KR20180123121A - 질소 발생기 및 질소 발생기 사용 방법 - Google Patents

질소 발생기 및 질소 발생기 사용 방법 Download PDF

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KR20180123121A
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찰스 클라인리처트
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오토매틱 바 컨트롤즈, 인코포레이티드
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Abstract

본 발명에서는, 질소 가스를 공급하는 시스템 및 방법이 제공된다. 주변 공기가 압축되어 저장 수용기에 저장되고 그 뒤 질소는 질소 분리 유닛에서 압축공기로부터 분리된다. 분리된 질소는 압력 하에서 질소 저장 탱크에 저장되며 압력 컨트롤 밸브를 통해 배출된다. 종래의 압축 질소 탱크가 안전 또는 공간 문제를 가지는 데 비해, 본 시스템은 작은 공간에 적합하며 질소 공급원으로서 유용하다. 또한, 질소 주입 음료를 준비하는 시스템도 제공된다.

Description

질소 발생기 및 질소 발생기 사용 방법
본 특허출원은, 2016년 4월 15일에 출원된 미국 특허출원번호 62/323,190호 및 2016년 6월 24일에 출원된 미국 특허출원번호 15/192,546호를 기초로 우선권을 주장하고 있으며, 이 두 미국 특허출원은 본 발명에서 참조문헌들로 인용된다.
본 발명은 소매점, 가정 또는 랩 환경에서 사용될 수 있도록 작은 소음 정도와 작은 공간을 가진 유틸리티 지점에 위치된 질소 가스를 연속으로 공급하는 시스템에 관한 것이다.
질소 가스는, 통상적인 저장 실린더로부터 공급되는 과정이 불편하며 안전 또는 공간 문제를 야기할 수 있거나 또는 단지 편리하지 않는, 소매점, 가정 또는 랩 환경에서 다수의 유틸리티에 사용된다. 질소는 작은 규모의 패키징 플러시(packaging flush)로서 사용되거나, 랩에서 샘플 용기를 세척하기 위해 사용되거나 또는 음료 개선 및 분배를 위한 제재로서 사용된다.
발명자들은, 2015년 5월 1일에 출원된 국제 특허출원번호 PCT/US15/28876호, 2014년 5월 15일에 출원된 미국 가특허출원번호 61/993,700호, 및 2016년 2월 25일에 출원된 미국 가특허출원번호 62/299,608호에 기재되어 있는 것과 같이, 질소 주입 음료를 준비하고 분배하기 위한 신규한 시스템을 발명하였는데, 상기 특허출원들은 모두 전반적으로 본 발명에서 참조문헌으로 인용된다. 상기 특허출원들에 기재된 시스템은 압축 질소 탱크로부터 공급되는 질소에 대해 기술하고 있다. 하지만, 유틸리티(utility), 가령, 소매점 분배 또는 가정용 사용을 위해서, 질소 실린더를 장착하고 제거하는 것이 적어도 불편하고 공간 문제가 발생되며 안전 위험의 요인이 될 수도 있다. 최신의 기술은 질소가 압축/막 기술에 의해 공기로부터 분리되는 질소 발생 시스템을 가능하게 만들었다. 하지만, 발명자들은, 가정 또는 소매점 환경에 배열되는 음료 분배 유닛에 일체형으로 구성하기에 적합하도록 충분히 작은 공간을 가진 시스템은, 지지하기에 충분히 높은 압력에서 질소를 연속으로 공급하는 것은 제공하지 않으며, 가령, 예를 들어, 이미 기술된 특허출원에 기재된 것과 같은, 질소 주입 시스템을 제공하지 않는다는 것을 밝혀내었다. 게다가, 충분한 질소를 공급할 수 있도록 큰 공간을 가진 시스템은 큰 소음을 유발하는데, 이는 소매점 및 가정 용도의 시스템에서는 허용될 수 없는 것으로 간주된다.
따라서, 소매점에서 사용할 수 있도록 충분히 조용하면서도, 질소 주입 시스템을 지지하기에 충분한 압력에서 질소를 연속으로 공급할 수 있으며, 작은 공간을 차지하면서도 자립형의 질소 공급 시스템에 대한 필요가 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 패키징 플러시 또는 그 밖의 다른 이러한 유틸리티에 사용할 수 있는 압력 및 비율로 질소 가스를 연속으로 공급할 수 있는 자립형 질소 공급 시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 반-다공성 또는 투과성 막에 걸쳐 질소 주입을 지지하기에 충분한 압력에서 질소 가스를 연속으로 공급할 수 있으며, 작동이 조용하고 음료 분배 유닛에 일체형을 구성될 수 있도록 작은 공간은 가진 질소 공급 시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명의 추가적인 목적은, 다수의 음료에 질소를 주입하여 멋지고 쉬운 방법으로 주입 음료를 분배하기 위해 압축 가스 실린더로부터 질소 공급원을 필요로 하지 않는, 편리하고 비용 효율적인 시스템을 제공하며, 이러한 시스템을 소매점 환경 또는 가정 용도로 사용될 수 있도록 하는 것이다.
상기 목적 및 그 밖의 다른 목적들은 본 발명에 의해 구현되며, 본 발명의 제1 실시예는 질소 가스를 공급하는 시스템을 포함하되, 상기 시스템은:
압축공기 공급원;
질소 막 분리기;
질소 저장 유닛;
압력 컨트롤 유닛; 및
질소 저장 유닛으로부터 질소를 배출하기 위한 릴리스 밸브를 포함한다.
제2 실시예는 질소 주입 음료를 준비하고 분배하는 시스템을 포함하되, 상기 시스템은:
백인박스 음료 농축물 용기;
백인박스 용기로부터 음료 라인을 통해 제1 흐름 조절 니들 밸브를 통과하고, 상기 제1 니들 밸브로부터 제1 후방 체크 밸브를 통해 액체 혼합 지점으로 이동되는 음료 농축물의 흐름을 조절하는 제1 다이어프램 펌프,
물 공급원으로부터 물 라인을 통해 액체/가스 접촉기 막 유닛으로 통과하고, 상기 접촉기 유닛으로부터 제2 흐름 조절 니들 밸브를 통과하며, 상기 제2 니들 밸브로부터 제2 후방 체크 밸브를 통해 액체 혼합 지점으로 이동되는 물 흐름을 조절하는 제2 다이어프램 펌프;
액체/가스 접촉기 막 유닛;
상기 액체/가스 접촉기 막 유닛의 반-다공성 또는 투과성 막에 걸쳐 질소 주입을 지지하기에 충분한 압력에서 질소 가스를 연속으로 공급할 수 있는 질소 공급 시스템을 포함하되, 상기 질소 공급 시스템은:
압축공기 공급원;
질소 막 분리기;
질소 저장 유닛;
압력 컨트롤 유닛; 및
질소 저장 유닛으로부터 액체 가스 접촉기 유닛으로 질소를 배출하기 위한 릴리스 밸브;
액체 혼합 지점으로부터 음료 꼭지로 이어지는 질소 주입 음료 라인을 포함하며;
여기서,
음료 꼭지는 질소 주립 음료 라인 내의 주입 음료가 꼭지로부터 음료가 분배되는 동안 압력 하에 유지되도록 구성되는 슬로우 릴리스 꼭지이며, 및
액체/가스 접촉기 막 유닛으로 이어지는 질소 가스 공급 라인은 액체가 액체/가스 접촉기 막 유닛으로부터 압축 가스 공급 라인으로 흐르는 것을 방지하는 체크 밸브를 포함한다.
