JP2019513534A - 窒素注入飲料を作製するシステム及び方法 - Google Patents

窒素注入飲料を作製するシステム及び方法 Download PDF

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Abstract

Ｎ2又はＮ2／ＣＯ2ガスを注入された、冷やされた飲料を調製し供給する装置及び方法が提供される。ガス注入飲料は、飲料濃縮物と、Ｎ2又はＮ2／ＣＯ2ガスを注入された水とを正圧下で混合し、そして調製された飲料を低速注ぎ蛇口を通して供給することによって得られる。飲料はいかなる非炭酸飲料であってもよく、１実施態様では飲料はコーヒーである。供給された、Ｎ2又はＮ2／ＣＯ2ガスを注入された冷やされたコーヒーは独特の外観と、向上した風味及び芳香とを有する。システムは内蔵式ユニットとして提供することができる。

Description

本発明は、供給された飲料がガス注入・飲料供給方法によって向上した風味、香り及び外観を有するように、窒素注入飲料を調製して受容器、例えばグラス又はマグ内に供給するためのシステムに関する。
（関連出願の相互参照）
本出願は、全体を参照することにより開示内容を本明細書中に援用する、２０１６年２月２５日付けで出願された先行の米国特許出願第６２／２９９，６０８号明細書、及び、全体を参照することにより開示内容を本明細書中に援用する、２０１６年６月２３日付けで出願された米国特許出願第１５／１９０，８０１号明細書の優先権を主張する。
炭酸飲料、例えばビール及びソーダを貯蔵し供給するためにＮ2ガスを使用することは従来から知られており、例えば特許文献１及び特許文献２に記載されている。しかしながら、他の非炭酸飲料、例えばコーヒー又は茶への注入、及びこのような製品を冷やされた飲料として供給ユニットから消費者に提供することは大いに関心が持たれる分野である。
茶又はコーヒーのような冷やされた飲料はＮ2注入によって独特の風味及び外観が与えられる。Ｎ2又はＮ2／ＣＯ2を注入された、冷やされた飲料を商業施設及び住宅のキッチンの両方で調製して供給するシステム、好ましくは内蔵式ユニットが必要である。冷やされた飲料の風味及び外観の向上に加えて、システムはまたコスト効果がなければならず、そして利用及びメンテナンスに関してユーザーの使い勝手がよくなければならない。
このような窒素注入液体を調製し供給するシステムは、全体を参照することにより開示内容を本明細書中に援用する、本発明者による２０１５年５月１日付けで出願された国際出願ＰＣＴ／ＵＳ１５／２８８７６号明細書、及び、全体を参照することにより開示内容を本明細書中に援用する、２０１４年５月１５日付けで出願された米国特許仮出願第６１／９９３，７００号明細書に記載されている。
しかしながら、これらの出願に記載されたシステムの場合、ガス、好ましくは窒素又は窒素と二酸化炭素との混合物を注入しようとする飲料は、メンブレン注入器を通して行われる。窒素又は窒素混合物はメンブレンの表面を横切って飲料に入る。このようなシステムは必然的に、溶液である飲料にしか適用することができない。メンブレン性能は、効果的であるために単位面積当たりの高いガス透過率を必要とする。しかしながら、経験で明らかになったところによれば、コーヒーのような飲料溶液を用いても、種々異なるコーヒーの焙煎及び調製の履歴が、注入器内での処理時にコーヒーの物理的特性を大きく変動させる。極端な事例では、コーヒーはゲル化し、注入プロセスにおいて機能するメンブレンの能力に深刻な影響をもたらすことがある。
このような場合、注入器ユニットを回復させるか又は交換するために、システムに対してメンテナンスを実施することが必要である。このような作業は、設備及びメンテナンスの点で多大なコストがかかり、小売り用途において売上げ損失をもたらし、また供給システム内部全体に衛生上の問題を招くおそれがある。
従って、均質化又は分散された固形物を含有することがあり且つ前述のシステム内では窒素を効率的に注入できなかったオレンジジュースのような飲料を含む、リンゴジュースから茶及びコーヒーに至るまでの種々異なる飲料に適用される、窒素注入飲料を調製し供給する普遍的な方法及びシステムが依然として必要である。
米国特許第６，１３８，９９５号明細書 米国特許第８，４３８，９６９号明細書
従って、本発明の目的は、システムを小売り環境又は家庭内で採用し得るような魅力的且つ簡便な方法で、窒素又は窒素・二酸化炭素混合ガスを広範な飲料に注入し、そして注入済飲料を供給するための、衛生状態が改善された効率的な、コスト効果のあるシステムを提供することである。
さらなる目的は、多様な窒素注入飲料を調製し供給することができるユニットシステムを提供することである。
本発明の別の目的は、持ち運び可能なキット又は永久的に据え付けることができるキットとしてシステムを提供することである。
これらの目的、そしてその他の目的は本発明によって達成される。本発明の第１実施態様は、窒素注入飲料を調製し供給するシステムであって、
バッグ・イン・ボックス型飲料濃縮物容器と、
前記バッグ・イン・ボックス型容器から第１流量制御ニードル弁へ、そして前記第１流量制御ニードル弁から液体混合点へ延びる飲料ラインを通る飲料濃縮物の流量を制御する第１ダイアフラムポンプであって、前記第１流量制御ニードル弁の前、又は前記第１流量制御ニードル弁の後であり且つ液体混合点の前に、第１バックチェック弁が任意に存在する、第１ダイアフラムポンプと、
