FR2964303A1

FR2964303A1 - Dispositif de fabrication de boisson gazeuse aromatisee et a dose choisie

Info

Publication number: FR2964303A1
Application number: FR1157815A
Authority: FR
Inventors: Carl Santoiemmo
Original assignee: Primo Products LLC
Current assignee: Primo Products LLC
Priority date: 2010-09-02
Filing date: 2011-09-02
Publication date: 2012-03-09
Also published as: CA2751843C; DE102011112159B4; US20110020508A1; GB201115093D0; DE102011112159A1; US20120107463A1; CA2751843A1; US8833241B2; GB2483363A

Abstract

Dispositif de fabrication de boisson gazeuse (10) capable de fabriquer une dose unique ou de multiples doses uniques répétées d'une boisson aromatisée et gazeuse choisie, ledit dispositif de fabrication de boisson (10) comportant : un réservoir (20) en communication fluidique avec une chambre de gazéification afin de mélanger un volume choisi de fluide à du dioxyde de carbone ; une source de dioxyde de carbone sous pression en communication fluidique avec la chambre de gazéification ; une capsule d'arôme jetable à usage unique et emballée individuellement contenant un arôme et ayant un opercule scellé qui recouvre et scelle la capsule d'arôme ; et un mécanisme de perçage (210) pour percer la capsule d'arôme et y mélanger le volume choisi de fluide, et pour évacuer un fluide mélangé. Procédé de fabrication d'une dose unique ou de multiples doses uniques répétées d'une boisson choisie, aromatisée et gazeuse

Description

ARRIERE-PLAN DE L'INVENTION

1. Domaine de l'invention La présente invention se rapporte d'une manière générale à un procédé et à un dispositif pour la fabrication d'une dose unique ou multiple d'une boisson choisie aromatisée, gazeuse ou non-gazeuse, et plus particulièrement à un appareil et à un procédé destinés à procurer une « installation de mise en bouteilles » à service individuel destinée à créer de telles boissons.

2. Description de l'art antérieur Alors que les machines à café et les distributeurs de boisson chaude existent depuis un certain temps, un développement de marché relativement nouveau a été créé pour les appareils de boisson à dose unique. Ces machines sont toutes conçues pour préparer rapidement une seule tasse de café ou de thé à la fois. Aux Etats-Unis, la plus largement disponible commercialement de ces machines, dans laquelle les moutures sont préfabriquées dans une cartouche de dose unique préparée appelée K-Cups®, est fabriquée par Keurig Company. Une fois que la machine a chauffé l'eau, l'utilisateur insère une dose K-Cup® dans la machine, place une tasse sous le bec-verseur, et appuie sur un bouton de mise en marche afin de permettre à de l'eau chaude d'être alors distribuée à travers la dose K-Cup®. La dose K-Cup® forme un volume d'infusion interne, et assure un temps de mélange et de trempage suffisant pour former une boisson infusée avant d'y être filtré dans la tasse. De cette manière, une tasse de café, de thé ou de chocolat chaud est préparée. En omettant la dose K-Cup®, les utilisateurs peuvent également simplement préparer une tasse d'eau chaude, qui peut alors être distribuée dans le but de faire du chocolat chaud, du thé, une soupe instantanée, ou d'autres boissons chaudes directement dans la tasse. Des dispositifs d'utilisation finale semblable existent avec les systèmes de boisson FlaviaTM (une division de Mars, Incorporate), NesspressoTM (de Nestlé Nespresso SA, une unité opérationnelle du groupe Nestlé), le système d'infusion de café Senseo® des sociétés Néerlandaises Philips et Douwe Egberts, une filiale de Sara Lee Corporation), et le système de boisson chaude TassimoTM (développé par Kraft Foods, Inc.), pour n'en citer que quelques un. Jusqu'à présent, ces appareils de boisson à dose unique étaient ciblés, et donc limités dans leurs capacités : boissons chaudes fabriquées par infusion, trempage ou équivalent. Par conséquent, un besoin existe pour une machine à boisson froide à dose unique à la demande et in situ, capable de créer des eaux aromatisées gazeuses ou non-gazeuses, des jus ou des sodas.

RÉSUMÉ DE L'INVENTION Les problèmes liés à la fabrication à la demande d'une quantité dosée d'eaux aromatisées gazeuses ou non-gazeuses, de jus ou de sodas, sont très différents de ceux qui se posent dans la fabrication de boissons chaudes faites par infusion, trempage ou équivalent. Les enseignements fournis par les machines à boisson chaude disponibles dans le commerce se sont avérés assez différents des caractéristiques et des fonctions requises. Grâce à des essais significatifs, la présente invention décrite ici propose un dispositif de fabrication de boisson à dose unique qui procure des moyens pour sélectionner un arôme, pour choisir une dose d'arôme, pour commander un niveau de gazéification, et pour commander le taux de mélange global ou le type de boisson, comme par exemple une eau gazeuse, un soda gazeux, un jus gazeux, une boisson énergisante non-gazeuse, ou équivalent. Bien que l'art antérieur enseigne que l'utilisation d'une « dose » unique de café ou de thé prévue dans une quantité fixe dans une cartouche ou un petit récipient puisse fonctionner comme réceptacle de mélange ou de trempage, la présente invention procure des moyens par lesquels la machine à boisson peut commander le processus de mélange et de fabrication de la boisson finale d'une manière constante et reproductible afin d'obtenir un mélange final prévu pour une personne ; et peut fabriquer à domicile de manière répétée et consécutive une parmi plusieurs de ces différentes boissons à dose unique. C'est un objectif de la présente invention que de procurer des moyens pour réaliser un seul service d'une boisson au domicile d'un utilisateur et à la demande. C'est un autre objectif de la présente invention que d'être capable de créer des boissons comprenant des eaux aromatisées avec des vitamines/minéraux, des boissons de sport, des boissons énergisantes, des tisanes ou d'autres boissons froides gazeuses ou non-gazeuses de manière individualisée. C'est un autre objectif de la présente invention que de procurer des moyens de commander la proportion de concentré par rapport au diluant et le volume total de la boisson créée. C'est encore un autre objectif de la présente invention que de comporter des moyens pour réguler et commander la pression à laquelle la boisson est gazeuse.

