CH716468A2 - Système de mélange et de distribution de produit alimentaire à base de capsule et procédés associés. - Google Patents

Système de mélange et de distribution de produit alimentaire à base de capsule et procédés associés. Download PDF

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CH716468A2 CH00965/20A CH9652020A CH716468A2 CH 716468 A2 CH716468 A2 CH 716468A2 CH 00965/20 A CH00965/20 A CH 00965/20A CH 9652020 A CH9652020 A CH 9652020A CH 716468 A2 CH716468 A2 CH 716468A2
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Tan Peng Yang Jeremy
Narendhar Mohanasundram
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Abstract

L'invention concerne une capsule étanche (100) et un procédé pour mélanger et distribuer un produit alimentaire congelé. La capsule contenant un élément mélangeur (104) et incorporant potentiellement le produit alimentaire. L'actionnement de l'élément mélangeur (104) par le biais d'un système de commande électronique provoque le mélange du produit alimentaire à l'intérieur de la capsule. Un ou plusieurs mécanismes de commande de rétroaction sont utilisés pour garantir une consistance souhaitée du produit alimentaire mélangé. On prévoit des caractéristiques structurelles de la capsule, et des procédés pour utiliser son contenu afin de mélanger et de distribuer des produits crémeux.

Description

DOMAINE DE L'INVENTION
[0001] La présente description concerne généralement les capsules pour produits alimentaires et plus particulièrement, un procédé, un dispositif et/ou un système pour servir un produit alimentaire mélangé, tels que les produits alimentaires congelés et/ou les boissons, par le biais d'une capsule dans un mélangeur.
CONTEXTE
[0002] Les mélangeurs sont bien connus dans l'art pour mélanger et transformer un produit alimentaire congelé, dur tel que de la glace en un produit sensiblement souple, onctueux et crémeux approprié pour être servi.
[0003] Une machine habituellement disponible sur le comptoir pour mélanger de tels produits alimentaires congelés utilise une vis sans fin qui s'étend dans un récipient de mélange généralement en forme d'entonnoir. Un produit alimentaire congelé tel que de la glace et/ou d'autres ingrédients (tels que des fruits) sont placés dans le récipient et sont ensuite mélangés par le composant de vis sans fin de la machine. Le récipient de mélange permet typiquement au produit mélangé d'être distribué par son ouverture inférieure. Cependant, de telles machines sont encombrantes à utiliser et nécessitent un nettoyage de routine pour respecter les règles de sécurité alimentaires. De plus, les opérateurs de la machine doivent préparer tous les ingrédients supplémentaires avant le mélange, tel que le pelage et la découpe des fruits, ce qui est chronophage et nécessite de l'espace et du travail. On peut voir un exemple d'une telle machine dans la publication de brevet US 20080219090 de Duane H. Heinhold.
[0004] En outre, on a développé différents dispositifs afin de mélanger et de distribuer une forme crémeuse des produits alimentaires congelés. Un exemple d'un mélangeur à vis conique est la publication du brevet US 20080094934 de Win-Chin Chiang qui décrit un mélangeur à vis conique qui peut être utilisé pour mélanger ainsi que sécher des matières alimentaires. Le mélangeur à vis conique comprend une cuve en forme de cône inversé, une entrée de matière, une sortie de matière, une vis entraînée logée dans la cuve, et au moins deux lignes d'injection de gaz non diffusé fixées à la cuve.
[0005] Le brevet U.S-6,071,006 de Hochstein et associés décrit un nouveau récipient équipé d'un mécanisme d'agitation intégral. Le récipient est utilisé pour un produit alimentaire pré-emballé, tel qu'une boisson glacée. Selon le brevet, l'agitateur est configuré de manière fixe comme une partie de la structure de récipient.
[0006] La publication de brevet U. S. 20070291583 de Robert Joseph Baschnagel décrit un système de mélangeur de boisson avec une couvercle à usage unique permettant à un utilisateur de jeter le couvercle et les composants de mélange intégrés présents à l'intérieur, après utilisation.
[0007] On peut observer une capsule pour des ingrédients de boisson dans le brevet U. S-9 072 402 d'Antoine Ryser. Selon le document, la capsule est conçue pour l'insertion dans un dispositif de production de boisson. La capsule comprend une partie de corps en forme de coupelle, une partie de rebord en forme de bride, une paroi de distribution et un élément d'étanchéité ayant - sur une vue en coupe radiale - au moins une saillie et/ou un enfoncement concentrique.
[0008] Une capsule pour mélanger une boisson visqueuse est décrite dans la publication de brevet U.S. 20160214787. La capsule utilise la pression créée par une unité de mélange interne pour verser la boisson mélangée. La pression accrue n'est pas idéale pour obtenir une consistance souhaitée pour certains produits alimentaires congelés, telle que la crème glacée, qui contient une certaine quantité de „surpression“ ou d'air mélangé, pour être considérée de qualité supérieure pour le service.
[0009] Les solutions actuelles avec des composants de vis sans fin courent également le risque d'user la lame étant donné que ses bords sont forcés contre les surfaces, amenant les particules à entrer, par inadvertance, dans le produit alimentaire. De plus, les solutions de retour d'information actuelles pour le contrôle du mélange n'arrivent pas à évaluer la consistance du produit alimentaire lors du mélange sans être directement en contact avec le produit alimentaire.
[0010] Bien qu'il existe des solutions dans l'art pour mélanger et distribuer une forme crémeuse des produits alimentaires, il existe toujours un besoin significatif dans l'art pour un système de mélange et de distribution amélioré qui facilite le mélange et la distribution rapide des produits alimentaires congelés sans nécessiter de maintenance excessive ni compromettre la sécurité alimentaire tout en garantissant la consistance du produit alimentaire distribué.
RESUME
[0011] Des aspects de l'invention concernent en partie, l'utilisation de capsules stockant un produit alimentaire et étant configurées pour mélanger et distribuer ce dernier d'une manière efficace et hygiénique. Le mélange du produit alimentaire fonctionne sur la base d'un système de retour d'information impliquant des caractéristiques physiques de la capsule et d'un système de commande électronique qui actionne le contenu de la capsule.
[0012] Dans un aspect, une capsule pour mélanger et distribuer le produit alimentaire stocké dans cette dernière, comprend un réceptacle avec une ouverture supérieure et une ouverture inférieure. L'ouverture inférieure est hermétiquement scellée par un joint d'étanchéité pour former une chambre de réception entourée par une paroi du réceptacle. La chambre de réception est adaptée pour recevoir et stocker un produit alimentaire. Le produit alimentaire est scellé sur le dessus par un couvercle recouvrant, de manière amovible, l'ouverture supérieure. Le couvercle comprend une ouverture centrale alignée, de manière centrique, avec l'ouverture supérieure.
[0013] Dans le même aspect, la capsule contient également un élément mélangeur dans le réceptacle et inséré dans le produit alimentaire. L' élément mélangeur a une extrémité supérieure accessible par l'ouverture centrale du couvercle et une lame en forme de vis sans fin. L'extrémité supérieure présente une dépression profilée qui est actionnée par un arbre d'entraînement d'un système de commande électronique. L'arbre d'entraînement s'étend à travers l'ouverture centrale du couvercle pour avoir accès à la dépression profilée. Ainsi, l' élément mélangeur se conforme étroitement au profil de la paroi de réceptacle. Le réceptacle et l'élément mélangeur se rétrécissent progressivement autour de l'ouverture inférieure.
[0014] La lame en forme de vis sans fin comprend une première surface et une seconde surface jointes par un bord qui s'étend latéralement à partir d'un axe central de l'élément mélangeur jusqu'à la paroi du réceptacle. La lame s'étend de manière hélicoïdale autour de l'axe central de l'extrémité supérieure jusqu'à une partie de pointe de élément mélangeur. La rotation de la lame en forme de vis sans fin amène au moins l'une parmi la première surface et la seconde surface à déplacer le produit alimentaire autour et le long de l'axe central.
[0015] Etant donné que l'élément mélangeur est actionné par le système de commande électronique, la lame en forme de vis sans fin tourne et au moins l'une parmi la première surface et la seconde surface pousse le produit alimentaire pour qu'il tournoie dans le réceptacle jusqu'à atteindre une consistance souhaitée du produit alimentaire. Suite à l'obtention de la consistance souhaitée et au retrait du joint d'étanchéité amovible, le produit alimentaire est distribué par l'ouverture inférieure.
