KR20190086547A - 맥주 농축액으로부터 탄산 맥주 제조 및 분배 방법 - Google Patents

Abstract

맥아계 발효 음료의 제조 및 분배용 장치에 관한 것으로, 상기 장치는 맥아계 발효 음료 농축액 입구(도 1(8)), 물 입구(도 1(1)), 가압 가스 입구(도 1(2)), 물 입구 및 가압 가스 입구를 포함하는 인라인 탄산 유닛(도 1(4)), 탄산수와 맥아계 발효 음료 농축액이 혼합되는 혼합 유닛(도 1(9))을 포함하며, 상기 장치는 탄산화 전에 상기 물을 냉각시키는 냉각 유닛(cooling unit)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

맥주 농축액으로부터 탄산 맥주 제조 및 분배 방법

본 발명은 탄산 액체 희석제를 맥아계 발효 음료(MBFB) 농축액과 혼합함으로써 맥아계 발효 음료(MBFB)를 현장에서 제조 및 분배하기 위한 맥주 음료 분배 장치에 관한 것이다.

최근에는 소비자가 자신의 취향에 맞는 자신의 조성물(composition)을 가정에서 만들 수 있도록 다수의 음료수 성분 또는 음료가 서로 첨가되는 가정용 분배 장치가 널리 보급되고 있다. 이러한 경향은 다양한 맛과 종류의 맥주와 같이 맥아계 발효 음료(malt based fermented beverages; MBFB)와 같은 발효 음료에도 적용된다.

한 편으로는 맥주의 단위 부피당 포장 비용을 줄이고 다른 한편으로는 소비자에게 선택의 폭을 넓히는 또 다른 방법은 단독으로 또는 서로 혼합되고 액체 희석제로 희석될 수 있는 MBFB 농축액으로 채워진 용기를 제공하는 것이다. 상기 용기는 용기 형태 또는 캡슐 또는 포드와 같은 단위 용량(unit dose)일 수 있다. 이러한 MBFB 농축액을 액체 희석제와 혼합함으로써, 원하는 음료를 현장에서 제조할 수 있고, 이어서 또는 동시에 제공할 수 있다. 단위 용량(unit dose)에 대한 액체 희석제의 첨가 및 혼합은 일반적으로 분배 장치에서 수행된다.

MBFB의 현장 생산 및 후속 분배는 하나 또는 복수의 용기에 저장된 MBFB 농축액을 탄산 희석제(carbonated diluent), 일반적으로 다소 중성의(neutral) 풍미 프로파일을 특징으로 하는 탄산수 또는 탄산 맥주와 혼합하도록 혼합하는 단계를 포함한다. 상기 탄산 희석제는 실온 및 대기압에서 포화 이상의 농도에서 CO₂를 포함하는 액체이다. CO₂를 상기 액체 희석제에 용해하기 위하여 그것은 일반적으로 대기압보다 높은 압력에서 현장에서 저장되거나 생성된다. 혼합 챔버에서 탄산 희석제와 MBFB 농축액을 혼합될 때, 압력 강하는 분배하기 전에 혼합 챔버에서 거품과 폼(foam)을 형성하도록 CO₂를 야기할 수 있다. 상기 형성되는 거품 및 폼의 양은 CO₂ 농도, 온도 및 압력에 따라 다르나, 그러나 그것은 또한 탄산 희석제가 혼합되는 MBFB 농축액의 조성에 의존한다. 다양한 MBFB를 분배하도록 설계된 분배 장치의 경우, 모든 MBFB 종류에 적용할 수 있는 원하는 양의 거품을 형성하기 위해 공장에서 장비를 조정하는 것은 불가능하다. "하나의 크기가 모두 맞는 시스템(one size fits them all)"은 여기에 적용되지 않는다.

맥주 농축액에서 시작하여 최종 맥주 음료를 생산하는 근본적인 문제는 병맥주, 캔맥주 및 특히 생맥주와 같이 규칙적으로 그러나 재구성되지 않은 맥주에 할당된 사양을 최대한 충족시키는 것이다. 이러한 문제는 특히 사용자 편의성, 입맛의 취향, 분배 속도, 거품 품질 및 형성 및 그의 안정성, 비용 및 유지 보수와 같은 소비자 수용 수준에서의 주요 문제점을 나타낸다.

첫 번째 과제는 맥주 농축액 자체의 탄산화이다. 일반적으로 소비자의 수용을 위해서는 알맞은 크기와 안정성을 갖춘 합리적인 거품 헤드가 필요하기 때문에 탄산화는 맥주에 특히 중요하다. 이것은 상기 맥주에서 CO₂의 적절한 농도에 의해서만 얻을 수 있다. 추가적인 기술적 복잡성은 거품 형성 및 그 안정성이 맥주 배합 및 농도에 의존한다는 것이다. 예를 들어, 맥주 거품은 상이한 상대 소수성을 갖는 상이한 그룹의 폴리펩티드를 포함한다. 상기 폴리펩티드 그룹의 소수성이 증가함에 따라 거품의 안정성(stability)도 증가한다.

일반적으로, 맥주 농축액은 탄산화 후에 생성물이 거품이 생길 수 있고 따라서 소비자의 관점에서 볼 때 매우 바람직하지 않은 분배에 의한 생산 및 취급이 어렵기 때문에 탄산염(carbonate)으로 처리하기 어렵다. 맥주 농축액의 발포는 분배된 최종 맥주를 얻기 위해 첨가되는 이산화탄소의 부피의 함수 일뿐만 아니라 최종 분배된 맥주 음료의 맥주 농축액 함량 및 유형의 함수이기도 하다.

이로부터, 탄산 희석제(carbonated diluent)를 다양한 MBFB 농축액과 혼합함으로써 MBFB를 분배하기 위한 효율적이고 효과적인 분배 장치를 제공하는 것이 바람직하며, 이것은 MBFB의 충전을 용기로 분배하는 동안 생성된 거품의 품질 및 양을 조절할 수 있다.

특정 유형의 맥주에 대해 탄산의 수준이 충족되고 필요한 탄산염 수준이 분배 과정에서 전달되고 유지되어야 하고 생맥주를 분배할 때, 분배 시점에서 조건에 필적하는 맥주의 단일 및/또는 가변 제공 볼륨의 재구성을 가능하게 하는 것은 매우 중요하다.

더욱이, 농축된 맥주를 탄산화(carbonating)함에 따라, 특히 소비자가 요구하는 가변적인 제공 볼륨과 함께 여러 유형의 맥주에 필요한 적절한 탄산을 유지하는 데 어려움이 있다. 결과적으로, 특정 맥주 및 제공 볼륨에 대해 특정 탄산 수준을 충족시키기 위해서는 탄산 공정 및 탄산 장치의 수많은 연속적인 조정이 필요하다.

소비자의 관점에서, 일반적으로, 이산화탄소의 존재는 맥주를 보다 맛있게(즉, 입에 대한 느낌) 그리고 시각적으로 매력적으로 만든다. 소비자는 거품 및 주어진 유형의 맥주에 대해 예상되는 특정 거품의 형태가 없다면 음료를 불완전한 것으로 생각하는 경향이 있다. 예를 들어, Perfect Draft Stella는 거품 높이가 약 40mm이고 거품 반감기가 약 70초이다. 또한, 용해된 이산화탄소가 풍미의 원인이 된다. 맥주가 제대로 포화되지 않은 경우 최종 맥주의 전체 맛의 특성이 부족하거나 완전한 맛이 느껴지지 않는다. 또한 일정 수준의 탄산화 이산화탄소는 곰팡이 및 효모에 대한 효과적인 항균 효과를 포함하는 보존성을 지니고 있다.

또한, 특히 가정용으로, 향상된 탄산 효과 및 효율로 작동하는 장치에 대한 요구가 있다. 카보네이터(Carbonator)는 큰 부피의 액체에서 CO₂ 가스의 전달보다 작은 압력 강하를 받기 쉽고 강력한 펌프 고 에너지 소비 펌프를 필요로 한다. 상기 카보네이터 또는 탄산 시스템 중 일부는 가정환경에서 너무 많은 공간을 점유하는데, 특히 인라인 시스템은 너무 긴 유체 라인으로 작동한다.

또한, 상기 장치는 CIP(Clean-In-Place) 상태를 유지해야 하며 작동 후에도 시스템에 잔류물이나 폐기물을 남기지 않아야 한다. 이것은 동일한 분배 시스템이 다른 맥주 농축액 유형의 탄산화에 사용되어야 하는 경우에 특히 문제가 된다.

DE 1 757 283은 배치 카보네이터(batch carbonator)를 사용하여 원하는 서빙 온도에서 음료를 분배하는 방법을 기술하고, 탄산수는 이어서 냉각된다. 바람직한 실시 예에서, 상기 맥주 농축액은 음료 농축액으로서 사용된다.

