ES2567043T3

ES2567043T3 - Producción o distribución de productos líquidos

Info

Publication number: ES2567043T3
Application number: ES12788624.0T
Authority: ES
Inventors: John Kenneth Rurik Page; Mark George Page
Original assignee: HEADMASTER Ltd
Current assignee: Headmaster Ltd
Priority date: 2011-10-25
Filing date: 2012-10-22
Publication date: 2016-04-19
Anticipated expiration: 2032-10-22
Also published as: US20160166995A1; EP2771099A1; GB2496010B; GB201213176D0; AU2012328207A1; NZ620209A; JP2014530758A; IN2014CN03341A; US20140220207A1; JP6148240B2; PH12014500223A1; ZA201400836B; AU2012328207B2; BR112014002891A2; GB2496010A; DK2771099T3; CA2844840A1; WO2013061015A1; KR20140090639A; US9346024B2

Abstract

Un método para producir o dispensar productos líquidos, en el que un contactor de membrana (1) que emplea una pluralidad de fibras huecas permeables al gas (22), teniendo el contactor una lumbrera de gas (2) que se comunica con el interior de las fibras y unas lumbreras de entrada (3) y de salida (4) de líquido que se comunican con el espacio dentro del contactor que rodea las fibras, se emplea para disolver un gas que comprende dióxido de carbono u óxido nitroso en un líquido, comprendiendo el método las etapas de: suministrar dicho gas a una presión controlada a la lumbrera de gas (2); suministrar un líquido a una presión mayor que la del gas a la lumbrera de entrada (3) de líquido desde un suministro (9; 103) de dicho líquido a través de una primera válvula (6; 104) que tiene una lumbrera de entrada de la primera válvula en comunicación con el suministro de líquido y una primera lumbrera de salida de la válvula que se comunica con la lumbrera de entrada para líquido; y dispensar líquido con dicho gas disuelto en el mismo desde la lumbrera de salida (4) de líquido a través de un grifo de dispensación (5 - figura 2; 53 - figuras 4, 6; 106 - figuras 7, 9, 10) al ambiente, incluyendo la etapa de dispensación de líquido una etapa de inicio de dispensación en la que comienza la dispensación y una etapa de parada de la dispensación en la que se detiene la dispensación, abriéndose la primera válvula (6; 104) con dicho grifo de dispensación en dicha etapa de inicio de la dispensación, y cerrándose en dicha etapa de parada de la dispensación; caracterizado por que se alivia la acumulación de presión en el líquido en comunicación con dicho espacio después del cierre de la primera válvula (6; 104) y mientras se mantiene la primera válvula cerrada.

Description

imagen1

imagen2

imagen3

imagen4

imagen5

5

15

25

35

45

55

65

de dispensación, y está dispuesto para cerrar dicha primera válvula en dicha etapa de parada de dispensación, y para aliviar la acumulación de presión en el líquido en comunicación con dicho espacio después del cierre de la primera válvula y manteniendo la primera válvula cerrada.

En formas de realización preferidas del aparato, el sistema de control está dispuesto para hacer que al menos un volumen predeterminado de líquido, preferiblemente un volumen característico definido por la fórmula (1), se retire de un volumen de otro modo fijo de líquido en comunicación con dicho espacio. En otras realizaciones preferidas del aparato, el sistema de control está dispuesto para permitir que un volumen fijo de líquido en comunicación con dicho espacio se expanda por lo menos un volumen característico, preferiblemente un volumen característico definido por la fórmula (1). El sistema de control puede incluir una cámara de diafragma un lado de la cual está acoplado al líquido en comunicación con dicho espacio y el otro lado de la cual está acoplado en dicha etapa de parada de dispensación al gas en la lumbrera de gas.

Los expertos en este campo apreciarán fácilmente que las enseñanzas anteriores permiten el uso de contactores de membrana hueca en un dispensador de carbonatación, evitando al mismo tiempo sustancialmente los inconvenientes que surgen de las características de presión inherentes de las bombas de líquido y las consecuencias del efecto de expansión de líquido adicional. Por este medio, se proporciona una protección sustancial contra la inundación de las fibras en momentos en que no hay ningún requisito para que el líquido fluya. Durante el corto tiempo en que se está dispensando líquido, se emplea una presión de líquido que es más alta que la presión de gas aplicada. Esto no tiene ningún efecto a largo plazo sobre las membranas y evita la exposición de líquido carbonatado a las condiciones súper saturadas en la línea entre el contactor y el grifo de dispensación. Esto es ventajoso al dispensar líquidos que tienen altos niveles de carbonatación y que tienden a formar espuma.

