(57)【要約】炭酸化システムは、ＣＯ2を用いて果物及び野菜を効率的に処理して、果物及び野菜の味を高める。本発明の第１実施例では、マイクロプロセッサが用いられて、密閉可能容器内の圧力、温度及びガス流が監視及び制御されるのが好ましく、果物及び野菜の炭酸化が効率的に制御される。第２実施例は、炭酸化システムとクーラーの組合せであって、圧力リリーフ装置及び絶縁カバーを含むことで、果物及び野菜の炭酸化が効率的に制御される。絶縁カバーには、ＣＯ2を分布させるアパーチャがある。第２実施例も、炭酸化システムとクーラーの組合せである。この第３実施例は、特に、フィードバック機構及び圧力リリーフ装置を含むことで、炭酸化を制御する。第１実施例を用いる方法も提供される。
2006506999.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
果物又は野菜の味を高める炭酸化システムにおいて、
所望の量の果物又は野菜を受け入れる内部体積を有する密閉可能容器と、
内部体積と流路で繋がるＣＯ2ソースと、
密閉可能容器に結合されており、密閉可能容器内の超過圧力を解放する圧力リリーフ装置とを具えており、それらによって果物又は野菜の味が高められる炭酸化システム。
【請求項２】
炭酸化の間、果物又は野菜のＣＯ2飽和レベルを測定する測定装置を具える、請求項１の炭酸化システム。
【請求項３】
測定装置からデータを受信し、そのデータを処理して、炭酸化の間における密閉可能容器内の果物又は野菜のＣＯ2飽和レベルを検出するようにプログラミングされたマイクロプロセッサを具えており、それらによって果物又は野菜の味が効率的に高められる、請求項２の炭酸化システム。
【請求項４】
ＣＯ2ソースは、流入制御バルブを介して内部体積と流路で繋がっている、請求項２に記載の炭酸化システム。
【請求項５】
内部体積と流路で繋がっている流出制御バルブを具える、請求項４に記載の炭酸化システム。
【請求項６】
測定装置からデータを受信し、そのデータを処理して、炭酸化の間における密閉可能容器内の果物又は野菜のＣＯ2飽和レベルを検出し、流入制御バルブ及び流出制御バルブに信号を送って密閉可能容器内の圧力を制御するようにプログラミングされたマイクロプロセッサを具えており、それらによって果物又は野菜の味が効率的に高められる、請求項５の炭酸化システム。
【請求項７】
内部体積を冷却する温度制御ソースを具える、請求項１の炭酸化システム。
【請求項８】
密閉可能容器は断熱容器であり、その中に第１及び第２チャンバーがあって、第１チャンバーは、所望の量の果物又は野菜を受け入れ可能である、請求項１の炭酸化システム。
【請求項９】
ＣＯ2ソースは、第２チャンバーに取り付け可能であって、第１チャンバーと流路で繋がっている、請求項８に記載の炭酸化システム。
【請求項１０】
果物又は野菜の味を高める炭酸化システムにおいて、
所望の量の果物又は野菜を受け入れる内部体積を有する密閉可能容器であって、密閉可能容器の超過圧力を解放する少なくとも１つの圧力リリーフ装置と、炭酸化の間における密閉可能容器内の果物又は野菜のＣＯ2飽和レベルを測定する測定装置とを有する密閉可能容器と、
流入制御バルブを介して密閉可能容器と流路で繋がるＣＯ2ガスソースと、
密閉可能容器と流路で繋がる流出制御バルブと、
密閉可能容器の少なくとも一部を冷却する温度制御ソースと、
電源と接続されており、測定装置からデータを受信し、そのデータを処理して、炭酸化の間における密閉可能容器内の果物又は野菜のＣＯ2飽和レベルを検出し、流入制御バルブ及び流出制御バルブに信号を送って密閉可能容器内の圧力を制御するようにプログラミングされたマイクロプロセッサを具えており、それらによって果物又は野菜の味が効率的に高められる炭酸化システム。
【請求項１１】
測定装置は、密閉可能容器内の圧力を測定する圧力センサである、請求項１０の炭酸化システム。
【請求項１２】
ＣＯ2ガスソースは、第１導管を通じて密閉可能容器と流路で繋がっており、第１導管には、流入制御バルブが配置されている、請求項１０の炭酸化システム。
【請求項１３】
流出制御バルブは、第２導管を通じて密閉可能容器と流路で繋がっている、請求項１０の炭酸化システム。
【請求項１４】
第２導管は、流出制御バルブを超えて延びており、流出制御バルブの下流側に配置された流出量制御バルブを有する、請求項１３の炭酸化システム。
【請求項１５】
温度制御ソースは、第３導管を通じて密閉可能容器と流路で繋がっており、マイクロプロセッサと繋がっており、それにより制御される、請求項１０の炭酸化システム。
【請求項１６】
密閉可能容器は、マイクロプロセッサと通信する温度センサを具える、請求項１０の炭酸化システム。
【請求項１７】
バキュームジェネレータをさらに具える、請求項１０の炭酸化システム。
【請求項１８】
バキュームジェネレータは、密閉可能容器に装着された第４導管に配置されており、第４導管は、バキュームジェネレータの下流に配置された第２流出制御バルブを有しており、第２流出制御バルブ及びバキュームジェネレータは、マイクロプロセッサと繋がっており、それにより制御される、請求項１７の炭酸化システム。
【請求項１９】
第１導管は、流入制御バルブの下流に配置された流入量制御バルブを有しており、流入量制御バルブは、マイクロプロセッサと繋がっており、それにより制御される、請求項１２の炭酸化システム。
【請求項２０】
ＣＯ2ソースは、少なくとも一部にドライアイスが詰められた容器である、請求項１０の炭酸化システム。
【請求項２１】
ＣＯ2ソースはＣＯ2シリンダである、請求項１０の炭酸化システム。
【請求項２２】
ＣＯ2ソースはＣＯ2ジェネレータである、請求項１０の炭酸化システム。
【請求項２３】
ＣＯ2ソースは、重炭酸ナトリウム及び酸の混合物からＣＯ2を生成できる容器である、請求項１０の炭酸化システム。
【請求項２４】
マイクロプロセッサと繋がっており、それにより制御されるアラームを具える、請求項１０の炭酸化システム。
【請求項２５】
密閉可能容器は、マイクロプロセッサと繋がった電気スイッチを具える、請求項１０の炭酸化システム。
【請求項２６】
マイクロプロセッサに接続されており、特定の炭酸化条件を入力する入力装置を具える、請求項１０の炭酸化システム。
【請求項２７】
マイクロプロセッサに接続されて、それにより制御される表示装置を具える、請求項１０の炭酸化システム。
【請求項２８】
炭酸化の間、密閉可能容器は、約３０乃至約１００ｐｓｉに加圧される、請求項１０の炭酸化システム。
【請求項２９】
炭酸化の間、密閉可能容器は、約３５乃至約４５ｐｓｉに加圧される、請求項２８の炭酸化システム。
【請求項３０】
炭酸化の間、密閉可能容器の内部温度は、約１℃乃至約１０℃である、請求項１０の炭酸化システム。
【請求項３１】
炭酸化の間、密閉可能容器の内部温度は、約２℃乃至約４℃である、請求項３０の炭酸化システム。
【請求項３２】
密閉可能容器の内部体積は内部容器を保持可能である、請求項１０の炭酸化システム。
【請求項３３】
密閉可能容器内の内部容器を支持するように構成されたサポート面を具える、請求項３２の炭酸化システム。
【請求項３４】
内部容器の内部は層状に構成されている、請求項３２の炭酸化システム。
【請求項３５】
第１導管は圧力レギュレータを含んでいる、請求項１２の炭酸化システム。
【請求項３６】
圧力リリーフ装置はバルブである、請求項１０の炭酸化システム。
【請求項３７】
測定装置は、密閉可能容器内の果物及び野菜の質量を測定するロードセルである、請求項１０の炭酸化システム。
【請求項３８】
測定装置は、密閉可能容器内の果物又は野菜のｐＨに応答する、請求項１０の炭酸化システム。
【請求項３９】
測定装置は、密閉可能容器内の果物又は野菜の電気伝導率に反応する、請求項１０の炭酸化システム。
【請求項４０】
果物又は野菜の味を高める炭酸化システム及びクーラーの組合せにおいて、
第１及び第２チャンバーを具える内部貯蔵容器を有しており、第１チャンバーは、所望の量の果物又は野菜を受け入れるのに十分な内部体積を有している密閉可能な断熱容器と、
内部体積と流路で繋がる少なくとも１つのＣＯ2ソースと、
密閉可能な断熱容器に結合されており、炭酸化の間、密閉可能な断熱容器の外部にガス圧力を解放する圧力リリーフ装置とを具えており、それらによって果物又は野菜の味が効率的に高められる炭酸化システム及びクーラーの組合せ。
【請求項４１】
少なくとも１つのＣＯ2ソースは、少なくとも一部にドライアイスが詰められた容器である、請求項４０の炭酸化システム及びクーラーの組合せ。
【請求項４２】
圧力リリーフ装置は、少なくとも一部にドライアイスが詰められた容器に配置される、請求項４１の炭酸化システム及びクーラーの組合せ。
【請求項４３】
少なくとも一部にドライアイスが詰められた容器に接続可能であって、端部が開いた導管を具える、請求項４２の炭酸化システム及びクーラーの組合せ。
【請求項４４】
内部貯蔵容器を第１及び第２チャンバーと隔てるカバーを具えており、そのカバーには複数のアパーチャがある、請求項４３の炭酸化システム及びクーラーの組合せ。
【請求項４５】
少なくとも一部にドライアイスが詰められた容器からＣＯ2ガスが放たれる場合、ＣＯ2ガスは、導管の開口端と、カバーの複数のアパーチャとを通って、第１チャンバーに入り、これによって、第１チャンバー内で果物又は野菜が効率的に炭酸化される、請求項４４の炭酸化システム及びクーラーの組合せ。
【請求項４６】
少なくとも１つのＣＯ2ソースはＣＯ2シリンダである、請求項４０の炭酸化システム及びクーラーの組合せ。
【請求項４７】
ＣＯ2シリンダは、第２チャンバー内に収納されたピンバルブに接続可能である、請求項４６の炭酸化システム及びクーラーの組合せ。
【請求項４８】
第１導管によってピンバルブに接続可能な少なくとも１つの流入制御バルブを具えており、少なくとも１つの流入制御バルブは、少なくとも１本の第２導管によって第１チャンバーに接続可能である、請求項４７の炭酸化システム及びクーラーの組合せ。
【請求項４９】
炭酸化の間における果物又は野菜のＣＯ2飽和レベルを測定する測定装置を具える、請求項４８の炭酸化システム及びクーラーの組合せ。
【請求項５０】
炭酸化の間、測定装置からデータを受信し、そのデータを処理して、果物又は野菜のＣＯ2飽和レベルを検出し、ユーザに信号を送って、少なくとも１つの流入制御バルブを開閉させることで、第１チャンバー内の圧力を制御するようにプログラミングされたマイクロプロセッサを具えており、それらによって果物又は野菜の味が効率的に高められる、請求項４９の炭酸化システム及びクーラーの組合せ。
【請求項５１】
果物又は野菜の味を高める炭酸化システム及びクーラーの組合せにおいて、
内部貯蔵容器を有している密閉可能な断熱容器と、
複数のアパーチャを有するカバーであって、内部貯蔵容器を第１及び第２チャンバーと隔てており、第１チャンバーは、所望の量の果物又は野菜を受け入れるのに十分な内部体積を有しているカバーと、
圧力リリーフ装置を有しており、第２チャンバーに取り付け可能な少なくとも１つのＣＯ2ソースと、
密閉可能な断熱容器に結合されており、炭酸化の間、密閉可能な断熱容器の外部に第２チャンバーからガス圧力を解放する圧力リリーフ装置とを具えており、
少なくとも１つのＣＯ2ソースからＣＯ2ガスが放たれる場合、ＣＯ2ガスは、カバーにある複数のアパーチャを通って第１チャンバーに入り、これらによって、第１チャンバー内で果物又は野菜が効率的に炭酸化される炭酸化システム及びクーラーの組合せ。
【請求項５２】
少なくとも１つのＣＯ2ソースと接続可能な導管であって、少なくとも１つのＣＯ2ソースから放たれたＣＯ2ガスを第１チャンバー内に分布させる開口端を有する導管がある、請求項５１の炭酸化システム及びクーラーの組合せ。