상기에도 불구하고, 일회용 음료 용기로부터 단일 또는 다중 가변 서빙 맥주를 효과적이고 효율적으로 제조하기 위한 방법 및 장치가 바람직하다.

본 발명은 이러한 목적을 충족시키는 해결책을 제안한다. 본 발명의 이들 및 다른 목적은 도면, 상세한 설명 및 첨부된 청구 범위에 비추어 볼 때 명백할 것이다.

맥아계 발효 음료의 제조 및 분배용 장치에 관한 것으로, 상기 장치는 맥아계 발효 음료 농축액 입구(도 1(8)), 물 입구(도 1(1)), 가압 가스 입구(도 1(2)), 물 입구 및 가압 가스 입구를 포함하는 인라인 탄산 유닛(도 1(4)), 탄산수와 맥아계 발효 음료 농축액이 혼합되는 혼합 유닛(도 1(9))을 포함하며, 상기 장치는 탄산화 전에 상기 물을 냉각시키는 냉각 유닛(cooling unit)을 포함하는 것을 특징으로 한다. 최종 구성된(constituted) 음료는 적어도 6mm의 거품(foam) 높이를 가지며, 상기 거품 반감기는 15초 이상이다.

일 실시 예에 따르면, 본 발명은 상기 탄산 유닛이 탄산 유닛의 탄산수 출구(carbonated water outlet)에서 평균 주 치수(average major dimension)가 0.75mm 이하, 바람직하게는 0.5mm 이하, 가장 바람직하게는 0.25 and 0.75 mm 사이인 기포를 생성할 수 있는 장치에 관한 것이다.

추가 실시 예에 따르면, 본 발명은 상기 혼합 유닛 입구(mixing unit inlet)에서 물이 5 내지 10g CO₂/L을 포함하는 장치에 관한 것이다.

또 다른 실시 예에 따르면, 상기 장치는 상기 탄화 유닛의 입구에 액체를 연결하는 액체 라인(liquid lines)(도 1(6)) 및 상기 탄산 유닛을 상기 혼합 유닛에 그리고 출구 액체 라인(outlet liquid line)을 상기 용기에 유체 연결하는 액체 라인을 포함한다.

또 다른 실시 예에 따르면, 상기 장치는 상기 탄산 유닛의 입구에 연결되는 액체 라인(6)에 유속 제어기(flow rate controller) 및/또는 상기 탄산 유닛을 상기 혼합 유닛에 유체적으로 연결하는 액체 라인을 더 포함하고 상기 유속 제어기는 상기 액체 라인을 통하여 유속을 조절하고 따라서 상기 유속 제어기는 상기 액체에 용해된 가스를 유지하도록 상기 액체의 체류 시간을 조절한다.

하위 실시 예에서, 상기 장치는 상기 탄산 유닛의 입구에서 상기 가스를 변화시키기 위한 가스 압력 조절 수단(gas pressure regulating means) 및 상기 탄산 유닛의 물 유입구 및/또는 상기 액체 라인에서 물에 대한 압력을 제어할 수 있는 수압 제어 유닛(water pressure control)을 더 포함한다.

또 다른 하위 실시 예에서, 상기 수압 제어기(water pressure controller)는 상기 액체 라인 내의 압력이 액체에 용해된 가스를 유지하게 하며, 바람직하게는 액체 물(liquid water)은 6 bar까지 가압된다.

추가 실시 예에 따르면, 상기 장치는 상기 탄산 유닛이 물의 부분적(portion-wise) 탄산화에 적합하다는 특징이 있다.

또 다른 실시 예에서, 상기 장치는 인라인 탄산 유닛을 포함한다.

상기 장치는 CO₂-저장조에 저장되어 있는 CO₂가 물에 주입될 수 있는 통신(communication)을 포함하는 가스상 CO₂ 용 저장조(reservoir)를 더 포함한다.

특정한 추가의 실시 예에서, 상기 장치는 스파저(sparger) 및 스태틱 믹서(static mixer)를 추가로 포함한다.

또 다른 실시 예에 따르면, 혼합 챔버의 하류 스트림에서의 감압 튜브(pressure reducing tube)는 상기 용기(container) 내에서 발포 및 탄산화를 추가로 제어하는데 사용될 수 있다.

본 발명의 장치는 가정용 장치로서 사용될 수 있다.

전형적으로, 본 발명의 장치는 탄산수 대 농축액의 부피비가 적어도 3:1이다.

본 발명의 장치는 또한 상기 탄산수가 멀티 가변 서빙 농축액(multi variable serving concentrate)과 연속적으로 혼합되도록 한다.

특히, 본 발명에 따르면, 거품 높이 및 거품 안정성, 버블 크기 및/또는 구강 촉감 맛에 대해 비교 가능한 최종 특성을 갖는 규칙적으로 그러나 재구성되지 않은 맥주(regular not constituted beer)와 비교하여, 탄산 유닛 혼합 및 분배 시스템은 유사한 분배 및 품질로 농축 맥주로부터 단일 용량 및 가변적인 맥주 공급용으로 제공된다.

본 발명은 특히 상대적으로 낮은 유속에서, 주입된 CO₂의 상당 부분이 더 큰 CO₂ 거품으로 합쳐져서 결국 분배, 거품 안정성 및 최종 제품의 맛에 영향을 미친다는 발견을 포함하는 몇몇 발견에 기초한다. 이러한 발견은 제어된 작은 거품 크기 생성을 포함하는 탄산화(carbonation)를 이용하여 복원되지 않은 맥주(not reconstituted beer)에 필적하는 고 품질의 복원된 맥주(reconstituted beer)를 분배하기 위한 효율적이고 효과적인 통합 탄산화를 위한 특정 아키텍처를 초래한다.

다른 실시 예에 따르면,　본 발명은 스파저(sparger)의 기공 크기와 관련된 조정을 포함하여 유체 라인 사양(specification)의 하부 스트림에서 스태틱 믹서 및 포스트 탄산화의 조절의 중요성을 포함하는 더욱 최적화된 탄산 시스템을 제공한다.

본 발명의 본질에 대한 완전한 이해를 위해, 첨부된 도면과 관련하여 취해진 다음의 상세한 설명이 참조된다;
도 1은 본 발명의 교시에 따라 상기 장치에 통합된 탄산화 장치를 개략적으로 도시한다.
도 2는 탄산 유닛의 일 실시 예의 개략적인 측면도를 도시한다.
도 3은 298K에서의 압력에 따른 물과 에탄올 중 CO₂의 포화 농도를 나타낸다.
도 4는 본 발명에 따른 분배 장치의 개략도를 도시한다.

본 발명은 맥아계 발효 음료의 제조 및 분배용 장치에 관한 것으로, 상기 장치는 맥아계 발효 음료 농축액 입구(도 1(8)), 물 입구(도 1(1)), 가압 가스 입구(도 1(2)), 물 입구 및 가압 가스 입구를 포함하는 인라인 탄산 유닛(도 1(4)), 탄산수와 맥아계 발효 음료 농축액이 혼합되는 혼합 유닛(도 1(9))을 포함하며, 상기 장치는 탄산화 전에 상기 물을 냉각시키는 냉각 유닛(cooling unit)을 포함하는 것을 특징으로 한다. 최종 구성된(constituted) 음료는 적어도 6mm의 폼(foam) 높이를 가지며, 상기 폼 반감기는 15초 이상이다. 바람직하게는 구성된 음료는 적어도 10, 매우 바람직하게는 적어도 20mm의 폼 높이를 갖는다. 상기 바람직한 음료는 거품 반감기가 30초 이상, 바람직하게는 60초 이상이다. 발명의 목적에 따라, 본 명세서에서 구체화되고 광범위하게 기술된 바와 같이, 본 발명은 일반적으로 CO₂ 가스 또는 필수 파트가 CO2인 가스로부터 액체 희석제 내로 CO₂의 증가된 포화 효율로 증가된 용해를 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 특정 실시 양태에서, 본 발명은 CO₂ 기체 스트림으로부터 상기 액체 희석제로의 CO₂ 분자의 용해를 향상시키는 것에 관한 것이다. 본 발명에 따라, CO₂ 기체의 수성 액체로의 용해는 상기 탄산 유닛의 작동에 의해 이루어진다. 본 발명은 가스 화합물, 특히 CO₂의 용해 효율의 선택적이고 제어된 발생 및 증가를 허용하는 본 발명에 따른 장치를 제공한다.