Por otra parte, ninguna parte del circuito de líquido contiene líquido estancado cuando se abre el grifo de dispensación, permitiendo por lo tanto la limpieza del sistema de dispensación de acuerdo con las prácticas estándar sin necesidad de retirar los componentes.

Puede ahora hacerse referencia a la descripción que sigue en relación con los dibujos adjuntos que describen una serie de realizaciones que utilizan las enseñanzas de esta descripción, en los que:

La figura 1 es una vista en sección algo esquemática de un contactor de membrana; La figura 2 es un diagrama de circuito esquemático de un sistema de dispensación que emplea un contactor como se muestra en la figura 1; La figura 3 es un gráfico que ilustra, en líneas sucesivas, la presión de gas dentro de las fibras de membrana y la presión del líquido que rodea las fibras, el flujo de gas y el flujo de dispensación de líquido, en cada caso con respecto al tiempo, para la realización de la figura 2; La figura 4 muestra una realización alternativa del sistema de dispensación que emplea el contactor de la figura 1 en una vista similar a la figura 2; La figura 5 es un gráfico similar a la figura 3 para la realización de la figura 4, que ilustra en una línea de flujo de líquido adicional a través de una válvula de alivio; La figura 6 muestra una segunda realización alternativa del sistema de dispensación que emplea el contactor de la figura 1 en una vista similar a la figura 2; La figura 7 es un diagrama de circuito esquemático de una realización adicional del sistema de dispensación que emplea un contactor como se muestra en la figura 1; La figura 8 es una vista en sección esquemática a través de una cámara de diafragma; La figura 9 muestra una realización alternativa de sistema de dispensación que emplea el contactor de la figura 1 en una vista similar a la figura 7; y La figura 10 muestra una segunda realización alternativa del sistema de dispensación que emplea el contactor de la figura 1 en una vista similar a la figura 7.

En la descripción siguiente, el término gas se utiliza para denotar gas dióxido de carbono en un sistema de carbonatación u óxido nitroso en un sistema de formación de espuma de óxido nitroso.

Haciendo referencia primero a la figura 1, se muestra de manera esquemática la construcción típica de un contactor de gas/líquido 1 del tipo descrito con más detalle en US 5565149. La lumbrera de gas del contactor 2 se comunica con los volúmenes de agujero de una pluralidad de fibras huecas permeables a los gases 22 cuyos extremos abiertos penetrar a través de la junta estanca 20 que separa el volumen del lado de la carcasa de 1 de su lumbrera

2. Los extremos de las fibras remotas desde 2 están cerrados dentro del sello 21. La lumbrera de entrada de líquido del contactor 1 se numera como 3 y su lumbrera de salida de líquido se numera como 4. Las lumbreras 3 y 4 se comunican con el volumen del lado de la carcasa que contiene líquido.

La figura 2 muestra cómo el contactor 1 de la figura 1 puede estar conectado a un sistema en el que la dispensación de líquido se efectúa mediante la operación manual de un pulsador eléctrico. En uso, el contactor 1 está convenientemente dispuesto aproximadamente vertical a su lumbrera de salida de líquido 4 más inferior.

Se suministra un gas a partir de una fuente de gas 8 a la lumbrera 2 a través de un regulador de presión 7. La

7

imagen6

imagen7

imagen8

5

15

25

35

45

55

65

cerradas. Cuando están alimentadas eléctricamente se hace que se abran para permitir el flujo a través de ellas.

Una cámara de diafragma de compensación de presión 107 está conectada como se muestra entre los suministros de líquido y gas para contactor 1 como se muestra en la figura 7 y se describe a continuación con referencia a la figura 8.