【請求項５３】
導管には、少なくとも１つのＣＯ2ソースから放たれたＣＯ2ガスを第１チャンバー内に分布させる複数のアパーチャがある、請求項５２の炭酸化システム及びクーラーの組合せ。
【請求項５４】
カバーにある複数のアパーチャの直径は略一定であり、それらの間隔が略一定であるので、第１チャンバー内にＣＯ2ガスが均等に分布する、請求項５１の炭酸化システム及びクーラーの組合せ。
【請求項５５】
カバーは遮熱バリアと熱伝導カバーの組合せである、請求項５１の炭酸化システム及びクーラーの組合せ。
【請求項５６】
炭酸化の間、密閉可能な断熱容器は、約０乃至約１５ｐｓｉに加圧される、請求項５１の炭酸化システム及びクーラーの組合せ。
【請求項５７】
炭酸化の間、密閉可能な断熱容器は、約５乃至約１０ｐｓｉに加圧される、請求項５６の炭酸化システム及びクーラーの組合せ。
【請求項５８】
炭酸化の間、密閉可能な断熱容器の温度は、約１℃乃至約２０℃である、請求項５１の炭酸化システム及びクーラーの組合せ。
【請求項５９】
少なくとも１つのＣＯ2ソースは、少なくとも一部にドライアイスが詰められた容器である、請求項５１の炭酸化システム及びクーラーの組合せ。
【請求項６０】
少なくとも１つの流出ポートによって、導管は、少なくとも１つのＣＯ2ソースに接続されている、請求項５２の炭酸化システム及びクーラーの組合せ。
【請求項６１】
コネクタによって、導管は、少なくとも１つの流出ポートに接続されている、請求項６０の炭酸化システム及びクーラーの組合せ。
【請求項６２】
コネクタはクイック式コネクタである、請求項６１の炭酸化システム及びクーラーの組合せ。
【請求項６３】
少なくとも１つのＣＯ2ソースには２つの流出ポートがある、請求項６０の炭酸化システム及びクーラーの組合せ。
【請求項６４】
２つのＣＯ2ソースが第２チャンバーに取り付け可能である、請求項５１の炭酸化システム及びクーラーの組合せ。
【請求項６５】
密閉可能な断熱容器の圧力リリーフ装置はバルブである、請求項５１の炭酸化システム及びクーラーの組合せ。
【請求項６６】
果物又は野菜の味を高める炭酸化システム及びクーラーの組合せにおいて、
第１及び第２チャンバーを具える内部貯蔵容器を有しており、第１チャンバーは、所望の量の果物又は野菜を受け入れるのに十分な内部体積を有している密閉可能な断熱容器と、
第２チャンバー内に収納されたピンバルブと、
第１導管によってピンバルブに接続可能であり、少なくとも１本の第２導管によって第１チャンバーに接続可能な少なくとも１つの流入制御バルブと、
ピンバルブに接続可能であり、第２チャンバーに取り付け可能な少なくとも１つのＣＯ2ソースと、
密閉可能な断熱容器に結合されて、炭酸化の間、密閉可能な断熱容器の外部にガスの圧力を解放する圧力リリーフ装置と、
炭酸化の間における果物又は野菜のＣＯ2飽和レベルを測定する測定装置と、
炭酸化の間、測定装置からデータを受信し、そのデータを処理して、果物又は野菜のＣＯ2飽和レベルを検出し、ユーザに信号を送って、少なくとも１つの流入制御バルブを開閉させることで、第１チャンバー内の圧力を制御するようにプログラミングされたマイクロプロセッサを具えており、それらによって果物又は野菜の味が効率的に高められる炭酸化システム及びクーラーの組合せ。
【請求項６７】
マイクロプロセッサがユーザに信号を送って、スイッチが用いられることで、少なくとも１つの流入制御バルブが開閉される、請求項６６の炭酸化システム及びクーラーの組合せ。
【請求項６８】
密閉可能な断熱容器内の少なくとも一部に配置されて、マイクロプロセッサと通信する温度センサを具える、請求項６６の炭酸化システム及びクーラーの組合せ。
【請求項６９】
マイクロプロセッサと繋がっており、それによって制御される温度制御ソースを具える、請求項６６の炭酸化システム及びクーラーの組合せ。
【請求項７０】
マイクロプロセッサと繋がっており、それによって制御されて、密閉可能な断熱容器内の空気を循環させるファンを具える、請求項６６の炭酸化システム及びクーラーの組合せ。
【請求項７１】
マイクロプロセッサに接続及び制御されて、特定の炭酸化条件を入力する入力装置を具える、請求項６６の炭酸化システム及びクーラーの組合せ。
【請求項７２】
マイクロプロセッサに接続及び制御される表示装置を具える、請求項６６の炭酸化システム及びクーラーの組合せ。
【請求項７３】
炭酸化の間、密閉可能な断熱容器は、約０乃至約１５ｐｓｉに加圧される、請求項６６の炭酸化システム及びクーラーの組合せ。
【請求項７４】
炭酸化の間、密閉可能な断熱容器は、約５乃至約１０ｐｓｉに加圧される、請求項７３の炭酸化システム及びクーラーの組合せ。
【請求項７５】
炭酸化の間、密閉可能な断熱容器の温度は、約１℃乃至約２０℃である、請求項６６の炭酸化システム及びクーラーの組合せ。
【請求項７６】
圧力リリーフ装置はバルブである、請求項６６の炭酸化システム及びクーラーの組合せ。
【請求項７７】
少なくとも１本の第２導管が第１チャンバーに装着される開口に取り付け可能な少なくとも１つの栓を具える、請求項６６の炭酸化システム及びクーラーの組合せ。
【請求項７８】
マイクロプロセッサと繋がっており、それにより制御されるアラームを具える、請求項６６の炭酸化システム及びクーラーの組合せ。
【請求項７９】
マイクロプロセッサと繋がっており、それにより制御される表示ランプを具える、請求項６６の炭酸化システム及びクーラーの組合せ。
【請求項８０】
少なくとも１つのＣＯ2ソースはＣＯ2シリンダである、請求項６６の炭酸化システム及びクーラーの組合せ。
【請求項８１】
２つのＣＯ2シリンダが第２チャンバーに取り付け可能である、請求項８０の炭酸化システム及びクーラーの組合せ。
【請求項８２】
少なくとも１つのＣＯ2シリンダが、ＣＯ2シリンダ用ホルダに接続可能である、請求項８０の炭酸化システム及びクーラーの組合せ。
【請求項８３】
ＣＯ2シリンダ用ホルダは、少なくとも４つのタブを具えている、請求項８２の炭酸化システム及びクーラーの組合せ。
【請求項８４】
第２チャンバー内のハウジングは、少なくとも１つのＣＯ2シリンダを所定の位置に導く、請求項８０の炭酸化システム及びクーラーの組合せ。
【請求項８５】
測定装置は、密閉可能な断熱容器内の圧力を測定する圧力センサである、請求項６６の炭酸化システム及びクーラーの組合せ。
【請求項８６】
果物又は野菜の味を高める炭酸化システムを用いる方法であって、
密閉可能容器に果物又は野菜を配置する工程と、
密閉可能容器内にＣＯ2ガスが封入されるように密閉可能容器を密閉する工程と、
炭酸化される果物又は野菜の構成及び物理的特性と、炭酸化される果物又は野菜の量とに応じて、特定の炭酸化条件を予め設定する工程と、
ＣＯ2ガスが密閉可能容器内に残るように流出制御バルブを閉じる工程と、
流入制御バルブを開けて、密閉可能容器内にＣＯ2ガスを導入可能にする工程と、
密閉可能容器内にＣＯ2ガスを導入する工程と、
密閉可能容器内部の圧力を測定して、測定した圧力を予め設定した圧力と比較する工程と、
密閉可能容器に果物又は野菜を置いたままにして、発泡性の味を得るのに少なくとも十分なＣＯ2ガスを果物又は野菜が得るように、ＣＯ2ガスを吸収させる工程と、
密閉可能容器内の圧力を測定し、測定圧力が減少しているかを判断する工程と、
測定圧力がもはや減少しておらず、炭酸化システムが長期間安定であった場合に、流出制御バルブを開けて、密閉可能容器から圧力が解放可能になる工程と、
密閉可能容器から圧力が解放されると、密閉可能容器から炭酸化された果物又は野菜を取り出す工程とを含む方法。
【請求項８７】
真空装置を駆動するか否かを判断する工程をさらに具える、請求項８６の方法。
【請求項８８】
圧力を測定し、測定した圧力を予め設定した圧力と比較して、流入量制御バルブを調整するか否かを判断する工程をさらに具える、請求項８６の方法。
【請求項８９】
流出量制御バルブを調整するか否かを判断する工程をさらに具える、請求項８６の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[連邦政府の補助金]  本発明の少なくとも一部は、米国農務省/共同研究教育普及局(ＣＳＲＥＥＳ)００−３４３０２−９２０６の補助金を用いて行われた。米国政府は、この発明における権利を有しているであろう。
【０００２】
[１．発明の分野]  本発明は、食物の炭酸化を最適に制御するシステムに関する。より詳細には、本発明は、二酸化炭素ガスへの果物又は野菜の暴露(exposure)を効率的及び効果的に制御して、果物又は野菜の味(flavor)を高めることに関する。
【背景技術】
【０００３】
[２．発明の分野]  ソフトドリンク及びジュースのような飲み物の炭酸化は、数世紀の間行われている。しかし、今日でも、高められたそれらの味、つまり「ヒリヒリする泡立ち(tingly fizz)」に対する際限のない渇望が存在する。このような一般受けの結果、炭酸化は、食物及びその他の飲み物に広がっている。現在、牛乳、コーヒー、お茶、ヨーグルトや朝食用のシリアルでさえ、新たな刺激的な味覚を加えるために炭酸化が行われている。引用を以て本明細書の一部となる米国特許第５,９６８,５７３号は、ＣＯ2ガスに暴露することで、果物又は野菜の味を高める方法を開示している。限定を目的とする訳ではないが、西洋梨、葡萄、オレンジ、ネクタリン、グレープフルーツ、苺、キュウリ及びトマトなどの長い間知られている栄養価の高いスナックは、ＣＯ2ガスに暴露されると、新たな刺激的な味覚を得る。これらの「フィジー(fizzy)」な高栄養価のスナックは、ビタミン、ミネラル及びその他の栄養素を欠いていることに加えて、かなりの量の無意味なカロリーをもたらす炭酸飲料又はジュースと健康的に取って代わっている。果物及び野菜をＣＯ2で処理することにより、味が高められて、炭酸化された食へ物を消費する経験が増やされて、健康的な食物への顧客の魅力がより高められる。
【０００４】
米国特許第５,９６８,５７３号に開示されているように、ＣＯ2ガスに暴露して果物及び野菜の味を高めることは、氷結したＣＯ2即ち「ドライアイス」が詰められたクーラー又その他の容器に、農産物を入れることで達成される(強い炭酸水の環境を使用して、食物をＣＯ2に暴露することもできる)。農産物は、クーラー等の容器に、約数時間置かれる。その時間は、果物又は野菜の特定の種類と、果物若しくは野菜が新鮮であるか否かと、又は、果物若しくは野菜がある種の別な方法で保存されているか否かとに応じて変化する。通常、農産物は、非熱伝導バリアを用いてドライアイスから隔てられているので、それらの氷結は防止されている。閉じた環境に入れられると、ＣＯ2は昇華して、冷たくて重いＣＯ2雰囲気が生成される。ＣＯ2リッチな閉じた環境に食物が置かれると、そのうち、食物の組織内に十分なＣＯ2が入って、発泡性(effervescent)の特徴が、果物又は野菜に与えられる。果物及び野菜をＣＯ2に暴露した効果は、５〜１０ポンドのドライアイスを伴うクーラー等の容器に新鮮な果物を貯蔵することで、２〜１２時間再現される。クーラー等の容器から取り出されると、果物及び野菜は、容易に除去できる又は食べられる材料のような、ＣＯ2の損失を妨げる材料で包まれる。ＣＯ2暴露の効果は、クーラー等の容器から農産物が取り出された後、しばらくの間、農産物に残っている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ドライアイスが詰まったクーラー等の容器に農産物を貯蔵して、非熱伝導バリアのみを用いてドライアイスから農産物を隔てることは、炭酸化が常に均一に行われる訳ではないという点で問題がある。ユーザは、クーラー等の容器内に果物又は野菜が置かれる時間を選択する必要がある。ユーザがクーラー等の容器に果物又は野菜を長期間置いたままにすると、果物及び野菜内の高いＣＯ2レベル又は低い酸素レベルによる生理的な変化によって、果物及び野菜の劣化が起こるかも知れない。しかしながら、ユーザがクーラー等の容器に果物又は野菜を長期間置いたままにしないと、強い「フィズ」は得られないであろう。また、ユーザは、クーラー等の容器内における空間の体積に応じて、クーラー等の容器に置かれるべきドライアイスの量を適切に選択する必要がある。ドライアイスの量が不適切である場合、圧力が非常に小さく若しくは大きくなり、又は、温度が非常に高く若しくは低くなる。クーラー等の容器内に密封された圧力が極度に高くなると、爆発が起こる。その一方で、クーラー等の容器内の圧力が非常に低いと、強いフィズは生じないだろう。非常に低い温度は、果物又は野菜を凍らせるに至る一方で、非常に高い温度は、強いフィズ又は所望の味覚をもたらさないだろう。さらに、非熱伝導バリアには、果物及び野菜が貯蔵される領域に、ＣＯ2の均一な分布を可能とするアパーチャがない。非熱伝導バリアによって果物又は野菜がドライアイスから適切に隔てられていないと、冷凍が容易に起こり得る。