상기 탄산 희석제(carbonated diluent)는 실온 및 대기압에서 상기 액체 희석제 내의 CO₂의 용해도보다 높은 양의 CO₂를 함유하는 액체 희석제이다. 이는 탄산 희석제가 실온 및 대기압에서 이산화탄소 거품으로 탄산화된 것을 의미한다. 상기 액체 희석제는 바람직하게는 물이다. 그러나 다른 액체 희석제를 물 대신 사용할 수 있다. 특히, 다소 중성인 풍미 프로파일을 갖는 맥주는 탄산 희석제로서 사용될 수 있다. 풍미가 있는 수용액을 사용할 수도 있다. 예를 들어 체리, 복숭아 등의 과일 향이 과일 맥주를 생산한다. 물은 탄산 희석제의 공급원이 탄산 스테이션을 갖춘 모든 가정에 있는 수도 꼭지가 될 수 있다는 큰 장점이 있다.

다른 실시 예에서, 가전 제품은 탄산수와 음료 농축액이 혼합되는 혼합 장치를 포함하는 것이 제공된다. 바람직하게는, 상기 혼합 장치의 물과 음료 농축액은 별도로 공급된다. 추가 실시 예에서, 상기 혼합 장치는 탄산수를 운반한 후, 특히 탄산수와 음료 농축액을 잘 혼합한 후에 배치되는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 부분(portioned) 탄산화 및/또는 물의 조미(flavoring), 즉 전에 탄산화된 포스트-믹스 음료를 제조하기 위한 가정용 장치가 제공되며, 여기서 상기 가정용 장치는 물 공급원, 희석제의 탄산화를 위한 탄산화 유닛 및 MBFB 농축 용기를 보관하기 위한 용기 홀더를 포함하고, 상기 용기 하우징(container housing)은 밀봉 수단을 구비한 음료 용기용 개방 메커니즘을 포함한다.

상기 희석제는 바람직하게는 물이다. 이 경우, 일 실시 예에서 물 공급원(water supply)은 사용자의 특정 재충전 가능 물탱크를 포함한다. 바람직하게는, 상기 장치로부터의 물탱크는 제거 가능하다. 또 다른 변형 예에서, 상기 물 공급원은 담수(fresh water) 라인 및 특히 가정용 수도꼭지에 연결될 수 있는 담수 연결부를 구비하는 것이 제공된다.

전형적으로, 상기 탄산 유닛은 물을 위한 연결부, 가스 CO₂를 위한 연결부 및 탄산수를 위한 추출 포트를 포함하는 연속 혼합기(continuous mixer)를 포함한다. 또한, 가스 압력을 제어하기 위한 차압 제어기(differential pressure controller)가 수압의 함수로서 제공되어, 공급된 물과 공급된 CO₂ 사이의 압력차는 실질적으로 일정하다. 일 실시 예에서, 압력 변동과는 무관하게 물의 유속을 일정하게 유지시키기 위한 유량 조절기(flow regulator)가 또한 제공된다. 바람직하게는, 상기 유량 조절기는 단위 시간당 분배량을 일정하게 유지하도록 배열된다. 특히 바람직하게는, 상기 유량 조절기는 단위 시간당 원하는 분배 양이 사용자 조절 가능하도록 조절 가능하다.

본 발명은 특히 상대적으로 낮은 유속에서, 주입된 CO₂의 상당 부분이 더 큰 CO₂ 거품으로 합쳐져서 결국 분배, 거품 안정성 및 최종 제품의 맛에 순서로 영향을 미친다는 발견을 포함하는 몇몇 발견에 기초한다. 본 발명의 또 다른 발견에 따르면, CO₂의 벌크 농도가 CO₂의 평형 농도와 동일하거나 거의 동일한 경우, 작은 CO₂ 거품이 생성되어 맥주 농축액과 혼합될 때까지 유지된다. 본 발명에 따르면, 이는 예를 들어 스파저(sparger)(도 2)를 통해 작은 기포로서 CO₂를 도입하고 상기 기포를 혼합을 통해 물을 통해 동일하게 분배시킴으로써 달성된다. 이 발견은 상기 탄산 유닛의 탄산수 배출구에서 0.25 내지 0.75mm 사이에서 주요 치수(major dimension)를 갖는 가스 기포를 생성할 수 있는 탄산 장치를 통해 생맥주와 유사한 고품질의 재구성된 맥주를 분배하기 위한 효율적이고 효과적인 통합 탄산화에 대한 특정 아키텍처를 초래한다. "주요"는 상기 치수를 갖는 기포의 50% 이상을 의미한다. "평균"은 수 평균을 의미한다. 상기 기포는 구형 또는 타원형과 같은 유사한 것일 수 있다. 미세 기포의 주요 치수는 가장 멀리 떨어져 있는 기포 표면상의 두 점 사이의 직선으로 이해해야 한다. 기포 크기 분포(Bubble size distribution; BSD)는 카보네이터의 스파저 영역에서 스파저 설계 및 공정 매개 변수가 BSD에 미치는 영향과 관련하여 연구되었다(Chemical Engineering Science Volume 57, Issue 1, January 2002, Pages 197-205). BSD 측정은 당 업계에 일반적으로 공지되어 있으며, Chemical Engineering Science Volume 47, Issue 5, April 1992, Pages 1079-1089에 기재되어 있다.

다양한 실시 예들에 따르면, CO₂ 가스 유체(도 1(2)) 및 액체 희석제(도 1(1))는 라인 또는 유체 도관(예를 들어, 튜브 또는 유체 라인)에서 조합되어 감압 영역을 통해 유동할 수 있다. 입구 포트를 통해 CO₂ 가스 유체는 흐름의 제한된 환경에서 흡입된다. CO₂ 가스는 상업적으로 이용 가능한 가압 CO₂ 가스 저장 용기 또는 이산화탄소 저장 시스템에서 배출될 수 있거나 또는 입구 포트를 통해 좁은 통로의 상류 또는 하류보다 좁은 내부 직경을 갖는 액체 유체 라인 또는 유체 도관(예를 들어, 튜브 또는 유체 라인)의 구역 내로 흡입 포트를 통해 흡입될 수 있다. 작동 가능하다면 액체 유체 라인 또는 유체 도관(예를 들어 튜브 또는 유체 라인)의 압축된 부분의 액체가 직접 상류 또는 하류 또는 심지어 거의 진공 생성에 비교하여 영역에서의 압력 강하를 유도하므로 이는 가스 입구 포트를 통한 CO₂ 가스 유체의 흡입에 의해 보상된다.

바람직하게는, 상기 CO₂ 기체는 좁은 통로(narrower passage)의 상류 또는 하류보다 더 좁은 내부 직경을 갖는 액체 유체 라인 또는 유체 도관(예를 들어, 튜브 또는 유체 라인)의 구역 이전 또는 이후 근처 또는 그 부근에서 또는 대안적으로 상기 액체 유체 라인 또는 유체 도관(예를 들어, 튜브 또는 유체 라인)의 내부 직경보다 작은 개구부(opening)를 포함하는 인라인 입구 차폐부(shield) 또는 벽 및 출구 차폐부 또는 벽에 의해 분리된 액체 유체 라인 또는 유체 도관(예를 들어, 튜브 또는 유체 라인)의 구역 이전 또는 이후 근처 또는 그 부근에서 증기가 기포로서 다공성 장치를 통해 방출된다. CO₂ 기체 유체 및 액체 유체가 혼합된다.

본 발명에 따르면, 슬롯을 통해 분사함으로써 CO₂가 풍부한 분위기로 물을 분사하는 탄산화 장치가 본 발명의 바람직한 탄산 장치이다.

필요하다면 전단력(shear force)에 의해 기포를 추가로 파쇄시키는 것과 같은 포스트 탄산화 단계가 농축액과 혼합되기 전에 사용될 수 있다.

특정 실시 예에 따르면, 본 발명은 인라인 탄산화 단계에서 물이 2 내지 10g CO₂/L의 수준으로 탄화되고, 이어서 상기 탄산수가 맥주 음료 농축액과 혼합되는 맥아 기반 탄산음료의 제조 방법에 관한 것이다.

다른 실시 예에 따르면, 맥아 기반의 맥주 탄산음료의 제조 및 분배를 위한 장치가 제공되며, 상기 장치는 농축액 음료 입구, 희석제 입구, 가압 가스 입구, 희석제 입구 및 가압 가스 입구를 포함하는 인라인 탄산 유닛, 탄산수 및 음료 농축액이 혼합되는 혼합 유닛을 포함한다.

하부 실시 예에 따르면, 하나 이상의 맥주 농축액이 멀티 가변 서빙 음료 용기에 포장되는 기구가 제공된다.

또 다른 실시 예에 따르면, 상기 탄산화 유닛은 물의 부분적 탄산화에 적합하다.

