Brevet FR3120287A1 — publié le 20220909

L’invention concerne un dispositif de gazéification adapté pour introduire du gaz dans une boisson contenue dans un contenant et comprenant un système d’extraction de dioxyde de carbone adapté pour prélever du dioxyde de carbone à partir de l’air ambiant et pour comprimer ledit dioxyde de carbone de façon à l’injecter dans le contenant à une pression supérieure à un seuil prédéterminé. Figure de l’abrégé : Figure 1a Dispositif de gazéification La présente invention concerne le domaine des dispositifs de gazéification de boissons. Des dispositifs de gazéification de boissons (aussi connus sous le nom de machine à soda) sont des machines permettant d’ajouter du dioxyde de carbone (CO2) dans des liquides, en vue de gazéifier ces liquides. Par exemple, un dispositif de gazéification de boisson peut être utilisé pour introduire des bulles de dioxyde de carbone dans une bouteille d’eau liquide de façon à obtenir une bouteille d’eau gazeuse. De nombreux dispositifs de gazéification de boisson utilisent pour ce faire des cartouches de dioxyde de carbone stocké sous forme comprimée. Une vanne de régulation permet l’extraction du dioxyde de carbone de la cartouche et son injection dans une bouteille à une pression plus basse de façon à gazéifier le liquide contenu dans la bouteille. Un exemple d’un tel dispositif est présenté par le document WO2020230115. En l’occurrence, l’utilisateur de ce type de dispositif est dépendant de la quantité de dioxyde de carbone contenue dans la cartouche qu’il utilise et doit donc surveiller son niveau régulièrement ce qui n’est pas toujours possible. Par ailleurs, pour recharger une cartouche vide ou acheter une nouvelle cartouche, l’utilisateur doit se déplacer et/ou commander des cartouches entrainant ainsi des émissions polluantes. En effet, le déplacement de l’utilisateur et la logistique liée au transport des cartouches n’est pas neutre vis-à-vis de l’environnement. Au-delà de la logistique de transport de ces cartouches de dioxyde de carbone parfois peu vertueuse, la production de dioxyde de carbone pour les remplir peut également être source d’émission polluante tout comme leur recyclage. En outre, les cartouches de dioxyde de carbone sont onéreuses pour les utilisateurs qui supportent le coût des cartouches et le coût des recharges ainsi que le coût du carburant pour les échanger. L’invention vient à améliorer cette situation. Présentation de l’invention Un objectif de la présente demande est donc de proposer un dispositif de gazéification de boisson dépourvue de cartouche de dioxyde de carbone. À cet égard, l’invention propose un dispositif de gazéification d’une boisson adapté pour introduire du gaz dans une boisson contenue dans un contenant, caractérisé en ce qu’il comprend un système d’extraction de dioxyde de carbone adapté pour prélever du dioxyde de carbone à partir de l’air ambiant et pour comprimer ledit dioxyde de carbone de façon à l’injecter dans le contenant à une pression supérieure à un seuil de pression prédéterminé. Le dispositif de gazéification de boisson selon l’invention utilise ainsi l’air ambiant qui l’entoure comme réservoir de dioxyde de carbone à exploiter afin d’être injecté dans le contenant de liquide. De ce fait, le dispositif de gazéification de boisson n’utilise plus de cartouches de dioxyde de carbone onéreuses et générant des émissions polluantes. L’utilisateur du dispositif de gazéification de l’invention n’a donc plus besoin d’aller acheter ces cartouches ou de les ramener pour être rechargées. L’utilisateur n’est par ailleurs plus dépendant de la quantité de dioxyde de carbone contenue dans sa cartouche pour pouvoir gazéifier sa boisson et peut utiliser son dispositif à n’importe quel moment en étant respectueux de l’environnement. Optionnellement, le système d’extraction du dioxyde de carbone comprend un étage de captation de dioxyde de carbone et un étage de compression du dioxyde de carbone capté, l’étage de captation de dioxyde de carbone comprenant un premier lit d’adsorption et un premier élément chauffant adapté pour chauffer le premier lit d’adsorption et le dispositif de gazéification est en outre adapté pour présenter deux configurations comprenant une configuration d’adsorption dans laquelle le premier lit d’adsorption est en communication de fluide avec l’air ambiant, et une configuration de désorption dans laquelle le premier lit d’adsorption est en communication de fluide avec l’étage de compression. L’étage de captation permet la captation du dioxyde de carbone de l’air ambiant notamment lorsque le dispositif de gazéification est dans la configuration d’adsorption, c’est-à-dire lorsque le premier lit d’adsorption est en communication fluidique avec l’air ambiant. Le premier élément chauffant, lorsqu’il chauffe le premier lit d’adsorption, permet la désorption du dioxyde