TW201709974A - 酒充氧裝置 - Google Patents

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多明尼克 麥可
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Abstract

本發明提供一種用於將含氧氣體添加至酒中之酒充氣裝置，該裝置包含：氣缸，其含有當在大氣條件下量測時含有按體積計大於21%氧氣的經加壓之氣體；管，其第一端與該氣缸流體連通，通至與該管之第二端流體連通之膜，其中該膜可經由酒瓶之頸部插入，以使得在使用時氧氣經由該膜擴散至該酒中，其中該膜具有0.1μm至10μm、較佳地1μm至10μm之孔徑。

Description

酒充氧裝置
本發明係關於用於將氧氣添加至酒中之酒充氣裝置，該裝置包含：氣缸，其含有當在大氣條件下量測時按體積計含有大於21%氧氣的經加壓之氣體；管，其第一端將氣體自氣缸經由該管引導至連接至該管之第二端之膜，其中該膜可經由酒瓶之頸部插入，以使得在使用時氧氣經由該膜擴散至酒中。
已知將經控制量之氧氣添加至酒或給酒充氣來改良其味道。通常，在使用之前經由傾析器或玻璃瓶給酒充氣。在近來的發展下，亦可使用文氏類型系統給酒充氣，藉此將酒自瓶倒入至玻璃酒杯上方之中間容器中，且接著在酒自中間容器傳送至玻璃酒杯時經由文氏效應給酒充氣。然而，就空氣可引入至酒中之速率而言，此兩種充氣方法皆受限制。
本發明之目的為改良充氣方法，使其具有在短時間內氧氣至酒中之較高且較有效的流動速率，因此正好在食用之前使得酒可經良好充氣以獲得較好味道。
根據本發明，提供如請求項1之酒充氣裝置。
經加壓之含氧氣體(允許遞送大量氣體)及氣體擴散膜(允許此氣體之受控釋放)之組合共同允許相對高的流動速率的氧氣以受控方式擴散至酒中。管用於將氣體自氣缸引導至應插入至酒瓶中之膜。管具有分別與氣缸之側部及膜連接的兩端。
所提供的氣缸中含有經加壓之含氧氣體，該氣缸具有較佳的較小大小且經設計成易於攜帶及拋棄式的，例如具有約6.5cm至7.5cm之總體長度及約1.5cm至2cm之直徑。如本文中所使用，氣缸泛指經配置以儲存及釋放加壓氣體之容器。氣缸較佳地具有頸部，其包括頂部表面、出口及側表面。氣缸之出口較佳地由易破表面封閉，該易破表面可藉由刺穿元件(諸如，尖銳的或鈍的針)來開口。氣缸之頸部具有約0.5cm之直徑及約1.5cm至2cm之長度，但其他大小亦為可能的。
此類氣缸之壓力範圍可在大約20巴(bar)至300bar之範圍內，且對於具備前述大小及形狀之大多數市售氣缸，壓力在大約150bar至200bar、較佳地100bar至200bar之範圍內。
藉由使得膜形成為單片的，具有0.1μm至10μm，可為0.5μm、0.8μm，較佳地1μm至10μm，可為1μm、2μm、3μm、5μm、7μm及9μm的孔徑，對於給定體積之膜，該膜可具有用於使氧氣擴散至酒中之較大表面積。藉由增大膜的此表面積與體積比，亦提高酒可經充氣之速度。通常，可存在具備1至5μm之孔徑的膜。膜之擴散效應可產生小氣泡，其允許氧氣高效地擴散至酒中且亦快速地與酒反應，此意謂較少氣體逸出至大氣中。因此，氣缸中經加壓之氣體可用於較多酒，尤其當為了便於攜帶且方便而將氣缸形成得如此小時。
膜可經形成為圓柱形，其軸線具有該管之軸線之方向。膜之直徑短於其長度。考慮到酒與膜之間的接觸表面積以及膜中之氣體分佈，應使直徑與長度之比率最佳化以確保給瓶中儘可能多的酒充氣。膜之長度為35mm至150mm、較佳50mm至100mm且直徑為8mm至16mm、較佳10mm至14mm且壁厚度為2mm至5mm、較佳地3mm至4mm。
與管垂直的膜之底部為無孔的，因此氣體無法穿過膜之底部至 酒中，而是僅穿過膜之中心部分。此特殊構造使得膜可較有效地將氧氣傳送至酒中且形成小氣泡，從而在短時間內增加氧氣與酒之反應。
