本主题一般地涉及一种用于熟化酒精饮料的装置。
发明背景
一般通过蒸馏工艺生产酒精饮料，如伏特加酒、龙舌兰酒、朗姆酒、波旁威士忌、苏格兰威士忌、白兰地等。一旦生产出来，为了改善饮料的味道和柔滑度，许多产品都被陈化。例如，波旁威士忌和苏格兰威士忌通常在出售用于消费前被陈化至少三年。朗姆酒、龙舌兰酒和白兰地被陈化两年至十年不等，乃至更久。
过去，酒精饮料如波旁威士忌和苏格兰威士忌例如已在橡木桶或木桶中经过长时间的陈化。饮料在木制容器中陈化以除去不想要的组分并赋予某些颜色、风味和香味以增强饮料的柔滑度和味道。在陈化工艺中，馏出物可以与木材中的组分如木质素、丹宁酸和碳水化合物反应。在过去的几百年里，蒸馏和陈化技术几乎没有变化。
不幸地，传统陈化工艺成本巨大，通常占消费者酒精成本的一半至三分之二乃至更多。例如，为确保产品质量，橡木桶应在严格控制的温度和湿度条件下储存在仓库中很长时间。桶不但制造昂贵，而且占用大量空间。此外，大部分酒精产品在陈化过程中由于通过桶的孔蒸发而损失。
另外，天然桶的陈化也表现出对化学反应的限制，这些化学反应被认为改善了酒精风味和质量。例如，被认为确保酒精柔滑度和风味的氧化和酯化反应倾向于无效，并且不能在用于限制由于蒸发造成的产品损失优选的温度下进行完全。因此，陈化工艺必须在为了促进期望的化学反应的升高的温度和限制产品蒸发期望的较低温度之间达到平衡。
已经开发了用于快速熟化酒精饮料的某些方法，其涉及使酒精饮料经受超声能量。例如，Tyler，III等人的第7,063,867号美国专利，其通过引用并入本文以涉及所有相关事项，涉及用于熟化酒精饮料的方法，包括使酒精饮料经受公开量的超声能量。但是，仍然需要能够高效地使酒精饮料经受超声能量的装置。因此，能够高效地使酒精饮料经受超声能量的用于熟化酒精饮料的装置将是有益的。
发明简述
本发明的方面和优点将在下面的描述中进行部分阐述，或者可从该描述中显而易见，或者可通过实施本发明了解。
在本公开内容的一个示例性实施方案中，提供了一种酒精饮料熟化装置。酒精饮料熟化装置包括限定用于容纳酒精饮料的内部容积的容器。酒精饮料熟化装置另外包括超声能量装置，用于使容器的内部容积内的酒精饮料经受超声能量。超声能量装置限定超声能量暴露于容器的内部容积的范围大于180度。
在本公开内容的示例性方面中，提供了一种使用酒精饮料熟化装置熟化酒精饮料的方法。该酒精饮料熟化装置包括具有内部容积的容器和限定暴露至所述内部容积的范围大于180度的超声能量装置。该方法包括向容器的内部容积提供待熟化的酒精饮料，和使用超声能量装置在超过180度的方向范围向所述容器的内部容积内的酒精饮料提供超声能量。
参照以下描述和所附权利要求书，本发明的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解。并入本说明书并构成本说明书的一部分的附图示出了本发明的实施方案，并且与说明书一起用于解释本发明的原理。
附图的简要说明
在说明书中参照附图阐述了对于本领域普通技术人员的本发明的完整且可实现的公开内容，包括其最佳方式，其中：
图1是根据本公开内容的示例性实施方案的用于熟化酒精饮料的系统的侧视图。
图2是来自根据本公开内容的示例性实施方案的图1的示例性系统的酒精饮料熟化装置的透视图。
图3是图2的示例性酒精饮料熟化装置的正视图。
图4是图2的示例性酒精饮料熟化装置的底部的示意性横截面图。
图5是图2的示例性酒精饮料熟化装置的顶视图。
图6是根据本公开内容的示例性实施方案的超声能量装置的顶部简化示意图。
图7是图6的示例性超声能量装置的侧面简化示意图。
图8是根据本公开内容的另一示例性实施方案的酒精饮料熟化装置的侧视图。