de carbone capté par le premier lit d’adsorption. L’étage de compression permet la compression du dioxyde de carbone désorbé du premier lit d’adsorption de façon à l’injecter dans le contenant à une pression supérieure au seuil de pression prédéterminé. Optionnellement, le dispositif de gazéification comprend un circuit d’alimentation en air de l’étage de captation comprenant un ventilateur. Le ventilateur permet d’augmenter le débit d’air ambiant traversant l’étage de captation de sorte que le premier lit d’adsorption se charge plus rapidement en dioxyde de carbone. Optionnellement, le circuit d’alimentation en air de l’étage de captation comprend en outre une vanne d’alimentation adaptée pour sélectivement autoriser ou bloquer la circulation d’air dans ledit circuit d’alimentation. La vanne d’alimentation permet d’empêcher la sortie du dioxyde de carbone désorbé de l’étage de captation par le circuit d’alimentation en air. Optionnellement, le dispositif de gazéification comprend un circuit d’évacuation de l’air ayant traversé le premier lit d’adsorption, le circuit d’évacuation comprenant un système de réglage du débit d’air évacué. Le système de réglage du débit d’air évacué permet à la fois d’évacuer l’air déchargé de son dioxyde de carbone par le premier lit d’adsorption, d’alimenter l’étage de captation avec de l’air ambiant et d’empêcher la sortie du dioxyde de carbone désorbé de l’étage de captation par le circuit d’évacuation d’air. Le système de réglage du débit d’air évacué peut par exemple être une première vanne d’évacuation. Optionnellement, le dispositif de gazéification comprend un logement contenant le lit d’adsorption et le système de réglage du débit d’air évacué est une paroi mobile du logement. Le débit d’air évacué après avoir traversé le premier lit d’adsorption est régulé en fonction d’une position de la paroi mobile. La paroi mobile permet également d’admettre de l’air ambiant dans l’étage de captation. Optionnellement, le dispositif de gazéification comprend un logement, lequel comprend un premier compartiment logeant l’étage de compression de dioxyde de carbone et un deuxième compartiment en communication de fluide avec le premier compartiment, et l’étage de captation de dioxyde de carbone est déplaçable entre une position située à l’extérieur du logement et une position située dans le deuxième compartiment. De cette façon, lorsque l’étage de captation de dioxyde de carbone est situé à l’extérieur du logement, le premier lit d’adsorption est immergé dans l’air ambiant et se charge rapidement en dioxyde de carbone dès lors que le débit d’air ambiant qui le traverse est important. Optionnellement, l’étage de compression comprend un deuxième lit d’adsorption de dioxyde de carbone et un deuxième élément chauffant adapté pour chauffer le deuxième lit d’adsorption. Le deuxième lit d’adsorption et l’élément chauffant permettent une compression thermique du dioxyde de carbone désorbé du premier lit d’adsorption. Optionnellement, l’étage de compression comprend une pompe adaptée pour faire diminuer la pression dans l’étage de captation à une pression inférieure à 500 mbar et pour injecter le dioxyde de carbone dans le contenant de liquide à une pression supérieure au seuil de pression prédéterminé. La pompe permet à la fois la désorption du dioxyde de carbone adsorbé par le premier lit d’adsorption en faisant baisser la pression dans la chambre de captation comprenant le premier lit d’adsorption et la compression du dioxyde de carbone ainsi désorbé pour son injection dans la bouteille. La pompe peut comprendre une pompe à vide couplée à un compresseur. En l’occurrence, la pompe à vide permet de faire baisser la pression dans la chambre de captation et de récupérer le dioxyde de carbone désorbé à basse pression dans l’étage de compression. Le compresseur quant à lui permet de compresser le dioxyde de carbone désorbé à basse pression à une pression supérieure au seuil de pression prédéterminé pour être injecté dans le contenant. Optionnellement, le dispositif de gazéification comprend une deuxième vanne d’évacuation adaptée pour sélectivement mettre l’étage de compression en circulation de fluide avec l’air ambiant, et une vanne d’injection adaptée pour sélectivement mettre l’étage de compression en communication de fluide avec le contenant. La deuxième vanne d’évacuation permet une évacuation de fluide de l’étage de compression vers l’air ambiant, par exemple de l’air pompée par la pompe pour faire baisser la pression dans l’étage de captation. La troisième vanne permet la communication de fluide entre l’étage de compression et le contenant et donc l’injection du dioxyde de carbone compressé dans la bouteille. Optionnellement, chaque lit d’adsorption comprend au moins un matériau parmi du charbon actif et de la zéolithe. Ces matériaux présentent des propriétés importantes