[0016] La lame en forme de vis sans fin peut être affleure contre la paroi du réceptacle avec une tolérance de seuil non inférieure à 3 microns. Ceci empêche l'usure de la lame en forme de vis sans fin et le dépôt des contaminants sous forme de trace dans le produit alimentaire, tout en garantissant un joint d'étanchéité adéquat entre le bord et la paroi. De plus, l'extrémité supérieure de l'élément mélangeur peut comprendre une surface qui est affleure contre la surface inférieure du couvercle. Ce joint d'étanchéité amène le produit alimentaire dans la chambre de réception à être lié par le couvercle, l'axe central, la première surface, la seconde surface et la paroi du réceptacle lorsqu'il est déplacé par la rotation de l'élément mélangeur.
[0017] La lame en forme de vis sans fin peut être partagée en une pluralité de pas. Entre chaque pas, la première surface et la seconde surface peuvent comprendre une partie concave. La partie concave peut servir à ramasser le produit alimentaire dans la direction dans laquelle l'élément mélangeur tourne. Les pas peuvent également faciliter l'éjection de l'élément mélangeur des moules de fabrication et communiquer la rigidité à la lame en forme de vis sans fin.
[0018] Un couple de rotation appliqué sur l'élément mélangeur par l'arbre d'entraînement peut être de 5 à 15 Nm. Ceci peut aider à casser le produit alimentaire initialement congelé. De plus, dans un autre aspect, l'élément mélangeur peut être entraîné en rotation à un seuil de nombre de tours par minute nécessaire pour générer une force centrifuge minimum pour éloigner le produit alimentaire de l'axe central. Encore dans un autre aspect, on peut arriver à la consistance souhaitée en déterminant si un courant cible est consommé par le système de commande électronique. Le courant cible peut être encodé sur une étiquette de produit positionnée sur l'extérieur du réceptacle et lisible par le système de commande électronique.
[0019] Dans un autre aspect, un procédé pour mélanger et distribuer un produit alimentaire d'une capsule implique l'étape pour actionner un élément mélangeur disposé dans une chambre de réception d'un réceptacle de la capsule. Le réceptacle présente une ouverture supérieure et une ouverture inférieure et est recouvert par un couvercle ayant une ouverture centrale. L'ouverture inférieure est hermétiquement scellée par un joint d'étanchéité amovible. La chambre de réception est entourée par une paroi du réceptacle. La chambre de réception est adaptée pour recevoir et stocker un produit alimentaire. l'élément mélangeur peut être incorporé avec le produit alimentaire et comprend une extrémité supérieure qui comprend une ouverture accessible par l'ouverture centrale du couvercle.
[0020] L'actionnement de l'élément mélangeur implique l'étape pour mélanger le produit alimentaire en une consistance crémeuse. Pour atteindre cela, l'élément mélangeur comprend une lame en forme de vis sans fin ayant une première surface et une seconde surface assemblées par un bord qui s'étend latéralement à partir d'un axe central de l'élément mélangeur pour être affleure contre la paroi du réceptacle. La lame en forme de vis sans fin s'étend de manière hélicoïdale de l'extrémité supérieure jusqu'à une partie de pointe autour de l'axe central.
[0021] La lame en forme de vis sans fin est partagée en une pluralité de pas par une ou plusieurs parties concaves disposées entre chacun des pas. Le mélange implique l'étape pour faire tourner l'élément mélangeur via l'arbre d'entraînement et appliquer ainsi un couple de rotation au produit alimentaire. Ceci amène l'une parmi la première surface, la seconde surface et la (les) partie(s) concave(s) à déplacer le produit alimentaire autour et le long de l'axe central. La (les) partie(s) concave(s) peut (peuvent) ramasser le produit alimentaire dans la direction dans laquelle l'élément mélangeur tourne. La rotation de l'élément mélangeur amène en outre la lame en forme de vis sans fin à déplacer le produit alimentaire vers l'extérieur par rapport à l'axe central et pousser le produit alimentaire pour qu'il tournoie contre la paroi du réceptacle.
[0022] L'actionnement de l'élément mélangeur implique enfin de distribuer le produit alimentaire par l'ouverture inférieure suite au retrait du joint d'étanchéité amovible. Cependant, tout d'abord, la distribution peut en plus impliquer d'émettre un message pour retirer le joint d'étanchéité amovible de l'ouverture inférieure du réceptacle. En variante, la distribution peut en plus impliquer de retirer mécaniquement le joint d'étanchéité amovible de l'ouverture inférieure du réceptacle via le système de commande électronique.
[0023] Le fait de terminer l'étape pour mélanger le produit alimentaire peut impliquer en plus de détecter si une valeur de seuil a été satisfaite par le système de commande électronique. Par exemple, la valeur de seuil peut être une valeur de nombre de tours par minute et peut être d'approximativement 1000 à 1500 tours par minute. En variante ou en plus, la valeur de seuil peut être un couple de rotation appliqué sur le produit alimentaire et peut être d'approximativement 5 à 15 Nm. En variante ou en plus, la valeur de seuil peut être un courant consommé par le système de commande électronique qui est étroitement associé à la consistance souhaitée.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
[0024] Les modes de réalisation de la présente invention sont illustrés à titre d'exemple et pas à titre limitatif, sur les figures des dessins joints, dans lesquels les mêmes numéros de référence indiquent des éléments similaires et dans lesquels :
[0025] FIG. 1illustre une capsule ayant un élément mélangeur disposé, de manière rotative, dans un réceptacle pour mélanger et distribuer une forme crémeuse des produits alimentaires et/ou des boissons disposés dans la capsule, selon un mode de réalisation exemplaire de la présente invention.
[0026] FIG. 2est une vue en éclaté de la capsule de la figure 1 représentant le réceptacle, l'élément mélangeur, et un couvercle selon un mode de réalisation exemplaire de la présente invention.
[0027] FIG. 3est une autre vue en éclaté de la capsule représentée sur la figure 1, selon un mode de réalisation exemplaire de la présente invention.
[0028] FIG. 4est une vue en coupe de la capsule de la figure 1 représentant un arbre central creux qui permet d'actionner l'élément mélangeur suspendu dans un produit alimentaire grâce à un arbre d'entraînement d'un système de commande électronique par le biais du couvercle de la capsule, selon un mode de réalisation exemplaire de la présente invention.
[0029] FIG. 5est un schéma de principe d'un système de commande électronique configuré pour actionner l'élément mélangeur de la figure 1, selon un mode de réalisation exemplaire de la présente invention.
[0030] FIG. 6est un organigramme de procédé décrivant un procédé exemplaire pour mélanger et distribuer un produit alimentaire congelé stocké dans une capsule, comme représenté sur la figure 1.
[0031] FIG. 7illustre les forces agissant sur la capsule pendant le fonctionnement du système de commande électronique.
[0032] FIG. 8est un organigramme de procédé décrivant un procédé exemplaire pour mélanger et distribuer un produit alimentaire congelé stocké dans une capsule, comme représenté sur la figure 1.
[0033] FIG. 9Aest une vue en perspective d'un mode de réalisation étagé du élément mélangeur.
[0034] FIG. 9Best une vue en plan gauche del'élément mélangeur étagé de la figure 9A.
[0035] FIG. 9Cest une vue en plan droite de l'élément mélangeur étagé de la figure 9A.
[0036] FIG. 9Dest une vue en plan de face de l'élément mélangeur étagé de la figure 9A.
[0037] FIG. 9Eest une vue en plan arrière de l'élément mélangeur étagé de la figure 9A.
[0038] FIG. 9Fest une vue en plan de dessus de l'élément mélangeur étagé de la figure 9A.
[0039] FIG. 9Gest une vue en plan de dessous de l'élément mélangeur étagé de la figure 9A.
[0040] FIG. 10illustre un réceptacle scellé, selon un ou plusieurs modes de réalisation.
[0041] D'autres caractéristiques des présents modes de réalisation ressortiront plus clairement d'après les dessins joints et la description détaillée suivante.