图9是根据本公开内容的示例性方面的用于熟化酒精饮料的方法的流程图。
发明详述
现在将详细参照本发明的实施方案，其中的一个或多个实施例在附图中示出。详细描述使用数字和字母标记指代附图中的特征。已使用附图和描述中的相同或相似的标记指代本发明的相同或相似部分。如本文所使用的，术语“第一”、“第二”和“第三”可以互换使用，以将一个组件与另一个区分开，并且不旨在表示各个组件的位置或重要性。术语“上游”和“下游”是指相对于流体路径中的流体流动的相对方向。例如，“上游”是指流体流动来自的方向，而“下游”是指流体流动到达的方向。
现在参照附图，其中在所有附图中相同的数字指示相同的元件，图1描绘了用于高效熟化酒精饮料的系统10。如本文所使用，术语“酒精饮料”一般地指代任何蒸馏饮料，如伏特加酒、龙舌兰酒、朗姆酒、威士忌、波旁威士忌、苏格兰威士忌、白兰地等。
系统10一般地包括进料存储罐12、酒精饮料熟化装置14和出料存储罐16。进料存储罐12可包含待由熟化装置14熟化的一定量的酒精饮料。相比之下，出料存储罐16可捕获并容纳已由熟化装置14熟化的一定量的酒精饮料。对于所描绘的实施方案，进料存储罐12位于出料存储罐16上方，使得酒精饮料可至少部分地从进料存储罐12重力进料，通过酒精饮料熟化装置14，并到达出料存储罐16。
进料存储罐12和出料存储罐16可以是各自大致相同大小的罐，并且进一步地，进料存储罐12和出料存储罐16中的每一个可由任何合适的材料形成。例如，在某些示例性实施方案中，进料存储罐12或出料存储罐16中的一个或两个可由合适的塑料或金属材料形成。
现在还参照图2和图3，提供了包括在图1的系统10中的示例性酒精饮料熟化装置14的透视图和正视图。酒精饮料熟化装置14限定轴向方向A(以虚线示出的轴向中心线15作为参考)、径向方向R和周向方向C。对于描绘的实施方案，酒精饮料熟化装置14被配置为竖直定向的熟化装置。因此，对于描绘的实施方案，轴向方向A可基本上平行于竖直方向。
另外，酒精饮料熟化装置14一般地包括限定用于容纳酒精饮料的内部容积20的容器18和用于使容器18的内部容积20内的酒精饮料经受超声能量的超声能量装置22。对于描述的实施方案，容器18通过移动框架24保持就位，使得如果需要，则酒精饮料熟化装置14可以容易地移动。更具体地，移动框架24包括大致沿周向方向C围绕容器18延伸的周向支撑杆26，多个径向稳定杆28从周向支撑杆26沿着径向方向R向内延伸到容器18。在每个径向稳定杆28的远端30处，径向稳定杆28包括被配置成接触容器18并稳定容器18的缓冲器32。每个缓冲器32可由任何合适的材料如弹性材料或其它橡胶材料形成，例如以避免损坏容器18和/或夹紧容器18。
移动框架24另外包括多个轴向支撑杆34，所述多个轴向支撑杆34大致沿着轴向方向A延伸，其将周向支撑杆26连接至在周向方向C上围绕容器18的基部延伸的裙部36。裙部36可连接到或包括被配置成支撑容器18的一个或多个构件(未示出)。裙部36又连接到多个腿部38，每个腿部38具有脚轮或滚轮40，所述脚轮或滚轮40被设计成使酒精饮料熟化装置14能够被移动至期望的位置。
而且，移动框架24还包括竖直延伸的支撑杆42，所述竖直延伸的支撑杆42从周向支撑杆26沿竖直方向向上并在容器18的顶部上方延伸。如下面将讨论的，一个或多个电线或其它控制元件可从位于容器18的顶部上方的支撑杆42的一部分悬挂下来。
当然应当理解的是，描绘的示例性移动框架24仅通过实例方式提供，并且在其它示例性实施方案中，熟化装置14可包括用于稳定容器18的任何其它合适的框架。例如，在其它示例性实施方案中，如果期望则移动框架24可替代地是不被配置为容易移动的静止框架。另外，在其它示例性实施方案中，框架的一个或多个方面可以与容器18一体地形成，使得容器18的至少部分也被认为是框架。