或者，膜總體上為多孔的，此意謂含氧氣體可通過底部及側壁兩者流過膜。較佳地使底部為圓形形狀以增強充氣效能。
膜較佳為光滑的且不粗糙。其可具有大約Rz 1至50、較佳Rz 3至20之粗糙度。
膜可由多孔聚合材料組成以改良經由其擴散且與酒反應之氣體之量。實例材料為多孔聚四氟乙烯(PTFE)，其較佳為疏水性的且不具有重金屬及聚矽氧。
膜之一部分可由疏水性材料製成。以此方式，在充氣期間，酒將難以黏附在膜上，因此裝置可易於保持清潔。
較佳地，膜之表面為親水性的。具有親水性表面之疏水性膜可有利地藉由沿著膜到處產生微氣泡來改良酒充氣之效能。較佳地藉由用電漿處理進行處理而形成膜之親水性表面，電漿處理增大膜之表面能，從而提高其可濕性，且亦影響膜之表面張力以促進微氣泡之形成。
膜較佳地具有50mm之長度，11mm之直徑及3mm之壁厚度，以便裝備在酒充氣裝置中且插入至酒瓶中以將氣缸中含有的經加壓之氧氣遞送至酒中。
相較於圓柱形，膜亦可具有另一形狀。其可具有在自管之第一端至管之第二端的方向上的橫截面之逐漸增大區域。其可具有在膜之兩側上具有傾斜壁之聖誕樹形狀。此特殊形狀具有優點：由傾斜壁形成之角可在小氣泡自膜之孔隙進入時使小氣泡分裂成甚至更小大小，因此可達成與酒的較為有效的反應。
裝置可包含用於在氣體達至膜之前將來自氣缸之氣體之壓力降低至預定壓力的壓力限制閥門。在此狀況下，閥門可包含閥座及閥 頭，其中藉由控制閥座與閥頭之間的間距的彈簧構件來維持預定壓力。藉由壓力限制閥門，可較好地控制通往膜之氣體之壓力。
裝置可進一步包含用於將裝置安裝在酒瓶之頸部上的安裝件。此允許膜朝向瓶內部的酒體積之中心定位。在一些實施例中，安裝件可包含尺寸經設定以配合在酒瓶之頸部中的塞子。替代或另外地，安裝件可包含複數個支柱，每一支柱尺寸經設定以沿酒瓶之頸部之外部表面向下延伸。然而，應瞭解，安裝件可具有達成期望的定位效果所必要的任何形狀。
裝置可進一步包含用於刺穿氣缸上之密封件的刺穿元件。藉由刺穿元件，裝置可與藉由熔接件密封之氣缸一起使用。在此類氣缸的情況下，可呈中空管形式之刺穿元件可刺穿熔接件以允許氣體自氣缸逸出且進入至裝置中。
裝置較佳地為攜帶型且可由手固持以操作對酒之充氣。
氣缸、管以及膜可為同軸的以為裝置提供可易於判定之重心。當裝置置於酒瓶上時，此軸線可延伸穿過酒瓶之頸部。藉由此配置，當裝置置於瓶上時，裝置之重心更可能經由酒瓶之頸部作用，從而確保裝置在瓶上穩定。
當在大氣壓下量測時，經加壓之氣體含有大於21體積%之氧氣。其較佳地含有大於50%之氧氣、更佳大於80體積%、尤其較佳大於90體積%、更尤其較佳大於99體積%之氧氣。經加壓之氣體亦可為工業純氧。
根據本發明之第二態樣，提供如請求項9之將含氧氣體添加至一體積之酒(尤其一瓶酒)之方法。瓶可具有0.5L、0.75L、1L或2L之體積。
較佳地，氣缸中之壓力與管及膜之大小配合，從而能夠給酒(較佳紅酒)充氣以達到20至40mg/L之溶氧之充氧位準。充氧位準可為25 mg/L、30mg/L、35mg/L之溶氧。在60秒至360秒(諸如，100秒)之期間，較佳120秒至300秒之期間內，氧氣自氣缸至酒之流動速率較佳地為約20ml/min至80ml/min、更佳地自20ml/min至60ml/min、最佳地30至50ml/min。期間可為160秒、180秒、240秒，此取決於酒之類型。能夠在此時間間隔內藉由此流動速率給此等數量之酒充氣明顯適用於酒之最終消費者，此係由於最終消費者能夠相較於使用傾析器、玻璃瓶或文氏類型充氣器更快速且有效地正好在用酒之前容易地給酒瓶充氣。
由膜產生之微泡之平均直徑為0.3至300μm，可為150μm、200μm、250μm，較佳0.5至100μm(諸如1μm、5μm、10μm、30μm、50μm、70μm、90μm)，該平均直徑極其微細且因此允許實現氧氣與酒之間的大接觸表面，使得對酒之充氣更快速且有效。