【０００６】
また、米国特許第５,９６８,５７３号では、２０ポンドのＣＯ2タンク及びレギュレータが使用されて、果物及び野菜を炭酸化する閉じた容器にＣＯ2が送り入れて、発泡性の味覚がそれらに与えられている。農産物は、果物又は野菜の特定の種類と、周囲の環境の温度と、炭酸化圧力とに応じて変化する時間の間、閉じた容器に置かれている。また、製造された装置では、レギュレータを有する２０ポンドのＣＯ2タンクが閉じた容器にＣＯ2を送り入れており、その容器は、ＣＯ2タンクと似た形状及び大きさをしている。ＣＯ2は、幾つかの導管を通じて、閉じた容器に送り入れられるのが好ましい。しかしながら、上記特許に開示された装置及び製造された装置を用いることは危険であって、不便で煩わしい不格好な機器を必要とする。炭酸化される果物及び野菜を保持する閉容器は、圧力リリーフ装置を欠いている。圧力リリーフ装置は、超過したＣＯ2圧力を解放し、閉容器内に密封された極端な圧力で爆発が起こるのを防止する。さらに、果物又は野菜の炭酸化を最適にするために、容器を冷たく維持することも問題となる。容器自体に温度制御ソースがなく、容器は、一般的な冷蔵室に収まらないであろう。さらにもう一度述べると、果物又は野菜の炭酸化は、常に均一に行われる訳ではない。ユーザは、含められる果物又は野菜の種類に応じて、閉容器内に解放されるＣＯ2量を適切に決定する必要があって、さらに、ユーザは、特定の果物又は野菜が美味しい発砲味を得るのに必要な時間を決定する必要がある。これらの量を決定することが、必ずしも、果物又は野菜の炭酸化を効率的且つ効果的にするとは限らない。
【０００７】
果物及び野菜用に特化して設計された炭酸化システムでは、それ故に、農産物の種類に拘わらずに、最適又は所望の炭酸化レベルが得られることを必要とする。炭酸化システムは、密閉可能容器(sealable enclosure)内の環境を効果的及び効率的に制御できて、密閉可能容器に出し入れするＣＯ2量を増減できる必要がある。炭酸化システムは、容易に維持でき、安全で、便利で、コンパクトで、レストランからキオスク、食料品店、家庭、屋外に至る場所での個人的及び商業的利用に望ましい必要がある。これら及びその他の利点は、以下に説明される本発明によってもたらされる。
【課題を解決するための装置】
【０００８】
本明細書に開示されている炭酸化システムは、ＣＯ2ガスに暴露することによって、果物及び野菜の味をさらに効率的且つ効果的に高める方法を与える。本発明のある実施例では、マイクロプロセッサが、密閉可能容器内の炭酸化圧力を監視及び制御して、炭酸化が均一にされるのが好ましい。その密閉可能容器には、圧力センサがあって、該センサーは、密閉可能容器内の炭酸化圧力レベルを測定し、マイクロプロセッサに信号を送り、マイクロプロセッサに圧力レベルを知らせる。必要に応じて、マイクロプロセッサは、リモート又は電気信号を用いてバルブをオン・オフすることで、密閉可能容器に供給され、そこから解放されるＣＯ2の量及びレートを調整できる。
【０００９】
密閉可能容器内の炭酸化圧力を監視及び制御可能とすることで、マイクロプロセッサは、果物及び野菜の炭酸化の飽和(saturation)レベルを検出できる。炭酸化の間、ＣＯ2が果物又は野菜内に入り込むにつれて、密閉可能容器内の炭酸化圧力は減少する。密閉可能容器内の圧力の変化が無いことは、ＣＯ2がそれ以上入り込まないことを示している。従って、密閉可能容器内の圧力変化が、食物に吸収されているＣＯ2の量に比例すると仮定するならば、密閉可能容器内の圧力変化が長期間ゼロに近いと、炭酸化プロセスが完了したと考えられる。その期間は、炭酸化される果物及び野菜の種類と質量とに応じて、予め決められる。密閉可能容器内の圧力変化を規制することで、処理されている食物の種類を問わず、果物又は野菜は、最小の炭酸化時間で炭酸化される。
【００１０】
しかしながら、炭酸化システムにおけるその他の変化を測定して、炭酸化プロセスが完了する時を示し得る果物又は野菜の炭酸化飽和レベルを決定できることは、理解されるべきである。例えば、炭酸化の間にロードセルを用いて果物及び野菜の質量変化を測定して、炭酸化飽和レベルを検出できる。さらに、炭酸化中における果物又は野菜内のｐＨの変化を測定して、飽和レベルを決定できる。炭酸化システム内のその他の変化を測定して、効率的及び効果的な炭酸化をもたらすことはできるものの、以下の開示は、大部分において、炭酸化システム内の圧力変化を測定することを中心としている。
【００１１】
第１実施例では、マイクロプロセッサがバルブを調節することで、密閉可能容器に供給され、それから解放されるＣＯ2の量及びレートを調節するが、それらバルブの種類は２つあるのが好ましい。第１のタイプは、密閉可能容器に出入りするＣＯ2を制御するのに用いられる。第２のタイプは、流量制御バルブであって、密閉可能容器に出入りするＣＯ2の流量を制御し、さらに正確な炭酸化圧力の設定を可能とする。圧力リリーフ装置もまた、第１実施例の一部であって、密閉可能容器内の圧力が非常に高く蓄積された場合に、密閉可能容器から炭酸化圧力を解放することで、炭酸化がさらに均一に行われる。蓄積された炭酸化圧力を密閉可能容器から解放できることは、本発明の安全面の特徴となっている。
【００１２】
ＣＯ2ソースは、炭酸化システム内に格納されるのが好ましく、これらに限定される訳ではないが、ＣＯ2シリンダ、ＣＯ2ジェネレータ、少なくとも一部にドライアイスが詰められた容器、又は、レモンジュース又は塩酸のような酸と重炭酸ナトリウムの混合物からＣＯ2を生成できる容器を含む。温度制御ソースもまた、本発明の一部として含められて、炭酸化の間、密閉可能容器を冷却するのに使用される。また、温度センサは、密閉可能容器内の温度を測定するのに用いられて、マイクロプロセッサに信号を送り、密閉可能容器内の温度をマイクロプロセッサに知らせる。必要に応じて、マイクロプロセッサは、温度制御ソースのオン・オフをすることで、密閉可能容器内の温度を調整できる。密閉可能容器内の温度を調整することで、マイクロプロセッサは、果物及び野菜に吸収されるＣＯ2の量を最大にして、その結果、炭酸化をより効率的にする。密閉可能容器の温度が(氷点を超えて)下がると、果物又は野菜に吸収されるＣＯ2は増加する。
【００１３】
また、炭酸化プロセスが始まる前に、マイクロプロセッサは、信号を用いてバキュームジェネレータを駆動する。本発明のバキュームジェネレータは、密閉可能容器にＣＯ2が流入可能となる前に、密閉可能容器内にある、そして、密閉可能容器内の食物内にある空気又は好ましくないガスを除去する。故に、密閉可能容器が１００％ＣＯ2ガスで満たされるので、吸収速度は増加し、吸収されるＣＯ2の量が増える。体積の大きい食物が炭酸化される場合、バキュームジェネレータを用いることは非常に有益となる。また、表示装置と、入力装置と、電源と、アラームと、炭酸化を開始させる電気スイッチとが、第１実施例に好ましい機構である。
【００１４】
この第１実施例の炭酸化システムは、多数の安全機構を有しているのが好ましい。本発明のマイクロプロセッサはシステムを監視して、システムが適切に動作していることを保証する。炭酸化の間に、リーク又は圧力超過のような問題がシステムにて進展して、ユーザに警告が行われる場合、マイクロプロセッサは、アラームを発生して、表示装置上にエラー通知を与える。また、マイクロプロセッサは、問題が起こった場合に、吹出弁(outlet valve)を開けることで、密閉可能容器を迅速に減圧可能であって、密閉可能容器が完全に密閉されていない場合には、炭酸化プロセスを開始しない。さらに、炭酸化システムは、安全上の理由から、炭酸化プロセスの間にシステムのカバー又はドアを開けることを許されない。
【００１５】
本発明の安全面におけるもう一つの特徴は、真空プロセスを含めた加圧炭酸化プロセスに必要な強度及び安全を、密閉可能容器が提供していることである。密閉可能容器はまた、炭酸化のために閉じた環境を与えて、室温よりも低い炭酸化温度で高い熱効率を維持し、食物を簡単にしかし安全に積み卸しする方法を与える。本発明の密閉可能容器は内部容器を具えているのが好ましく、これは、迅速且つ安全な方法で食物を積み卸しする方法を与えて、ＣＯ2に暴露される食物の種類に応じて設定を変えることを可能とし、比較的容易に掃除され得る。密閉可能容器は、スタンドアロンのプログラム可能な機器として、炭酸化された果物若しくは野菜を大量生産する大きな炭酸化システムとして、屋外若しくは屋内で使用されるクーラーとして、又は冷蔵庫の引出ユニットとしてデザインされる。
【００１６】
本発明の第２実施例は、炭酸化システムとクーラーの組合せであって、果物及び野菜の炭酸化を効果的に制御できる。炭酸化システムとクーラーの組合せは、密閉可能な断熱容器を含んでおり、該容器は、ＣＯ2用チャンバーと、被絶縁食物用チャンバーと称される２つのチャンバーを有している。アパーチャが設けられた絶縁カバーは、被絶縁食物用チャンバーからＣＯ２用チャンバーを隔てる。ユーザが、断熱容器を使用して果物又は野菜を炭酸化することを望む場合には、ＣＯ2用チャンバーは、２つのドライアイス用容器を保持できる一方で、被絶縁食物用チャンバーは、炭酸化される果物又は野菜を保持できるのが好ましい。しかしながら、ユーザが、果物又は野菜を炭酸化する代わりにクーラーとして断熱容器を用いることを希望する場合、ウェットアイス、ドライアイス又はその他の冷却装置は、被絶縁食物用チャンバー内の食物又は飲物を冷たく維持するために使用される。
【００１７】
炭酸化の間に用いられる２つのドライアイス用容器の各々は、２つの流出ポートを有しており、それらは、側方に延びる導管にコネクタによって取り付けられるのが好ましい。果物又は野菜を炭酸化している最中、ＣＯ2ガスは、ドライアイス用容器から放たれて、流出ポート及びコネクタを通じて導管に入るのが好ましい。そして、ＣＯ2は、導管のアパーチャと、絶縁カバーのアパーチャとを通って、被絶縁食物用チャンバーに入って、果物又は野菜を炭酸化するのが好ましい。導管及び絶縁カバーのアパーチャの直径は略一定であって、それらは、略一定の間隔で配置されて、ＣＯ2が被絶縁食物用チャンバー内に均等に分布し、炭酸化が均一に行われるのが好ましい。
【００１８】
第２実施例のもう１つの特徴は、ＣＯ２用チャンバーに配置されたサポートである。炭酸化の間、サポートが導管を定位置に支持しているので、ＣＯ2の分布は等しくなる。さらに、サポートは、ドライアイス用容器を水平方向に支持する。また、クーラーの圧力リリーフ装置と、ドライアイス用容器の圧力リリーフ装置とは本発明の一部であって、炭酸化の間に超過圧力を解放することで、炭酸化をより効率的にして安全性をもたらす。導管及び流出ポートが好ましくない場合には、ＣＯ2を解放して野菜又は果物を炭酸化するのに、ドライアイス用容器の圧力リリーフ装置を用いることも可能である。