DESCRIPTION DETAILLEE
[0042] La description détaillée présentée ci-dessous conjointement avec les dessins joints est prévue comme une description de différentes configurations et n'est pas prévue pour représenter uniquement les configurations dans lesquelles les concepts décrits ici peuvent être pratiqués. La description détaillée comprend des détails spécifiques pour fournir une compréhension approfondie des différents concepts. Cependant, il ressortira plus clairement pour l'homme du métier que ces concepts peuvent être mis en pratique sans ces détails techniques. Dans certains cas, les structures et les composants bien connus sont représentés sous la forme d'un schéma de principe afin d'éviter d'obscurcir de tels concepts. Les éléments décrits ici, tels que couplés, peuvent avoir une connexion directe ou indirecte avec un ou plusieurs autres éléments intermédiaires.
[0043] En référence aux figures 1 à 3, on représente une capsule 100 comme comprenant un réceptacle 102 qui comprend une ouverture supérieure 102a et une ouverture inférieure 102b. L'ouverture inférieure 102b peut être hermétiquement scellée, par exemple, en utilisant un joint d'étanchéité 114 pour former une chambre de réception 102c entourée par une paroi 102d du réceptacle 102. La chambre de réception 102c est configurée pour recevoir et stocker des produits alimentaires, en particulier des produits alimentaires congelés, en raison d'un processus de fabrication. Le produit alimentaire peut comprendre les boissons, les solides en suspension ou n'importe quel autre produit alimentaire qui peut bénéficier du mélange avant la distribution.
[0044] Le joint d'étanchéité 114 peut aider à empêcher les fuites du produit alimentaire à l'extérieur de la capsule 100, lorsque la capsule est remplie avec le produit alimentaire, c'est-à-dire par l'ouverture supérieure 102a et/ou l'ouverture inférieure 102b. Le joint d'étanchéité inférieur 114 empêche l'entrée des contaminants dans le réceptacle et peut être retiré, par exemple, en retirant un emballage (non représenté) qui peut adhérer au joint d'étanchéité inférieur 114 et, lorsqu'il est retiré, peut également retirer le joint d'étanchéité inférieur 114 pour exposer l'ouverture inférieure 102b. La forme du réceptacle dans les modes de réalisation illustrés, peut être une forme sensiblement conique, dont l'extrémité plus étroite se termine au niveau de l'ouverture inférieure 102b. L'ouverture inférieure 102b peut être une ouverture ayant des parois formées pour la distribution optimale du produit congelé crémeux. Cependant, il faut comprendre que la portée de la présente description n'est pas limitée à la forme du réceptacle 102 ou de l'ouverture inférieure 102b.
[0045] La capsule 100 comprend en outre un couvercle 110 recouvrant, de manière amovible, l'ouverture supérieure 102a du réceptacle 102. Le couvercle 110 peut comprendre des parois latérales 110b configurées pour s'adapter sur une bride 102e du réceptacle 102. La bride 102e peut être formée afin de faciliter la tenue du réceptacle 102 en place, en particulier lorsque les composants internes tournent grâce à un mécanisme d'entraînement externe. Dans un mode de réalisation, la bride 102e peut être en forme de rectangle. Dans un autre mode de réalisation, la bride 102e peut comprendre une ou plusieurs ailettes (non représentées) faisant saillie de dessus et/ou de sous la bride 102e et qui peuvent servir de crochets et peuvent faciliter la tenue du réceptacle 102 en place et/ou l'empêcher de tourner. Par exemple, la bride 102e peut s'adapter dans une chambre de support qui peut recevoir la bride 102e dans un ou plusieurs évidements de la chambre de support et maintenir le réceptacle 102 en place et/ou l'empêcher de tourner.
[0046] Le couvercle 110 comprend une ouverture centrale 110a qui peut de préférence être circulaire du point de vue de la forme, sans y être limitée. Selon un mode de réalisation, un joint d'étanchéité supplémentaire (non représenté) peut être temporairement appliqué sur l'ouverture centrale 110a pendant l'emballage pour empêcher les fuites accidentelles du produit alimentaire stocké de la capsule 100 avant de déployer la capsule 100 pour qu'elle se mette en prise avec un système de commande électronique. Le fait de maintenir l'ouverture centrale 110a étanche, empêche les contaminants d'entrer dans la capsule 100 et empêche le contenu de la capsule 100 de fuir potentiellement hors de la capsule 100.
[0047] La capsule 100 comprend en outre un élément mélangeur 104 monté dans la chambre de réception 102c du réceptacle 102. L'élément mélangeur 104 est déposé dans la chambre de réception 102c avec une partie de pointe 104b orientée dans la chambre de réception 102c. Lorsqu'il est correctement disposé dans la chambre de réception 102c, l'élément mélangeur 104 est installé dans la capsule 100 de sorte qu'une extrémité supérieure 104a de l'élément mélangeur 104 est installée dans la bride 102e du réceptacle 102. Ainsi, une surface inférieure 110c du couvercle 110 est installée à la fois sur la bride 102e du réceptacle 102 et l'extrémité supérieure 104a de l'élément mélangeur 104.
[0048] L'élément mélangeur 104 peut être incorporé dans le produit alimentaire stocké dans la chambre de réception 102c, c'est-à-dire que l'élément mélangeur 104 peut être librement suspendu dans la chambre de réception 102c et peut être entouré par le produit alimentaire (par exemple de la crème glacée).
[0049] Selon un autre mode de réalisation, l'élément mélangeur 104 peut être monté de manière fixe ou amovible dans la chambre de réception 102c du réceptacle 102 avec son extrémité supérieure 104a fixée de manière fixe ou amovible au couvercle 110.
[0050] Dans un mode de réalisation, l'élément mélangeur 104 est un composant en forme de vis sans fin, comme mieux représenté sur les figures. Les termes „vis sans fin“ ou „en forme de vis sans fin“ tels qu'utilisés ici, sont censés faire référence à n'importe quel composant comprenant une surface en forme de vis. Dans un mode de réalisation, „vis sans fin“ ou „en forme de vis sans fin“ peut faire référence à un composant profilé de manière conique ou cylindrique ayant au moins une large surface continue (par exemple la lame 104c) s'étendant de manière hélicoïdale autour d'un axe central (par exemple l'arbre 104d) entre une extrémité supérieure (par exemple l'extrémité supérieure 104a) et une partie de pointe (par exemple la partie de pointe 104b). Cependant, „vis sans fin“ ou „en forme de vis sans fin“ n'est pas censé être limité aux modes de réalisation illustrés ni aux caractéristiques ci-dessus. Par exemple, „vis sans fin“ ou „en forme de vis sans fin“ tel qu'utilisé ici, peut en variante faire référence à un composant de forme hélicoïdale.
[0051] Selon un mode de réalisation préféré, l'élément mélangeur 104 est un composant en forme de vis sans fin, tel que représenté sur les figures 1 à 4. L'élément mélangeur en forme de vis sans fin 104 comprend une extrémité supérieure 104a, une partie de pointe 104b, une lame 104c et un arbre central 104d. L'extrémité supérieure 104a peut être configurée pour se mettre en prise avec un arbre d'entraînement d'un système de commande électronique de conception distribuée dans le commerce ou spécifique.
[0052] Dans un mode de réalisation, l'extrémité supérieure 104a comprend une ouverture 104e menant à un intérieur creux 104f de l'arbre d'entraînement 104d. Un arbre d'entraînement 120 d'un système de commande électronique (non représenté) peut être inséré dans l'ouverture 104e et à travers au moins une partie de l'intérieur creux 104f de l'arbre central 104d. En outre, l'arbre d'entraînement 120 et l'intérieur creux 104f peuvent être n'importe quel facteur de forme. Par exemple, comme représenté, l'arbre d'entraînement 120 a un profil hexagonal. Cependant, on peut utiliser différents facteurs de forme d'arbre d'entraînement 120, telle qu'une forme d'étoile ou de fente.
[0053] L'intérieur creux 104f peut être dimensionné pour s'adapter au moins à la longueur de l'arbre d'entraînement 120. En variante, l'intérieur creux 104f peut progressivement se rétrécir jusqu'à une pointe, se rétrécir jusqu'à une surface plate, ou comprendre des saillies internes avec lesquelles l'arbre d'entraînement 120 peut se mettre en prise pour faire tourner plus efficacement l'élément mélangeur 104. Généralement, l'intérieur creux 104f est une dépression profilée. L'intérieur creux 104f joue un rôle fonctionnel, étant donné que le profil de l'intérieur creux 104f est formé de sorte qu'un arbre d'entraînement de forme correspondante (par exemple l'arbre d'entraînement 120) peut se mettre en prise et faire tourner l'élément mélangeur 104 dans la capsule 100. L'intérieur creux 104f réduit également le coût global de matériau de l'élément mélangeur 104 et adapte l'élément mélangeur 104 pour la fabrication, par exemple, avec un moule d'injection, étant donné que l'intérieur creux 104f facilite le retrait du moule d'injection.