給水部から液体／気体接触器メンブレンユニットへ、そしてこの接触器メンブレンユニットから第２流量制御ニードル弁へ、そして前記第２流量制御ニードル弁から前記液体混合点へ延びる水ラインを通る水流量を制御する第２ダイアフラムポンプであって、前記第２流量制御ニードル弁の前、又は前記第２流量制御ニードル弁の後であり且つ前記液体混合点の前に、第２バックチェック弁が任意に存在する、第２ダイアフラムポンプと、
前記液体／気体接触器メンブレンユニットに取り付けられた、少なくとも５０重量％の窒素を含むガスの制御された加圧供給部と、
前記液体／気体接触器メンブレンユニットと、
前記液体混合点から飲料蛇口へ延びる窒素注入飲料ラインと
を含み、
前記窒素注入飲料ライン内の前記注入飲料が、前記蛇口からの前記飲料の供給中に加圧下のままであるように、前記飲料蛇口は低速放出蛇口であり、
前記液体／気体接触器メンブレンユニットへ延びる前記窒素ガス給送物供給ラインが、前記液体／気体接触器メンブレンユニットから前記加圧ガス供給ライン内へ液体が流入するのを防止するチェック弁を含む、
窒素注入飲料を調製し供給するシステムを含む。
本発明のさらなる態様において、少なくとも第１実施態様に記載されたシステムを内蔵式ユニット内に含む飲料供給キットが提供される。内蔵式供給キットは壁又はパネルに付着させることができ、又は独立した床ユニット又は調理台ユニットであってもよい。
加えて、飲料供給キットはさらに、非窒素注入飲料を供給する一体的なシステムをさらに含んでよく、前記非窒素注入飲料システムが、
直接に前記第２ダイアフラムポンプから第３流量制御ニードル弁、及び非窒素飲料混合点へ延びる水ラインと、
前記第１ダイアフラムポンプから第４流量制御ニードル弁、及び非窒素飲料混合点へ延びる第２飲料濃縮物ラインと、
前記非窒素飲料混合点から非窒素飲料蛇口へ延びる飲料ラインと、
前記非窒素飲料蛇口を含む非窒素飲料供給タワーと
を含む。
本明細書中に記載されたシステム又はキットのいずれも、少なくともバッグ・イン・ボックス型飲料濃縮物容器を冷却する冷凍ユニット又は冷却ユニットを含んでいてよく、冷凍ユニット又は冷却ユニットは加えて、水、液体／気体接触器メンブレンユニット、及び供給タワーの少なくとも一部を冷却してもよい。
さらなる特別な態様では、窒素注入飲料のための飲料蛇口は、任意には、受容器への供給時に飲料からＮ2又はＮ2／ＣＯ2ガスが放出されるのを可能にする制限ノズル又は制限プレートが取り付けられた低速注ぎ蛇口である。
別の実施態様では、本発明は、上記実施態様及びそのさらなる態様に記載されたシステムから、窒素注入液体を調製し供給する方法を含む。この方法は、
前記バッグ・イン・ボックス型容器から前記第１流量制御ニードル弁を通して前記液体混合点へ、前記第１ダイアフラムポンプからの加圧下で飲料濃縮物を移し、
同時に、前記給水部から前記液体／気体接触器メンブレンユニットの液体側を通して第２ダイアフラムポンプからの加圧下で水を搬送し、そして前記窒素ガスを１３７．８９５〜４８２．６３３ＫＰａの圧力で前記液体／気体接触器メンブレンユニットの気体側に供給し、
前記液体／気体接触器のメンブレンを横切って前記ガスを前記水中に注入し、
さらに、前記液体／気体接触器から前記第２流量制御ニードル弁を通して前記液体混合点へ、前記窒素注入水を搬送し、
前記飲料濃縮物と窒素注入水とを前記液体混合点で混合することにより、前記窒素注入飲料を得て、
前記窒素注入飲料を、加圧下で前記低速放出飲料蛇口へ供給し、そして
前記窒素注入飲料を、前記飲料蛇口を通して、制御された速度で受容器へ供給する
ことを含み、
前記液体混合点で合体される前記飲料濃縮物及び窒素注入水の体積及び圧力が、それぞれ第１及び第２の流量制御ニードル弁によって制御され、そして
前記窒素注入飲料の供給中、前記混合点から前記蛇口へ延びる前記飲料ライン内の窒素注入飲料に作用する圧力が維持される。
本発明の特別な実施態様では、供給される飲料は、冷やされた窒素注入コーヒーである。
先行の段落は、概略的な導入部として提供されたものであり、下記請求の範囲を制限するものではない。記載された実施態様はさらなる利点とともに、添付の図面との関連において記載された下記詳細な説明を参照することにより最もよく理解される。
添付の図面との関連において考察すると下記詳細な説明を参照することによって開示内容及びその付随する利点の多くがよりよく理解されるようになるのに伴って、これらに対するより完全な認識が容易に得られることになる。
本発明の１つの実施態様に基づくバッグ・イン・ボックス型飲料濃縮物系供給システムを示す概略図である。 非窒素形態を成す同じ飲料のための一体的な供給システムを含む、バッグ・イン・ボックス型飲料濃縮物系供給システムを示す概略図である。 液体／気体接触器メンブレンユニットを示す概略図である。 本発明の一実施態様に基づくタワーアセンブリを示す概略図である。 本発明の一実施態様に基づく、窒素ガス供給・制御システムの基本的構成部分と１つの配置関係とを示す図である。 本発明の１つの実施態様に基づく、水・飲料濃縮物システムの基本的構成部分と１つの配置関係とを示す図である。 本発明のシステムと一緒に使用するのに適したガス供給アセンブリを示す図である。 本発明の一実施態様に基づくバッグ・イン・ボックス型飲料濃縮物系供給システムを、飲料濃縮物ライン及びニトロ水ライン内にバックチェック弁が含まれている状態で示す概略図である。 非窒素形態を成す同じ飲料のための一体的な供給システムを含む、バッグ・イン・ボックス型飲料濃縮物系供給システムを、ニードル流量制御弁の前にバックチェック弁が含まれている状態で示す概略図である。 本発明の一実施態様に基づく、水・飲料濃縮物システムの基本的構成部分と１つの配置関係とを、ニードル流量制御弁の前にバックチェック弁が含まれている状態で示す図である。
