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BRPI0607734A2 - sistema para carbonatar um liquido - Google Patents

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BRPI0607734A2
BRPI0607734A2 BRPI0607734-0A BRPI0607734A BRPI0607734A2 BR PI0607734 A2 BRPI0607734 A2 BR PI0607734A2 BR PI0607734 A BRPI0607734 A BR PI0607734A BR PI0607734 A2 BRPI0607734 A2 BR PI0607734A2
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water
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BRPI0607734-0A
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Jan Eklund
Magnus Magnusson
Christer Ekdahl
Ulf Andersson
Daniel Johansson
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Electrolux Home Prod Corp
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Abstract

SISTEMA PARA CARBONATAR UM LìQUIDO. Um sistema para carbonatar um líquido compreendendo uma entrada de líquido (2), um tanque pressurizado para dióxido de carbono (3), um tanque misturador (4) para receber uma mistura de dióxido de carbono e líquido, sistema adicionalmente compreendendo uma primeira passagem para alimentar liquido e uma segunda passagem para alimentar dióxido de carbono. O líquido e o dióxido de carbono são adicionalmente recebidos pelo tanque misturador (4) na sua parte inferior.

Description

"SISTEMA PARA CARBONATAR UM LIQUIDO"
Campo da Invenção
A presente invenção refere-se a um sistema para carbonatarum líquido, compreendendo uma entrada para líquido, um tanquepressurizado para gás carbônico, um tanque misturador para receber umamistura de gás carbônico e líquido. Adicionalmente é possível servir águapotável gasosa fria diretamente do sistema.Fundamentos Técnicos
As técnicas de acordo com a técnica precedentemente existente para carbonatação de água e usualmente realizada adicionandoanidrido ou gás carbônico no fundo de um tanque causando bolhas de gás afluírem através da água, pra um nível de água no interior do tanque, e/oupulverizar/administrar água ao interior do tanque e efetuar sua exposição àatmosfera carbonatadora acima do nível de água no interior do tanque.
Apresentam-se problemas com as técnicas anteriormenteexistentes quando se enfrenta variações nas condições, tal como, temperatura,pressão de água, por exemplo diferentes pressões de água municipal paradiferentes áreas e países. Quando bebidas carbonatadas, e.g. água sãfornecidas em garrafas o nível de carbonatação na garrafa decresce se agarrafa é armazenada após ter sido aberta e usada. Por conseguinte seriaapreciado se fosse possível oferecer bebidas gasosas frias diretamente aosconsumidores, por exemplo, na cozinha doméstica.Sumário da Invenção
Um dos objetivos da presente invenção é apresentar um sistema de carbonatação para um líquido potável, de preferência a água, queem relação aos sistemas de carbonatação precedentemente existentes,proporciona um sistema com carbonatação aperfeiçoada.
Outro objetivo da presente invenção é oferecer um sistema decarbonatação que pode usar a água entrante com uma variação em pressão.Outro objetivo da presente invenção é apresentar um sistemaque pode ser incorporado a um refrigerador.
Um sistema para carbonatar um líquido compreendendo umaentrada de liquido, um tanque pressurizado para dióxido de carbono, umtanque misturador para receber uma mistura de dióxido de carbono e líquido.O sistema adicionalmente tendo uma primeira passagem para alimentarlíquido e uma segunda passagem para alimentar dióxido de carbono. Paramisturar o gás e o liquido no tanque misturador estes são recebidos pelotanque na sua parte inferior.
A primeira passagem para líquido e uma segunda passagempara dióxido de carbono são adicionalmente convergentes em um pontomisturador para uma passagem comum antes da mistura de líquido e dióxidode carbono ser alimentada, pela passagem comum, ao tanque misturador. Aconvergência das primeira e segunda passagens poderia ser realizada porintermédio, por exemplo, de um acoplamento-T ou de um acoplamento-Ycom uma passagem comum. O sistema é adotado (pressão e fluxovolumétrico) de tal maneira que uma mistura apropriada de líquido e gás émisturada no ponto de misturamento e alimentada ao interior do tanquemisturador.
