KR960000462B1 - 탄산수의 제조방법 - Google Patents

탄산수의 제조방법 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

탄산수의 제조방법
제1도는 본 발명을 실시하기 위한 탄산수 제조공급장치의 구성을 나타내는 도.
제2도는 본 발명의 제조방법으로 생성한 탄산수와 종래의 제조방법으로 생성한 탄산수를 각각 탄산가스 압력용기내에 방치했을 때의 방치시간에 대한 탄산수의 탄산가스 함유량의 변화를 나타내는 도.
제3도는 본 발명의 제조방법으로 생성한 탄산수와 종래의 제조방법으로 생성한 탄산수를 각각 상온중에 방치했을 때의 방치시간에 대한 탄산수의 탄산가스 함유량의 변화를 나타내는 도.
제4도는 탄산가스 압력용기내에 체류한 물에 물방울을 충돌시키는 경우의 다른 구성예를 나타내는 도.
제5도는 탄산가스 압력용기내에 체류한 물에 물방울을 충돌시키는 경우의 또다른 구성예를 나타내는 도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 탄산가스 압력용기 3 : 탄산가스 봄베
9 : 분무기
본 발명은 탄산가스와 물과의 접촉에 의해 탄산수를 제조하는 방법에 관한 것으로, 특히 자동판매기 또는 디스펜서 등의 탄산음료 공급장치에 적합한 탄산수의 제조방법에 관한 것이다.
종래 탄산수의 제조방법으로서는, 탄산가스 압력용기의 상부에 오리피스 (orifice)를 설치하고, 이 오리피스로부터 용기내에 물을 분사시키고, 그때에 발생하는 기포에 탄산가스를 흡수시키는 것에 의해 탄산수를 생성하는 방법이, 예를들면 일본국 특개소 61-164630호 공보 등에 개시되어 있다.
그러나 이 방법은 분사에 의해 물이 진동하는 것에 의하여 물이 탄산가스를 흡수하는 방법이기 때문에, 이에 의하여 생성된 탄산수를 입에 머금으면, 사람의 체온에 의해 탄산가스나 탄산수로부터 분리되기 쉽고, 소위 짜릿한 맛의 탄산수를 생성할 수 없는 결점이 있다.
그래서 종래 탄산가스 압력용기의 측벽 내측에 분무기(spray)를 부착하여 물을 분사하는 것에 의해 물이 탄산가스를 흡수하는데 충분한 비산거리를 유지하려는 방법도 고려되고 있다. 그러나 자동판매기나 디스펜서(dispenser)의 내부와 같이 한정된 공간에 배치되는 탄산음료의 제조장치에 있어서는, 비산거리를 길게 하기 위하여 장치를 대형화하는 것은 현실적이지 못하다. 그래서 장치를 대형화 하지 않고 비산거리를 유지하는 방법으로서, 상기 분무기에 대향하여 볼록면을 설치하고, 이 볼록면에 분사한 물을 충돌시키는 방법이 고려되고 있다. 그러나 이와 같이 구성하여도 볼록면에 충돌하는 물의 에너지의 대부분은 볼록면상에 흡수되어 버리기 때문에, 물은 볼록면으로부터 반발하지 않고 볼록면을 타고 낙하해 버려서 기대하는 만큼의 효과를 얻지 못한다.
또 노즐로부터 탄산가스 압력용기내에 직선적으로 물을 분사하고 그 용기의 내벽에 충돌시키는 것에 의해 아주 미세한 물안개를 발생시키는 방법도 있으나, 이 경우도 충돌하는 물의 에너지의 대부분은 상기 내벽면에 흡수되기 때문에, 물은 그 벽면을 타고 낙하해 버려서 효과적이지 못하다.