本明細書全体を通して、記載された全ての範囲は特に断りのない限り、全ての値及び部分範囲を含む。加えて、不定冠詞「ａ」又は「ａｎ」は、特に断りのない限り、明細書全体を通して「１つ又は２つ以上」という意味を有する。
本発明によれば、「飲料（beverage)」という用語は、溶解された成分に起因する風味を有する均質液体である任意の非炭酸水性液体材料を意味する。本発明の実施態様によれば、バッグ・イン・ボックス型容器から濃縮物として供給される液体は懸濁固形物を含有してよい。本明細書中に使用される濃縮物という用語は、高成分含有率の形態を成す任意の飲料であって、消費及び楽しみに適したレベルまで水で希釈されるものを表す。
本発明によれば、冷やされた飲料の供給とは、システムの蛇口を開くことによって、Ｎ2又はＮ2／ＣＯ2ガスを注入された、冷やされた定量の飲料が、システムから受容器、例えばグラス、マグ、又は他の飲用容器内へ流入するのを可能にすることを意味する。以下の説明全体を通して、「ガス注入（gas infused）」という用語は、Ｎ2又はＮ2／ＣＯ2を注入された飲料を表すために採用される。実施態様が具体的にＮ2／ＣＯ2混合物に関するか、又はＮ2だけに関する場合、実際のガス組成が明確に開示される。
冷やされたガス注入飲料の供給は、本発明の要素である。ガス注入飲料に対する圧力を低減すると、注入されたガスが逃げることが可能になり、その結果、飲料の風味及び／又は外観の向上によって、供給された飲料を際立たせる独特の特性がもたらされる。
本明細書全体を通して、窒素、窒素ガス、Ｎ2、及びＮ2ガスという用語は相互に交換可能に使用され、特に断りのない限り同じ意味を伝える。混合ガスという用語は、少なくとも５０％のＮ2を含有し、残余は二酸化炭素であるガス混合物を表すために使用される。さらに窒素注入水は「ニトロ水（nitro-water）」と呼ぶことができ、窒素又は混合ガスを注入された水を表す。加えて、調製された窒素注入飲料は、「ニトロ飲料（nitro-beverage）」と呼ぶことができる。
本発明者が認識したところによれば、ビール及びソーダのような炭酸ドリンク以外の飲料は、その飲料に窒素、又は窒素と二酸化炭素との混合物を注入する結果として、向上した風味及び魅力的な外観を有することができる。窒素又は窒素と二酸化炭素との組み合わせを冷やされた飲料、例えばコーヒー、茶、又はその他の非炭酸飲料、例えばジュース及び電解質ドリンク中に分散させ溶解させる方法を研究した結果、発明者は、独特且つ魅力的な風味及び外観を飲料に与えるような方法で冷やされたガス注入飲料を提供するために、米国特許仮出願第６１／９９３，７００号明細書及び国際出願ＰＣＴ／ＵＳ１５／２８８７６号明細書に記載されたシステムを凌ぐ利点を有する供給システムを設計した。同時に、システムは、メンテナンス要件が低くシステム衛生状態が良好な状態で、広範な窒素注入飲料を調製し供給する機会を与える。
従って、図１に概略的に示された第１実施態様の場合、本発明は、窒素注入飲料を調製し供給するシステムであって、バッグ・イン・ボックス型飲料濃縮物容器（２０）と、バッグ・イン・ボックス型容器から第１流量制御ニードル弁（１７）へ、そして第１流量制御ニードル弁から液体混合点（２３）へ延びる飲料ライン（３）を通る流量を制御する第１ダイアフラムポンプ（１２）と、給水部から液体／気体接触器メンブレンユニット（８）へ、そして接触器ユニットから第２流量制御ニードル弁（１６）へ、そして第２ニードル弁から液体混合点（２３）へ延びる水ライン（２）を通る水流量を制御する第２ダイアフラムポンプ（１１）と、液体／気体接触器メンブレンユニットに取り付けられた、少なくとも５０重量％の窒素を含むガスの制御された加圧供給部（２２）と、液体／気体接触器メンブレンユニット（８）と、液体混合点から飲料蛇口（図４）へ延びる窒素注入飲料ライン（１８）とを含み、窒素注入飲料ライン内の注入飲料が、蛇口からの飲料の供給中に加圧下のままであるように、飲料蛇口は低速放出蛇口であり、そして液体／気体接触器メンブレンユニットへ延びる窒素ガス給送物供給ラインが、液体／気体接触器メンブレンユニットから加圧ガス供給ライン内へ液体が流入するのを防止するチェック弁（１０）を含む、窒素注入飲料を調製し供給するシステムを提供する。
上記説明、並びに図１及び２に示されているように、飲料濃縮物と窒素注入水との混合は、ソーダディスペンサ又はバーガン（bar gun）で通常行われるような供給ノズルにおいてではなく、加圧下で蛇口に通じる液体混合点と窒素飲料ラインとにおいてインラインで行われる。例えばソーダ供給システムにおける炭酸水と濃縮物とは両方とも独立してノズルに給送され、飲料を注ぐときに混合される。本発明の構成によれば、窒素水は加圧下で濃縮物とブレンドされる。この圧力は濃縮物がニトロ水と混合されるのに伴って、強制的なインライン濃縮物窒素化を引き起こす。このことは、低速注ぎ蛇口からのライン内の背圧「制限（restriction）」の結果として行われる。低速注ぎ蛇口は、注入を達成するのに必要なライン圧力を生じさせる制限ディスクを有している。
コーヒーのような製品の強制的窒素化は、タンク内部の水出しコーヒーに高いＮ２圧力を加えることにより、多くの人々によって遂行されている。このプロセスは所定の時間にわたってＮ2を溶液中に注入し、その効果は時々タンクを振盪させ、温度を低下させることによって高められる。対照的に、水を窒素化し、次いでコーヒー濃縮物又は他の飲料濃縮物とブレンドさせる本方法は、背圧及び窒素飲料供給ラインの長さを用いて、混合点からのライン内で製品を強制的に窒素化する。