另外，提供连接至移动框架24的其上具有多个控制器46的控制面板44。控制器46可被配置为控制酒精饮料熟化装置14的一个或多个操作，如以下将讨论的。在某些示例性实施方案中，控制器46中的一个或多个可以是气动操作控制器，以最小化位于容器18附近的电子器件的量。
酒精饮料熟化装置14的容器18大致沿轴向方向A在第一端和第二端之间延伸。具体地，描绘的示例性酒精饮料熟化装置14为竖直取向。因此，对于描绘的实施方案，第一端可被认为是顶端48，而第二端可被认为是底端50。另外，示例性容器18在第一端48和第二端50之间限定基本上圆柱形的主体52，并且包括在底端50处的一体形成的基本上圆顶形或半球形帽54。相比之下，容器18在顶端48处包括可移除的盖56，其封闭由容器18限定的内部容积20。然而，在其它示例性实施方案中，容器18可具有任何其它合适的形状和/或取向。例如，在其它示例性实施方案中，容器18可具有正方形、矩形、椭圆形或其它多边形或弯曲横截面形状。另外，尽管示例性容器18被示为沿竖直方向取向，但在其它示例性实施方案中，容器18可替代地沿任何其它合适的方向取向。例如，在其它示例性实施方案中，容器18可大致沿水平方向取向，使得容器18的轴向方向A基本上平行于水平方向延伸。
仍参照描绘的实施方案，容器18由透明的、半透明的或半透明材料形成以使使用者能够观察容器18的内部容积20。例如，容器18可由玻璃材料、透明塑料材料(如以商标名Plexiglas或Acrylite已知的那些)、硼硅酸盐玻璃、石英玻璃、聚碳酸酯玻璃材料或任何其它合适的材料形成。但是，供选择地，容器18可由不透明材料如合适的金属材料、不透明塑料材料或陶瓷材料形成。
容器18另外限定入口58(在图1中以虚线示出)和出口60。对于图1的示例性系统10，入口58经由入口导管62与进料存储罐12流体连通。类似地，出口60经由出口导管64与出料存储罐16流体连通。
现在还参照图4，提供了由容器18限定的入口58的顶部横截面示意图。如所示，用于描绘的实施方案的入口58与酒精饮料熟化装置14的径向方向限定一角度。更具体地，入口58限定入口流向F，并且入口流向F与酒精饮料熟化装置14的从入口58延伸至中心轴15的径向参考线61限定角度59。在某些实施方案中，角度59可以是大于零的任何角度。例如，角度59可为约5度至约85度，如约15度至约75度，如约30度至约45度。这样的配置可产生酒精饮料通过容器18的期望的流动。例如，这样的配置可产生酒精饮料通过容器18的螺旋形流动，当酒精饮料沿轴向方向A朝向出口60流动时围绕超声能量装置22(例如，以螺旋式/螺旋状流动)。
值得注意地，再次参照图1至图3，酒精饮料熟化装置14可被配置为连续流动酒精饮料熟化装置。更具体地，待熟化的酒精饮料的连续流可从容器18的入口58流入，通过容器18(例如，以上面参照图4描述的方式)，并到达容器18的出口60。因此可以通过调节通过熟化装置14的容器18的酒精饮料的流量控制来自超声能量装置22的超声能量暴露至待由熟化装置14熟化的酒精饮料的量。因此，如部分地以虚线所示，入口导管62的一部分可延伸穿过框架24的各框架构件到达容器18的控制面板44。控制面板44的控制器46包括具有控制旋钮65的流量计量装置63。流量计量装置63和控制旋钮65被配置成通过调节通过入口导管62的流量控制通过熟化装置14的容器18的酒精饮料的流量。
此外，如上所述，进料存储罐12中的待熟化的酒精饮料可重力进料至熟化装置14。类似地，来自熟化装置14的熟化的酒精饮料可重力进料至出料存储罐16。例如，如所示，出口60位于容器18的顶端48附近，而入口58位于容器18的底端50附近。另外，容器18的出口60位于出料存储罐16的入口66上方，以帮助促进这种重力进料。
