KR101912981B1 - 액상식품 및 다량의 압축가스를 위한 용기의 조합체 및 압축가스의 사용 - Google Patents

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Abstract

액상 식품 및 식품이 오프닝(11,opening)을 통해 용기(1) 밖으로 흘러나오게 만들도록 가압 용기(1)에 넣는 다량의 압축가스(2)를 위한 용기(1)의 조합체에서, 5℃ 온도에서 압축가스(2)는 115kPa 보다 더 큰 증기압력을 갖으며, 25℃ 온도에서 1000kPa 보다 더 작은 증기압력을 갖는 것을 특징으로 한다.

Description

액상식품 및 다량의 압축가스를 위한 용기의 조합체 및 압축가스의 사용{COMBINATION OF A CONTAINER FOR A LIQUID FOODSTUFF AND A QUANTITY OF PROPELLANT AND USE OF A PROPELLANT}
본 발명은 액상식품 및 다량의 압축가스를 위한 용기의 조합체 및 압축가스의 사용에 관한 것이다.
액상식(료)품을 위한 용기에서, 예컨대, 탭의 오프닝에 의해 식품이 밖으로 흘러나와야만 하는데, 식품을 흘러나오게 하기 위해서는 압력이 필요하다.
일반적으로 이러한 압력은, 예컨대 맥주통에서, 실제는 대체로 공급 저장소(supply reservoir)로부터 액체상태 및/또는 고압기체상태에 있는 탄산가스(CO2)인 압축가스(propellant)에 의해 제공되며, 압축가스는 맥주가 흘러나올수 있도록 압력을 받는 용기에 위치한다. 공급 저장소는 크거나 작을 수 있으며, 용기에 직접 연결되거나 호스 또는 파이프 시스템을 통해 연결된다.
이러한 시스템이 지니는 문제점은, 일반적으로 5 내지 10℃인 탭 온도(tap temperature)에서, CO2 증기압력이 대략 4000 kPa로 상대적으로 높고, 상온에서 대략 7000 kPa이다.
이것은 4가지 불리한 결과를 갖는다. 첫째 결과는 이러한 압력은 맥주가 제어방식으로 용기에서 흘러나오기 위해 너무 높으며, 둘째 결과는 대부분의 용기가 이러한 압력을 견딜 수 없고, 셋째 결과는, 고압 또는 매우 낮은 온도에서 작동할수 있는 고가의 장치의 이용없이, 공급 저장소에 소비된 CO2를 보충하는 것이 가능하지 않으며, 넷째 결과는 공급 저장소가 상기 고압에 견딜 수 있게 구성되어야 하므로 상대적으로 고가이다.
실제로 처음의 두가지 불리한 점은 몇 백 kPa로 압력을 감소시키는 익스팬더(expander)를 지닌 용기 및/또는 공급 저장소를 설치함으로써 해결되며, 그리고 과압 방지장치(overpressure protection)를 지닌 용기의 설치를 적용할 경우에 해결된다.
이것은 용기-공급 저장소 조합체를 값 비싸고 복잡하게 만든다.
또한, 장치의 일부분이 항상 고압하에 있어서, 이러한 고압을 견뎌야하며, 또는 폭발의 위험에 이르게될 수 있다.
셋째 불리한 점은, 물론 상대적으로 고가의 내압성 물품(pressure-resistant articles)들의 낭비이지만, 일반적으로 소비된 공급 저장소를 재사용하지 않음으로써, 또는 필요 장비가 이용할 수 있는 위치로 내압성 물품을 모으고 이동시킴으로써 해결된다. 이것은 너무 많은 실제적인 단점이 있으며 여전히 고가이다.
또한, 상대적으로 작은 분자인 CO2의 사용은 불리한 점을 가지는데, 이것은 용기의 구성요소들에서의 재료들이, CO2 공급 저장소가 몇주 또는 몇달의 기간에 걸쳐서 비워지는 것을 방지하도록, 장기적으로 CO2의 투과성이 단지 제한되거나 존재하지 않게끔 특별히 디자인되어 만들어져야하는 것을 의미하며, CO2 확산(diffusion)의 결과로서, 식품을 흘러나오게 만드데 이용할수 있는 압력이 없거나 공급 저장소로부터 바람직한 풍미 요인(flavour reasons) 보다 더 많은 CO2 를 식품이 흡수한다.