또 다른 실시 예에 따르면, 상기 장치는 탄산화되기 전에 상기 희석제가 냉각되는 냉각 유닛을 더 포함한다. 본 발명의 비제한적인 실시 예는 첨부 도면을 참조하여 예로서 기술될 것이다.

일 실시 예(도 1)에 따르면, 상기 장치는 i) 맥아계 발효 음료 농축액(concentrate) 입구(8), (ii) 희석제 입구(2), iii) 가압 가스 입구(1), 및 iv) 메인 유체 라인(6)을 따라 위치하고 상기 메인 유체 라인(6)을 따라 유동하는 물에 이산화탄소를 첨가하는 탄산 유닛(4)을 포함한다.

다른 실시 예에 따르면, 상기 장치는 냉각 유닛(cooling unit)을 더 포함하고, 상기 냉각 유닛은 메인 유체 라인(6)을 따라 위치하며, 메인 유체 라인(6)의 제1부분(입구 탄산 유닛까지)을 따라 흐르는 물을 냉각시키고, 메인 유체 라인(6)의 제2부분을 따라 흐르는 물에 이산화탄소를 첨가한다.

도 1로부터, 상기 장치는 농축 맥주(8)를 수용하기 위한 공급원에 연결된 유체 라인(7) 및 탄산수를 수용하도록 메인 유체 라인(6)에 연결되고 메인 유체 라인으로부터 계량 밸브 아래에 위치하는 공급 용기(serving container)로 물의 제어된 유출(outflow)을 허용하도록 설계된 계량 밸브(9)를 포함한다.

도 1에서, 본 발명에 따른 분배 장치는 다음과 같이 사용된다. 용기(8)는 맥아계 발효 음료(MBFB) 농축액(concentrate)을 함유하고 혼합 챔버(9)와 유체 연통한다. 탄산 희석제(carbonated diluent)의 공급원(6)은 상기 동일한 혼합 챔버와 유체 연통한다. MBFB 농축액을 탄산음료와 혼합한 후, 이렇게 제조된 MBFB를 분배 튜브를 통해 상기 혼합 챔버(9)의 출구로부터 용기(10), 즉 유리잔 내로 분배한다.

도 4로부터, 물에서의 CO₂의 용해도는 2.5 bar에서 약 0.1 내지 0.2mol% CO₂로 증가하는 압력(파선)에서 매우 급격하게 증가한다. 2.5 bar의 동일한 압력에서 CO₂는 순수한 에탄올(EtOH)(=실선)에서 약 1.6mol%로 더 높은 용해도를 갖는다. 에탄올을 포함하는 임의의 수성 희석제(aqueous diluent)는 이들 두 곡선 사이에 포함된 CO₂ 용해도를 산출할 것이다. 도 4의 곡선은 탄산 희석제의 압력 변화가 CO₂의 버블링 또는 용해를 초래할 수 있음을 보여준다. 이는 도 4의 직선 파선이 매우 가파른 경사를 가지기 때문에 액체 희석제로서의 물에 특히 해당된다. 이것은 소다와 달리 한 번 형성된 거품이 오랜 시간 남아 있기 때문에 MBFB에서 중요하다.

일 실시 예에 따르면, 냉각 및 탄산 장치는 메일 유체 라인(6)을 따라 흐르는 물에 각각 냉각 및 이산화탄소를 첨가하는 인라인(in-line) 냉각 유닛 및 인라인 탄산 유닛 유체 라인을 실질적으로 포함한다.

보다 구체적으로, 인라인 냉각 유닛(3)은 이산화탄소가 첨가되기 전에 메일 유체 라인의 제1부분을 따라 물을 냉각시키도록 인라인 탄산 유닛(4)으로부터 상류에 메인 유체 라인을 따라 위치되는 것이 바람직하다.

도 1에서, 상기 인-라인 냉각 유닛은 일반적으로 주위 온도에서 물을 수용하기 위한 유체 라인의 일부에 의해 상기 공급원에 연결된 입구; 및 소정의 냉각된 온도에서 물을 공급하는 출구를 포함한다.

상기 인라인 탄산 유닛은 인라인 냉각 유닛 및 계량 밸브 사이에서 메인 유체 라인(6)을 따라 위치하며 상기 메인 유체 라인(6)의 제2부분을 따라 흐르는 물에 이산화탄소를 첨가한다.

인-라인 탄산 유닛(4)은 인-라인 냉각 유닛으로부터 주어진 압력에서 냉각된 물과 소정 압력에서 이산화탄소를 수용하고, 냉각된 스파클링 물을 계량 밸브에 공급하기 위하여 두 가지, 즉 물과 이산화탄소를 적절히 혼합한다.

보다 상세하게는, 인라인 탄산 유닛은 메인 유체 라인(6)의 제2부분을 포함하고, 이는 바람직하게는 냉각된 물을 수용하기 위하여 인라인 냉각 유닛의 출구에 연결된 입구, 이산화탄소 공급원에 연결된 입구 및 계량 밸브에 연결된 차가운 탄산수를 공급하기 위한 출구를 포함하는 연장된 관형 본체(elongated tubular body)에 의해 한정된다.

상기 탄산 유닛은 냉각/차가운 물이 유입되는 입구와 연통하는 혼합 부분(mixing portion )을 포함한다. CO₂ 라인은 물과 같은 희석제에 탄산화(carbonation)를 도입한다.

물 주입기(injector)는 CO₂ 경로로 들어가는 물의 분무된 흐름을 생성하여 이산화탄소의 물로의 흡수를 향상시키는 데에도 바람직하게 사용할 수 있다.

예를 들어, 도 2에서, 상기 탄산 유닛은 작은 내부 체적을 갖는 관형 본체(tubular body)를 포함하고, 즉, 냉각된 물과 이산화탄소를 신속하게 혼합시키기 위해 수십 밀리리터, 바람직하게는 20-30 밀리리터로 측정할 수 있는 물의 볼륨을 실질적으로 함유하는 크기로 되어 있다.

상기 스파저(sparger) 표면과 내부 카보네이터 벽(carbonator wall) 사이의 거리는 최소로 유지되고(도 2, ID), 및/또는 그것에 의하여 정적 혼합물(static mixture)(도 2 (5))의 길이가 증가하고 및/또는 그것에 의하여 스파저의 유효 영역은 모두 감소되어 카보네이터 내의 기포 융합(bubble coalescence)을 감소시킨다.

또 다른 가능한 실시 예에서, 상기 관형 본체는 내부에 물, 및 외부에서 가압된 이산화탄소가 흐르는 구멍이 난(perforated) 관형 멤브레인 또는 라이너(liner)를 수용할 수 있다. 보다 구체적으로, 물은 구명이 난 라이너를 통해 길이 방향으로 흐르고, 상기 라이너는 상기 라이너로부터 물의 유출을 방지하는 동시에, 이산화탄소가 상기 물로만 흐르도록 설계된 다수의 가로(transverse) 구멍을 갖는다. 이러한 방식으로, 상기 이산화탄소는 여러 지점에서 물과 접촉하여 물을 빠르게 탄산화시킨다. 발명에서 정의된 장치에 따라, 사용자가 원하는 탄산 수준을 선택할 수 있고, 따라서 상기 배출(output)은 배치 카보네이터(batch carbonator)와 달리 이전 분배에서 카보네이터의 잔류 탄산수의 영향을 받지 않는다. 배치 카보네이터에서 상기 탄산 수준은 카보네이터 내부의 가스 헤드 공간의 압력에 따른 체류 시간(residence time )에 따라 변한다.

전술한 장치의 바람직한 실시 예에서, 유체 라인(6)은 탄산화 후 스태틱 혼합물(static mixture)(도 1 (5))을 더 포함할 수 있다. 스태틱 믹서(static mixer) 후 탄산화의 길이는 가스 버블의 융합(coalescence)을 피하기에 충분하다.

본 발명에 따르면, 탄산화될 물의 인라인 공정은 이송 작업 중에 탄화된다. 즉, 물은 펌프되는 동안 CO₂가 풍부해진다.

본 발명에 따르면, 상기 장치는 명령에 따라 냉각수 및/또는 이산화탄소의 압력을 조절하여 냉각수에 첨가된 이산화탄소의 비율을 조정하는 유량 조정 수단(flow adapting mean)을 더 포함한다.

더 구체적으로, 상기 유량 조정 수단은, 예를 들어, 이산화탄소 압력이 물 압력을 초과하는 경우 이산화탄소가 인라인 냉각 유닛으로 흐르는 것을 방지하기 위하여 인라인 냉각 유닛의 출구(outlet)와 인라인 탄산 유닛의 입구(inlet) 사이에 설치된 역류 방지 밸브(non-return valve); 및/또는 명령시 인라인 탄산 유닛에 믈 공급 압력을 조절하는 배출구 사이에 설치된 가압-수 공급 펌프(pressurized-water supply pump); 및/또는 명령시 상기 이산화탄소 공급원의 압력을 입구 리브(inlet lib)에 대하여 조절하기 위한 이산화탄소 공급원과 인라인 탄산 유닛의 입구 사이에 설치된 유량 조절 장치(flow regulating device)를 포함할 수 있다.

