WO2022185021A1 - Gasification device - Google Patents
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Classifications
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- B01F23/2361—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids specially adapted for aerating or carbonating beverages within small containers, e.g. within bottles
Definitions
- the present invention relates to the field of beverage gasification devices.
- Beverage carbonators also known as soda machines
- C02 carbon dioxide
- a beverage carbonator can be used to introduce bubbles of carbon dioxide into a bottle of liquid water to form a bottle of carbonated water.
- a control valve allows the extraction of carbon dioxide from the cartridge and its injection into a bottle at a lower pressure in order to gasify the liquid contained in the bottle.
- An example of such a device is presented by the document W02020230115.
- the invention proposes a device for carbonating a drink suitable for introducing gas into a drink contained in a container, characterized in that it comprises a carbon dioxide extraction system suitable for taking carbon dioxide from the ambient air and for compressing said carbon dioxide so as to inject it into the container at a pressure greater than a predetermined pressure threshold.
- the beverage gasification device according to the invention thus uses the ambient air which surrounds it as a reservoir of carbon dioxide to be exploited in order to be injected into the liquid container.
- the beverage carbonating device no longer uses expensive carbon dioxide cartridges that generate polluting emissions.
- the user of the gasification device of the invention therefore no longer needs to go and buy these cartridges or bring them back to be recharged.
- the user is also no longer dependent on the quantity of carbon dioxide contained in his cartridge to be able to carbonate his drink and can use his device at any time while being respectful of the environment.
- the carbon dioxide extraction system comprises a carbon dioxide capture stage and a captured carbon dioxide compression stage, the carbon dioxide capture stage comprising a carbon dioxide adsorption element carbon dioxide adapted to adsorb carbon contained in the ambient air when the ambient air passes through the adsorption element, and a desorption element adapted to act on the adsorption element so that carbon dioxide is retained into the adsorption element is released from the adsorption element, the gasification device being further adapted to have two configurations including an adsorption configuration in which the adsorption element is in fluid communication with ambient air, and a desorption configuration in which the adsorption element is in fluid communication with the compression stage.
- the carbon dioxide adsorption element includes a stack of electrodes
- the desorption element includes at least one electrical power source adapted to subject the stack of electrodes to a first voltage during a carbon dioxide adsorption phase and adapted to subject the stack of electrodes to a second voltage during a carbon dioxide desorption phase.
- the adsorption element comprises a first adsorption bed and the desorption element comprises a first adapted heating element to heat the first adsorption bed during a carbon dioxide desorption phase.
- the heating element comprises heating fins, and the adsorption material is placed in contact with said fins.
- the capture stage allows the capture of carbon dioxide from the ambient air, in particular when the gasification device is in the adsorption configuration, that is to say when the adsorption element is in fluid communication with the ambient air.
- the desorption element allows the desorption of the carbon dioxide captured by the first adsorption bed.
- the compression stage allows the compression of the carbon dioxide desorbed from the adsorption element so as to inject it into the container at a pressure greater than the predetermined pressure threshold.
- the gasification device comprises an air supply circuit for the capture stage comprising a fan.
- the fan makes it possible to increase the flow of ambient air passing through the capture stage so that the first adsorption bed is charged more quickly with carbon dioxide.
- the air supply circuit of the capture stage further comprises a supply valve adapted to selectively authorize or block the circulation of air in said supply circuit.
- the supply valve is used to prevent the escape of carbon dioxide desorbed from the capture stage through the air supply circuit.
- the gasification device comprises a circuit for evacuating the air having passed through the adsorption element, the evacuation circuit comprising a system for adjusting the flow rate of evacuated air.
- the evacuated air flow adjustment system makes it possible both to evacuate the air discharged of its carbon dioxide by the first adsorption bed, to supply the capture stage with ambient air and to prevent the exit of the carbon dioxide desorbed from the capture stage through the air evacuation circuit.
- the evacuated air flow adjustment system can for example be a first exhaust valve.
- the capture stage comprises walls forming a removable cover adapted to be removed in the adsorption configuration so as to expose the adsorption element to ambient air.
- the gasification device comprises a housing containing the adsorption element and the evacuated air flow rate adjustment system is a movable wall of the housing.
- the exhaust air flow after passing through the adsorption element is regulated depending on a position of the movable wall.
- the mobile wall also makes it possible to admit ambient air into the capture stage.
- the gasification device comprises a housing, which comprises a first compartment housing the carbon dioxide compression stage and a second compartment in fluid communication with the first compartment, and the carbon dioxide capture stage.
- carbon is movable between a position located outside the housing and a position located in the second compartment.
- the adsorption element is immersed in the ambient air and is rapidly charged with carbon dioxide as soon as the flow rate of ambient air passing through it is important.
- the compression stage comprises a carbon dioxide adsorption bed and a heating element adapted to heat the adsorption bed.
- the adsorption bed and the heating element of the compression stage allow thermal compression of the carbon dioxide desorbed from the first adsorption element.
- the compression stage comprises a pump adapted to inject carbon dioxide into the liquid container at a pressure greater than the predetermined pressure threshold.
- the compression stage comprises a pump adapted to reduce the pressure in the capture stage to a pressure below 500 mbar and to inject the carbon dioxide into the liquid container at a pressure above the threshold predetermined pressure.
- the pump allows both the desorption of the carbon dioxide adsorbed by the adsorption element by lowering the pressure in the capture chamber comprising the adsorption element and the compression of the carbon dioxide thus desorbed for its injection into the bottle.
- the pump may include a vacuum pump coupled to a compressor. In this case, the vacuum pump lowers the pressure in the capture chamber and recovers the carbon dioxide desorbed at low pressure in the compression stage.
- the compressor for its part makes it possible to compress the carbon dioxide desorbed at low pressure to a pressure greater than the predetermined pressure threshold to be injected into the container.
- the gasification device comprises a second evacuation valve adapted to selectively put the compression stage in fluid circulation with the ambient air, and an injection valve adapted to selectively put the compression stage in fluid communication with the container.
- the second evacuation valve allows evacuation of fluid from the compression stage to the ambient air, for example air pumped by the pump to lower the pressure in the capture stage.
- the third valve allows fluid communication between the compression stage and the container and therefore the injection of compressed carbon dioxide into the bottle.
- each adsorption bed comprises at least one material from activated carbon and zeolite. These materials have significant carbon dioxide capture properties.
- the predetermined pressure threshold is 2 bars. This allows the drink in the container to be carbonated.
- the invention also relates to a process for carbonating beverages implemented by one of the devices presented in the present application, the process comprising: adsorption of carbon dioxide contained in the ambient air by the system of extraction of carbon dioxide, desorption of the adsorbed carbon dioxide in the carbon dioxide extraction system, compression of the desorbed carbon dioxide in the carbon dioxide extraction system to a pressure above the pressure threshold predetermined, - an injection of compressed carbon dioxide into the container.
- the method according to the invention allows the gasification of a drink from carbon dioxide extracted from the ambient air.
- the carbonation of a beverage according to the method of the invention therefore uses carbon dioxide resources available in the ambient air reservoir so that the method is not restricted by an amount of carbon dioxide from a reservoir. of small volume such as the cartridges used in the prior art. It actually makes it possible to do away with these carbon dioxide cartridges, which are expensive for the user and emit pollutants in their design and in all the logistics that surround them, in particular for their transport and recycling.
- the adsorption is carried out by circulating air through an adsorption bed, and the desorption comprises the heating of said adsorption bed.
- the method comprises the activation of a fan to increase an ambient air flow to the adsorption bed.
- the gasification device comprises the housing comprising the first compartment housing the compression stage and the second compartment
- the adsorption comprises placing the first adsorption bed in the position located outside of the housing, and the method further comprises moving the first getter bed into position in the second compartment prior to performing the desorption.
- the adsorption is carried out when the capture stage is immersed in the ambient air so that the capture of carbon dioxide by the first adsorption bed is rapid. Furthermore, when the capture stage is positioned in the second compartment, the desorption can be carried out in the second compartment, which comprises very little or no circulation of ambient air so that the desorbed carbon dioxide is little or not evacuated from the second compartment by circulation of ambient air.
- the gasification device comprises the housing comprising the first adsorption bed and the mobile wall
- the adsorption is implemented when the mobile wall of the housing is open
- the method comprises closing the mobile wall and carrying out the desorption step when the movable wall of the housing is closed.
- the gasification device comprises a compression stage comprising a second adsorption bed and a second heating element of said second adsorption bed
- the compression comprises heating the second heating element so as to heat the second bed of adsorption.
- the method comprises prior to the desorption: an extraction of the air from the capture stage to the ambient air by the vacuum pump, and in which the method comprises prior to the compression: an extraction of the desorbed carbon dioxide from the capture stage to the compression stage by the vacuum pump and, in which the compression comprises:
- the extraction of the air from the capture stage to the ambient air by the vacuum pump makes it possible to reduce the pressure in the capture chamber to allow desorption of the carbon dioxide in the first bed.
- the extraction of the carbon dioxide desorbed from the capture stage to the compression stage by the vacuum pump makes it possible to recover the carbon dioxide desorbed by the first adsorption bed for compression.
- the actuation of the compressor on the carbon dioxide desorbed in the compression chamber makes it possible to compress the desorbed carbon dioxide to a threshold higher than the threshold determined so as to be able to be injected into the container.
- the invention also presents a computer adapted to control gasification devices presented by the present disclosure in order to implement gasification methods detailed by the present disclosure and adapted to the device.
- FIG. 1a Another characteristic, details and advantages will appear on reading the detailed description below, and on analyzing the appended drawings, in which: FIG. 1a
- FIG. 1a represents a first example of a gasification device of the invention.
- FIG. 1b represents a second embodiment of a gasification device of the invention.
- FIG. 1c represents a third embodiment of a gasification device of the invention.
- FIG. 1d represents a fourth embodiment of a gasification device of the invention.
- FIG. 1st [0046]
- Fig. 1e represents a fifth embodiment of a gasification device of the invention.
- FIG. 2 represents an example of a gasification process according to the invention.
- FIG. 3 represents the carbon dioxide adsorption capacity of an adsorbent as a function of pressure and temperature.
- the gasification device 1 is suitable for introducing gas into a drink contained in a container 7. It comprises a carbon dioxide extraction system 2 suitable for taking carbon dioxide from the ambient air and to compress said carbon dioxide so as to inject it into the container 7 at a pressure greater than a predetermined pressure threshold.
- the pressure can for example be expressed in bars or in Pascals. In this case, one bar corresponds to 100,000 Pascals.
- the predetermined pressure threshold can thus be between 1 and 11 bars and can advantageously be greater than 2 bars.
- the container 7 can for example be a bottle and the drink can for example be plain water so that the device makes it possible to switch from plain water to sparkling water after injection of carbon dioxide.
- Ambient air is to be understood in this disclosure as air around the gasification device or passing through the gasification device and constituting a reservoir of natural carbon dioxide.
- the carbon dioxide extraction system 2 comprises a carbon dioxide capture stage 3 and a carbon dioxide compression stage 4, which are shown in dotted lines in the figures.
- the capture stage and the compression stage can for example be included in a housing of the gasification device 1a.
- the housing can for example be made of metallic material or of plastic material.
- the housing can for example be made by injection molding, by example by using an injection molding machine.
- the housing is considered hermetic so that these walls do not allow ambient air to pass inside the gasification device except at certain places in fluid communication with the capture and compression stages.
- the capture stage and the compression stage are considered hermetic to the ambient air outside the gasification device except when the present disclosure specifies the contrary.
- the capture stage and the compression stage comprise walls. Some of their walls can for example be common with certain walls of the housing or common between the floors.
- the upper wall of the capture stage 3 is common with the lower wall of the compression stage 4.
- the configuration illustrated in Figure 1a has a capture stage located below a compression stage.
- the size of the gasification device is therefore reduced on a horizontal plane.
- the capture stage and the compression stage can also be arranged on a horizontal plane so that a wall common to the capture stage and the compression stage can be a side wall of the capture stage (corresponding to the opposite side wall of the compression stage).
- the bulk of the gasification device is therefore reduced on a vertical plane.
- the capture stage is adapted to capture carbon dioxide from the ambient air by adsorption, and comprises in this respect an adsorption element 31, 311.
- the capture stage further comprises an element desorption 32, 321 adapted to act on the adsorption element 31, 311 so that carbon dioxide retained in the adsorption element is released out of the adsorption element.
- the adsorption element comprises a first adsorption bed 31, in particular shown in Figures 1a to 1d.
- the adsorption element comprises a stack of electrodes 311. Such a stack of electrodes 311 is represented in particular in FIG. 1e.
- the adsorption element must at least comprise an anode and a cathode thus constituting a layer of the stack of electrodes 311 which may comprise several of which three are shown in FIG. 1e.
- An adsorption bed should be understood in the present disclosure as a porous structure comprising a carbon dioxide adsorbent material on all or part of its surfaces.
- a carbon dioxide adsorbent material means a material exhibiting properties of carbon dioxide capture or storage on its surfaces, the carbon dioxide coming from fluids passing through the material.
- a carbon dioxide adsorbing material may, for example, comprise one of activated carbon and zeolite, which exhibit significant carbon dioxide adsorbing properties.
- An adsorption bed can for example be of substantially cylindrical or parallelepipedal shape. The cylindrical shape allows a better distributed adsorption of carbon dioxide on the surfaces of the adsorption bed comprising the adsorbent material.
- the parallelepiped shape allows for easier placement or replacement of the getter bed in the housing.
- the adsorption bed 31 may for example comprise a carbon dioxide adsorbent material enclosed in a mesh such as a metal mesh, for example a stainless steel mesh making it possible to contain the adsorbent material.
- the openings of the mesh are sized so that the adsorbent material cannot pass through it.
- the stack of electrodes 311 makes it possible to adsorb carbon dioxide on its surfaces, in particular when it is subjected to a first voltage.
- the capture stage 3 is adapted to implement adsorption/desorption cycles of carbon dioxide by temperature inversion, also known as acronym TSA (Temperature Swing Adsorption).
- TSA Temperature Swing Adsorption
- the capture stage is suitable for implementing carbon dioxide adsorption/desorption cycles by temperature and pressure inversion (known by the acronym PTSA for Pressure Temperature Swing Adsorption).
- temperature inversion adsorption includes the adsorption of carbon dioxide at a given temperature, for example room temperature, and the implementation of a temperature rise to cause desorption of the adsorbed carbon dioxide. Adsorption by temperature and pressure inversion further comprises the reduction of the ambient pressure making it possible to increase the phenomenon of desorption.
- the desorption element adapted to act on the first adsorption bed 31 comprises a first heating element 32 adapted to heat the first adsorption bed. adsorption 31.
- the heating of the first adsorption bed 31 by the first heating element 32 allows the desorption of the carbon dioxide contained in the first adsorption bed.
- the first heating element can for example comprise heating resistors. They can for example be arranged at several places in contact with the first adsorption bed to distribute the heating as evenly as possible on the first adsorption bed according to its geometry.
- the first heating element is a positive temperature coefficient heater (known by the English name positive temperature coefficient heater).
- a positive temperature coefficient heater may include heating resistors arranged on positive temperature coefficient heating fins.
- the adsorbent material of the first adsorption bed can thus be arranged on these fins so that the heating resistors diffuse the heating directly onto the adsorbent material.
- the heating element and more specifically the heating resistors are placed directly in contact with the adsorbent material.
- the adsorbent material is disposed on the fins comprising the heating resistors and these fins are enclosed in the metal mesh so that the adsorbent material disposed on the fins can be retained near the fins. Since the heating resistors are in direct contact with the adsorbent material, the energy required to bring the adsorbent material to the desired temperature for desorption is reduced.
- the first heating element 32 can be adapted to be heated to a temperature above 90° C. and preferably to a temperature above HO'C.
- the first heating element 32 can be adapted to heat the first adsorption bed to a temperature above 80°O and preferably above 100°O, for example when the gasification device is in a desorption phase.
- the desorption element comprises an electrical power source, for example a battery 321 adapted to supply the electrodes at a first voltage during of an electrode adsorption phase and at a second voltage during an electrode desorption phase.
- the carbon dioxide is adsorbed on the surface of the electrodes when they are subjected to a first voltage then it is desorbed from this surface when these electrodes are subjected to a second voltage, the second voltage being different from the first tension.
- the capture stage 3 is adapted to be able to adopt a first so-called adsorption configuration in which the adsorption element is in fluid communication with the ambient air and can thus put implements a phase of adsorption of the carbon dioxide contained in the ambient air, and a second so-called desorption configuration in which, for the implementation of a desorption phase, the capture stage is in fluid communication with the compression stage.
- the capture stage 3 is in fluid communication with the ambient air via an air supply circuit 5.
- a wall of the capture stage can therefore comprise a supply opening allowing passage of ambient air from the air supply circuit to the capture stage.
- the ambient air passes through the air supply circuit 5 thus leading to the capture stage 3 which allows fluid communication between the adsorption element and the ambient air.
- ambient air is brought by the air supply circuit 5 into the capture stage 3 and passes through the adsorption element which adsorbs the carbon dioxide in ambient air.
- the air supply circuit can thus comprise a fan 51 so as to increase the ambient air flow passing through the first adsorption bed, which makes it possible to reduce the adsorption time allowing the accumulation of carbon dioxide. carbon through the first adsorption bed.
- the air supply circuit of the capture stage may further comprise a supply valve 52 to selectively allow or block the flow of air in said power circuit.
- the capture stage 3 is also in fluid communication with the ambient air via an air evacuation circuit 6.
- the ambient air having passed through the first adsorption bed is evacuated from the capture stage by the evacuation circuit.
- a wall of the capture stage can therefore comprise an exhaust opening allowing the air to pass from the capture stage to the ambient air.
- the air evacuation circuit may comprise an exhaust air flow adjustment system so as to regulate the flow of air evacuated from the capture chamber, in order to allow the circulation of a flow of air. important air through the first adsorption bed in adsorption phases, and to prevent the circulation of an air flow through the air evacuation circuit in desorption phases to be able to direct the desorbed carbon dioxide to the compression stage.
- the air flow adjustment system may comprise a first evacuation valve 62 adapted to selectively authorize or prohibit air circulation in the exhaust circuit.
- the air flow adjustment system may include a second movable wall 63 that can adopt a first open configuration in which the flow of air evacuated is maximum, and a second closed configuration in which the evacuated air flow is zero.
