания контейнера для жидких пищевых продуктов, причем жидкий пищевой продукт находится в гибком внутреннем контейнере, когда контейнер заполнен жидким пищевым продуктом.

В предпочтительном воплощении давление насыщенного пара вытесняющей среды при всех температурах между 1°C и 30°C больше, чем давление насыщенного пара компонентов жидкого пищевого продукта при той же температуре.

Преимущество этого состоит в том, что избегают нежелательной ситуации, возникающей из-за компонентов жидкого пищевого продукта, в частности СО₂, в безалкогольных напитках и пиве, способных выходить из напитка при давлении ниже их давления равновесия.

Несмотря на то, что в этом случае существует достаточное давление, чтобы заставить напиток вытекать из контейнера, тем не менее это не является нежелательной ситуацией, потому что СО₂ удаляется из напитка, и напиток, таким образом, содержит меньше СО₂, чем ожидается, так что может иметь место изменение вкуса.

В таком случае часть контейнера, в которой расположен напиток, будет заполняться просачивающимся газом и/или пеной, и газ или пена вместо напитка могут вытекать из отверстия, конечно, когда контейнер не поддерживается абсолютно прямо.

Это предотвращается путем выбора вытесняющей среды, удовлетворяющей вышеупомянутой предпочтительной характеристике.

В дальнейшем предпочтительном воплощении контейнер разработан так, чтобы содержать полное количество вытесняющей среды.

Чтобы быть в состоянии выполнить свое назначение, контейнер, конечно, также должен быть в состоянии вмещать количество пищевого продукта, для которого он разработан.

Преимущество этого состоит в том, что готовый к употреблению контейнер, в котором уже присутствует вытесняющая среда, может быть поставлен конечному потребителю для использования, при этом отдельная капсула для вытесняющей среды не требуется.

Предпочтительно контейнер включает закрывающую часть с запорным клапаном, при этом закрывающая часть, когда запорный клапан открыт, содержит отверстие, и закрывающая часть содержит пространство для жидкой части количества вытесняющей среды.

Закрывающую часть оборудуют краном, чтобы также управлять запорным клапаном, но это не обязательно и рассматривается отдельно. Такой кран может быть прикреплен непосредственно перед использованием таким образом, что он выступает и становится восприимчивым к повреждению, однако он не может быть поврежден во время транспортировки контейнера.

Пространство для жидкой части вытесняющей среды может быть отделено от остальной части контейнера посредством сменного блока, при этом контейнер приводится в действие путем удаления или прокалывания блока, в результате чего вытесняющая среда может оказывать давление на пищевой продукт.

Изобретение также касается использования вытесняющей среды, которая при температуре 5°C имеет давление насыщенного пара больше чем 115 кПа, а при температуре 25°C - имеет давление насыщенного пара меньше чем 1000 кПа, для размещения жидкого пищевого продукта под давлением в контейнере, предназначенном для управляемой подачи жидкого пищевого продукта.

С целью лучше показать особенности изобретения, несколько предпочтительных воплощений комбинации и использования по изобретению описаны в дальнейшем посредством примера без какого-либо ограничения со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых:

Фиг. 1 схематично показывает вид в перспективе комбинации по изобретению;

Фиг. 2 показывает поперечное сечение комбинации Фиг. 1;

Фиг. 3 показывает часть, обозначенную на Фиг. 2 как F3, в более крупном масштабе; и

Фиг. 4 показывает поперечное сечение альтернативного воплощения комбинации по изобретению.

Комбинация, показанная на Фиг. 1, 2 и 3, состоит из контейнера 1 для жидкого пищевого продукта, в этом случае - пивного бочонка, и некоторого количества вытесняющей среды 2. Эта вытесняющая среда находится частично в газообразном состоянии, таком как газообразная часть 3, и частично в жидком состоянии, таком как жидкая часть 4. В этом примере вытесняющая среда 2 является 1,1,1,2,3,3,3-гептафторпропаном или HFC-227.

При 5°C эта вытесняющая среда имеет давление насыщенного пара 235 кПа, а при 25°C давление насыщенного пара составляет 458 кПа. Если давление в пространстве, в котором расположена вытесняющая среда 2, будет меньше, чем упомянутое давление, то жидкая часть 4 вытесняющей среды будет частично испаряться в газообразную вытесняющую среду 2, пока давление не станет упомянутым давлением. Если давление в пространство, в котором расположена вытесняющая среда, будет больше, чем упомянутое давление, то газообразная часть 3 вытесняющей среды 2 будет конденсироваться в жидкую вытесняющую среду 2.

Контейнер 1 имеет негибкую внешнюю стенку или наружный контейнер 5, например, изготовленный из полиэтилена, гибкий внутренний контейнер 6, изготовленный из пленки и предназначенный для содержания пива 7, и гибкий промежуточный контейнер 8, также изготовленный из пленки.

Внутренний контейнер 6 и промежуточный контейнер 8 прикреплены к закрывающей части 9, выполненной с возможностью установки на ней крана.

Закрывающая часть 9 также включает запорный клапан 10, который может быть приведен в действие краном, который должен быть установлен и который может открывать и закрывать отверстие 11, чтобы позволить пиву 7 вытекать.

Закрывающая часть 9 также включает внутреннее пространство 12, которое действует как пространство для хранения жидкой части 4 вытесняющей среды 2. Это пространство 12 имеет открытое соединение через каналы 13 с пространством между внутренним контейнером 6 и промежуточным контейнером 8.