상기 유량 조정 수단은 설정 장치에 연결된 전기 제어 유닛에 의해 제어되며, 바람직하게는 필수적이지는 않지만 계량 밸브에 위치되어 사용자가 분배를 위해 냉수 내의 이산화탄소 수준을 조정할 수 있게 한다.

더 구체적으로, 상기　장치는 소정의 최대 값에 상응하는, 이산화탄소의 최소 수준에서 최대 수준 사이의 2 이상의 이산화탄소 수준(carbon dioxide level)을 설정하도록 설계될 수 있다.

전기 제어 유닛은 설정 레벨을 수신하고 이에 따라 유량 조절 수단을 제어한다. 유량 조절 장치는 온-오프 밸브 또는 명령시 인라인 탄산 유닛의 입구에서 공급원을 차단하도록 설계된 유사한 장치로 대체될 수 있음은 당연하다.

사용자가 중간 이산화탄소 수준을 선택하면, 전기 제어 유닛은 상기 유량 조절 장치를 제어하여 인라인 탄산 유닛의 입구로의 이산화탄소 공급 압력을 조절한다.

상기 공급원(supply source)은 물 또는 다른 음료와 같은 액체 희석제를 대기압 이상, 일반적으로 약 2 bar 압력에서 연속적으로 공급하며, 예를 들어 다이어프램 펌프에 의해 공급되는 여과된 수돗물을 통해 상기 장치가 설치된 전제(premise)의 음용수 회로(drinking water circuit)를 포함할 수 있다. 보다 바람직하게는, 공급원은 명령시 메인 유체 라인으로부터 공급원을 격리시키기 위한 개폐 밸브(on-off valve)를 통해 상기 메인 유체 라인에 연결될 수 있다.

품질이 만족스럽지 않은 경우 필터는 탭(tap)에서 나오는 물을 처리하는 데 사용할 수 있다. 탄산수 이외의 탄산염 희석제를 사용하는 경우, 그것은 용기에 저장할 수 있다.

대안적으로, 상기 장치는 공지된 분배기에 의한 것과 같은 물탱크를 포함할 수 있다.

한편, 이산화탄소 공급원은 고압 이산화탄소를 함유하는 실린더와, 감압 기 (pressure reducer)를 통해 소정의 바(bars)에서 이산화탄소를 공급하는 실린더를 포함할 수 있다.

상기 장치의 작동은 다음과 같다; 사용자가 주어진 이산화탄소 수준 및 활성화된 계량 밸브를 선택할 때, 상기 전기 제어 유닛은 일정 압력에서 인라인 탄산 유닛의 입구에 이산화탄소를 공급하도록 유량 조절 장치를 제어하고, 동시에, 메인 유체 라인의 제1부분, 즉 바람직하게는 인라인 냉각 유닛에 의해 냉각되는 냉각 유체 라인을 따라 물이 흐르도록 하는 개폐 밸브(on-off valve)를 작동시킨다.

상기 냉각된 물은 메인 유체 라인의 제2부분을 따라, 즉 인라인 탄산 유닛의 관형 본체를 통해 유동하며, 여기서 물은 점진적으로 이산화탄소와 혼합된다. 그런 다음 탄산수는 메인 유체 라인의 끝 부분을 따라 계량 밸브로 흘러들어가서 용기에 분배된다.

본 발명의 특정 아키텍처에 따르면, 본 발명의 장치는 상기 탱크, 및 본 발명에서 라인 냉각 유닛(도 1(3)) 및 인-라인 탄산 유닛(도 1(4))에서의 수십 밀리리터의 측정 가능한 용량을 갖는 매우 작은 물을 제거함으로써 - 상기 분배기에서 형성되는 곰팡이 또는 박테리아의 가능성을 방지하고, 사용자의 건강 및 위생 면에서 분명한 이점을 갖는다.

또한, 상기 장치는 사용자가 요구하는 대로 이산화탄소 백분율이 변화하는 냉각수를 연속적으로 빠르게 공급한다. 실제로, 사용자는 미리 결정된 범위의 이산화탄소 수준 중 어느 하나를 포함하는 냉각수를 분배하도록 선택할 수 있다.

MBFB 농축액을 함유한 단일 용기(8)가 도 1에 도시되어있는 경우, 각각 상이한 성분을 농축된 형태로 함유하는 둘 이상의 용기가 사용될 수 있다. 하나의 용기는 또한 각각 대응하는 농축된 성분을 함유하는 여러 개의 챔버를 포함할 수 있다. 본 발명은 용기의 수 및 형태에 제한되지 않는다. MBFB 농축액은 용기에서 혼합 챔버로 가압 상태로 흐를 수 있도록 액체 형태 (또는 페이스트 형태)로 존재한다. 상기 MBFB 농축액은 고체 입자를 포함할 수 있지만 액체 매질에서 현탁되어야 한다. 용기는 하나의 유리잔(단일 용량 용기) 내로의 단일 분배 작업에 충분한 양의 MBFB 농축액을 함유할 수 있거나, 또는 여러 분배 작업(=다회 용량 용기)에 충분한 양의 MBFB 농축액을 함유할 수 있다. 후자는 MBFB 농축액의 단위 부피당 포장 비용 측면에서보다 경제적이다.

도 1(8)/도 3(8) 용기에 들어있는 MBFB 농축액은 전통적 방식으로 발효 음료를 생산(예를 들어 맥주, 공지의 방식으로 양조하여)한 후 이렇게 제조된 발효 음료를 농축함으로써 수득할 수 있다. 농도는 한편으로는 그 안에 함유된 물의 일부분을 제거하고 다른 한편으로는 그 안에 함유된 에탄올의 일부를 제거함으로써 발생한다. 상당한 양의 물 및 에탄올은 당업자에게 공지된 적절한 막을 사용하여 여과, 미세 여과, 한외 여과 또는 나노 여과에 의해 음료로부터 제거될 수 있다.

혼합 챔버 내로의 MBFB 농축 물의 흐름은 중력에 의해서만 구동될 수 있고 밸브에 의해 제어될 수 있지만, 이 실시 예는 혼합 챔버 내로의 희석제 입구의 레벨에서 급격한 압력 강하를 발생시키지 않기 위해 중력에 의해 구동되는 탄산 희석제의 유동을 부과하기 때문에 바람직하지 않다. 따라서, 펌프(미도시)로 또는 MBFB 농축액의 흐름을 가압 가스의 공급원(도 3(11))에 의해, 용기 내부(도 3(8))를 가압함으로써, MBFB 농축액의 흐름을 유도하는 것이 바람직하다. 상기 가압 가스는 압력 캐니스터에 저장할 수 있다. 상기 가스는 펌프로 가압될 수 있다. 또는 가능한 경우 가압 가스를 네트워크에서 사용할 수 있다. 혼합 챔버로 공급되는 MBFB 농축액과 탄산염 희석제의 부피비를 조절할 수 있어야 한다. 이러한 이유로, MBFB 농축액 및 탄산염 희석제의 유속을 제어하기 위한 밸브가 제공될 수 있다. 대안적으로 볼륨 펌프와 같은 볼륨 유량 제어기가 혼합 챔버로 공급되는 MBFB 농축액 및 탄산염 희석제의 볼륨을 제어하는데 사용될 수 있다.

본 발명의 목적상, 용어 "맥주"는 특정 주법, 규정 또는 표준에 포함된 정의에 따라 "맥주"로 정의 된 음료의 특정 서브 세트를 포함하지만 이에 한정되지는 않는다. 예를 들어, 독일 Reinheitsgebot은 물, 보리-맥아 및 홉 이외의 다른 성분을 함유 한 음료는 "맥주"로 간주될 수 없다고 말하고 있으나, "맥주"라는 용어는 그러한 성분 제한이 없다. 유사하게, 본 발명의 목적상, 용어 "맥주"는 음료의 알코올 함량에 대한 제한을 함축하거나 암시하지 않는다. 본 발명은 알코올성 및 비알코올성 음료 모두에 적용된다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "농축액"에는 옥스퍼드 사전(Oxford dictionary)의 정의가 주어진다: "희석제를 제거하거나 감소시킴으로써 제조된 물질; 어떤 것의 농축된 형태" (참조: http://www.oxforddictionaries.com/definition/english/concentrate). 이와 일치되게, 용어 "맥주 또는 사이다 농축액" 또는 대안적으로 "(농축된) 맥주 또는 사이다 베이스" 또는 "맥주 또는 사이다 시럽"은 맛, 냄새, 색, 입안 느낌(mouthfeel) 등과 같은 특징을 부여하는 용해된 성분들의 대부분을 보유하면서, 용매 성분(즉, 물)의 대부분이 제거된 맥주 또는 사이다와 각각 관련된 것으로 의미된다.