- the gasification device may comprise a housing comprising a compartment isolated from the ambient air
- the capture stage 3 may be movable between a first position, corresponding to the adsorption configuration, in which it is outside the housing and placed directly in contact with the ambient air, and a second position, corresponding to the desorption configuration, in which it is placed in the compartment isolated from the ambient air , this compartment being moreover in fluid communication with the compression stage 4.
- a fan 51 can also be provided to increase the air flow on the adsorption element when it is outside the lodging.
- the capture stage can be positioned outside the housing in the adsorption configuration by a movement of a first movable wall 33 with which it is integral.
- the first movable wall 33 can be slidable and cause the capture stage to slide outside the housing like a drawer.
- the first movable wall 33 can also be rotatable and bring the capture stage to a position outside the housing by rotation.
- the capture stage comprises walls forming a removable cover adapted to be removed in an adsorption configuration.
- the adsorption element of the capture stage is bathed in ambient air.
- the adsorption element can be mechanically attached to a specific wall of the capture stage 3 and the rest of the walls of the capture stage form the removable cover so that these walls can be detached from the specific wall of the capture stage 3 thereby exposing the adsorption element to ambient air.
- the gasification device thus carries out, in the first adsorption configuration, an adsorption of the carbon dioxide contained in the ambient air by the adsorption element by a circulation of ambient air passing through the element of 'adsorption.
- the circulation of ambient air is implemented in the housing and corresponds to the ambient air from the supply circuit of air 5 (including or not the fan 51) passing through the adsorption element 31 before being evacuated from the capture stage by the air evacuation circuit 6.
- the air circulation is implemented at a position outside the housing and corresponds to the ambient air passing through the adsorption element from all sides due to its position outside the housing. lodging.
- the air circulation also includes the ambient air passing through the supply circuit 5 driven by the fan 51 and leading to the adsorption element located in the position outside the housing.
- the air circulation is implemented by removing the removable cover of the capture stage so that the adsorption element is bathed in ambient air.
- the compression stage 4 is suitable for compressing the desorbed carbon dioxide from the first adsorption bed and for injecting it into the container when the pressure of carbon dioxide in the compression stage is greater than the pressure predetermined.
- the compression stage 4 comprises a pump 41 adapted on the one hand to reduce the pressure in the capture stage 3 before implementing the desorption, and on the other hand to compress the desorbed carbon dioxide in order to inject it into the liquid container 7 at a pressure above the predetermined pressure threshold.
- the pump may comprise a vacuum pump adapted to reduce the pressure in the capture stage 3, for example to a pressure below 600 mbar and preferably below 200 mbar, and adapted to transfer the carbon dioxide desorbed from the capture stage to the compression stage.
- the vacuum pump can be coupled to a compressor suitable for compressing the carbon dioxide in the compression stage at a pressure above the predetermined pressure threshold.
- the pump of the compression stage 4 also contributes to improving the desorption capacities of the capture stage by reducing the pressure of the capture stage during the implementation of the desorption.
- the compression stage 4 comprises a pump 41 adapted to compress the desorbed carbon dioxide in order to inject it into the liquid container. 7 at the pressure above the predetermined pressure threshold.
- Pump 41 acts as a compressor.
- the carbon dioxide can be desorbed at ambient pressure in the capture stage by energizing the electrodes at the first voltage by the action of the electrical power source 321.
- the pump 41 of the compression stage is of reduced cost since it may not be suitable for reducing the pressure in the capture stage 3.
- the compression stage 4 comprises a second adsorption bed 45 and a second heating element 46 adapted to heat the second adsorption bed. adsorption 45.
- the compression of the desorbed carbon dioxide in this exemplary embodiment is thermal compression.
- the second adsorption bed 45 and the second heating element 46 can be respectively similar to the first adsorption bed 31 and to the first heating element 32. This facilitates maintenance of the gasification device in the event of a fault on the one of these elements so that the user can simply replace a getter bed-heater assembly that is adaptable to the capture stage and to the compression stage.
- the second heating element 46 can be adapted to be heated to a temperature greater than 90° C. and preferably to a temperature greater than 110° C. and it can further be adapted to heat the second adsorption bed to a temperature above 80° C. and preferably above 100° C., for example when the gasification device is in a compression phase.
- the gasification device can also comprise a second evacuation valve 42 adapted to selectively authorize or prohibit a circulation of fluid between the compression stage 4 and the ambient air. In some embodiments, this allows the pump to expel the air included in the capture stage 3 to the ambient air to lower the pressure of the capture stage. In other embodiments, this makes it possible to expel the air laden with carbon dioxide from the capture stage 3 after the latter has passed through the second adsorption bed 45.
- the gasification device can also comprise an injection valve 43 adapted to selectively place the compression stage in fluid communication with the container 7 in order to be able to inject carbon dioxide into the container.
- the gasification device is for example connected to the container by an injection conduit, which is open or closed depending on the position of the injection valve.
- the gasification device can also comprise a stage valve 44 adapted to selectively authorize or prohibit fluid circulation between the capture stage and the compression stage.
- the pump 41 can replace the stage valve 44 and can authorize or block the communication of fluid between the capture stage and the compression stage.
- the gasification device 1 can further comprise a computer, for example a processor, a controller or a microcontroller suitable for controlling the operation of the gasification device so as to successively implement adsorption steps and desorption.
- the computer can be configured to control the operation of elements such as the fan, the first heating element or the electrical power source of the capture stage, the various valves, the exhaust air adjustment system, the elements forming the compression stage (the pump, the compressor or the heating elements of the second adsorption bed) in order to be able to capture and inject the carbon dioxide at a pressure above the predetermined pressure threshold.
- a method 100 for carbonating a beverage presented in FIG. 2 and implemented by means of one of the devices presented by the present disclosure can thus comprise an adsorption 110 of carbon dioxide contained in the ambient air by the carbon dioxide extraction system.
- the adsorption can be carried out by the first adsorption bed 31 or by the stack of electrodes 311 subjected to a first voltage by the action of the electric power source and can comprise the action of valves, the setting fan route and exhaust airflow system opening.
- the gasification process 100 can also comprise a desorption 120 of the carbon dioxide adsorbed in the carbon dioxide extraction system.
- the desorption can be carried out by heating the first adsorption bed by the first heating element or by subjecting the stack of electrodes 311 to a second voltage by the action of the electrical power source and may include the action of valves, the closing of the exhaust air flow control system, the starting or stopping of the fan and the actuation of the pump (particularly the vacuum pump).
- the process 100 for carbonating beverages may further comprise compression 130 in the carbon dioxide extraction system at a pressure above the predetermined pressure threshold.
- the compression can include the actuation of the pump (and in particular of the compressor) or the heating of the second heating element allowing the heating of the second adsorption bed and the action of valves.
- the method 100 can also include an injection 140 of the compressed carbon dioxide into the container 7. The injection can be performed by opening the injection valve, for example via the injection pipe.
- the gasification device comprises a housing comprising two superposed compartments, a first compartment storing the capture stage and the other compartment storing the compression stage.
- the capture stage is connected to the ambient air by an air supply circuit 5 comprising an inlet valve 52 and by an air exhaust circuit 6 comprising a first exhaust valve 62.
- the compression stage comprises a pump 41 connected to the ambient air by a second evacuation valve 42 and has a pipe for injecting carbon dioxide into the container by an injection valve 43.
- the computer is suitable for controlling the implementation, by the gasification device, of the following steps.
- the fan 51 of the air supply circuit is started, the inlet valve 52 and the first outlet valve 62 are open.
- the second evacuation valve 42 and the injection valve 43 are closed.
- the pump 41 can block the fluid communication between the capture stage and the compression stage during the adsorption phase.
- the fan 51 is stopped, the inlet valve 52 and the first outlet valve 62 are closed to isolate the capture stage from fluid communication other than that with the compression stage via the bias of the pump allowing this communication.
- the second evacuation valve 42 is open.
- the pump is actuated to extract the air contained in the capture stage and thus reduce the pressure in the capture stage to improve the desorption phase.
- the pressure in the capture stage is lower than a predetermined desorption pressure threshold, thus facilitating desorption, the pump 41 is stopped and the second evacuation valve 42 is closed so that the housing comprising the capture and compression is airtight.
- the predetermined desorption pressure threshold is advantageously less than 600 mbar and preferably less than 200 mbar.
- the pump 41 does not necessarily implement this extraction of air from the capture stage.
- the desorption element 32 of the adsorption element 31 is activated.
- the first heating element is activated until the temperature of the adsorption element reaches a threshold temperature, for example IOO′ ⁇ .
- the desorption element comprises the electric power source and the adsorption element comprises the electrode stack 311, the electric power source is activated to power the electrode stack 311 at the second voltage.
- the pump 41 pumps the desorbed carbon dioxide from the capture stage to the compression stage (and therefore allows fluid communication between the capture stage and the compression stage).
- the pump 41 pumps a mass of carbon dioxide greater than a predetermined mass threshold from the capture stage to the compression stage.
- the predetermined mass threshold can for example be between 2 grams and 10 grams and advantageously correspond to 4 grams.
- the desorbed carbon dioxide is therefore compressed to a pressure greater than the determined pressure threshold and when the pressure is greater than the predetermined pressure threshold, the injection valve 43 is opened to put the pump in fluid communication with the liquid container so that the compressed carbon dioxide is injected into the bottle.
- the desorbed carbon dioxide pumped from the capture stage to the compression stage can be compressed and gradually injected into the container. That is to say, a first mass of carbon dioxide can be pumped from the capture stage to the compression stage. The pumped carbon dioxide is then compressed by the compressor and then injected through the opening of the injection valve 43. The injection valve 43 is then closed while a second mass of carbon dioxide is pumped into the stage.
- the pump 41 is deactivated, the mass of carbon dioxide is compressed by the compressor to the pressure greater than the predetermined pressure threshold of so as to be injected into the container, for example by opening the injection valve 43. This allows in particular a reduced stress on the compressor in order to increase its longevity.
- FIG. 1b there is shown another embodiment of a gasification device 1b, which differs from the previous example in that the adsorption element is movable between an adsorption position 3a located outside the housing of the gasification device, and a desorption position 3b in which the capture stage is located in a second compartment of the housing isolated from the ambient air, but in fluid communication with the stage compression.
- the adsorption element 31 is in direct communication with the ambient air.
- the capture stage 3 can for example comprise a first movable wall 33 of the housing secured to the adsorption element 31 allowing the capture stage to be taken out of the second compartment to position it in the outer position 3a.
- the first mobile wall 33 of the housing corresponds to the upper wall of the second compartment but it may correspond to another wall depending on the configuration of the gasification device.
- the first movable wall 33 may include gripping means, for example a handle (not shown), allowing a user to remove the capture stage from the second compartment to position it in the external adsorption position 3a.
- the first movable wall 33 of the housing can be slidable like a drawer or can be rotated about an axis like a door so that the capture stage can be positioned outside the first compartment in direct contact with the outside air by sliding or rotating the first movable wall 63.
- the user can for example move the capture stage by the means grip or a motor can drive sliding means or means of rotation of the first movable wall 33 to move the capture stage to the position outside the second compartment.
- the gasification device comprises an air supply circuit 5 comprising a fan 51 to increase the flow of ambient air passing through the adsorption element 31 when the latter is in its adsorption configuration at the exterior of the housing, so as to accelerate the adsorption phase.
- the first movable wall 33 is adapted to cooperate hermetically with the rest of the compartment housing the capture stage in the desorption position. so that the second compartment is isolated from any fluid communication except that with the first compartment comprising the compression stage for desorption.
- this first heating element 32 can be arranged so as to heat the internal walls of the second compartment in contact with the first adsorption bed 31 as shown in FIG. 1b.
- the first heating element 32 in this embodiment, may not be attached to the first getter bed but to the second compartment. This makes it possible in particular to preserve it from potential damage caused by the movements of the capture stage between the adsorption position 30a and the desorption position 30b.
- the first heating element is therefore advantageously located on one or more walls other than the first movable wall 33. Heating resistors can thus line one or more walls of the second compartment.
- the compression stage 4 is located in the first compartment in fluid communication with the second compartment. In the same way as for the embodiment represented in FIG. 1a, the compression stage comprises a pump 41, for example a vacuum pump coupled to a compressor.
- the gasification device 1b also comprises a second evacuation valve 42 for selectively putting the compression stage in fluid communication with the air and an injection valve 43 for selectively putting the compression stage in fluid communication fluid with a container 7, for example via an injection conduit.
- the computer is suitable for controlling the implementation, by the gasification device, of the following steps.
- the capture stage is positioned at the adsorption position 3a outside the housing, for example by the action of a user using means for gripping the mobile wall 33 or by the action of a motor as mentioned above.
- the capture stage in the adsorption position 3a is supplied by an air supply circuit 5 comprising a fan, the fan is started.
- the air circulates through the adsorption element 31 at room temperature and carbon dioxide is adsorbed by the adsorption element 31.
- the second evacuation valve 42 is open and the pump can be actuated to extract the air contained in the capture stage depending on the embodiment envisaged.
- the pump 41 is stopped and the second evacuation valve 42 is closed so that the housing is hermetic to the ambient air.
- the desorption element 32 of the adsorption element 31 is activated.
- the latter is activated until the temperature of the adsorption bed 31 reaches a threshold temperature, for example 100°C.
- the source of electrical energy is activated to supply the stack of electrodes 311 at the second voltage.
- the pump 41 pumps the desorbed carbon dioxide from the capture stage to the compression stage.
- the pump 41 pumps a mass of carbon dioxide greater than the predetermined mass threshold from the capture stage to the compression stage. Once the pump is deactivated, the desorption element 32 can also be deactivated.
- the desorbed carbon dioxide is therefore compressed to a pressure greater than the determined pressure threshold and when the pressure is greater than the predetermined pressure threshold, the injection valve 43 is opened to put the pump in fluid communication with the liquid container so that the compressed carbon dioxide is injected into the bottle.
- FIG. 1c is presented a third embodiment of gasification device 1c.
- This third embodiment differs from the first embodiment illustrated in FIG. 1a in that the compression stage is different, that the desorption is carried out at ambient pressure when the adsorption/desorption is carried out by the first bed of adsorption 31 and the first heating element 32, and that the gasification device 1c comprises a stage valve 44 allowing or blocking fluid communication between the capture stage and the compression stage.
- the gasification device 1c may not include a supply valve as illustrated in FIG. 1c, which reduces the cost of the device.
- the compression stage comprises a second adsorption bed 45 and a second heating element 46. It is connected to the ambient air by a second evacuation valve 42 and has a injection of carbon dioxide into the container through an injection valve 43.
- the computer is suitable for controlling the implementation, by the gasification device 1c, of the following steps.
- the fan 51 of the air supply circuit 5 is started, the inlet valve 52 and the first outlet valve 62 are open. and stage valve 44 is closed. In this way, the ambient air enters the capture stage via the air supply circuit 5 and passes through the adsorption element 31 before being evacuated by the air evacuation circuit 6. Air cannot enter the compression stage or the container once the stage valve is closed. Thus the air flows through the adsorption element 31 at room temperature and carbon dioxide is adsorbed by the adsorption element 31. This is point 1 on the graph of Figure 3.
- the stage valve 44 is open to allow fluid communication between the capture stage and the compression stage.
- the third valve 43 is closed so that the fluid communication between the compression stage and the container 7 is blocked.
- the second evacuation valve 42 is open so that a fluidic communication is established between the capture stage 3 and the ambient air via the compression stage 4.
- the valve of evacuation 62 is closed so that the air necessarily circulates from the capture stage to the compression stage without part of the air being evacuated by the air evacuation circuit 6.
- the desorption takes place by the activation of the first heating element 31 heating the first adsorption bed, or by the activation of the electrical power source by energizing the stack of electrodes at the second voltage and by the action of the fan circulating the air from the capture stage to the compression stage before being evacuated by the fluid communication with the ambient air at the level of the valve 42.
- the carbon dioxide is desorbed from the adsorption element 31 in the capture stage by heating or by applying an electric voltage, thus charging the air in the capture stage with carbon dioxide in significant proportions at ambient pressure. This is point 2 in the graph in Figure 3.
- the concentration of carbon dioxide in the air laden with carbon dioxide is significantly higher than the average carbon dioxide concentration of the air. 'ambiant air.
- the concentration of carbon dioxide in the ambient air is around 0.04% while the air loaded with carbon dioxide in the capture stage during desorption has a concentration greater than 1%.
- the air loaded with carbon dioxide desorbed from the adsorption element 31 is driven by the fan 51 towards the compression stage 4 comprising the second adsorption bed 45.
- the second adsorption bed 45 adsorbs carbon dioxide from the air laden with carbon dioxide in much higher concentrations. larger than the first adsorption bed 31. This is point 3 on the graph of FIG. 3.
- the air, discharged of its carbon dioxide after passing through the second adsorption bed 45, is then evacuated from the gasification device 1c via the fluidic communication between the compression stage 4 and the ambient air at the level of the second evacuation valve 42.
- the desorption is therefore carried out either by heating the first adsorption bed 31 or by energizing the stack of electrodes, so as to charge the air in the capture stage with carbon dioxide. carbon coupled with ventilation of the capture stage by the fan 51 to the compression stage so that the second adsorption bed 46 captures the carbon dioxide from the air laden with carbon dioxide.
- the compression is implemented in the compression stage when each of the stage valve 44, the second valve 42 and the third valve 43 are closed.
- the compression stage is therefore hermetically sealed to the outside air and to the capture stage.
- the second heating element 46 heats the second getter bed 45, the second getter bed gradually releases the adsorbed carbon dioxide from the charged air so that the carbon dioxide pressure in the compression stage gradually increases. This is point 4 on the graph in Figure 3.
- the injection valve 43 When the carbon dioxide pressure in the compression stage is greater than the predetermined pressure threshold, the injection valve 43 is opened so that the compression stage is placed in fluid communication with the container, by example through the injection duct, and that the compressed carbon dioxide is gradually injected into the container.
- the desorption element is deactivated and the fan can be stopped when the device 1c is in a compression phase.
- the fan 51 can continue to turn and the first evacuation valve 62 can be opened again to carry out a new adsorption phase in parallel.
- FIG. 1d is now presented a fourth embodiment of gasification device 1d.
- This fourth embodiment differs from the third previous embodiment insofar as the evacuation valve 62 is replaced by a second movable wall 63.
- the air evacuation circuit 6 comprises a second movable wall 63 of the capture stage.
- This second movable wall 63 when open, allows fluid communication between the ambient air and the capture stage.