【００１９】
本発明の別の実施例では、炭酸化システムとクーラーの組合せが開示されており、この組合せは、果物及び野菜の炭酸化を効果的に制御する。断熱容器は、その内部に、被絶縁食物用チャンバーと、ＣＯ2シリンダ用チャンバーとを具えている。果物及び野菜を炭酸化するために、ユーザが断熱容器の使用を希望する場合、ＣＯ2シリンダ用チャンバーは、２つのＣＯ2シリンダを保持する一方で、被絶縁食物用チャンバーは、炭酸化される果物及び野菜を保持する。しかしながら、ユーザが、クーラーとして断熱容器を使用することを希望する場合、ウェットアイス、又はその他の冷却装置は、被絶縁食物用チャンバー内の食物又は飲物を冷たく維持するために使用される。
【００２０】
断熱容器が果物又は野菜の炭酸化に用いられる場合、マイクロプロセッサが、断熱容器内における果物又は野菜のＣＯ2飽和レベルを監視して、炭酸化が効果的に行われるのが望ましい。ＣＯ2の飽和レベルを検出するために、断熱容器は、圧力センサを有しているのが好ましい。しかしながら、容器は、その他の測定装置を有していてもよい。圧力センサは、例えば、被絶縁食物用チャンバー内の炭酸化圧力レベルを測定し、マイクロプロセッサに信号を送り、圧力レベルをマイクロプロセッサに知らせる。必要に応じて、マイクロプロセッサがユーザに警告することで、被絶縁食物用チャンバーに入るＣＯ2の流れはオン・オフされる。
【００２１】
ユーザが果物又は野菜を炭酸化することを望む場合、ＣＯ2シリンダがＣＯ2シリンダ用チャンバーに配置される前に、流出ポートがある端部の反対側にあるＣＯ2シリンダの端部は、ＣＯ2シリンダ用ホルダに取り付けられるのが好ましい。そして、取り付けられたＣＯ2シリンダと、ＣＯ2シリンダ用ホルダとは、開口を通じて断熱容器に配置されて、ＣＯ2シリンダ用チャンバー内に置かれる。ＣＯ2シリンダのハウジングは、ＣＯ2シリンダの流出ポートがピンバルブに接続される位置にＣＯ2シリンダを導き、ＣＯ2シリンダ  用ホルダは、断熱容器に取り付けられ得る。
【００２２】
ＣＯ2シリンダがピンバルブに接続されると、ピンバルブは開になる。ＣＯ2は、ピンバルブを通ってＣＯ2シリンダの流出ポートから流れ出て、各々がバルブに取り付けられた２本の導管に入るのが好ましい。バルブは、ユーザによって開閉され得る。バルブが開にされると、ＣＯ2は２本の導管から流れ出て、バルブを通って、被絶縁食物用チャンバーに通じた好ましくは４本の導管に入る。そして、ＣＯ2はそれら４本の導管を通って、被絶縁食物用チャンバーに流れ込み、果物及び野菜が炭酸化される。また、圧力リリーフ装置が本発明の一部であるのが好ましく、それは、炭酸化を均一にして安全性をもたらす。圧力リリーフ装置は、断熱容器の壁に配置されるのが好ましく、密になった圧力を、被絶縁食物用チャンバーから断熱容器の外部に解放する。
【００２３】
この実施例のその他の特徴は、断熱容器の蓋の下に取り付けられたファン及び温度制御ソースと、温度センサとを含んでおり、温度センサは、マイクロプロセッサに信号を送って、必要に応じて温度制御ソース及びファンをオン・オフする。また、流出ポート及びピンバルブを保護するハウジングと、電源と、表示装置と、入力装置と、表示ランプと、アラームとがこの実施例の機構とされる。ユーザがクーラーとして断熱容器を用いることを希望する場合、栓が用いられて、被絶縁食物用チャンバーに取り付けられた４本の導管に栓がなされる。導管に栓をすることで、断熱容器内にある食物の粉、液体又はその他の残がいが、導管の内部を塞ぐことが防止される。食物の粉、液体又はその他の残がいが導管の内部を塞いでしまうと、炭酸化の間、導管が使い物にならなくなる。
【００２４】
さらにもう一つの実施例では、第１実施例の炭酸化システムを用いる方法は、密閉可能容器内に果物又は野菜を置く工程と、特定の情報を入力して炭酸化の所望の条件を設定する工程と、外気及びガスをシステムから除去するか否かを判断する工程と、流出制御バルブを閉じる工程と、流入制御バルブを開ける工程と、内部の炭酸化圧力(Ｐ２)を測定する工程と、Ｐ２を所望の圧力(Ｐ０)と比較する工程と、ＣＯ2の流量を調整するか否かを判断する工程と、内部の炭酸化圧力を測定して所望の圧力と比較する工程と、流入制御バルブを閉じる工程と、内部の炭酸化圧力(Ｐ４)を測定する工程と、果物又は野菜にＣＯ2を吸収させる工程と、内部の炭酸化圧力(Ｐ５)を測定してＰ４と比較する工程と、システムを長期間平衡のままにする工程と、流出制御バルブを開けて、ＣＯ2を徐々に解放する工程と、流出量制御バルブを開けてＣＯ2の緩やかな解放を制御するか否かを判断する工程と、内部の炭酸化圧力をチェックする工程と、警報音を鳴らす工程と、炭酸化された果物又は野菜を取り出す工程とを含む。
【００２５】
本発明の炭酸化システムは、果物及び野菜用に特別に設計されており、農産物の種類に拘わらずに、炭酸化レベルが最適化又は望ましくされている。炭酸化システムは、密閉可能容器内の環境を効果的に制御して、密閉可能容器に流入又は流出するＣＯ2量を増減する能力を有している。炭酸化システムは、維持が容易であり、安全で、便利で、レストランからキオスク、食料品店、家庭、屋外に至る場所での個人的及び商業的利用について理想的である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明に関する図１を参照すると、炭酸化システム(20)には密閉可能容器(22)があって、密閉可能容器(22)は内部容器(30)を保持しているのが好ましい。密閉可能容器(22)はカバー又はドア(32)を有しているのが好ましく、それは、炭酸化プロセスが行われる際に、密閉可能容器(22)を密閉するのに用いられる。密閉可能容器(22)は、断熱材料で作製されるのが好ましく、熱効率が高く維持されて、炭酸化温度が室温よりも(２０℃よりも)低くされる。密閉可能容器(22)は、スタンドアロンのプログラム可能な機器として、炭酸化された果物若しくは野菜を大量生産する大きな炭酸化システムとして、屋外若しくは屋内で使用されるクーラーとして、又は冷蔵庫の引出ユニットとしてデザインされ得る。密閉可能容器(22)の大きさは、炭酸化される果物及び野菜の量によって決まり、炭酸化システムの個別の実施例に応じて異なる。例えば、ベンチトップの台所用炭酸化システムは、レストランや大きな屋外パーティ用の炭酸化システムよりも遥かに小さい密閉可能容器を有しており、レストランや大きな屋外パーティ用の炭酸化システムは、炭酸化された食物を大量生産する炭酸化システムよりも小さな密閉可能容器を有しているだろう。
【００２７】
密閉可能容器(22)は、少なくとも１つの圧力リリーフ装置(34)を含んでいる。圧力リリーフ装置(34)は、バルブであるのが好ましいが、ベント、ディスクやその他の同様な装置であってもよい。圧力リリーフ装置(34)は、密閉可能容器(22)のカバー又はドア(32)に配置されるのが好ましく、炭酸化システム(20)を安全に用いるために必要なものである。ＣＯ2が取り入れられて、密閉可能容器(22)が非常に高い圧力で満たされる場合、圧力リリーフ装置(34)によって超過圧力の解放が可能となって、炭酸化プロセスの間における安全が保証される。また、密閉可能容器(22)は電気スイッチ(28)を含んでおり、該電気スイッチ(28)は、密閉可能容器(22)のカバー又はドア(32)上に配置されるのが好ましい。カバー又はドア(32)が閉じられて密閉可能容器(22)が密閉されると、電気スイッチ(28)が作動する。
【００２８】
内部容器(30)は、密閉可能容器(22)内にすっぽりと入っており、カバー又はドア(32)を利用して密閉可能容器(22)から取り出せる。内部容器(30)は、密閉可能容器(22)にすっぽりと入っているならば、どのような大きさ又は形状であってもよいことを理解すべきである。また、内部容器(30)は、個別の種類の果物又は野菜に応じて特別に構成されてよい。例えば、内部容器(30)の内部には複数のレイヤーがあって、例えばグレープが分けられて、ＣＯ2の吸収がより効率的にされる。内部容器(30)は、清掃を容易にするためにステンレス鋼で作製されるのが好ましいが、高分子材料及び似たようなその他の材料で作製されてもよい。内部容器(30)は、４つの側壁と、底部及び上部とを有しており、  果物又は野菜を内部に配置できるように取り出し可能にされている。内部容器(30)は、アパーチャ(図示せず)を有しており、それらアパーチャの直径は略一定であって、それらアパーチャは、略一定の間隔で配置されているのが好ましい。内部容器(30)の側壁、底部及び上部にアパーチャが配置されているので、ＣＯ2は、内部容器(30)内に一様に分布する。内部容器(30)は、密閉可能容器(22)内にある際に、サポート機構(36)に載置されるのが好ましい。サポート機構(36)が、密閉可能容器(22)の基部から内部容器(30)を持ち上げているので、ＣＯ2は、底部を通って内部容器(30)に入る。
【００２９】
炭酸化システム(20)は、密閉可能容器(22)内の圧力、温度及びガス流を監視及び制御するマイクロプロセッサ(24)を具えている。炭酸化システムの大きさに応じて、マイクロプロセッサ(24)は、低レベルである８ビットのＣＭＯＳマイクロコントローラ(例えば、モトローラ６８ＨＣ０５Ｃ)、又は高レベルであるシングルボードのマイクロプロセッサ(例えば、モトローラＭＣ６８３４０)とされ得る。例えば、ベンチトップの小さな炭酸化システムは、低レベルの８ビットのＣＭＯＳマイクロコントローラを使用し、大量生産用の大きな炭酸化システムは、高レベルのマイクロプロセッサを使用する。しかしながら、マイクロプロセッサ(24)は、商業的に入手できる任意の種類のプロセッサであってよく、特定の種類のどれかに限定される必要はないことを理解すべきである。
【００３０】
炭酸化の間、ＣＯ2ソース(26)から出たＣＯ2は、導管(58)を通って密閉可能容器(22)に流れるのが好ましい。導管(58)には、圧力レギュレータ(52)、流入制御バルブ(38)及び流入量制御バルブ(44)が設けられている。流入するＣＯ2は最初に圧力レギュレータ(52)を通って、該圧力レギュレータ(52)は、密閉可能容器(22)に入れるＣＯ2の圧力を調整するのが好ましい。ＣＯ2は高圧であるのが好ましく、通常、３０ｐｓｉ〜４５ｐｓｉにされる。圧力レギュレータ(52)を通った後、ＣＯ2は流入制御バルブ(38)を通る。流入制御バルブ(38)は、マイクロプロセッサ(24)から受け取った信号に基づいて、ＣＯ2シリンダ(26)から密閉可能容器(22)へのＣＯ2の流入を制御する。流入制御バルブ(38)が閉であると、ＣＯ2は密閉可能容器(22)へ流れない。しかしながら、マイクロプロセッサ(24)がハイ信号を流入制御バルブ(38)に送ると、流入制御バルブ(38)は開になって、ＣＯ2ガスが密閉可能容器(22)へ送られる。マイクロプロセッサ(24)からロー信号を受信すると、流入制御バルブ(38)は閉になる。
【００３１】
流入制御バルブ(38)を通過した後、ＣＯ2ガスは、密閉可能容器(22)に入る前に、流入量制御バルブ(44)を通るのが好ましい。流入量制御バルブ(44)は、マイクロプロセッサ(24)の信号に基づいて、密閉可能容器(22)に入るＣＯ2量を制御する。流入量制御バルブ(44)は、システムの圧力が設定圧力に近い場合に、圧力衝撃を起こすことなく、ＣＯ2の流れを徐々に減少させる能力がある。全ての炭酸化システムが、流入量制御バルブ(44)を必要とする訳ではないことを理解すべきである。しかしながら、炭酸化圧力設定のさらに正確な制御が要求される場合には、流入量制御バルブ(44)が必要とされてよい。なぜなら、流入量制御バルブ(44)がない場合、流入制御バルブ(38)が突然閉じると、大きな圧力パルスが起こって、システムに不要な圧力衝撃をもたらすからである。