본 발명의 추가적인 한 양태에서, 하나의 자립형 유닛으로서, 제2 실시예에 기술된 시스템을 적어도 포함하는 음료 분배 키트가 제공된다. 자립형 분배 유닛은 벽 또는 패널에 고정될 수 있거나 혹은 자립형의 플로어 또는 조리대 유닛일 수도 있다.
본 명세서에 기술된 임의의 분배 시스템 또는 키트는, 적어도 백인박스 음료 농축물 용기를 냉각시키고 추가적으로 물을 냉각시키는 냉각 또는 냉장 유닛, 액체/가스 접촉기 막 유닛 및 분배 타워의 적어도 한 부분을 포함할 수 있다.
추가적인 한 양태에서, 질소 주입 음료를 위한 음료 꼭지는 수용기에 분배될 때 음료로부터 N2 또는 N2/CO2 가스가 배출될 수 있도록 하는 제한기 노즐 또는 제한기 플레이트가 선택적으로 끼워맞춤된 슬로우 주입 꼭지이다.
한 실시예에서, 본 발명은, 연속적인 질소 공급을 필요로 하는, 가령, 예를 들어, 장비를 밀봉하거나 플러싱하기 전에 공기를 건조하거나 제거하기 위해 패키지를 플러싱하는 유틸리티를 위한 질소 가스를 공급하는 방법을 제공하는 데, 상기 방법은, 주변 공기를 저장 수용기에 압축시키는 단계; 선택적으로는, 입자를 제거하기 위해 압축 전에 공기를 필터링하는 단계; 선택적으로는, 응축된 습기를 응축된 공기로부터 제거하는 단계; 질소 막 분리 유닛에서 압축공기로부터 질소를 분리하는 단계; 분리된 질소를 질소 수용기에 수거하는 단계; 질소의 원하는 사용 용도에 필요한 압력과 동일하거나 또는 이보다 더 큰 압력 하에서 수용기에 질소를 보유하는 단계; 및 압력 컨트롤 밸브를 통해 질소를 배출하는 단계를 포함한다.
또 다른 실시예에서, 본 발명은 위에서 기술된 실시예들과 상기 실시예들의 추가적인 양태들에 기술된 시스템으로부터 질소 주입 음료를 준비하고 분배하는 방법을 제공한다. 상기 방법은: 음료 농축물을 백인박스 용기로부터 제1 흐름 조절 니들 밸브를 통과하여 제1 후방 체크 밸브를 통해 제1 다이어프램 펌프로부터 압력 하에서 액체 혼합 지점으로 이동시키는 단계를 포함하고,
이와 동시에, 물을 물 공급원으로부터 제2 다이어프램 펌프로부터 압력 하에서 액체/가스 접촉기 막 유닛의 액체 쪽(liquid side)을 통해 이동시키고, 질소 가스를 20 내지 70 psi 사이의 압력에서 액체/가스 접촉기 막 유닛의 가스 쪽(gas side)으로 공급하는 단계;
공기를 압축시킴으로써 주변 공기로부터 질소를 생성하고 질소를 질소 막 분리기에서 압축공기로부터 분리하는 단계;
생성된 질소를 액체 가스 접촉기를 작동시키기에 충분한 압력 하에서 질소 저장 유닛에 저장하는 단계;
질소를 질소 저장 유닛으로부터 액체/가스 접촉기에 공급하는 단계;
질소 가스를 액체/가스 접촉기의 막에 걸쳐 물에 주입하는 단계;
질소 주입 물을 액체/가스 접촉기로부터 제2 흐름 조절 니들 밸브를 통과하여 제2 후방 체크 밸브를 통해 액체 혼합 지점으로 추가로 이동시키는 단계;
액체 혼합 지점에서 질소 주입 물과 음료 농축물을 혼합시켜 질소 주입 음료를 얻는 단계;
질소 주입 음료를 압력 하에서 음료 꼭지에 공급하는 단계; 및
질소 주입 음료를 조절된 비율로 음료 꼭지를 통해 수용기에 분배하는 단계를 포함하며;
여기서, 액체 혼합 지점에서 조합된 질소 주입 물과 음료 농축물의 용적과 압력은 각각 제1 및 제2 흐름 조절 니들 밸브에 의해 조절되며, 및
질소 주입 음료의 분배 동안, 압력은 질소 주입 음료에서 혼합 지점으로부터 꼭지로의 음료 라인에서 유지된다.
본 발명의 한 특정 실시예에서, 분배된 음료는 차가운 질소 주입 커피이다.
위에 기술된 내용들은 일반적인 개념에 의해 제공되는 것이며 하기 청구항들의 범위를 제한하기 위한 것이 아니다. 따라서, 위에 기술된 실시예들과 추가적인 이점들은 첨부도면들을 참조하여 하기 발명의 상세한 설명을 읽음으로써 잘 이해될 것이다.
본 발명 및 본 발명의 이점들은, 첨부도면들을 참조하여 다음의 상세한 설명을 읽음으로써 보다 잘 이해할 수 있는데, 도면에서:
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 질소 발생기의 개략도.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 질소 발생기의 3차원 도면.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 질소 발생기의 3차원 도면으로서, 본 발명의 한 실시예에 따른 수치를 표시하는 시스템의 수직도 및 수평도.
도 4는 본 발명의 한 실시예의 분배 시스템에 따른 백인박스 음료 농축물.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 분배 타워의 기본 구성 및 배열을 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 질소 가스 액체 접촉기 유닛을 도시한 도면.
본 명세서 전반에 걸쳐 기술된 모든 범위는, 그 밖에 달리 특별히 언급하지 않는 한, 모든 값들과 그 값들의 하위 범위를 포함한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 부정관사 "하나"는, 그 밖에 달리 특별히 언급하지 않는 한, 본 명세서 전반에 걸쳐 "하나 이상의"의 의미를 포함한다.
본 발명에 따르면, 용어 "음료(beverage)"는 용해된 성분들로 인해 맛을 가진 균질 액체인 임의의 비탄산 수용성 액체를 의미한다. 본 발명의 실시예들에 따르면, 백인박스 용기로부터 농축물(concentrate)로서 공급되는 액체는 현탁 고체물질(suspended solid)을 포함할 수 있다. 본 명세서에 사용되는 것과 같이, 용어 "농축물"은 즐기고 마시기에 적절한 레벨로 물로 희석되는 고농축 내용물에 함유된 임의의 음료를 가리킨다.
본 발명에 따르면, 차가운 음료를 분배하는 것은, 시스템의 꼭지를 개방시켜, 차가운 N2 주입 음료가 시스템으로부터 수용기, 가령, 유리, 머그 또는 그 밖의 음료수 용기로 흐를 수 있게 하는 것을 의미한다. 하기 기재된 설명에 있어서, 용어 "주입 가스(gas infused)"는 N2 주입 음료를 기술하기 위해 사용될 것이다.
차가운 가스 주입 음료를 분배하는 것은, 가스 주입 음료의 압력이 감소하여 주입 가스가 배출되어 그에 따라 음료의 맛 및/또는 외관이 향상됨으로써 분배된 음료가 구분되는 독특한 성질을 가지는 본 발명의 핵심 요소이다.