- the second mobile wall 63 can for example be a rotary wall which opens by rotation around an axis.
- the second mobile wall 63 can also be a sliding wall to place the first adsorption bed in communication with the outside air.
- the wall can slide both horizontally and vertically as shown in Figure 1d. It may include gripping means, for example a handle, so that the user can open it. Alternatively, it can be opened by the action of a motor.
- the second mobile wall 63 makes it possible to expel the air via the evacuation circuit 6 more easily while making it possible to facilitate access to the ambient air to the absorption element 31 so that the phase adsorption is faster.
- the computer is adapted to control the same steps as in the embodiment presented with reference to FIG. 1c by replacing the actions performed on the evacuation valve by the same actions performed on the second movable wall 63.
- the second movable wall 63 is open in the adsorption phase of the device so that the ambient air evacuated by the evacuation circuit is greater, which makes it possible to increase the power of the fan and therefore reduce the adsorption time. It is then closed in the desorption phase so that the air laden with carbon dioxide does not escape from the housing via the movable wall 63 but passes through the compression stage to load the second compression bed in carbon dioxide.
- the fan 51 can continue to turn and the second movable wall 63 can be opened again to perform a new adsorption phase in parallel.
- a fifth embodiment of the gasification device 1e is presented.
- This fifth embodiment graphically illustrates an embodiment comprising the stack of electrodes 311 powered by the electrical energy source and in this case by the battery 321 .
- the device allows adsorption by a combination of the first adsorption bed 31 and the first heating element 32 or by a combination of the stack of electrodes 311 and the source of electrical energy, for example battery type 321, to allow adsorption and desorption of carbon dioxide from the ambient air.
- the desorption phenomenon can be improved by reducing the pressure of the capture stage via the action of the pump 41.
- the devices and the method of gasification presented above thus make it possible to gasify a drink from carbon dioxide in the ambient air.
- a user of the gasification device no longer needs to buy or refill the carbon dioxide cartridges necessary for the operation of the gasification devices of the prior art.
- the gasification device according to the invention allows, in particular by eliminating cartridge dioxide cartridges and by recovering carbon dioxide from the ambient air, a considerable reduction in polluting emissions.
- the carbon impact of the beverage gasification process according to the invention is negative.
- the gasification device presented allows direct use of the ambient air in the sense that the ambient air is not conditioned prior to its passage through the device and more precisely prior to its passage through the adsorption element. .
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Abstract
The invention relates to a gasification device for introducing gas into a beverage contained in a container, the device comprising a carbon dioxide extraction system for drawing carbon dioxide from the ambient air and compressing said carbon dioxide so as to inject it into the container at a pressure above a predetermined threshold.
Description
Description Description
Titre : Dispositif de gazéification Title: Gasification device
Domaine technique Technical area
[0001] La présente invention concerne le domaine des dispositifs de gazéification de boissons. The present invention relates to the field of beverage gasification devices.
Technique antérieure Prior technique
[0002] Des dispositifs de gazéification de boissons (aussi connus sous le nom de machine à soda) sont des machines permettant d’ajouter du dioxyde de carbone (C02) dans des liquides, en vue de gazéifier ces liquides. Par exemple, un dispositif de gazéification de boisson peut être utilisé pour introduire des bulles de dioxyde de carbone dans une bouteille d’eau liquide de façon à obtenir une bouteille d’eau gazeuse. [0002] Beverage carbonators (also known as soda machines) are machines for adding carbon dioxide (C02) to liquids in order to carbonate these liquids. For example, a beverage carbonator can be used to introduce bubbles of carbon dioxide into a bottle of liquid water to form a bottle of carbonated water.
[0003] De nombreux dispositifs de gazéification de boisson utilisent pour ce faire des cartouches de dioxyde de carbone stocké sous forme comprimée. Une vanne de régulation permet l’extraction du dioxyde de carbone de la cartouche et son injection dans une bouteille à une pression plus basse de façon à gazéifier le liquide contenu dans la bouteille. Un exemple d’un tel dispositif est présenté par le document W02020230115. [0003] Many beverage carbonating devices use carbon dioxide cartridges stored in compressed form for this purpose. A control valve allows the extraction of carbon dioxide from the cartridge and its injection into a bottle at a lower pressure in order to gasify the liquid contained in the bottle. An example of such a device is presented by the document W02020230115.
[0004] En l’occurrence, l’utilisateur de ce type de dispositif est dépendant de la quantité de dioxyde de carbone contenue dans la cartouche qu’il utilise et doit donc surveiller son niveau régulièrement ce qui n’est pas toujours possible. [0004] In this case, the user of this type of device is dependent on the quantity of carbon dioxide contained in the cartridge that he uses and must therefore monitor its level regularly, which is not always possible.
[0005] Par ailleurs, pour recharger une cartouche vide ou acheter une nouvelle cartouche, l’utilisateur doit se déplacer et/ou commander des cartouches entraînant ainsi des émissions polluantes. En effet, le déplacement de l’utilisateur et la logistique liée au transport des cartouches n’est pas neutre vis-à-vis de l’environnement. [0005] Furthermore, to refill an empty cartridge or buy a new cartridge, the user must move and/or order cartridges, thus resulting in polluting emissions. Indeed, the movement of the user and the logistics related to the transport of the cartridges are not neutral vis-à-vis the environment.
[0006] Au-delà de la logistique de transport de ces cartouches de dioxyde de carbone parfois peu vertueuse, la production de dioxyde de carbone pour les remplir peut également être source d’émission polluante tout comme leur recyclage. [0006] Beyond the transport logistics of these carbon dioxide cartridges, which are sometimes not very virtuous, the production of carbon dioxide to fill them can also be a source of polluting emissions, as can their recycling.
[0007] En outre, les cartouches de dioxyde de carbone sont onéreuses pour les utilisateurs qui supportent le coût des cartouches et le coût des recharges ainsi que le coût du carburant pour les échanger. [0007] In addition, the carbon dioxide cartridges are expensive for the users who bear the cost of the cartridges and the cost of the refills as well as the cost of the fuel to exchange them.
[0008] L’invention vient à améliorer cette situation. [0008] The invention comes to improve this situation.
Présentation de l’invention Presentation of the invention
[0009] Un objectif de la présente demande est donc de proposer un dispositif de gazéification de boisson dépourvue de cartouche de dioxyde de carbone.
[0010] À cet égard, l’invention propose un dispositif de gazéification d’une boisson adapté pour introduire du gaz dans une boisson contenue dans un contenant, caractérisé en ce qu’il comprend un système d’extraction de dioxyde de carbone adapté pour prélever du dioxyde de carbone à partir de l’air ambiant et pour comprimer ledit dioxyde de carbone de façon à l’injecter dans le contenant à une pression supérieure à un seuil de pression prédéterminé. [0009] One objective of the present application is therefore to propose a device for carbonating beverages without a carbon dioxide cartridge. [0010] In this respect, the invention proposes a device for carbonating a drink suitable for introducing gas into a drink contained in a container, characterized in that it comprises a carbon dioxide extraction system suitable for taking carbon dioxide from the ambient air and for compressing said carbon dioxide so as to inject it into the container at a pressure greater than a predetermined pressure threshold.
[0011] Le dispositif de gazéification de boisson selon l’invention utilise ainsi l’air ambiant qui l’entoure comme réservoir de dioxyde de carbone à exploiter afin d’être injecté dans le contenant de liquide. De ce fait, le dispositif de gazéification de boisson n’utilise plus de cartouches de dioxyde de carbone onéreuses et générant des émissions polluantes. L’utilisateur du dispositif de gazéification de l’invention n’a donc plus besoin d’aller acheter ces cartouches ou de les ramener pour être rechargées. L’utilisateur n’est par ailleurs plus dépendant de la quantité de dioxyde de carbone contenue dans sa cartouche pour pouvoir gazéifier sa boisson et peut utiliser son dispositif à n’importe quel moment en étant respectueux de l’environnement. The beverage gasification device according to the invention thus uses the ambient air which surrounds it as a reservoir of carbon dioxide to be exploited in order to be injected into the liquid container. As a result, the beverage carbonating device no longer uses expensive carbon dioxide cartridges that generate polluting emissions. The user of the gasification device of the invention therefore no longer needs to go and buy these cartridges or bring them back to be recharged. The user is also no longer dependent on the quantity of carbon dioxide contained in his cartridge to be able to carbonate his drink and can use his device at any time while being respectful of the environment.
[0012] Optionnellement, le système d’extraction du dioxyde de carbone comprend un étage de captation de dioxyde de carbone et un étage de compression du dioxyde de carbone capté, l’étage de captation de dioxyde de carbone comprenant un élément d’adsorption du dioxyde de carbone adapté pour adsorber du carbone contenu dans l’air ambiant lorsque l’air ambiant traverse l’élément d’adsorption, et un élément de désorption adapté pour agir sur l’élément d’adsorption de sorte que du dioxyde de carbone retenu dans l’élément d’adsorption soit relâché hors de l’élément d’adsorption, le dispositif de gazéification étant en outre adapté pour présenter deux configurations comprenant une configuration d’adsorption dans laquelle l’élément d’adsorption est en communication de fluide avec l’air ambiant, et une configuration de désorption dans laquelle l’élément d’adsorption est en communication de fluide avec l’étage de compression. [0012] Optionally, the carbon dioxide extraction system comprises a carbon dioxide capture stage and a captured carbon dioxide compression stage, the carbon dioxide capture stage comprising a carbon dioxide adsorption element carbon dioxide adapted to adsorb carbon contained in the ambient air when the ambient air passes through the adsorption element, and a desorption element adapted to act on the adsorption element so that carbon dioxide is retained into the adsorption element is released from the adsorption element, the gasification device being further adapted to have two configurations including an adsorption configuration in which the adsorption element is in fluid communication with ambient air, and a desorption configuration in which the adsorption element is in fluid communication with the compression stage.
Dans des modes de réalisation, l’élément d’adsorption du dioxyde de carbone comprend une pile d’électrodes, et l’élément de désorption comprend au moins une source d’alimentation électrique adaptée pour soumettre la pile d’électrodes à une première tension lors d’une phase d’adsorption du dioxyde de carbone et adaptée pour soumettre la pile d’électrodes à une deuxième tension lors d’une phase de désorption du dioxyde de carbone. In embodiments, the carbon dioxide adsorption element includes a stack of electrodes, and the desorption element includes at least one electrical power source adapted to subject the stack of electrodes to a first voltage during a carbon dioxide adsorption phase and adapted to subject the stack of electrodes to a second voltage during a carbon dioxide desorption phase.
[0013] Dans des modes de réalisation, l’élément d’adsorption comprend un premier lit d’adsorption et l’élément de désorption comprend un premier élément chauffant adapté
pour chauffer le premier lit d’adsorption lors d’une phase de désorption du dioxyde de carbone. [0013] In embodiments, the adsorption element comprises a first adsorption bed and the desorption element comprises a first adapted heating element to heat the first adsorption bed during a carbon dioxide desorption phase.
[0014] Dans des modes de réalisation, l’élément chauffant comprend des ailettes de chauffage, et le matériau d’adsorption est disposé au contact desdites ailettes. [0015] [0014] In embodiments, the heating element comprises heating fins, and the adsorption material is placed in contact with said fins. [0015]
[0016] L’étage de captation permet la captation du dioxyde de carbone de l’air ambiant notamment lorsque le dispositif de gazéification est dans la configuration d’adsorption, c’est-à-dire lorsque l’élément d’adsorption est en communication fluidique avec l’air ambiant. L’élément de désorption permet la désorption du dioxyde de carbone capté par le premier lit d’adsorption. L’étage de compression permet la compression du dioxyde de carbone désorbé de l’élément d’adsorption de façon à l’injecter dans le contenant à une pression supérieure au seuil de pression prédéterminé. [0016] The capture stage allows the capture of carbon dioxide from the ambient air, in particular when the gasification device is in the adsorption configuration, that is to say when the adsorption element is in fluid communication with the ambient air. The desorption element allows the desorption of the carbon dioxide captured by the first adsorption bed. The compression stage allows the compression of the carbon dioxide desorbed from the adsorption element so as to inject it into the container at a pressure greater than the predetermined pressure threshold.
[0017] Optionnellement, le dispositif de gazéification comprend un circuit d’alimentation en air de l’étage de captation comprenant un ventilateur. Le ventilateur permet d’augmenter le débit d’air ambiant traversant l’étage de captation de sorte que le premier lit d’adsorption se charge plus rapidement en dioxyde de carbone. [0017] Optionally, the gasification device comprises an air supply circuit for the capture stage comprising a fan. The fan makes it possible to increase the flow of ambient air passing through the capture stage so that the first adsorption bed is charged more quickly with carbon dioxide.
[0018] Optionnellement, le circuit d’alimentation en air de l’étage de captation comprend en outre une vanne d’alimentation adaptée pour sélectivement autoriser ou bloquer la circulation d’air dans ledit circuit d’alimentation. La vanne d’alimentation permet d’empêcher la sortie du dioxyde de carbone désorbé de l’étage de captation par le circuit d’alimentation en air. [0018] Optionally, the air supply circuit of the capture stage further comprises a supply valve adapted to selectively authorize or block the circulation of air in said supply circuit. The supply valve is used to prevent the escape of carbon dioxide desorbed from the capture stage through the air supply circuit.
[0019] Optionnellement, le dispositif de gazéification comprend un circuit d’évacuation de l’air ayant traversé l’élément d’adsorption, le circuit d’évacuation comprenant un système de réglage du débit d’air évacué. Le système de réglage du débit d’air évacué permet à la fois d’évacuer l’air déchargé de son dioxyde de carbone par le premier lit d’adsorption, d’alimenter l’étage de captation avec de l’air ambiant et d’empêcher la sortie du dioxyde de carbone désorbé de l’étage de captation par le circuit d’évacuation d’air. Le système de réglage du débit d’air évacué peut par exemple être une première vanne d’évacuation. [0019] Optionally, the gasification device comprises a circuit for evacuating the air having passed through the adsorption element, the evacuation circuit comprising a system for adjusting the flow rate of evacuated air. The evacuated air flow adjustment system makes it possible both to evacuate the air discharged of its carbon dioxide by the first adsorption bed, to supply the capture stage with ambient air and to prevent the exit of the carbon dioxide desorbed from the capture stage through the air evacuation circuit. The evacuated air flow adjustment system can for example be a first exhaust valve.
[0020] Optionnellement, l’étage de captation comprend des parois formant un capot amovible adaptée pour être retiré dans la configuration d’adsorption de façon à exposer l’élément d’adsorption à l’air ambiant. [0020] Optionally, the capture stage comprises walls forming a removable cover adapted to be removed in the adsorption configuration so as to expose the adsorption element to ambient air.
[0021] Optionnellement, le dispositif de gazéification comprend un logement contenant l’élément d’adsorption et le système de réglage du débit d’air évacué est une paroi mobile du logement. Le débit d’air évacué après avoir traversé l’élément d’adsorption est régulé
en fonction d’une position de la paroi mobile. La paroi mobile permet également d’admettre de l’air ambiant dans l’étage de captation. [0021] Optionally, the gasification device comprises a housing containing the adsorption element and the evacuated air flow rate adjustment system is a movable wall of the housing. The exhaust air flow after passing through the adsorption element is regulated depending on a position of the movable wall. The mobile wall also makes it possible to admit ambient air into the capture stage.
[0022] Optionnellement, le dispositif de gazéification comprend un logement, lequel comprend un premier compartiment logeant l’étage de compression de dioxyde de carbone et un deuxième compartiment en communication de fluide avec le premier compartiment, et l’étage de captation de dioxyde de carbone est déplaçable entre une position située à l’extérieur du logement et une position située dans le deuxième compartiment. De cette façon, lorsque l’étage de captation de dioxyde de carbone est situé à l’extérieur du logement, l’élément d’adsorption est immergé dans l’air ambiant et se charge rapidement en dioxyde de carbone dès lors que le débit d’air ambiant qui le traverse est important. [0022] Optionally, the gasification device comprises a housing, which comprises a first compartment housing the carbon dioxide compression stage and a second compartment in fluid communication with the first compartment, and the carbon dioxide capture stage. carbon is movable between a position located outside the housing and a position located in the second compartment. In this way, when the carbon dioxide capture stage is located outside the housing, the adsorption element is immersed in the ambient air and is rapidly charged with carbon dioxide as soon as the flow rate of ambient air passing through it is important.
[0023] Optionnellement, l’étage de compression comprend un lit d’adsorption de dioxyde de carbone et un élément chauffant adapté pour chauffer le lit d’adsorption. Le lit d’adsorption et l’élément chauffant de l’étage de compression permettent une compression thermique du dioxyde de carbone désorbé du premier élément d’adsorption. [0023] Optionally, the compression stage comprises a carbon dioxide adsorption bed and a heating element adapted to heat the adsorption bed. The adsorption bed and the heating element of the compression stage allow thermal compression of the carbon dioxide desorbed from the first adsorption element.
[0024] Optionnellement l’étage de compression comprend une pompe adaptée pour injecter le dioxyde de carbone dans le contenant de liquide à une pression supérieure au seuil de pression prédéterminé. [0024] Optionally, the compression stage comprises a pump adapted to inject carbon dioxide into the liquid container at a pressure greater than the predetermined pressure threshold.
[0025] Optionnellement, l’étage de compression comprend une pompe adaptée pour faire diminuer la pression dans l’étage de captation à une pression inférieure à 500 mbar et pour injecter le dioxyde de carbone dans le contenant de liquide à une pression supérieure au seuil de pression prédéterminé. La pompe permet à la fois la désorption du dioxyde de carbone adsorbé par l’élément d’adsorption en faisant baisser la pression dans la chambre de captation comprenant l’élément d’adsorption et la compression du dioxyde de carbone ainsi désorbé pour son injection dans la bouteille. La pompe peut comprendre une pompe à vide couplée à un compresseur. En l’occurrence, la pompe à vide permet de faire baisser la pression dans la chambre de captation et de récupérer le dioxyde de carbone désorbé à basse pression dans l’étage de compression. Le compresseur quant à lui permet de compresser le dioxyde de carbone désorbé à basse pression à une pression supérieure au seuil de pression prédéterminé pour être injecté dans le contenant. [0025] Optionally, the compression stage comprises a pump adapted to reduce the pressure in the capture stage to a pressure below 500 mbar and to inject the carbon dioxide into the liquid container at a pressure above the threshold predetermined pressure. The pump allows both the desorption of the carbon dioxide adsorbed by the adsorption element by lowering the pressure in the capture chamber comprising the adsorption element and the compression of the carbon dioxide thus desorbed for its injection into the bottle. The pump may include a vacuum pump coupled to a compressor. In this case, the vacuum pump lowers the pressure in the capture chamber and recovers the carbon dioxide desorbed at low pressure in the compression stage. The compressor for its part makes it possible to compress the carbon dioxide desorbed at low pressure to a pressure greater than the predetermined pressure threshold to be injected into the container.