當氣體自氣缸流動時，在膜處之氣體之壓力可減小至氣缸內部之壓力之50%。更佳地，在膜處之壓力可減小至氣缸內部之壓力之25%。甚至更佳地，在膜處之壓力可減小至氣缸內部之壓力之10%。再更佳地，在膜處之壓力可減小至氣缸內部之壓力之4%。藉由增大氣缸中之壓力且具有較大壓降，此允許將氣缸製作得較小且較緊密。
在此方法中，膜可包含上文所描述之較佳特徵中之任一者。
在此方法中，酒瓶中可含有酒且方法可進一步包括將膜經由酒瓶之頸部插入之步驟。
亦應瞭解，可使用任何形式之經加壓氣體源。實際上，上文所描述之氣缸可為單次使用的、可替換的或可再填充的。裝置可隨或不隨經加壓之氣缸一起製造且銷售。
下文中，詞語『下游』意謂朝向氣體路徑之膜端，且詞語『上游』意謂朝向氣體路徑之氣缸端。
圖1中所展示之充氣器組合件由三個主要部分形成：用於固持氣缸之本體10、單個本體膜34以及將本體與膜連接在一起之中心管16。膜34之形狀為圓柱形且在插入方向上且亦在環繞的酒瓶之細長軸線上為細長的。在使用時，充氣器組合件經配置以與酒瓶之頸部嚙合，酒瓶具有0.75L之流體含量(未展示)。然而，若需要，充氣器組合件可與較大瓶子(例如，馬格南瓶(Magnum)或以色列王瓶(Jereboam))相容。
如圖2中所展示，介面12將本體10連接至管16。介面12由形成本體10之一部分的第一區段12A及連接至管16且環繞管16之一部分的第二區段12B形成。第二區段12B經由壓入配合連接至第一區段12A。在其經連接狀態下，介面12之兩個區段12A、12B形成尺寸經設定以配合在酒瓶之頸部內部的圓錐形形狀。
為了確保當兩個區段經連接時兩個區段之間的流體密封，第一區段12A包含與第二區段12B嚙合之密封O形環12C。
儘管未展示，但可存在多個視情況選用之彈性支柱，其自介面發散且經定形以符合界定酒瓶之頸部的傾斜表面，且幫助確保充氣器組合件正確地定位於酒瓶出口上方。
經加壓之氣缸22藉由定位於本體10上之螺紋(未展示)連接至本體10之頂部。氣缸22可含有經加壓之空氣，但較佳地其含有在20bar與 300bar之間的壓力下的含有按體積計大於21%之氧氣、最佳地100%之氧氣的經加壓之氣體(當在大氣條件下量測時)。如圖2中最佳地展示，氣缸22包含熔接膜23，當氣缸連接至裝置時，熔接膜23由裝置上之刺穿管25穿孔。本體10之罩蓋部分10A在使用時環繞氣缸22。
在氣缸22下游為完全延伸穿過本體10之流體通道24。
流體通道24最初自刺穿管25延伸，且穿過本體10中之用於移除來自氣缸22的氣體中之任何雜質或微粒的過濾塊27。
在過濾塊27下游且在本體10之通道24內部為由上游閥座29A及可與閥座嚙合之下游閥頭29B形成的閥門29。閥門29負責節流大約為20bar至300bar的氣缸中氣體之壓力，使其降至適合用於如將描述之膜中的大致為2bar至4bar之壓力。
藉由位於本體10內的在閥門29下游的空腔30內部的壓力調節系統36來控制閥門29之打開及關閉。
壓力調節系統36在其下游端處包含致動表面38，其藉由O形環42對本體10進行密封。調節系統亦包含位於流體通道24內部且與致動板38嚙合之細長的中心活塞40。細長活塞40之上游端可與閥頭29B嚙合且含有延伸穿過細長活塞40之細長長度之流體通道(未展示)以允許氣體如將描述地流動穿過活塞。
在調節系統之上游端(亦即，最接近於氣缸22之端)處，空腔30內部之對接板44經由分離O形環46而與本體10對接。壓縮彈簧48位於致動板38與對接板44之間以在下游方向上偏置致動板。
在使用時，經加壓之氣體對致動板38起作用。若此氣體之壓力過高，則氣體之壓力將克服來自壓縮彈簧48之偏置力，因此在上游方向上移動致動板38及活塞40。這樣的話，活塞40使閥頭29B朝向閥座29A移動，此使得閥門29減小穿過閥門之後續氣體之壓力。