然而，应理解的是，在其它示例性实施方案中，系统10可以以任何其它合适的方式提供酒精饮料流至熟化装置14并通过熟化装置14。例如，在其它实施方案中，可以使用一个或多个泵或其它类似装置使酒精饮料进料通过酒精饮料熟化装置14。因此，在这样的示例性实施方案中，进料存储罐12和/或出料存储罐16可相对于酒精饮料熟化装置14定位在任何合适的位置和高度。另外，在这样的示例性实施方案中，泵或其它类似装置可与控制面板44的控制器46可操作地连通。
另外，仍参照图1至图3，对于描绘的实施方案，超声能量装置22至少部分地延伸穿过容器18的内部容积20。更具体地，对于描绘的示例性实施方案，容器18沿着轴向方向A(图1)，即在顶端48和底端50之间限定高度H。另外，超声能量装置22基本上沿着容器18的高度H和基本上沿着酒精饮料熟化装置14的轴向方向A延伸。应理解的是，如本文所使用，诸如“约”或“基本上”的近似术语是指误差在百分之十的范围内。
而且，现在还参照图5，其提供图1的示例性酒精饮料熟化装置14的顶视图，超声能量装置22另外基本上延伸通过容器18的中心。因此，对于这样的配置，酒精饮料熟化装置14可以使包含在容器18的内部容积20内的酒精饮料最大化地暴露于来自超声能量装置22的超声能量。更具体地，用于描绘的示例性酒精饮料熟化装置14的超声能量装置22限定超声能量暴露70于容器18的内部容积20的范围大于一百八十(180)度。特别是对于描绘的示例性实施方案，如沿着周向方向C限定的，超声能量暴露70于容器18的内部容积20的范围为约三百六十(360)度。另外，鉴于容器18的基本上圆柱形形状和超声能量装置22延伸穿过容器18的中心的位置，酒精饮料熟化装置14可使位于超声能量装置22的有效半径内的酒精饮料的量最大化。
应该理解的是，如本文所使用的，术语“暴露范围”是指角度范围(在诸如与轴向方向A垂直的平面的平面内)，在该角度范围内起源于第一组件(例如超声能量装置22)内的参考点的直线可旋转，同时仍与第二组件(例如，容器18的内部容积20)相交。因此，关于从超声能量装置22提供超声能量，超声能量的暴露范围是指由超声能量装置22向容器18的内部容积20提供超声能量的角度范围。
现在参照图6和图7，提供了根据本公开内容的示例性实施方案的超声能量装置22的示意性横截面图。具体地，图6提供了沿着轴向方向A的示例性超声能量装置22的顶部示意性横截面图，而图7提供了沿着径向方向R的示例性超声能量装置22的侧面示意性横截面图。图6和图7的超声能量装置22可以以与图1至图5的示例性超声能量装置22基本上相同的方式配置，且因此相同或相似的编号可指代相同或相似的部分。
在至少某些示例性实施方案中，超声能量装置22包括用于产生超声能量的一个或多个扬声器72。具体地，对于描绘的实施方案，超声能量装置22包括用于产生超声能量的多个扬声器72。超声能量装置22被配置为使容器18的内部容积20内的酒精饮料经受由多个扬声器72产生的超声能量。在某些示例性实施方案中，多个扬声器72可包括一个或多个扬声器72的阵列74(图7)，每个阵列74包括沿轴向方向A间隔开的多个扬声器72。对于描绘的实施方案，超声能量装置22包括四个轴向定向扬声器72的阵列74，每个阵列74沿着周向方向C间隔开。利用这样的配置，超声能量装置22可以有能力在沿着周向方向C相对于超声能量装置22的轴向中心线78最高达约三百六十(360)度的方向范围(由箭头76表示)提供超声能量。例如，超声能量装置22可被定位成使容器18的内部容积20内的酒精饮料经受来自第一方向上的第一侧80的超声能量和来自第二和相反方向上的第二和相反侧82的超声能量。