Vantajosamente, a pressão do dióxido de carbono na segundapassagem é inferior à pressão do líquido na primeira passagem. Esta diferençaem pressão é equilibrar o sistema para receber uma mistura desejável delíquido e dióxido de carbono.
Vantajosamente, um estrangulamento é previsto na dita primeira passagem, para líquido, anterior ao dito ponto de misturamento. Oestrangulamento é previsto na vizinhança do ponto de misturamento, no qualuma queda de pressão da pressão do liquido é realiza anterior ao ponto demisturamento. Esta queda de pressão na primeira passagem em combinaçãocom a pressão mais baixa do gás na segunda passagem assegura as condiçõesdesejadas para uma satisfatória mistura de líquido e gás no ponto demisturamento.
Vantajosamente uma válvula de pressão diferencial é previstaanterior ao dito estrangulamento e anterior ao ponto de misturamento, aválvula de pressão diferencial é prevista para pilotar a pressão do dióxido decarbono na segunda passagem para uma pressão inferior à pressão do líquidona primeira passagem. Esta válvula de pressão diferencial assegura que apressão de gás na segunda passagem seja reduzida para um nível de pressãomais baixo, de preferência de 0,4-0,8 bar mais baixo, que a pressão do liquido na primeira passagem. A válvula diferencial assegura esta diferença depressão entre o gás e o líquido independente da existência de uma variação napressão do líquido. A pressão do líquido usado, admitido no sistema, depreferência deve ser superior a 2 bar para a obtenção de um desempenho pressurizado usualmente é muitas vezes mais alta que a pressão do líquido.
Vantajosamente, um tanque de líquido é previsto entre aentrada de líquido e o ponto de misturamento. De preferência este tanque delíquido é previsto antes da válvula diferencial e posicionado em uma câmararefrigerada. Uma finalidade para o tanque de líquido é atuar como um amortecedor e também de fornecer líquido frio ao ponto de misturamento,uma vez que, por exemplo, a dissolução do dióxido de carbono na água éfacilitada sob condições frias, 0-6°C.
De preferência, tanto o tanque de líquido como o tanque dedióxido de carbono são previstos em uma câmara refrigerada, na qual olíquido e o dióxido de carbono são refrigerados antes de misturarem no pontode misturamento. Isto conferirá um alto nível de carbonatação do líquido.
Vantajosamente o tanque de misturamento é de um tipo detanque de mangueira, no qual a extensão de mangueira principal é orientadasubstancialmente na vertical. Uma vantagem com o tanque de mangueira érápido resfriamento, isto é devido ao tanque de mangueira tem uma grandeárea de resfriamento. O tanque de mangueira é drenado numa extremidade dotanque a extremidade oposta do tanque é recarregada, isto confere a vantagemda diluição do líquido no tanque ser minimizada. Outrossim, o tempo derecuperação para o líquido no interior do tanque de mangueira ser mais curtodo que com um tanque convencional, isto é vantajoso tanto para oresfriamento como para o desempenho de carbonatação para o sistema.
Vantajosamente a passagem comum, que está alimentandolíquido e dióxido de carbono misturados ao tanque misturador, é prevista emuma parte inferior do tanque misturador. O tanque misturador de preferência éde um tipo de tanque de mangueira onde a extensão de mangueira principal éorientada substancialmente na vertical que confere uma carbonataçãoaperfeiçoada do líquido no tanque. De preferência a entrada para o tanquemisturador, proveniente da passagem comum é conectada com a extremidadeinferior de uma mangueira vertical do tanque.