図１に示された実施態様では、流量制御ニードル弁（１６）及び（１７）の前、又は流量制御ニードル弁（１６）及び（１７）のすぐ後であるがしかし液体混合点（２３）の前に、バックチェック弁（back check valves）が任意に配置されていてよい。このようなバックチェック弁を使用すると、ニトロ水と飲料濃縮物との混合に必要な圧力を支持し、両システムをバックフラッシュ（back-flush）から保護するのに役立つ。バックチェック弁（２６）及び（２７）を流量制御ニードル弁（１６）及び（１７）の前に含むシステムの例が図８に示されている。
さらに、図１に示された実施態様の場合、窒素供給部（２２）から延びるガスライン（４）を通る窒素又は窒素混合ガスで加圧された、加圧可能な容器（２１）から給水部を提供することができる。この実施態様では、窒素は、独立したガス調節器（２５）のマニホルドを通って、ダイアフラムポンプ（５）のそれぞれへ、液体／気体接触器メンブレンユニット（６）へ、そして加圧可能な給水容器（４）へ供給される。（２１）で示されているような給水容器を使用することにより、バッグ・イン・ボックス型飲料濃縮物及び水容器の両方を冷却ユニット又は冷蔵ユニットによって冷却し得るという利点がもたらされる。或いは、図１及び２に示された実施態様の全ての又は選択された個々の構成部分を、１つ又は２つ以上の冷却ユニット又は冷蔵ユニット、好ましくは１つの共通の冷却ユニットによって冷却することもできる。
システムは任意にはインライン式のストレーナ及び／又は濾過ユニット（図１には示されていない）を、給水部から液体／気体接触器メンブレンユニットへ延びる水ライン内に組み込むことにより、液体／気体接触器メンブレンユニットのガス透過性メンブレンを、水中に存在し得る固形物から保護することができる。
バッグ・イン・ボックス型容器は広範な容積サイズ及び構造材料で商業的に入手可能である。意図される用途に好都合な容積サイズの任意の好適な容器を採用することができる。一般に、採用されるべき冷却システムの取り扱いの利便性、並びにサイズ及び構造に基づいて、３．７８５４〜１８．９２７リットルの容器が採用される。しかしながら、大量の供給のために構成されたシステムはより大きく、例えば３７．８５４リットル以上であってよい。容器のボックス構成部分は段ボール紙であってよく、これに対してバッグは食品及び飲料業界における使用に受け入れられる任意の材料から構成されていてよい。
図２に概略的に示された商業システムの場合、このシステムはさらに、非窒素飲料（スティル（非発泡性）飲料（still beverage））のための供給ラインを含むことができる。ダイアフラムポンプ（１１）から来たスティル水は直接に流量制御エジェクタ（１４）へ、そして液体混合点（２４）へポンプで圧送され、ここで水は飲料濃縮物と混合され、スティル飲料蛇口（図示せず）へ供給される。図１の冷却に関する上記説明は図２にも当てはまる。図１に示された実施態様とともに説明され、また図８に示されているように、バックチェック弁は、流量制御ニードル弁（１４），（１５），（１６）及び（１７）の前、又は流量制御ニードル弁（１４），（１５），（１６）及び（１７）のすぐ後であるがしかし液体混合点（２３）の前に任意に配置することができる。
流量制御ニードル弁（１４），（１５），（１６）及び（１７）の前にバックチェック弁（２６），（２７），（２８）及び（２９）を含むシステムの例が図９に示されている。図１０は、図９に概略的に示された飲料及び水システムの１つの考えられ得る配置関係を示している。
図１及び２は、本発明の供給システムの基本的な構成部分の配置関係を概略的に示している。しかしながら、商業的機能ユニットの構造において、二次的な構成部分、例えば安全調節器、弁、カップリング、ハーネス、支持構造、及び飲料供給技術の当業者に知られている他の機能構成部分がシステム内に組み込まれていてよい。このような商業的配置関係は、ここに開示される構造的構成部分及び配置関係が存在する限り、本発明に含まれる。
図４に示された蛇口（３）は、冷やされたガス注入飲料を制御された速度で供給することにより、供給時に泡の形成を可能にし、本発明のシステムからの供給を介して得られた製品と関連する独特の風味及び外観を提供するように構成された低速注ぎ蛇口であってよい。このような低速注ぎ蛇口は、窒素飲料が供給されているときでさえ、液体混合点の後の窒素飲料ライン内で、ニトロ水と飲料濃縮物とを混合するために必要な圧力を維持する。生ビールに典型的に採用される商業的に入手可能な蛇口が、蛇口（３）として使用するのに適している。
図４は、本発明の１実施態様に基づく蛇口タワーアセンブリ（１）を示す概略図である。本発明の極めて好ましい態様では、蛇口の先端内に制限ノズル（２）を挿入することによって、液体供給中の泡の形成をさらに増強する。異なる供給特性を提供する制限ノズルが知られており、商業的に入手可能である。加えて、ノズルの代わりに、又はノズルと組み合わせて制限プレートを採用することにより、供給システムの発泡効果を高めることもできる。図４に示された実施態様はまた、システムに対する装飾的増強手段であってよい蛇口のハンドル（４）、雫受け皿（５）、及び図１及び２に示されたライン（１８）との急速接続カップリング（６）を含む。蛇口のハンドル、雫受け皿、及び急速接続カップリングはシステムに対する商業的増強手段であり、本発明の要素ではない。
図７は、本発明の供給システムと一緒に利用し得る標準的なガス供給部アセンブリを示している。本発明は図７のアセンブリに制限されることはなく、窒素又は窒素混合ガスを提供するいかなる圧力調節供給システムをも採用することができる。
図７に示されたガス供給システムの構成部分の符号は以下の手がかりに従って識別される。