본 명세서 전반에 걸쳐, 용어, 질소, 질소 가스, N2 및 N2 가스는 서로 교대로 사용되며, 그 밖에 달리 특별히 언급되지 않는 한, 동일한 의미를 가진다. 게다가, 질소 주입 물은 "질소-물(nitro-water)"로 지칭될 수 있으며 질소 또는 혼합 가스가 주입된 물을 기술한다. 또한, 준비되는 질소 주입 음료는 "질소-음료(nitro-beverage)"로 지칭될 수 있다.
제1 실시예에서, 질소 발생 시스템이 제공된다. 도 1은 공기 압축기(1), 압축공기 저장 탱크(2), 질소 막 분리기(3); 질소 저장 유닛(5); 압력 컨트롤 유닛(4); 및 질소 저장 유닛으로부터 질소를 배출하기 위한 릴리스 밸브(6)를 포함하는 시스템의 기본적인 개략도이다.
상기 기본 시스템은 통상의 기술자에 의해 실시될 수 있는 다양한 컨트롤장치, 밸브 및 체크 유닛들을 사용하여 변형될 수 있다.
제1 실시예의 한 양태에서, 도 2에 도시된 것과 같이, 추가적인 구성 유닛들이 도시된다. 따라서, 도 2에서는, 공기 건조기(2)가 공기 압축기(1)와 압축공기 저장 탱크 사이에 나란하게 배열된다. 압축공기 탱크에는 습기 배출장치(9)가 구비된다. 후방 체크 밸브(5)가 N2 분리기 막 유닛과 N2 저장 탱크(6) 사이에 위치된다. 압력 컨트롤장치(8)가 컨트롤 패널(도면부호 없음)에 도시되며 N2 배출 밸브가 중간-탱크 위치에 위치된다.
도 3에 도시된 것과 같이, 특정 실시예들의 질소 발생기는 4 ft2 미만의 공간(footprint)과 1 ft 미만의 높이를 가질 수 있다. 이 수치들은 질소 저장 유닛과 압축공기 탱크의 용적 조절에 따라 변경될 수 있다. 하지만, 질소 발생기가 제한된 공간, 가령, 조리대 또는 랩 벤치에서, 유틸리티(utility)와 일치하는 공간을 가질 수 있다는 사실은 명백하다.
선택적인 구성요소들은 공기가 압축되게 하고 추가로 배출 시스템이 압축공기로부터 응축물을 제거할 수 있게 하는 입자 필터를 포함할 수 있다. 시스템의 압력 및 온도 성분들은 변경될 수 있으며 이러한 변형 및 조절은 통상의 기술자에 의해 막 분리 시스템으로 안내될 수 있다.
발명자들은, 증가된 압력 하에서 저장 유닛 내에서 막 분리기로부터 얻어진 N2 가스를 수거하고 저장함으로써, 질소 액체 접촉기 시스템을 작동시키기 위해 질소를 균일하고 효과적으로 공급할 수 있게 된다는 사실을 밝혀내었다. 저장 유닛 내의 N2 압력은 10 내지 100 psi 사이, 바람직하게는 15 내지 80 psi 사이 그리고 가장 바람직하게는 20 내지 70 psi 사이일 수 있다. 저장 유닛의 용적은 10 내지 100 in3 사이일 수 있으며 원하는 대로 질소를 사용하는 데 필요한 요건들에 적절하게 변경될 수 있다. 저장 유닛은 통상의 기술자에게 잘 알려져 있는 것과 같이 압력 용기를 위한 임의의 적절한 재료로 형성될 수 있다. 발생기가 음식 또는 음료 용도에 사용하기 위해 사용될 때 선택되는 재료로는, 스테인리스 스틸일 수 있다.
질소 발생기의 실제 수치 및 형상은 원하는 용도 및 공급 요건에 따라 변경될 수 있다. 특별한 한 이점이, 도 3에 예시된 수치들에 도시된 것과 같이 구현될 수 있다. 발생기에 필요한 공간은 하기 실시예들에 기술된 것과 같이 키트의 일부분으로서 포함될 수 있을 정도로 충분히 작거나 벤치 또는 테이블용으로 자립형 유닛일 수 있다. 그에 따라, 본 발명의 질소 발생기는 종래의 압축 질소 실린더가 불편하거나 실용적이지 못한 유틸리티에 광범위하게 활용될 수 있다. 또한, 본 발명의 질소 발생기는 추가적인 안전성을 제공하며 소매점 환경에서 사용될 때에 필요한 유지보수 비용도 줄어든다.
도 4에 개략적으로 도시된 것과 같은 제2 실시예에서, 본 발명은 질소 주입 음료를 준비하고 분배하는 시스템을 제공하는 데, 상기 시스템은: 백인박스 음료 용기(20); 음료 라인(3)을 통해 백인박스 용기로부터 제1 흐름 조절 이젝터(17)로 통과하며 상기 제1 이젝터로부터 제1 후방 체크 밸브를 통해 액체 혼합 지점(23)으로 통과하는 흐름을 조절하는 제1 다이어프램 펌프(12), 물 라인(2)을 통해 물 공급원으로부터 액체/가스 접촉기 막 유닛(8)으로 통과하며 상기 접촉기 유닛으로부터 제2 흐름 조절 이젝터(16)로 통과하고 상기 제2 이젝터로부터 제2 후방 체크 밸브를 통해 액체 혼합 지점(23)으로 통과하는 물 흐름을 조절하는 제2 다이어프램 펌프(11); 질소 발생기(22)로부터 액체/가스 접촉기 막 유닛으로 조절 공급되는 압축 질소 공급원; 액체/가스 접촉기 막 유닛(8); 액체 혼합 지점으로부터 음료 꼭지(도 5 참조)로 이어지는 질소 주입 음료 라인(18)을 포함하되, 음료 꼭지는 질소 주립 음료 라인 내의 주입 음료가 꼭지로부터 음료가 분배되는 동안 압력 하에 유지되도록 구성되는 슬로우 릴리스 꼭지(slow release faucet)이며, 액체/가스 접촉기 막 유닛으로 이어지는 질소 가스 공급 라인은 액체가 액체/가스 접촉기 막 유닛으로부터 압축 가스 공급 라인으로 흐르는 것을 방지하는 체크 밸브(10)를 포함한다.
도면을 간단하게 도시하기 위하여, 질소 발생기(22)는 도 1의 질소 발생기를 더 간단하게 표시한 것이며 따라서 도 1에 도시된 도면과 상응한다. 하지만, 도 2의 시스템 또는 그 변형예들도 도면부호(22)로 표시될 수 있다.
위의 내용과 도 4에 기술된 것과 같이, 음료 농축물과 질소 주입 물의 혼합은, 소다 분배기(soda dispenser) 또는 바 건(bar gun)에서 일반적으로 사용되는 것과 같은 분배 노즐이 아니라, 압력 하에 있는 라인에서 구현된다. 탄산수 및 농축물은 모두, 소다 분배 시스템에서, 예를 들어, 서로 독립적으로, 노즐에 공급될 수 있으며, 음료를 주입할 때 혼합될 수 있다. 본 발명의 구성에 따르면, 질소 주입 물은 압력 하에서 농축물과 혼합되며, 그에 따라 질소 주입 물과 혼합될 때 라인에서 농축물의 질소화가 강제로 발생된다. 이는, 주입하기 위해 라인 압력이 필요하게 하는 제한기 디스크(restrictor disc)를 가진 슬로우 주입 꼭지(slow pour faucet)로부터 라인에서 배압(back pressure) "제한" 때문에 구현된다.
