BE1020268A3

BE1020268A3 - Combinatie van een houder voor een vloeibaar voedingsmiddel en een hoeveelheid drijfgas en gebruik van een drijfgas.

Info

Publication number: BE1020268A3
Application number: BE2011/0722A
Authority: BE
Original assignee: Cardiff Group Nv
Priority date: 2011-12-15
Filing date: 2011-12-15
Publication date: 2013-07-02
Also published as: JP2015500189A; RU2014126665A; US20140328982A1; BR112014013428A2; KR101912981B1; RU2598295C2; CA2857058A1; CN104114475A; PL2791045T3; PT2791045T; EP2791045A1; ES2671620T3; AU2012350370A1; CA2857058C; AU2012350370B2; MX2014006659A; IN2014KN01102A; KR20140103299A; EP2791045B1; PH12014501354A1

Abstract

Combinatie van een houder (1) voor een vloeibaar voedingsmiddel en een hoeveelheid drijfgas (2) om de houder (1) onder druk te zetten teneinde het voedingsmiddel via een opening (11) uit de houder (1) te laten stromen daardoor gekenmerkt dat het drijfgas (2) bij een temperatuur van 5°C een dampspanning heeft hoger dan 115 KPa en bij een temperatuur van 25°C een dampspanning heeft lager dan 1000 KPa.

Description

Combinatie van een houder voor een vloeibaar voedingsmiddel en een hoeveelheid drijfgas en gebruik van een drijfgas.

De huidige uitvinding heeft betrekking op een combinatie van een houder voor een vloeibaar voedingsmiddel en een hoeveelheid drijfgas en op een gebruik van een drijfgas.

In houders voor een vloeibaar voedingsmiddel, , waar het voedingsmiddel uit dient te stromen, bijvoorbeeld door een tapkraan open te zetten, is druk nodig op het voedingsmiddel om deze te laten stromen.

Deze druk wordt meestal, bijvoorbeeld bij biervaatjes geleverd door een drijfgas, in de praktijk meestal koolzuurgas (C02) dat vanuit een voorraadreservoir waarin het vloeibaar en/of onder hoge druk gasvormig aanwezig is, de houder onder druk zet, zodat het bier kan stromen. Het voorraadreservoir kan groot of klein zijn, en direct of via een slangen- of buizensysteem met de houder verbonden zijn.

Een probleem met een dergelijke systeem is dat bij taptemperatuur, typisch 5 tot 10 °C, de dampspanning van C02 relatief hoog is, circa 4000 kPa is, en bij kamertemperatuur circa 7000 kPa is.

Dit heeft vier nadelige gevolgen. Het eerste gevolg is dat deze. druk veel te hoog is om de het bier gecontroleerd uit de houder te kunnen laten stromen, het tweede gevolg is dat de meeste houders niet tegen deze drukken bestand zijn, het derde gevolg bestaat erin dat het niet mogelijk is, zonder beschikbaarheid van dure apparatuur die bij hoge druk, of zeer lage temperatuur kan werken, om een gebruikt voorraadreservoir voor C02 weer te vullen, en het vierde gevolg bestaat erin dat dit voorraadreservoir moet zijn uitgevoerd om de genoemde hoge drukken te weerstaan en dus relatief duur is.

De eerste twee nadelen worden in de praktijk opgelost door de houder en/of het voorraadreservoir te voorzien van een ontspanner, die de druk terugbrengt tot enkele honderden kPa, en eventueel door de houder te voorzien van een overdrukbeveiliging.

Dit maakt de combinatie houder-voorraadreservoir duur en complex.

Bovendien is er altijd een deel van de inrichting dat onder hoge druk staat, en dat dus bestand moet zijn tegen een dergelijke hoge druk of dat het risico loopt op ontploffingen.