值得注意地，对于描绘的实施方案，每个扬声器72可被配置为在相对小(例如约90度)的方向范围提供超声能量的单向扬声器。然而，应该理解的是，在其它示例性实施方案中，一个或多个扬声器72可被配置为在相对大的方向范围(例如，180度、270度、360度)提供超声能量的全向扬声器。利用这种配置，超声能量装置可简单地包括用于在期望的方向范围提供超声能量的单个全向扬声器。另外，在其它实施方案中，多个扬声器72可供选择地以任何其它合适的配置布置。例如，超声能量装置22可包括一个或多个螺旋状或螺旋形扬声器阵列，而不是轴向延伸的扬声器72的阵列74。
扬声器72可包括用于产生超声能量的任何合适的扬声器技术。例如，在某些示例性实施方案中，多个扬声器72中的一个或多个可以包括任何合适的动态扬声器技术，如推挽扬声器技术。另外，扬声器72可被配置为向容器18的内部容积20提供宽范围的超声能量。例如，在某些示例性实施方案中，由多个扬声器72提供的超声能量可以为至少约3瓦/升，如至少约5瓦/升，或者更具体地约10至约80瓦/升的功率。而且，由超声能量装置22的多个扬声器72提供的超声能量可以处于大于约20,000Hz，更具体地约20,000至约170,000Hz的频率。例如，在一个实施方案中，超声能量可以处于大于约35,000Hz的频率。例如，在一个实施方案中，超声能量可以处于约80,000Hz的频率。当然，在其它实施方案中，多个扬声器72可以以任何其它合适的功率水平或以任何其它合适的频率提供超声能量。
而且，如可在图6和7中看到的，超声能量装置22包括外壳84和内壳86。超声能量装置22的多个扬声器72位于外壳84和内壳86内。更具体地，超声能量装置22的多个扬声器72位于内壳86内。例如，多个扬声器72和内壳86可以是定位在超声能量装置22内的预制单元。超声能量装置22另外包括在外壳84内围绕多个扬声器72的液体。具体地，液体位于限定在超声能量装置22的外壳84和内壳86之间的环形空隙88中。液体可以是用于传递超声能量的任何合适的液体。例如，液体可以是水、具有一种或多种添加剂的水混合物、蒸馏的液体或任何其它合适的液体。值得注意地，在围绕内壳86的环形空隙88内包含中间液体可以防止容器18的内部容积20内的酒精饮料的污染。例如，其中内壳86和扬声器72被配置为预制单元，内壳86可由当暴露于酒精和产生的超声能量时可降解的材料形成。内壳86的降解可能污染其所暴露的液体。因此，在由外壳84分隔开的环形空隙88内包含中间液体可防止任何这种污染物到达容器18内的正被蒸馏的任何酒精饮料。
超声能量装置22，或者更具体地，超声能量装置22的多个扬声器72可以与电源电连接。例如，在至少某些示例性实施方案中，例如所描绘的实施方案中，多个扬声器72可以与电源有线连接。电源可以是用于为多个扬声器72中的每一个供电的中央电源。而且，电源可以被包括在超声能量装置22内，或者供选择地，电源可以在超声能量装置22的外部。例如，电源可以是通过一条或多条电线连接到超声能量装置22和其中的多个扬声器72的建筑公用事业线。一个或多个电线可以连接至超声能量装置22并从能量装置22的框架24的竖直支撑杆42悬挂下来(参照图1到图3)。供选择地，多个扬声器72中的一个或多个可以包括用于给这些扬声器72供电的独立电源，如电池或电池组。
超声能量装置22可以可操作地连接至包括超声能量装置22的酒精饮料熟化装置14的多个控制器。例如，多个控制器可被配置为上面参照图1至图3的实施方案描述的控制面板44上的控制器46。控制器46可以使得用户能够根据需要改变超声能量装置22的频率和/或功率水平。