도 4에 도시된 실시예에서, 물 공급원은 질소 공급원(22)으로부터 가스 라인(4)을 통해 공급되는 질소 또는 질소 혼합 가스로 압축된 압축성 용기(21)로부터 제공될 수 있다. 상기 실시예에서, 질소는 개별 가스 조정기(25)들의 매니폴드를 통해 다이어프램 펌프(5), 액체/가스 접촉기 막 유닛(6) 및 압축성 물 공급원 용기(4) 각각으로 공급된다. 가령, 도면부호(21)로 표시된 물 공급원 용기를 사용하면, 백인박스 음료 농축물과 물 용기 둘 모두가 냉장 또는 냉각 유닛에 의해 냉각될 수 있다는 이점이 있다. 대안으로, 도 4에 도시된 실시예들의 모든 또는 선택된 개별 구성요소들은 하나 이상의 냉장 또는 냉각 유닛, 바람직하게는 하나의 공통 냉각 유닛에 의해 냉각될 수 있다.
이 시스템은, 선택적으로, 물에 존재할 수 있는 고체물질로부터 액체/가스 접촉기 막 유닛의 가스 투과성 막을 보호하기 위하여, 물 공급원으로부터 액체/가스 접촉기 막 유닛으로 이어지는 물 라인에 인라인 스트레이너 및/또는 여과 유닛(도 4에는 도시되지 않음)을 일체형으로 구성될 수 있다.
백인박스 용기는 특정 범위의 용적 크기와 구성 재료들로 상업적으로 구매할 수 있다. 원하는 용도에 바람직한 용적 크기의 임의의 적절한 용기가 사용될 수 있다. 일반적으로, 사용되는 냉장 시스템의 크기와 구성 및 취급 편의성에 따라, 1 내지 5 갤런의 용기가 사용된다. 하지만, 큰 용적을 분배하기 위해 구성된 시스템들은 대형일 수 있는데, 예를 들어, 10 갤런 또는 그 이상일 수도 있다. 용기의 박스 구성요소는 주름진 카드보드일 수 있으며 백은 음식 및 음료 산업에서 사용되도록 허용된 임의의 재료로 구성될 수 있다.
도 4는 본 발명의 분배 시스템의 기본적인 구성요소들의 배열을 개략적으로 도시한다. 하지만, 상업적으로 기능적인 유닛들을 구성할 때, 이차 구성요소, 가령, 안전 조정기, 밸브, 결합장치, 하네스, 지지 구조물 및 음료 분배 기술 분야에서 통상의 기술자에 알려져 있는 그 밖의 기능적인 구성요소들이 본 시스템에 일체형으로 구성될 수도 있다. 이러한 상업적으로 유용한 장치들은, 본 명세서에 기술된 구조적 구성요소들과 장치들이 존재하는 한, 본 발명에 포함된다.
도 5에 도시된 꼭지(3)는, 차가운 가스 주입 음료를 조절된 비율로 분배하여, 분배 시에 거품이 형성될 수 있으며, 본 발명의 시스템으로부터의 분배에 의해 얻어지는 제품과 관련하여, 독특한 맛과 외관이 제공될 수 있도록 구성된 슬로우 주입 꼭지일 수 있다. 꼭지(3)로 사용하기 위하여, 일반적으로 생맥주에 사용되는 상업적으로 구매가능한 꼭지가 적절하다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 꼭지 타워 조립체(1)의 개략적인 다이어그램이다. 본 발명의 특히 바람직한 한 양태에서, 액체 분배 동안 거품이 형성되는 것을 향상시키기 위하여, 제한기 노즐(2)이 꼭지의 말단에 삽입된다. 분배 특성을 구분짓는 제한기 노즐은 알려져 있으며 상업적으로 구매할 수 있다. 또한, 분배 시스템의 거품 효과를 향상시키기 위해 노즐 대신에 또는 노즐과 조합되어 제한기 플레이트가 사용될 수 있다. 도 5에 도시된 실시예는 본 시스템에 장식적인 효과를 제공할 수 있는 탭 핸들(4), 드립 트레이(5) 및 도 4에 도시된 라인(18)에 연결된 신속 연결 결합장치(6)를 포함한다. 이러한 드립 트레이 및 속 연결 결합장치는 시스템을 향상시킬 수 있도록 상업적으로 구매가능한 구성요소들로서 본 발명의 핵심 요소는 아니다.
바람직한 실시예들에서, 본 시스템은, 특정의 차가운 가스 주입 음료를 준비하고 분배하기 위하여 상업적으로 구현할 수 있도록 배열되는 것이 바람직한, 자립형 유닛 또는 분배 키트로 배열되거나 구성된다. 질소 공급원이 키트의 일부분 및 자립형 유닛으로 포함될 수 있으며, 가령, 질소 실린더 또는 탱크가 필요하지 않다는 사실이 독특하다. 본 시스템은 내부의 시스템 구성요소 및 음료 농축물을 주변 온도 또는 실온보다 낮은 온도로 냉각시킬 수 있는 냉각 또는 냉장 유닛을 포함하거나 포함하지 않을 수도 있다. 하지만, 본 시스템에 냉각 성능이 포함되지 않는다면, 통상의 기술자에 알려진 것과 같이, 음료 농축물을 냉각 상태로 유지하기 위한 방법들이 제공될 수 있다.
자립형 유닛은, 커피 바, 카페, 식당 및 음료가 제공되는 그 밖의 상업 시설들에 특히 적합한, 사용자 친화적이며 편의적인 차가운 가스 주입 음료 준비 및 분배 유닛을 제공한다. 한 특정 실시예에서, 본 발명은 벽 또는 패널에 결부되고 상기 시스템 구성요소들의 일부 또는 모두를 벽에 장착하는 장착 패널 하우징을 포함하는 키트 또는 위에서 기술된 구성요소들을 제공한다.
본 냉각 또는 냉장 시스템은, 온도 선택이 시스템에서 취급되는 음료 및 추구하는 맛과 외관에 따르지만, 시스템 및/또는 내부의 음료 농축물을 거의 36℉로 냉각시킬 수 있다. 본 발명의 시스템에 적합한 냉각 또는 냉장 시스템은 상업적으로 구매할 수 있다. 특히 바람직한 한 시스템은 IOWA ROTO CAST사의 "BREEZEWR"로서, 본 시스템의 구성요소들을 포함할 수 있는 실린더 형태의 냉장 유닛이다.
질소는 가스 조정기 밸브에 의해 압력 비율의 공급 라인을 통해 액체/가스 접촉기 막 유닛으로 공급된다. 액체/가스 접촉기 막 유닛에 공급되는 물의 압력 및 액체/가스 접촉기 막 유닛 내의 N2/CO2 가스 또는 N2의 압력은 서로에 무관하게 조절될 수 있다.
다이어프램 펌프는 사람이 마실 수 있도록 액체를 이동시키게끔 구성되고 크기가 적절하게 형성된 임의의 다이어프램 펌프일 수 있다. 이렇게 사용하기에 적합한 펌프는 상업적으로 구매할 수 있으며 한 예로서, "SHURFLO BEER ACE" 다이어프램 펌프가 제공될 수 있다.
액체/가스 접촉기 막 유닛으로 이어지는 N2 공급 라인에 체크 밸브가 위치되며, 액체가 액체/가스 접촉기 막 유닛으로부터 질소 발생기로 "역류(backflow)"하는 것을 방지한다.