Het derde nadeel wordt gewoonlijk opgelost door gebruikte voorraadreservoirs niet te hergebruiken, wat natuurlijk een verspilling van relatief dure, drukbestendige artikelen is, of om deze te verzamelen en te transporteren naar een plaats waar de benodigde apparatuur beschikbaar is. Ook dit heeft natuurlijk veel praktische nadelen en blijft duur.

Verder heeft het gebruik van C02 nog het nadeel dat het een relatief klein molecuul is, wat tot gevolg heeft dat materialen waarvan onderdelen van de houder zijn gemaakt, speciaal moeten zijn ontworpen om op lange termijn geen of slechts beperkte C02-doorlaatbaarheid te vertonen, om te voorkomen dat op een termijn van weken tot maanden een C02-voorraadreservoir leeg zou zijn, en er geen druk voor het laten stromen van de het voedingsmiddel beschikbaar zou zijn, als gevolg van C02 diffusie, of dat een voedingsmiddel veel meer dan om smaakredenen gewenst is, C02 op zou nemen uit het voorraadreservoir.

Veelgebruikte kunststoffen, zoals polyethyleen of polypropyleen zijn bijvoorbeeld, zonder verdere maatregelen zoals speciale coatings, niet geschikt om gedurende langere tijd C02 onder druk in te houden.

Hierdoor wordt de keuze van bruikbare materialen beperkt.

De huidige uitvinding heeft tot doel aan minstens één van de voornoemde en andere nadelen een oplossing te bieden, doordat zij voorziet in een combinatie van een houder voor een vloeibaar voedingsmiddel en een hoeveelheid drijfgas om de houder onder druk te zetten teneinde het voedingsmiddel via een opening uit de houder te laten stromen waarbij het drijfgas bij een temperatuur van 5°C een dampspanning heeft hoger dan 115 KPa en bij een temperatuur van 25 °C een dampspanning heeft lager dan 1000 KPa.

De term drijfgas wordt hierin gebruikt, zoals gebruikelijk in het vakgebied, voor een product of een mengsel van producten dat deels gasvormig en deels vloeibaar of vast zal zijn, waarbij de fractie die gasvormig is, afhangt van het volume van de ruimte waarin het product zich bevindt, de hoeveelheid product die aanwezig is in dit volume en de temperatuur van het systeem. Niet alleen het gasvormige deel, maar ook het vloeibare deel of vaste deel van het product wordt drijfgas genoemd.

Een dergelijke combinatie heeft als voordeel dat een ruimte of reservoir voorzien voor een dergelijk drijfgas met relatief eenvoudige hulpmiddelen, die slecht een druk van 1000 kPa aankunnen, gevuld kunnen worden, terwijl zij toch voldoende druk leveren om ook bij de ideale consumptietemperatuur van het voedingsmiddel, dit voedingsmiddeluit de houder te kunnen laten stromen.

Ook kan de combinatie uitgevoerd worden in materialen die niet noodzakelijk een hoge druk kunnen weerstaan en dus goedkoper zijn.

Tevens is een reductieventiel niet nodig, zodat deze relatief dure component vermeden kan worden. Als toch een reductieventiel gebruikt wordt, kan dit vanwege de veel lagere drukken, veel eenvoudiger worden uitgevoerd.

Bij voorkeur is de dampspanning bij 5°C minimaal 150 kPa, en/of is de dampspanning bij 25 °C. maximaal 700 kPa.

Bij voorkeur bevat het drijfgas per molecuul ervan minstens twee atomen koolstof.

Dit heeft het voordeel dat, omdat dergelijke drijfgassen relatief grote moleculen hebben en daardoor niet significant door de meeste standaard kunststoffen heen kunnen diffunderen, de houder in goedkope materialen uitgevoerd kan worden.

Bij voorkeur bestaat het drijfgas uit 1,1,1,2,3,3,3 heptafluoropropaan, HFC-227, of 1,1,1,2 tetrafuoroethaan, HFC 134a of omvat dit.