[0026] Optionnellement, le dispositif de gazéification comprend une deuxième vanne d’évacuation adaptée pour sélectivement mettre l’étage de compression en circulation de fluide avec l’air ambiant, et une vanne d’injection adaptée pour sélectivement mettre l’étage de compression en communication de fluide avec le contenant. La deuxième
vanne d’évacuation permet une évacuation de fluide de l’étage de compression vers l’air ambiant, par exemple de l’air pompée par la pompe pour faire baisser la pression dans l’étage de captation. La troisième vanne permet la communication de fluide entre l’étage de compression et le contenant et donc l’injection du dioxyde de carbone compressé dans la bouteille. [0026] Optionally, the gasification device comprises a second evacuation valve adapted to selectively put the compression stage in fluid circulation with the ambient air, and an injection valve adapted to selectively put the compression stage in fluid communication with the container. The second evacuation valve allows evacuation of fluid from the compression stage to the ambient air, for example air pumped by the pump to lower the pressure in the capture stage. The third valve allows fluid communication between the compression stage and the container and therefore the injection of compressed carbon dioxide into the bottle.
[0027] Optionnellement, chaque lit d’adsorption comprend au moins un matériau parmi du charbon actif et de la zéolithe. Ces matériaux présentent des propriétés importantes de captation du dioxyde de carbone. [0027] Optionally, each adsorption bed comprises at least one material from activated carbon and zeolite. These materials have significant carbon dioxide capture properties.
[0028] Optionnellement, le seuil de pression prédéterminé est de 2 bars. Cela permet à la boisson dans le contenant d’être gazéifiée. [0028] Optionally, the predetermined pressure threshold is 2 bars. This allows the drink in the container to be carbonated.
[0029] L’invention porte également sur un procédé de gazéification de boisson mis en oeuvre par l’un des dispositifs présentés dans la présente demande, le procédé comprenant : une adsorption de dioxyde de carbone contenu dans l’air ambiant par le système d’extraction du dioxyde de carbone, une désorption du dioxyde de carbone adsorbé dans le système d’extraction du dioxyde de carbone, une compression du dioxyde de carbone désorbé dans le système d’extraction du dioxyde de carbone à une pression supérieure au seuil de pression prédéterminé, - une injection du dioxyde de carbone compressé dans le contenant. [0029] The invention also relates to a process for carbonating beverages implemented by one of the devices presented in the present application, the process comprising: adsorption of carbon dioxide contained in the ambient air by the system of extraction of carbon dioxide, desorption of the adsorbed carbon dioxide in the carbon dioxide extraction system, compression of the desorbed carbon dioxide in the carbon dioxide extraction system to a pressure above the pressure threshold predetermined, - an injection of compressed carbon dioxide into the container.
[0030] Le procédé selon l’invention permet la gazéification d’une boisson à partir de dioxyde de carbone extrait de l’air ambiant. La gazéification d’une boisson selon le procédé de l’invention utilise donc des ressources en dioxyde de carbone disponibles dans le réservoir d’air ambiant de sorte que le procédé n’est pas restreint par une quantité de dioxyde de carbone d’un réservoir de petit volume telle que les cartouches utilisées dans l’art antérieur. Il permet en réalité de s’affranchir de ces cartouches de dioxyde de carbone onéreuses pour l’utilisateur et émettrices de polluants dans leur conception et dans toute la logistique qui les entoure, notamment pour leur transport et leur recyclage. The method according to the invention allows the gasification of a drink from carbon dioxide extracted from the ambient air. The carbonation of a beverage according to the method of the invention therefore uses carbon dioxide resources available in the ambient air reservoir so that the method is not restricted by an amount of carbon dioxide from a reservoir. of small volume such as the cartridges used in the prior art. It actually makes it possible to do away with these carbon dioxide cartridges, which are expensive for the user and emit pollutants in their design and in all the logistics that surround them, in particular for their transport and recycling.
[0031] Optionnellement, l’adsorption est réalisée par circulation d’air au travers d’un lit d’adsorption, et la désorption comprend le chauffage dudit lit d’adsorption. [0031] Optionally, the adsorption is carried out by circulating air through an adsorption bed, and the desorption comprises the heating of said adsorption bed.
[0032] Optionnellement, le procédé comprend l’activation d’un ventilateur pour accroître un débit d’air ambiant vers le lit d’adsorption.
[0033] Optionnellement, lorsque le dispositif de gazéification comprend le logement comprenant le premier compartiment logeant l’étage de compression et le deuxième compartiment, l’adsorption comprend une mise en place du premier lit d’adsorption à la position située à l’extérieure du logement, et le procédé comprend en outre le déplacement du premier lit d’adsorption pour le positionner dans le deuxième compartiment avant de mettre en oeuvre la désorption. [0032] Optionally, the method comprises the activation of a fan to increase an ambient air flow to the adsorption bed. [0033] Optionally, when the gasification device comprises the housing comprising the first compartment housing the compression stage and the second compartment, the adsorption comprises placing the first adsorption bed in the position located outside of the housing, and the method further comprises moving the first getter bed into position in the second compartment prior to performing the desorption.
[0034] De cette façon, l’adsorption est réalisée lorsque l’étage de captation est immergé dans l’air ambiant de sorte que la captation du dioxyde de carbone par le premier lit d’adsorption est rapide. Par ailleurs, lorsque l’étage de captation est positionné dans le deuxième compartiment, la désorption peut être effectuée dans le deuxième compartiment, lequel comprend très peu ou pas de circulation d’air ambiant de sorte que le dioxyde de carbone désorbé n’est peu ou pas évacué du deuxième compartiment par circulation d’air ambiant. In this way, the adsorption is carried out when the capture stage is immersed in the ambient air so that the capture of carbon dioxide by the first adsorption bed is rapid. Furthermore, when the capture stage is positioned in the second compartment, the desorption can be carried out in the second compartment, which comprises very little or no circulation of ambient air so that the desorbed carbon dioxide is little or not evacuated from the second compartment by circulation of ambient air.
[0035] Optionnellement, lorsque le dispositif de gazéification comprend le logement comprenant le premier lit d’adsorption et la paroi mobile, l’adsorption est mise en oeuvre lorsque la paroi mobile du logement est ouverte, le procédé comprend la fermeture de la paroi mobile et la mise en oeuvre de l’étape de désorption lorsque la paroi mobile du logement est fermée. [0035] Optionally, when the gasification device comprises the housing comprising the first adsorption bed and the mobile wall, the adsorption is implemented when the mobile wall of the housing is open, the method comprises closing the mobile wall and carrying out the desorption step when the movable wall of the housing is closed.
[0036] Dans cette configuration, lorsque la paroi mobile du logement est ouverte, le débit d’air ambiant traversant l’étage de captation est important de sorte que le dioxyde de carbone capté par le premier lit d’adsorption augmente rapidement. A l’inverse, lorsque la paroi mobile se referme, la circulation d’air ambiant dans l’étage de captation est faible ou négligeable de sorte que le dioxyde de carbone désorbé n’est peu ou pas évacué du dispositif de gazéification par circulation d’air ambiant. [0037] Optionnellement, lorsque le dispositif de gazéification comprend un étage de compression comprenant un deuxième lit d’adsorption et un deuxième élément chauffant dudit deuxième lit d’adsorption, la compression comprend le chauffage du deuxième élément chauffant de façon à chauffer le deuxième lit d’adsorption. In this configuration, when the movable wall of the housing is open, the flow of ambient air passing through the capture stage is high so that the carbon dioxide captured by the first adsorption bed increases rapidly. Conversely, when the movable wall closes, the circulation of ambient air in the capture stage is low or negligible so that the desorbed carbon dioxide is not or hardly evacuated from the gasification device by circulation of 'ambiant air. [0037] Optionally, when the gasification device comprises a compression stage comprising a second adsorption bed and a second heating element of said second adsorption bed, the compression comprises heating the second heating element so as to heat the second bed of adsorption.
[0038] Optionnellement, lorsque le dispositif de gazéification comprend un étage de compression comprenant une pompe à vide couplée à un compresseur, le procédé comprend préalablement à la désorption : une extraction de l’air de l’étage de captation vers l’air ambiant par la pompe à vide, et dans lequel le procédé comprend préalablement à la compression :
une extraction du dioxyde de carbone désorbé de l’étage de captation vers l’étage de compression par la pompe à vide et, dans lequel la compression comprend : [0038] Optionally, when the gasification device comprises a compression stage comprising a vacuum pump coupled to a compressor, the method comprises prior to the desorption: an extraction of the air from the capture stage to the ambient air by the vacuum pump, and in which the method comprises prior to the compression: an extraction of the desorbed carbon dioxide from the capture stage to the compression stage by the vacuum pump and, in which the compression comprises:
- un actionnement du compresseur sur le dioxyde de carbone désorbé dans l’étage de compression. - actuation of the compressor on the carbon dioxide desorbed in the compression stage.
[0039] L’extraction de l’air de l’étage de captation vers l’air ambiant par la pompe à vide permet de diminuer la pression dans la chambre de captation pour permettre une désorption du dioxyde de carbone dans le premier lit. L’extraction du dioxyde de carbone désorbé de l’étage de captation vers l’étage de compression par la pompe à vide permet de récupérer le dioxyde de carbone désorbé par le premier lit d’adsorption pour la compression. L’actionnement du compresseur sur le dioxyde de carbone désorbé dans la chambre de compression permet de compresser le dioxyde de carbone désorbé à un seuil supérieur au seuil déterminé de façon à pourvoir être injecté dans le contenant. The extraction of the air from the capture stage to the ambient air by the vacuum pump makes it possible to reduce the pressure in the capture chamber to allow desorption of the carbon dioxide in the first bed. The extraction of the carbon dioxide desorbed from the capture stage to the compression stage by the vacuum pump makes it possible to recover the carbon dioxide desorbed by the first adsorption bed for compression. The actuation of the compressor on the carbon dioxide desorbed in the compression chamber makes it possible to compress the desorbed carbon dioxide to a threshold higher than the threshold determined so as to be able to be injected into the container.
[0040] L’invention présente également un calculateur adapté pour commander des dispositifs de gazéification présentés par la présente divulgation afin de mettre en oeuvre des procédés de gazéification détaillés par la présente divulgation et adaptés au dispositif. The invention also presents a computer adapted to control gasification devices presented by the present disclosure in order to implement gasification methods detailed by the present disclosure and adapted to the device.
Brève description des dessins Brief description of the drawings
[0041] D’autres caractéristiques, détails et avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, et à l’analyse des dessins annexés, sur lesquels : Fig. 1a [0041] Other characteristics, details and advantages will appear on reading the detailed description below, and on analyzing the appended drawings, in which: FIG. 1a
[0042] [Fig. 1a] représente un premier exemple d’un dispositif de gazéification de l’invention. [0042] [Fig. 1a] represents a first example of a gasification device of the invention.
Fig. 1 b Fig. 1b
[0043] [Fig. 1b] représente un deuxième exemple de réalisation d’un dispositif de gazéification de l’invention. [0043] [Fig. 1b] represents a second embodiment of a gasification device of the invention.
Fig. 1c Fig. 1 C
[0044] [Fig. 1c] représente un troisième exemple de réalisation d’un dispositif de gazéification de l’invention. [0044] [Fig. 1c] represents a third embodiment of a gasification device of the invention.
Fig. id [0045] [Fig. 1d] représente un quatrième exemple de réalisation d’un dispositif de gazéification de l’invention. Fig. id [0045] [Fig. 1d] represents a fourth embodiment of a gasification device of the invention.
Fig. 1e
[0046] [Fig. 1e] représente un cinquième exemple de réalisation d’un dispositif de gazéification de l’invention. Fig. 1st [0046] [Fig. 1e] represents a fifth embodiment of a gasification device of the invention.
[0047] [0047]
Fig. 2 Fig. 2
[0048] [Fig. 2] représente un exemple de procédé de gazéification selon l’invention. [0048] [Fig. 2] represents an example of a gasification process according to the invention.
Fig. 3 Fig. 3
[0049] [Fig. 3] représente la capacité d’adsorption en dioxyde de carbone d’un adsorbant en fonction de la pression et de la température. [0049] [Fig. 3] represents the carbon dioxide adsorption capacity of an adsorbent as a function of pressure and temperature.
Description des modes de réalisation Description of embodiments
[0050] On va maintenant décrire, en référence aux figures 1a et 1d, un dispositif de gazéification selon différents modes de réalisation. We will now describe, with reference to Figures 1a and 1d, a gasification device according to different embodiments.
[0051] Le dispositif de gazéification 1 est adapté pour introduire du gaz dans une boisson contenue dans un contenant 7. Il comprend un système d’extraction de dioxyde de carbone 2 adapté pour prélever du dioxyde de carbone à partir de l’air ambiant et pour comprimer ledit dioxyde de carbone de façon à l’injecter dans le contenant 7 à une pression supérieure à un seuil de pression prédéterminé. The gasification device 1 is suitable for introducing gas into a drink contained in a container 7. It comprises a carbon dioxide extraction system 2 suitable for taking carbon dioxide from the ambient air and to compress said carbon dioxide so as to inject it into the container 7 at a pressure greater than a predetermined pressure threshold.
[0052] La pression peut par exemple être exprimée en bars ou en Pascals. En l’occurrence, un bar correspond à 100000 Pascals. Le seuil de pression prédéterminé peut ainsi être compris entre 1 et 11 bars et peut avantageusement être supérieur à 2 bars. The pressure can for example be expressed in bars or in Pascals. In this case, one bar corresponds to 100,000 Pascals. The predetermined pressure threshold can thus be between 1 and 11 bars and can advantageously be greater than 2 bars.
[0053] Le contenant 7 peut par exemple être une bouteille et la boisson peut par exemple être de l’eau plate de sorte que le dispositif permet de passer d’une eau plate à une eau gazeuse après injection du dioxyde de carbone. The container 7 can for example be a bottle and the drink can for example be plain water so that the device makes it possible to switch from plain water to sparkling water after injection of carbon dioxide.
[0054] L’air ambiant doit être compris dans la présente divulgation comme de l’air autour du dispositif de gazéification ou traversant le dispositif de gazéification et constituant un réservoir de dioxyde de carbone naturel. [0054] Ambient air is to be understood in this disclosure as air around the gasification device or passing through the gasification device and constituting a reservoir of natural carbon dioxide.
[0055] Le système d’extraction de dioxyde de carbone 2 comprend un étage de captation du dioxyde de carbone 3 et un étage de compression du dioxyde de carbone 4, lesquels sont représentés en pointillés sur les figures. The carbon dioxide extraction system 2 comprises a carbon dioxide capture stage 3 and a carbon dioxide compression stage 4, which are shown in dotted lines in the figures.
[0056] L’étage de captation et l’étage de compression peuvent par exemple être compris dans un logement du dispositif de gazéification 1a. Le logement peut par exemple être réalisé en matériau métallique ou en matériau plastique. Lorsque le logement est réalisé en matériau plastique, il peut par exemple être réalisé par moulage à injection, par
exemple par l’utilisation d’une presse à injecter. Le logement est considéré hermétique de sorte que ces parois ne laissent pas passer l’air ambiant à l’intérieur du dispositif de gazéification sauf à certains endroits en communication fluidique avec les étages de captation et de compression. [0057] En particulier, l’étage de captation et l’étage de compression sont considérés hermétiques à l’air ambiant extérieur au dispositif de gazéification sauf lorsque la présente divulgation précise le contraire. A ce titre, l’étage de captation et l’étage de compression comprennent des parois. Certaines de leurs parois peuvent par exemple être communes avec certaines parois du logement ou communes entre les étages. [0058] Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 1a, la paroi supérieure de l’étage de captation 3 est commune avec la paroi inférieure de l’étage de compression 4. La configuration illustrée en figure 1a présente un étage de captation situé en-dessous d’un étage de compression. L’encombrement du dispositif de gazéification est donc réduit sur un plan horizontal. [0059] Dans d’autres modes de réalisation, l’étage de captation et l’étage de compression peuvent également être disposés sur un plan horizontal de sorte qu’une paroi commune à l’étage de captation et l’étage de compression peut être une paroi latérale de l’étage de captation (correspondant à la paroi latérale opposée de l’étage de compression). L’encombrement du dispositif de gazéification est donc réduit sur un plan vertical. The capture stage and the compression stage can for example be included in a housing of the gasification device 1a. The housing can for example be made of metallic material or of plastic material. When the housing is made of plastic material, it can for example be made by injection molding, by example by using an injection molding machine. The housing is considered hermetic so that these walls do not allow ambient air to pass inside the gasification device except at certain places in fluid communication with the capture and compression stages. [0057] In particular, the capture stage and the compression stage are considered hermetic to the ambient air outside the gasification device except when the present disclosure specifies the contrary. As such, the capture stage and the compression stage comprise walls. Some of their walls can for example be common with certain walls of the housing or common between the floors. In the embodiment illustrated in Figure 1a, the upper wall of the capture stage 3 is common with the lower wall of the compression stage 4. The configuration illustrated in Figure 1a has a capture stage located below a compression stage. The size of the gasification device is therefore reduced on a horizontal plane. In other embodiments, the capture stage and the compression stage can also be arranged on a horizontal plane so that a wall common to the capture stage and the compression stage can be a side wall of the capture stage (corresponding to the opposite side wall of the compression stage). The bulk of the gasification device is therefore reduced on a vertical plane.
[0060] L’étage de captation est adapté pour capter le dioxyde de carbone à partir de l’air ambiant par adsorption, et comprend à cet égard un élément d’adsorption 31, 311. L’étage de captation comprend en outre un élément de désorption 32, 321 adapté pour agir sur l’élément d’adsorption 31 , 311 de sorte que du dioxyde de carbone retenu dans l’élément d’adsorption soit relâché hors de l’élément d’adsorption. The capture stage is adapted to capture carbon dioxide from the ambient air by adsorption, and comprises in this respect an adsorption element 31, 311. The capture stage further comprises an element desorption 32, 321 adapted to act on the adsorption element 31, 311 so that carbon dioxide retained in the adsorption element is released out of the adsorption element.