또 이들 이외에도 냉각한 물을 탄산가스 압력용기내에 넣어서 용기내에 설치된 교반기(stirrer)에 의해 교반하고, 이때에 발생하는 기포에 서서히 탄산가스를 흡수시키는 방법도 있다. 그러나 이와 같은 탄산수의 제조장치를 자동판매기나 디스펜서에 사용한 경우, 탄산수의 판매동작이 연속되면 탄산가스 압력용기내의 탄산가스 함유량이 급격히 저하해 버려서 판매할 수 없게 되는 문제가 있다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 탄산수를 신속히 생성할 수 있고, 게다가 탄산가스의 함유율이 높고, 탄산가스의 흩어져 없어짐도 적은 탄산수의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 탄산가스와 물을 탄산가스 압력용기 (1)내에 도입하고, 양자의 접촉에 의해 탄산수를 제조하는 탄산수의 제조방법에 있어서, 상기 탄산가스 압력용기(1)내에, 주로 직경이 0.01mm 보다도 크고, 0.5mm 미만의 물방울상태이며, 적어도 5cm/sec 이상의 속도로 물을 도입하고, 이 물을 상기 탄산가스 압력용기(1)내에 체류하고 있는 물과 충돌시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 상기 구성에 의하면, 주로 직경이 0.01mm 보다도 크고, 0.5mm 미만의 물방울상태이고, 적어도 5cm/sec 이상의 속도로 물을 탄산가스 압력용기내에 도입하고, 그 탄산가스 압력용기내에 체류하고 물과 충돌시키는 것에 의하여, 직경 1mm 이하의 기포를 상기 용기내에 다수 발생시킨다. 이 기포에 탄산가스를 흡수시키는 것에 의하여 탄산가스 함유율이 높고 흩어져 없어짐도 적은 탄산수를 생성할 수 있다.
이하 본 발명의 한 실시예를 제1도 내지 제3도에 의거하여 설명한다.
탄산가스 압력용기(1)은 냉각수조(2)에 침지되어 보냉되어 있다. 이 탄산가스 압력용기(1)에는 탄산가스봄베(3)으로부터 탄산가스가 도입관(4)을 통하여 가압 공급됨과 동시에, 수도물을 저장한 물탱크(5)로부터의 물이 물공급펌프(6)에 의해 가압 공급되고 있다. 탄산가스 압력용기(1)내에는 수위제어센서(10)이 설치되어 있고, 탄산가스 압력용기(1)내의 탄산수량이 감소하면, 이 수위제어센서(10)이 작용하여 펌프(6)이 작동된다. 펌프(6)이 작동하면, 물탱크(5)로부터의 물이 냉각수조(2)에 침지된 냉각코일(7)에서 냉각된 후, 탄산가스 압력용기(1)내로 도입되도록 구성되어 있다.
그리고 탄산가스 압력용기(1)내에 도입된 물은, 이 탄산가스 압력용기(1)내의 압력보다도 3kg/㎠ 이상 높은 압력으로 분무기(9)로부터 탄산가스 압력용기(1)내에 분무된다. 이에 의해 탄산가스 압력용기(1)내에 도입되는 물은, 주로 직경이 0.01mm 보다도 크고, 0.5mm 미만의 물방울상태이고, 적어도 5cm/sec 이상의 속도로 탄산가스 압력용기(1)내에 체류하고 있는 물과 충돌한다. 이와 같은 조건에서 물이 탄산가스 압력용기(1)내에 분무되면, 우선 분무된 물방울이 탄산가스를 흡수하고, 그리고 탄산가스 압력용기(1)내에 체류한 탄산수가 물방울의 충돌기세에 의해 탄산가스를 말려들게 하여 작은 기포가 다수 발생한다. 이 기포가 물방울의 충돌기세에 의해 아주 서서히 혼합 교반되는 것에 의해 탄산가스 압력용기(1)에는 양질의 탄산수가 생성된다.
이와 같이 하여 생성된 탄산수는 가스가 분리되기 어려울 뿐만 아니라, 입에 머금어도 체온에 의해 가스의 대부분이 바로 분리되지 않는다. 따라서 탄산수가 목구멍을 통과할 때도 가스분리가 계속되므로 짜릿한 맛의 탄산수가 된다.