C'est toujours encore un autre objectif de la présente invention que de procurer des moyens pour réguler le niveau de gazéification. C'est un autre objectif de la présente invention que de procurer des moyens pour réguler et sélectionner la saveur de la boisson gazeuse lorsque la boisson est distribuée. C'est un objectif final de la présente invention que de procurer tous les bénéfices que les objectifs précédents impliquent. Selon un aspect de la présente invention, on prévoit un dispositif de fabrication de boisson gazeuse capable de fabriquer des boissons personnalisées en un seul service, ledit dispositif de fabrication de boisson comportant : un réservoir en communication fluidique avec une chambre de gazéification afin de mélanger un volume choisi de fluide à du dioxyde de carbone ; une source de dioxyde de carbone sous pression en communication fluidique avec la chambre de gazéification ; une capsule d'arôme jetable à usage unique et emballée individuellement contenant un arôme et ayant un opercule scellé qui recouvre et scelle la capsule d'arome ; et un mécanisme de perçage pour percer la capsule d'arôme et y mélanger le volume choisi de fluide, et pour évacuer un fluide mélangé, la chambre de gazéification comportant un ensemble de récipient de pression d'un volume fixe de telle sorte que l'absorption de dioxyde de carbone peut être réalisée et commandée. Selon un autre aspect de la présente invention, on prévoit un dispositif de fabrication de boisson gazeuse capable de fabriquer des boissons personnalisées, en un seul service, ledit dispositif de fabrication de boisson comportant : un réservoir en communication fluidique avec une chambre de gazéification afin de mélanger un volume de fluide choisi à du dioxyde de carbone ; une source de dioxyde de carbone sous pression en communication fluidique avec la chambre de gazéification ; une capsule d'arôme jetable à usage unique et emballée individuellement contenant un arôme et ayant un opercule scellé qui recouvre et scelle la capsule d'arome ; et un mécanisme de perçage pour percer la capsule d'arôme et y mélanger le volume choisi de fluide, et pour évacuer un fluide mélangé, la capsule d'arôme jetable à usage unique et emballée individuellement étant configurée pour interagir avec une unité centrale de traitement qui commande le dispositif de fabrication de boisson. Selon un autre aspect de la présente invention, on prévoit un dispositif de fabrication de boisson gazeuse capable de fabriquer des boissons personnalisées, en un seul service, ledit dispositif de fabrication de boisson comportant : un réservoir en communication fluidique avec une chambre de gazéification afin de mélanger un volume choisi de fluide à du dioxyde de carbone ; une source de dioxyde de carbone sous pression en communication fluidique avec la chambre de gazéification ; une capsule d'arôme jetable à usage unique et emballée individuellement contenant un arôme et ayant un opercule scellé qui recouvre et scelle la capsule d'arôme ; et un mécanisme de perçage pour percer la capsule d'arôme et y mélanger le volume choisi de fluide, et pour évacuer un fluide mélangé, le mécanisme de perçage comportant : une tige supérieure séparée d'une lame inférieure par une section constrictive rétrécie ; un trou d'évent supérieur formé dans la tige supérieure ; un trou d'évent inférieur formé dans la lame inférieure et relié par une fente à un orifice d'évacuation se terminant au niveau de la lame inférieure.

BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS Les avantages et les caractéristiques de la présente invention seront mieux compris en se référant à ce qui suit et à la description plus détaillée et aux revendications, considérées en conjonction avec les dessins annexés, sur lesquels des éléments identiques sont identifiés par des références identiques, et dans lesquels : La figure la est une vue avant en perspective d'un dispositif de fabrication de boisson in-situ, pour plan de travail, pour fabriquer des boissons gazeuses et non-gazeuses selon le mode de réalisation préféré de la présente invention ; La figure lb est une vue arrière, en perspective, de ce dispositif ; La figure 2 est une vue en perspective, partiellement éclatée, de ce dispositif ; Les figures 3a et 3b sont des vues en perspective, avant et arrière, respectivement, d'un ensemble de réservoir d'eau 18 à utiliser avec le dispositif de fabrication de boisson pour plan de travail selon le mode de réalisation préféré de la présente invention ; Les figures 3c et 3d sont des vues en perspective de dessus et de dessous, respectivement, du corps de réservoir d'eau 20 à utiliser en tant que partie de l'ensemble de réservoir d'eau 18 représenté sur les figures 3a et 3b ; Les figures 3e et 3f sont des vues en perspective de dessus et de dessous, respectivement, du couvercle de réservoir d'eau 22 à utiliser en liaison avec le corps de réservoir d'eau 20 et en tant que partie de l'ensemble de réservoir d'eau 18 ; La figure 4 est une vue de côté, en coupe, de l'ensemble de réservoir d'eau 18 suivant la ligne IV-IV de la figure 3a ; La figure 5a est une vue en perspective d'un ensemble de gazéification 50 à utiliser avec le dispositif de fabrication de boisson de plan de travail 10 selon le mode de réalisation préféré de la présente invention ; La figure 5b est une vue éclatée de l'ensemble de gazéification 50 de la figure 5a ; La figure 6 est un graphique montrant le fonctionnement du solénoïde de commande pour commander l'écoulement du CO2 jusqu'à la chambre 80 avec le profil de pression résultant, selon le mode de fonctionnement préféré de la présente invention ; La figure 7 est un organigramme opérationnel d'un dispositif de fabrication de boisson in-situ, pour plan de travail, pour fabriquer des boissons gazeuses et non-gazeuses selon la forme de réalisation préférée de la présente invention ; La figure 8a et la figure 8b sont des vues en perspective d'une petite capsule d'arôme 200 et d'une grande capsule d'arôme 201, respectivement, pour utilisation en liaison avec un dispositif de fabrication de boisson du mode de réalisation préféré ; et La figure 9 est une vue en perspective d'un mécanisme de perçage 210 à utiliser en liaison avec un dispositif de fabrication de boisson 10 du mode de réalisation préféré ; La figure 10a est une vue en perspective d'une aiguille de perçage 300 à utiliser en liaison avec le mécanisme de perçage représenté sur la figure 9 ; La figure 10b est une vue de dessus, en plan, de celle-ci ; et La figure 10c est une vue en coupe suivant la ligne X-X de la figure 10b.

DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE MODES DE RÉALISATION 10 1. Description générale du dispositif Si l'on se réfère maintenant à la figure la et à la figure lb, un mode de réalisation d'un dispositif de fabrication de boisson in-situ, pour plan de travail, pour 15 fabriquer des boissons gazeuses et non-gazeuses est représenté. Ce dispositif est désigné ci-après d'une manière générale : dispositif de fabrication de boisson froide ou dispositif de fabrication de boisson 10. Un boîtier externe 12 recouvre et contient les systèmes 20 internes modulaires, tout en procurant un design industriel esthétiquement plaisant. Bien que plusieurs des enseignements et des améliorations de la présente invention peuvent être atteints sans limitation de taille ou de facteur de forme, une amélioration clé supplémentaire 25 enseignée par la présente divulgation est d'être capable de procurer un dispositif de fabrication de boisson 10 qui peut s'adapter de façon pratique sur un plan de travail de cuisine standard. Il est ainsi prévu que le boîtier externe 12 soit capable d'avoir une hauteur globale de moins de 30 39,4 cm (15,5 pouces), avec une dimension externe préférée qui est dans un cube global de 39,4 cm (15,5 pouces) de haut par 35,6 cm (14 pouces) de large par 32,4 cm (12,75 pouces) de profond.

Le boîtier 12 supporte en outre une zone de commande 22 formant une interface opérationnelle ou une interface de commande d'utilisateur, comme cela est décrit plus en détail ci-dessous. Une zone de remplissage, représentée de manière générale par 209 comprend un mécanisme de perçage 210 (comme cela est décrit plus en détail ci-dessous) qui permet de mélanger de l'eau gazeuse ou non-gazeuse rafraîchie à un récipient de concentré aromatique à dose unique, au-dessus de la plaque de débordement de base 16. Comme cela est représenté, le boîtier 12 est fixé sur une base 14, et pourvu d'une intégrité structurelle supplémentaire et fonctionne en outre comme élément de fixation pour le raccordement des différents composants de système comme cela sera décrit plus en détail ci-dessous. Une plaque de débordement de base 16 ou un plateau de débordement est en outre supporté par la base 14 et est d'une taille, d'une forme et d'un emplacement permettant de collecter des fluides renversés ou mal distribués. Selon le mode de réalisation préférée présentée ici, le plateau de débordement est prévu pour recueillir jusqu'à 47 cl (16 onces) liquides de liquide du fait que la présente conception a été choisie pour la distribution de boissons de 24 ou 47 centilitres (huit ou seize onces), comme cela sera décrit plus en détail ci-dessous. Le fluide de préparation de boisson est prévu comme étant essentiellement de l'eau. Cependant, il est évident pour une personne ayant une compétence normale dans le domaine concerné que n'importe quel fluide potable capable d'être utilisé comme boisson peut être utilisé comme un équivalent évident (comme par exemple des jus de fruit ou de légume). Du fluide est introduit dans le dispositif de fabrication de boisson 10 par l'intermédiaire d'un ensemble de réservoir d'eau 18. L'ensemble de réservoir d'eau 18 est mieux représenté en liaison avec les figures 3a à 4b, et l'ensemble de réservoir d'eau 18 comporte un corps de réservoir d'eau 20 formant un réservoir de fluide 24 contenu par un couvercle de réservoir d'eau amovible 22 capable de fermer de manière étanche l'embouchure du corps de réservoir d'eau 20. Il est prévu que l'ensemble de réservoir d'eau 18 soit empilable dans la base 14 mais amovible du boîtier de machine 12 de façon à permettre à l'ensemble 18 de fonctionner comme pichet de boisson pouvant être mis dans un réfrigérateur (non représenté) de façon à refroidir n'importe quel contenu liquide. Le corps de réservoir d'eau 20 forme un orifice d'évacuation 25 formé en dessous du corps de réservoir d'eau 60 (mieux représenté sur la figure 3d) qui permet une communication fluidique entre le réservoir de fluide 24 et une pompe à eau 106 qui communique en outre avec une chambre de gazéification 80 comme cela est décrit plus en détail ci-dessous. Comme représenté sur les figures 4a et 4b, un ensemble de soupape de réservoir d'eau poussée par ressort 26 procure un mécanisme d'ouverture de l'orifice d'évacuation 25 lors de l'emboîtement du corps de réservoir d'eau 20 dans la base 14, tout en permettant une fermeture automatique lors du retrait. De cette manière, l'utilisateur peut enlever l'ensemble 18, remplir le corps 20, et retourner la base 14 afin de permettre de délivrer le contenu liquide de façon à amorcer la machine. Bien que la sélection de n'importe quel volume particulier du réservoir d'eau 20 soit un choix de conception afin de répondre à une exigence de performance individuelle, un réservoir d'eau 20 de 189 cl (64 onces) liquides sous la forme d'un volume moulé par soufflage est représenté dans la présente invention. Il est prévu qu'une personne ayant une compétence ordinaire dans le domaine concerné, à la lumière des enseignements et des buts de la présente invention, envisage comme variante de choix de conception d'incorporer un réservoir de fluide fixé rigidement (c'est-à-dire inamovible) monté dans ou sur le boîtier 12 et ayant un accès par l'intermédiaire d'une porte de remplissage de fluide. Il est prévu qu'une telle variante de conception équivalente sur le plan fonctionnel exige des moyens de refroidissement du contenu d'un tel réservoir, des moyens d'isolation d'un tel réservoir, ou les deux.