[0061] Dans un mode de réalisation, l’élément d’adsorption comprend un premier lit d’adsorption 31 , notamment représenté sur les figures 1a à 1d. Dans un autre mode de réalisation, l’élément d’adsorption comprend une pile d’électrodes 311. Une telle pile d’électrodes 311 est notamment représentée sur la figure 1e. En tout état de cause, l’élément d’adsorption doit au moins comprendre une anode et une cathode constituant ainsi une couche de la pile d’électrodes 311 qui peut en comprendre plusieurs dont trois sont représentées sur la figure 1e. In one embodiment, the adsorption element comprises a first adsorption bed 31, in particular shown in Figures 1a to 1d. In another embodiment, the adsorption element comprises a stack of electrodes 311. Such a stack of electrodes 311 is represented in particular in FIG. 1e. In any event, the adsorption element must at least comprise an anode and a cathode thus constituting a layer of the stack of electrodes 311 which may comprise several of which three are shown in FIG. 1e.
[0062] Un lit d’adsorption doit être compris dans la présente divulgation comme une structure poreuse comprenant un matériau adsorbant du dioxyde de carbone sur tout ou partie de ses surfaces. Un matériau adsorbant du dioxyde de carbone désigne un
matériau présentant des propriétés de capture ou de stockage du dioxyde de carbone sur ses surfaces, le dioxyde de carbone provenant de fluides traversant le matériau. Un matériau adsorbant du dioxyde de carbone peut par exemple comprendre l’un parmi le charbon actif et la zéolithe, lesquelles présentent des propriétés importantes d’adsorption du dioxyde de carbone. Un lit d’adsorption peut par exemple être de forme sensiblement cylindrique ou parallélépipédique. La forme cylindrique permet une adsorption mieux répartie du dioxyde de carbone sur les surfaces du lit d’adsorption comprenant le matériau adsorbant. La forme parallélépipédique permet une disposition ou un remplacement plus facile du lit d’adsorption dans le logement. [0063] Le lit d’adsorption 31 peut par exemple comprendre un matériau adsorbant du dioxyde de carbone enfermé dans un maillage tel qu’un maillage métallique, par exemple un maillage d’acier inoxydable permettant de contenir le matériau adsorbant. Les ouvertures du maillage sont dimensionnées de sorte que le matériau adsorbant ne puisse pas le traverser. [0064] La pile d’électrodes 311 permet d’adsorber le dioxyde de carbone sur ses surfaces notamment lorsqu’elle est soumise à une première tension. [0062] An adsorption bed should be understood in the present disclosure as a porous structure comprising a carbon dioxide adsorbent material on all or part of its surfaces. A carbon dioxide adsorbent material means a material exhibiting properties of carbon dioxide capture or storage on its surfaces, the carbon dioxide coming from fluids passing through the material. A carbon dioxide adsorbing material may, for example, comprise one of activated carbon and zeolite, which exhibit significant carbon dioxide adsorbing properties. An adsorption bed can for example be of substantially cylindrical or parallelepipedal shape. The cylindrical shape allows a better distributed adsorption of carbon dioxide on the surfaces of the adsorption bed comprising the adsorbent material. The parallelepiped shape allows for easier placement or replacement of the getter bed in the housing. The adsorption bed 31 may for example comprise a carbon dioxide adsorbent material enclosed in a mesh such as a metal mesh, for example a stainless steel mesh making it possible to contain the adsorbent material. The openings of the mesh are sized so that the adsorbent material cannot pass through it. The stack of electrodes 311 makes it possible to adsorb carbon dioxide on its surfaces, in particular when it is subjected to a first voltage.
[0065] Lorsque l’étage de captation comprend le premier lit d’adsorption 31, l’étage de captation 3 est adapté pour mettre en oeuvre des cycles d’adsorption/désorption de dioxyde de carbone par inversion de température, également connue sous l’acronyme TSA (de l’anglais Température Swing Adsorption). Dans des modes de réalisation, l’étage de captation est adapté pour mettre en oeuvre des cycles d’adsorption/désorption de dioxyde de carbone par inversion de température et de pression (connue sous l’acronyme anglais PTSA pour Pressure Température Swing Adsorption). [0065] When the capture stage comprises the first adsorption bed 31, the capture stage 3 is adapted to implement adsorption/desorption cycles of carbon dioxide by temperature inversion, also known as acronym TSA (Temperature Swing Adsorption). In some embodiments, the capture stage is suitable for implementing carbon dioxide adsorption/desorption cycles by temperature and pressure inversion (known by the acronym PTSA for Pressure Temperature Swing Adsorption).
[0066] En référence à la figure 3, on a représenté la capacité de stockage d’un lit d’adsorption en dioxyde de carbone en fonction de la température et de la pression partielle du dioxyde de carbone. La pression partielle d’un fluide correspond à la pression exercée par ce fluide dans un volume comprenant un mélange de fluides si ce fluide occupait seul ce même volume à la température du mélange. Comme visible sur la figure, la capacité d’adsorption d’un matériau diminue lorsque la température augmente, et lorsque la pression partielle diminue. Par conséquent, l’adsorption par inversion de température comprend l’adsorption de dioxyde de carbone à une température donnée, par exemple la température ambiante, et la mise en oeuvre d’une élévation de température pour entraîner la désorption du dioxyde de carbone adsorbé. L’adsorption par inversion de température et de pression comprend en outre la diminution de la pression ambiante permettant d’augmenter le phénomène de désorption.
[0067] Ainsi, lorsque l’étage de captation comprend le premier lit d’adsorption 31, l’élément de désorption adapté pour agir sur le premier lit d’adsorption 31 comprend un premier élément chauffant 32 adapté pour chauffer le premier lit d’adsorption 31. Le chauffage du premier lit d’adsorption 31 par le premier élément chauffant 32 permet la désorption du dioxyde de carbone contenu dans le premier lit d’adsorption. Le premier élément chauffant peut par exemple comprendre des résistances chauffantes. Elles peuvent par exemple être disposées à plusieurs endroits en contact avec le premier lit d’adsorption pour répartir aussi équitablement que possible le chauffage sur le premier lit d’adsorption en fonction de sa géométrie. [0068] Dans des modes de réalisation, le premier élément chauffant est un chauffage à coefficient de température positif (connu sous la dénomination anglaise positive température coefficient heater). Un chauffage à coefficient de température positif peut comprendre des résistances chauffantes agencées sur des ailettes de chauffage à coefficient de température positif. Le matériau adsorbant du premier lit d’adsorption peut ainsi être disposé sur ces ailettes de façon que les résistances chauffantes diffusent le chauffage directement sur le matériau adsorbant. Ainsi, l’élément chauffant et plus précisément les résistances chauffantes sont placées directement au contact du matériau adsorbant. Dans un mode de réalisation, le matériau adsorbant est disposé sur les ailettes comprenant les résistances chauffantes et ces ailettes sont enfermées dans le maillage métallique de sorte que le matériau adsorbant disposé sur les ailettes puisse être retenu à proximité des ailettes. Dans la mesure où les résistances chauffantes sont directement en contact avec le matériau adsorbant, l’énergie nécessaire pour amener le matériau adsorbant à la température souhaitée pour la désorption est réduite. Referring to Figure 3, there is shown the storage capacity of a carbon dioxide adsorption bed depending on the temperature and the partial pressure of carbon dioxide. The partial pressure of a fluid corresponds to the pressure exerted by this fluid in a volume comprising a mixture of fluids if this fluid occupied this same volume alone at the temperature of the mixture. As seen in the figure, the adsorption capacity of a material decreases when the temperature increases, and when the partial pressure decreases. Accordingly, temperature inversion adsorption includes the adsorption of carbon dioxide at a given temperature, for example room temperature, and the implementation of a temperature rise to cause desorption of the adsorbed carbon dioxide. Adsorption by temperature and pressure inversion further comprises the reduction of the ambient pressure making it possible to increase the phenomenon of desorption. Thus, when the capture stage comprises the first adsorption bed 31, the desorption element adapted to act on the first adsorption bed 31 comprises a first heating element 32 adapted to heat the first adsorption bed. adsorption 31. The heating of the first adsorption bed 31 by the first heating element 32 allows the desorption of the carbon dioxide contained in the first adsorption bed. The first heating element can for example comprise heating resistors. They can for example be arranged at several places in contact with the first adsorption bed to distribute the heating as evenly as possible on the first adsorption bed according to its geometry. In some embodiments, the first heating element is a positive temperature coefficient heater (known by the English name positive temperature coefficient heater). A positive temperature coefficient heater may include heating resistors arranged on positive temperature coefficient heating fins. The adsorbent material of the first adsorption bed can thus be arranged on these fins so that the heating resistors diffuse the heating directly onto the adsorbent material. Thus, the heating element and more specifically the heating resistors are placed directly in contact with the adsorbent material. In one embodiment, the adsorbent material is disposed on the fins comprising the heating resistors and these fins are enclosed in the metal mesh so that the adsorbent material disposed on the fins can be retained near the fins. Since the heating resistors are in direct contact with the adsorbent material, the energy required to bring the adsorbent material to the desired temperature for desorption is reduced.
[0069] Le premier élément chauffant 32 peut être adapté pour être chauffé à une température supérieure à 90°C et de préférence à une température supérieure à HO'C. Le premier élément chauffant 32 peut être adapté pour chauffer le premier lit d’adsorption à une température supérieure à 80 ‘O et de préférence supérieure à 100 ‘O par exemple lorsque le dispositif de gazéification est dans une phase de désorption. The first heating element 32 can be adapted to be heated to a temperature above 90° C. and preferably to a temperature above HO'C. The first heating element 32 can be adapted to heat the first adsorption bed to a temperature above 80°O and preferably above 100°O, for example when the gasification device is in a desorption phase.
[0070] Dans les modes de réalisation où l’étage de captation comprend la pile d’électrodes 311 , l’élément de désorption comprend une source d’alimentation électrique, par exemple une batterie 321 adaptée pour alimenter les électrodes à une première tension lors d’une phrase d’adsorption des électrodes et à une deuxième tension lors d’une phase de désorption des électrodes. En l’occurrence, le dioxyde de carbone est adsorbé à la surface des électrodes lorsqu’elles sont soumises à une première tension puis il est désorbé de cette surface lorsque ces électrodes sont soumises à une deuxième tension, la deuxième tension étant différente de la première tension.
[0071] Dans des modes de réalisation, l’étage de captation 3 est adapté pour pouvoir adopter une première configuration dite d’adsorption dans laquelle l’élément d’adsorption, est en communication de fluide avec l’air ambiant et peut ainsi mettre en oeuvre une phase d’adsorption du dioxyde de carbone contenu dans l’air ambiant, et une deuxième configuration dite de désorption dans laquelle, pour la mise en oeuvre d’une phase de désorption, l’étage de captation est en communication fluidique avec l’étage de compression. [0070] In the embodiments where the capture stage comprises the stack of electrodes 311, the desorption element comprises an electrical power source, for example a battery 321 adapted to supply the electrodes at a first voltage during of an electrode adsorption phase and at a second voltage during an electrode desorption phase. In this case, the carbon dioxide is adsorbed on the surface of the electrodes when they are subjected to a first voltage then it is desorbed from this surface when these electrodes are subjected to a second voltage, the second voltage being different from the first tension. In some embodiments, the capture stage 3 is adapted to be able to adopt a first so-called adsorption configuration in which the adsorption element is in fluid communication with the ambient air and can thus put implements a phase of adsorption of the carbon dioxide contained in the ambient air, and a second so-called desorption configuration in which, for the implementation of a desorption phase, the capture stage is in fluid communication with the compression stage.
[0072] A cet égard, dans des modes de réalisation, l’étage de captation 3 est en communication fluidique avec l’air ambiant par un circuit d’alimentation en air 5. Une paroi de l’étage de captation peut donc comprendre une ouverture d’alimentation permettant un passage de l’air ambiant du circuit d’alimentation en air vers l’étage de captation. [0072] In this respect, in some embodiments, the capture stage 3 is in fluid communication with the ambient air via an air supply circuit 5. A wall of the capture stage can therefore comprise a supply opening allowing passage of ambient air from the air supply circuit to the capture stage.
[0073] En l’occurrence, l’air ambiant transite par le circuit d’alimentation en air 5 débouchant ainsi sur l’étage de captation 3 ce qui permet une communication fluidique entre l’élément d’adsorption et l’air ambiant. De cette façon, lorsque le dispositif est dans la première configuration d’adsorption, de l’air ambiant est amené par le circuit d’alimentation en air 5 dans l’étage de captation 3 et traverse l’élément d’adsorption qui adsorbe le dioxyde de carbone contenu dans l’air ambiant. In this case, the ambient air passes through the air supply circuit 5 thus leading to the capture stage 3 which allows fluid communication between the adsorption element and the ambient air. In this way, when the device is in the first adsorption configuration, ambient air is brought by the air supply circuit 5 into the capture stage 3 and passes through the adsorption element which adsorbs the carbon dioxide in ambient air.
[0074] Le circuit d’alimentation en air peut ainsi comprendre un ventilateur 51 de façon à accroître le débit d’air ambiant traversant le premier lit d’adsorption ce qui permet de réduire le temps d’adsorption permettant l’accumulation du dioxyde de carbone par le premier lit d’adsorption. The air supply circuit can thus comprise a fan 51 so as to increase the ambient air flow passing through the first adsorption bed, which makes it possible to reduce the adsorption time allowing the accumulation of carbon dioxide. carbon through the first adsorption bed.
[0075] Dans des modes de réalisation et notamment celui représenté en figure 1a, le circuit d’alimentation en air de l’étage de captation peut comprendre en outre une vanne d’alimentation 52 pour sélectivement autoriser ou bloquer la circulation d’air dans ledit circuit d’alimentation. In embodiments and in particular that shown in Figure 1a, the air supply circuit of the capture stage may further comprise a supply valve 52 to selectively allow or block the flow of air in said power circuit.
[0076] L’étage de captation 3 est également en communication fluidique avec l’air ambiant par un circuit d’évacuation de l’air 6. De cette façon, l’air ambiant ayant traversé le premier lit d’adsorption est évacué de l’étage de captation par le circuit d’évacuation. Une paroi de l’étage de captation peut donc comprendre une ouverture d’évacuation permettant un passage de l’air de l’étage de captation vers l’air ambiant. The capture stage 3 is also in fluid communication with the ambient air via an air evacuation circuit 6. In this way, the ambient air having passed through the first adsorption bed is evacuated from the capture stage by the evacuation circuit. A wall of the capture stage can therefore comprise an exhaust opening allowing the air to pass from the capture stage to the ambient air.
[0077] Le circuit d’évacuation de l’air peut comprendre un système de réglage du débit d’air évacué de façon à réguler le débit d’air évacué de la chambre de captation, afin de permettre la circulation d’un débit d’air important au travers du premier lit d’adsorption dans des phases d’adsorption, et d’interdire la circulation d’un débit d’air à travers le
circuit d’évacuation de l’air dans des phases de désorption pour pouvoir diriger le dioxyde de carbone désorbé vers l’étage de compression. [0077] The air evacuation circuit may comprise an exhaust air flow adjustment system so as to regulate the flow of air evacuated from the capture chamber, in order to allow the circulation of a flow of air. important air through the first adsorption bed in adsorption phases, and to prevent the circulation of an air flow through the air evacuation circuit in desorption phases to be able to direct the desorbed carbon dioxide to the compression stage.
[0078] Dans des modes de réalisation, comme par exemple les modes de réalisation représentés sur les figures 1a, 1c et 1e, le système de réglage du débit d’air peut comprendre une première vanne d’évacuation 62 adaptée pour sélectivement autoriser ou interdire la circulation de l’air dans le circuit d’évacuation. En variante, comme c’est le cas de l’exemple représenté sur la figure 1 d, le système de réglage du débit d’air peut comprendre une deuxième paroi mobile 63 pouvant adopter une première configuration ouverte dans laquelle le débit d’air évacué est maximum, et une deuxième configuration fermée dans laquelle le débit d’air évacué est nul. [0078] In embodiments, such as for example the embodiments represented in FIGS. 1a, 1c and 1e, the air flow adjustment system may comprise a first evacuation valve 62 adapted to selectively authorize or prohibit air circulation in the exhaust circuit. Alternatively, as is the case of the example shown in Figure 1 d, the air flow adjustment system may include a second movable wall 63 that can adopt a first open configuration in which the flow of air evacuated is maximum, and a second closed configuration in which the evacuated air flow is zero.
[0079] Dans des modes de réalisation notamment celui représenté en figure 1a, en opérant le système de réglage du débit d’air évacué conjointement avec la vanne d’alimentation 52, il est ainsi possible de sélectivement isoler l’élément d’adsorption de l’air ambiant notamment pour des phases de désorption, ou de le mettre en communication de fluide avec l’air ambiant selon un débit plus ou moins élevé pour des phases d’adsorption. [0079] In embodiments in particular that represented in FIG. 1a, by operating the evacuated air flow adjustment system together with the supply valve 52, it is thus possible to selectively isolate the adsorption element from the ambient air in particular for desorption phases, or to put it in fluid communication with the ambient air according to a more or less high flow rate for adsorption phases.
[0080] Selon un autre mode de réalisation représenté sur la figure 1b, le dispositif de gazéification peut comprendre un logement comprenant un compartiment isolé de l’air ambiant, et l’étage de captation 3 peut être déplaçable entre une première position, correspondant à la configuration d’adsorption, dans laquelle il est extérieur au logement et placé directement au contact de l’air ambiant, et une deuxième position, correspondant à la configuration de désorption, dans laquelle il est placé dans le compartiment isolé de l’air ambiant, ce compartiment étant par ailleurs en communication de fluide avec l’étage de compression 4. Dans ce cas néanmoins, un ventilateur 51 peut également être prévu pour accroître le débit d’air sur l’élément d’adsorption lorsqu’il est extérieur au logement. According to another embodiment shown in Figure 1b, the gasification device may comprise a housing comprising a compartment isolated from the ambient air, and the capture stage 3 may be movable between a first position, corresponding to the adsorption configuration, in which it is outside the housing and placed directly in contact with the ambient air, and a second position, corresponding to the desorption configuration, in which it is placed in the compartment isolated from the ambient air , this compartment being moreover in fluid communication with the compression stage 4. In this case, however, a fan 51 can also be provided to increase the air flow on the adsorption element when it is outside the lodging.