액체/가스 접촉기 막 유닛은, 액체/가스 접촉기 막 유닛에 공급된 N2 또는 N2/CO2 혼합 가스가 가스 투과성 막을 통과함으로써 물과 접촉하고 물에 용해되거나 및/또는 분산되어 N2 또는 N2/CO2 주입 물 공급원을 형성하도록, 중공 섬유를 포함하는 임의의 적절한 막 유닛이다.
일반적으로, 액체/가스 접촉기 막 유닛은 중공 섬유 막을 포함하는 원통형의 튜브 형태로 구성될 수 있다. 물은 중공 막의 외부 주위 공간으로 공급된다. 공급 조정기에 의해 결정된 설정 압력에서, N2 또는 N2/CO2 가스는 중공 섬유 막의 내부로 통과하고, 그 위치로부터 막을 투과하며, 투과된 N2 또는 N2/CO2는 막의 외부에서 물과 접촉하고 물 안으로 주입된다. 액체/가스 접촉기 막 유닛의 한 예의 개략적인 다이어그램이 도 6에 도시된다. B-B 라인을 따라 절단한 횡단면도에서 볼 수 있듯이, 접촉기 유닛은 유체 공간(27)에 의해 둘러싸이고 중실 케이싱(26) 내에 배열된 일련의 중공 섬유 막(25)들을 포함한다. 액체/가스 접촉기 유닛은 종래 기술에 알려져 있으며 투과성 막에 걸쳐 가스-액체 접촉을 위해 제공되는 임의의 유닛이 적절하게 사용될 수 있다. 도 6의 한 실시예에서, 물이 중공 섬유 막들을 둘러싸는 유체 공간을 통과하는 동안, N2는 중공 막을 통과한다. 하지만, N2가 유체 공간을 통과하는 동안, 물이 중공 섬유 막을 통과하는 것도 가능하다. 중공 섬유 막의 외부에서의 물의 압력에 대해 중공 섬유 막의 내부에서의 가스 압력을 변경하고 조절하면, 물로 주입되는 가스 정도(degree)를 상이하게 할 수 있다.
가스 주입 물(질소 물)은 액체/가스 접촉기 막으로부터 흐름 조절 니들 밸브 또는 브릭스 밸브, 가령, 예를 들어, Brix Block® 유닛을 통과하고, 그 뒤, 후방 체크 밸브를 통해, 질소 주입 물이 음료 농축물과 혼합되는 액체 혼합 지점으로 이동된다.
이와 동시에, 음료 농축물은 백인박스 용기로부터 다이어프램 펌프에 의해 개별적인 음료 농축물 흐름 조절 니들 밸브, 바람직하게는 Brix Block®에 직접 공급되며, 그 뒤, 후방 체크 밸브를 통해 액체 혼합 지점으로 공급된다.
액체 혼합 지점의 구성은, 질소 주입 물과 음료 농축물이 완전하게 혼합되고 "Y" 형태 구조와 같이 단순하게 구성될 수 있으며 두 라인이 한 라인에 융합되거나 또는 종래 기술에 잘 알려져 있는 것처럼 보다 정밀한 수동식 액체 혼합 유닛일 수 있는 임의의 형상으로 구성될 수 있다.
혼합 지점에 유입되는 질소 주입 물과 음료 농축물의 유량과 상대적 비율은 각각의 다이어프램 펌프로부터 나오는 압력을 조절하고 각각의 흐름 조절 니들 밸브를 통과하는 흐름을 조정함으로써 조절될 수 있다.
액체 혼합 지점에서 얻어지는 질소 주입 음료는 압력 하에 유지되며 음료 꼭지가 제공된 분배 타워를 통해 이동된다. 한 바람직한 실시예에서, 음료 꼭지는 초당 0.1 내지 5 온스, 바람직하게는 초당 0.5 내지 3 온스, 및 가장 바람직하게는 초당 0.8 내지 1.2 온스의 유량으로 차가운 가스 주입 음료를 분배하는 슬로우 주입 꼭지이다. 상기 효과 및 분배 유량은 앞에서 기술된 것과 같이 꼭지의 말단에 제한기 노즐을 삽입함으로써 추가로 향상될 수 있다.
중요한 것은, 분배 꼭지와 혼합 지점 사이에서 음료 라인 내의 질소 주입 음료는 꼭지를 통해 질소 주입 음료를 분배하는 동안에도 양압(positive pressure) 하에 유지된다는 사실이다.
또 다른 실시예에서, 본 발명은 본 발명의 시스템으로부터 차가운 가스 주입 음료를 준비하고 분배하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 음료 농축물을 백인박스 용기로부터 제1 흐름 조절 니들 밸브를 통과하여 제1 후방 체크 밸브를 통해 제1 다이어프램 펌프로부터 압력 하에서 액체 혼합 지점으로 이동시키는 단계를 포함하고,
이와 동시에, 물을 물 공급원으로부터 제2 다이어프램 펌프로부터 압력 하에서 액체/가스 접촉기 막 유닛의 액체 쪽(liquid side)을 통해 이동시키고, 질소 가스를 20 내지 70 psi 사이의 압력에서 액체/가스 접촉기 막 유닛의 가스 쪽(gas side)으로 공급하는 단계;
공기를 압축시킴으로써 주변 공기로부터 질소를 생성하고 질소를 질소 막 분리기에서 압축공기로부터 분리하는 단계;
생성된 질소를 액체 가스 접촉기를 작동시키기에 충분한 압력 하에서 질소 저장 유닛에 저장하는 단계;
질소를 질소 저장 유닛으로부터 액체/가스 접촉기에 공급하는 단계;
질소 가스를 액체/가스 접촉기의 막에 걸쳐 물에 주입하는 단계;
질소 주입 물을 액체/가스 접촉기로부터 제2 흐름 조절 니들 밸브를 통과하여 제2 후방 체크 밸브를 통해 액체 혼합 지점으로 추가로 이동시키는 단계;
액체 혼합 지점에서 질소 주입 물과 음료 농축물을 혼합시켜 질소 주입 음료를 얻는 단계;
질소 주입 음료를 압력 하에서 음료 꼭지에 공급하는 단계; 및
질소 주입 음료를 조절된 비율로 음료 꼭지를 통해 수용기에 분배하는 단계를 포함하며;
여기서, 액체 혼합 지점에서 조합된 질소 주입 물과 음료 농축물의 용적과 압력은 각각 제1 및 제2 흐름 조절 이젝터에 의해 조절되며, 및
질소 주입 음료의 분배 동안, 압력은 질소 주입 음료에서 혼합 지점으로부터 꼭지로의 음료 라인에서 유지된다.
한 바람직한 실시예에서, 음료 농축물은 30 내지 40℉, 바람직하게는 32 내지 38℉ 및 가장 바람직하게는, 34 내지 37℉의 온도로 냉각되는 커피이다. 게다가, 음료가 커피일 때 액체/가스 접촉기 막 유닛 내의 N2 압력은 20 내지 70 psi이며, 액체 혼합 지점에서 주입 물과 혼합될 때, 얻어지는 차가운 주입 커피 내의 N2 함유량은 20 내지 80 ppm, 바람직하게는 30 내지 60 ppm 및 가장 바람직하게는 40 내지 50 ppm이다.