在壓力調節系統36下游，偏移流體通道50形成流體通道24之延 續部分。偏移流體通道50由閥門部件26可選擇性地關閉，閥門部件26由定位於本體10之外部表面上的可滑動開關28操作。在圖2中所展示之位置中，閥門部件26阻斷偏移流體通道50。
在閥門部件26下游為在酒瓶內部朝下延伸之管16。
在管16之底部處為與管16連接之膜34。在使用時，膜浸沒於酒中以經充氣，如將描述。膜34大約為100mm長且直徑為10至14mm。用於膜中之材料優先地為疏水性的，因此在將膜已浸沒於酒中之後，可易於將酒自該組件沖洗掉。
如圖3中所展示，膜34包含頂部部分34a、中心部分34b及底部部分34c。管16進入在頂部部分34a處密封之膜，以將氣體引導至中心部分34a以用於給酒充氣。膜之底部部分34c為氧氣無法穿過之緻密表面。中心部分34b為用於氧氣充氣之有效部分，其使用具有1至10μm，尤其1至5μm之孔徑的多孔材料。氧氣經由管流動至由膜34界定之空間中且藉由形成微氣泡而經由中心部分34b之細孔釋放至酒中。因此，氧氣具有與酒之較大接觸表面積，從而提高酒中之氧氣含量，同時僅穿過酒並逸出至大氣中的氣體損耗較少。
以可在充氣期間在短時間內提高酒中的氧氣含量且在充氣之後易於沖洗膜之方式來選擇或設計該膜。舉例而言，藉由由疏水性的多孔PTFE(聚四氟乙烯)製成且不具有PFOA(全氟辛酸)及重金屬及聚矽氧的具有1至5μm之孔大小以及經設計為具有50mm之長度及11mm之直徑及約3.25mm之壁厚度的圓柱形的膜來達成最佳結果。此膜亦可尤其有效地產生具有較小大小之氣泡，此可在120秒至360秒之期間內以30至50ml/min之流動速率來給0.75L酒充氣。
如圖4中所展示，膜之變化形式經形成而具有在中心部分35b之下游具有逐漸增大的橫截面的聖誕樹形狀，該橫截面藉由如區域X中所展示之傾斜壁而漸次變化。如圖5中放大展示，此傾斜壁形成例如 45°之傾斜角，其在氣泡自膜進入時可有效地將氣泡分裂成較小大小，因此所形成之氣泡將進一步減小以使得氧氣更為有效地與酒反應。
圖6展示可經組態於圖1中所展示之裝置中的替代膜34之平面視圖。不同於圖3中之膜，此處該膜具有圓形形狀之底部34c，該底部具有與膜之其他部分相同的材料。來自氣缸之氣體可因此穿過全部膜34。藉由將膜34a之頂部部分34a按壓至較佳地由不鏽鋼製成之管而使膜34與管16連接，以便確保來自氣缸之氣體僅經由膜流入酒中。較佳地，在管16之待與膜34連接的第二端處，提供若干輥製倒刺以氣密地鉤住膜。
當氣缸22最初與本體10連接時，可刺穿管25刺穿氣缸22上之熔接膜23以允許高壓氣體自氣缸通入至本體10中。此高壓氣體接著沿著流體通道通過，經過過濾塊27，以及經過閥門29。在氣缸與閥門29之間通過時，節流氣體使其自氣缸內部之壓力降至2bar至4bar之間的較低壓力。較低壓力氣體接著穿過活塞40內部之流體通道且自其下游端流出。在穿過偏移流體通道50之前，氣體之一部分作用於致動板38。如先前所提及，若此下游氣體之壓力過高，則氣體之壓力將克服來自壓縮彈簧48之偏置力，因此在上游方向上移動致動板38及活塞40。這樣的話，活塞40使閥頭29B朝向閥座29A移動，此使得閥門29減小穿過閥門之後續氣體之壓力。
在致動板38下游，較低壓力氣體接著進入偏移流體通道50。當打開閥門26時，來自偏移通道50之經加壓之氣體接著經過閥門26且至管16中，如將描述。當足夠氣體已穿過組合件時，接著關閉閥門26(如圖3中所展示)，此操作因此阻斷偏移通道50，從而防止更多氣體達至管16。
當氣體進入管16時，氣體隨後進入膜34中。當進入膜34時，含 氧氣體高於大氣壓。酒自身處於大氣壓下。因此，在膜34之內部表面與外部表面之間形成壓力梯度，其使得經加壓之氣體經由膜34擴散且與酒反應。膜具有相對高的表面積，此意謂可達成氣體經由該膜之快速擴散率。歸因於膜中所使用之材料，經由該膜擴散之氣體形成具有較小平均氣泡大小之氣泡。由於此等小氣泡，因此氣體快速地擴散且與酒反應。