예컨대 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌과 같은, 일반적으로 사용되는 플라스틱은 긴 시간동안의 압력하에서 특수 코팅과 같은 추가적인 조치없이 CO2 를 유지시키기 위해 적합하지 않다.
그 결과 사용할 수 있는 재료들의 선택이 제한된다.
본 발명의 목적은, 액상식품 및 식품을 오프닝(opening)을 통해 용기 밖으로 흘러나오게 만들도록 가압 용기에 넣는 다량의 압축가스를 위한 용기의 조합체를 제공하는데 있다.
본 발명의 목적은, 액상식품 및 식품이 오프닝(opening)을 통해 용기 밖으로 흘러나오게 만들도록 가압 용기에 넣는 다량의 압축가스를 위한 용기의 조합체를 제공함으로써, 상기의 적어도 하나 및 다른 불리한 점의 해결책을 제공하는데 있으며, 그로인해 5℃의 온도에서 압축가스는 115 kPa 보다 더 큰 증기압력(vapour pressure)을 갖으며 25℃의 온도에서 1000 kPa 더 작은 증기압력을 갖는다.
이 분야에서 일반적 것으로서, 여기에서 압축가스는, 부분적으로 기체이고 부분적으로 액체 또는 고체인 생성물(product) 또는 생성물의 혼합물에 대해 사용되는 용어이며, 그로인해 프랙션(fraction)은 시스템의 온도 및 생성물이 위치되는 공간의 볼륨에 좌우되는 기체이며, 생성물의 양은 이 볼륨 내에 존재한다. 가스부분 뿐만 아니라 생성물의 액체부분 또는 고체부분도 압축가스로 불린다.
이러한 조합체는, 공간 또는 저장소에 제공되는 이러한 압축가스가 상대적으로 단순한 수단으로 채워질 수 있는데, 단지 1000 kPa의 압력을 처리할 수 있고, 또한 식품의 이상적인 소비 온도에서, 한편으로 충분한 압력이 제공되어 식품이 용기에서 흘러나오게 만드는 잇점을 갖는다.
또한 조합체는 고압에 견딜 필요가 없는 재료(물질)들로 구성될 수 있어서 더 저렴하다.
또한 리덕션 밸브(reduction valve)가 필요하지 않아서 상대적으로 고가의 구성요소들을 피할 수 있다. 그럼에도 불구하고 만약 리덕션 밸브가 사용되면, 더 낮은 압력 때문에 훨씬 더 단순하게 구성될 수 있다.
바람직하게는 증기압력은 5℃ 에서 적어도 150 kPa 및/또는 25℃에서 최대 700 kPa 이다.
바람직하게는 압축가스는 분자 당 적어도 두개의 탄소 원자를 포함한다.
이것은 잇점을 갖는데, 왜냐하면 이러한 압축가스는 상대적으로 큰 분자들을 가지므로 대부분의 표준 플라스틱을 통해서 현저하게 확산될 수 없어서 용기는 저가의 재료들로 구성될 수 있다.
압축가스는 1,1,1,2,3,3,3 헵타플루오로프로판(heptafluoropropane), HFC-227, 또는 1,1,1,2 테트라플루오로에탄(tetrafluoroethane), HFC 134a 또는 이것을 포함하고 있는 것으로 구성되는 것이 바람직하다.
바람직한 실시예에서 용기는 단단한 외부 용기 및 신축성의 내부 용기를 포함하는데, 그로인해 용기는 내부 용기 및 외부 용기 사이의 공간에 압축가스의 양의 적어도 일부의 존재에 의하여 압력을 받게 위치되게끔 디자인된다.
이것은 액상식품을 위한 용기를 구성하는 실제적인 방법인데, 그로인해 용기가 액상식품으로 채워질 때 액상식품은 신축성 내부 용기 내에 있게 된다.