de captation du dioxyde de carbone. Optionnellement, le seuil de pression prédéterminé est de 2 bars. Cela permet à la boisson dans le contenant d’être gazéifiée. L’invention porte également sur un procédé de gazéification de boisson mis en œuvre par l’un des dispositifs présentés dans la présente demande, le procédé comprenant : une adsorption de dioxyde de carbone contenu dans l’air ambiant par le système d’extraction du dioxyde de carbone, une désorption du dioxyde de carbone adsorbé dans le système d’extraction du dioxyde de carbone, une compression du dioxyde de carbone désorbé dans le système d’extraction du dioxyde de carbone à une pression supérieure au seuil de pression prédéterminé, une injection du dioxyde de carbone compressé dans le contenant. Le procédé selon l’invention permet la gazéification d’une boisson à partir de dioxyde de carbone extrait de l’air ambiant. La gazéification d’une boisson selon le procédé de l’invention utilise donc des ressources en dioxyde de carbone disponibles dans le réservoir d’air ambiant de sorte que le procédé n’est pas restreint par une quantité de dioxyde de carbone d’un réservoir de petit volume telle que les cartouches utilisées dans l’art antérieur. Il permet en réalité de s’affranchir de ces cartouches de dioxyde de carbone onéreuses pour l’utilisateur et émettrices de polluants dans leur conception et dans toute la logistique qui les entoure, notamment pour leur transport et leur recyclage. Optionnellement, l’adsorption est réalisée par circulation d’air au travers d’un lit d’adsorption, et la désorption comprend le chauffage dudit lit d’adsorption. Optionnellement, le procédé comprend l’activation d’un ventilateur pour accroître un débit d’air ambiant vers le lit d’adsorption. Optionnellement, lorsque le dispositif de gazéification comprend le logement comprenant le premier compartiment logeant l’étage de compression et le deuxième compartiment, l’adsorption comprend une mise en place du premier lit d’adsorption à la position située à l’extérieure du logement, et le procédé comprend en outre le déplacement du premier lit d’adsorption pour le positionner dans le deuxième compartiment avant de mettre en œuvre la désorption. De cette façon, l’adsorption est réalisée lorsque l’étage de captation est immergé dans l’air ambiant de sorte que la captation du dioxyde de carbone par le premier lit d’adsorption est rapide. Par ailleurs, lorsque l’étage de captation est positionné dans le deuxième compartiment, la désorption peut être effectuée dans le deuxième compartiment, lequel comprend très peu ou pas de circulation d’air ambiant de sorte que le dioxyde de carbone désorbé n’est peu ou pas évacué du deuxième compartiment par circulation d’air ambiant. Optionnellement, lorsque le dispositif de gazéification comprend le logement comprenant le premier lit d’adsorption et la paroi mobile, l’adsorption est mise en œuvre lorsque la paroi mobile du logement est ouverte, le procédé comprend la fermeture de la paroi mobile et la mise en œuvre de l’étape de désorption lorsque la paroi mobile du logement est fermée. Dans cette configuration, lorsque la paroi mobile du logement est ouverte, le débit d’air ambiant traversant l’étage de captation est important de sorte que le dioxyde de carbone capté par le premier lit d’adsorption augmente rapidement. A l’inverse, lorsque la paroi mobile se referme, la circulation d’air ambiant dans l’étage de captation est faible ou négligeable de sorte que le dioxyde de carbone désorbé n’est peu ou pas évacué du dispositif de gazéification par circulation d’air ambiant. Optionnellement, lorsque le dispositif de gazéification comprend un étage de compression comprenant un deuxième lit d’adsorption et un deuxième élément chauffant dudit deuxième lit d’adsorption, la compression comprend le chauffage du deuxième élément chauffant de façon à chauffer le deuxième lit d’adsorption. Optionnellement, lorsque le dispositif de gazéification comprend un étage de compression comprenant une pompe à vide couplée à un compresseur, le procédé comprend préalablement à la désorption : une extraction de l’air de l’étage de captation vers l’air ambiant par la pompe à vide, et dans lequel le procédé comprend préalablement à la compression : une extraction du dioxyde de carbone désorbé de l’étage de captation vers l’étage de compression par la pompe à vide et, dans lequel la compression comprend : un actionnement du compresseur sur le dioxyde de carbone désorbé dans l’étage de compression. L’extraction de l’air de l’étage de captation vers l’air ambiant par la pompe à vide permet de diminuer la pression dans la chambre de captation pour permettre une désorption du dioxyde de carbone dans le premier lit. L’extraction du dioxyde de carbone désorbé de l’étage de captation vers l’étage de compression par la pompe à vide permet de récupérer le dioxyde