[0081] L’étage de captation peut être positionné à l’extérieur du logement dans la configuration d’adsorption par un mouvement d’une première paroi mobile 33 avec laquelle il est solidaire. La première paroi mobile 33 peut être coulissante et faire coulisser l’étage de captation à l’extérieur du logement à la manière d’un tiroir. La première paroi mobile 33 peut également être rotative et amener l’étage de captation à une position extérieure au logement par rotation. The capture stage can be positioned outside the housing in the adsorption configuration by a movement of a first movable wall 33 with which it is integral. The first movable wall 33 can be slidable and cause the capture stage to slide outside the housing like a drawer. The first movable wall 33 can also be rotatable and bring the capture stage to a position outside the housing by rotation.
[0082] Dans un autre mode de réalisation non représenté, l’étage de captation comprend des parois formant un capot amovible adapté pour être retiré dans une configuration d’adsorption. Ainsi, lorsque le capot amovible est retiré, l’élément d’adsorption de l’étage de captation est baigné dans l’air ambiant. Dans des exemples, l’élément d’adsorption
peut être mécaniquement solidaire d’une paroi spécifique de l’étage de captation 3 et le reste des parois de l’étage de captation forme le capot amovible de sorte que ces parois peuvent être désolidarisées de la paroi spécifique de l’étage de captation 3 exposant ainsi l’élément d’adsorption à l’air ambiant. [0083] Le dispositif de gazéification réalise ainsi, dans la première configuration d’adsorption, une adsorption du dioxyde de carbone contenu dans l’air ambiant par le l’élément d’adsorption par une circulation d’air ambiant traversant l’élément d’adsorption. In another embodiment not shown, the capture stage comprises walls forming a removable cover adapted to be removed in an adsorption configuration. Thus, when the removable cover is removed, the adsorption element of the capture stage is bathed in ambient air. In examples, the adsorption element can be mechanically attached to a specific wall of the capture stage 3 and the rest of the walls of the capture stage form the removable cover so that these walls can be detached from the specific wall of the capture stage 3 thereby exposing the adsorption element to ambient air. The gasification device thus carries out, in the first adsorption configuration, an adsorption of the carbon dioxide contained in the ambient air by the adsorption element by a circulation of ambient air passing through the element of 'adsorption.
[0084] Dans des modes de réalisations et notamment ceux représentés en figure 1a, 1c, 1d et 1e, la circulation de l’air ambiant est mise en oeuvre dans le logement et correspond à l’air ambiant en provenance du circuit d’alimentation d’air 5 (comprenant ou non le ventilateur 51) traversant l’élément d’adsorption 31 avant d’être évacué de l’étage de captation par le circuit d’évacuation de l’air 6. In embodiments and in particular those shown in Figure 1a, 1c, 1d and 1e, the circulation of ambient air is implemented in the housing and corresponds to the ambient air from the supply circuit of air 5 (including or not the fan 51) passing through the adsorption element 31 before being evacuated from the capture stage by the air evacuation circuit 6.
[0085] Dans d’autres modes de réalisation, la circulation d’air est mise en oeuvre à une position extérieure au logement et correspond à l’air ambiant traversant l’élément d’adsorption de toute part du fait de sa position extérieure au logement. Dans une variante représentée en figure 1b, la circulation d’air comprend également l’air ambiant traversant le circuit d’alimentation 5 entraîné par le ventilateur 51 et débouchant sur l’élément d’adsorption situé dans la position extérieure au logement. [0085] In other embodiments, the air circulation is implemented at a position outside the housing and corresponds to the ambient air passing through the adsorption element from all sides due to its position outside the housing. lodging. In a variant represented in FIG. 1b, the air circulation also includes the ambient air passing through the supply circuit 5 driven by the fan 51 and leading to the adsorption element located in the position outside the housing.
[0086] Dans d’autres exemples, la circulation d’air est mise en oeuvre par retrait du capot amovible de l’étage de captation de sorte que l’élément d’adsorption baigne dans l’air ambiant. In other examples, the air circulation is implemented by removing the removable cover of the capture stage so that the adsorption element is bathed in ambient air.
[0087] L’étage de compression 4 est adapté pour comprimer le dioxyde de carbone désorbé du premier lit d’adsorption et pour l’injecter dans le contenant lorsque la pression de dioxyde de carbone dans l’étage de compression est supérieure à la pression prédéterminée. The compression stage 4 is suitable for compressing the desorbed carbon dioxide from the first adsorption bed and for injecting it into the container when the pressure of carbon dioxide in the compression stage is greater than the pressure predetermined.
[0088] Dans des modes de réalisation comprenant le premier lit d’adsorption 31 , dont des exemples sont illustrés en figures 1a et 1b, l’étage de compression 4 comprend une pompe 41 adaptée d’une part pour faire diminuer la pression dans l’étage de captation 3 avant de mettre en oeuvre la désorption, et d’autre part pour comprimer le dioxyde de carbone désorbé afin de l’injecter dans le contenant de liquide 7 à la pression supérieure au seuil de pression prédéterminé. [0088] In embodiments comprising the first adsorption bed 31, examples of which are illustrated in FIGS. 1a and 1b, the compression stage 4 comprises a pump 41 adapted on the one hand to reduce the pressure in the capture stage 3 before implementing the desorption, and on the other hand to compress the desorbed carbon dioxide in order to inject it into the liquid container 7 at a pressure above the predetermined pressure threshold.
[0089] La pompe peut comprendre une pompe à vide adaptée pour faire diminuer la pression dans l’étage de captation 3, par exemple à une pression inférieure à 600 mbar et de préférence inférieure à 200 mbar, et adapté pour transférer le dioxyde de carbone désorbé de l’étage de captation vers l’étage de compression.
[0090] La pompe à vide peut être couplée à un compresseur adapté pour compresser le dioxyde de carbone dans l’étage de compression à la pression supérieure au seuil de pression prédéterminé. Dans ces modes de réalisation, la pompe de l’étage de compression 4 contribue également à améliorer les capacités de désorption de l’étage de captation en diminuant la pression de l’étage de captation lors de la mise en oeuvre de la désorption. The pump may comprise a vacuum pump adapted to reduce the pressure in the capture stage 3, for example to a pressure below 600 mbar and preferably below 200 mbar, and adapted to transfer the carbon dioxide desorbed from the capture stage to the compression stage. The vacuum pump can be coupled to a compressor suitable for compressing the carbon dioxide in the compression stage at a pressure above the predetermined pressure threshold. In these embodiments, the pump of the compression stage 4 also contributes to improving the desorption capacities of the capture stage by reducing the pressure of the capture stage during the implementation of the desorption.
[0091] Dans des modes de réalisation où l’étage de captation comprend la pile d’électrodes 311 , l’étage de compression 4 comprend une pompe 41 adaptée pour comprimer le dioxyde de carbone désorbé afin de l’injecter dans le contenant de liquide 7 à la pression supérieure au seuil de pression prédéterminé. La pompe 41 agit comme un compresseur. Dans ce mode de réalisation, le dioxyde de carbone peut être désorbé à pression ambiante dans l’étage de captation par la mise sous tension des électrodes à la première tension par l’action de la source d’alimentation électrique 321. Ainsi, la pompe 41 de l’étage de compression est de coût réduit puisqu’elle peut ne pas être adaptée à faire diminuer la pression dans l’étage de captation 3. [0091] In embodiments where the capture stage comprises the stack of electrodes 311, the compression stage 4 comprises a pump 41 adapted to compress the desorbed carbon dioxide in order to inject it into the liquid container. 7 at the pressure above the predetermined pressure threshold. Pump 41 acts as a compressor. In this embodiment, the carbon dioxide can be desorbed at ambient pressure in the capture stage by energizing the electrodes at the first voltage by the action of the electrical power source 321. Thus, the pump 41 of the compression stage is of reduced cost since it may not be suitable for reducing the pressure in the capture stage 3.
[0092] Dans d’autres modes de réalisation notamment représentés sur les figures 1c, 1 d et 1e, l’étage de compression 4 comprend un deuxième lit d’adsorption 45 et un deuxième élément chauffant 46 adapté pour chauffer le deuxième lit d’adsorption 45. La compression du dioxyde de carbone désorbé dans cet exemple de réalisation est une compression thermique. In other embodiments shown in particular in FIGS. 1c, 1d and 1e, the compression stage 4 comprises a second adsorption bed 45 and a second heating element 46 adapted to heat the second adsorption bed. adsorption 45. The compression of the desorbed carbon dioxide in this exemplary embodiment is thermal compression.
[0093] Le deuxième lit d’adsorption 45 et le deuxième élément chauffant 46 peuvent être respectivement similaires au premier lit d’adsorption 31 et au premier élément chauffant 32. Cela permet de faciliter la maintenance du dispositif de gazéification en cas de défaut sur l’un de ces éléments de sorte que l’utilisateur peut simplement remplacer un ensemble lit d’adsorption-élément chauffant qui soit adaptable à l’étage de captation et à l’étage de compression. The second adsorption bed 45 and the second heating element 46 can be respectively similar to the first adsorption bed 31 and to the first heating element 32. This facilitates maintenance of the gasification device in the event of a fault on the one of these elements so that the user can simply replace a getter bed-heater assembly that is adaptable to the capture stage and to the compression stage.
[0094] Le deuxième élément chauffant 46 peut être adapté pour être chauffé à une température supérieure à 90 ‘O et de préférence à une température supérieure à 110°C et il peut en outre être adapté pour chauffer le deuxième lit d’adsorption à une température supérieure à 80 °C et de préférence supérieure à 100 ‘O par exemple lorsque le dispositif de gazéification est dans une phase de compression. [0094] The second heating element 46 can be adapted to be heated to a temperature greater than 90° C. and preferably to a temperature greater than 110° C. and it can further be adapted to heat the second adsorption bed to a temperature above 80° C. and preferably above 100° C., for example when the gasification device is in a compression phase.
[0095] Le dispositif de gazéification peut en outre comprendre une deuxième vanne d’évacuation 42 adaptée pour sélectivement autoriser ou interdire une circulation de fluide entre l’étage de compression 4 et l’air ambiant. Dans des modes de réalisation cela permet à la pompe d’expulser l’air compris dans l’étage de captation 3 vers l’air ambiant
pour faire baisser la pression de l’étage de captation. Dans d’autres modes de réalisation, cela permet d’expulser l’air chargé en dioxyde de carbone en provenance de l’étage de captation 3 après que celui-ci ait traversé le deuxième lit d’adsorption 45. [0095] The gasification device can also comprise a second evacuation valve 42 adapted to selectively authorize or prohibit a circulation of fluid between the compression stage 4 and the ambient air. In some embodiments, this allows the pump to expel the air included in the capture stage 3 to the ambient air to lower the pressure of the capture stage. In other embodiments, this makes it possible to expel the air laden with carbon dioxide from the capture stage 3 after the latter has passed through the second adsorption bed 45.
[0096] Le dispositif de gazéification peut également comprendre une vanne d’injection 43 adaptée pour sélectivement mettre l’étage de compression en communication de fluide avec le contenant 7 pour pourvoir injecter le dioxyde de carbone dans le contenant. Le dispositif de gazéification est par exemple relié au contenant par un conduit d’injection, lequel est ouvert ou fermé en fonction de la position de la vanne d’injection. The gasification device can also comprise an injection valve 43 adapted to selectively place the compression stage in fluid communication with the container 7 in order to be able to inject carbon dioxide into the container. The gasification device is for example connected to the container by an injection conduit, which is open or closed depending on the position of the injection valve.
[0097] Le dispositif de gazéification peut également comprendre une vanne d’étage 44 adaptée pour sélectivement autoriser ou interdire une circulation de fluide entre l’étage de captation et l’étage de compression. Dans des modes de réalisation et notamment ceux représentés en figure 1a et 1b, la pompe 41 peut remplacer la vanne d’étage 44 et peut autoriser ou bloquer la communication de fluide entre l’étage de captation et l’étage de compression. [0098] Le dispositif de gazéification 1 peut en outre comprendre un calculateur, par exemple un processeur, un contrôleur ou un microcontrôleur adapté pour commander le fonctionnement du dispositif de gazéification de manière à mettre en oeuvre successivement des étapes d’adsorption et des étapes de désorption. En particulier, le calculateur peut être configuré pour commander le fonctionnement des éléments tels que le ventilateur, le premier élément chauffant ou la source d’alimentation électrique de l’étape de captation, les différentes vannes, le système de réglage d’air évacué, les éléments formants l’étage de compression (la pompe, le compresseur ou les éléments chauffants du deuxième lit d’adsorption) afin de pouvoir capturer et injecter le dioxyde de carbone à la pression supérieure au seuil de pression prédéterminé. [0099] Un procédé 100 de gazéification de boisson présenté en figure 2 et mis en oeuvre par l’intermédiaire d’un des dispositifs présentés par la présente divulgation peut ainsi comprendre une adsorption 110 de dioxyde de carbone contenu dans l’air ambiant par le système d’extraction du dioxyde de carbone. L’adsorption peut être réalisée par le premier lit d’adsorption 31 ou par la pile d’électrodes 311 soumise à une première tension par l’action de la source d’alimentation électrique et peut comprendre l’action de vannes, la mise en route du ventilateur et l’ouverture du système de débit d’air évacué. The gasification device can also comprise a stage valve 44 adapted to selectively authorize or prohibit fluid circulation between the capture stage and the compression stage. In embodiments and in particular those represented in FIG. 1a and 1b, the pump 41 can replace the stage valve 44 and can authorize or block the communication of fluid between the capture stage and the compression stage. The gasification device 1 can further comprise a computer, for example a processor, a controller or a microcontroller suitable for controlling the operation of the gasification device so as to successively implement adsorption steps and desorption. In particular, the computer can be configured to control the operation of elements such as the fan, the first heating element or the electrical power source of the capture stage, the various valves, the exhaust air adjustment system, the elements forming the compression stage (the pump, the compressor or the heating elements of the second adsorption bed) in order to be able to capture and inject the carbon dioxide at a pressure above the predetermined pressure threshold. A method 100 for carbonating a beverage presented in FIG. 2 and implemented by means of one of the devices presented by the present disclosure can thus comprise an adsorption 110 of carbon dioxide contained in the ambient air by the carbon dioxide extraction system. The adsorption can be carried out by the first adsorption bed 31 or by the stack of electrodes 311 subjected to a first voltage by the action of the electric power source and can comprise the action of valves, the setting fan route and exhaust airflow system opening.
[0100] Le procédé 100 de gazéification peut également comprendre une désorption 120 du dioxyde de carbone adsorbé dans le système d’extraction du dioxyde de carbone. La désorption peut être réalisée par le chauffage du premier lit d’adsorption par le premier élément de chauffage ou par la soumission de la pile d’électrodes 311 à une deuxième
tension via l’action de la source d’alimentation électrique et peut comprendre l’action de vannes, la fermeture du système de réglage du débit d’air évacué, la mise en route ou l’arrêt du ventilateur et l’actionnement de la pompe (notamment de la pompe à vide). [0100] The gasification process 100 can also comprise a desorption 120 of the carbon dioxide adsorbed in the carbon dioxide extraction system. The desorption can be carried out by heating the first adsorption bed by the first heating element or by subjecting the stack of electrodes 311 to a second voltage by the action of the electrical power source and may include the action of valves, the closing of the exhaust air flow control system, the starting or stopping of the fan and the actuation of the pump (particularly the vacuum pump).
[0101] Le procédé 100 de gazéification de boisson peut en outre comprendre une compression 130 dans le système d’extraction du dioxyde de carbone à une pression supérieure au seuil de pression prédéterminé. La compression peut comprendre l’actionnement de la pompe (et notamment du compresseur) ou le chauffage du deuxième élément chauffant permettant le chauffage du deuxième lit d’adsorption et l’action de vannes. [0102] Enfin, le procédé 100 peut encore comprendre une injection 140 du dioxyde de carbone compressé dans le contenant 7. L’injection peut être réalisée par l’ouverture de la vanne d’injection par exemple via le conduit d’injection. [0101] The process 100 for carbonating beverages may further comprise compression 130 in the carbon dioxide extraction system at a pressure above the predetermined pressure threshold. The compression can include the actuation of the pump (and in particular of the compressor) or the heating of the second heating element allowing the heating of the second adsorption bed and the action of valves. Finally, the method 100 can also include an injection 140 of the compressed carbon dioxide into the container 7. The injection can be performed by opening the injection valve, for example via the injection pipe.
[0103] En référence à la figure 1a, on a représenté un exemple de réalisation du dispositif de gazéification 1a décrit ci-avant. Dans cet exemple, le dispositif de gazéification comprend un logement comprenant deux compartiments superposés, un premier compartiment stockant l’étage de captation et l’autre compartiment stockant l’étage de compression. Referring to Figure 1a, there is shown an embodiment of the gasification device 1a described above. In this example, the gasification device comprises a housing comprising two superposed compartments, a first compartment storing the capture stage and the other compartment storing the compression stage.
[0104] L’étage de captation est relié à l’air ambiant par un circuit d’alimentation d’air 5 comprenant une vanne d’admission 52 et par un circuit d’évacuation d’air 6 comprenant une première vanne d’évacuation 62. L’étage de compression comprend une pompe 41 reliée à l’air ambiant par une deuxième vanne d’évacuation 42 et a un conduit d’injection de dioxyde de carbone dans le contenant par une vanne d’injection 43. [0104] The capture stage is connected to the ambient air by an air supply circuit 5 comprising an inlet valve 52 and by an air exhaust circuit 6 comprising a first exhaust valve 62. The compression stage comprises a pump 41 connected to the ambient air by a second evacuation valve 42 and has a pipe for injecting carbon dioxide into the container by an injection valve 43.
[0105] Dans cet exemple de réalisation, le calculateur est adapté pour commander la mise en oeuvre, par le dispositif de gazéification, des étapes suivantes. [0106] Lors d’une phase d’adsorption, le ventilateur 51 du circuit d’alimentation d’air est mis en route, la vanne d’admission 52 et la première vanne d’évacuation 62 sont ouvertes. La deuxième vanne d’évacuation 42 et la vanne d’injection 43 sont fermées. Ainsi l’air circule au travers de l’élément d’adsorption 31 à température ambiante et du dioxyde de carbone est adsorbé par l’élément d’adsorption 31. La pompe 41 peut bloquer la communication de fluide entre l’étage de captation et l’étage de compression pendant la phase d’adsorption. In this exemplary embodiment, the computer is suitable for controlling the implementation, by the gasification device, of the following steps. During an adsorption phase, the fan 51 of the air supply circuit is started, the inlet valve 52 and the first outlet valve 62 are open. The second evacuation valve 42 and the injection valve 43 are closed. Thus air flows through the adsorption element 31 at room temperature and carbon dioxide is adsorbed by the adsorption element 31. The pump 41 can block the fluid communication between the capture stage and the compression stage during the adsorption phase.