De preferência o sistema é incorporado em um refrigeradordinâmico, que é um refrigerador onde o ar é circulado no interior da câmarade refrigeração. A circulação do ar refrigerado no interior do refrigeradorconfere uma convecção aumentada do tanque misturador e do tanque delíquido quando os tanques são refrigerados. De preferência, o tanquemisturador, o tanque de líquido e o tanque de dióxido de carbono pressurizadosão previstos no interior da câmara refrigerada do refrigerador pararesfriamento dos três tanques.
Uma vantagem da presente invenção é que necessita umabomba ou equipamento similar para aumentar a pressão de água no sistema.
Com os pré-requisitos, a pressão de água municipal(usualmente acima de 3 bar) e resfriamento por um refrigerador o sistema deacordo com a presente invenção é uma maneira eficiente de produzir águacarbonatada gelada. A carbonatação da água é realizada misturando água comdióxido de carbono a uma baixa temperatura de cerca de 4-8°C, depreferência de 0-6°C. Se a pressão de dióxido de carbono no ponto demisturamento é demasiadamente baixa a eficiência de carbonatação éreduzida, por outro lado se a pressão de dióxido de carbono édemasiadamente alta no ponto de misturamento o fluxo de água seráimpedido, com reduzida carbonatação como resultado.Descrição Sucinta dos Desenhos
A título de exemplo, modalidades da presente invençãopassam a ser descritas com referência às figuras dos desenhos apensos, de acordo com as quais:
A figura 1 é uma vista em perspectiva do refrigeradorparcialmente explodido;
A figura 2 é um diagrama esquematizado do sistema decarbonatação de acordo com a invenção.
Descrição de Modalidades Preferenciais
Uma modalidade do sistema de carbonatação de acordo com ainvenção passa a ser descrita a seguir em relação às figuras 1 e 2.
A fig. 1 representa um refrigerador com uma cavidade 16 naporta, cuja cavidade 16 é acessível do exterior do refrigerador para colocar um copo, caneca, garrafa, etc. Outrossim, o painel de controle 17 é operávelpara seleção de simples água gelada ou de água carbonatada gelada, o sistematambém poderia ser usado para outros tipos de bebidas. E também possívelselecionar, a partir do painel de controle 17, a quantidade de água a serrecolhida do sistema, por exemplo, utilizando um botão de calcar ou uma torneira.
O sistema de carbonatação e refrigeração de água 1 éposicionado na parte interna inferior da câmara de refrigeração. Um tubo e/oumangueira é previsto para transportar a água carbonatada do sistema para acavidade 16 na porta do refrigerador 15. Uma mangueira ou tubo 2 é usadocomo entrada de água para o sistema 1, por exemplo, do sistema dedistribuição de água municipal, esta mangueira ou tubo 2 é conectada com umfiltro de carvão 9 para filtração da água. Como mostrado na fíg. 2 uma válvulade água fresca 11 é prevista no tubo de entrada 2 para controlar a água. Além disso, uma válvula de retenção 12 é prevista no tubo de entrada 2 entre aválvula de água fresca 11 e o filtro 9. Após a água entrante ter sido filtrada nofiltro de carvão 9 é alimentada ao tanque de mangueira rígida 5, pararefrigeração da água. Pelo emprego da válvula 10 é possível servir águacomum gelada diretamente do tanque para o consumidor.
Para carbonatação de água, a água se escoa do tanque de água5 através da válvula de diferenciação 7 e do estrangulamento 8 para o pontode misturamento 6. Uma válvula de retenção também pode ser usada emalguns casos, de preferência interposta entre a válvula de diferenciação e oestrangulamento 8. A válvula de diferenciação 7 reduzirá a pressão de gás dotanque de pressão de dióxido de carbono 3 para um nível 0,4-0,8 bar inferior àpressão de água na válvula de diferenciação 7. Esta redução da pressão dogás, para um nível ligeiramente inferior ao da pressão da água, poderia naturanaturalmente ser realizada de qualquer outra maneira apropriada. Existe umaválvula de retenção 13 prevista na passagem/tubo, para gás, proveniente daválvula 7.