슬로우 주입 꼭지의 느린 분배 효과는, 시스템으로부터 배출되어 수용기, 가령, 제공 유리로 흐를 때, N2 가스가 차가운 커피 또는 그 밖의 주입 음료로부터 배출되어 유리로 쏟아지고 그에 따라 음료의 표면에 거품 또는 거품 헤드 외관이 형성되어 본 발명에 따라 얻어지는 제품에 독특한 맛, 향 및 외관을 제공하도록 구성된다.
다이어프램 펌프는 당업계에서 맥주, 소다 및 그 밖의 음료를 공급하기 위해 통상적으로 사용되는데, 이는 특히 다이어프램 펌프가 탄산 액체 뿐만 아니라 비탄산 액체와 양립될 수 있기 때문이다. 상기 실시예들에서는 다이어프램 펌프의 유틸리티가 기술되었지만, 사람이 마실 수 있도록 하기 위한 액체에 적절한 그 밖의 펌프에 사용될 수도 있다.
액체/가스 접촉기 막 유닛 내의 N2 가스의 상대 압력과 액체/가스 접촉기 막 유닛 내의 다이어프램 펌프로부터의 물의 압력은 액체 혼합 지점에서 얻어지는 분배된 차가운 음료에 보다 독특한 외관을 제공하고 가능하다면 맛을 향상시키기 위해 변경될 수 있다. 액체/가스 접촉기 막 유닛에서 물의 액체 압력에 대한 N2 공급 압력의 비율은 20/1 내지 1/20 사이일 수 있다.
통상의 기술자는, 액체/가스 접촉기 막 유닛에서 물의 액체 압력에 대한 N2 가스 공급 압력의 비율의 변경 효과가, 독특한 맛, 향 및 외관을 가진 차가운 N2 주입 음료를 얻을 때와 같이, 실험 및 조절 설정을 통해 차가운 주입 음료의 특성에 따른다는 것을 알 수 있을 것이다. 이러한 연구는 각각의 흐름 조절 이젝터를 조절하고 상대적인 혼합 비율을 조절하는 것을 수반할 수 있다.
한 실시예에서, 액체 혼합 지점에서 혼합된 질소 주입 물에 대한 음료 농축물의 용적 비율은 1/10 내지 10/1, 바람직하게는 1/5 내지 5/1, 및 가장 바람직하게는, 2/1 내지 1/2일 수 있다. 이러한 비율은 모두 기술된 범위 내의 모든 값들과 하위 범위들을 포함한다.
추가적인 한 실시예에서, 본 시스템은 블라스트 냉각 유닛을 추가로 포함할 수 있는데, 고온의 액체, 가령, 우려낸 커피 농축물 또는 차 농축물이 우선 40℉ 또는 그 미만의 온도로 급속하게 냉각되고 그 뒤 백인박스 용기에 충전된다. 이렇게 급속 냉각은, 질소 주입 물과 혼합되어, 마실 수 있는 유리 또는 그 밖의 수용기에 분배될 때, 차가운 N2 또는 N2/CO2 주입 음료의 맛과 향을 추가로 향상시키도록 사용될 수 있다.
본 발명은, 이들에만 제한되지는 않지만, 다음의 실시예들을 포함한다:
실시예 1. 질소 가스를 공급하는 시스템에 있어서, 상기 시스템은:
압축공기 공급원;
질소 분리기, 바람직하게는 질소 막 분리기;
질소 저장 유닛;
압력 컨트롤 유닛; 및
질소 저장 유닛으로부터 질소를 배출하기 위한 릴리스 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 질소 가스를 공급하는 시스템.
실시예 2. 실시예 1에 있어서, 추가로:
공기 압축기;
압축공기 건조기;
압축공기 저장 탱크; 및
상기 압축공기 탱크로부터의 습기 배출장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 질소 가스를 공급하는 시스템.
실시예 3. 실시예 1 또는 2 중 어느 한 실시예에 있어서, 질소 저장 유닛의 용적이 10 내지 100 in3인 것을 특징으로 하는 질소 가스를 공급하는 시스템.
실시예 4. 실시예 1 내지 3 중 어느 한 실시예에 있어서, 질소 저장 유닛의 가스의 압력이 10 내지 100 psi인 것을 특징으로 하는 질소 가스를 공급하는 시스템.
실시예 5. 질소 주입 음료를 준비하고 분배하는 시스템에 있어서, 상기 시스템은:
백인박스 음료 농축물 용기;
제1 펌프, 바람직하게는 제1 다이어프램 펌프를 포함하되, 상기 제1 다이어프램 펌프는 백인박스 용기로부터 음료 라인을 통해 제1 흐름 조절 밸브, 바람직하게는 제1 흐름 조절 니들 밸브를 통과하고, 상기 제1 밸브로부터 제1 후방 체크 밸브를 통해 액체 혼합 지점으로 이동되는 음료 농축물의 흐름을 조절하며,
제2 펌프, 바람직하게는 제2 다이어프램 펌프를 포함하되, 상기 제2 다이어프램 펌프는 물 공급원으로부터 물 라인을 통해 액체/가스 접촉기 유닛, 바람직하게는 액체/가스 접촉기 막 유닛으로 통과하고, 상기 접촉기 유닛으로부터 제2 흐름 조절 밸브, 바람직하게는 제2 흐름 조절 니들 밸브를 통과하며, 상기 제2 밸브로부터 제2 후방 체크 밸브를 통해 액체 혼합 지점으로 이동되는 물 흐름을 조절하며;
실시예 1 내지 4 중 어느 한 실시예에 따른 질소 발생기;
액체/가스 접촉기 유닛;
액체 혼합 지점으로부터 음료 꼭지로 이어지는 질소 주입 음료 라인을 포함하며;
여기서,
음료 꼭지는 질소 주립 음료 라인 내의 주입 음료가 꼭지로부터 음료가 분배되는 동안 압력 하에 유지되도록 구성되는 슬로우 릴리스 꼭지이며, 및
액체/가스 접촉기 유닛으로 이어지는 질소 가스 공급 라인은 액체가 액체/가스 접촉기 유닛으로부터 압축 가스 공급 라인으로 흐르는 것을 방지하는 체크 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 질소 가스를 공급하는 시스템.
실시예 6. 실시예 5에 있어서, 물 공급원은 물을 공급하기 위한 압축성 용기를 포함하는 것을 특징으로 하는 질소 가스를 공급하는 시스템.
실시예 7. 실시예 6에 있어서, 상기 시스템은 질소 가스 공급 매니폴드를 가지는데, 상기 매니폴드는 3개 이상의 질소 조정기, 제1 및 제2 펌프에 압력 및 질소 공급을 조절하는 하나의 조정기, 액체/가스 접촉기 유닛에 압력과 질소 공급을 조절하는 하나의 조정기, 및 압축성 물 공급원 용기에 압력과 질소 공급을 조절하는 하나의 조정기를 포함하는 것을 특징으로 하는 질소 가스를 공급하는 시스템.
실시예 8. 실시예 5 내지 7 중 어느 한 실시예에 있어서, 냉각 시스템 또는 냉장 시스템을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 질소 가스를 공급하는 시스템.
실시예 9. 실시예 8에 있어서, 적어도 백인박스 용기는 냉각 시스템 또는 냉장 시스템에 의해 냉각되는 것을 특징으로 하는 질소 가스를 공급하는 시스템.
실시예 10. 실시예 5 내지 9 중 어느 한 실시예에 있어서, 음료 꼭지는 수용기에 분배될 때 음료로부터 N2 또는 N2/CO2 가스가 배출될 수 있도록 하는 제한기 노즐 또는 제한기 플레이트가 선택적으로 끼워맞춤된 슬로우 주입 꼭지인 것을 특징으로 하는 질소 가스를 공급하는 시스템.