[0054] Dans un mode de réalisation préféré, l'arbre central 104d a une forme sensiblement conique. Dans un autre mode de réalisation, l'arbre central 104d a une forme sensiblement cylindrique. La lame 104c peut s'étendre autour de l'arbre central et vers la partie de pointe 104b et la partie de pointe 104b peut se terminer par une surface plate (comme représenté). Le diamètre de la surface plate peut être inférieur au diamètre de l'ouverture inférieure 102b et peut être ajusté pour modifier l'écoulement du produit alimentaire 103 sortant de la capsule 100.
[0055] Dans un mode de réalisation préféré, la lame 104c comprend une surface supérieure 104g et une surface inférieure 104h. La surface supérieure 104g et la surface inférieure 104h font saillie de l'arbre central 104d et se couplent au niveau du bord externe 104i, qui s'étend latéralement à partir de l'axe central et s'appuie sensiblement affleure contre la paroi 102f de la chambre de réception 102c. L'élément mélangeur 104 peut se conformer étroitement au profil du réceptacle 102, mais ne pas établir de contact complet pour empêcher la production de matière particulaire générée en raison de la friction entre le bord externe 104i et la paroi du réceptacle 102. Ce contact proche permet à l'élément mélangeur 104 de contenir un écoulement d'un produit alimentaire 103. Pour garantir que l'écoulement du produit alimentaire 103 ne soit pas gêné ni contraint, un espace entre les filetages de la lame 104c peut être une distance minimum. Par exemple, la tolérance minimum entre le bord externe 104i et la paroi du réceptacle 102 peut être d'au moins 3 microns.
[0056] L'élément mélangeur 104, tel que représenté, n'est qu'un exemple de la forme structurelle d'un élément mélangeur en forme de vis sans fin. L'élément mélangeur 104 peut être une image en miroir de ce qui est représenté ou peut être une forme en forme de vis sans fin complètement différente.
[0057] Dans un mode de réalisation, dans un mode de mélange de la capsule 100, l'élément mélangeur 104 est entraîné en rotation dans une direction particulière (par exemple dans le sens inverse des aiguilles d'une montre) par l'action de l'arbre d'entraînement 120. Ceci mélange un produit alimentaire 103 en amenant la surface supérieure 104g à pousser le produit alimentaire 103 vers le haut contre le couvercle 110. Lorsque le produit alimentaire 103 se déplace, il est poussé contre le couvercle 110, le produit alimentaire 103 tournoie à proximité de la partie supérieure de la capsule 100, faisant demi-tour dans l'écoulement du produit alimentaire 103. Pendant ce temps, le couvercle 110 reste affleure avec l'extrémité supérieure 104a del'élément mélangeur 104, empêchant le produit alimentaire 103 de sortir de la capsule 100.
[0058] La direction de rotation décrite ci-dessus, qui amène la surface supérieure à pousser le produit alimentaire 103 vers le couvercle 110, peut être préférée pour les produits alimentaires congelés. Dans un autre mode de réalisation adapté pour les boissons, le mode de mélange peut plutôt impliquer la rotation de l'élément mélangeur 104 dans une autre direction, amenant le produit alimentaire 103 à tournoyer à proximité de l'ouverture inférieure 102b scellée. Une fois que le produit alimentaire 103 a été mélangé, le joint d'étanchéité 114 peut être cassé pour permettre à l'élément mélangeur 104 de continuer à tourner dans la même direction pour distribuer le produit.
[0059] Lorsque le bord externe 104i glisse contre la paroi 102f du réceptacle 102, la production de matière particulaire, due à la friction, peut être réduite en garantissant que le bord externe 104i est précisément affleure contre la paroi 102f pour empêcher la friction excessive. Pendant le fonctionnement, lorsque le produit alimentaire 103 (typiquement un produit alimentaire congelé) fond, le produit alimentaire fondu lubrifie efficacement le bord externe 104i, réduisant ainsi davantage la friction. En outre, idéalement, l'arbre d'entraînement 120 n'applique pas de force descendante sur l'élément mélangeur 104, qui est un mode de réalisation de forme conique. Ainsi, le bord externe 104i de la lame 104c n'est pas poussé, de manière excessive contre la paroi 102f.
[0060] Dans un second mode de fonctionnement de la capsule 100, l'élément mélangeur 104 tourne dans le sens des aiguilles d'une montre grâce à l'action de l'arbre d'entraînement 120 et distribue le produit alimentaire 103 en amenant la surface inférieure 104h à pousser le produit alimentaire 103 vers le bas et distribuer ce dernier par l'ouverture inférieure 102b.
[0061] La friction de contact entre le bord externe 104i et la paroi 102f est transformée en chaleur pendant la rotation. Cette chaleur peut être conduite par la chambre de réception 102, l'élément mélangeur 104 et le couvercle 110 et chauffe progressivement le produit alimentaire 103 (typiquement congelé) au fur et à mesure qu'il est mélangé et effectue un mouvement de translation vers le couvercle par le mouvement de la lame 104c. Le produit alimentaire 103 est mélangé de cette manière jusqu'à ce que l'on obtienne une consistance souhaitée. La consistance souhaitée d'un produit alimentaire peut dépendre des constituants du produit alimentaire, du goût particulier de l'utilisateur, d'une recommandation du fabricant.
[0062] Dans un autre mode de réalisation, les modes de fonctionnement peuvent impliquer la rotation de l'élément mélangeur 104 dans la même direction, c'est-à-dire vers le bas vers la partie de pointe 104b. Pendant le premier mode de fonctionnement, le produit alimentaire 103 peut être mélangé alors que l'ouverture inférieure 102b reste scellée par le joint d'étanchéité 114 amovible. Le mélange de cette façon, tel qu'opposé au mélange vers le couvercle 110, empêche le produit alimentaire 103 de s'échapper entre la bride 104e et la surface inférieure 110c et à travers l'ouverture centrale 110a du couvercle 110.
[0063] Dans un second mode de fonctionnement successif, l'ouverture inférieure 102b peut ne pas être scellée et l'élément mélangeur 104 peut être entraîné en rotation dans la même direction (c'est-à-dire vers la partie de pointe 104b). Ceci a l'effet de pousser le produit alimentaire 103 à travers l'ouverture inférieure 102b du réceptacle 102.
[0064] Dans un mode de réalisation préféré, l'élément mélangeur 104 tourne jusqu'à ce que le produit alimentaire 103 atteigne une consistance souhaitée. Lorsque le mode de mélange commence, un couple appliqué sur l'arbre d'entraînement 120 peut être le plus élevé et le nombre de tours par minute de l'arbre d'entraînement 120 peut être le plus bas en raison de la résistance par la consistance congelée ou presque congelée du produit alimentaire 103. Etant donné que la friction fait fondre le produit alimentaire 103 congelé, la charge sur l'arbre d'entraînement diminue et le nombre de tours par minute de l'arbre d'entraînement augmente.
[0065] De manière intuitive, la température peut être utilisée pour déterminer la consistance, mais les lectures de température peuvent uniquement fournir un aperçu des mesures prises autour du capteur de température. La température du produit alimentaire à proximité de la paroi externe de la capsule peut être une température différente de celle du produit alimentaire à proximité de l'arbre central. Bien que ce problème puisse être résolu en utilisant une pluralité de capteurs pour créer une carte thermique, ceci peut ne pas être aussi pratique que d'utiliser le véritable nombre de tours par minute de l'arbre d'entraînement, le couple de rotation de l'arbre d'entraînement et/ou l'utilisation du courant du moteur de l'arbre d'entraînement et par rapport à une valeur de seuil intimement associée à une consistance souhaitée.