【００３２】
密閉可能容器(22)から出るＣＯ2は、導管(60)を通ってシステムの外部に流れ出るのが好ましい。導管(60)には、流出制御バルブ(40)と流出量制御バルブ(46)とがある。流出制御バルブ(40)は、密閉可能容器(22)から出るＣＯ2の流れをオン・オフするのに用いられる。ハイ信号がマイクロプロセッサ(24)から送られると、流出制御バルブ(40)が開になって、ＣＯ2ガス流が密閉可能容器(22)から流れ出る。ロー信号をマイクロプロセッサ(24)から受け取ると、流出制御バルブ(40)は閉になる。
【００３３】
ＣＯ2ガスが密閉可能容器(22)から放たれて、流出制御バルブ(40)を通過した後、ＣＯ2ガスは、流出量制御バルブ(46)を通過するのが好ましい。流出量制御バルブ(46)は、マイクロプロセッサ(24)から送られる信号に基づいて、密閉可能容器(22)から放たれている又は取り出されているＣＯ2の流量を所望の値に調整する。ＣＯ2の流出量が制御されずに、高圧力が密閉可能容器(22)に加えられた場合に、密閉可能容器(22)からＣＯ2が放たれると、密閉可能容器(22)内の高圧力は、非常に急速に低下して、果物又は野菜の芯及び表面の間に大きな圧力差が生じ、果物又は野菜の外見又は品質に損失が生じてしまう。
【００３４】
ＣＯ2が密閉可能容器(22)に入れられる前に、マイクロプロセッサ(24)は、ユーザの要求、又は果物若しくは野菜の質量に基づいて、バキュームジェネレータ(48)を駆動する信号を送る。マイクロプロセッサ(24)からバキュームジェネレータ(48)に信号が送られると、バキュームジェネレータ(48)が空気及び不要なガスを密閉可能容器(22)から除去して、密閉可能容器(22)内に負圧が生じる。その結果、密閉可能容器(22)をＣＯ2で１００％満たすことが可能となり、特に、大量の果物又は野菜が炭酸化されている際に、果物又は野菜へのＣＯ2の吸収が最適化される。密閉可能容器(22)内に負圧が生じると、果物及び野菜を効果的に炭酸化するために必要な炭酸化圧力の量が下がる。言い換えると、−１０ｐｓｉの真空化が先に行われると３５ｐｓｉが必要とされるが、バキュームジェネレータ(48)が使用されない場合には４５ｐｓｉが必要とされる。
【００３５】
バキュームジェネレータ(48)が駆動すると、空気及び不要なガスは、導管(62)を通って密閉可能容器(22)から流れ出るのが好ましい。導管(62)には、流出制御バルブ(42)と、バキュームジェネレータ(48)とが設けられており、バキュームジェネレータ(48)は、流出制御バルブ(42)の下流に配置される。空気及び不要なガスは、密閉可能容器(22)から出た後、流出制御バルブ(42)を通って流れる。バキュームジェネレータ(48)が駆動すると、流出制御バルブ(42)を用いて、密閉可能容器(22)から出るＣＯ2の流れがオン・オフされる。ハイ信号がマイクロプロセッサ(24)から送られると、流出制御バルブ(42)が開けられて、ＣＯ2ガスは密閉可能容器(22)から流れ出る。ロー信号がマイクロプロセッサ(24)から送られると、流出制御バルブ(42)は閉じられる。空気及び不要なガスは、密閉可能容器(22)から出て、流出制御バルブ(42)を通って流れると、バキュームジェネレータ(48)を通って炭酸化システム(20)から出る。バキュームジェネレータ(48)はオプションであって、例えば、コスト上の理由から小さな及び/又は携帯用の炭酸化システムでは必要とされないかも知れないことを理解すべきである。また、導管(62)及びバキュームジェネレータ(48)はオプションであって、密閉可能容器(22)にバキュームジェネレータ(48)を直接接続できることを理解すべきである。
【００３６】
ＣＯ2ソース(26)は、炭酸化システム(20)内に格納されるＣＯ2シリンダであるのが好ましい。商業的に入手できる任意のタイプのＣＯ2シリンダが使用できる。例えば、１度だけ使用される小さな又は充填不可能なシリンダが、弁当箱型の炭酸化システムのような、旅行若しくは屋外で使用される小さな携帯用炭酸化システムに、又は、コップ型の炭酸化システムのような、さらに小さなタイプの炭酸化システムに使用される。連続使用ができる大きな又は充填可能なシリンダは、家庭用又はレストラン用タイプの炭酸化システムに使用される。
【００３７】
しかしながら、その他のＣＯ2ソースが、例えば、ＣＯ2ジェネレータが、少なくとも一部にドライアイスが詰められた容器が、又は、レモンジュース若しくは塩酸のような酸と重炭酸ナトリウムとの混合物からＣＯ2を生成できる容器が、制限無く本発明に使用できることを理解すべきである。ＣＯ2ジェネレータは、燃料を燃やして又は電気を用いてＣＯ2を生成し、通常、スタンドアロンの装置である。ＣＯ2ジェネレータは、レストラン、カフェテリア、食料雑貨店、食料品店及びその他の同様な場所で用いられる炭酸化システムにおける使用により適している。ドライアイスは、絶縁された容器に保持されるのが好ましく、携帯用又は家庭用の炭酸化装置に用いられるのが望ましいであろう。
【００３８】
温度制御ソース(50)は、導管(72)を用いて密閉可能容器(22)に接続された冷却ユニットであるのが好ましいが、密閉可能容器(22)内に配置されてもよく、電気的装置のような別の装置を用いて、密閉可能容器(22)に接続されてもよい。温度制御ソース(50)は、密閉可能容器(22)内の温度を調節して、果物又は野菜に吸収されるＣＯ2量を、外部環境に拘わらずに最大にする。本発明の温度制御ユニット(50)は、特に制限されず、高価になり得る冷却ユニットでななく、ウェットアイス、ドライアイス、又は冷却環境であってもよい。冷却環境は、特に制限されず、例えば、冷蔵庫、低温シンク又は同様なその他の環境が含まれる。
【００３９】
炭酸化の間、マイクロプロセッサ(24)は、圧力センサ(54)から送られる信号に基づいて、密閉可能容器(22)内の炭酸化圧力を監視するのが好ましい。圧力センサ(54)が密閉可能容器(22)内の圧力を測定することで、果物又は野菜の炭酸化が均一に行われることが保証される。圧力センサ(54)はマイクロプロセッサ(24)に信号を送り、密閉可能容器(22)内のＣＯ2の供給量が調整可能となる。本発明の安全機能としては、密閉可能容器(22)が過剰に加圧された又はリークした場合に、圧力センサ(54)がマイクロプロセッサ(24)に信号を送って、アラーム(70)が鳴らされる。炭酸化プロセスの間、圧力センサ(54)は圧力変化を検知できるので、圧力変化が長期間検出されなかった場合に、圧力センサ(54)は同様にマイクロプロセッサ(24)に信号を送って、炭酸化プロセスが終了される。これによって、炭酸化システム(20)は、炭酸化されている食物の種類に拘わらず、与えられた圧力レベルにて最大の炭酸化レベルに至る。密閉可能容器(22)内の圧力は、炭酸化システムが適切に動いていることの指標である。例えば、突然の圧力低下は、密閉可能容器(22)からＣＯ2が漏れていることを示すだろう。加えて、最初の昇圧過程にて圧力が緩やかに上昇することも、リークによるだろう。
【００４０】
炭酸化の間、本発明の密閉可能容器(22)は、約３０ｐｓｉ乃至約１００ｐｓｉで、より好ましくは約３０ｐｓｉ乃至約４５ｐｓｉで、ＣＯ2ガスで加圧される。しかしながら、そのｐｓｉは、使用されている炭酸化システムのタイプに加えて、炭酸化されている果物又は野菜の種類及び量に応じて変化することを理解すべきである。
【００４１】
また、マイクロプロセッサ(24)は、炭酸化の間、温度センサ(56)から送られる信号に基づいて、密閉可能容器(22)内の温度を監視できる。密閉可能容器(22)内の温度を調節するために、温度センサ(56)は、マイクロプロセッサ(24)に信号を送って、温度制御ソース(50)をオン・オフする。温度センサ(56)は、炭酸化システムの種類に応じて選択的に設けられることを理解すべきである。例えば、炭酸化された果物又は野菜を大量生産する炭酸化システムのような大きな炭酸化システムでは、炭酸化プロセスを最適化するために、高精度の温度センサが必要とされるだろう。従って、部屋全体の一部であるような温度センサがより適しているだろう。また、温度センサは、弁当箱型炭酸化システムやコップ型炭酸化システムのような小さくて廉価な炭酸化システムでは、現実的ではないかも知れない。
【００４２】
炭酸化の間、果物又は野菜によるＣＯ2の吸収を最大にするためには、密閉可能容器(22)内の温度を約１℃乃至約１０℃とするのが好ましく、約２℃乃至４℃とするのがさらに好ましい。
【００４３】
アラーム(70)は、本発明のもう１つの安全装置であって、マイクロプロセッサ(24)から信号を受信して、炭酸化の間、幾つかの状況をユーザに警告する。アラーム(70)を鳴らして、果物若しくは野菜の炭酸化が完了したこと、又は、リーク若しくは圧力超過のような問題がシステムに起こったことをユーザに知らせることができる。
【００４４】
表示装置(68)及び入力装置(66)も、本発明の好ましい特徴である。表示装置(68)及び入力装置(66)は、マイクロプロセッサ(24)に繋がれて、マイクロプロセッサ(24)と信号をやり取りする。入力装置(66)を用いて、ユーザは、炭酸化される食物の特定の種類に基づいて、圧力及び温度設定のような所定の設定を入力できる。炭酸化プロセスの効果を最大にするために、ユーザは、炭酸化される食物の種類に基づいた特定の設定を、必要に応じて継続時間をタイプできる。
【００４５】
入力装置(66)は、キーボード、キーパッド、押ボタンの集まり又はその他の同様な装置であってよいことを理解すべきである。液晶表示装置(ＬＣＤ)のような表示装置(68)は、エラー通知を与えてリーク若しくは過剰加圧をユーザに警告する、又は炭酸化が完了したことをユーザに知らせるなどのように、様々な状況をユーザに知らせる。入力装置(66)は、本発明において選択的に設けられて、簡単で廉価なシステムには、又は、固定プログラムがマイクロプロセッサ(24)のメモリチップにセットされている場合には、必要とされないことを理解すべきである。
【００４６】
少なくとも１つのロードセル(37)が密閉可能容器(22)内に、好ましくは内部容器(30)の下側に装着されて、密閉可能容器(22)内にある果物及び野菜の質量が測定される。しかしながら、密閉可能容器(22)内にある果物及び野菜の質量を正確に測定できる限り、密閉可能容器(22)内の何処にでもロードセル(37)を配置できることを理解すべきである。果物及び野菜にＣＯ2が吸収されると、ロードセル(37)は、果物及び野菜の質量変化を検出する。ＣＯ2が果物又は野菜に吸収されると、それらの質量は増加する。そのような質量の変化を利用することで、果物又は野菜のＣＯ2の飽和レベルを決定して、炭酸化プロセスの完了時をユーザに告げることができる。炭酸化プロセスの完了時をユーザに告げるために、ロードセル(37)は２つの方法で用いられるのが好ましい。果物又は野菜の種類に応じて、ユーザは、果物又は野菜が炭酸化後に重くなった場合の予測質量を入力できる。十分なＣＯ2が吸収された後、ロードセル(37)で測定される果物又は野菜の質量が予測質量に達すると、炭酸化プロセスが完了したとみなされる。あるいは、ロードセル(37)で測定される果物又は野菜の質量が、長期間一定のままである場合に、炭酸化プロセスが完了したとみなされる。
【００４７】
ロードセル(37)は、マイクロプロセッサ(24)に接続されて、それと通信する。ロードセル(37)は、レストラン又はキオスクで使用されるタイプのような大きな炭酸化システムに設けられるのが好ましい。少なくとも一部にドライアイスが詰められた容器がＣＯ2ソース(26)として用いられる場合、ロードセル(37)を用いて残っているドライアイスを測定して、炭酸化プロセスの完了時を示すこともできる。残っているドライアイスが少なくなるにつれて、完全に飽和するまでの時間も少なくなる。