이와 같이 하여 탄산가스 압력용기(1)내에 생성된 탄산수는 판매시에 탄산수 공급밸브(12)가 열리면 사이펀튜브(13)에 의해 탄산가스 압력용기(1)밖으로 추출되고, 유량제어장치(14)를 통과하여, 냉각코일(15)에서 다시 냉각된 후, 탄산수 공급밸브 (12)로부터 공급된다.
이상과 같이 본 발명은 탄산가스 압력용기(1)에 도입되는 물을, 주로 직경이 0.01mm 보다도 크고, 0.5mm 미만의 물방울상태이고, 적어도 5cm/sec 이상의 속도로 탄산가스 압력용기(1)내에 체류하고 있는 물과 충돌시키는 것을 특징으로 하는 것이나, 여기서는 분무하는 물방울의 직경에 대하여 고찰한다.
이 물방울의 직경은 미세할수록 탄산가스중에서의 탄산가스 흡수는 행해지기 쉽다. 그러나 0.01mm 이하의 직경의 물방울에서는 5cm/sec 이상의 물방울 속도는 얻어지지 않는다. 그러면 탄산가스 압력용기(1)내의 체류수의 수면에 물방울이 충돌하여도 그 수면으로부터 5mm 정도까지 밖에 기포가 발생하기 때문에, 기포에 의한 가스의 흡수가 저하하여 가스의 흡수효율이 나빠진다.
또 물방울의 직경이 0.5mm 이상이면, 5cm/sec 이상의 물방울이 속도는 확보할 수 있으나, 탄산가스 압력용기(1)내에 체류하고 있는 물과 충돌시킬 때 직경이 1mm 이상의 큰 기포가 다수 발생하게 된다. 이와 같은 큰 기포는 교반효과면에서는 양호하다. 그러나 큰 거품에 대향의 탄산가스를 함유하기 보다는, 작은 거품에 소량의 탄산가스밖에 함유하지 않아도, 이와 같은 거품이 많이 있는 쪽이 탄산가스 압력용기(1)내의 물에 있어서는 가스의 흡수를 행하기 쉬워서 치밀한 탄산수를 얻을 수 있다. 왜냐하면 거품이 특히 2mm이상으로 커지면 곧바로 터져서 그 중의 탄산가스가 달아나 버리기 때문에, 수중에서 가스를 흡수하는 량이 적어지기 때문이다.
제2도는 본 발명의 제조방법에 의해 생성한 탄산수(a)와 종래와 같이 비교적 큰 거품을 발생시켜서 생성한 탄산수(b)를 각각 탄산가스 압력용기(1)내에 방치했을 때의 방치시간에 대한 탄산수의 탄산가스의 함유량의 변화를 나타내고 있다. 이 도면으로부터 이해할 수 있는 바와 같이 탄산수(b)는 거품이 크기 때문에 기포의 가스는 달아나 버리고, 방치시간중에 있어서의 가스흡수는 수면과 탄산가스와의 경계면에서만 이루어지고, 단시간에 있어서의 탄산가스 함유량의 상승은 적다. 이에 대하여 탄산수(a)는 세차게 교반되는 일이 없고, 미세한 거품에 함유되는 탄산가스는 수면에 기포가 부유하고 있을 때, 또는 수면에 상승하고 있을 때에 물에 의하여 흡수되기 때문에, 단시간에서의 탄산가스 함유량의 상승이 보인다.
제3도는 탄산수(a)와 탄산수(b)와를 +25℃의 실내에 방치했을 때에 시간과 함께 탄산가스 함유량이 저하하는 것을 나타내고 있다.
여기에 있어서도 탄산수(a)는 가스의 분리가 적은 치밀한 탄산수이기 때문에 탄산가스 함유량의 저하가 매우 적다.
또한 탄산가스 압력용기(1)내에 체류하고 있는 물에 물방울을 충돌시키는 방법으로서는 상기한 실시예의 외에 여러 가지의 변형예가 있다. 제4도에서는 노즐(20)에 의해 탄산가스 압력용기(1)의 위쪽으로부터 압력용기(1)내의 압력보다도 2kg/㎠ 이상 높은 압력으로 물을 반사 혹은 분무하고, 또 노즐(20)의 아래쪽에 설치한 100~350메시(mesh)의 금속망(21)을 통과하는 것에 의하여, 주로 직경이 0.01mm 보다도 크고, 0.5mm 미만의 물방울을 적어도 5cm/sec 이상의 속도로 탄산가스 압력용기(1)내에 체류하고 있는 물과 충돌시키고 있다.