[0066] Lorsque la lame 104c fouette le produit alimentaire 103, toute la consistance est assouplie et le véritable nombre de tours par minute augmente. Le véritable nombre de tours par minute peut être ensuite comparé à un nombre de tours par minute cible pour mesurer de manière fiable la consistance. Par exemple, un nombre de tours par minute cible préféré de l'arbre d'entraînement 120 peut être d'au moins 1000 tours par minute. Cependant, le nombre de tours par minute cible peut changer sur la base du facteur de forme des composants de la capsule 100, des spécifications de l'actionneur 156, de la consistance initiale du produit alimentaire 103, des constituants du produit alimentaire 103, des spécifications du fabricant du produit alimentaire 103, des dimensions de la capsule et des composants dans cette dernière, et d'autres facteurs.
[0067] Dans un autre mode de réalisation, la consistance souhaitée du produit alimentaire 103 peut être facilitée par un ou plusieurs éléments chauffants à proximité et/ou en contact avec l'un quelconque des constituants de la capsule 100. Par exemple, l'arbre d'entraînement 120 peut être couplé à une source de chaleur. Par conséquent, l'arbre d'entraînement 120 chauffé peut transférer la chaleur en tant qu'élément chauffant intrinsèque lorsqu'il est couplé à l'intérieur creux 104f de l'élément mélangeur 104. Ainsi, la chaleur peut être ensuite transférée au produit alimentaire 103 via le corps de l'élément mélangeur 104. Dans un autre exemple, une cavité pour loger la capsule 100 pendant les modes de fonctionnement mentionnés ci-dessus, peut également transférer la chaleur à la capsule 100 en tant qu'élément chauffant extrinsèque. La chaleur peut être transférée au produit alimentaire 103 à travers la paroi 102f de la chambre de réception 102c.
[0068] En référence maintenant aux figures 1 à 6, la figure 5 est un schéma de principe d'un système de commande électronique (ECS) 150. Le ECS 150 comprend l'arbre d'entraînement 120, un processeur 152, une mémoire 154, un actionneur 156, un ou plusieurs capteurs 158 et un ou plusieurs éléments chauffants. Dans un mode de réalisation, les un ou plusieurs capteurs 158 comprennent un ou plusieurs éléments du groupe comprenant : un capteur de nombre de tours par minute, un capteur de proximité, un capteur de température, un capteur de courant, un dynamomètre et un capteur optique. L'actionneur 156 fait référence à n'importe quel appareil électromécanique qui peut actionner l'arbre d'entraînement 120, c'est-à-dire insérer l'arbre d'entraînement 120 dans l'arbre central 104d et faire tourner ensuite l'élément mélangeur 104. Sur la base d'une charge donnée, l'actionneur 156 est configuré pour appliquer une certaine quantité de couple. D'autres systèmes de commande électronique qui actionnent efficacement l'élément mélangeur 104 par l'ouverture centrale 1 10a du couvercle 110 peuvent être envisagés par l'homme du métier et sont considérés dans la portée des modes de réalisation exprimés ici.
[0069] De plus en référence à la figure 6, dans un mode de réalisation, la mémoire 154 stocke des instructions exécutables par le processeur 152 qui, lorsqu'elles sont exécutées, amènent le ECS 150 à réaliser un procédé 160 pour utiliser une capsule 100 afin de mélanger un produit alimentaire 103 à l'intérieur de cette dernière et distribuer ensuite le produit alimentaire 103.
[0070] Dans un mode de réalisation, le procédé 160 implique une étape facultative 161 pour déterminer que la capsule 100 est disposée dans une position prédéterminée. La position prédéterminée garantit que l'élément mélangeur 104 est aligné avec et à proximité adéquate de l'arbre d'entraînement 120. Dans un exemple, la capsule 100 peut être disposée dans une partie spécifiée d'un boîtier (non représenté) du ECS 150. Un utilisateur peut placer la capsule 100 et la mise en place de cette dernière peut être déterminée par les un ou plusieurs capteurs 158 du ECS 150.
[0071] Ou bien l'utilisateur peut placer la capsule 100 dans la position prédéterminée et déclencher un bouton „démarrer“ qui peut amener le ECS 150 à continuer sans avoir terminé l'étape 161.
[0072] Dans un mode de réalisation, le ECS 150 réalise ensuite une étape 163 pour actionner l'élément mélangeur 104 dans un mode de mélange dans lequel l'élément mélangeur 104 est entraîné en rotation par l'arbre d'entraînement 120 dans une direction de sorte que le produit alimentaire 103 est poussé par l'élément mélangeur 104 vers le couvercle 110.
[0073] Dans un autre mode de réalisation, le ECS 150 réalise une étape 163 pour actionner l'élément mélangeur 104 dans un mode de mélange dans lequel l'élément mélangeur 104 est entraîné en rotation par l'arbre d'entraînement 120 dans une direction de sorte que le produit alimentaire 103 est poussé par l'élément mélangeur 104 vers l'ouverture inférieure 102b.
[0074] Parmi les fonctions du ECS 150, on trouve la mesure du véritable nombre de tours par minute de l'arbre d'entraînement 120 pendant la rotation (dans n'importe quelle direction). En fonction de la consistance du produit alimentaire 103 au moment de l'actionnement, le véritable nombre de tours par minute de l'arbre d'entraînement 120 peut beaucoup varier. On accepte généralement qu'une consistance initiale d'un produit alimentaire 103 congelé fournisse une plus grande résistance à une force de rotation que lorsque le produit alimentaire 103 congelé est chauffé. Lorsque l'élément mélangeur 104 est initialement entraîné en rotation, la charge de rotation sur l'élément mélangeur 104 est la plus élevée, et lorsque le produit alimentaire 103 est mélangé, la friction entre la lame 104c et la paroi 102f du réceptacle 102c peut générer de la chaleur qui assouplit la consistance du produit alimentaire 103. Une fois que la consistance du produit alimentaire 103 est assouplie, le véritable nombre de tours par minute de l'arbre d'entraînement 120 augmente (c'est-à-dire que le couple de rotation diminue) et peut être utilisé par le processeur pour déterminer la façon dont le produit alimentaire 103 est proche de la consistance souhaitée. Dans un mode de réalisation, le véritable nombre de tours par minute de l'arbre d'entraînement 120 est comparé à un nombre de tours par minute cible par le processeur 152. Le fait d'atteindre le nombre de tours par minute cible indique qu'une consistance souhaitée a été obtenue. Le nombre de tours par minute cible peut être une valeur particulière, tel que 1000 tours par minute, ou peut être une plage de nombres de tours par minute. Le nombre de tours par minute peut varier en fonction du contenu du produit alimentaire 103. Le nombre de tours par minute cible peut être fourni par le fabricant du ECS ou le fabricant de la capsule.
[0075] Dans un autre mode de réalisation, l'étape 163 implique de déterminer si la consistance souhaitée est atteinte en mesurant la température externe du réceptacle 102. Sur la base d'un modèle prédéterminé, la température interne peut être déterminée en fonction de la température externe. Par exemple, l'intérieur du réceptacle 102 peut être d'approximativement 2 degrés Celsius inférieur à l'extérieur, mais la différence peut différer en fonction du coefficient de transfert thermique du contenu du produit alimentaire 103, du matériau utilisé pour le réceptacle 102, de la dimension de la paroi 102f, et d'autres facteurs. Bien que la température puisse être facile à mesurer et puisse être applicable à de nombreuses situations dans lesquelles le contrôle qualité est souhaité avant la distribution, d'autres mesures peuvent être utilisées pour évaluer plus précisément la consistance du produit alimentaire 103 mélangé, comprenant, sans y être limitées : le nombre de tours par minute de l'arbre d'entraînement 120, une consommation de courant par le système de commande électronique tout en mélangeant le produit alimentaire 103, un couple de rotation appliqué sur l'élément mélangeur 104 par l'arbre d'entraînement 120 et une force descendante exercée sur le réceptacle 102 par la rotation de l'élément mélangeur 104.
[0076] Lorsque le nombre de tours par minute cible a été atteint, le ECS 150 réalise une étape 164 pour actionner l'élément mélangeur 104 dans un mode de distribution dans lequel l'élément mélangeur 104 est entraîné en rotation par l'arbre d'entraînement 120 dans une direction opposée à celle du mode de mélange de sorte que le produit alimentaire 103 est poussé par l'élément mélangeur 104 vers une ouverture inférieure 102b de la capsule 100 et distribué à travers cette dernière.