당해 기술 분야에서 통상을 지식을 가진 자는 나노 여과, 한외 여과, 정밀 여과, 역삼 투, 증류, 분별 증류, 탄소 여과 또는 프레임 여과와 같은 농축된 베이스 액체를 제조하기 위해 다양한 방법을 사용할 수 있음을 인식할 것이다. 농축 베이스 액체는 셀룰로즈 아세테이트, 폴리설폰, 폴리아미드, 폴리프로필렌, 폴리락타이드, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 제올라이트, 알루미늄 및 세라믹으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 물질로 구성된 반투막(semi-permeable membrane)을 사용하여 제조될 수 있다. 농축 단계는 당 업계에서 인정되는 다양한 기술 중 임의의 것을 포함할 수 있으며, 이는 맥주로부터 물의 부분적 또는 실질적인 분리를 가능하게 하며, 따라서 초기 부피보다 낮은 부피에서 용해된 대부분의 성분을 보유한다. 음료 산업에서 현재 사용되는 많은 기술은 기존의 열처리 공정에 비해 저렴한 대안을 제공하고 반투막을 사용하여 물질을 두 개의 분획으로 분리하는 소위 막 기술에 의존한다. 멤브레인 공극 크기보다 작은 입자를 포함하는 팩션(faction)은 멤브레인을 통과하며, 본 명세서에서 사용되는 "투과물" 또는 "여과물"로 지칭된다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이 막의 공급면 상에 유지되는 모든 것은 "보유물(retentate)"로 언급된다. 본원에서 사용된 용어 "농축 인자"는 단계 A)의 종료시에 수득된 보유물의 부피에 대한 단계 A)에 적용된 맥주 부피의 비로 이해되어야 한다, 즉 본 발명의 방법의 단계 A)에서 수득된 보유물의 부피에 대한 공급 부피의 비율이다. 특히 바람직한 실시 예에서, 이전의 실시 예에 따른 방법이 제공되며, 단계 A)에서 수득된 보유물은 농도 인자가 3 이상, 바람직하게는 5 이상, 더욱 바람직하게는 10 이상, 가장 바람직하게는 15 이상을 특징으로 한다.

본 발명의 농축 음료를 제조하는데 사용되는 공정은 하나 이상의 농축 단계를 포함할 수 있다. 본 발명의 특정 실시 예에서, 예를 들면, 상기 음료는 1차 맥주 농축액(보유물) 및 투과물을 얻기 위하여 제1차 농축 단계(예를 들면, 나노 여과)의 대상이 될 수 있다. 상기 보유물은 탄수화물, 단백질, 및 2가 및 다가(multivalent)의 소금과 같은 고체를 포함하고, 투과물은 물, 알코올 및 휘발성의 풍미 성분을 포함하고 있다. 알코올 및 아로마와 같은 휘발성 풍미 성분이 증가된 투과물을 얻기 위하여 상기 투과물은 하나 이상 추가의 농축 단계(예를 들어, 증류 또는 역삼투)를 거칠 수 있다. 그 다음 1차 농축 단계의 보유물은 본 발명의 방법 및 장치에 따라서 포장되는 농축 맥주를 제조하기 위하여 농축 투과물과 결합할 수 있다. 본 발명의 특정 실시예에서, 생성된 농축 음료는 약 30도 Brix 내지 약 80도 Brix 사이의 당 함량을 가지며, 더 바람직한 실시예에서, 약 50도 Brix 내지 약 70도 Brix의 당 함량을 갖는다. 본 발명의 다른 실시예에서, 농축 기저 액체는 10도 Brix 내지 약 30도 Brix의 당 함량을 갖는다. 이들 실시예에서, 상기 농축 음료는 약 2 ABV 내지 약 12 ABV, 약 10 ABV 내지 약 14 ABV, 또는 약 50 ABV 내지 약 70 ABV의 알코올 함량을 가질 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 농축 맥주 음료로부터 하나 이상의 다양한 서빙 음료를 제조하기 위하여, 상기 컨테이너는 다양한 멀티 서빙 최종 맥주 음료를 생산하기 위하여 (컨테이너 상에 금속 캡을 천공하거나 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 널리 알려진 다른 기술에 의하여) 개봉되지 않는다.

상기 맥주 용기는 단일 구획을 가지거나 제1구획 및 제2구획을 갖는 캔, 백, 컵 또는 박스의 형태일 수 있다. 또한 바람직하게는, 상기 백, 컵 또는 박스는 알루미늄, 플라스틱, 유리 및/또는 금속 호일로 형성된다. 또한, 제1구획과 제2구획은 각각 제1구획과 제2구획이 분배 장치에서 동시에 개방되거나 또는 제1구획 및 제2구획 각각으로부터 뚜껑 부분의 피어싱, 인열 또는 제거에 의해 하나 이상의 위치에서 분배 장치 내로 삽입되기 전에 개방되는 개방 메커니즘을 각각 포함할 수 있다. 또한, 상기 음료 용기는 추가 음료 농축액 또는 다른 바람직한 성분을 함유하도록 작동 가능한 제3구획을 포함한다.

본 발명의 특정 예시적인 실시 예에서, 소비에 적합한 음료를 생산하기 위해 농축 음료에 첨가된 물은 과탄산수(hyper carbonated water)이다.

일부 바람직한 실시 예에서, 상기 농축 음료는 농축된 하이-그래비티 맥주이고, 여기에 물이 첨가되어 맥주를 희석시키고 음료를 제조한다. 이러한 실시 예에서, 물의 첨가는 약 1도 Brix 내지 약 30도 Brix의 당 함량 및 2 ABV 내지 16 ABV의 알코올 함량을 갖는 맥주를 생산한다. 바람직한 실시 예에서, 생산된 맥주는 4도 Brix 내지 약 7도 Brix의 당 함량 및 2 ABV 내지 8 ABV의 알코올 함량을 갖는다. 다른 바람직한 실시 예에서, 생산된 맥주는 약 17도 Brix의 당 함량 및 8 ABV 내지 12 ABV의 알코올 함량을 갖는다. 다양한 구체적인 실시 예에서 생산된 맥주는 2-4 ABV, 4-6 ABV, 6-8 ABV, 8-10 ABV 또는 10-12 ABV의 알코올 함량을 갖는다.

전술한 구체적인 실시 예는 농축 음료를 액체로 희석시키는 것을 언급하였으나, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 물 이외의 다른 액체가 농축 음료에 첨가되어 최종 맥주 음료를 생성할 수 있음을 쉽게 인식 할 것이다.

본 발명의 특정 실시 예에서, 최종 음료를 생산하기 위하여 하나 이상의 향미료 성분이 농축 음료에 첨가될 수 있다. 적합한 향미료 성분의 예는 향신료, 과일 향료, 홉 향료, 맥아 향료, 땅콩 향료, 훈제(smoke) 향료, 기타 적합한 향료(예를 들어 커피 향료 또는 초콜릿 향료) 및 상기 향료의 혼합물을 포함한다(다만 이에 제한되지 않는다).

게다가, 최종 음료를 생산하기 위하여 다른 농축 성분이 첨가되거나 농축 음료와 결합할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.

예를 들면, 상기 농축 성분은 홉 농축액, 과일 농축액, 감미료, 쓴맛 첨가제, 농축 향료, 발포 촉진제, 농축 맥아 기반 액체, 농축 발효 액체, 농축 맥주, 착색제, 향료 첨가제 또는 이들의 혼합물과 같은 고체 또는 액체 성분일 수 있다. 경우에 따라서, 상기 농축 성분(예를 들면, 농축 맥주)은 알코올 농축 성분일 수 있다.

본 발명의 일부 실시 예에서, 상기 용기 내의 농축 음료로 다인분의 음료(multiple serving) 음료를 제조할 수 있도록 하기 위하여, 상기 용기에 포장된 농축 음료의 양은 측정된다. 본 발명의 다른 실시 예에서, 상기 농축 음료는 다인분의 음료를 제공하기 위하여 적합한 양으로 포장된다. 일부 실시 예에서, 다인분의 음료는 단일 혼합 단계에서 생산된다. 다른 실시 예에서, 상기 농축 음료는 1인분의 음료를 연속적으로 제조하기 위하여 반복적으로 액체와 혼합된다.