[0107] Ensuite, le ventilateur 51 est arrêté, la vanne d’admission 52 et la première vanne d’évacuation 62 sont fermées pour isoler l’étage de captation d’une communication fluidique autre que celle avec l’étage de compression par le biais de la pompe autorisant cette communication.
[0108] La deuxième vanne d’évacuation 42 est ouverte. Lorsque l’élément d’adsorption comprend le lit d’adsorption 31 , la pompe est actionnée pour extraire l’air contenu dans l’étage de captation et ainsi réduire la pression dans l’étage de captation pour améliorer la phase de désorption. Lorsque la pression dans l’étage de captation est inférieure à un seuil de pression de désorption prédéterminé, facilitant ainsi la désorption, la pompe 41 est arrêtée et la deuxième vanne d’évacuation 42 est fermée de sorte que le logement comprenant l’étage de captation et de compression est hermétique à l’air ambiant. Le seuil de pression de désorption prédéterminé est avantageusement inférieur à 600 mbar et de préférence inférieure à 200 mbar. Lorsque l’élément d’adsorption comprend la pile d’électrodes 311, la pompe 41 ne met pas forcément en oeuvre cette extraction de l’air de l’étage de captation. [0107] Then, the fan 51 is stopped, the inlet valve 52 and the first outlet valve 62 are closed to isolate the capture stage from fluid communication other than that with the compression stage via the bias of the pump allowing this communication. The second evacuation valve 42 is open. When the adsorption element comprises the adsorption bed 31, the pump is actuated to extract the air contained in the capture stage and thus reduce the pressure in the capture stage to improve the desorption phase. When the pressure in the capture stage is lower than a predetermined desorption pressure threshold, thus facilitating desorption, the pump 41 is stopped and the second evacuation valve 42 is closed so that the housing comprising the capture and compression is airtight. The predetermined desorption pressure threshold is advantageously less than 600 mbar and preferably less than 200 mbar. When the adsorption element comprises the stack of electrodes 311, the pump 41 does not necessarily implement this extraction of air from the capture stage.
[0109] L’élément de désorption 32 de l’élément d’adsorption 31 est activé. Ainsi, lorsque l’élément de désorption comprend le premier élément chauffant 32 et que l’élément d’adsorption comprend le lit d’adsorption 31 , le premier élément chauffant est activé jusqu’à ce que la température de l’élément d’adsorption atteigne une température seuil, par exemple IOO'Ό. Lorsque l’élément de désorption comprend la source d’énergie électrique et que l’élément d’adsorption comprend la pile d’électrodes 311, la source d’énergie électrique est activée pour alimenter la pile d’électrodes 311 à la deuxième tension. Quand la température seuil est atteinte ou quand la deuxième tension est atteinte, la pompe 41 pompe le dioxyde de carbone désorbé de l’étage de captation vers l’étage de compression (et autorise donc une communication fluidique entre l’étage de captation et l’étage de compression). En particulier, la pompe 41 pompe une masse de dioxyde de carbone supérieure à un seuil de masse prédéterminée de l’étage de captation vers l’étage de compression. Le seuil de masse prédéterminé peut par exemple être compris entre 2 grammes et 10 grammes et avantageusement correspondre à 4 grammes. Une fois la pompe désactivée, le premier élément chauffant 32 peut également être désactivé. The desorption element 32 of the adsorption element 31 is activated. Thus, when the desorption element comprises the first heating element 32 and the adsorption element comprises the adsorption bed 31, the first heating element is activated until the temperature of the adsorption element reaches a threshold temperature, for example IOO′Ό. When the desorption element comprises the electric power source and the adsorption element comprises the electrode stack 311, the electric power source is activated to power the electrode stack 311 at the second voltage. When the threshold temperature is reached or when the second voltage is reached, the pump 41 pumps the desorbed carbon dioxide from the capture stage to the compression stage (and therefore allows fluid communication between the capture stage and the compression stage). In particular, the pump 41 pumps a mass of carbon dioxide greater than a predetermined mass threshold from the capture stage to the compression stage. The predetermined mass threshold can for example be between 2 grams and 10 grams and advantageously correspond to 4 grams. Once the pump is deactivated, the first heating element 32 can also be deactivated.
[0110] Dans la mesure où la pompe 41 pompe le dioxyde de carbone de l’étage de captation vers l’étage de compression et que la deuxième vanne d’évacuation 42 et la vanne d’injection 43 sont fermées, le dioxyde de carbone désorbé dans l’étage de compression est bloqué dans l’étage de compression jusqu’à une ouverture de la vanne d’injection 43. [0110] Insofar as the pump 41 pumps carbon dioxide from the capture stage to the compression stage and the second evacuation valve 42 and the injection valve 43 are closed, the carbon dioxide desorbed in the compression stage is blocked in the compression stage until the injection valve 43 opens.
[0111] Le dioxyde de carbone désorbé est donc compressé jusqu’à une pression supérieure au seuil de pression déterminé et lorsque la pression est supérieure au seuil de pression prédéterminé, la vanne d’injection 43 est ouverte pour mettre la pompe en communication de fluide avec le contenant de liquide de sorte que le dioxyde de carbone comprimé est injecté dans la bouteille.
[0112] Dans des modes de réalisation, le dioxyde de carbone désorbé pompé de l’étage de captation vers l’étage de compression peut être comprimé et injecté progressivement dans le contenant. C’est-à-dire qu’une première masse de dioxyde de carbone peut être pompée de l’étage de captation vers l’étage de compression. Le dioxyde de carbone pompé est ensuite comprimé par le compresseur puis injecté par l’ouverture de la vanne d’injection 43. La vanne d’injection 43 est ensuite refermée tandis qu’une deuxième masse de dioxyde de carbone est pompée dans l’étage de compression, laquelle est également comprimée par le compresseur puis injectée par l’ouverture de la valve d’injection 43 et ainsi de suite jusqu’à ce que la masse pompée de l’étage de captation vers l’étage de compression soit supérieure au seuil de masse prédéterminé. Ces modes de réalisation permettent de réduire l’encombrement du dispositif de gazéification dès lors que le volume de l’étage de compression peut être faible puisque le dioxyde de carbone est comprimé et injecté au fur et à mesure. The desorbed carbon dioxide is therefore compressed to a pressure greater than the determined pressure threshold and when the pressure is greater than the predetermined pressure threshold, the injection valve 43 is opened to put the pump in fluid communication with the liquid container so that the compressed carbon dioxide is injected into the bottle. [0112] In embodiments, the desorbed carbon dioxide pumped from the capture stage to the compression stage can be compressed and gradually injected into the container. That is to say, a first mass of carbon dioxide can be pumped from the capture stage to the compression stage. The pumped carbon dioxide is then compressed by the compressor and then injected through the opening of the injection valve 43. The injection valve 43 is then closed while a second mass of carbon dioxide is pumped into the stage. compression, which is also compressed by the compressor then injected through the opening of the injection valve 43 and so on until the mass pumped from the capture stage to the compression stage is greater than the predetermined mass threshold. These embodiments make it possible to reduce the bulk of the gasification device since the volume of the compression stage can be small since the carbon dioxide is compressed and injected as it goes.
[0113] Dans d’autres modes de réalisation, il est envisagé de récolter l’ensemble de la masse de dioxyde de carbone à injecter dans le contenant en une fois puis de la comprimer avant de l’injecter. Cette masse de dioxyde de carbone peut donc être pompée de l’étage de captation vers l’étage de compression. Auquel cas, lorsque la masse de dioxyde de carbone dans l’étage de compression excède le seuil de masse prédéterminé, la pompe 41 est désactivée, la masse de dioxyde de carbone est compressée par le compresseur à la pression supérieure au seuil de pression prédéterminé de façon à être injectée dans le contenant, par exemple par ouverture de la vanne d’injection 43. Cela permet notamment une sollicitation réduite du compresseur afin d’augmenter sa longévité. In other embodiments, it is envisaged to collect all of the mass of carbon dioxide to be injected into the container at once and then to compress it before injecting it. This mass of carbon dioxide can therefore be pumped from the capture stage to the compression stage. In which case, when the mass of carbon dioxide in the compression stage exceeds the predetermined mass threshold, the pump 41 is deactivated, the mass of carbon dioxide is compressed by the compressor to the pressure greater than the predetermined pressure threshold of so as to be injected into the container, for example by opening the injection valve 43. This allows in particular a reduced stress on the compressor in order to increase its longevity.
[0114] En référence à la figure 1b, on a représenté un autre exemple de réalisation d’un dispositif de gazéification 1b, qui diffère de l’exemple précédent en ce que l’élément d’adsorption est déplaçable entre une position d’adsorption 3a située à l’extérieur du logement du dispositif de gazéification, et une position de désorption 3b dans laquelle l’étage de captation se trouve dans un deuxième compartiment du logement isolé de l’air ambiant, mais en communication de fluide avec l’étage de compression. Referring to Figure 1b, there is shown another embodiment of a gasification device 1b, which differs from the previous example in that the adsorption element is movable between an adsorption position 3a located outside the housing of the gasification device, and a desorption position 3b in which the capture stage is located in a second compartment of the housing isolated from the ambient air, but in fluid communication with the stage compression.
[0115] En particulier, lorsque l’étage de captation 31 est positionné à sa position de désorption 3a à l’extérieur du logement, l’élément d’adsorption 31 est en communication directe avec l’air ambiant. In particular, when the capture stage 31 is positioned in its desorption position 3a outside the housing, the adsorption element 31 is in direct communication with the ambient air.
[0116] L’étage de captation 3 peut par exemple comprendre une première paroi mobile 33 du logement solidaire de l’élément d’adsorption 31 permettant de sortir l’étage de captation du deuxième compartiment pour le positionner à la position extérieure 3a.
[0117] Sur la figure 1b illustrée, la première paroi mobile 33 du logement correspond à la paroi supérieure du deuxième compartiment mais elle peut correspondre à une autre paroi en fonction de la configuration du dispositif de gazéification. The capture stage 3 can for example comprise a first movable wall 33 of the housing secured to the adsorption element 31 allowing the capture stage to be taken out of the second compartment to position it in the outer position 3a. In FIG. 1b illustrated, the first mobile wall 33 of the housing corresponds to the upper wall of the second compartment but it may correspond to another wall depending on the configuration of the gasification device.
[0118] La première paroi mobile 33 peut comprendre des moyens de préhension, par exemple une poignée (non représenté), permettant à un utilisateur de sortir l’étage de captation du deuxième compartiment pour le positionner à la position extérieure d’adsorption 3a. The first movable wall 33 may include gripping means, for example a handle (not shown), allowing a user to remove the capture stage from the second compartment to position it in the external adsorption position 3a.
[0119] Par ailleurs, la première paroi mobile 33 du logement peut être coulissante à la manière d’un tiroir ou peut être entraînée en rotation autour d’un axe à la manière d’une porte de sorte que l’étage de captation puisse être positionné à l’extérieur du premier compartiment en contact direct avec l’air extérieur par coulissement ou par rotation de la première paroi mobile 63. Dans ces modes de réalisation, l’utilisateur peut par exemple déplacer l’étage de captation par les moyens de préhension ou un moteur peut entraîner des moyens de coulissements ou des moyens de rotation de la première paroi mobile 33 pour déplacer l’étage de captation à la position extérieure au deuxième compartiment. [0119] Furthermore, the first movable wall 33 of the housing can be slidable like a drawer or can be rotated about an axis like a door so that the capture stage can be positioned outside the first compartment in direct contact with the outside air by sliding or rotating the first movable wall 63. In these embodiments, the user can for example move the capture stage by the means grip or a motor can drive sliding means or means of rotation of the first movable wall 33 to move the capture stage to the position outside the second compartment.
[0120] Le dispositif de gazéification comprend un circuit d’alimentation en air 5 comprenant un ventilateur 51 pour augmenter le débit d’air ambiant traversant l’élément d’adsorption 31 lorsque celui-ci est dans sa configuration d’adsorption à l’extérieur du logement, de manière à accélérer la phase d’adsorption. [0121] Par ailleurs, lorsque l’étage de captation est replacé à sa position 3b de désorption dans le deuxième compartiment, la première paroi mobile 33 est adaptée pour coopérer hermétiquement avec le reste du compartiment logeant l’étage de captation en position de désorption de sorte que le deuxième compartiment est isolé de toute communication fluidique à l’exception de celle avec le premier compartiment comprenant l’étage de compression pour la désorption. The gasification device comprises an air supply circuit 5 comprising a fan 51 to increase the flow of ambient air passing through the adsorption element 31 when the latter is in its adsorption configuration at the exterior of the housing, so as to accelerate the adsorption phase. Furthermore, when the capture stage is returned to its desorption position 3b in the second compartment, the first movable wall 33 is adapted to cooperate hermetically with the rest of the compartment housing the capture stage in the desorption position. so that the second compartment is isolated from any fluid communication except that with the first compartment comprising the compression stage for desorption.
[0122] Dès lors que la désorption est réalisée dans le deuxième compartiment et lorsque l’élément de désorption comprend le premier élément chauffant 32, ce premier élément chauffant 32 peut être disposé de façon à chauffer les parois internes du deuxième compartiment en contact avec le premier lit d’adsorption 31 tel que représenté sur la figure 1 b. Le premier élément chauffant 32, dans ce mode de réalisation, peut ne pas être attaché au premier lit d’adsorption mais au deuxième compartiment. Cela permet notamment de le préserver d’un potentiel dommage entraîné par les déplacements de l’étage de captation entre la position d’adsorption 30a et la position de désorption 30b. Le premier élément chauffant est donc avantageusement situé sur une ou plusieurs autres parois que la première paroi mobile 33. Des résistances chauffantes peuvent ainsi
tapisser une ou plusieurs parois du deuxième compartiment. L’étage de compression 4 est situé dans le premier compartiment en communication fluidique avec le deuxième compartiment. De la même façon que pour le mode de réalisation représenté en figure 1a, l’étage de compression comprend une pompe 41 , par exemple une pompe à vide couplée à un compresseur. [0122] As soon as the desorption is carried out in the second compartment and when the desorption element comprises the first heating element 32, this first heating element 32 can be arranged so as to heat the internal walls of the second compartment in contact with the first adsorption bed 31 as shown in FIG. 1b. The first heating element 32, in this embodiment, may not be attached to the first getter bed but to the second compartment. This makes it possible in particular to preserve it from potential damage caused by the movements of the capture stage between the adsorption position 30a and the desorption position 30b. The first heating element is therefore advantageously located on one or more walls other than the first movable wall 33. Heating resistors can thus line one or more walls of the second compartment. The compression stage 4 is located in the first compartment in fluid communication with the second compartment. In the same way as for the embodiment represented in FIG. 1a, the compression stage comprises a pump 41, for example a vacuum pump coupled to a compressor.
[0123] Le dispositif de gazéification 1b comprend également une deuxième vanne d’évacuation 42 pour sélectivement mettre l’étage de compression en communication de fluide avec l’air et une vanne d’injection 43 pour sélectivement mettre l’étage de compression en communication de fluide avec un contenant 7, par exemple par l’intermédiaire d’un conduit d’injection. [0123] The gasification device 1b also comprises a second evacuation valve 42 for selectively putting the compression stage in fluid communication with the air and an injection valve 43 for selectively putting the compression stage in fluid communication fluid with a container 7, for example via an injection conduit.
[0124] Dans cet exemple de réalisation, le calculateur est adapté pour commander la mise en oeuvre, par le dispositif de gazéification, des étapes suivantes. In this exemplary embodiment, the computer is suitable for controlling the implementation, by the gasification device, of the following steps.
[0125] Lors d’une phase d’adsorption, l’étage de captation est positionné à la position d’adsorption 3a extérieure au logement, par exemple par l’action d’un utilisateur utilisant des moyens de préhension de la paroi mobile 33 ou par l’action d’un moteur comme évoqué ci-dessus. [0125] During an adsorption phase, the capture stage is positioned at the adsorption position 3a outside the housing, for example by the action of a user using means for gripping the mobile wall 33 or by the action of a motor as mentioned above.
[0126] Dans le cas où l’étage de captation dans la position d’adsorption 3a est alimenté par un circuit d’alimentation d’air 5 comprenant un ventilateur, le ventilateur est démarré. Ainsi l’air circule au travers de l’élément d’adsorption 31 à température ambiante et du dioxyde de carbone est adsorbé par l’élément d’adsorption 31. In the case where the capture stage in the adsorption position 3a is supplied by an air supply circuit 5 comprising a fan, the fan is started. Thus the air circulates through the adsorption element 31 at room temperature and carbon dioxide is adsorbed by the adsorption element 31.
[0127] Après la phase d’adsorption, le ventilateur 51 , s’il est présent est arrêté, et l’étage de captation est déplacé pour être positionné dans sa position de désorption 3b dans le deuxième compartiment par l’action d’un utilisateur ou par l’action d’un moteur en fonction de la variante de dispositif de gazéification 1 b envisagée. [0128] Le reste des étapes que le calculateur est adapté à commander dans ce mode de réalisation est le même que pour le mode de réalisation présenté en figure 1a. [0127] After the adsorption phase, the fan 51, if present, is stopped, and the capture stage is moved to be positioned in its desorption position 3b in the second compartment by the action of a user or by the action of a motor depending on the variant of gasification device 1b envisaged. The rest of the steps that the computer is adapted to control in this embodiment are the same as for the embodiment presented in FIG. 1a.
[0129] En particulier, la deuxième vanne d’évacuation 42 est ouverte et la pompe peut être actionnée pour extraire l’air contenu dans l’étage de captation en fonction du mode de réalisation envisagé. Lorsque la pression dans l’étage de captation est inférieure au seuil de pression de désorption prédéterminé, la pompe 41 est arrêtée et la deuxième vanne d’évacuation 42 est fermée de sorte que le logement est hermétique à l’air ambiant. In particular, the second evacuation valve 42 is open and the pump can be actuated to extract the air contained in the capture stage depending on the embodiment envisaged. When the pressure in the capture stage is lower than the predetermined desorption pressure threshold, the pump 41 is stopped and the second evacuation valve 42 is closed so that the housing is hermetic to the ambient air.