[0077] Dans une étape 162 supplémentaire, réalisée après l'étape 161, le ECS 150 peut reconnaître, par le biais des un ou plusieurs capteurs, une étiquette de produit alimentaire 102g fixée ou imprimée sur l'extérieur du réceptacle 102. Dans un mode de réalisation, l'étiquette 102g peut comprendre l'information d'identification (ID) du produit alimentaire 103 stocké dans le réceptacle 102 et de plus des paramètres qui peuvent modifier le fonctionnement du ECS 150. Par exemple, l'étiquette 102g peut comprendre une cible de seuil associée au produit alimentaire 103 stocké à l'intérieur. Ou bien l'étiquette 102g peut comprendre l'information ID alimentaire qui peut être utilisée pour rechercher une cible de seuil dans une bibliothèque de paires de valeurs clé stockées dans la mémoire 154 et pouvant être recherchées par le processeur 152. Après la lecture de l'étiquette 102g, par exemple, par le biais d'un capteur optique du ECS 150, le ECS 150 peut utiliser l'information pour ajuster la cible de seuil. Une cible de seuil peut comprendre une ou plusieurs valeurs cibles, telles que, sans y être limitée, un nombre de tours par minute cible de l'arbre d'entraînement 120, un courant cible consommé par le système de commande électronique, un couple de rotation cible de l'arbre d'entraînement 120, une force descendante cible appliquée sur le réceptacle 102 ou une température interne cible du réceptacle 102.
[0078] Dans un autre exemple, l'étiquette 102g peut être un logo ou une marque de société qui peut être reconnu(e) par le processeur 152 en tant que marque connue. Sur la base du logo et/ou d'une autre information ID, le ECS 150 peut utiliser une information de configuration correspondante stockée dans une bibliothèque de la mémoire 154 pour effectuer l'opération du ECS 150. Encore dans un autre exemple, l'étiquette 102g peut comprendre une ou plusieurs valeurs RGB, dont les données correspondantes peuvent être stockées dans une bibliothèque de la mémoire 154 du ECS 150.
[0079] Dans un autre exemple, l'étiquette 102g peut comprendre une température prédéterminée par rapport à laquelle on compare la température externe du réceptacle 102. Dans un autre exemple, l'étiquette 102g peut comprendre une durée de temps à passer à actionner l'élément mélangeur 104. Dans un autre exemple, l'étiquette 102g peut comprendre un couple nominal statique ou variable à appliquer par le biais de l'actionneur 156. L'étiquette 102g peut comprendre l'une quelconque des informations ci-dessus sous une forme lisible par humain et/ou une forme lisible par machine (par exemple, un code à barres, un QR code) et peut être lue par l'un quelconque des un ou plusieurs capteurs 158. On peut préférer une forme lisible par machine afin d'automatiser le ECS 150 et reconfigurer le ECS 150 si nécessaire sur la base de la capsule 100 utilisée.
[0080] Dans un autre mode de réalisation, les fonctions du ECS 150 peuvent être actionnées manuellement par un utilisateur, par exemple dans un environnement commercial ou résidentiel. Un utilisateur peut choisir une capsule 100 à partir d'une pluralité de capsules ayant des types différents de produits alimentaires congelés stockés dans ces dernières, tels que des parfums différents de crème glacée. Le ECS 150 peut comprendre une ou plusieurs interfaces de commande 151 pour initialiser certaines opérations, tels que des boutons, des cadrans ou des glissières. Dans un mode de réalisation, un bouton de mise en prise d'arbre d'entraînement peut être activé pour amener l'arbre d'entraînement 120 à se mettre en prise avec l'élément mélangeur 104 après que l'utilisateur a placé la capsule dans une position appropriée. Dans un autre mode de réalisation, un bouton de mélange peut être activé pour faire tourner l'élément mélangeur 104 selon un mode de mélange dans lequel le produit alimentaire 103 est poussé vers le couvercle 110. Encore dans un autre mode de réalisation, un bouton de distribution peut être activé pour faire tourner l'élément mélangeur 104 selon un mode de distribution dans lequel le produit alimentaire 103 est poussé vers l'ouverture inférieure 102b. Encore dans un autre mode de réalisation, un cadran peut être utilisé pour augmenter ou diminuer manuellement la quantité de couple de rotation appliqué par l'arbre d'entraînement 120 et modifier le nombre de tours par minute de l'élément mélangeur 104.
[0081] En référence à la figure 7, on représente une courbe des efforts. Dans un mode de réalisation, le système de commande électronique peut recevoir la capsule 100 dans sa chambre (non représentée). La chambre peut comprendre une rainure qui peut accepter, entre autres, la forme et l'épaisseur de la bride 102e du réceptacle 102. Le système de commande électronique peut comprendre, de plus, des capteurs de force 172 et 178 disposés dans la rainure. Ces capteurs de force peuvent être utilisés par le processeur 152 pour mesurer les forces de rotation et descendantes sur l'élément mélangeur 104 et/ou le réceptacle 102.
[0082] Dans un mode de réalisation, le couple de rotation appliqué sur l'élément mélangeur 104, le produit alimentaire 103 (non représenté sur la figure 7), et ensuite sur le réceptacle 102 via l'arbre d'entraînement autour de l'axe 170, peut être mesuré par un capteur de force disposé perpendiculaire par rapport à l'axe 170. Par exemple, un capteur de force 172 peut être disposé perpendiculaire par rapport à la bride 102e pour mesurer une force 174. Le couple de rotation peut être un produit d'un rayon 176 (c'est-à-dire la distance horizontale par rapport au point auquel la force 174 est exercée et où l'axe 170 rencontre l'extrémité supérieure 104a), de la force appliquée 174 et du sinus de l'angle Θ, comme représenté. D'autres capteurs de force peuvent être positionnés de manière similaire par rapport à l'axe 170 pour mesurer le couple de rotation appliqué sur le réceptacle 102.
[0083] Le couple de rotation peut être l'une des nombreuses mesures qui peut être utilisée pour deviner la consistance du contenu de la capsule en temps réel. Dans un mode de réalisation préféré, une certaine quantité de couple peut être appliquée pour obtenir un nombre de tours par minute souhaité de l'élément mélangeur 104 et pousser efficacement le contenu de la capsule à distance de l'axe central 170 via la force centrifuge. Pendant l'opération, une force centrifuge minimum peut être nécessaire pour repousser le contenu de la capsule à distance de l'axe central de l'élément mélangeur 104. Cette force centrifuge peut être obtenue dans une plage de nombre de tours par minute, telle qu'approximativement 1000 à 1500 tours par minute. En fonction de la dureté initiale du contenu de la capsule et des ingrédients à l'intérieur de cette dernière, une plage de couple de rotation d'approximativement 5 à 15 Nm peut être appropriée.
[0084] Dans un autre mode de réalisation, un capteur de force 178 peut être disposé de manière coplanaire avec et au-dessous de la bride 102e pour mesurer une force descendante 179 exercée sur le réceptacle 102 appliquée par le produit alimentaire 103, qui est poussé vers le fond du réceptacle 102 lorsque l'élément mélangeur 104 est entraîné en rotation. Cette force descendante 179 peut également être utilisée pour deviner la consistance du produit alimentaire 103. Alors que le produit alimentaire 103 est sensiblement solide, la force descendante 179 exercée peut être plus importante que lorsque la consistance du produit alimentaire 103 s'assouplit.
[0085] Dans un autre mode de réalisation, le système de commande électronique peut mesurer le courant pendant le fonctionnement. Le courant peut se corréler directement au couple de rotation appliqué sur la capsule via l'arbre d'entraînement et peut être surveillé pour évaluer la consistance du produit mélangé. Conjointement avec la véritable mesure de force via le capteur de force 172, le courant peut être utilisé par le système de commande électronique pour déterminer un temps de fonctionnement optimal pour le contenu de la capsule. En utilisant les mesures ci-dessus pour fournir l'information de retour au système de commande électronique pendant le mélange, le fonctionnement du système de commande électronique peut être agnostique vis-à-vis de ses conditions environnementales ou du contenu de la capsule.