de carbone désorbé par le premier lit d’adsorption pour la compression. L’actionnement du compresseur sur le dioxyde de carbone désorbé dans la chambre de compression permet de compresser le dioxyde de carbone désorbé à un seuil supérieur au seuil déterminé de façon à pourvoir être injecté dans le contenant. L’invention présente également un calculateur adapté pour commander des dispositifs de gazéification présentés par la présente divulgation afin de mettre en œuvre des procédés de gazéification détaillés par la présente divulgation et adaptés au dispositif. D’autres caractéristiques, détails et avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, et à l’analyse des dessins annexés, sur lesquels : Fig. 1a représente un premier exemple d’un dispositif de gazéification de l’invention. Fig. 1b représente un deuxième exemple de réalisation d’un dispositif de gazéification de l’invention. Fig. 1c représente un troisième exemple de réalisation d’un dispositif de gazéification de l’invention. Fig. 1d représente un quatrième exemple de réalisation d’un dispositif de gazéification de l’invention. Fig. 2 représente un exemple de procédé de gazéification selon l’invention. Fig. 3 représente la capacité d’adsorption en dioxyde de carbone d’un adsorbant en fonction de la pression et de la température. Dispositif de gazéification d’une boisson adapté pour introduire du gaz dans une boisson contenue dans un contenant, caractérisé en ce qu’il comprend un système d’extraction de dioxyde de carbone adapté pour prélever du dioxyde de carbone à partir de l’air ambiant et pour comprimer ledit dioxyde de carbone de façon à l’injecter dans le contenant à une pression supérieure à un seuil de pression prédéterminé. Dispositif de gazéification de boisson selon la revendication 1 dans lequel le système d’extraction du dioxyde de carbone comprend un étage de captation de dioxyde de carbone et un étage de compression du dioxyde de carbone capté, l’étage de captation de dioxyde de carbone comprenant un premier lit d’adsorption et un premier élément chauffant adapté pour chauffer le premier lit d’adsorption, le dispositif de gazéification étant en outre adapté pour présenter deux configurations comprenant une configuration d’adsorption dans laquelle le premier lit d’adsorption est en communication de fluide avec l’air ambiant, et une configuration de désorption dans laquelle le premier lit d’adsorption est en communication de fluide avec l’étage de compression. Dispositif de gazéification de boisson selon la revendication 2 comprenant un circuit d’alimentation en air de l’étage de captation comprenant un ventilateur. Dispositif de gazéification de boisson selon l’une des revendications 2 à 3, comprenant en outre un circuit d’évacuation de l’air ayant traversé le premier lit d’adsorption, le circuit d’évacuation comprenant un système de réglage du débit d’air évacué. Dispositif de gazéification de boisson selon la revendication précédente, dans lequel le système de réglage du débit d’air évacué est une vanne d’évacuation ou une paroi mobile d’un logement comprenant l’étage de captation. Dispositif de gazéification de boisson selon l’une des revendications 2 à 5, comprenant en outre un logement comprenant un premier compartiment logeant l’étage de compression de dioxyde de carbone et un deuxième compartiment en communication de fluide avec le premier compartiment, et le premier lit d’adsorption est déplaçable entre une position située à l’extérieur du logement et une position située dans le deuxième compartiment. Dispositif de gazéification de boisson selon l’une des revendications 2 à 6, dans lequel l’étage de compression comprend un deuxième lit d’adsorption de dioxyde de carbone et un deuxième élément chauffant adapté pour chauffer le deuxième lit d’adsorption. Dispositif de gazéification de boisson selon l’une des revendications 2 à 6, dans lequel l’étage de compression comprend une pompe adaptée pour faire diminuer la pression dans l’étage de captation à une pression inférieure à 500 mbar et pour injecter le dioxyde de carbone dans le contenant de liquide à une pression supérieure au seuil de pression prédéterminé. Procédé de gazéification de boisson mis en œuvre par un dispositif selon l’une des revendications précédentes, comprenant : une adsorption de dioxyde de carbone contenu dans l’air ambiant par le système d’extraction du dioxyde de carbone, une désorption du dioxyde de carbone adsorbé dans le système d’extraction du dioxyde de carbone, une compression du dioxyde de carbone désorbé dans le système d’extraction du dioxyde de carbone à une pression supérieure au seuil prédéterminé, une injection du dioxyde de carbone compressé dans le contenant. Calculateur configuré pour commander l’un des dispositifs de gazéification selon l’une des revendications 1 à 8 pour exécuter un procédé selon la revendication 9.