바람직한 실시예에서 1℃ 및 30℃ 사이의 모든 온도에서 압축가스의 증기압력(vapour pressure)은 동일한 온도에서의 액상식품의 구성요소들의 증기압력보다 더 크다.
이것의 잇점은 바람직하지 않은 상태를 피할 수 있는데, 즉 액상 식품의 구성요소들로 인해 일어날 수 있는 것, 특히 청량음료 및 맥주에 있는 CO2 가 평형압력(equilibrium pressure) 아래의 압력에서 음료로부터 빠져나올수 있는 것을 피할 수 있다.
비록 이 경우에 용기에서 음료가 흘러 나오게 만드는 충분한 압력이 있지만, 그럼에도 불구하고 이것을 바람직하지 않은 상태인데 왜냐하면 CO2 가 음료로부터 추출되기 때문이며, 따라서 음료는 예상된 것보다 적은 CO2 를 포함하므로 풍미의 변화가 생길 수 있다.
이러한 경우, 음료가 위치된 용기의 일부분은 빠져나온 가스 및/또는 거품으로 채워질 것이므로, 용기가 완전히 직선을 유지하지 않는 경우 틀림없이 음료 대신에 가스 또는 거품이 오프닝으로 흘러 나올 수 있다.
상기 바람직한 특성들을 충족시키는 압축가스를 선택함으로써, 이를 방지할 수 있다.
추가적인 바람직한 실시예에서 용기는 자체 내부에 압축가스의 양을 완전히 포함하게끔 디자인 된다.
용기의 역할을 수행하기 위해서, 용기는 물론 자체 내부에 식품의 양을 포함할 수 있게 디자인 된다.
이것이 갖는 잇점은, 내부에 압축가스가 이미 존재하여 바로 사용할 수 있는 용기가 사용할 준비가 된 최종 소비자에게 배달될 수 있다는 것인데, 그로인해 별도의 압축가스의 캡슐이 필요하지 않다.
바람직하게는, 용기는 스톱밸브(stop valve)를 지닌 잠금부(closing part)를 포함하는데, 스톱밸브가 개방되는 경우, 잠금부가 오프닝을 포함하고 있어서 그로인해 잠금부는 압축가스의 양의 액체부분을 위한 공간을 포함한다.
또한 잠금부에는 스톱밸브를 작동시키기 위한 탭이 설치될 필요는 없으며, 이와는 별도로 고려된다. 이러한 탭은 단지 사용하기 전에 돌출되도록 부착될 수 있어서 손상되기 쉬우며, 구성요소는 용기의 운반 동안에 손상될 수 없다.
압축가스의 액체부분을 위한 공간은 제거가능한 블록(block)을 통해 용기의 레스트(rest)에서 차단될 수 있는데, 그로인해 용기는 블록을 제거하거나 뚫음으로써 가동(활성화)되며, 그 결과로서 압축가스가 식품에 압력을 가할 수 있다.
또한 본 발명은, 5℃ 온도에서 115 kPa 보다 더 큰 증기압력을 갖고 25℃ 온도에서 1000 kPa 보다 더 작은 증기압력을 갖는, 압축가스의 사용에 관한 것으로, 액상식품은 용기 내에서 압력을 받게 위치되어 제어방식으로 액상식품이 흘러 나오게 된다.
본 발명의 특징을 더 잘 보여주는 의도로서, 본 발명에 따른 조합체 및 사용의 몇 가지 바람직한 실시예들이, 어떠한 본질을 제한하지 않고, 도면을 참조하여 실례를 통해 아래에서 설명된다.
본 발명은, 액상식품 및 식품이 오프닝(opening)을 통해 용기 밖으로 흘러나오게 만들도록 가압 용기에 넣는 다량의 압축가스를 위한 용기의 조합체를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 조합체를 개략적으로 보여주는 사시도이다.
도 2는 도 1의 조합체의 단면도이다.
도 3은 도 2에서 F3으로 지정된 부분을 확대한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 조합체의 대안적인 실시예의 단면도이다.