Le fluide délivré à partir de l'ensemble de réservoir d'eau 18 est ensuite dirigé afin d'être gazéifié (facultatif), mélangé, et évacué dans un récipient à boire sous la forme d'une eau aromatisée avec des vitamines/minéraux, une boisson de sport, une boisson énergisante, de la tisane ou d'autres boissons froides gazeuses ou non-gazeuses de manière personnalisée. La présente demande incorpore les enseignements et les améliorations développés à partir des inventions décrites dans l'art antérieur mentionné ci-dessus, tout en divulguant des améliorations supplémentaires qui seront identifiées et décrites seules de façon détaillée. Il est évident pour une personne ayant une compétence ordinaire dans le domaine concerné, à la lueur des enseignements de l'art antérieur, que les détails spécifiques de ces inventions décrites seules peuvent et doivent être compris en liaison avec l'invention globale. En gardant cela à l'esprit, la présente invention peut globalement être appréhendée en terme des améliorations additionnelles suivantes : dispositif de gazéification ; procédés de gazéification ; interaction ou commande de sirop (c'est-à-dire composant liquide d'arôme ou sans eau) ; et mécanisme de perçage. 2. Description détaillée des dispositifs de gazéification Il a été enseigné comme élément clé de la présente invention qu'un ensemble de récipient de pression d'un volume fixe est utilisé pour l'absorption du dioxyde de carbone dans le liquide à utiliser dans la fabrication d'une boisson du type gazeuse. Dans le mode de réalisation préféré, comme cela est représenté d'une manière générale dans la figure 2 et plus en détail en liaison avec les figures 5a et 5b, l'ensemble de gazéification 50 est représenté comme ayant une chambre de gazéification 80 représentée dans sa forme de réalisation préférée comportant une bouteille de 47 cl (16 onces) construite de façon à suffisamment retenir du fluide sous pression d'une façon sûre. Une caractéristique particulière et une amélioration des présents enseignements comprennent la fonction de la chambre de gazéification 80 comme « gazéificateur de dose ». Aux fins de la présente invention un « gazéificateur de dose » se rapporte à un volume commandé dans lequel température, pression, volume de l'eau et, finalement, absorption de CO2 peuvent être réalisés et commandés. En soi, le volume interne est conçu pour maintenir un volume de liquide dosé, plus un espace libre supplémentaire pour permettre l'addition du dioxyde de carbone pressurisé, comme cela a été décrit d'une manière générale ici et plus en détail ci-dessous. Il est prévu que le volume interne total moins le volume de l'espace libre est égal à 41 cl (14 onces) liquides afin de distribuer une boisson de 47 cl (16 onces). De cette manière, des arômes, des essences et des sirops sont mélangés dans une proportion fixe de 6 cl (2 onces) d'arôme avec 41 cl (14 onces) d'eau rafraîchie (ou gazeuse). De plus, il est prévu que, dans les enseignements de la présente invention des variantes de volumes internes peuvent être prévues de façon à délivrer des boissons de différentes tailles, ou alterner entre boissons de différentes tailles. Dans la présente forme de réalisation, l'utilisation de capteurs capacitifs 82, 84 situés le long de la paroi latérale verticale de la chambre de gazéification 80 peut être faite pour identifier et commander le remplissage à un niveau souhaité, avec le capteur capacitif supérieur 82 situé à un niveau correspondant au volume associé aux proportions identifiées ci-dessus pour une boisson mélangée plus grande (c'est-à-dire, 47 cl (16 onces) totales de boisson consommable), tandis que le capteur capacitif inférieur 84 est situé à un niveau correspondant à une taille différente, prévue ici comme étant à un niveau indiquant l'introduction de 21 cl (7 onces) liquides de liquide afin de permettre de distribuer une boisson finale de 24 cl (8 onces). Il est prévu qu'une personne ayant la compétence ordinaire dans le domaine concerné, à la lumière des enseignements et des buts de la présente invention, envisage en tant que variante de choix de conception des variations du nombre de capteurs de niveau ou des volumes correspondants de boissons finales en tant que de variantes de conception fonctionnellement équivalentes ou extensions évidentes des présents enseignements, ou les deux. L'utilisation du type et du style de chambre 80 telle que représentée s'est avérée avoir des avantages en service. Le volume de réceptacle continu avec des pénétrations minimales réduit au minimum les fuites indésirables des liquides ou des gaz. L'orifice d'entrée unique peut être rendu étanche avec des joints toriques, et peut permettre à l'injection de CO2 dans la chambre 80 d'être faite par l'intermédiaire d'un tube d'entrée 86 qui se termine au-dessous du niveau de liquide prévu, en permettant ainsi au CO2 de barboter dans le liquide en entrant dans la chambre. Toutefois, le CO2 se rassemble éventuellement au sommet de la chambre, et un tel comme de réceptacle continu a pour résultat une minimisation de la surface de l'interface liquide-gaz, en diminuant ainsi le mélange et l'absorption efficaces et rapides du dioxyde de carbone. Des procédés de gazéification perfectionnés, comme cela est décrit ci-dessous, ont par conséquent été développés afin de minimiser le temps de mélange ou de transit exigé pour obtenir une gazéification souhaitée ou complète. D'autres défis d'une telle conception de la chambre 80 résident dans l'utilisation du formage de métal ayant pour résultat des options limitées pour la détection de niveau. Bien qu'un capteur de contact puisse, bien sûr, être mis en oeuvre en incorporant des orifices supplémentaires dans la paroi latérale de chambre, des capteurs sans contact et des capteurs du type capacitif sont d'une utilisation limitée avec une telle conception. En outre toujours, la conductivité thermique d'une paroi latérale en métal augmente le flux thermique dans le contenu liquide, en chauffant ainsi la boisson froide résultante. Ainsi, comme variante de forme de réalisation pour une chambre de gazéification 80, l'utilisation d'une matière plastique moulée par soufflage ayant des capacités thermiques inférieures peut être faite afin de réduire au minimum l'absorption de chaleur dans le contenu liquide pendant le cycle de gazéification. Dans chaque forme de réalisation, on prévoit que la température du contenu de fluide interne de la chambre de gazéification 80 peut être obtenue ou maintenue à 2,8°C (37°F). avec l'introduction dans l'ensemble de réservoir d'eau 18 d'eau rafraîchie à ou en dessous de cette température ; on prévoit en outre que la pression du volume interne peut, et devrait, être maintenue entre 0,86 MPa et 1,03 MPa (125 à 150 psi). Ceci assure une condition optimale pour l'absorption du CO2 dans l'eau. 3. Description détaillée des procédés de gazéification Afin d'obtenir une pression entre 0,86 MPa et 1,03 MPa (125 à 150 psi), un cylindre 60 de CO2 à haute pression est en communication fluidique avec le volume interne de la chambre de gazéification 80 à travers l'entrée de CO2 du bloc de jonction 100. Le bloc de jonction 100 fonctionne comme collecteur pour l'écoulement de fluide du gaz liquide et sous pression dirigé par le solénoïde de CO2 102, le solénoïde d'évent 104, ou une pompe d'alimentation en liquide 106 qui sont chacun en communication fluidique avec leurs systèmes respectifs. Un transducteur de pression commande l'introduction de la pression de travail de 12,4 MPa (1800 psi) de CO2 depuis le cylindre 60 jusqu'à l'entrée de CO2. Afin de procurer une source de CO2 constante, disponible et économique, on prévoit que la machine à boisson 10 de la présente invention tire avantage d'une source existante de gaz de gazéification comprimé telle qu'un propulseur à gaz 002 courant comme on trouve pour utilisation dans des pistolets de « paintball », qui existent de manière typique dans les trois tailles de 27 cl (9 onces), 35 cl (12 onces) et 59 cl (20 onces). On prévoit qu'une personne ayant la compétence ordinaire dans le domaine concerné, à la lumière des enseignements et des buts de la présente invention, envisage n'importe laquelle de ces tailles en tant que variante de conception fonctionnellement équivalente ou extension évidente, ou les deux, des présents enseignements.