【００４８】
炭酸化の間、果物又は野菜のｐＨレベルも測定されて、果物又は野菜のＣＯ2飽和レベルが決定されてよい。炭酸化されている果物又は野菜のＣＯ2飽和レベルが増えると、ｐＨ値は減少し、電気伝導度は増加する。それ故に、ＣＯ2飽和レベルが増加してｐＨ値が減少するにつれて、果物の電気伝導度が増加することに基づいて、測定装置を用いてｐＨレベルが測定される。例えば、電気伝導性がある１対の突起を有するプローブが、炭酸化されている果物又は野菜の１つに挿入されて、炭酸化されている果物又は野菜の全てについて、ＣＯ2飽和レベルが測定される。ＣＯ2飽和レベルが増加するにつれて、プローブ間の電気抵抗は低下する。さらに、例えば、伝導性を有する２枚の板を果物又は野菜に近接して配置し、それら板の間に低レベルのＡＣ電圧を印加する回路を用いることで、電気伝導度を検知できるだろう。板から果物又は野菜に結合するエネルギーは、果物又は野菜のＣＯ2飽和レベルが増加するにつれて増加する。もう１つの例では、果物又は野菜に近接させて誘導コイルを配置して、誘導コイルに僅かなＡＣ電流を供給する電気回路を用いて、電気伝導度が検知される。コイルから果物又は野菜に結合するエネルギーは、果物又は野菜のＣＯ2飽和レベルが増加するにつれて増加する。上述していないその他のｐＨ測定装置又はｐＨプローブが用いられて、炭酸化の間に、果物又は野菜内部のｐＨ値の変化が測定されてもよいことを理解すべきである。
【００４９】
電源(64)がマイクロプロセッサ(24)に繋がれており、それに電力を供給する。特に限定されることなく、交流(ＡＣ)源、直流(ＤＣ)源、ソーラーソース又はその他のエネルギー源を含む様々な電源が使用される。しかしながら、必要とされる電力は、使用する炭酸化システムの種類に応じて異なっている。例えば、屋内で使用される炭酸化システムは、１１０/２２０ボルトで５０/６０ヘルツの電源を使用できる。さらに別の例では、キャンプ、屋外パーティ及びスポーツイベントの間で使用される炭酸化システムのような、屋外で使用される炭酸化システムは、６、１２又は２４ボルトの電源を使用できる。
【００５０】
本発明の別の実施例である炭酸化システム及びクーラーの組合せ(74)は、図３乃至９に示されている。この組合せは、果物及び野菜を炭酸化するために、又は、食物及び飲物を冷たく維持するために使用される。炭酸化システム及びクーラーの組合せ(74)は、断熱容器(76)を含んでおり、該断熱容器(76)は、市場で入手できる一般的な断熱容器(即ち、クーラー又はアイスボックス)の外観及び大きさを有していてもよい。
【００５１】
図４を見ると、断熱容器(76)は蓋(78)を具えており、この蓋(78)が炭酸化の間に断熱容器(76)を密閉するので、断熱容器(76)の内部で、約０ｐｓｉ乃至約１５ｐｓｉのような中程度のＣＯ2圧力が蓄積される。炭酸化の間、断熱容器(76)及び蓋(78)は、強力なヒンジ及びロックで互いに留められて、蓋(78)が開かないようにされる必要がある。ロックは、断熱容器(76)から圧力が解放されるまで、断熱容器(76)が開かないような安全インターロックとして設計されるべきである。断熱容器(76)の側壁には、それ故に、圧力リリーフ装置(80)が設けられるのが好ましい。しかしながら、圧力リリーフ装置(80)は、断熱容器(76)の本体部の何処に配置されてもよい。圧力リリーフ装置(80)は、第１実施例の圧力リリーフ装置(34)と同様であって、断熱容器(76)内の超過した炭酸化圧力を解放して、均一な炭酸化及び安全を保証する。炭酸化システムとクーラーの低コストな組合せでは、圧力リリーフ装置(80)は、１ｐｓｉ未満の圧力で開くのが好ましい。圧力リリーフ装置(80)はバルブであるのが好ましいが、ベント、ディスク、又はその他の同様な装置であってもよい。
【００５２】
図５を見ると、断熱容器(76)の内部には、ＣＯ2用チャンバー(84)があって、ユーザが果物及び野菜を炭酸化することを希望する場合には、２つのドライアイス用容器(86)が保持されるのが好ましい。断熱容器(76)の内部には、被絶縁食物用チャンバー(82)があって、炭酸化される果物及び野菜が保持される。また、ユーザが断熱容器(76)をクーラーとして用いることを希望する場合には、断熱容器(76)の内部に、食物及び飲物が保持される。絶縁カバー(98)は、被絶縁食物用チャンバー(82)からＣＯ2用チャンバーを隔てている。
【００５３】
炭酸化を目的とする場合、加圧環境において、ＣＯ2用チャンバー(84)は、被絶縁食物用チャンバー(82)の下側に配置されているのが好ましい。しかしながら、被絶縁食物用チャンバー(82)及びＣＯ2用チャンバー(84)は、横に並べて配置されてもよく、その他の配置が取られてもよいことを理解すべきである。ＣＯ2用チャンバー(84)の２つのドライアイス用容器(86)は、断熱容器(76)の底近くで、ＣＯ2用チャンバー(84)の対向する側部に配置されるのが望ましい。２つのドライアイス用容器は、容器内に蓄積されるドライアイス量を柔軟に変化できることから好ましい。しかしながら、２つより多いドライアイス用容器を、若しくはドライアイス用容器を１つだけ用いてもよく、被絶縁食物用チャンバー(82)又は炭酸化される果物又は野菜から隔てられている限り、ドライアイス用容器は、断熱容器(76)のどの部分に配置されていてもよい。ドライアイス用容器(86)は、断熱されて、約−８０℃の温度に耐えることができる材料で作製されるのが好ましい。
【００５４】
ドライアイス用容器(86)の各々には、２つの流出ポート(88)があるのが望ましく、これら流出ポート(88)は、コネクタ(90)によって導管(92)に接続されるのが好ましい。コネクタ(90)は、クイック式コネクタであるのが望ましいが、同様なタイプのどのようなコネクタであってもよい。導管(92)は堅くて、ドライアイス用容器(86)から側方に延びるのが好ましく、複数のアパーチャ(94)があるのが好ましい。ドライアイスの昇華で生成されたＣＯ2ガスは、アパーチャ(94)を通過する。導管(92)のアパーチャ(94)の直径は略一定であって、それらの間隔は略一定にされているので、ＣＯ2は一様に分布する。導管(92)の一端のみがドライアイス用容器(86)に接続されるのが好ましく、導管(92)の他端は開いており、何処にも接続されないので、ＣＯ2は外部に排出される。しかしながら、１つのドライアイス用容器について、２本を超える又は２本未満の導管が設けられてよいことを理解すべきである。さらに、１つのドライアイス用容器に２本の導管を設ける代わりに、穴が開けられた１本の導管を用いて、その両端を１つのドライアイス用容器に取り付けてもよい。しかしながら、導管(92)はオプションであることを理解すべきである。導管(92)を用いる代わりに、(以下で説明するように)ＣＯ2ガスが圧力リリーフ装置(102)より放たれて、果物又は野菜が炭酸化されてもよい。また、アパーチャ(94)はオプションであって、個々の炭酸化システムで用いられる圧力レベルに応じて設けられることを理解すべきである。
【００５５】
サポート(96)は、ドライアイス用容器(86)と平行に設けられるのが望ましく、導管(92)を摩擦で保持する溝(97)を含んでおり、ＣＯ2用チャンバー(84)内部にてドライアイス用容器(86)が水平方向に動くことを防止している。
【００５６】
ドライアイス用容器(86)の圧力リリーフ装置(102)は、第１実施例の圧力リリーフ装置(34)と同様であって、ドライアイス用容器(86)内のＣＯ2の増加によって生じる超過圧力を解放する。圧力リリーフ装置(102)は、バルブであるのが好ましいが、ベント、ディスク、又はその他の同様な装置であってもよい。
【００５７】
図８及び図９に示すような本発明の絶縁カバー(98)は、断熱容器(76)の底近くに配置されるのが望ましく、先述したように、被絶縁食物用チャンバー(82)からＣＯ2用チャンバー(84)を隔てる。絶縁カバー(98)は、遮熱体と熱伝導体の組合せであるのが好ましい。絶縁カバー(98)は、プラスチックで製造されるのが好ましいが、食物用チャンバーを冷却できると共に、果物又は野菜が凍ることを防止できる材料である限り、２つのチャンバーを隔てるためにどのような材料が使用されてもよいことを理解すべきである。具体的な材料としては、高分子プラスチック、ナイロン又はステンレス鋼があるが、これらに限定されない。絶縁カバー(98)には複数のアパーチャ(100)が設けられており、これらによって、ＣＯ2用チャンバー(84)と被絶縁食物用チャンバー(82)との間をＣＯ2が移動して、食物が炭酸化される。アパーチャ(100)の直径は略一定であって、それらの間隔は略一定にされるので、ＣＯ2は、被絶縁食物用チャンバー(82)内にて一様に分布する。絶縁カバー(98)がドライアイス用容器(86)を直接覆う場合、絶縁カバー(98)によって、被絶縁食物用チャンバー(82)内で果物及び野菜が凍ることが防止される。絶縁カバー(98)がドライアイス用容器(86)を直接覆わない場合、冷たい空気が絶縁カバー(98)を通って、被絶縁食物用チャンバー(82)が冷たく維持される。また、絶縁カバー(98)は、ドライアイス用容器(86)の水平サポートとして機能して、ＣＯ2用チャンバー(84)内でドライアイス用容器(86)が移動するのを防止する。
【００５８】
絶縁容器(76)を使用して果物又は野菜を炭酸化することを、ユーザが希望するならば、ドライアイスを含んだドライアイス用容器(86)のコネクタ(90)に、好適な導管(92)が取り付けられて、ドライアイス用容器(86)からＣＯ2ガスが放たれる。ＣＯ2は、流出ポート(88)及びコネクタ(90)を通って、導管(92)に流れ込む。その後、ＣＯ2は、アパーチャ(94)を通って導管(92)から流れ出て、ＣＯ2用チャンバー(84)に流れ込む。ＣＯ2用チャンバー(84)から、ＣＯ2は、絶縁カバー(98)のアパーチャ(100)を通って、被絶縁食物用チャンバー(82)に流れ込む。果物又は野菜の炭酸化は、導管(92)を用いずに行うことも可能である。導管(92)がない場合、ドライアイス用容器(86)内の圧力が圧力リリーフ装置(102)を開けるポイントまで上昇すると、ＣＯ2は、圧力リリーフ装置(102)から放たれ続ける。圧力リリーフデバイスは、約０乃至約１００ｐｓｉで開になるのが望ましい。
【００５９】
圧力に、果物若しくは野菜のｐＨレベルに、又は、果物若しくは野菜の電気伝導度に応答する測定装置に接続されたマイクロプロセッサを、本実施例の一部としてよいことも理解すべきである。マイクロプロセッサは、炭酸化プロセスの完了時を示す表示装置を駆動するのに使用されてもよい。
【００６０】
炭酸化の間、断熱容器(76)内の圧力は、約０乃至約１５ｐｓｉであるのが好ましく、約５乃至約１０ｐｓｉであるのがより好ましい。さらに、そのｐｓｉは、使用されている炭酸化システムの種類に加えて、炭酸化されている果物又は野菜の種類及び量に応じて変化する。断熱容器(76)内の温度は、約１℃乃至約２０℃であるのが好ましく、約２℃乃至約４℃であるのがより好ましい。
【００６１】