도 1, 도 2 및 도 3에 도시된 조합체는 액상식품을 위한 용기(1,container), 이 경우에는 맥주통, 및 다량의 압축가스(2,propellant)로 구성된다. 이 압축가스에는 부분적으로 기체상태인 기체부분(3,gaseous part) 및, 부분적으로 액체상태인 액체부분(4,liquid part)이 있다. 이 실례에서 압축가스(2)는 1,1,1,2,3,3,3 헵타플루오로프로판(heptafluoropropane) 또는 HFC-227 이다.
5℃에서 압축가스는 235 kPa의 증기압력을 갖으며, 25℃ 에서 458 kPa의 증기압력을 갖는다. 압축가스(2)가 위치된 공간의 압력이 상기 압력보다 더 작은 경우, 압축가스의 액체부분(4)은, 압력이 상기 압력이 될 때까지, 부분적으로 증발하여 기체 압축가스(2)로 될 것이다. 만약 압축가스가 위치된 공간의 압력이 상기 압력보다 큰 경우, 압축가스(2)의 기체부분(3)은 응축되어 액체 압축가스(2)로 될 것이다.
용기(1)는, 예컨대 폴리에틸렌으로 만들어진, 비-신축성 외부 벽 또는 외부 용기(5,outer container), 맥주(7)를 포함하기 위해 필름으로 만들어진 신축성 내부용기(6,inner container) 및, 또한 필름으로 만들어진 신축성 중간용기(8,intermediate container)를 갖는다.
내부 용기(6) 및 중간 용기(8)는, 위에 탭을 장착하기 위해 설치된 잠금부(9,closing part)에 고정된다.
또한 잠금부(9)는, 장착되는 탭에 의해 가동될 수 있는 스톱밸브(10,stop valve)를 포함하며, 스톱밸브는 맥주(7)가 흘러나올 수 있게 오프닝(11,opening)을 개방하고 폐쇄할 수 있다.
또한 잠금부(9)는 압축가스(2)의 액체부분(4)을 위한 저장 공간으로서의 역할을 하는 내부공간(12,internal space)을 포함한다. 이 공간(12)은 채널(13,channels)을 통해 내부용기(6) 및 중간용기(8)사이의 공간과 통하게 연결된다.
잠금부(9)는, 유동 저항부(15,flow resistance)가 부착되어 있는 라이저 파이프(14,riser pipe)와 연결된다.
유동 저항부(15)는 본질적으로 실리콘 러버(silicone rubber)의 신축성 부분으로 구성된다.
내부공간(12)에는 외부에 대해 원뿔모양의 러버 씨일(16,conical rubber seal)이 부착된 오프닝이 제공되며, 러버 씨일은 원뿔모양의 리세스(17)에 위치된다.
조합체의 작동은 하기와 같이 간단하다.
내부용기(6)에는 스톱밸브(10)의 개방에 의해 맥주(7)가 채워지는데, 내부용기(6)가 완전히 텅 비게 빨려지도록 오프닝(11)을 통해 진공을 적용하며, 그리고 나서 원하는 맥주(7)의 양을 오프닝(11)을 통해 내부 용기(6)로 주입한다.
그리고 나서 공간(12)에는 액체상태의 압축가스(2)가 채워진다. 이것은 씨일(16)을 관통해 속이 빈 바늘을 삽입하고, 압축가스(2)가 액체의 압력 하에서, 예컨대 25℃에서 500 kPa 의 압력에서, 원하는 압축가스(2)의 양을 속이 빈 바늘을 통해 공간(12)으로 주입함으로서 완료된다.
그 이후에 바늘을 빼내고 나면, 압축가스에 의해 씨일(16) 상에 가해지는 압력의 결과로 인해, 씨일(16)은 리세스(17)로 밀려 넣어져서, 바늘에 의해 형성된 오프닝은 다시 폐쇄되므로 압축가스(2)가 빠져나갈 수 없다.
압축가스(2)의 액체부분(4)은, 공간(12) 및 내부용기(6)와 중간용기(8) 사이의 연결된 공간의 압력이 압축가스(2)의 증기압력과 동일해 질 때까지, 이제 곧 부분적으로 증발하여 기체 압축가스(2)로 될 것이다.