La figura 8 muestra en una vista esquemática en sección transversal una cámara de compensación de presión 107 en el que un elemento de diafragma flexible 108 actúa como una barrera entre un primer compartimiento 109 y un segundo compartimento 110 dentro de la cámara 107. La figura 8 muestra el elemento de diafragma flexible 108 en la posición cuando el volumen de segundo compartimento 110 está en su máximo y cuando las presiones en los compartimentos 109 y 110 son sustancialmente iguales. La cámara 107 se construye de manera que el movimiento del elemento de diafragma flexible 108 cambiará el volumen del segundo compartimento 110 por al menos el volumen característico antes mencionado que se define por la fórmula (1). Se incluye opcionalmente un muelle 111 en segundo compartimento 110 para ayudar al movimiento del elemento de diafragma flexible 108. La cámara 107 está provista de respectivas lumbreras 112 y 113 que conectan sus dos compartimentos.

Como se muestra en la figura 7, el compartimiento 109 se comunica a través de su lumbrera 112 con la lumbrera 114 de una válvula de 3 vías accionada por el solenoide 115. El compartimiento 110 comunica su lumbrera 113 con la lumbrera de entrada de líquido 3 del contactor 1.

Una segunda lumbrera 116 de válvula 115 se comunica con la lumbrera de entrada de gas 2 del contactor 1 y una tercera lumbrera 117 de válvula 115 se comunica con el lado de alta presión, es decir, el lado de lumbrera de entrada, del regulador de presión 102.

La válvula 115 es del tipo generalmente conocido como una válvula de 3/2. La lumbrera 114 es la lumbrera común que se comunica internamente solamente con la lumbrera 116 cuando la válvula 115 no está alimentada eléctricamente. Cuando la válvula 115 se activa, la lumbrera 114 está obligada a comunicarse internamente sólo con la lumbrera 117.

Cuando las válvulas 104, 106 y 115 no se activan, la presión aplicada en la lumbrera 2 es igual a la presión en el compartimiento 109 de la cámara 107. En esta condición la acción del elemento de diafragma flexible 108 asegura que contactor 1 experimenta presiones iguales tanto en el gas dentro de sus fibras huecas y en el líquido fuera de sus fibras huecas.

Cuando se requiere para dispensar líquido carbonatado, se activa manualmente un interruptor de control 118, haciendo que las válvulas 104, 106 y 115 se alimenten eléctricamente. La lumbrera 3 y el compartimiento 110 se comunican, ahora, con la salida del regulador de presión 105, permitiendo que el líquido comience a fluir en el contactor 1 y fuera de la válvula 106. Al mismo tiempo la lumbrera 114 de válvula 115 admite gas de la fuente 101 en el compartimiento 109, y elemento flexible 108 se mueve para aumentar el volumen del compartimiento 109 al tiempo que reduce el volumen del compartimiento 110.

Durante la dispensación, el regulador 105 mantiene, por lo tanto, la presión del líquido dentro del contactor 1 y en el tubo entre la lumbrera 4 y la válvula 106 a una presión superior a la presión de gas aplicada a la lumbrera 2. Esta condición, junto con medios de refrigeración (no mostrado) tiene la ventaja de que, hasta la válvula de salida 106, el líquido puede mantenerse por debajo de la saturación con respecto al dióxido de carbono disuelto.

Cuando se ha dispensado el volumen requerido de líquido carbonatado, el interruptor 118 se desactiva manualmente. En este instante, se cierran las válvulas 104 y 106, aislando el volumen de líquido entre ellas. En el mismo instante, la válvula 115 permite que la lumbrera 114 se comunique internamente con la lumbrera 116. Dado que el regulador de presión 102 es un regulador de alivio, la presión del gas en el compartimiento 109 decae hasta el ajuste de la presión de salida del regulador 102.

El elemento de diafragma flexible 108 actúa para mantener las presiones iguales en los compartimientos 109 y 110, por lo tanto, permitiendo que se complete a presión constante la expansión de líquido siguiente a la dispensación discutida previamente que, además, es igual a la presión de gas aplicada al contactor 1.

Durante los períodos de espera entre dispensaciones, las presiones tanto de líquido como de gas dentro del contactor se mantienen, por lo tanto, en equilibrio y no hay riesgo de inundación de las fibras.

La figura 9 muestra una variación de la realización de la figura 7. Las partes y componentes similares están identificados por los mismos números de referencia en las dos figuras. En esta forma de realización, que se prefiere cuando la presión de la fuente 101 es relativamente alta, se utiliza un regulador de gas adicional 119 para establecer la presión aplicada a la lumbrera 117 de válvula 115. La operación y la función de todas las otras partes son las mismas que las descritas con referencia a la figura 8.