실시예 11. 실시예 8 또는 9 중 어느 한 실시예에 있어서, 냉각 또는 냉장 시스템은 적어도 백인박스 용기를 주변 온도로부터 34℉ 중 한 온도로 냉각시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 질소 가스를 공급하는 시스템.
실시예 12. 실시예 5 내지 11 중 어느 한 실시예에 있어서, 액체/가스 접촉기 유닛 앞에 물 공급원 라인에서 인라인 스트레이너 및/또는 여과 유닛을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 질소 가스를 공급하는 시스템.
실시예 13. 하나의 자립형 유닛으로서, 실시예 1 내지 4 중 어느 한 실시예에 따른 질소 발생기를 포함하는 것을 특징으로 하는 음료 분배 유닛.
실시예 14. 실시예 5 내지 12 중 어느 한 실시예에 따른 시스템으로부터 질소 주입 음료를 준비하고 분배하는 방법에 있어서, 상기 방법은:
음료 농축물을 백인박스 용기로부터 제1 흐름 조절 밸브, 바람직하게는 제1 흐름 조절 니들 밸브를 통과하여 제1 후방 체크 밸브를 통해 제1 펌프, 바람직하게는 제1 다이어프램 펌프로부터 압력 하에서 액체 혼합 지점으로 이동시키는 단계를 포함하고,
이와 동시에, 물을 물 공급원으로부터 제2 다이어프램 펌프로부터 압력 하에서 액체/가스 접촉기 유닛의 액체 쪽을 통해 이동시키고, 질소 가스를 20 내지 70 psi 사이의 압력에서 액체/가스 접촉기 막 유닛의 가스 쪽으로 공급하는 단계;
공기를 압축시킴으로써 주변 공기로부터 질소를 생성하고 질소를 질소 막 분리기에서 압축공기로부터 분리하는 단계;
생성된 질소를 액체 가스 접촉기를 작동시키기에 충분한 압력 하에서 질소 저장 유닛에 저장하는 단계;
질소를 질소 저장 유닛으로부터 액체/가스 접촉기에 공급하는 단계;
질소 가스를 액체/가스 접촉기의 막에 걸쳐 물에 주입하는 단계;
질소 주입 물을 액체/가스 접촉기로부터 제2 흐름 조절 니들 밸브를 통과하여 제2 후방 체크 밸브를 통해 액체 혼합 지점으로 추가로 이동시키는 단계;
액체 혼합 지점에서 질소 주입 물과 음료 농축물을 혼합시켜 질소 주입 음료를 얻는 단계;
질소 주입 음료를 압력 하에서 음료 꼭지에 공급하는 단계; 및
질소 주입 음료를 조절된 비율로 음료 꼭지를 통해 수용기에 분배하는 단계를 포함하며;
여기서, 액체 혼합 지점에서 조합된 질소 주입 물과 음료 농축물의 용적과 압력은 각각 제1 및 제2 흐름 조절 니들 밸브에 의해 조절되며, 및
질소 주입 음료의 분배 동안, 압력은 질소 주입 음료에서 혼합 지점으로부터 꼭지로의 음료 라인에서 유지되는 것을 특징으로 하는 질소 주입 음료를 준비하고 분배하는 방법.
실시예 15. 실시예 14에 있어서, 질소 주입 음료는 수용기에 분배될 때 음료로부터 N2 또는 N2/CO2 가스가 배출될 수 있도록 하는 제한기 노즐 또는 제한기 플레이트가 선택적으로 끼워맞춤된 꼭지를 통해 분배되는 것을 특징으로 하는 질소 주입 음료를 준비하고 분배하는 방법.
실시예 16. 실시예 14 또는 15 중 어느 한 실시예에 있어서, 음료의 조절된 분배 비율은 초당 질소 주입 음료의 0.1 내지 5 온스인 것을 특징으로 하는 질소 주입 음료를 준비하고 분배하는 방법.
실시예 17. 실시예 14 내지 16 중 어느 한 실시예에 있어서, 분배된 N2 주입 음료에서 N2의 함유량은 20 내지 50 ppm인 것을 특징으로 하는 질소 주입 음료를 준비하고 분배하는 방법.
실시예 18. 실시예 14 내지 17 중 어느 한 실시예에 있어서, 질소 주입 음료는 질소 주입 커피인 것을 특징으로 하는 질소 주입 음료를 준비하고 분배하는 방법.
실시예 19. 질소 가스를 공급하는 방법에 있어서, 상기 방법은:
주변 공기를 저장 수용기에 압축시키는 단계;
선택적으로는, 입자를 제거하기 위해 압축 전에 공기를 필터링하는 단계;
선택적으로는, 응축된 습기를 응축된 공기로부터 제거하는 단계;
질소 분리 유닛, 바람직하게는 질소 막 분리 유닛에서 압축공기로부터 질소를 분리하는 단계;
분리된 질소를 질소 저장 탱크에 수거하는 단계;
질소의 원하는 사용 용도에 필요한 압력과 동일하거나 또는 이보다 더 큰 압력 하에서 수용기에 질소를 보유하는 단계; 및
압력 컨트롤 밸브를 통해 질소를 배출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 질소 가스를 공급하는 방법.
실시예 20. 실시예 19에 있어서, 질소 저장 탱크 내의 질소의 압력이 10 내지 100 psi인 것을 특징으로 하는 질소 가스를 공급하는 방법.
위에서 기술한 내용은 통상의 기술자가 본 발명에 따라 제작하고 본 발명을 사용할 수 있도록 제공되며, 특정 적용분야 및 그 요건들에 관해 제공된다. 통상의 기술자에게는, 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 다양한 변형예들도 자명할 것이며, 본 명세서에서 정의된 일반적인 개념들은 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고도 그 밖의 다른 실시예들 및 그 적용분야에도 적용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 본 명세서에 도시된 실시예들에만 제한하려는 것이 아니라 본 명세서에서 기술된 개념 및 특징들에 따라 가장 넓은 범위를 부여하기 위한 것이다. 이에 따라, 본 발명에 기술된 특정 실시예들은 본 발명의 각각의 혜택을 보여주는 것이 아니라, 광범위하게 간주되어야 한다.

Claims (20)

  1. 질소 가스를 공급하는 시스템에 있어서, 상기 시스템은:
    압축공기 공급원;
    질소 분리기;
    질소 저장 유닛;
    압력 컨트롤 유닛; 및
    질소 저장 유닛으로부터 질소를 배출하기 위한 릴리스 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 질소 가스를 공급하는 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 추가로:
    공기 압축기;
    압축공기 건조기;
    압축공기 저장 탱크; 및
    상기 압축공기 탱크로부터의 습기 배출장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 질소 가스를 공급하는 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 질소 저장 유닛의 용적이 10 내지 100 in3인 것을 특징으로 하는 질소 가스를 공급하는 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 질소 저장 유닛의 가스의 압력이 10 내지 100 psi인 것을 특징으로 하는 질소 가스를 공급하는 시스템.