In een voorkeurdragende uitvoeringsvorm omvat de houder een vormvaste buitenhouder en een vervormbare binnenhouder, waarbij de houder is ingericht om onder druk gebracht te worden doordat minimaal een deel van de hoeveelheid drijfgas zich in de ruimte tussen de binnenhouder en de buitenhouder bevindt.

Dit is een praktische manier om een houder voor een vloeibaar voedingsmiddel uit te voeren, waarbij, wanneer de houder met vloeibaar voedingsmiddel gevuld is, het vloeibare voedingsmiddel zich in de vervormbare binnenhouder bevindt.

In een voorkeurdragende uitvoeringsvorm is de dampspanning van het drijfgas bij alle temperaturen tussen 1 °C en 30 °C hoger dan de dampspanning van de componenten van het vloeibare voedingsmiddel bij dezelfde temperatuur.

Een voordeel hiervan is dat een onwenselijke situatie vermeden wordt, namelijk een die optreedt doordat componenten van het vloeibare voedingsmiddel, in het bijzonder C02 in frisdrank en bier, bij een druk die lager is dan hun evenwichtsdruk, uit de drank kunnen ontsnappen.

Hoewel er ook in dit geval voldoende druk aanwezig blijft om de drank uit de houder te laten stromen, is dit toch een onwenselijke situatie, omdat de C02 aan de drank onttrokken wordt, en de drank daardoor minder C02 krijgt dan voorzien, waardoor smaakveranderingen kunnen optreden.

Tevens zal het deel van de houder waarin de drank zich bevindt in een dergelijk geval gevuld zijn met het ontsnapte gas en/of met schuim, waardoor, zeker wanneer de houder niet volledig recht gehouden wordt, gas of schuim, in plaats van drank, uit de opening kan stromen.

Door het drijfgas zodanig te selecteren dat het aan bovenstaand voorkeurskenmerk voldoet, wordt dit voorkomen.

De uitvinding betreft ook het gebruik van een drijfgas dat bij een temperatuur van 5°C een dampspanning heeft hoger dan 115 KPa en dat bij een temperatuur van 25 °C een dampspanning heeft lager dan 1000 KPa voor het onder druk zetten van een vloeibaar voedingsmiddel in een houder die bedoeld is om het vloeibare voedingsmiddel gecontroleerd uit te laten stromen.

Met het inzicht de kenmerken van de uitvinding beter aan te tonen, zijn hierna, als voorbeeld zonder enig beperkend karakter, enkele voorkeurdragende uitvoeringsvormen beschreven van een combinatie en een gebruik volgens de uitvinding, met verwijzing naar de bijgaande tekeningen, waarin :

Figuur 1 schematisch en in perspectief een combinatie volgens de uitvinding weergeeft;

Figuur 2 een doorsnede van de combinatie van figuur 1 weergeeft; figuur 3 het deel dat in figuur 2 met F3 is aangeduid op grotere schaal weergeeft; en figuur 4 een alternatieve uitvoeringsvorm van een combinatie volgens de uitvinding in doorsnede weergeeft.

De in figuren 1, 2 en 3 getoonde combinatie bestaat uit een houder 1 voor een vloeibaar voedingsmiddel, in dit geval een biervaatje en een hoeveelheid drijfgas 2. Dit drijfgas bevindt zich deels in gasvormige toestand, dus als een gasvormig deel 3 en deels in vloeibare toestand, dus als een vloeibaar deel 4. Het drijfgas 2 in dit voorbeeld is 1,1,1,2,3,3,3 heptafluoropropaan oftewel HFC-227.

Dit drijfgas 2 heeft bij 5 °C een dampspanning van 235 kPa, en bij 25 °C een dampspanning van 458 kPa. Als de druk in de ruimte waarin het drijfgas 2 zich bevindt lager is dan de genoemde druk zal het vloeibare deel 4 van het drijfgas gedeeltelijk verdampen tot gasvormig drijfgas 2, totdat de druk de genoemde druk is. Indien de druk in de ruimte waarin het drijfgas 2 zich bevindt hoger is dan de genoemde druk, zal het gasvormige deel 3 van het drijfgas 2 condenseren tot vloeibaar drijfgas 2.