（１） Ｎ2又は混合ガスのタンク
（２） タンク開閉弁
（３） 出口圧力ゲージ
（４） 調節器調整コントローラ
（５） ガス体積ゲージ
（６） 調節弁
（７） ガス急速接続カップリング
好ましい実施態様の場合、システムは、内蔵式ユニット又は供給キット内に配置又は構成される。このユニット又はキットは、特別な冷やされたガス注入飲料を調製して供給するために、商業施設に好都合に配送し設置することができる。システムは内部のシステム構成部分及び飲料濃縮物を周囲温度又は室温よりも低い温度まで冷却することができる冷蔵ユニット又は冷却ユニットを含んでも含まなくてもよい。しかしながら、冷却機能がシステム内に含まれていない場合には、当業者に知られた方法に従って、飲料濃縮物を冷却された状態で維持するための対策を講じることができる。
内蔵式ユニットは、ユーザーの使い勝手がよく且つ好都合な、特にコーヒーバー、カフェテリア、レストラン、及び飲料が出されるその他の商業施設に適した、冷やされたガス注入飲料を調製して供給するユニットを提供する。特別な実施態様では、本発明は上記構成部分から成るキットであって、取り付け用パネルハウジングを含み、このハウジングが壁又はパネルに付着し、壁にシステム構成部分のいくつか又は全てを取り付ける、キットを提供する。
冷蔵システム又は冷却システムは、内部のシステム及び／又は飲料濃縮物をほぼ２．２２２℃（３６°Ｆ）まで冷却することができるが、システム内で取り扱われる飲料、及び探求される風味及び外観に応じて温度は選択される。本発明のシステムに適した冷蔵システム又は冷却システムは、IOWA ROTO CAST「BREEZER」円筒形冷却ユニットである。このユニットはシステムの構成部分を好都合に含むことができる。
窒素供給部は、少なくとも５０重量％のＮ2を有するＮ2／ＣＯ2混合物であってよく、或いは少なくとも９９．５重量％のＮ2含有率を有する本質的に純粋な窒素であってもよい。この範囲内で異なる二酸化炭素含有率を含有する窒素の等級を、供給された飲料に様々な風味及び外観を与えるように採用することができる。
窒素又は混合ガスは、ガス調節弁を介して、圧力定格供給ラインを通して液体／気体接触器メンブレンユニットへ供給される。液体／気体接触器メンブレンユニット内へポンプで圧送される水の圧力と、液体／気体接触器メンブレンユニット内のＮ2又はＮ2／ＣＯ2ガスの圧力とは、互いに独立して制御することができる。
ダイアフラムポンプは、人が消費するための液体を移送するように構成された、適宜のサイズを有するいかなるダイアフラムポンプであってもよい。この用途に適したポンプは商業的に入手可能であり、一例としては、「SHURFLO BEER ACE」ダイアフラムポンプに注目することができる。
液体／気体接触器メンブレンユニットに通じるＮ2給送ライン内にチェック弁を配置することにより、液体／気体接触器メンブレンユニットから窒素ガス供給部への液体の「逆流（backflow）」を防止する。
液体／気体接触器メンブレンユニットは、中空繊維を含有する任意の適宜なメンブレンであるので、液体／気体接触器メンブレンユニットに供給されたＮ2又はＮ2／ＣＯ2混合ガスは、ガス透過性メンブレンを通る通路を介して水と接触し、水中に溶解且つ／又は分散されることにより、Ｎ2／ＣＯ2を注入された水の給送物を形成する。
概略的な説明において、液体／気体接触器メンブレンユニットは、中空繊維メンブレンを含む円筒管から構成されていてよい。中空メンブレンの外部の周りのスペース内に水がポンプで圧送される。供給調節器によって決められた設定圧力のＮ2又はＮ2／ＣＯ2ガスが中空繊維メンブレンの内部に入れられる。そこから、ガスはメンブレンを透過し、透過したＮ2又はＮ2／ＣＯ2は、メンブレンの外部の水と接触し、水中へ入る。液体／気体接触器メンブレンユニットの一例の概略図が図３に示されている。図３は独立した図であり、符号は図３にのみ当てはまる。断面図Ｂ−Ｂに示されているように、接触器ユニットは一連の中空繊維メンブレン（２５）を含んでいる。中空繊維メンブレンは、固体ケーシング（２６）内部に配置されており、流体スペース（２７）によって取り囲まれている。液体／気体接触器ユニットは従来から知られており、透過性メンブレンを横切って気体・液体の接触を可能にするいかなるユニットをも適宜に採用することができる。図３の１つの実施態様では、Ｎ2又はＮ2混合ガスは中空メンブレンに通されるのに対して、水は、中空繊維メンブレンを取り囲む流体スペースに通される。しかしながら、水を中空繊維メンブレンに通すのに対して、Ｎ2又はＮ2混合ガスを流体スペースに通すことも可能である。中空繊維メンブレンの外部に位置する水の圧力に対して中空繊維メンブレンの内部のガス圧力を変化させ制御することにより、水中へのガスの注入度を種々異なるものにすることを可能にする。
ガス注入水（ニトロ水）は液体／気体接触器メンブレンから、流量制御ニードル弁又はブリックス弁、例えばBrix Block（登録商標）ユニットを通って、次いで任意にはバックチェック弁を通って、液体混合点に搬送される。液体混合点では、窒素注入水が飲料濃縮物と混合させられる。流量制御ニードル弁及び類似の装置は商業的に入手可能であり、本発明において記載された実施態様の配置関係と適合性を有するいかなるシステムをも採用することができる。
同時に、飲料濃縮物はバッグ・イン・ボックス型容器からダイアフラムポンプによって、直接に別個の飲料濃縮物流量制御ニードル弁、好ましくはBrix Block（登録商標）ユニットへ、そして次いで任意にはバックチェック弁を通って液体混合点へ圧送される。