炭酸化システム及びクーラーの組合せ(74)が、食物及び飲物を冷たく維持するために使用される場合、ウェットアイス、ドライアイス又別の冷却装置が用いられて、被絶縁食物用チャンバー(82)は低温に維持される。炭酸化ではなく冷却のためにトライアイスが使用される場合には、ドライアイス用容器(86)内のドライアイスが利用されてよい。図示されていないが、ＣＯ2リリースポートを断熱容器(76)の一部として設けることができ、これによって、断熱容器(76)からＣＯ2が放たれるので、食物又は飲物がＣＯ2ガスに暴露されることはなく、故に、炭酸化される場合よりも、それらはよく冷やされる。導管(92)は、ドライアイス用容器(86)から取り除かれる必要がある。ＣＯ2リリースポートは、圧力リリース装置(102)から放たれたＣＯ2が、ＣＯ2リリースポートを通って直接放たれるように配置されるべきである。炭酸化の間はＣＯ2リリースポートに栓がされるので、ＣＯ2は、被絶縁食物用チャンバー(82)内に分散する。代わりに、導管(92)が取り付けられていないコネクタ(90)が圧力リリーフ装置(80)に接続されるように、ドライアイス用容器(86)を回転させることで、炭酸化が妨げられてもよい。圧力リリーフ装置(80)が圧力リリーフ装置(102)よりも低いｐｓｉで開くように設定されていると、ＣＯ2はＣＯ2用チャンバー(84)に入らず、全てのＣＯ2は、断熱容器(76)の外部に放たれる。しかしながら、断熱容器は、流出ポート(88)と同じ数の圧力リリーフ装置(80)を有している必要がある。
【００６２】
本発明の第３実施例も、炭酸化システムとクーラー(104)の組合せである。図１０を参照すると、断熱容器(106)は、市場にある一般的な断熱容器(即ち、クーラー又はアイスボックス)の形状と大きさとを有していてよい。断熱容器(106)は蓋(108)を具えており、炭酸化の間に断熱容器(106)が密閉されて、断熱容器(106)内に蓄積されるＣＯ2の圧力は、約０乃至約１５ｐｓｉのような中間的な圧力にされる。炭酸化の間、断熱容器(106)及び蓋(108)は、強いヒンジ及びロックで互いに留められて、蓋(108)が開かない必要がある。ロックは、断熱容器(106)から圧力が解放されるまで、断熱容器(106)が開かないような安全インターロックとして設計されるべきである。
【００６３】
マイクロプロセッサ(110)は、断熱容器(106)の外壁内に配置されるのが好ましい。マイクロプロセッサ(110)は、モトローラが製造販売する８ビットＣＭＯＳマイクロコントローラ(６８ＨＣ０５Ｃ)であるのが好ましいが、商業的に入手可能などの種類のプロセッサであってもよく、ある特定の種類に限定される必要はない。アラーム(118)及び表示ランプ(116)は、マイクロプロセッサ(110)から信号を受信して、果物若しくは野菜の炭酸化が完了したこと、又は、リーク若しくは圧力超過のような問題がシステムに起こったことを知らせるというように、幾つかの状況をユーザに警告する。
【００６４】
表示装置(112)及び入力装置(114)も、本発明の好ましい特徴である。表示装置(112)及び入力装置(114)は、マイクロプロセッサ(110)に繋がれて、マイクロプロセッサ(110)と信号をやり取りする。表示装置(112)及び入力装置(114)は、第１実施例の表示装置(68)及び入力装置(66)と同様である。入力装置(114)によって、ユーザは、炭酸化される食物の個々の種類に基づいた所定の設定を入力できる。入力装置(114)は、キーボード、キーパッド、押ボタンの集まり又はその他の同様な装置であってよいことを理解すべきである。さらに、入力装置(114)は、本発明において選択的に設けられて、例えば、固定プログラムがマイクロプロセッサ(24)のメモリチップにセットされている場合には、必要とされないことを理解すべきである。液晶表示装置(ＬＣＤ)のような表示装置(112)は、エラー通知を与えてリーク若しくは過剰加圧をユーザに警告する、又は炭酸化が完了したことをユーザに知らせる等のように、様々な事項の情報をユーザに向けて表示する。
【００６５】
図１２乃至１５を見ると、断熱容器(106)の内部には、被絶縁食物用チャンバー(126)とＣＯ2シリンダ用チャンバー(128)とがある。ＣＯ2シリンダ用チャンバー(128)は、被絶縁食物用チャンバーの下側に配置されるのが好ましいが、被絶縁食物用チャンバー(126)及びＣＯ2シリンダ用チャンバー(128)は並べて配置されてもよく、その他の配置が採用されてもよいことを理解すべきである。果物及び野菜を炭酸化せずに、断熱容器(106)をクーラーとして使用することを、ユーザが希望する場合、被絶縁食物用チャンバー(126)が食物又は飲物を保持し、ウェットアイス又は別の冷却装置が用いられて、食物又は飲物が冷やされる。しかしながら、ユーザが、果物又は野菜を炭酸化することを希望する場合、ＣＯ2シリンダ用チャンバー(128)が、ＣＯ2が圧入された２つのＣＯ2シリンダ(130)を含む一方で、被絶縁食物用チャンバー(126)は、炭酸化される果物又は野菜を保持するのが好ましい。
【００６６】
ＣＯ2シリンダが２つあることは非常に好ましい。第１のＣＯ2シリンダがＣＯ2を放出し終えると、第２のＣＯ2シリンダがＣＯ2のバックアップソースとなって、ユーザは、炭酸化プロセスを中止することなく第１のシリンダを取り出せるからである。また、第２のＣＯ2シリンダは、第１の大きなＣＯ2シリンダよりも多量のＣＯ2が入ってよく、廉価であってよく、操作が容易であってよい。しかしながら、ＣＯ2シリンダ用チャンバー(128)は、１つのＣＯ2シリンダのみを含んでいてもよく、２つより多いＣＯ2シリンダを含むように設計されていてもよい。
【００６７】
ＣＯ2シリンダ(130)を断熱容器(106)に挿入するために、流出ポート(142)がある端部と反対側にあるＣＯ2シリンダ(130)の端部は、ＣＯ2シリンダ用ホルダ(132)に装着される。ＣＯ2シリンダ用ホルダ(132)は、アルミニウム合金で作製されており、各隅部に４つのタブ(134)を有しているのが好ましい。タブ(134)が用いられることで、ＣＯ2シリンダ(130)をＣＯ2シリンダ用ホルダ(132)に接続する場合に、ＣＯ2シリンダ(130)を容易に収容可能となる。そして、ＣＯ2シリンダ(130)及びＣＯ2シリンダ用ホルダ(132)の各々は、開口(124)を介して断熱容器(106)内に配置される(図１１も参照)。ＣＯ2シリンダ用ハウジング(136)は、ＣＯ2シリンダ(130)を納めて断熱するために強化されたチャンバーである。また、ＣＯ2シリンダ用ハウジング(136)は、ＣＯ2シリンダ(130)の流出ポート(142)がピンバルブ(140)に適切に接続される位置に、ＣＯ2シリンダ(130)を導く。そして、ＣＯ2シリンダ用ホルダは、断熱容器(106)にしっかりとネジ留めされる。しかしながら、ＣＯ2シリンダ(130)が断熱容器(106)に挿入される場合に、ＣＯ2シリンダ用ホルダ(132)及び断熱容器(106)は、インターロックされ、互いにスナップ嵌めされ、互いに留められ、又は、同様な効果を与える任意の装置を用いて装着されてもよいことを理解すべきである。ピンバルブ(140)は、バルブ用ハウジング(138)内に配置される。バルブ用ハウジング(138)によって、ピンバルブ(140)が保護及び支持されており、ピンバルブ(140)に接続されると、流出ポート(142)も保護される。
【００６８】
ＣＯ2シリンダ(130)の流出ポート(142)が、ピンバルブ(140)に適切に接続されると、ピンバルブ(140)は開になる。ＣＯ2は、ＣＯ2シリンダ(130)から出て、流出ポート(142)及びピンバルブ(140)を通って、望ましくは２本の導管(144)に入るのが好ましい。また、バルブ(146)には、導管(144)が装着されているのが好ましい。その結果、ＣＯ2は、導管(144)からバルブ(146)に流れ込む。バルブ(146)は、スイッチ(120)を用いて開閉される(図１０も参照)。バルブ(146)が開になると、ＣＯ2は、バルブ(146)を通って、好ましくは４本の導管(148)に流れ込む。各導管(148)の一方の端部は、バルブ(146)に装着されて、他方の端部は、被絶縁食物用チャンバー(126)の開口(150)に装着される。それ故に、ＣＯ2は、導管(148)から被絶縁食物用チャンバー(126)に流れ込んで、被絶縁食物用チャンバー(126)の果物又は野菜が炭酸化される。
【００６９】
図１１に示すように、断熱容器(106)の圧力リリーフ装置(122)は、本発明の第１実施例の圧力リリーフ装置(34)と同様であって、被絶縁食物用チャンバー(126)内にＣＯ2が蓄積されて生じた超過圧力を解放する。超過ＣＯ2は、断熱容器(106)の外部に放出される。被絶縁食物用チャンバー(126)内の超過圧力が解放されることで、炭酸化が均一になって、被絶縁食物用チャンバー(126)内に閉じ込められた超過圧力によって爆発が起こることが防止される。炭酸化システム及びクーラーの低コストな組合せでは、圧力リリーフ装置(122)は、１ｐｓｉより低い圧力で開くのが好ましい。圧力リリーフ装置(122)はバルブであるのが好ましいが、ベント、ディスク又はその他の同様な装置であってもよい。
【００７０】
特に図１５を参照すると、圧力センサ(156)のような測定装置が、果物又は野菜のＣＯ2飽和レベルを検出する。例えば、圧力センサ(156)は、被絶縁食物用チャンバー(126)内の圧力を測定して、圧力レベルに関する信号をマイクロプロセッサ(110)に送る。マイクロプロセッサ(110)が警告を行って、ユーザにバルブ(146)を開閉させることで、ＣＯ2供の供給が制御される。また、被絶縁食物用チャンバー(126)が圧力超過である又はリークしている場合、マイクロプロセッサ(110)は、アラーム(118)を鳴らす。圧力センサ(156)は、第１実施例の圧力センサ(54)のように、圧力変化が長期間検出されなかった場合に、マイクロプロセッサ(110)に信号を送ってユーザに警告し、炭酸化プロセスを終了させる。これによって、炭酸化システムとクーラーの組合せ(104)は、炭酸化されている食物の種類に拘わらずに、所定の圧力レベルで炭酸化の最大レベルを達成できる。また、被絶縁食物用チャンバー(126)内の圧力変化は、炭酸化システムが適切に動作していることの指針となる。例えば、突然の圧力降下は、被絶縁食物用チャンバー(126)のリークを示すであろう。さらに、被絶縁食物用チャンバー(126)の最初の昇圧にて、圧力の増加が緩やかであるのは、リークが原因であろう。しかしながら、第１実施例で利用されていた物のようなその他の測定装置が用いられて、果物又は野菜のＣＯ2飽和レベルが検出されてよいことを理解すべきである。
【００７１】
図１５に示されたもう１つの特徴である温度センサ(154)は、被絶縁食物用チャンバー(126)の内部温度を測定し、温度に関する信号をマイクロプロセッサ(110)に送る。被絶縁食物用チャンバー(126)内の温度を調節するために、マイクロプロセッサ(110)は信号を用いて、温度制御ソース(160)をオン・オフする。電源(図示せず)は本発明のさらなる特徴であって、マイクロプロセッサ(110)に繋がれて、それに電力を供給する。特に限定されることなく、交流(ＡＣ)源、直流(ＤＣ)源、ソーラーソース又はその他のエネルギー源を含む様々な電源が使用され得る。
【００７２】
(図１３及び図１５に示すように)栓(152)は、断熱容器(106)が食物及び飲物を冷やすために用いられる場合に使用される。栓(152)は、導管(148)が被絶縁食物用チャンバー(126)に接続される開口(150)に摩擦で嵌め込まれる。栓(152)によって、被絶縁食物用チャンバー(126)にある食物の粉、液体又はその他の残がいが、導管(148)の内部を塞ぐことが防止される。栓(152)の本体部は、高分子又はゴムの材料で作られるのが好ましいが、導管(148)にしっかりと栓をできる同様な任意の材料で作られてもよい。栓(152)の上部を網にして、食物の粒が導管(148)に栓をすることを防止でき、又は、栓(152)の上部を堅くして、流体が導管(148)に入ることが防止される。
【００７３】