모든 온도에서 용기(1)가 작동될 수 있도록 맥주에 용해된 휘발성 구성요소 보다 더 큰 증기압력을 갖는 압축가스(2)가 선택된다.
그 결과로 용기(1)는 압력을 받게 위치되어 사용할 준비가 되는데, 이것은 도 1 및 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같은 상태이다.
이제 탭(도시되지 않음)에 의해 스톱밸브(10)가 가동되는 경우, 맥주(7)가 용기(1)로 부터 흘러나오는데, 보다 상세하게는, 압축가스(2)에 의해 내부용기(6)에 가해지는 압력의 결과로서, 신축성 내부용기(6)로 부터 오프닝(11)을 통해서 외부로 흘러나온다.
이에, 맥주(7)는 라이저 파이프(14)의 유동 저항부(15)를 통과한다.
유동 저항부(15)는 용기(1)와 대기압(atmospheric pressure) 사이의 압력 차이에 좌우되는데, 그로인해 더 큰 압력차이에서 흐르는 맥주가 겪는 저항은 더 크다. 이런 압력차이는 지속적이지 않은데, 왜냐하면 용기(1)가 상이한 온도에서 사용될 수 있기 때문이며, 그로인해 용기(1) 내의 압력은 높은 온도에서 더 높다.
이러한 압력차이의 결과로서 라이저 파이프(14)의 신축성 부분이 높은 압력차이에서 더 큰 범위로 변형되게끔 디자인되는 유동 저항부(15)는 라이저 파이프(14)가 더 큰 범위로 폐쇄되게 밀어 붙인다. 그 결과, 유출 비율(outflow rate)은 압력차이와는 거의 별개이다.
맥주(7)가 용기(1) 밖으로 흘러나오기 때문에, 내부용기(6)와 중간용기(8) 사이의 공간의 볼륨이 더 크게 되어, 이 공간의 압력은 떨어지게 된다. 이러한 결과로서 이 공간의 압력을 압축가스(2)의 증기압력과 동일하게 만들기 위해서, 압축가스(2)의 액체부분(4)의 일부가 증발할 것이다.
대안적인 실시예가 도 4에 도시되어 있는데, 2가지 측면에서 위에서 설명된 실시예와 본질적으로 다르다.
첫번째 차이점은 압축가스(2)의 액체부분(4)을 위한 내부공간(12)이 없는 것이다. 대신에 압축가스(2)를 위한 별도의 저장소(18)가 있으며, 또한 저장소(18)를 위한 연결부가 있다.
이 저장소(18)가 용기(1)와 연결되기 전에, 모든 압축가스(2)가 저장소(18)내에 존재한다. 부품을 연결한 후에 압축가스(2)가 용기로 흘러들어갈 것이다.
두번째 차이점은 중간용기(8)가 없다는 것이다. 저장소(18)는 외부용기(5)와 내부용기(6) 사이의 공간과 연결되며, 여기에 압축가스(2)의 기체부분(3)이 주로 위치된다.
이것은 전적으로 압축가스(2)가 제공되는 저장소(18) 또는 공간(12)이 없이도 가능하나, 압축가스가 외부용기(5)의 내부인 내부용기(6)의 외부 공간에 직접적으로 운반되어 내부용기(6) 상에 직접적으로 압력을 가한다. 물론 잠금부(9) 또는 외부용기(5)에는 압축가스(2)를 주입하기 위한 실행가능한 수단이 제공되어야 한다.
유동 저항부(15)에 대한 대안으로서, 용기가 상대적으로 낮은 온도이어서 낮은 압력을 갖는 경우 뿐만 아니라 용기가 더 높은 온도이어서 더 높은 압력을 갖는 경우에도, 탭에서 술을 따르게 할 수 있도록 유동 제어기(flow control)가 탭 상에 설치될 수 있다.
위의 실례에서 조합체는 압축가스(2)의 양이 이미 용기(1)와 연결되게끔 도시되어 있다. 그러나 이것은 음료 및 다량의 압축가스를 위한 용기로서 함께 연결되지 않는 조합체를 고려하는 것도 가능하지만, 연결될 수 있게 디자인되어 함께 작용한다.