Закрывающая часть 10 связана со стояком 14, в котором закреплено гидравлическое сопротивление 15.

Это гидравлическое сопротивление 15, по существу, состоит из гибкой части, изготовленной из силиконовой резины.

Внутреннее пространство 12 имеет отверстие, ведущее на внешнюю сторону и снабженное коническим резиновым уплотнением 16, помещенным в конический паз 17.

Действие комбинации является простым и происходит следующим образом.

Внутренний контейнер 6 заполняется пивом 7 с использованием отверстия запорного клапана 10, подающим вакуум через отверстие 11 таким образом, что внутренний контейнер 6 полностью опустошается, и затем путем введения требуемого количества пива 7 во внутренний контейнер 6 через отверстие 11.

Пространство 12 затем заполняется вытесняющей средой 2 в ее жидком состоянии. Это осуществляется путем вставки полой иглы через уплотнение 16 и введения желаемого количества вытесняющей среды 2 в пространство 12 через эту полую иглу под давлением, при котором вытесняющая среда 2 является жидкостью, соответственно, например, под давлением 500 кПа при температуре 25°C.

Игла затем удаляется, при этом в результате воздействия давления, оказываемого вытесняющей средой на уплотнение 16, это уплотнение 16 заталкивается в паз 17, так что отверстие, сформированное иглой, снова закрывается с тем, чтобы вытесняющая среда 2 не могла вытечь.

Жидкая часть 4 вытесняющей среды 2 теперь будет частично испаряться в газообразную вытесняющую среду 2, пока давление в пространстве 12 и связанном пространстве между внутренним контейнером 6 и промежуточным контейнером 8 не станет равным давлению пара вытесняющей среды 2.

Вытесняющая среда 2 выбирается таким образом, что при всех температурах, при которых контейнер 1 должен работать, она имеет более высокое давление насыщенного пара, чем летучие компоненты, растворенные в пиве.

В результате контейнер 1 находится под давлением и готов к употреблению, и эта ситуация показана на Фиг. 1, 2 и 3.

Когда запорный клапан 10 теперь приводится в действие краном (не показан), пиво 7 вытекает из контейнера 1, более определенно из гибкого внутреннего контейнера 6 через отверстие 11 наружу в результате давления, оказываемого на внутренний контейнер 6 вытесняющей средой 2.

Пиво 10, таким образом, проходит через гидравлическое сопротивление 15 в стояке 14.

Это гидравлическое сопротивление 15 зависит от перепада давления между контейнером 1 и атмосферным давлением, таким образом, сопротивление, которое испытывает текущее пиво больше при большем перепаде давления. Этот перепад давления не является постоянным, потому что контейнер 1 может использоваться при различных температурах, таким образом, давление в контейнере 1 выше при более высокой температуре.

Гидравлическое сопротивление 15 рассчитано таким образом, что в результате этого перепада давления гибкая часть в стояке 14 деформируется в большей степени при более высоком перепаде давления и сжимает стояк 14 в большей степени. В результате скорость оттока более или менее независима от перепада давления.

Поскольку пиво 7 вытекает из контейнера 1, объем пространства между внутренней контейнером 6 и промежуточным контейнером 8 становится больше, так что давление в этом пространстве падает. В результате этого, некоторое количество жидкого компонента 4 вытесняющей среды 2 будет испаряться так, чтобы сделать давление в этом пространстве, равным давлению насыщенного пара вытесняющей среды 2.

Альтернативное воплощение, показанное на Фиг. 4, существенно отличается от воплощения, описанного выше в двух аспектах.

Первое отличие состоит в том, что отсутствует внутреннее пространство 12 для жидкой части 4 вытесняющей среды 2. Вместо этого имеется отдельный резервуар 18 для вытесняющей среды 2, а также соединение для этого резервуара 18. До соединения этого резервуара 18 с контейнером 1 вся вытесняющая среда 2 находится в резервуаре 18. После соединения часть вытесняющей среды 2 будет течь в контейнер.

Второе отличие состоит в том, что отсутствует промежуточный контейнер 8.

Резервуар 18 связан с пространством между наружным контейнером 5 и внутренним контейнером 6, где первоначально находится газообразная часть 3 вытесняющей среды 2.

Также возможно, что абсолютно отсутствует пространство 12 или резервуар 18 для вытесняющей среды 2, а вытесняющая среда подается непосредственно в пространство снаружи внутреннего контейнера 6, и изнутри наружного контейнера 5, и оттуда оказывает давление непосредственно на внутренний контейнер 6. Конечно, у закрывающей части 9 или наружного контейнера 5 должна быть возможность введения вытесняющей среды 2.

Как альтернатива гидравлическому сопротивлению 15 на кране может быть установлено средство управления потоком, чтобы обеспечить закрытие крана и когда контейнер имеет относительно низкую температуру и, таким образом, низкое давление, и когда контейнер имеет более высокую температуру и, таким образом, более высокое давление.

В вышеупомянутом примере комбинация показана так, что количество вытесняющей среды 2 уже соединено с контейнером 1. Однако также возможно рассмотреть комбинацию в виде контейнера для напитка и некоторого количества вытесняющей среды, не соединенных вместе, но имеющих конструкцию для соединения и совместной работы.

Данное изобретение ни в коем случае не ограничивается воплощениями комбинации и использования по изобретению, описанному как пример и показанному на чертежах, но такие комбинация и использование могут быть реализованы во всех видах вариантов, без отступления от объема изобретения.