본 발명의 바람직한 실시 예에서, 제공된 가압 음료 농축액으로부터 음료를 제조하기 위한 장치가 제공된다. 상기 장치는 가압 음료 농축액이 포장된 용기의 수용을 위한 리셉터클(receptacle), 물(및 이와 동등한 액체)의 수용을 위한 적어도 하나의 액체 수용부(liquid intake), 음료를 제조하기 위하여 가압 음료 농축액이 물(또는 다른 액체)과 혼합되는 하나 이상의 혼합부(mixing element) 및 제조된 음료를 제공하는 배출구(outlet)를 포함한다.

본 발명에 따른 한 부분(one portion)은 음료를 제조할 제품의 국내 양에 상응하는 양을 의미한다. 특히, 음료 제공은 약 20 ml 내지 약 1000 ml, 보다 바람직하게는 약 100 ml 내지 약 500 ml, 더욱 더 바람직하게는 약 100 ml 내지 약 300 ml, 보다 바람직하게는 약 200 ml의 양이다. 음료의 서빙 크기는 예를 들어, 선택된 용기 크기 또는 유리잔 크기에 의존할 수 있다. 또한, 물과 음료 농축액의 선택된 혼합비의 서빙 크기는 의존할 수 있다. 특히 바람직하게는, 사용자의 서빙 크기가 선택될 수 있다. 부분 포장된 음료 농축액은 본 발명의 일 실시 예에 따라 음료수 공급을 생성하기에 충분한 음료 농축액 양을 포함한다. 다른 실시 예에서, 부분적으로(portion-wise) 포장된 음료 농축액은 가장 많은 선택 가능한 음료 제공을 생성하기에 충분한 많은 음료 농축액을 포함한다. 예를 들어, 가장 많은 선택 가능한 음료는 대략 400ml 음료에 상응한다. 그러나 사용자가 약 200 ml의 음료 제공 크기가 선택하면, 제1실시 예에서 제공되며, 2개의 서빙(two servings)은 포장된 음료 농축액의 일부에 의해 제조된다. 제2실시 예에서, 특히 음료 농축액의 고농도를 포함하는, 음료 제공을 위해 부분 포장된 음료 농축액이 제조됨으로써 제공될 수 있다. 추가의 실시 예에서, 많은 양의 음료 농축액에 포장된 음료 농축액의 일부는 평균량, 예를 들어 약 200 ml로 제공되는 음료의 제조에 충분하다. 바람직하게는, 음료 농축액의 농도는 최종 음료에서 증가되거나 감소되는 부분 크기에 의해 변화될 수 있다.

일 실시 예에서, 인라인 공정 수(process water)에 의한 탄산화는 약 2 g/l 내지 약 10 g/l, 바람직하게는 약 4 g/l 내지 약 8 g/l, 보다 바람직하게는 약 4 g/l 내지 약 8 g/l 및 특히 약 6 g/l이다. 바람직하게는, 상기 음료 농축액은 최종 완제품에 존재하거나 존재할 수 있는 농도의 약 CO₂를 포함한다. 이것은 가전 제품에서 생성된 탄산수가 완성된 음료에서 제공되는 것보다 높은 CO₂ 농도를 가져야 한다는 장점이 있다. 따라서 음료 농축액의 첨가는 완성된 음료에서의 CO₂의 총 농도를 감소시키지 않는다.

실시예:

인라인 탄산, 혼합 및 분배 시스템(도 3)을 포함하는 장치가 개발되었으며 동일한 분배 비율 및 구성되지 않은 일반 맥주(not constituted regular beer)와 비교하여 유사한 품질(탄산, 거품 및 폼 특징, 구용성(mouth feel))의 농축 맥주로부터 맥주의 단일 및 가변 서빙 볼륨을 재구성했다.

실례로, 바람직한 탄산 유닛은 카보네이터가 상업용 인라인 카보네이터에 비해 낮은 속도로 작동함에 따라 정적 혼합물(static mixture)을 포함하는 인라인 탄산(도 3(4)) 시스템을 포함함을 입증한다.

다이어프램 펌프(diaphragm pump)는 인라인 카보네이터로 공급되는 물을 가압하는데 사용할 수 있다. 차례로 분배 속도는 가스 압력과 수압의 차이에 의해 추가로 제어될 수 있다. 대기압에서 분배한 후에 측정 한 물은 최대 4.4g L-1까지 탄산을 형성할 수 있다. 1,1 L/min의 분배 속도에서 탄산염은 4.1g L-1이었다. 탄산화되기 전에 수온은 일반적으로 2℃이다.

카보네이터로의 급수는 3.6 bar로 가압되었고, CO₂는 3.9 bar 분배 유량, 1.3L/min으로 공급되었고 분배된 맥주의 탄산은 3.0 g/L이었다.

CO₂ 압력이 수압보다 0 ~ 1.2 bar 큰 범위에 있는 한, 탄산화 성능은 수압을 높임으로써 더욱 향상되었다.

사용된 맥주 농축액은 STELLA와 LEFFE이며 최고 7 bar의 압력으로 airline-pressurized keg에서 3배 농축된다. 도 1의 유체 라인(7)은 직경 2.5mm 튜브이다.

도 1의 유체 라인(6)은 직경이 8.4 mm인 제2튜브에 연결된 2.5 mm 직경의 튜브이다. 카보네이터(도 2) L : 5cm; ID 2.0 cm, 스파저(3-Komax sparger : 2,2 cm. 스파저와 파이프 벽 사이의 반경 0.55cm.

스태틱 믹서(Komac) 직경 1.27 cm, 폭 15.2 cm. 유속 1 L/min.

탄산수는 맥주 농축액과 2:1의 비율로 혼합되었다. 공압식 에어 라인 Y 연결부(Pneumatic airline Y-connection)는 탄산수 입구와 농축액에 대하여 다른 직경으로 사용되었다. 농축 물은 0.5 bar에서 공급되었다.

재구성된 맥주(reconstituted beer )는 1.5 L/min - 2 L/min 으로 분배되었다.

프로토콜:

다음 프로토콜은 맥주 폼 및 맥주 거품과 관련된 매개 변수를 측정하여 인라인 탄산화에서 재구성된 맥주의 선택된 특성을 병입, 캔 및 생맥주뿐만 아니라 배치-탄산염 재구성(batch-carbonated reconstituted) 맥주와 비교하도록 설계되었다.

이 프로토콜은 하기를 포함한다:

1. 맥주 분배 프로토콜, 유리잔 종류/맥주 및 맥주 유리잔의 온도/유리잔의 표면 상태/유리잔에 맥주 분배 각도

2. 거품 높이 및 반감기 측정 및 거품 내에서의 대표적인 거폼 직경 측정 및 기포 직경의 측정 및 맥주 내 분포 및 거품 크림의 질적 평가를 포함하는 기포 및 거품 측정 프로토콜.

맥주 분배 프로토콜:

서로 다른 맥주를 비교할 때 주요 폼 및 기포 파라미터에 대한 유리잔의 영향을 제거하기 위해, 우리는 조사를 위해 유리잔 유형을 표준화한다.

모든 맥주 제품은 Perfect Pint Activator Max 20oz 맥주 잔에 부어야 한다. 강화된 맥주 유리잔 및 고전 원추형 및 높이 160mm로 표시되고 제조된 CE로 제조되고 상기 유리잔 바닥에 레이저로 거품이 생성되는 영역이 있다.

분배 시점의 맥주 유리잔의 온도는 시험 전에 열전쌍(thermocouple)으로 측정한 15℃의 수조에 맥주 유리잔를 담그면 유리잔 온도가 15 ± 3℃가 된다.

분배된 맥주는 냉장 보관되고, 캔 및 병 맥주는 분배하기 전에 냉장고에 보관하고 생맥주는 분배 시스템에서 제공하는 냉장 온도에서 제공된다. 인라인 및 배치 탄산염 재구성 맥주는 2℃의 목표 온도에서 제공된다. 분배된 맥주의 온도는 비디오 영상을 촬영한 후 분배 후 3분에 측정해야 한다. 모든 유리잔은 온도 조절 수조에 담그기 전에 부드러운 스폰지와 수돗물로 청소해야 한다. 분배하기 직전에, 유리잔은 수조에서 꺼내어 남은 물을 흔들어서 조심스럽게 건조시켜야 한다.