A água proveniente do primeiro tubo é misturada com gásproveniente do segundo tubo no acoplamento em T 6. Esta convergência doprimeiro e segundo tubo para misturamento da água e do gás pode serrealizada de outras maneiras convenientes. O resultado da carbonatação éafetado pelo equilíbrio entre a pressão e fluxo tanto da água como do gás noponto de misturamento 6, o estrangulamento 8 e a válvula diferencial 7 sãousados para controlar este equilíbrio.
Quando a água carbonatada é extraída pelo consumidor dosistema, o decréscimo de pressão no tanque misturador 4 e conseqüentementea pressão mais alta de água e gás no acoplamento T 6 proporciona um fluxode água e gás misturado proveniente do acoplamento T 6 para o tanquemisturador 4. No tanque misturador o dióxido de carbono é dissolvido naágua e ácido carbônico é produzido durante este processo. A água e gás pressurizados conjuntamente com o pré-resfriamento, de gás e água, auxiliamo dióxido de carbono a se dissolver na água no tanque misturador 4.
Uma vez que o gás é gradualmente dissolvido na água notanque misturador 4 o volume do conteúdo no tanque misturador decrescerádurante a dissolução de gás na água e assim maior mistura de gás/água será alimentado ao interior do tanque misturador 4 proveniente do acoplamento T6 gradualmente.
Tanto o tanque de água 5 como o tanque misturador 4 sãotanques de mangueira. Na presente modalidade o tanque de mangueira é umtanque de mangueira rígido produzido pela montagem de duas metades de plástico, que são conjuntamente soldadas da mesma maneira e conectado comduas primeiras metades soldadas por um acoplamento em U, desta maneiracada tanque de mangueira rígido consistirá de duas camadas de mangueiras. Otanque de mangueira rígido tem um comprimento estendido e proporcionauma grande superfície de resfriamento no sentido da câmara de refrigeração(4-6°C) na qual é posicionado. A água reabastecida (com uma temperaturasuperior a 4-6°C e/ou ainda não completamente carbonatada) aos tanques demangueira (4, 5) não será misturada diretamente com o inteiro conteúdo dotanque devido à extensão do tanque de mangueira, e assim diluição no tanqueé evitada. A água já processada (gelada e/ou carbonatada) não será misturada com a água reabastecida na mesma extensão conforme seria o caso para umtanque convencional, isto auxilia a manter reduzido o tempo de recuperaçãopara o sistema após cada administração. Tanto o reabastecimento como aadministração proveniente do tanque de misturamento 4 são efetuados a partirdo fundo ou pelo menos a partir de uma parte inferior do tanque demisturamento 4. O reabastecimento é efetuado em uma extremidade inferiordo tanque de mangueira (4, 5) e administração é efetuada a partir daextremidade oposta, também inferiormente disposta, do tanque de mangueira(4, 5).
Quando o consumidor se serve de água comum proveniente dosistema, o decréscimo de pressão no tanque de água 5 e conseqüentemente aágua entrante com uma pressão mais alta recarrega o tanque de água 5.
O filtro 9 assegura uma filtração de toda a água que passaatravés do sistema, tanto para manter o sistema limpo como para fornecer uma água filtrada limpa ao consumidor. A dimensão das mangueiras não énormalmente importante uma vez que o presente sistema utiliza mangueirasde 6,35 mm ou maiores. Outrossim, a queda de pressão será mantida baixadevido a curtas extensões de mangueira.
O sistema pode fornecer 3,5 litros (1,75 litros, aguardar 5 minutos, 1,75 litros) de água gelada carbonatada e o tempo de recuperaçãopara o sistema é de menos de 5 horas.