또 물방울을 탄산가스 압력용기(1)내에 체류하고 있는 물과 충돌시켰을 때에 직경이 1mm 이상의 큰 기포가 발생하면, 교반효과의 면에서는 양호하다는 것은 앞서 기술했다. 그래서 이 효과에 착안하여 직경이 0.01mm 보다도 크고, 0.5mm 미만의 물방울과 함께 그 보다 직경이 큰 물방울을 혼합하여 분무하면 더 효과이다. 이 경우 큰 물방울의 비율은 40% 이하가 적당하다. 그러자 직경이 0.01mm 보다도 크고, 0.5mm 미만의 물방울을 충돌시키는 것으로 발생하는 직경 1mm 이하의 기포가 적당히 탄산가스 압력용기(1)내에서 교반하기 때문에 탄산가스 농도가 균일화된 양질의 탄산수를 생성할 수 있다.
이와 같이 직경이 0.01mm 보다도 크고, 0.5mm 미만의 물방울과 함께 그보다도 큰 물방울을 혼합해서 분무하는 경우는 제5도에 나타내는 바와 같이 2종류의 물방울을 분무하는 분무기(22)의 아래쪽에 측면과 저면에 각각 유출구(24)를 구비한 통(23)을 배치하면 좋다. 이때 저면의 유출구(24)로부터 유출하는 탄산수의 량은 통(23)으로의 유입량의 3~30%, 측면의 유출구(24)로부터 유출하는 탄산수의 량은 통(23)으로의 유입량의 70~97%가 되도록 각 유출구(24)의 개구 면적을 설정한다.
이러한 통(23)을 설치하는 것에 의해 통(23)중에서 물의 교반이 행해지기 때문에 탄산가스 압력용기(1)내에서 사이펀튜브(13)의 흡입구부근에는 안정된 탄산수를 모을 수 있다.
물의 교반효과를 얻는 데에는 상기 방법이외에도 탄산가스 압력용기(1)내에 120rpm 이하의 회전수로 회전하는 교반기를 설치하거나 혹은 탄산가스 압력용기(1)내에 순환량 1ℓ/min 이하로 탄산가스를 순환시키는 것에 의해서도 수중에 함유되어 있는 탄산가스 흩어져 없어지는 일이 없어 물을 효과적으로 교반할 수 있다.
본 발명에 의하면, 이상 설명한 바와 같이 탄산가스 압력용기내에 미세한 거품을 발생시키고, 수중에 있어서의 물의 탄산가스 흡수작용을 높이도록 했기 때문에 탄산가스의 분리가 적은 치밀한 탄산수를 생성할 수 있다.

Claims (4)

  1. 탄산가스와 물을 탄산가스 압력용기(1)내에 도입하고, 양자의 접촉에 의해 탄산수를 제조하는 탄산수의 제조방법에 있어서, 상기 탄산가스 압력용기(1)내에, 주로 직경이 0.01mm 보다도 크고, 0.5mm 미만의 물방울상태이며, 적어도 5cm/sec 이상의 속도로 물을 도입하고, 이 물을 상기 탄산가스 압력용기(1)내에 체류하고 있는 물과 충돌시키는 것을 특징으로 하는 탄산수의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 직경이 0.01mm 보다도 크고, 0.5mm 미만의 물방울에, 그 보다도 직경이 큰 물방울을 혼합하는 것을 특징으로 하는 탄산수의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서, 탄산가스 압력용기(1)내에 체류하고 있는 물을, 120rpm 이하의 회전수로 회전하는 교반기에 의해 교반하는 것을 특징으로 하는 탄산수의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서, 탄산가스 압력용기(1)내에, 순환량 1ℓ/min 이하로 탄산가스를 순환시키는 것을 특징으로 하는 탄산수의 제조방법.
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