La figura 10 muestra una variación adicional en la que las partes similares y los componentes se identifican con los

11 5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

mismos números de referencia que en las figuras 8 y 10. En esta realización, la válvula de suministro 106 se abre y cierra de forma manual, y no está acoplada al sistema de control. En su lugar, una unidad de detección de flujo 120 está conectada en algún punto entre la salida de la válvula 104 y la entrada de la válvula 106 para detectar cuando el líquido está fluyendo en el sistema. En la disposición ilustrada, detector 120 está conectado entre el regulador 105, aquí en el lado de salida de la válvula 104, y la lumbrera 3. Alternativamente, detector 120 se podría colocar entre la lumbrera 4 y la válvula dispensadora 106.

El detector 120 proporciona una entrada eléctrica para el control de interruptor 118 en el instante en que la válvula dispensadora 106 se abre, mantiene la entrada eléctrica mientras que la válvula 106 permanece abierta, y elimina esa entrada cuando la válvula 106 está cerrada en el extremo de dispensación. En la figura 10, se dibuja de manera diferente el detector de conexión de línea 120 para controlar el interruptor 118, para mostrar que el conmutador 118 responde a la entrada eléctrica del detector 120, mientras que las salidas del conmutador 118 controlan el estado de las válvulas 104 y 115.

La operación y la función de todas las otras partes en esta forma de realización son los mismas que para la realización de la figura 7.

Se ha deseado durante mucho tiempo, sobre todo en la industria de fabricación de la cerveza, suministrar bebidas en una bolsa en una caja esencialmente sin presión o el formato polypin para la carbonatación en el punto de distribución. Hasta ahora, las deficiencias en los sistemas de carbonatación empleados han impedido la adopción comercial generalizada de esta alternativa, evidentemente ventajosa a la barrica tradicional o formato de barril.

Aunque se sabe que los carbonatadores de membrana del tipo descrito en el documento US 5565149 son fiables y que son capaces de proporcionar la carbonatación deseada, a diferencia de algunas disposiciones rivales que se basan en la inyección directa de dióxido de carbono gaseoso en la cerveza y el paso conjunto, tanto de la cerveza, como del gas sin presión o previamente desgasificado, a través de un material de cuarzo granulado a granel con una gran área de superficie de contacto, una tendencia a la degradación del carbonatador de membrana con el tiempo inundando con el líquido en los intervalos entre dosificaciones individuales, ha impedido anteriormente la comercialización generalizada. La presente descripción muestra cómo este inconveniente de carbonatadores de membrana se puede superar sustancialmente. Equilibrar la presión del gas y la presión del líquido durante los períodos de espera de los sistemas a lo largo de las líneas descritas en el presente documento puede proteger sustancialmente a las membranas de las inundaciones.

Una aplicación principal de formas de realización de sistemas de acuerdo con las presentes enseñanzas es la incorporación a un sistema de dispensación de bebidas bolsa en una caja. Se apreciará fácilmente que puede incorporarse un carbonatador de membrana a los controles asociados en cada unidad de bolsa en una caja, o puede suministrarse en el punto de distribución para el acoplamiento a un suministro de relleno de bebidas de bolsa en caja.

Se apreciará también que las enseñanzas de esta descripción pueden ser aplicadas a diversas bebidas, como cerveza, agua de soda, y vino. En el caso del vino, las realizaciones de sistema de acuerdo con las presentes enseñanzas se pueden emplear para proporcionar en el punto de dispensación de un vino sin gas, un sustituto aceptable de un vino espumoso, como por ejemplo vasos de un sustituto aceptable de un blanc de blanc a partir de un vino Chardonnay sin gas a granel.

Mediante el uso de óxido nitroso en lugar de dióxido de carbono, pueden producirse en el punto de dispensación productos lácteos o a base de lácteos espumados utilizando formas de realización de sistemas de acuerdo con las enseñanzas de esta descripción. En este caso el volumen de expansión de líquido característico calculado según la fórmula (1) empleará el nivel de saturación del óxido nitroso en lugar de la de dióxido de carbono.

12

Claims

imagen1

imagen2

imagen3