De houder 1 heeft een niet vervormbare buitenwand of buitenhouder 5, bijvoorbeeld gemaakt van polyethyleen, een vervormbare binnenhouder 6, gemaakt van folie, en bedoeld om bier 7 te bevatten, en een vervormbare tussenhouder 8, eveneens gemaakt van folie.

De binnenhouder 6 en tussenhouder 8 zitten vast aan een afsluitdeel 9, dat voorzien is om een tapkraan op te monteren.

Het afsluitdeel 9 omvat een afsluiter 10, die door een gemonteerde tapkraan geactiveerd kan worden, en die een opening 11 om het bier 7 uit te laten stromen, kan openen en afsluiten.

Het afsluitdeel 9 omvat tevens een interne ruimte 12 die dient als voorraadruimte voor het vloeibare deel 4 van het drijfgas 2. Deze ruimte 12 staat via kanalen 13 in open verbinding met de ruimte tussen de binnenhouder 6 en de tussenhouder 8.

Het afsluitdeel 10 is verbonden met een stijgbuis 14, waarin een stromingsweerstand 15 is aangebracht.

Deze stromingsweerstand 15 bestaat hoofdzakelijk uit een flexibel deel in siliconenrubber.

De interne ruimte 12 is voorzien van een opening naar buiten met een conische rubber dichting 16, die in een conische uitsparing 17 geplaatst is.

De werking van de combinatie is eenvoudig en als volgt.

De binnenhouder 6 wordt gevuld met bier 7 door de afsluiter 10 te openen, via de opening 11 een vacuüm aan te brengen waardoor de binnenhouder 6 volledig leeggezogen wordt, en vervolgens de gewenste hoeveelheid bier 7 via de opening 11 in de binnenhouder 6 te brengen.

Vervolgens wordt de ruimte 12 gevuld met drijfgas 2, in zijn vloeibare vorm. Dit gebeurt door een holle naald door de dichting 16 te steken, en via deze holle naald, onder een druk waarbij het drijf gas 2 vloeibaar is, dus bijvoorbeeld bij 25 °C een druk van 500 kPa, de gewenste hoeveelheid drijfgas 2 in de ruimte 12 te brengen.

Vervolgens wordt de naald teruggetrokken, waarbij door de druk die door het drijfgas 2 op de dichting 16 wordt uitgeoefend, deze dichting 16 in de uitsparing 17 geduwd wordt, waardoor tevens de door de naald gevormde opening opnieuw goed dichtgeduwd wordt, zodat het drijfgas 2 niet kan ontsnappen.

Het vloeibare deel 4 van het drijfgas 2 zal nu deels verdampen tot gasvormig drijfgas 2, totdat de druk in de ruimte 12 en de daarmee in open verbinding staande ruimte tussen de binnenhouder 6 en de tussenhouder 8 gelijk is aan de dampspanning van het drijfgas 2.

Het drijfgas 2 wordt hierbij zodanig geselecteerd dat het bij alle temperaturen waarbij de houder 1 bedoeld is te werken een hogere dampspanning heeft dan de in het bier opgeloste vluchtige componenten.

Hiermee is de houder 1 onder druk gezet en klaar voor gebruik, wat de situatie is zoals weergegeven in figuren 1, 2 en 3.

Wanneer nu de afsluiter 10 geactiveerd wordt door de niet getoonde tapkraan stroomt bier 7 door de door het drijfgas 2 op de binnenhouder 6 uitgeoefende druk, vanuit de houder 1, meer specifiek vanuit de vervormbare binnenhouder 6, door de opening 11 naar buiten.

Hierbij passeert het bier 10 de stromingsweerstand 15 in de stijgbuis 14.