10‧‧‧本體
10A‧‧‧罩蓋部分
12‧‧‧介面
12A‧‧‧第一區段
12B‧‧‧第二區段
12C‧‧‧密封O形環
16‧‧‧中心管/管
22‧‧‧氣缸
23‧‧‧熔接膜
24‧‧‧流體通道
25‧‧‧刺穿管
26‧‧‧閥門部件/閥門
27‧‧‧過濾塊
28‧‧‧可滑動開關
29‧‧‧閥門
29A‧‧‧上游閥座
29B‧‧‧下游閥頭
30‧‧‧空腔
34‧‧‧本體膜/膜
34a‧‧‧頂部部分
34b‧‧‧中心部分
34c‧‧‧底部部分
35b‧‧‧中心部分
36‧‧‧壓力調節系統
38‧‧‧致動表面/致動板
40‧‧‧中心活塞/活塞
42‧‧‧O形環
44‧‧‧對接板
46‧‧‧O形環
48‧‧‧壓縮彈簧
50‧‧‧偏移流體通道/偏移通道
X‧‧‧區域
現將參看以下各圖描述本發明，其中：圖1展示充氣器組合件之平面視圖； 圖2展示氣缸與膜之間的充氣器組合件之部分之較詳細剖視圖；圖3展示膜之剖視圖；圖4展示聖誕樹膜之平面視圖；圖5展示圖4之X之放大視圖；圖6展示替代膜之平面視圖。
10‧‧‧本體
12‧‧‧介面
16‧‧‧中心管/管
28‧‧‧可滑動開關
34‧‧‧本體膜/膜

Claims (15)

  1. 一種用於將含氧氣體添加至酒中之酒充氣裝置，該裝置包含：氣缸，其含有當在大氣條件下量測時含有按體積計大於21%氧氣的經加壓之氣體；管，其第一端與該氣缸流體連通，通至與該管之第二端流體連通之膜，其中該膜可經由酒瓶之頸部插入，以使得在使用時氧氣經由該膜擴散至該酒中，其特徵在於該膜具有0.1μm至10μm、較佳地1μm至5μm之孔徑。
  2. 如前述請求項中任一項之裝置，其中該膜經形成為圓柱形，其中該膜之直徑短於其長度且該膜之軸線具有該管之軸線之方向。
  3. 如前述請求項中任一項之裝置，其中該膜係由聚合材料、較佳疏水性材料、更佳疏水性聚四氟乙烯製成。
  4. 如前述請求項中任一項之裝置，其中該含氧氣體流動穿過該膜且在該酒中產生微泡，其中該等微泡具有0.3至300μm、較佳0.5至100μm之平均直徑。
  5. 如前述請求項中任一項之裝置，其中該膜為光滑的且具有Rz 1至50、較佳Rz 3至20之粗糙度。
  6. 如前述請求項中任一項之裝置，其中該氣缸含有大於80體積%之氧氣、較佳大於99體積%之氧氣。
  7. 如前述請求項中任一項之裝置，其中該膜之表面為親水性的。
  8. 如請求項7之裝置，其中該膜之該親水性表面係藉由電漿處理形成。
  9. 如前述請求項中任一項之裝置，其中該膜經形成為圓柱形，具有35mm至150mm、較佳50mm至100mm之長度及8mm至16mm、較佳10mm至14mm之直徑及2mm至5mm、較佳地3mm至 4mm之壁厚度。
  10. 如前述請求項中任一項之裝置，其中該裝置為攜帶型的。
  11. 一種將含氧氣體添加至一體積之酒、尤其一瓶酒之方法，該方法包含使氧氣自氣缸經由膜傳送至該酒中，其特徵在於在80秒至360秒之期間、較佳120秒至300秒之期間內，該氧氣通過該膜之流動速率在20ml/min至80ml/min之間、較佳地自30ml/min至60ml/min、更佳地30至50ml/min。
  12. 如請求項11之方法，其中當充滿時，該氣缸內部之壓力在20bar與300bar之間、較佳在100至200bar之間。
  13. 如請求項11或12之方法，其中該裝置可在60秒至360秒之期間內、較佳在120秒至300秒之期間內為0.75L之酒供應在大氣條件下量測的每公升酒20至40mg溶氧。
  14. 如請求項11至13之方法，其中藉由電漿處理來處理該膜。
  15. 如請求項11至14之方法，其中該酒瓶中含有該酒且該方法包括將該膜經由該酒瓶之頸部插入之步驟。
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