맥주 공급의 각 유형별에 따른 맥주 분배 방법의 표준화

완벽한 드래프트(Draft)의 경우, 상기 분배 절차는 사용자 설명서에 자세히 설명되어 있다. 캔 및 병 맥주의 경우 유리잔이 45° 기울어지고 상기 병/캔을 유리잔 가까이에서 그러나 유리잔에 닿지 않고 쏟는다. 맥주의 양이 유리잔의 1/3에 도달하면 우리는 유리잔을 곧게 펴고 맥주 레벨이 유리잔의 1/2 (바닥에서 7cm)에 도달할 때까지 천천히 맥주를 붓는다. 배치 탄산음료 맥주(batch carbonated beer)의 경우, 맥주 분배 튜브는 유리잔이 45도 각도로 유지되는 동안 맥주 유리잔 쪽으로 수직으로 위치해야 한다. 인라인 탄산음료 맥주의 경우, 분사 노즐 각은 수직에 대해 약 30°이고 유리잔은 처음에 45°로 정렬된다. 흐름이 상기 유리잔의 측면으로 흐른다. 맥주 레벨이 상기 유리의 절반 정도에 도달하면 유리잔은 수직으로 점차 기울어져야 한다. 아메리칸 브루어 협회(American Brewers Association)의 드래프트 디스펜스 가이드는 Beer Advocate 웹 사이트에서 링크(https://www.beeradvocate.com/beer/101/pour/)를 통해 더 확인할 수 있다.

거품 및 폼 측정 프로토콜

맥주 거품 및 거품 측정은 비디오 및 사진 기법을 사용하여 분석된다. iDS 카메라는 맥주의 거품과 유리잔 표면에 형성된 거품의 비디오 및 사진을 기록하는데 사용된다. ImageJ 소프트웨어는 거품 높이와 반감기, 거품 내의 대표적인 거품 직경, 맥주 내의 거품 직경 분포를 정량화하기 위해 비디오와 사진을 분석하는데 사용된다. 별도의 휴대용 카메라를 사용하여 거품의 정성적 평가를 지원하는 맥주의 시각적 정보를 캡처할 수 있다.

실험 장비

맥주 유리를 테스트 벤치의 기준 위치에 놓는다.

2개의 iDS 카메라는 각각 두 개의 삼각대로 테스트 벤치에 배치된다.

카메라 1(컬러)은 맥주의 중심축을 따라 상승하는 맥주 거품을 모니터링할 수 있도록 맥주 유리잔의 중심선에 초점을 맞춘다.

카메라 2(단색)는 유리잔 앞면에 초점을 맞추어 거품을 모니터링한다.

링 라이트는 균일한 조명을 제공하기 위해 맥주 유리잔 뒤에 고정된다.

링 라이트 뒤에 검은 배경이 대조를 향상시킨다.

거품의 높이는 카메라 2에 의해 포착된 비디오 영상으로부터 30초 간격으로, 맥주/거품의 경계면과 유리잔의 중심축에서 거품/공기 경계를 나타내는 그림자 선 사이의 거리를 표시하여 시간의 함수로 측정해야 한다.

로그 방정식(logarithmic equation)을 높이 대 시간 데이터에 대입하면 거품 반감기가 제공된다.

첫 번째 이미지 이후 30초, 1.0분, 1.5분, 2.0분 및 4.0에 후속 거품 높이를 기록하고 데이터를 대수 감소(logarithmic decay)에 적용하여 반감기를 계산한다. 별도의 휴대용 카메라를 사용하여 유리 상단과 측면에서 분배된 맥주 거품 사진을 찍어 크림 같은 느낌을 시각적으로 평가할 수 있었다. 시각적 외관에 근거한 거품의 크림 모양은 1에서 5의 척도로 나타낸다.

데이터:

드레프트(Perfect Draft system을 통한)

CarboQc 분석기로 측정한 탄산 수준 3,2g L-1 (편차 0.29).

평균 기포 크기 0.3-0.4 mm

거품(형성, 안정성, 폼 높이 및 폼 반감기)

STELLA Perfect Draft STELLA 병(Bottle) STELLA 캔(Can)의 크리미 및 안정성

스텔라 퍼펙트 드래프트 47.3 ± 4.2mm, 71.3 ± 11s;

STELLA 병 7 ± 1.5mm, 18.7 ± 2.8s;

STELLA 캔 9.2 ± 2.7mm, 16 ± 1s

데이터 재구성 STELLA는 STELLA 캔, STELLA 병, STELLA Perfect Draft의 결과를 만족시켜 유사한 탄산염 제품 요구 사항과 거품 형성 및 품질 및 버블 크기 매개 변수를 산출했다. LEFFE와 비슷한 결론.

다양한 실험에 따라서, 바람직한 실행은 상기 스파저(sparger) 표면과 내부 카보네이트 벽 사이의 반경 방향 거리가 최소로 유지되어 물의 환형 속도(annular velocity)를 증가시켜 물 내 CO₂의 효율적인 분포 및 CO₂의 개선된 용해 및 그에 따른 카보네이터 내부에서의 기포 융합(coalescence)의 제한를 유도하는 것이다.

다양한 실험에 따라서, 바람직한 실행은 정적 혼합물(static mixture)의 길이가 증가하여 CO₂의 용해도가 향상되고 그에 따른 카보네이터 내부에서의 기포 융합(coalescence)의 제한하고 흐름이 부드러워짐으로써 탄산화 효율이 높아지는 것이다.

다양한 실험에 따라서, 스파저의 유효 면적의 감소는 적은 가스(less gas)를 감소시키고, 융합(coalescence)을 줄임으로써 유속을 원활하게 하는데 유익한 것으로 밝혀졌다.

Claims (15)

1. 맥아계 발효 음료 농축액 입구(도 1(8)), 물 입구(도 1(1)), 가압 가스 입구(도 1(2)), 물 입구 및 가압 가스 입구를 포함하는 인라인 탄산 유닛(도 1(4)), 탄산수와 맥아계 발효 음료 농축액이 혼합되는 혼합 유닛(도 1(9))을 포함하며, 상기 장치는 탄산화 전에 상기 물을 냉각시키는 냉각 유닛(cooling unit)을 포함하는 것을 특징으로 하는 맥아계 발효 음료의 제조 및 분배용 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   최종 구성된 음료는 적어도 6 mm의 폼(foam) 높이를 가지며, 상기 폼 반감기는 15초 이상인 장치.
   
3. 제1항 및 제2항에 있어서,
   상기 탄산 유닛은 탄산 유닛의 탄산수 배출구에서 0.75mm 미만, 바람직하게는 0.50mm 미만, 매우 바람직하게는 0.25mm 내지 75mm의 평균 주 치수(average major dimension)를 갖는 가스 기포(gaseous bubble)를 발생시킬 수 있는 장치.
   
4. 제1항 내지 제3항에 있어서,
   상기 물은 상기 혼합 유닛 입구에서 5 내지 10 g CO₂/L를 함유하는 장치.
   
5. 제1항 내지 제4항에 있어서,
   액체 라인(도 1(6)) 및 상기 액체 라인을 통해 유량을 조절하는 유속 제어기(flow rate controller)를 더 포함하고 상기 유속 제어기는 상기 액체에 용해된 가스를 유지하도록 상기 액체의 체류 시간을 조절하는 장치.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 탄산 유닛의 입구에서 가스를 변화시키기 위한 가스 압력 조절 수단(gas pressure regulating mean) 및 상기 탄산 유닛의 물 유입구 및/또는 상기 액체 라인에서 물에 대한 압력을 제어할 수 있는 수압 제어 유닛(water pressure control unit)을 더 포함하는 장치.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 수압 제어기는 상기 액체 라인 내의 압력이 상기 액체에 용해된 가스를 유지하도록 허용하는 장치.
   
8. 제1항 내지 제7항에 있어서,
   상기 액체 물(liquid water)은 6 bar까지 가압되는 장치.
   
9. 제1항 내지 제8항에 있어서,
   상기 탄산 유닛은 물의 부분적(portion-wise) 탄산화에 적합한 것을 특징으로 하는 장치.
   
10. 제1항 내지 제9항에 있어서,
    상기 탄산 유닛은 인라인 탄산 유닛인 장치.
    
11. 제1항 내지 제10항에 있어서,
    상기 장치는 CO₂-저장조에 저장되어 있는 CO₂가 물에 주입될 수 있는 통신(communication)을 포함하는 가스상 CO₂ 용 저장조(reservoir)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
    
12. 제1항 내지 제11항에 있어서,
    상기 장치는 스파저(sparger) 및 스태틱 믹서(static mixer) 더 포함하는 장치.
    
13. 제1항 내지 제12항에 있어서,
    상기 장치는 가정용 기기인 장치.
    
14. 제1항 내지 제13항에 있어서,
    상기 탄산수와 농축액의 부피비는 적어도 3:1인 장치.
    
15. 제1항 내지 제14에 있어서,
    상기 탄산수가 멀티 가변 서빙 농축액(multi variable serving concentrate)과 연속적으로 혼합되는 장치.
    

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