Deze stromingsweerstand 15 is afhankelijk van het drukverschil tussen de houder 1 en de atmosferische druk, waarbij de weerstand die het stromende bier ondervindt groter wordt bij een groter drukverschil. Dit drukverschil is niet constant, omdat de houder 1 bij verschillende temperaturen gebruikt kan worden, waarbij, bij een hogere temperatuur, de druk in de houder 1 hoger is.

De stromingsweerstand 15 is zodanig ontworpen dat als gevolg van dit drukverschil het flexibele deel in de stijgbuis 14 in grotere mate vervormt bij een hoger drukverschil, en in grotere mate de stijgbuis 14 dichtduwt. Hierdoor blijft het uitstroomdebiet min of meer onafhankelijk van het drukverschil.

Doordat bier 7 uit de houder 1 stroomt, wordt het volume van de ruimte tussen de binnenhouder 6 en de tussenhouder 8 groter, waardoor de druk in deze ruimte lager wordt. Als gevolg hiervan zal een deel van het vloeibare deel 4 van het drijfgas 2 verdampen, om de druk in deze ruimte opnieuw gelijk te maken aan de dampspanning van het drijfgas 2.

De in figuur 4 getoonde alternatieve uitvoeringsvorm verschilt hoofdzakelijk in twee aspecten van de bovenstaand beschreven uitvoeringsvorm.

Het eerste verschil is dat er geen interne ruimte 12 voor een vloeibaar deel 4 van het drijfgas 2 voorzien is. In plaats daarvan is een apart reservoir 18 voor drijfgas 2, en een koppeling voor dit reservoir 18, voorzien.

Voordat dit reservoir 18 gekoppeld is aan de houder 1, bevindt alle drijfgas 2 zich in het reservoir 18. Na koppeling zal een deel van het drijfgas 2 naar de houder 1 stromen.

Het tweede verschil is dat er geen tussenhouder 8 voorzien is. Het reservoir 18 is verbonden met de ruimte tussen de buitenhouder 5 en de binnenhouder 5, waar het gasvormige deel 3 van het drijfgas 2 zich hoofdzakelijk bevindt.

Het is ook mogelijk dat helemaal geen ruimte 12 of reservoir 18 voor drijfgas 2 voorzien zijn, maar dat het drijfgas direct in de ruimte buiten de binnenhouder 6, maar binnen de buitenhouder 5, gebracht wordt, en van daar rechtstreeks druk uitoefent op de binnenhouder 6. Vanzelfsprekend dient het afsluitdeel 9 of de buitenhouder 5 dan wel voorzien te zijn van een mogelijkheid om het drijfgas 2 in te brengen.

Alternatief voor stromingsweerstand 15, kan een debietregeling op de tapkraan voorzien zijn om te kunnen tappen, zowel wanneer de houder een relatief lage temperatuur en dus druk heeft, als wanneer de houder een hogere temperatuur, en dus hogere druk heeft.

In de bovenstaande voorbeelden is de combinatie zodanig weergegeven dat de hoeveelheid drijfgas 2 reeds verbonden is met de houder 1. Het is echter ook mogelijk de combinatie te beschouwen als een houder voor drank en een hoeveelheid drijfgas die niet met elkaar verbonden zijn, maar die wel ingericht zijn om verbonden te worden en samen te werken.

De huidige uitvinding is geenszins beperkt tot de als voorbeeld beschreven en in de figuren weergegeven uitvoeringsvormen van een combinatie en een gebruik volgens de uitvinding, doch een dergelijke combinatie en gebruik kunnen volgens verschillende varianten worden verwezenlijkt zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.

Claims

1. Combinatie van een houder (1) voor een vloeibaar voedingsmiddel en een hoeveelheid drijfgas (2) om de houder (1) onder druk te zetten teneinde het voedingsmiddel via een opening (11) uit de houder (1) te laten stromen daardoor gekenmerkt dat het drijfgas (2) bij een temperatuur van 5°C een dampspanning heeft hoger dan 115 KPa en bij een temperatuur van 25 °C een dampspanning heeft lager dan 1000 KPa.