[0086] En référence à la figure 8, on représente un procédé 180 pour distribuer un produit alimentaire mélangé contenu dans une capsule. A une étape 181, un procédé pour distribuer un produit alimentaire par un réceptacle d'une capsule, comme décrit dans les modes de réalisation, implique ici l'étape pour appliquer un couple de rotation cible sur un élément mélangeur situé dans le réceptacle. La rotation de l'élément mélangeur amène le produit alimentaire à se déplacer à travers une voie de passage créée par la lame hélicoïdale de l'élément mélangeur en forme de vis sans fin contre les parois du réceptacle, vers une partie de pointe de l'élément mélangeur, et vers le haut contre un joint d'étanchéité amovible recouvrant une ouverture inférieure du réceptacle. Le produit alimentaire peut se mélanger progressivement au fur et à mesure qu'il tournoie dans le réceptacle et contre les parois de ce dernier.
[0087] Afin d'obtenir une consistance souhaitée, le mélange implique de préférence la rotation de l'élément mélangeur approximativement de 1000 à 1500 tours par minute, l'application d'un couple de rotation sur l'élément mélangeur approximativement de 5 à 15 Nm, et/ou l'application d'un courant de seuil sur un moteur d'arbre d'entraînement faisant tourner l'élément mélangeur. Le courant de seuil peut varier sur la base de la puissance du moteur, de l'alimentation et d'autres composants. Généralement, le courant de seuil est un courant minimum nécessaire pour obtenir le nombre de tours par minute ou le couple nominal.
[0088] On a trouvé que la plage de 1000 à 1500 tours par minute exerçait de manière fiable une force centrifuge sur le produit alimentaire et poussait efficacement le produit alimentaire à distance d'un axe central s'étendant verticalement à travers la lame hélicoïdale de l'élément mélangeur. Le produit alimentaire qui reste disposé contre l'arbre central du élément mélangeur peut durcir prématurément et empêcher la formation d'un mélange homogène. Ainsi, la force centrifuge est un composant nécessaire du procédé de mélange. Un couple de rotation appliqué sur le produit alimentaire doit suffisamment briser la consistance initiale typiquement solide du produit alimentaire. Bien que le contenu des différentes variétés de produits alimentaires puisse différer, un couple de rotation de 5 à 15 Nm est suffisant pour mélanger, de manière fiable, une consistant crémeuse souhaitée. Ces mesures, qui sont intrinsèques aux composants physiques du système, peuvent être directement corrélées avec un courant consommé par le système de commande électronique, qui sert de mesure de consistance extrinsèque et qui peut être invoqué à la place de ou en combinaison avec les mesures ci-dessus.
[0089] A une étape 182, le procédé implique de plus, de déterminer si une valeur cible de seuil a été satisfaite. Une cible de seuil peut comprendre une ou plusieurs valeurs cibles, telles que, sans y être limitées, un nombre de tours par minute cible de l'arbre d'entraînement 120, un courant cible consommé par le système de commande électronique, un couple de rotation cible de l'arbre d'entraînement 120 (c'est-à-dire mesuré par le capteur de force 172), une force descendante cible appliquée sur le réceptacle 102 (c'est-à-dire mesurée par le capteur de force 178), ou une température interne cible du réceptacle 102. Les une ou plusieurs valeurs cibles peuvent être dérivées en scannant une étiquette 102g du réceptacle. L'étiquette 102g peut faire référence à une paire de valeurs clé stockées dans une mémoire d'un système de commande électronique ou une mémoire d'un dispositif de traitement de données en réseau.
[0090] Dans un mode de réalisation préféré, le procédé implique de déterminer si un couple de rotation de seuil est appliqué sur l'élément mélangeur en mesurant un courant consommé par le système de commande électronique pendant le mélange et de comparer le courant à une valeur de courant cible associée avec un couple de rotation connu pour produire une consistance souhaitée du produit alimentaire stocké dans la capsule. Par exemple, une valeur de couple de rotation effective pour atteindre une consistance souhaitée peut être d'environ 5 à 15 Nm.
[0091] A une étape 183, après avoir déterminé que la valeur de seuil a été satisfaite, le système de commande électronique peut arrêter le mélange et fournir un message pour retirer le joint d'étanchéité de l'ouverture inférieure du réceptacle et recevoir une confirmation pour continuer. La confirmation peut être fournie par un utilisateur par le biais d'une interface d'entrée du système de commande électronique (par exemple, le bouton „Distribuer“).
[0092] En variante, à l'étape 183, une force descendante exercée sur la capsule 100 peut être mesurée pour déterminer si le joint d'étanchéité 114 amovible a été retiré. Lorsque le joint d'étanchéité est en place, la pression descendante provenant de la rotation du produit alimentaire peut exercer une force descendante sur le joint d'étanchéité 114 amovible, qui peut à son tour tirer sur le réceptacle 102, dans la mesure où l'adhérence entre le joint d'étanchéité amovible et le réceptacle peut supporter. Le système peut être préprogrammé pour empêcher la force descendante mesurée de dépasser une valeur connue qui peut amener le joint d'étanchéité amovible à s'encliqueter par inadvertance et le produit alimentaire à être distribué prématurément.
[0093] Le système peut également être préprogrammé pour détecter si le produit alimentaire est distribué lorsque l'élément mélangeur 104 tourne, c'est-à-dire si le joint d'étanchéité 114 amovible a été retiré. Ceci peut être détecté, par exemple, si la force descendante sur le réceptacle 102 ne change plus de manière significative, lorsque la charge sur l'élément mélangeur 104 augmente ou diminue. Ceci est le cas parce que la pression ne s'accumule pas dans le réceptacle 102 après que le réceptacle 102 a été descellé. Cependant, dans la majeure partie des cas, le retrait du joint d'étanchéité 114 amovible peut ne pas être observé de manière fiable à l'aide des capteurs de force. Au lieu de cela, dans un mode de réalisation, le système de commande électronique peut comprendre un émetteur et capteur infrarouge positionné vers le joint d'étanchéité 114 amovible. La combinaison émetteur/capteur peut permettre au système de commande électronique de détecter la présence des objets dans la ligne de mire de l'émetteur/capteur. Un joint d'étanchéité amovible peut être facilement reconnaissable en tant que surface statique immobile typiquement réfléchissante. Ainsi, l'émetteur/capteur peut être utilisé pour permettre une manière supplémentaire pour que le système de commande électronique automatise le procédé de distribution 180.
[0094] En variante, à l'étape 183, le système de commande électronique peut retirer le joint d'étanchéité 114 amovible automatiquement. Par exemple, comme représenté sur la figure 10, la capsule 1000 peut comprendre un joint d'étanchéité 114 amovible avec une poignée annulaire 1015. La poignée annulaire 1015 peut être mécaniquement retirée et jetée dans une poubelle, par exemple, par une action d'accrochage tirant l'anneau du réceptacle 1002. Dans un mode de réalisation non mécanique, un utilisateur peut retirer, manuellement, le joint d'étanchéité via la poignée annulaire 1015.
[0095] A une étape 184, suite à la réception de la confirmation, le procédé implique d'appliquer un couple de rotation prédéterminé sur l'élément mélangeur 104 et de distribuer le produit alimentaire 103 à la consistance souhaitée par l'ouverture inférieure du réceptacle 102.
[0096] En référence à la figure 9, on représente une vue en perspective d'un élément mélangeur étagé. Les figures 9B-G sont ses vues en plan. Comme représenté sur la figure 9, la lame hélicoïdale 904c de l'élément mélangeur 904 peut comprendre une ou plusieurs parties étagées 904j. Dans un autre mode de réalisation, une seule des deux surfaces peut être étagée, c'est-à-dire que la surface non étagée peut être linéaire comme le reste des parties de la surface.
[0097] La partie étagée 904j peut comprendre une surface concave et sépare efficacement la lame hélicoïdale 904c en plusieurs pas. La courbure de la partie étagée 904j peut permettre à l'élément mélangeur 904 d'exercer des forces plus directement sur le produit alimentaire. Sinon, la lame hélicoïdale 904c conserve une inclinaison régulière le long de la surface supérieure 904g et de la surface inférieure 904h. La partie étagée 904j peut aider à mélanger le produit alimentaire en fournissant une action de ramassage. En d'autres termes, la partie étagée 904j peut ramasser et agiter le produit alimentaire lorsque l'élément mélangeur 904 tourne dans la direction dans laquelle la partie étagée 904j est orientée.