본 발명은, 도면에 도시되고 실례로서 설명된 본 발명에 따른 조합체 및 사용의 실시예들에 결코 국한되지 않지만, 이러한 조합체 및 사용(용도)은 본 발명의 범주를 벗어나지 않는 모든 종류의 변형들에서 실현될 수 있다.

Claims (20)

  1. 액상식품 및 식품이 오프닝(11,opening)을 통해 용기(1) 밖으로 흘러나오게 만들도록 가압 용기(1)에 넣는 다량의 압축가스(2)를 위한 용기의 조합체에 있어서, 5℃ 온도에서 압축가스(2)는 115kPa 보다 더 큰 증기압력을 갖으며, 25℃ 온도에서 1000kPa 보다 더 작은 증기압력을 갖으며, 용기(1)는 단단한 외부용기(5) 및 신축성의 내부용기(6)를 포함하며, 그로인해 용기(1)는 외부용기(5) 내에 있는 압축가스(2)의 양의 적어도 일부를 통해서 압력을 받게 위치되게끔 디자인되고, 용기는 내부용기와 외부용기 사이에 위치되는 신축성 중간용기를 더 포함하며, 그로인해 용기는 내부용기 및 외부용기 사이의 공간에 압축가스의 양의 적어도 일부의 존재에 의하여 압력을 받게 놓이게끔 디자인되는 것을 특징으로 하는 용기의 조합체.
  2. 제 1항에 있어서,
    식품은 음료인 것을 특징으로 하는 용기의 조합체.
  3. 제 2항에 있어서,
    음료는 맥주인 것을 특징으로 하는 용기의 조합체.
  4. 제 1항에 있어서,
    식품은 소스(sauce)인 것을 특징으로 하는 용기의 조합체.
  5. 제 1항에 있어서,
    압축가스(2)는 1,1,1,2,3,3,3 헵타플루오로프로판(heptafluoropropane) 또는 HFC-227 로 이루어지거나, 1,1,1,2 테트라플루오로에탄(tetrafluoroethane) 또는 HFC 134a 로 이루어지는 것을 특징으로 하는 용기의 조합체.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제 1항에 있어서,
    압축가스(2)의 양의 적어도 일부는 내부용기(6)와 외부용기(5) 사이의 공간에 있는 것을 특징으로 하는 용기의 조합체.
  9. 제 1항에 있어서,
    압축가스(2)의 양은 저장소(18)에서 적어도 부분적으로 액체상태(4)이며, 용기(1) 및/또는 저장소(18)는 연결 수단을 통해 설치되어 저장소(18)는 용기(1)가 압력을 받게 놓이게끔 연결되는 것을 특징으로 하는 조합체.
  10. 제 1항에 있어서,
    용기(1)는 자체 내부에 압축가스(2)의 양을 완전히 포함하게끔 디자인 되는 것을 특징으로 하는 용기의 조합체.
  11. 제 10항에 있어서,
    용기(1)는 스톱밸브(10)를 지닌 잠금부(9)를 포함하며, 그로인해 스톱밸브(10)가 개방되는 경우, 잠금부(9)는 오프닝(11)을 포함하고, 그리고 그로인해 잠금부(9)는 압축가스(2) 중 액체부분(4)을 위한 공간(12)을 포함하는 것을 특징으로 하는 용기의 조합체.
  12. 제 1항에 있어서,
    용기(1)는 음료를 용기(1)에 밖으로 흘러나오게하기 위한 유동 저항부(15)를 포함하며, 그로인해 유동 저항부(15)는 용기(1) 내의 압력에 좌우되는 것을 특징으로 하는 용기의 조합체.
  13. 삭제
  14. 제 1항에 있어서,
    1℃ 및 30℃ 사이의 모든 온도에서 압축가스(2)의 증기압력은 동일한 온도에서 음료의 구성요소의 증기압력 보다 더 큰 것을 특징으로 하는 용기의 조합체.
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
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