根据本公开内容的示例性方面的酒精饮料熟化装置可允许高效地使酒精饮料经受超声能量以熟化这样的酒精饮料。更具体地，通过将能够产生超声能量和宽方向范围的超声能量装置定位在容器内某一位置，使得超声能量装置暴露于容器内的酒精饮料最大化，酒精饮料可根据需要更高效地经受超声能量。
现在参考图8，提供了根据本公开内容的另一示例性实施方案的示例性酒精饮料熟化装置14的侧视图。图8的示例性酒精饮料熟化装置14可以以与上面参照图1至图5描述的示例性酒精饮料熟化装置14基本上相同的方式配置。例如，如所示，示例性酒精饮料熟化装置14一般地包括限定用于容纳酒精饮料的内部容积20的容器18和用于使容器18的内部容积20内的酒精饮料经受超声能量的超声能量装置22。类似于上面的示例性实施方案，对于图8的示例性酒精饮料熟化装置14，超声能量装置22基本上沿着容器的高度H延伸。然而，值得注意地，对于图8的示例性实施方案，超声能量装置22并不完全沿着熟化装置14的轴向方向A延伸。更具体地，对于图8的实施方案，超声能量装置22限定中心轴78，并且容器18也限定中心轴90。用于描绘的实施方案的容器18的中心轴90平行于熟化装置14的中心轴15和轴向方向A(图1)。另外，对于所描绘的实施方案，超声能量装置22的中心轴78偏离容器18的中心轴90。具体地，超声能量装置22的中心轴78与容器18的中心轴90限定角度92。在某些实施方案中，超声能量装置22的中心轴78与容器18的中心轴90之间的角度92可为1度至约15度。例如，角度92可为约2度至约10度，如约3度至约8度。通过防止或最小化在超声能量装置22与容器18的外壁之间产生的驻波/固定波的量，这样的配置可帮助保持容器18的完整性。
现在参照图9，提供了一种使用酒精饮料熟化装置熟化酒精饮料的方法。示例性方法(100)可使用上文参照图1至图5描述的示例性酒精饮料熟化装置14或者任何其它合适的酒精饮料熟化装置14(如上面参考图8描述的示例性酒精饮料熟化装置14)熟化酒精饮料。因此，示例性方法(100)可使用包括具有内部容积的容器和超声能量装置的酒精饮料熟化装置。超声能量装置可限定暴露至内部容积的范围大于一百八十度。
示例性方法(100)包括在(102)处向容器的内部容积提供待熟化的酒精饮料。在某些示例性方面，在(102)处向容器的内部容积提供待熟化的酒精饮料可包括将待熟化的酒精饮料从进料存储罐重力进料至容器的内部容积。
示例性方法(100)另外包括在(104)处使用超声能量装置在超过一百八十度的方向范围向容器的内部容积内的酒精饮料提供超声能量。更具体地，在某些示例性方面，在(104)处向容器的内部容积内的酒精饮料提供超声能量还可以包括使用超声能量装置在约三百六十度的方向范围向容器的内部容积内的酒精饮料提供超声能量。
仍参照图9，示例性方法(100)另外包括在(106)处通过位于容器的顶端附近的容器出口从容器的内部容积排出酒精饮料。
而且，应该理解的是，尽管以上参照图1至图5描述的示例性系统10和参照图8描述的示例性系统10用于熟化酒精饮料，但在其它示例性实施方案中，包括熟化装置的示例性系统可不被配置成熟化酒精饮料，而是可用于熟化例如生物燃料、醋或其它食品、香水等。
本书面描述使用实施例公开本发明，包括最佳方式，并且还使本领域技术人员能够实践本发明，包括制备和使用任何装置或系统和执行任何合并的方法。本发明的可专利范围由权利要求书限定，并且可以包括本领域技术人员想到的其它实施例。如果这些其它实施例包括与权利要求书的字面语言没有不同的结构元件，或者如果它们包括与权利要求书的字面语言无实质区别的等同结构元件，则这些其它实施例意图在权利要求书的范围内。