Afin d'optimiser l'absorption de la dose fixe d'eau gazeuse, on prévoit que l'espace libre soit vidé de tout air résiduel et rempli de 002. Ceci peut être fait en entraînant le 002 à travers une paille d'évacuation et vers l'extérieur à travers le clapet d'évent 106. On prévoit en outre qu'une introduction pulsée de CO2 dans l'entrée de CO2 permette une gazéification incrémentale améliorée de l'eau jusqu'à ce qu'une pression optimale d'entre 0,86 MPa et 1,03 MPa (125 à 150 psi) soit obtenue dans le volume et maintenue par le clapet d'évent 106. Si l'on se réfère conjointement à la figure 6, le fonctionnement du solénoïde de commande pour commander l'écoulement de CO2 jusqu'à la chambre 80 est décrit et représenté avec le profil de pression résultant. Il s'avère grâce à une procédure d'essai significative que les introductions de CO2 sous pression par lot progressif exigent un temps de transit significatif pour permettre une gazéification correcte du contenu. En variante, l'utilisation de charges pulsées de CO2 s'est avérée être plus efficace pour pousser l'absorption dans le liquide, mais seulement à des pressions plus élevées. De plus, l'utilisation d'une introduction pulsée continue de CO2 aurait pour résultat un temps de cycle long, que le consommateur trouverait trop long en addition du temps supplémentaire pour le réchauffement de la boisson par pénétration de chaleur. Il s'est avéré être un cycle optimal que de prévoir une mise en pression initiale de la chambre de gazéification (comme cela est représenté par la pente A), suivie par une pulsation de CO2 dans le récipient sous pression jusqu'à ce que soit maintenue une pression maximum constante (comme cela est représenté par la pente B), ce qui permet une plus grande absorption dans le liquide à un temps de cycle global acceptable. Une fois complètement chargé, un temps de transit optimal d'environ approximativement 8 secondes (comme cela est représenté par la pente C) s'est avéré procurer un temps de cycle et de transit global optimal afin d'atteindre une gazéification correcte pour un temps de cycle global raisonnable. Cette pression est alors mise à l'air libre (comme cela est représenté par la pente D) avant la distribution du liquide (comme cela est représenté par la pente E). De manière additionnelle, la mise à l'air libre de la chambre de gazéification 80 pendant l'évacuation de liquide s'est avérée utile pour relâcher toute dépression créée par la distribution de la boisson mélangée, comme cela sera décrit plus en détail ci-dessous.