液体混合点の構造は、窒素注入水と飲料濃縮物との完全な混合をもたらすいかなる形態を有していてもよく、２つのラインが１つのラインに融合している「Ｙ」構造と同じようにシンプルなデザインであってよく、又は当業者によく知られているような、より精緻な受動的液体混合ユニットであってもよい。
混合点に入る飲料濃縮物及び窒素注入水の流量及び相対比率は、ダイアフラムポンプのそれぞれに由来する圧力を調整することによって、そして流量制御ニードル弁のそれぞれを通る流量を調整することによって制御することができる。
液体混合点で得られた窒素注入飲料は加圧下で保持され、そして飲料蛇口を備えた供給タワーへ向かって移動する。好ましい実施態様では、飲料蛇口は低速注ぎ蛇口であり、この蛇口は１秒当たり２．８３５〜１４１．７４８グラム、好ましくは１秒当たり１４．１７５〜８５．０４９グラム、そして最も好ましくは１秒当たり２２．６８０〜３４．０２０グラムの速度で、冷やされたガス注入飲料を供給する。この効果及び供給速度はさらに、前述のように蛇口の先端に制限ノズルを挿入することによってさらに向上させることができる。
重要なのは、混合点と供給蛇口との間の飲料ライン内の窒素注入飲料は、たとえ窒素注入飲料を蛇口を通して供給している間でも正圧下に維持されることである。前述のように、この正圧は、飲料が窒素水で希釈されるのに伴う飲料の窒素化を支援する。
本発明の別の実施態様では、図１及び２に概略的に示された供給ユニットは、乗り物の壁又はパネルに搭載するのに適したユニット内に組み付けることができる。構成部材の配置関係は鉛直方向でも水平方向でもよく、壁又はパネルの互いに対向する側に構成部分を有してよい。例えば、蛇口タワーだけは一方の側で目で見ることができるのに対して、冷却ユニット、液体／気体接触器、飲料容器、ポンプ及びラインを含む他の機能構成部分は反対側で視界の外にある。本発明は、図１に示されて下記請求項に記載された概略的な配置関係が存在する限り、全てのこのような配置関係を含む。
ガス供給システム、並びに水・飲料濃縮物システムの構成部分の考えられ得る物理的配置関係の例が図５，６及び１０にそれぞれ示されている。図６及び１０はスティル（非窒素化）飲料システムを含む。
図５，６及び１０の構成部分を識別するための手がかりを下に示す。このような手がかりにおいて、図面に共通な構成部分は同じ符号を有する。
（１） ガス入口
（２） 水入口
（３） 飲料濃縮物入口
（４） 水容器へのＮ2供給部
（５） ダイアフラムポンプに通じるＮ2調節弁
（６） 液体／気体接触器メンブレンに通じるＮ2調節弁
（７） 水容器に通じるＮ2調節弁
（８） 液体／気体接触器ユニット
（９） 水バックチェック弁
（１０） Ｎ2バックチェック弁
（１１） 水ダイアフラムポンプ
（１２） 飲料ダイアフラムポンプ
（１３） 水調節弁
（１４） スティル水ブリックスユニット
（１５） 飲料ブリックスユニット
（１６） ニトロ水ブリックス
（１７） ニトロ飲料ブリックス
（１８） ニトロ飲料出口
（１９） スティル飲料出口
（２６） ニトロ出口へ向かうニトロ水のバックチェック弁
（２７） ニトロ出口へ向かう飲料濃縮物のバックチェック弁
（２８） スティル出口へ向かう飲料濃縮物のバックチェック弁
（２９） スティル出口へ向かう水のバックチェック弁
別の実施態様では、本発明は、本発明のシステムから冷やされた窒素注入飲料を調製して供給する方法を提供する。この方法は、
前記バッグ・イン・ボックス型容器から前記第１流量制御ニードル弁を通して前記液体混合点へ、前記第１ダイアフラムポンプからの加圧下で飲料濃縮物を移し、
同時に、前記給水部から前記液体／気体接触器メンブレンユニットの液体側を通して第２ダイアフラムポンプからの加圧下で水を搬送し、そして前記窒素ガスを２０〜７０ｐｓｉの圧力で前記液体／気体接触器メンブレンユニットの気体側に供給し、
前記液体／気体接触器のメンブレンを横切って前記窒素ガスを前記水中に注入し、
さらに、前記液体／気体接触器から前記第２流量制御ニードル弁を通して前記液体混合点へ、前記窒素注入水を搬送し、
前記飲料濃縮物と窒素注入水とを前記液体混合点及び窒素化飲料ラインで、正圧下で混合することにより、前記窒素注入飲料を得、
前記窒素注入飲料を、加圧下で前記飲料蛇口へ供給し、そして
前記窒素注入飲料を、前記飲料蛇口を通して、制御された速度で受容器へ供給する
ことを含み、
前記液体混合点で合体される前記飲料濃縮物及び窒素注入水の体積及び圧力が、それぞれ第１及び第２の流量制御エジェクタによって制御され、そして
前記窒素注入飲料の供給中、前記混合点から前記蛇口へ延びる前記飲料ライン内の窒素注入飲料に作用する圧力が維持される。
１つの好ましい実施態様の場合、飲料濃縮物は、−１．１１１〜４．４４４℃（３０〜４０°Ｆ）の温度、好ましくは０〜３．３３３℃（３２〜３８°Ｆ）、最も好ましくは１．１１１〜２．７７８℃（３４〜３７°Ｆ）の温度まで冷却されたコーヒーである。さらに飲料がコーヒーの場合、液体／気体接触器メンブレンユニット内のＮ2圧力は１３７．８９５〜４８２．６３３ＫＰａ（２０〜７０ｐｓｉ）であり、そして液体混合点で注入水と混合されたときに得られる、冷やされた注入コーヒー中のＮ2含有率は、２０〜８０ｐｐｍ、好ましくは３０〜６０ｐｐｍ、そして最も好ましくは４０〜５０ｐｐｍである。
低速注ぎ蛇口から低速で供給することの効果は、システムから放出され受容器、例えば給仕用グラスへ向かって流れると、Ｎ2ガスはこれがグラスへ滝状に落下するのに伴って、冷やされたコーヒー又は他の注入飲料から逃げ、その結果、飲料の表面上に泡又はあぶくの上部が出現し、これが本発明に基づいて得られた製品に固有の風味、芳香、及び外観を提供することである。