  5. 질소 주입 음료를 준비하고 분배하는 시스템에 있어서, 상기 시스템은:
    백인박스 음료 농축물 용기;
    백인박스 용기로부터 음료 라인을 통해 제1 흐름 조절 밸브를 통과하고, 상기 제1 밸브로부터 제1 후방 체크 밸브를 통해 액체 혼합 지점으로 이동되는 음료 농축물의 흐름을 조절하는 제1 펌프,
    물 공급원으로부터 물 라인을 통해 액체/가스 접촉기 유닛으로 통과하고, 상기 접촉기 유닛으로부터 제2 흐름 조절 밸브를 통과하며, 상기 제2 밸브로부터 제2 후방 체크 밸브를 통해 액체 혼합 지점으로 이동되는 물 흐름을 조절하는 제2 펌프;
    제1항에 따른 질소 발생기;
    액체/가스 접촉기 유닛;
    액체 혼합 지점으로부터 음료 꼭지로 이어지는 질소 주입 음료 라인을 포함하며;
    여기서,
    음료 꼭지는 질소 주립 음료 라인 내의 주입 음료가 꼭지로부터 음료가 분배되는 동안 압력 하에 유지되도록 구성되는 슬로우 릴리스 꼭지이며, 및
    액체/가스 접촉기 유닛으로 이어지는 질소 가스 공급 라인은 액체가 액체/가스 접촉기 유닛으로부터 압축 가스 공급 라인으로 흐르는 것을 방지하는 체크 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 질소 가스를 공급하는 시스템.
  6. 제5항에 있어서, 물 공급원은 물을 공급하기 위한 압축성 용기를 포함하는 것을 특징으로 하는 질소 가스를 공급하는 시스템.
  7. 제6항에 있어서, 상기 시스템은 질소 가스 공급 매니폴드를 가지는데, 상기 매니폴드는 3개 이상의 질소 조정기, 제1 및 제2 펌프에 압력 및 질소 공급을 조절하는 하나의 조정기, 액체/가스 접촉기 유닛에 압력과 질소 공급을 조절하는 하나의 조정기, 및 압축성 물 공급원 용기에 압력과 질소 공급을 조절하는 하나의 조정기를 포함하는 것을 특징으로 하는 질소 가스를 공급하는 시스템.
  8. 제5항에 있어서, 냉각 시스템 또는 냉장 시스템을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 질소 가스를 공급하는 시스템.
  9. 제8항에 있어서, 적어도 백인박스 용기는 냉각 시스템 또는 냉장 시스템에 의해 냉각되는 것을 특징으로 하는 질소 가스를 공급하는 시스템.
  10. 제5항에 있어서, 음료 꼭지는 수용기에 분배될 때 음료로부터 N2 또는 N2/CO2 가스가 배출될 수 있도록 하는 제한기 노즐 또는 제한기 플레이트가 선택적으로 끼워맞춤된 슬로우 주입 꼭지인 것을 특징으로 하는 질소 가스를 공급하는 시스템.
  11. 제8항에 있어서, 냉각 또는 냉장 시스템은 적어도 백인박스 용기를 주변 온도로부터 34℉ 중 한 온도로 냉각시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 질소 가스를 공급하는 시스템.
  12. 제5항에 있어서, 액체/가스 접촉기 유닛 앞에 물 공급원 라인에서 인라인 스트레이너 및/또는 여과 유닛을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 질소 가스를 공급하는 시스템.
  13. 하나의 자립형 유닛으로서, 제1항에 따른 질소 발생기를 포함하는 것을 특징으로 하는 음료 분배 유닛.
  14. 제5항에 따른 시스템으로부터 질소 주입 음료를 준비하고 분배하는 방법에 있어서, 상기 방법은:
    음료 농축물을 백인박스 용기로부터 제1 흐름 조절 밸브를 통과하여 제1 후방 체크 밸브를 통해 제1 펌프로부터 압력 하에서 액체 혼합 지점으로 이동시키는 단계를 포함하고,
    이와 동시에, 물을 물 공급원으로부터 제2 펌프로부터 압력 하에서 액체/가스 접촉기 유닛의 액체 쪽을 통해 이동시키고, 질소 가스를 20 내지 70 psi 사이의 압력에서 액체/가스 접촉기 유닛의 가스 쪽으로 공급하는 단계;
    공기를 압축시킴으로써 주변 공기로부터 질소를 생성하고 질소를 질소 분리기에서 압축공기로부터 분리하는 단계;
    생성된 질소를 액체 가스 접촉기를 작동시키기에 충분한 압력 하에서 질소 저장 유닛에 저장하는 단계;
    질소를 질소 저장 유닛으로부터 액체/가스 접촉기에 공급하는 단계;
    질소 가스를 액체/가스 접촉기의 막에 걸쳐 물에 주입하는 단계;
    질소 주입 물을 액체/가스 접촉기로부터 제2 흐름 조절 밸브를 통과하여 제2 후방 체크 밸브를 통해 액체 혼합 지점으로 추가로 이동시키는 단계;
    액체 혼합 지점에서 질소 주입 물과 음료 농축물을 혼합시켜 질소 주입 음료를 얻는 단계;
    질소 주입 음료를 압력 하에서 음료 꼭지에 공급하는 단계; 및
    질소 주입 음료를 조절된 비율로 음료 꼭지를 통해 수용기에 분배하는 단계를 포함하며;
    여기서, 액체 혼합 지점에서 조합된 질소 주입 물과 음료 농축물의 용적과 압력은 각각 제1 및 제2 흐름 조절 밸브에 의해 조절되며, 및
    질소 주입 음료의 분배 동안, 압력은 질소 주입 음료에서 혼합 지점으로부터 꼭지로의 음료 라인에서 유지되는 것을 특징으로 하는 질소 주입 음료를 준비하고 분배하는 방법.
  15. 제14항에 있어서, 질소 주입 음료는 수용기에 분배될 때 음료로부터 N2 또는 N2/CO2 가스가 배출될 수 있도록 하는 제한기 노즐 또는 제한기 플레이트가 선택적으로 끼워맞춤된 꼭지를 통해 분배되는 것을 특징으로 하는 질소 주입 음료를 준비하고 분배하는 방법.
  16. 제14항에 있어서, 음료의 조절된 분배 비율은 초당 질소 주입 음료의 0.1 내지 5 온스인 것을 특징으로 하는 질소 주입 음료를 준비하고 분배하는 방법.
  17. 제16항에 있어서, 분배된 N2 주입 음료에서 N2의 함유량은 20 내지 50 ppm인 것을 특징으로 하는 질소 주입 음료를 준비하고 분배하는 방법.
  18. 제14항에 있어서, 질소 주입 음료는 질소 주입 커피인 것을 특징으로 하는 질소 주입 음료를 준비하고 분배하는 방법.
  19. 질소 가스를 공급하는 방법에 있어서, 상기 방법은:
    주변 공기를 저장 수용기에 압축시키는 단계;
    선택적으로는, 입자를 제거하기 위해 압축 전에 공기를 필터링하는 단계;
    선택적으로는, 응축된 습기를 응축된 공기로부터 제거하는 단계;
    질소 분리 유닛에서 압축공기로부터 질소를 분리하는 단계;
    분리된 질소를 질소 저장 탱크에 수거하는 단계;
    질소의 원하는 사용 용도에 필요한 압력과 동일하거나 또는 이보다 더 큰 압력 하에서 수용기에 질소를 보유하는 단계; 및
    압력 컨트롤 밸브를 통해 질소를 배출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 질소 가스를 공급하는 방법.
  20. 제19항에 있어서, 질소 저장 탱크 내의 질소의 압력이 10 내지 100 psi인 것을 특징으로 하는 질소 가스를 공급하는 방법.
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