[0098] En plus d'aider le mélange, la partie étagée 904j peut aider à la fabrication dans un environnement de moulage par injection, en facilitant l'éjection de l'élément mélangeur 104 après la formation dans le moule. De plus, la partie étagée 904j peut ajouter de la rigidité à la structure. Dans un autre mode de réalisation, le bord externe 904i peut être chanfreiné pour ajouter davantage de rigidité.
[0099] Toutes les références comprenant les brevets, les demandes et les publications de brevet cités ici sont incorporées ici pour référence dans leur intégralité et à tous les égards au même titre que si chaque publication ou brevet ou demande de brevet individuel(le) était spécifiquement et individuellement indiqué(e) pour être incorporé(e) pour référence dans son intégralité à tous les égards.

Claims (17)

1. Capsule pour mélanger et distribuer un produit alimentaire congelé potentiellement stocké dans cette dernière, comprenant : un réceptacle comprenant une ouverture supérieure et une ouverture inférieure, dans laquelle l'ouverture inférieure est hermétiquement scellée par un joint d'étanchéité amovible pour former une chambre de réception entourée par une paroi du réceptacle, dans laquelle la chambre de réception est adaptée pour recevoir et stocker un produit alimentaire à l'intérieur de cette dernière, un couvercle recouvrant, de manière amovible, l'ouverture supérieure, dans laquelle le couvercle comprend une ouverture centrale, une surface supérieure et une surface inférieure ; un élément mélangeur disposé dans la chambre de réception et pouvant être incorporé au produit alimentaire, l'élément mélangeur ayant une extrémité supérieure accessible par l'ouverture centrale du couvercle et une lame en forme de vis sans fin ; et dans laquelle : l'extrémité supérieure de l'élément mélangeur comprend une dépression profilée qui est actionnée par un arbre d'entraînement d'un système de commande électronique à travers l'ouverture centrale du couvercle, la lame en forme de vis sans fin comprend une première surface et une seconde surface jointes par un bord qui s'étend latéralement à partir d'un axe central de l'élément mélangeur jusqu'à la paroi du réceptacle ; l'élément mélangeur se conforme étroitement au profil du réceptacle ; la lame en forme de vis sans fin s'étend de manière hélicoïdale à partir de l'extrémité supérieure jusqu'à une partie de pointe autour de l'axe central de sorte que la rotation de la lame en forme de vis sans fin amène au moins l'une parmi la première surface et la seconde surface à déplacer le produit alimentaire autour et le long de l'axe central ; le réceptacle et l'élément mélangeur se rétrécissent progressivement autour de l'ouverture inférieure ; lorsque l'élément mélangeur est actionné par le système de commande électronique, la lame hélicoïdale en forme de vis sans fin de l'élément mélangeur tourne et au moins l'une parmi la première surface et la seconde surface contraint le produit alimentaire à tournoyer dans le réceptacle jusqu'à ce qu'une consistance souhaitée soit atteinte et à être distribué par l'ouverture inférieure lorsque le joint d'étanchéité amovible a été retiré.
2. Capsule selon la revendication 1, dans laquelle le bord de la lame en forme de vis sans fin est affleure contre la paroi du réceptacle.
3. Capsule selon la revendication 2, dans laquelle une tolérance entre le bord et la paroi du réceptacle est aussi petite que 3 microns.
4. Capsule selon la revendication 1, dans laquelle : la lame en forme de vis sans fin est partagée en une pluralité de pas ; la première surface et la seconde surface comprennent une partie concave entre chacun des pas, dans laquelle la partie concave d'au moins l'une parmi la première surface et la seconde surface ramasse le produit alimentaire dans la direction dans laquelle l'élément mélangeur tourne.
5. Capsule selon la revendication 1, dans laquelle l'extrémité supérieure comprend une surface qui est affleure contre la surface inférieure du couvercle.
6. Capsule selon la revendication 1, dans laquelle un couple de rotation appliqué sur l'élément mélangeur par l'arbre d'entraînement est d'approximativement 5 à 15 Nm.
7. Capsule selon la revendication 1, dans laquelle l'élément mélangeur tourne à un nombre de tours par minute de seuil nécessaire pour générer une force centrifuge minimum pour repousser le produit alimentaire de l'axe central.
8. Capsule selon la revendication 1, dans laquelle la consistance souhaitée est associée à un courant cible consommé par le système de commande électronique pendant l'actionnement de l'arbre d'entraînement.
9. Capsule selon la revendication 5, dans laquelle le courant cible est encodé sur une étiquette de produit positionnée sur l'extérieur du réceptacle et lisible par le système de commande électronique.
10. Procédé pour mélanger et distribuer un produit alimentaire stocké dans une capsule, comprenant les étapes suivantes : actionner, par le biais d'un arbre d'entraînement d'un système de commande électronique, un élément mélangeur disposé dans une chambre de réception d'un réceptacle de la capsule, dans lequel le réceptacle comprend une ouverture supérieure et une ouverture inférieure, dans lequel l'ouverture inférieure est hermétiquement scellée par un joint d'étanchéité amovible et la chambre de réception est entourée par une paroi du réceptacle, dans lequel la chambre de réception est adaptée pour recevoir et stocker un produit alimentaire à l'intérieur de cette dernière, dans lequel le réceptacle comprend en outre un couvercle ayant une ouverture centrale, dans lequel l'élément mélangeur est incorporé au produit alimentaire et comprend une extrémité supérieure ayant une ouverture accessible par l'ouverture centrale ; dans lequel l'actionnement du élément mélangeur implique le mélange du produit alimentaire en une consistance crémeuse, dans lequel l'élément mélangeur comprend en outre une lame en forme de vis sans fin ayant une première surface et une seconde surface jointes par un bord qui s'étend latéralement à partir d'un axe central du élément mélangeur et est affleure contre la paroi du réceptacle, dans lequel la lame en forme de vis sans fin s'étend de manière hélicoïdale à partir de l'extrémité supérieure jusqu'à une partie de pointe autour de l'axe central, dans lequel la lame en forme de vis sans fin est partagée en une pluralité de pas ; dans lequel la première surface et la seconde surface comprennent une partie concave entre chacun des pas ; dans lequel l'étape de mélange implique l'étape pour faire tourner l'élément mélangeur via l'arbre d'entraînement et appliquer ainsi un couple de rotation sur le produit alimentaire, amenant l'une parmi la première surface, la seconde surface et la partie concave à déplacer le produit alimentaire autour et le long de l'axe central, dans lequel l'étape pour faire tourner l'élément mélangeur amène la lame hélicoïdale en forme de vis sans fin à déplacer le produit alimentaire vers l'extérieur par rapport à l'axe central et pousser le produit alimentaire pour qu'il tournoie contre la paroi du réceptacle ; dans lequel l'étape pour actionner l'élément mélangeur implique en outre l'étape pour distribuer le produit alimentaire par l'ouverture inférieure.
11. Procédé selon la revendication 10, dans lequel l'étape pour faire tourner l'élément mélangeur amène les parties concaves d'au moins l'une parmi la première surface et la seconde surface à ramasser le produit alimentaire dans la direction dans laquelle l'élément mélangeur tourne.
12. Procédé selon la revendication 10, dans lequel l'étape pour distribuer le produit alimentaire implique de plus l'étape pour émettre un message pour retirer le joint d'étanchéité amovible de l'ouverture inférieure du réceptacle.
13. Procédé selon la revendication 10, dans lequel l'étape pour distribuer le produit alimentaire implique de plus l'étape pour retirer mécaniquement le joint d'étanchéité amovible de l'ouverture inférieure du réceptacle via le système de commande électronique.
14. Procédé selon la revendication 10, dans lequel l'achèvement de l'étape pour mélanger le produit alimentaire implique de plus l'étape pour détecter si une valeur de seuil a été satisfaite par le système de commande électronique.
15. Procédé selon la revendication 14, dans lequel la valeur de seuil est une valeur de nombre de tours par minute et est d'approximativement 1000 à 1500 tours par minute.
16. Procédé selon la revendication 14, dans lequel la valeur de seuil est un couple de rotation appliqué sur le produit alimentaire et est d'approximativement 5 à 15 Nm.
17. Procédé selon la revendication 14, dans lequel la valeur de seuil est un courant consommé par le système de commande électronique qui est étroitement associé à la consistance souhaitée.
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