4. Description détaillée d'interaction ou de commande de sirop Un fonctionnement de la présente invention est mieux décrit en liaison avec la figure 7 représentant un dispositif de fabrication de boisson in-situ pour plan de travail, pour des boissons gazeuses et non-gazeuses, selon le mode de réalisation préférée de la présente invention. Le capteur de niveau à l'intérieur du réservoir de fluide identifie la présence d'une quantité suffisante de liquide à partir duquel on forme une boisson mélangée. Si elle est présente, lors du démarrage, la pompe fonctionne pendant une durée prédéterminée afin de délivrer à la chambre de gazéification suffisamment de liquide (21 cl ou 41 cl, i.e. 7 onces ou 14 onces) en fonction de la taille de boisson sélectionnée. Une thermistance mesure la température de la partie liquide et peut être utilisée pour commander la quantité de pression de CO2 nécessaire pour la saturation. Si une pression suffisante de CO2 existe dans la bouteille 60, alors la pompe est alimentée et le clapet d'évent est ouvert pour permettre de remplir la bouteille avec du fluide. Une fois qu'elle est pleine, la chambre de gazéification est sous pression de la manière décrite ci-dessus afin de permettre à la bouteille sous pression de mettre en pression la chambre de gazéification jusqu'à la pression de saturation appropriée (approximativement 0,86 MPa et 1,03 Mpa, i.e. 125 à 150 psi). Un transducteur de pression peut être utilisé en communication fluidique avec la chambre de gazéification par l'intermédiaire du bloc de jonction 100. Si la chambre de gazéification subit une pression au-dessus de la pression visée souhaitée, un clapet de décharge de pression élevée peut alors libérer le gaz jusqu'à ce que la surpression soit relâchée. En liaison avec la forme de réalisation préférée de la présente invention, le dispositif de fabrication de boisson 10 incorpore l'unité centrale de traitement permettant de commander de manière opérationnelle toutes les commandes internes. Quand le dispositif de fabrication de boisson 10 est activé, une interface d'utilisateur déplacée sur l'unité de commande opérationnelle 24 indique l'état, l'étape de cycle et le fonctionnement en utilisant une DEL allumée directement commandée par le bloc d'alimentation interne. Cependant, à la différence des boissons infusées telles que le café ou le thé où les utilisateurs sont habitués à une variation de la sortie et commandent par habitude la concentration par l'intermédiaire du temps de trempage, du niveau de mouture des grains, ou la quantité pure des grains moulés, dans des boissons gazeuses ou non gazeuses, l'attente du consommateur est d'une plus grande constance. De plus, avec l'utilisation d'un « gazéificateur de dose » à volume fixe, il y a un plus grand besoin de vérification et d'authentification du type, de la qualité, de la quantité, de la concentration, etc. du concentré aromatique ou du composant sans diluant. Dans la présente invention, on prévoit l'utilisation de capsules d'arôme jetables à usage unique et emballées individuellement 200 qui comprennent une zone de mélange 200a d'un volume plus grand que le volume qui est rempli avec les arômes choisis pour faire de l'eau aromatisée gazeuse et un sirop pour faire sortir un soda à faible teneur en sucre enrichi en vitamine et avec des minéraux ajoutés. De plus, un mécanisme d'authentification codé est prévu comme étant porté par la capsule 200, et identifié par le dispositif de fabrication de boisson 10, ce qui permettrait aux réglages du dispositif de fabrication de boisson 10 d'être préétablis pour permettre une condition normale prévue pour une utilisation avec une boisson particulière. A titre d'exemple, la taille de boisson pourrait être choisie parmi une boisson de 24 cl (8 onces) et une boisson de 47 cl (16 onces); la boisson pourrait être une boisson gazeuse à l'orange, ou une infusion non-gazeuse. Puisqu'un grand nombre de permutations existe, l'utilisation du codage des réglages par défaut du système dans la capsule d'arôme 200, et ensuite identifiés par et utilisés pour ajuster les réglages du dispositif de fabrication de boisson, peut éliminer de nombreuses sélections erratiques. De plus, en identifiant et en choisissant simplement des réglages par défaut, la machine 10 permet toujours à l'utilisateur de les confirmer ou de les modifier avant utilisation. De cette manière, l'utilisateur peut toujours créer une infusion gazeuse, ou un cola non gazeux, par exemple, ainsi qu'augmenter ou diminuer la quantité de gazéification désirée. Afin de réaliser la validation et la vérification d'une capsule d'arôme correctement fournie 200, un mécanisme d'authentification codé constitué d'une étiquette RFID (ou un dispositif transpondeur) d'un type couramment disponible est utilisé pour enregistrer et récupérer à distance des données. Une étiquette RFID est appliquée sur et incorporée dans une capsule d'arôme 200, de préférence dans le couvercle de fermeture de la capsule, et porte une variété d'information de validation ou d'authentification, comprenant, mais sans être limité à cela : un code ou des codes d'autorisation ; de l'information de contenu de capsule d'arôme telle que, par exemple, source, date d'expiration, arome, et équivalent ; et des données de sélection de boisson par défaut dans le but de présenter les réglages par défaut du dispositif de fabrication de boisson. La plupart des systèmes RFID contiennent au moins deux parties : un circuit intégré pour enregistrer et traiter les informations, à moduler et démoduler un signal (RF), et à remplir d'autres fonctions spécialisées ; et une antenne pour recevoir et émettre le signal. Une technologie RFID sans puce permet une identification discrète des étiquettes sans circuit intégré, et ces étiquettes peuvent être imprimées directement sur la capsule d'arôme 200 ou son opercule à un coût plus faible que les coûts traditionnels. Ces étiquettes passives n'exigent pas d'alimentation interne et sont seulement actives quand un lecteur à proximité les alimente. On prévoit que le lecteur de RFID avec une antenne soit incorporé dans le dispositif de fabrication de boisson 10 et en communication électronique avec l'unité centrale de traitement afin de permettre une récupération d'information dans l'étiquette REID et une mise en oeuvre des réglages par défaut de système en réponse à l'information récupérée. Ces réglages par défaut sont prévus pour comprendre : l'authentification ou la vérification du fonctionnement tel que, par exemple, réglage « marche »/« arrêt » ; volume de boisson ; gazéification ou non-gazéification ; niveau de gazéification ; et équivalent. Cette capacité de faire interagir la capsule d'arôme 200 directement avec la commande et le fonctionnement du dispositif de fabrication de boisson 10 permet aux réglages du dispositif de fabrication de boisson 10 d'être préétablis afin d'accepter une condition normale prévue pour une utilisation avec une boisson particulière. Cette capacité de pré-établir des réglages par défaut est une caractéristique additionnelle qui permet au dispositif de fabrication de boisson de procurer une boisson de qualité constante pouvant être répétée, même quand il est utilisé avec la large gamme de variétés de boissons froides gazeuses et non gazeuses qui sont prévues pour être préparées, ainsi que d'accepter le développement de sélections de boissons nouvelles toujours changeantes.

5. Description détaillée du mécanisme de perçage Si l'on se réfère maintenant aux figures 8a et 8b, la capsule d'arôme est représentée dans deux formes de réalisation, une ayant une capacité de légèrement plus de 1 once, mais remplie avec 3 cl (1 once) de sirop aromatique concentré, comme cela est indiqué en 200 et une deuxième ayant une capacité de légèrement plus de 6 cl (2 onces), mais remplie avec 6 cl (2 onces) de sirop aromatique concentré et indiquée en 201. Chaque capsule 200 fonctionne d'une manière similaire en liaison avec le mécanisme de perçage 210 mieux représenté en liaison avec la figure 9.