図１２を参照すると、断熱容器(106)の蓋(108)の下側に、ファン(158)が配置されるのが望ましい。炭酸化の間、ファン(158)は、マイクロプロセッサ(110)で制御されて、断熱容器(106)内の雰囲気を循環させる。これによって、断熱容器(106)が均等に冷却されて、その中の果物又は野菜が一様に炭酸化される。温度制御ソース(160)は、熱電冷却ユニットであるのが好ましく、また、断熱容器(106)の蓋(108)の下側に配置されるのが好ましい。炭酸化の間、温度制御ソース(160)は、マイクロプロセッサ(110)により制御されて、被絶縁食物用チャンバー(126)を冷却し、被絶縁食物用チャンバー(126)内の温度を、果物又は野菜に吸収されるＣＯ2量が最大になるように維持する。温度制御ソース(160)は、ＤＣ電源、ＡＣ電源、又はその他の任意のタイプの電源から電力を供給されてよい。ファン(158)及び温度制御ソース(160)は、炭酸化システムではなくクーラーとして断熱容器(106)を使用することをユーザが望む場合にも使用されてよい。
【００７４】
炭酸化の間、被絶縁食物用チャンバー(126)は、約０乃至約１５ｐｓｉでＣＯ2ガスで加圧されるのが好ましく、約５乃至約１０ｐｓｉでＣＯ2ガスで加圧されるのがより好ましい。さらに、そのｐｓｉは、使用している炭酸化システムの種類に加えて、炭酸化される果物又は野菜の種類及び量に応じて変化することを理解すべきである。果物又は野菜で吸収されるＣＯ2を最大化するためには、被絶縁食物用チャンバー(126)の温度は、約１℃乃至約２０℃であるのが好ましく、約２℃乃至約４℃であるのがより好ましい。
【００７５】
食物及び飲物を冷やすために断熱容器(106)が用いられる場合、ウェットアイス又はその他の冷却装置が、被絶縁食物用チャンバー(126)又はＣＯ2シリンダ用チャンバー(128)内に配置される。
【００７６】
図２ａ及び図２ｂは、第１実施例の炭酸化システムを用いる好ましい方法のフローチャートである。ユーザは、内部容器(30)内に果物又は野菜を配置して、密閉可能容器(22)内に内部容器(30)を配置するのが望ましい。その後、密閉可能容器(22)のカバー又はドア(32)は閉じられ、密閉される。カバー又はドア(32)が閉じられて、密閉可能容器(22)が密閉されると、電気スイッチ(28)はマイクロプロセッサ(22)に信号を送る。そして、ユーザは、炭酸化される果物又は野菜の種類及び量に応じた特定の炭酸化条件を入力する。特定の炭酸化条件は、温度(Ｔ０）、バキュームジェネレータ内圧力(Ｐv)、炭酸化圧力(Ｐ０)、所望の流量(Ｆin及びＦout)又はその他の制御パラメータを含んでいてよい。
【００７７】
次に、ユーザは、バキュームジェネレータ(48)を駆動して、密閉可能容器(22)から空気及びガスを除去する選択ができる。ロードセル(37)で測定される果物又は野菜の質量によって、バキュームジェネレータ(48)を使用すべきか否かが判断されてもよい。真空を引くことが必要な場合、流入制御バルブ(38)が閉にされて、バキュームジェネレータ(48)が駆動される。密閉可能容器(22)が空にされている間、真空圧力(Ｐ１)が所望の間隔で測定されて、予め設定された圧力値(Ｐv)と等しくなるまで、Ｐvと比較される。Ｐ１がＰvと等しくなると、バキュームジェネレータ(48)が停止されて、流出制御バルブ(40)が閉じられる。バキュームジェネレータ(48)を用いることをユーザが選択しない場合、流出制御バルブ(40)は閉じられる。
【００７８】
流出制御バルブ(40)が閉じられると、流入制御バルブ(38)が開けられる。ＣＯ2ガスが流入して密閉可能容器(22)を満たすと、密閉可能容器(22)内で炭酸化圧力が増加する。密閉可能容器(22)内の圧力が予め設定された圧力(Ｐ０)に達すると、内部圧力が測定されて、測定された圧力(Ｐ２)がＰ０と比較されるのが好ましい。密閉可能容器(22)内の圧力がＰ０の９０％に達すると、流入量制御バルブ(44)を調節する必要があるか否かが判断される必要があって、これによって、流入制御バルブ(38)が突然閉じることを防止して、安定した圧力の読み値が保証される。ＣＯ2の流入量が調節される必要がある場合、流入量は、予め設定された流量(Ｆin)に調整される。圧力は再度測定されて(Ｐ３)、Ｐ０と比較されるのが好ましい。Ｐ３がＰ０と等しいと、流入制御バルブ(38)が閉じられる。そして、炭酸化圧力は再度測定されるのが望ましく(Ｐ４)、果物又は野菜がＣＯ2ガスを徐々に吸収すると、炭酸化システム(20)は安定な状態に維持される。
【００７９】
炭酸化システム(20)が安定な状態である間、ＣＯ2が食物に徐々に吸収されることで、炭酸化圧力は減少する。炭酸化圧力は再度測定されて(Ｐ５)、Ｐ４と比較される。Ｐ５がＰ４と等しいと、圧力はもはや減少しておらず、食物がそれらのＣＯ2飽和レベルに達したことが示される。Ｐ５がＰ４と異なっていると、食物は今なおＣＯ2を吸収している。
【００８０】
与えられた圧力及び温度レベルについて、食物がそれらのＣＯ2飽和レベルに達しており、炭酸化システム(20)が長期間平衡になって、圧力はもはや減少しないことが保証されると、流出制御バルブ(40)が開にされて、密閉可能容器(22)からＣＯ2が放たれる。密閉可能容器(22)から急速にＣＯ2が放たれる場合、食物の表面と中心の間で大きな圧力差が生じるかも知れない。この大きな圧力差は、食物を「破裂」させるかも知れない。大きな圧力差による結果を避けるために、流出量制御バルブ(46)が制御に用いられて、圧力が緩やかに解放されるのが好ましい。約４５ｐｓｉを超える高圧力の炭酸化では、流出量は予め設定された流量(Ｆout)に低減される必要があるだろう。しかしながら、低圧力の炭酸化では、流出量が低減される必要はおそらくないだろう。
【００８１】
炭酸化圧力は、もう一度測定される(Ｐ６)のが好ましい。Ｐ６がゼロと等しい又はそれ未満である場合、炭酸化圧力は完全に解放されて、炭酸化プロセスは終了する。最後にアラーム(70)が鳴らされて、炭酸化プロセスが完了したことがユーザに知らされるのが好ましい。そして、密閉可能容器(22)のカバー又はドア(32)が開けられて、炭酸化された果物又は野菜が取り出される。
【００８２】
食物に吸収されるＣＯ2の量は、炭酸化の条件と、食物の構成及び物理的特性とに応じて変化する。炭酸化条件には、密閉可能容器内部の体積及び上部空間と、炭酸化されている食物の質量とに加えて、温度、流量及び圧力が含まれるが、これらに限定される訳ではない。食物の特性には、含水率、食物の組織、堅さ又は熟度、皮の厚さ、糖度及びその他の特性がある。
【００８３】
一般的に、食物の含水率が高くなるにつれて、ＣＯ2の吸収率は高くなり、炭酸化圧力が高くなるにつれて、ＣＯ2の吸収率は高くなり、温度が低くなるにつれて、ＣＯ2の吸収率は高くなる。しかしながら、圧力が非常に高くなる場合、適切に制御されないと食物に物理的な損傷が生じるかも知れない。また、氷が形成しないように、炭酸化温度は０℃より低くされない。氷は、果物又は野菜のＣＯ2の吸収率を低下させるであろう。
【００８４】
密閉可能容器内の上部空間が大きくなるにつれて、より多くのＣＯ2が必要となり、所定の圧力レベルに達する時間が長くなる。上部空間が非常に小さいと、食物の周囲のＣＯ2の循環の問題が起こって、炭酸化プロセスが長引いてしまう。密閉可能容器内の食物の質量が大きくなると、炭酸化プロセスに要する時間が長くなり、炭酸化に要するＣＯ2が増加する。密閉可能容器に出入りするＣＯ2の流量も、炭酸化プロセスに影響を与えるだろう。流入量が増加するにつれて、炭酸化はより速く起こるだろう。流出量が増加するにつれて、密閉可能容器から圧力を解放する時間はより短くなる。しかしながら、圧力が過剰に速く解放されないように、又は、果物若しくは野菜が破裂若しくは痛まないように、流出量は制限される。
【００８５】
与えられる炭酸化条件に対して、食物又は飲物に吸収される実際のＣＯ2量は、それらの構成及び物理的特性に応じて、食物又は飲物ごとに大いに異なる。例えば、ソフトドリンクは、新鮮な果物及び野菜よりも多くのＣＯ2を吸収する一方で、新鮮な果物及び野菜は、乾燥した果物及び野菜よりも多くのＣＯ2を吸収する。同じ果物でもＣＯ2の吸収率が異なることがある。例えば、熟したリンゴは、含水率が高くて組織が柔らかいことから、熟していないリンゴよりも吸収率が高いだろう。
【００８６】
炭酸化の時間も、与えられる炭酸化条件に対して大きく変化し得る。単一の処理時間を選択すると、他のパラメータに拘わらずに、発泡性(fuzziness)つまり炭酸化のレベルは広範に変化して、それ故に、同じ果物又は野菜の異なるバッチの間でさえも、炭酸化プロセスは信頼できなくなる。
【００８７】
上記の好ましい実施例の改変及び変更は、この明細書を読めば当該技術分野における通常の知識を有する者に明確に理解されるだろう。本明細書に開示された本発明の範囲は、発明者が法的に権利が付与される添付された特許請求の範囲の最も広い解釈にのみ限定される。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
本発明は、以下の図面と共に記載及び説明される。全ての図面において、類似した部分を説明するのに同様の符号が用いられている。
【図１】図１は、本発明のある実施例の概要図である。
【図２ａ】図２ａは、図１の実施例を用いる方法を図式的に示すフローチャートである。
【図２ｂ】図２ｂは、図１の実施例を用いる方法を図式的に示すフローチャートである。
【図３】図３は、本発明の別の実施例における断熱容器の外部の正面図である。
【図４】図４は、図３の断熱容器の外部の背面図であって、圧力リリーフ装置が示されている。
【図５】図５は、部分的に破断された正面図であって、図３の断熱容器の内部を示す。
【図６】図６は、部分的に破断された上面図であって、実施例のＣＯ2用チャンバーを示す。
【図７】図７は、図４の線７−７に沿って破断された側断面図である。
【図８】図８は、好ましい絶縁カバーの側面図である。
【図９】図９は、好ましい絶縁カバーの上面図であって、ＣＯ2が通過する複数のアパーチャが示されている。
【図１０】図１０は、さらに別の実施例における断熱容器の外部を示す正面図である。
【図１１】図１１は、図１０の断熱容器の外部を示す側面図である。
【図１２】図１２は、図１１の線１２−１２に沿って破断された断面図である。
【図１３】図１３は、図１１の線１３−１３に沿った被絶縁食物用チャンバーの平面図であって、ＣＯ２シリンダ用チャンバー内の物が仮想線で示されている。
【図１４】図１４は、図１１の線１４−１４に沿ったＣＯ2用チャンバーの上断面図である。
【図１５】図１５は、図１０の線１５−１５に沿った側断面図である。
【図１】
2006506999.tif 000003
【図２ａ】
2006506999.tif 000004
【図２ｂ】
2006506999.tif 000005
【図３】
2006506999.tif 000006
【図４】
2006506999.tif 000007
【図５】
2006506999.tif 000008
【図６】
2006506999.tif 000009
【図７】
2006506999.tif 000010
【図８】
2006506999.tif 000011
【図９】
2006506999.tif 000012
【図１０】
2006506999.tif 000013
【図１１】
2006506999.tif 000014
【図１２】
2006506999.tif 000015
【図１３】
2006506999.tif 000016
【図１４】
2006506999.tif 000017
【図１５】
2006506999.tif 000018
【国際調査報告】
2006506999.tif 000019
2006506999.tif 000020
2006506999.tif 000021