2. Combinatie volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt dat het voedingsmiddel een drank is.

3. Combinatie volgens conclusie 2, daardoor gekenmerkt dat de drank bier is.

4. Combinatie volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt dat het voedingsmiddel een saus is.

5. Combinatie volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat het drijfgas (2) bestaat uit 1,1,1,2,3,3,3 heptafluoropropaan oftewel HFC-227, of 1,1,1,2 tetrafuoroethaan oftewel HFC 134a, of dit omvat.

6. Combinatie volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de houder (1) een vormvaste buitenhouder (5) en een vervormbare binnenhouder (6) omvat, waarbij de houder (1) is ingericht om onder druk gebracht te worden doordat minimaal een deel van de hoeveelheid drijfgas (2) zich in de buitenhouder (5) bevindt.

7. Combinatie volgens conclusie 6, daardoor gekenmerkt dat minimaal een deel van de hoeveelheid drijfgas (2) zich in de ruimte tussen de binnenhouder (6) en de buitenhouder (5) bevindt.

8. -Combinatie volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de hoeveelheid drijfgas (2) zich minimaal deels in een vloeibare toestand (4) in een reservoir (18) bevindt, en de houder (1) en/of het reservoir (18) voorzien is of zijn van aansluitmiddelen via welke het reservoir (18) kan worden aangesloten op de houder (1) om deze onder druk te brengen.

9. Combinatie volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de houder (1) ingericht is om de hoeveelheid drijfgas (2) volledig in zich te bevatten.

10. Combinatie volgens conclusie 9, daardoor gekenmerkt dat de houder (1) een afsluitdeel (9) met een afsluiter (10) omvat, waarbij het afsluitdeel (9), wanneer de afsluiter (10) open staat, de opening (11) omvat, en waarbij het afsluitdeel (9) een ruimte (12) omvat voor het vloeibare deel (4) van de hoeveelheid drijfgas (2).

11. Combinatie volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de houder (1) een stromingsweerstand (15) voor uit de houder (1) stromende drank omvat waarbij de stromingsweerstand (15) afhankelijk is van de druk in de houder (1) .

12. Combinatie volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de houder (1) voorzien is van een reductieklep die stroming van het drijfgas (2) verhindert indien de druk in de ruimte tussen de binnenhouder (6) en de buitenhouder (5) hoger is dan de dampspanning van het drijfgas (2) min een bepaalde waarde.

13. Combinatie volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de dampspanning van het drijfgas (2) bij alle temperaturen tussen 1 °C en 30 °C hoger is dan de dampspanning van de componententen van de drank bij dezelfde temperatuur.

14. Gebruik van een drijfgas (2) dat bij een temperatuur van 5°C een dampspanning heeft hoger dan 115 KPa en dat bij een temperatuur van 25 °C een dampspanning heeft lager dan 1000 KPa voor het onder druk zetten van een vloeibaar voedingsmiddel in een houder (1) die bedoeld is om het voedingsmiddel gecontroleerd uit te laten stromen.

15. Gebruik volgens conclusie 14, daardoor gekenmerkt dat de houder (1) een vormvaste buitenhouder (5) en een vervormbare binnenhouder (6) omvat, waarbij de houder (1) onder druk wordt gezet door een deel van de hoeveelheid drijfgas (2) in de ruimte tussen de binnenhouder (6) en de buitenhouder (5) te brengen.

16. Gebruik volgens conclusie 14 of 15 daardoor gekenmerkt dat de dampspanning van het drijfgas (2) bij alle temperaturen tussen 1 °C en 30 °C hoger is dan de dampspanning van de componenten van het voedingsmiddel bij dezelfde temperatuur.

17. Gebruik volgens één van de conclusies 14 tot 16, daardoor gekenmerkt dat het voedingsmiddel een drank is.

18. Gebruik volgens één van de conclusies 14 tot 16, daardoor gekenmerkt dat het voedingsmiddel een saus is.