ダイアフラムポンプは、ビール、ソーダ、及び他の飲料をポンプで圧送するために業界で従来から採用されている。特にその理由は、このようなポンプが炭酸液体、並びに非炭酸液体と適合するからである。ダイアフラムポンプの有用性がこれらの実施態様に開示されているものの、人が消費するために意図された液体に適した他のポンプを採用することも可能である。
液体／気体接触器メンブレンユニット内のＮ2又はＮ2／ＣＯ2ガスの相対圧力、及び液体／気体接触器メンブレンユニット内の、ダイアフラムポンプから出る水の圧力を変化させて、より独特な外観及び場合によっては風味の向上を、液体混合点で得られる、供給される冷やされた飲料に与えることができる。液体／気体接触器メンブレンユニット内のＮ2又はＮ2／ＣＯ2ガスの給送圧力と、水の液体圧力との比は２０／１〜１／２０であってよい。
当業者ならば、液体／気体接触器メンブレンユニット内のＮ2又はＮ2／ＣＯ2ガスの給送圧力と、水の液体圧力との比を変化させることが、供給される冷やされた飲料の特性に与える効果を試験を通して学習し、そして独特の風味、芳香、及び外観を有する、Ｎ2又はＮ2／ＣＯ2を注入された冷やされた飲料を得るために学習した設定値を調整することができる。この研究は、流量制御エジェクタ及び相対混合特性のそれぞれを制御することを含んでもよい。
１つの実施態様において、液体混合点で混合される飲料濃縮物と窒素注入水との体積比は１／１０〜１０／１、好ましくは１／５〜５／１、最も好ましくは２／１〜１／２であってよい。これらの比は、記載された範囲内の全ての部分範囲及び値を含む。
さらなる実施態様の場合、システムはさらにブラスト・冷蔵ユニットを含んでもよい。高温液体、例えば淹れたコーヒーの濃縮物又は茶の濃縮物が先ず急速に４．４４４℃（４０°Ｆ）以下まで冷却又は超冷却され、次いでバッグ・イン・ボックス型容器に装入される。このような急速冷却は、窒素注入水と混合され、そして飲用グラス又は他の受容器に供給されたとき、Ｎ2又はＮ2／ＣＯ2を注入された冷やされた飲料の風味及び芳香をさらに向上させるのに役立つことができる。
本発明のさらなる態様において、複数の窒素注入飲料の供給システムが提供される。この実施態様によれば、中央又は共同の窒素注入水供給部が、複数の飲料濃縮物供給タワーユニットに、各飲料タワーに対応する液体混合点のところで接続されている。それぞれのラインが流量制御エジェクタ及びバックチェック弁を含む、複数の窒素注入水給送ラインのマニホルド配置を構成することができる。それぞれの別個の窒素注入水給送ラインは、それぞれ異なる供給タワーの液体混合点に接続されてよい。別々のバッグ・イン・ボックス型容器から、ダイアフラムポンプを介して流量制御エジェクタ／バックチェック弁配置を通してそれぞれ個々の混合点に、そしてそれぞれ区別可能な蛇口に、種々異なる飲料濃縮物を供給することができる。
上記説明は、当業者が本発明を形成し用いるのを可能にするように提示されており、特定の用途及びその要件の文脈において提供されている。好ましい実施態様に対する種々の変更形が当業者には容易に明らかになり、そして本明細書中に定義された一般的原理は、本発明の思想及び範囲を逸脱することなしに、他の実施態様及び用途に当てはめることができる。従って、本発明は、示された実施態様に限定されるものではないが、しかし本明細書中に開示された原理及び特徴と一致する最も広い範囲と認められるべきである。これに関して、本発明の範囲内の特定の実施態様は、幅広く考察された、本発明のすべての利点を示すわけではない。

Claims (25)

  1. 窒素注入飲料を調製し供給するシステムであって、
    バッグ・イン・ボックス型飲料濃縮物容器と、
    前記バッグ・イン・ボックス型容器から第１流量制御ニードル弁へ延びると共に、該第１流量制御ニードル弁から液体混合点へ延びる飲料ラインを通る飲料濃縮物の流量を制御する第１ダイアフラムポンプであって、前記第１流量制御ニードル弁の前、又は該流量制御ニードル弁の後であり、且つ液体混合点の前に、第１バックチェック弁が任意に存在する、第１ダイアフラムポンプと、
    給水部から液体／気体接触器メンブレンユニットへ延びると共に、前記接触器ユニットから第２流量制御ニードル弁へ延びて、及び該第２流量制御ニードル弁から前記液体混合点へ延びる給水ラインを通る水流量を制御する第２ダイアフラムポンプであって、前記第２流量制御ニードル弁の前、又は該第２流量制御ニードル弁の後であり、且つ前記液体混合点の前に、第２バックチェック弁が任意に存在する、第２ダイアフラムポンプと、
    前記液体／気体接触器メンブレンユニットに取り付けられた、少なくとも５０重量％の窒素を含むガスの制御された加圧供給部と、
    前記液体／気体接触器メンブレンユニットと、
    前記液体混合点から飲料蛇口へ延びる窒素注入飲料ラインと
    を含み、
    前記窒素注入飲料ライン内の注入飲料が、蛇口からの飲料の供給中に加圧下のままであるように、前記飲料蛇口は低速放出蛇口であり、
    前記液体／気体接触器メンブレンユニットへ延びる窒素ガス給送物供給ラインが、前記液体／気体接触器メンブレンユニットから加圧ガス供給ライン内へ液体が流入するのを防止するチェック弁を含む、
    窒素注入飲料を調製し供給するシステム。
  2. 前記給水部が水を供給するために加圧可能な給水容器を含む、請求項１に記載のシステム。
  3. 少なくとも３つの窒素調節器を含む窒素ガス供給マニホルドを有し、１つの調節器が前記第１及び第２ダイアフラムポンプへの窒素の供給量及び圧力を制御し、１つの調節器が前記液体／気体接触器メンブレンユニットへの窒素の供給量及び圧力を制御し、及び１つの調節器が前記加圧可能な給水容器への窒素の供給量及び圧力を制御する、請求項２に記載のシステム。