Une forme particulière formée par vide incorpore une nervure d'indexation 202, et un opercule en film scellé 203 recouvre et scelle la capsule d'arôme 200. Une fois placé dans la chambre de mélange, le film 203 est percé sur le dessus et permet ainsi à la capsule de se déplacer vers le bas et d'être percée une deuxième fois par en dessous. Une bride périphérique supérieure 205 supporte la capsule. Quand l'aiguille de perçage s'approche du dessus de la capsule, elle est engagée et rendue étanche autour de son périmètre par le film et autour de l'emplacement de perforation. Comme cela est représenté plus en détail sur les figures 10a à lOc, l'aiguille de perçage 300 est représentée avec les caractéristiques et les fonctions qui permettent à la capsule d'arôme 200 de fonctionner convenablement comme ou L'aiguille 300 forme chambre de mélange pour l'eau non-gazeuse et le sirop d'arôme. une tige supérieure 302 séparée d'une refroidie gazeuse lame inférieure par une Un trou de mise à l'air la tige supérieure 302. section constrictive rétrécie 304. libre supérieur 310 est formé dans Un trou d'évent inférieur 312 est formé dans la section de lame inférieure et est relié par une fente 314 à un orifice d'évacuation 320 se terminant au niveau de la lame inférieure. La conception unique de l'aiguille de perçage 300 permet le mélange optimal d'eau gazeuse ou non gazeuse avec le sirop d'arôme contenu avec les capsules d'arôme jetables à usage unique et emballées individuellement 200. Les capsules 200 sont prévues pour comprendre une zone de mélange 200a d'un volume plus grand que le volume qui sera rempli avec les aromes choisis pour faire de l'eau aromatisée gazeuse et un sirop pour faire un soda à faible teneur en sucre enrichi en vitamine et avec des minéraux ajoutés. L'opercule à film 203 est percé sur le dessus par l'aiguille 300 ; l'aiguille 300 est ensuite poussée vers le bas pour percer en outre le fond de la capsule 200. Quand l'aiguille de perçage est entraînée vers le bas à travers le dessus de la capsule, elle est engagée et rendue étanche autour de son périmètre par le film et autour du site de perçage, avec le trou supérieur 310 qui forme un orifice de sortie par la tige de l'aiguille 300 dans la capsule. La constriction 304 formée au-dessous du trou supérieur 310 procure une résistance hydraulique au liquide qui est délivré par l'aiguille 310 et amène ainsi le fluide délivré à passer à travers le trou supérieur 310 et non pas vers le bas à travers la constriction 304. Ceci amène le liquide délivré, gazeux ou non-gazeux, à être délivré dans le volume de la capsule d'arôme 200 d'une manière tourbillonnante, en permettant ensuite à la capsule 200 de fonctionner comme une chambre de mélange entre l'eau rafraîchie gazeuse ou non-gazeuse et le contenu de sirop d'arôme. Ce fluide mélangé peut alors s'écouler par l'orifice inférieur 312 et être évacué dans des récipients de réception en attente tels qu'une tasse ou un bol. Comme cela a été décrit ci-dessus, le mode de réalisation préféré, prévu au moment du dépôt, est identifié et décrit comme un exemple des enseignements de la présente invention. Toutefois, la divulgation n'est pas prévue pour être étroitement limitée par ce mode de réalisation, du fait qu'un homme du métier reconnaîtra que plusieurs des composants, systèmes, étapes et processus enseignés ici pourraient être modifiés et remplacés par des composants, systèmes, étapes et processus équivalents et toujours rester dans l'esprit et les enseignements de la présente invention. La présente invention apporte des améliorations à des moyens nouveaux pour faire une dose unique personnalisée de boisson rafraîchie et gazeuse à la maison.

Une ligne complète d'appareils domestiques, de bureau et commerciaux auront les attributs de base d'un dispositif de fabrication de boisson gazeuse qui : - Donne au consommateur la capacité de faire à la demande son choix de boisson dans un verre à usage unique avec une eau gazeuse avec ou sans arome, un jus de fruit gazeux ou une boisson non alcoolisée, à faible teneur en sucre avec des vitamines et des minéraux. - Donne au consommateur la capacité de réguler et commander la température de la boisson. - Donne au consommateur la capacité de réguler le niveau de gazéification entre faible, moyen et élevé. - Donne au consommateur la capacité de choisir et réguler l'arôme de l'eau gazeuse lorsque la distribution se produit, pour une fraîcheur continuelle et immédiate. - Donne au consommateur la capacité de réaliser un jus de fruit gazeux. - Donne au consommateur la capacité de réaliser un soda sain. - Donne au consommateur le luxe de tirer bénéfice de ces verres à dose unique, à la demande, en appuyant sur bouton, en éliminant le gaspillage dû à une perte de gazéification, à une fraction du coût des boissons achetées en magasin.

Les descriptions précédentes des modes de réalisation spécifiques de la présente invention ont été présentées à des fins d'illustration et de description. Elles ne sont pas prévues pour être exhaustives ni pour limiter l'invention aux formes précises révélées et, évidemment, de nombreuses modifications et variations sont possibles à la lumière de l'enseignement ci-dessus. De plus, les diverses caractéristiques des modes de réalisation ou des exemples divulgués peuvent être utilisées seules ou dans des combinaisons variables l'une avec l'autre, et ne sont pas prévues pour être limitées à la combinaison spécifique décrite ici. Les formes de réalisation ont été choisies et décrite afin de mieux expliquer les principes de l'invention et son application pratique, de façon à permettre ainsi à d'autres personnes qualifiées dans le domaine de mieux utiliser l'invention et les différentes formes de réalisation avec différentes modifications qui sont adaptées à l'utilisation particulière envisagée. Il est prévu que la portée de l'invention soit définie par les revendications annexées ici et leurs équivalents. Par conséquent, la portée de l'invention doit être limitée seulement par les revendications annexées.