Uma vantagem do sistema 1 é que ode ser usado com diferentespressões de água entrante e ainda preparar água carbonatada com um nível decarbonatação satisfatório. Com uma variação em pressão de água o sistema pode ainda realizar uma boa carbonatação, isto uma vez que o misturamento de gás eágua é efetuado antes do tanque de misturamento 4. O tanque de misturamentoatua como um amortecedor onde também o processo de carbonatação podeprosseguir por um período de tempo após o gás e a água terem se misturado noacoplamento T 6. A mistura de gás/água no tanque misturador 4 será continuamente refrigerada uma vez que o tanque misturador 4 é previsto em umaárea refrigerada, por exemplo, no interior de um refrigerador 15.
O sistema será operável com uma pressão de água entrante de2 bar ou mais alta. Em 80% dos países Europeus a pressão de água municipalé de cerca de 4 bar.

Claims (12)

1. Sistema (1) para carbonatar um liquido compreendendo umaentrada de líquido (2), um tanque pressurizado para dióxido de carbono (3),um tanque misturador (4) para alojar uma mistura de dióxido de carbono elíquido, o sistema adicionalmente compreendendo uma primeira passagempara alimentar líquido e uma segunda passagem para alimentar dióxido decarbono caracterizado pelo fato de que o líquido e dióxido de carbono sãoalimentados a um parte inferior do tanque misturador (4).
2. Sistema (1) de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que a primeira passagem para líquido e a segunda passagem paradióxido de carbono convergem em um ponto de misturamento (6) para umapassagem comum antes da mistura de líquido e dióxido de carbono seralimentada pela passagem comum ao tanque misturador (4).
3. Sistema (1) de acordo com a reivindicação 2, caracterizadopelo fato de que a passagem comum, que alimenta líquido e dióxido decarbono ao tanque misturador (4) é prevista em uma parte inferior do tanquemisturador (4).
4. Sistema (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 2-3, caracterizado pelo fato de que a pressão do dióxido de carbono nasegunda passagem é inferior à pressão do líquido na primeira passagem.
5. Sistema (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 2-4, caracterizado pelo fato de que um estrangulamento (8) é previsto naprimeira passagem, para líquido, anterior ao ponto de misturamento.
6. Sistema (1) de acordo com a reivindicação 5, caracterizadopelo fato de que o estrangulamento (8) é previsto na vizinhança do ponto demisturamento (6), no qual uma queda de pressão da pressão do liquido érealizada antes do ponto de misturamento (6).
7. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 5-6, caracterizado pelo fato de que uma válvula de pressão diferencial (7) éprevista antes do estrangulamento (8) e antes do ponto de misturamento (6), aválvula de pressão diferencial (7) é prevista para pilotar a pressão do dióxidode carbono na segunda passagem a uma pressão inferior à pressão do liquidona primeira passagem.
8. Sistema (1) de acordo com qualquer uma das reivindicaçõesprecedentes, caracterizado pelo fato de um tanque de liquido (5) é previstoentre a entrada de líquido (2) e o tanque misturador (4).
9. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicaçõesprecedentes, caracterizado pelo fato de um tanque de líquido (5) é previsto entre a entrada de líquido (2) e o ponto de misturamento (6).
10. Sistema (1) de acordo com a reivindicação 8, caracterizadopelo fato de tanto o tanque de líquido (5) com o tanque de dióxido de carbono(3) são previstos em uma câmara refrigerada, na qual o líquido e o dióxido decarbono são refrigerados anteriormente ao misturamento.
11. Sistema (1) de acordo com qualquer uma dasreivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o tanquemisturador (4) é de um tipo de tanque de mangueira, no qual a extensão demangueira principal é orientada substancialmente vertical.
12. Sistema (1) de acordo com qualquer uma dasreivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que é incorporado emum refrigerador dinâmico (15) que é um refrigerador onde o ar é circulado nointerior da câmara de refrigeração.
BRPI0607734-0A 2005-03-21 2006-03-17 sistema para carbonatar um liquido BRPI0607734A2 (pt)

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