  4. 冷蔵システム又は冷却システムを更に含む、請求項１に記載のシステム。
  5. 少なくとも前記バッグ・イン・ボックス型飲料濃縮物容器が前記冷蔵システム又は前記冷却システムによって冷却される、請求項４に記載のシステム。
  6. 冷蔵システム又は冷却システムを更に含む、請求項２に記載のシステム。
  7. 前記バッグ・イン・ボックス型飲料濃縮物容器と、供給タワー、給水容器、及び液体／気体接触器ユニットのうちの少なくとも１つとが、前記冷蔵システム又は前記冷却システムによって冷却される、請求項６に記載のシステム。
  8. 前記飲料蛇口が、任意には、受容器に供給されるときに前記飲料からＮ2又はＮ2／ＣＯ2ガスが放出されるのを可能にする制限ノズル又は制限プレートが取り付けられた低速注ぎ蛇口である、請求項１に記載のシステム。
  9. 窒素を含む前記ガスが、少なくとも９９．５％のＮ2を有する純粋窒素ガスである、請求項１に記載のシステム。
  10. 前記冷蔵システム又は冷却システムが、少なくとも前記バッグ・イン・ボックス型飲料濃縮物容器を周囲温度から１．１１１℃（３４°Ｆ）へ冷却することができる、請求項２に記載のシステム。
  11. 前記液体／気体接触器メンブレンユニットの前で前記給水ライン内にインライン式のストレーナ及び／又は濾過ユニットをさらに含む、請求項１に記載のシステム。
  12. 請求項１に記載のシステムと、１つの内蔵式ユニット内の冷蔵システム又は冷却システムとを含む、飲料供給ユニット。
  13. 請求項１に記載のシステムから窒素注入飲料を調製して供給する方法であって、
    前記バッグ・イン・ボックス型飲料濃縮物容器から前記第１流量制御ニードル弁を通して前記液体混合点へ、前記第１ダイアフラムポンプからの加圧下で飲料濃縮物を移し、
    同時に、前記給水部から前記液体／気体接触器メンブレンユニットの液体側を通して第２ダイアフラムポンプからの加圧下で水を搬送し、前記窒素ガスを１３７．８９５〜４８２．６３３ＫＰａの圧力で前記液体／気体接触器メンブレンユニットの気体側に供給し、
    前記液体／気体接触器のメンブレンを横切って前記窒素ガスを水中に注入し、
    さらに、前記液体／気体接触器メンブレンユニットから前記第２流量制御ニードル弁を通して前記液体混合点へ窒素注入水を搬送し、
    前記飲料濃縮物と窒素注入水とを前記液体混合点で、正圧下で混合することにより、前記窒素注入飲料を得て、
    前記窒素注入飲料を加圧下で低速放出飲料蛇口へ供給し、
    前記窒素注入飲料を、前記低速放出飲料蛇口を通して制御された速度で受容器へ供給する、
    ことを含み、
    前記液体混合点で合体される前記飲料濃縮物及び窒素注入水の体積及び圧力が、それぞれ前記第１及び第２流量制御ニードル弁によって制御され、
    前記窒素注入飲料の供給中、前記液体混合点から蛇口へ延びる飲料ライン内の窒素注入飲料に作用する圧力が維持される、
    システムから窒素注入飲料を調製して供給する方法。
  14. 前記窒素注入飲料は、受容器に供給されるときに前記飲料からＮ2又はＮ2／ＣＯ2ガスが放出されるのを可能にする制限ノズル又は制限プレートが取り付けられた蛇口を通して供給される、請求項１３に記載の方法。
  15. 少なくとも前記飲料濃縮物が、窒素注入水との混合前に２．２２２〜３３．３３３℃（３６〜３８°Ｆ）の温度まで冷却される、請求項１３に記載の方法。
  16. 前記飲料濃縮物がコーヒー濃縮物である、請求項１３に記載の方法。
  17. 飲料の制御された供給速度が１秒当たり２．８３５〜１４１．７４８グラムの窒素注入飲料である、請求項１３に記載の方法。
  18. 前記コーヒー濃縮物が１．１１１〜２．７７８℃（３４〜３７°Ｆ）まで冷却される、請求項１４に記載の方法。
  19. 供給されたＮ2注入コーヒー中のＮ2含有率は２０〜５０ｐｐｍである、請求項１６に記載の方法。
  20. 前記液体／気体接触器メンブレンユニットに入る前に、水をストレーナ及び／又は濾過ユニットに通すことをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
  21. 請求項１３の方法によって供給された、Ｎ2又はＮ2／ＣＯ2を注入された冷やされた飲料。
  22. 飲料が、コーヒー、茶、ジュース、及び電解質ドリンクから成る群から選択される、請求項２１に記載のＮ2又はＮ2／ＣＯ2を注入された冷やされた飲料。
  23. 内蔵式ユニット内に少なくとも請求項１に記載のシステムを含む飲料供給キット。
  24. 前記内蔵式ユニットを壁又はパネルに付着させることができる、請求項２３に記載の供給キット。
  25. 非窒素注入飲料を供給するシステムをさらに含む請求項２３に記載の飲料供給キットであって、前記非窒素注入飲料システムが、
    直接に前記第２ダイアフラムポンプから第３流量制御ニードル弁、第３バックチェック弁、及び非窒素飲料混合点へ延びる給水ラインと、
    前記第１ダイアフラムポンプから第４流量制御ニードル弁、第４バックチェック弁、及び前記非窒素飲料混合点へ延びる第２飲料濃縮物ラインと、
    前記非窒素飲料混合点から非窒素飲料蛇口へ延びる飲料ラインと、
    前記非窒素飲料蛇口を含む非窒素飲料供給タワーと
    を含む、請求項２３に記載の飲料供給キット。
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