Claims

REVENDICATIONS1. Dispositif de fabrication de boisson gazeuse capable de fabriquer des boissons personnalisées, en un seul service, ledit dispositif de fabrication de boisson (10) comportant : un réservoir (20) en communication fluidique avec une chambre de gazéification (80) pour mélanger un volume choisi de fluide à du dioxyde de carbone ; une source de dioxyde de carbone sous pression en communication fluidique avec la chambre de gazéification (80) ; une capsule d'arôme jetable à usage unique et emballée individuellement (20) contenant un arôme et ayant un opercule scellé qui recouvre et scelle la capsule d'arôme ; et un mécanisme de perçage (210) pour percer la capsule d'arôme (20) et y mélanger le volume choisi de fluide, et pour évacuer un fluide mélangé, la chambre de gazéification (80) comportant un ensemble de récipient de pression d'un volume fixe de telle sorte que l'absorption de dioxyde de carbone peut être réalisée et commandée.
2. Dispositif de fabrication de boisson selon la revendication 1, dans lequel une pression entre 0,86 MPa et 1,03 MPa (125 à 150 psi) est créée pour la gazéification du fluide dans la chambre de gazéification (80).
3. Dispositif de fabrication de boisson selon la revendication 1 ou 2, dans lequel un solénoïde de commandecommande un écoulement de dioxyde de carbone jusqu'à la chambre de gazéification (80) afin de créer une pressurisation initiale de la chambre de carbonisation.
4. Dispositif de fabrication de boisson selon la revendication 3, dans lequel le solénoïde de commande commande en outre un écoulement supplémentaire de dioxyde de carbone jusqu'à la chambre de gazéification par pulsation du dioxyde de carbone dans la chambre de gazéification.
5. Dispositif de fabrication de boisson selon la revendication 4, dans lequel le solénoïde de commande pulse le dioxyde de carbone dans la chambre de gazéification (80) jusqu'à ce qu'elle maintienne une pression maximum constante.
6. Dispositif de fabrication de boisson selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel ledit dispositif de fabrication de boisson (10) comporte en outre un boîtier externe global (12) pour contenir des composants de travail ayant une hauteur globale de moins de 39,4 cm (15,5 pouces), et une largeur globale de moins de 35,6 cm (14 pouces) de large, et une profondeur globale de 32,4 cm (12,75 pouces) de profondeur.
7. Dispositif de fabrication de boisson gazeuse capable de fabriquer des boissons personnalisées, en un seul service, ledit dispositif de fabrication de boisson (10) comportant : un réservoir (20) en communication fluidique avec une chambre de gazéification (80) afin de mélanger un volume choisi de fluide à du dioxyde de carbone ;une source de dioxyde de carbone sous pression en communication fluidique avec la chambre de gazéification (80) ; une capsule d'arôme jetable à usage unique et emballée individuellement (20) contenant un arôme et ayant un opercule scellé qui recouvre et scelle la capsule d'arôme ; et un mécanisme de perçage (210) pour percer la capsule d'arôme (20) et y mélanger le volume choisi de fluide, et pour évacuer un fluide mélangé, la capsule d'arôme jetable à usage unique et emballée individuellement (20) étant configurée pour interagir avec une unité centrale de traitement qui commande le dispositif de fabrication de boisson (10).
8. Dispositif de fabrication de boisson selon la revendication 7, dans lequel la capsule d'arôme (20) comporte en outre un mécanisme d'authentification codé configuré pour être identifié par l'unité centrale de traitement du dispositif de fabrication de boisson (10).
9. Dispositif de fabrication de boisson selon la revendication 8, dans lequel le mécanisme d'authentification codé est configuré pour permettre à des réglages du dispositif de fabrication de boisson (10) d'être préétablis afin de permettre une utilisation anticipée avec une boisson particulière.
10. Dispositif de fabrication de boisson selon la revendication 9, dans lequel les réglages sont choisis dans le groupe se composant de : taille globale de boisson ; activation de gazéification ; niveau de gazéification ;vérification d'expiration d'utilisation ; et validation de source autorisée.
11. Dispositif de fabrication de boisson selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, dans lequel le mécanisme d'authentification codé comporte une étiquette RFID ou un dispositif de transpondeur.
12. Dispositif de fabrication de boisson selon la revendication 11, dans lequel l'étiquette RFID est configurée pour être appliquée sur ou incorporée à la capsule d'arôme (20), et comportant en outre un lecteur RFID configuré pour être incorporé au dispositif de fabrication de boisson (10) et pour être en communication électronique avec l'unité centrale de traitement afin de permettre une récupération d'information dans l'étiquette RFID et une mise en oeuvre des réglages par défaut en réponse à l'information récupérée.
13. Dispositif de fabrication de boisson gazeuse capable de fabriquer des boissons personnalisées, en un seul service, ledit dispositif de fabrication de boisson (10) comportant : un réservoir (20) en communication fluidique avec une chambre de gazéification (80) pour mélanger un volume choisi de fluide à du dioxyde de carbone ; une source de dioxyde de carbone sous pression en communication fluidique avec la chambre de gazéification ; une capsule d'arôme jetable à usage unique et emballée individuellement (20) contenant un arôme et ayant un opercule scellé qui recouvre et scelle la capsule d'arôme ; etun mécanisme de perçage (210) pour percer la capsule d'arôme (20) et y mélanger le volume choisi de fluide, et pour évacuer un fluide mélangé, le mécanisme de perçage (210) comportant : une tige supérieure (302) séparée d'une lame inférieure par une section constrictive rétrécie ; un trou d'évent supérieur formé dans la tige supérieure (302) ; un trou d'évent inférieur (312) formé dans la lame inférieure et relié par une fente à un orifice d'évacuation se terminant au niveau de la lame inférieure.
14. Dispositif de fabrication de boisson selon la revendication 13, dans lequel la capsule d'arôme (20) comporte une forme formée par vide incorporant une nervure d'indexation et un opercule scellé (203) pour recouvrir et sceller la capsule d'arôme, et dans lequel le mécanisme de perçage (210) est configuré pour percer le dessus de l'opercule (203) et pour être poussé vers le bas afin de percer davantage le fond de la capsule d'arôme (20).
15. Dispositif de fabrication de boisson selon la revendication 13, dans lequel, quand le mécanisme de perçage (210) perce l'opercule (203), le mécanisme de perçage est configuré de telle sorte que le trou supérieur forme un orifice de sortie et la section de constriction procure une résistance hydraulique à du fluide qui est évacué par le mécanisme de perçage (210), en amenant ainsi du fluide gazéifié à s'écouler à travers le trou supérieur dans la capsule d'arôme (20) en tourbillonnant, en permettant ensuite à la capsule (20) de fonctionner comme une chambre de mélange entre le fluide gazéifié et l'arôme, et dans lequel le mécanisme de perçage (210) est en outre configuré pour permettre au fluide mélangé de purgerl'orifice inférieur et l'évacuer dans un réservoir de réception.