[0130] L’élément de désorption 32 de l’élément d’adsorption 31 est activé. Dans le mode de réalisation comprenant le premier élément chauffant 32, ce dernier est activé jusqu’à ce que la température du lit d’adsorption 31 atteigne une température seuil, par exemple
100°C. Dans le mode de réalisation comprenant la source d’énergie électrique, la source d’énergie électrique est activée pour alimenter la pile d’électrodes 311 à la deuxième tension. Quand la température seuil est atteinte ou quand la deuxième tension est atteinte en fonction du mode de réalisation mis en oeuvre, la pompe 41 pompe le dioxyde de carbone désorbé de l’étage de captation vers l’étage de compression. La pompe 41 pompe une masse de dioxyde de carbone supérieure au seuil de masse prédéterminé de l’étage de captation vers l’étage de compression. Une fois la pompe désactivée, l’élément de désorption 32 peut également être désactivé. The desorption element 32 of the adsorption element 31 is activated. In the embodiment comprising the first heating element 32, the latter is activated until the temperature of the adsorption bed 31 reaches a threshold temperature, for example 100°C. In the embodiment including the source of electrical energy, the source of electrical energy is activated to supply the stack of electrodes 311 at the second voltage. When the threshold temperature is reached or when the second voltage is reached depending on the embodiment implemented, the pump 41 pumps the desorbed carbon dioxide from the capture stage to the compression stage. The pump 41 pumps a mass of carbon dioxide greater than the predetermined mass threshold from the capture stage to the compression stage. Once the pump is deactivated, the desorption element 32 can also be deactivated.
[0131] Dans la mesure où la pompe 41 pompe le dioxyde de carbone de l’étage de captation vers l’étage de compression et que la deuxième vanne d’évacuation 42 et la vanne d’injection 43 sont fermées, le dioxyde de carbone désorbé dans l’étage de compression est bloqué dans l’étage de compression (dans le premier compartiment) jusqu’à une ouverture de la vanne d’injection 43. [0131] Insofar as the pump 41 pumps carbon dioxide from the capture stage to the compression stage and the second evacuation valve 42 and the injection valve 43 are closed, the carbon dioxide desorbed in the compression stage is blocked in the compression stage (in the first compartment) until the injection valve 43 is opened.
[0132] Le dioxyde de carbone désorbé est donc compressé jusqu’à une pression supérieure au seuil de pression déterminé et lorsque la pression est supérieure au seuil de pression prédéterminé, la vanne d’injection 43 est ouverte pour mettre la pompe en communication de fluide avec le contenant de liquide de sorte que le dioxyde de carbone comprimé est injecté dans la bouteille. The desorbed carbon dioxide is therefore compressed to a pressure greater than the determined pressure threshold and when the pressure is greater than the predetermined pressure threshold, the injection valve 43 is opened to put the pump in fluid communication with the liquid container so that the compressed carbon dioxide is injected into the bottle.
[0133] En référence à la figure 1c est présenté un troisième mode de réalisation de dispositif de gazéification 1c. Ce troisième mode de réalisation diffère du premier mode de réalisation illustré en figure 1a par le fait que l’étage de compression est différent, que la désorption est mise en oeuvre à pression ambiante lorsque l’adsorption/désorption est réalisée par le premier lit d’adsorption 31 et le premier élément chauffant 32, et que le dispositif de gazéification 1c comprend une vanne d’étage 44 autorisant ou bloquant la communication fluidique entre l’étage de captation et l’étage de compression. Par ailleurs, le dispositif de gazéification 1c peut ne pas comprendre de vanne d’alimentation comme illustré sur la figure 1c ce qui réduit le coût du dispositif. Referring to Figure 1c is presented a third embodiment of gasification device 1c. This third embodiment differs from the first embodiment illustrated in FIG. 1a in that the compression stage is different, that the desorption is carried out at ambient pressure when the adsorption/desorption is carried out by the first bed of adsorption 31 and the first heating element 32, and that the gasification device 1c comprises a stage valve 44 allowing or blocking fluid communication between the capture stage and the compression stage. Furthermore, the gasification device 1c may not include a supply valve as illustrated in FIG. 1c, which reduces the cost of the device.
[0134] En l’occurrence, l’étage de compression comprend un deuxième lit d’adsorption 45 et un deuxième élément chauffant 46. Il est relié à l’air ambiant par une deuxième vanne d’évacuation 42 et a un conduit d’injection de dioxyde de carbone dans le contenant par une vanne d’injection 43. In this case, the compression stage comprises a second adsorption bed 45 and a second heating element 46. It is connected to the ambient air by a second evacuation valve 42 and has a injection of carbon dioxide into the container through an injection valve 43.
[0135] Dans cet exemple de réalisation, le calculateur est adapté pour commander la mise en oeuvre, par le dispositif de gazéification 1c, des étapes suivantes. In this exemplary embodiment, the computer is suitable for controlling the implementation, by the gasification device 1c, of the following steps.
[0136] Lors d’une phase d’adsorption, le ventilateur 51 du circuit d’alimentation d’air 5 est mis en route, la vanne d’admission 52 et la première vanne d’évacuation 62 sont ouvertes
et la vanne d’étage 44 est fermée. De cette façon, l’air ambiant entre dans l’étage de captation par le circuit d’alimentation d’air 5 et traverse l’élément d’adsorption 31 avant d’être évacué par le circuit d’évacuation d’air 6. L’air ne peut pas rentrer dans l’étage de compression ni dans le contenant dès lors que la vanne d’étage est fermée. Ainsi l’air circule au travers de l’élément d’adsorption 31 à température ambiante et du dioxyde de carbone est adsorbé par l’élément d’adsorption 31. Il s’agit du point 1 sur le graphique de la figure 3. During an adsorption phase, the fan 51 of the air supply circuit 5 is started, the inlet valve 52 and the first outlet valve 62 are open. and stage valve 44 is closed. In this way, the ambient air enters the capture stage via the air supply circuit 5 and passes through the adsorption element 31 before being evacuated by the air evacuation circuit 6. Air cannot enter the compression stage or the container once the stage valve is closed. Thus the air flows through the adsorption element 31 at room temperature and carbon dioxide is adsorbed by the adsorption element 31. This is point 1 on the graph of Figure 3.
[0137] Lors d’une phase de désorption, la vanne d’étage 44 est ouverte pour autoriser la communication fluidique entre l’étage de captation et l’étage de compression. La troisième vanne 43 est fermée de sorte que la communication de fluide entre l’étage de compression et le contenant 7 soit bloquée. La deuxième vanne d’évacuation 42 est ouverte de sorte qu’une communication fluidique est établie entre l’étage de captation 3 et l’air ambiant par l’intermédiaire de l’étage de compression 4. Facultativement mais avantageusement, la vanne d’évacuation 62 est fermée de sorte que l’air circule obligatoirement de l’étage de captation vers l’étage de compression sans qu’une partie de l’air ne soit évacuée par le circuit d’évacuation de l’air 6. During a desorption phase, the stage valve 44 is open to allow fluid communication between the capture stage and the compression stage. The third valve 43 is closed so that the fluid communication between the compression stage and the container 7 is blocked. The second evacuation valve 42 is open so that a fluidic communication is established between the capture stage 3 and the ambient air via the compression stage 4. Optionally but advantageously, the valve of evacuation 62 is closed so that the air necessarily circulates from the capture stage to the compression stage without part of the air being evacuated by the air evacuation circuit 6.
[0138] La désorption se déroule par l’activation du premier élément chauffant 31 chauffant le premier lit d’adsorption, ou par l’activation de la source d’alimentation électrique par mise sous tension de la pile d’électrodes à la deuxième tension et par l’action du ventilateur faisant circuler l’air de l’étage de captation vers l’étage de compression avant d’être évacué par la communication de fluide avec l’air ambiant au niveau de la vanne 42. The desorption takes place by the activation of the first heating element 31 heating the first adsorption bed, or by the activation of the electrical power source by energizing the stack of electrodes at the second voltage and by the action of the fan circulating the air from the capture stage to the compression stage before being evacuated by the fluid communication with the ambient air at the level of the valve 42.
[0139] Le dioxyde de carbone est désorbé de l’élément d’adsorption 31 dans l’étage de captation par chauffage ou par application d’une tension électrique chargeant ainsi l’air de l’étage de captation en dioxyde de carbone dans des proportions importantes à pression ambiante. Il s’agit du point 2 dans le graphique de la figure 3. The carbon dioxide is desorbed from the adsorption element 31 in the capture stage by heating or by applying an electric voltage, thus charging the air in the capture stage with carbon dioxide in significant proportions at ambient pressure. This is point 2 in the graph in Figure 3.
[0140] Par air chargé en dioxyde de carbone, il doit être compris dans la présente demande le fait que la concentration de dioxyde de carbone dans l’air chargé en dioxyde de carbone est significativement supérieure à la concentration en dioxyde de carbone moyenne de l’air ambiant. En l’occurrence, la concentration de dioxyde de carbone dans l’air ambiant est autour de 0,04% alors que l’air chargé en dioxyde de carbone dans l’étage de captation pendant la désorption a une concentration supérieure à 1%. [0140] By air laden with carbon dioxide, it must be understood in the present application that the concentration of carbon dioxide in the air laden with carbon dioxide is significantly higher than the average carbon dioxide concentration of the air. 'ambiant air. In this case, the concentration of carbon dioxide in the ambient air is around 0.04% while the air loaded with carbon dioxide in the capture stage during desorption has a concentration greater than 1%.
[0141] L’air chargé en dioxyde de carbone désorbé de l’élément d’adsorption 31 est entraîné par le ventilateur 51 vers l’étage de compression 4 comprenant le deuxième lit d’adsorption 45.
[0142] De cette façon, lorsqu’il traverse le deuxième lit d’adsorption 45 de l’étage de compression, le deuxième lit d’adsorption 45 adsorbe le dioxyde de carbone de l’air chargé en dioxyde de carbone dans des concentrations beaucoup plus importantes que le premier lit d’adsorption 31. Il s’agit du point 3 sur le graphique de la figure 3. [0143] L’air, déchargé de son dioxyde de carbone après avoir traversé le deuxième lit d’adsorption 45, est ensuite évacué du dispositif de gazéification 1c par l’intermédiaire de la communication fluidique entre l’étage de compression 4 et l’air ambiant au niveau de la deuxième vanne d’évacuation 42. The air loaded with carbon dioxide desorbed from the adsorption element 31 is driven by the fan 51 towards the compression stage 4 comprising the second adsorption bed 45. [0142] In this way, when it passes through the second adsorption bed 45 of the compression stage, the second adsorption bed 45 adsorbs carbon dioxide from the air laden with carbon dioxide in much higher concentrations. larger than the first adsorption bed 31. This is point 3 on the graph of FIG. 3. The air, discharged of its carbon dioxide after passing through the second adsorption bed 45, is then evacuated from the gasification device 1c via the fluidic communication between the compression stage 4 and the ambient air at the level of the second evacuation valve 42.
[0144] La désorption est donc effectuée, soit par un chauffage du premier lit d’adsorption 31 , soit par une mise sous tension de la pile d’électrodes, de façon à charger l’air dans l’étage de captation en dioxyde de carbone couplée à une ventilation de l’étage de captation par le ventilateur 51 à destination de l’étage de compression pour que le deuxième lit d’adsorption 46 capte le dioxyde de carbone de l’air chargé en dioxyde de carbone. [0145] Ensuite, la compression est mise en oeuvre dans l’étage de compression lorsque chacune de la vanne d’étage 44, de la deuxième vanne 42 et de la troisième vanne 43 sont fermées. L’étage de compression est donc hermétiquement fermé à l’air extérieur et à l’étage de captation. Ainsi, lorsque le deuxième élément chauffant 46 chauffe le deuxième lit d’adsorption 45, le deuxième lit d’adsorption relâche au fur et à mesure le dioxyde de carbone adsorbé à partir de l’air chargé de sorte que la pression en dioxyde de carbone dans l’étage de compression augmente progressivement. Il s’agit du point 4 sur le graphique de la figure 3. The desorption is therefore carried out either by heating the first adsorption bed 31 or by energizing the stack of electrodes, so as to charge the air in the capture stage with carbon dioxide. carbon coupled with ventilation of the capture stage by the fan 51 to the compression stage so that the second adsorption bed 46 captures the carbon dioxide from the air laden with carbon dioxide. [0145] Next, the compression is implemented in the compression stage when each of the stage valve 44, the second valve 42 and the third valve 43 are closed. The compression stage is therefore hermetically sealed to the outside air and to the capture stage. Thus, when the second heating element 46 heats the second getter bed 45, the second getter bed gradually releases the adsorbed carbon dioxide from the charged air so that the carbon dioxide pressure in the compression stage gradually increases. This is point 4 on the graph in Figure 3.
[0146] Lorsque la pression en dioxyde de carbone dans l’étage de compression est supérieure au seuil de pression prédéterminé, la vanne d’injection 43 est ouverte de sorte que l’étage de compression est mis en communication fluidique avec le contenant, par exemple par le conduit d’injection, et que le dioxyde de carbone compressé est progressivement injecté dans le contenant. When the carbon dioxide pressure in the compression stage is greater than the predetermined pressure threshold, the injection valve 43 is opened so that the compression stage is placed in fluid communication with the container, by example through the injection duct, and that the compressed carbon dioxide is gradually injected into the container.
[0147] L’élément de désorption est désactivé et le ventilateur peut être arrêté lorsque le dispositif 1c est dans une phase de compression. En l’occurrence, pendant les phases de compression et d’injection, le ventilateur 51 peut continuer de tourner et la première vanne d’évacuation 62 peut-être à nouveau ouverte pour effectuer en parallèle une nouvelle phase d’adsorption. The desorption element is deactivated and the fan can be stopped when the device 1c is in a compression phase. In this case, during the compression and injection phases, the fan 51 can continue to turn and the first evacuation valve 62 can be opened again to carry out a new adsorption phase in parallel.
[0148] En référence à la figure 1d est maintenant présenté un quatrième mode de réalisation de dispositif de gazéification 1d. Ce quatrième mode de réalisation diffère du
troisième mode de réalisation précédent dans la mesure où la vanne d’évacuation 62 est remplacée par une deuxième paroi mobile 63. Referring to Figure 1d is now presented a fourth embodiment of gasification device 1d. This fourth embodiment differs from the third previous embodiment insofar as the evacuation valve 62 is replaced by a second movable wall 63.
[0149] Comme illustré sur la figure 1 d, le circuit d’évacuation en air 6 comprend une deuxième paroi mobile 63 de l’étage de captation. Cette deuxième paroi mobile 63, lorsqu’elle est ouverte, autorise une communication fluidique entre l’air ambiant et l’étage de captation. As illustrated in Figure 1d, the air evacuation circuit 6 comprises a second movable wall 63 of the capture stage. This second movable wall 63, when open, allows fluid communication between the ambient air and the capture stage.
[0150] La deuxième paroi mobile 63 peut par exemple être une paroi rotative qui s’ouvre par rotation autour d’un axe. La deuxième paroi mobile 63 peut également être une paroi coulissante pour mettre en communication le premier lit d’adsorption avec l’air extérieur. La paroi peut coulisser aussi bien horizontalement que verticalement comme représenté sur la figure 1d. Elle peut comprendre des moyens de préhension, par exemple une poignée, de sorte que l’utilisateur puisse l’ouvrir. Dans une variante, elle peut être ouverte par l’action d’un moteur. The second mobile wall 63 can for example be a rotary wall which opens by rotation around an axis. The second mobile wall 63 can also be a sliding wall to place the first adsorption bed in communication with the outside air. The wall can slide both horizontally and vertically as shown in Figure 1d. It may include gripping means, for example a handle, so that the user can open it. Alternatively, it can be opened by the action of a motor.
[0151] La deuxième paroi mobile 63 permet d’expulser l’air par le circuit d’évacuation 6 plus facilement tout en permettant de faciliter l’accès à l’air ambiant à l’élément d’absorption 31 de sorte que la phase d’adsorption est plus rapide. The second mobile wall 63 makes it possible to expel the air via the evacuation circuit 6 more easily while making it possible to facilitate access to the ambient air to the absorption element 31 so that the phase adsorption is faster.
[0152] Dans ce mode de réalisation, le calculateur est adapté pour commander les mêmes étapes que dans le mode de réalisation présenté en référence avec la figure 1c en remplaçant les actions effectuées sur la vanne d’évacuation par les mêmes actions effectuées sur la deuxième paroi mobile 63. In this embodiment, the computer is adapted to control the same steps as in the embodiment presented with reference to FIG. 1c by replacing the actions performed on the evacuation valve by the same actions performed on the second movable wall 63.
[0153] En particulier, la deuxième paroi mobile 63 est ouverte dans la phase d’adsorption du dispositif de sorte que l’air ambiant évacué par le circuit d’évacuation est plus important ce qui permet d’augmenter la puissance du ventilateur et donc de réduire le temps d’adsorption. Elle est ensuite fermée en phase de désorption pour que l’air chargé en dioxyde de carbone ne s’échappe pas du logement par l’intermédiaire de la paroi mobile 63 mais transite par l’étage de compression pour charger le deuxième lit de compression en dioxyde de carbone. [0153] In particular, the second movable wall 63 is open in the adsorption phase of the device so that the ambient air evacuated by the evacuation circuit is greater, which makes it possible to increase the power of the fan and therefore reduce the adsorption time. It is then closed in the desorption phase so that the air laden with carbon dioxide does not escape from the housing via the movable wall 63 but passes through the compression stage to load the second compression bed in carbon dioxide.
[0154] De la même façon que précédemment, pendant les phases de compression et d’injection, le ventilateur 51 peut continuer de tourner et la deuxième paroi mobile 63 peut-être à nouveau ouverte pour effectuer en parallèle une nouvelle phase d’adsorption. In the same way as before, during the compression and injection phases, the fan 51 can continue to turn and the second movable wall 63 can be opened again to perform a new adsorption phase in parallel.
[0155] En référence à la figure 1e est présenté un cinquième mode de réalisation de dispositif de gazéification 1e. Ce cinquième mode de réalisation illustre graphiquement un mode de réalisation comprenant la pile d’électrodes 311 alimentée par la source d’énergie électrique et en l’occurrence par la batterie 321 .
[0156] Comme expliqué précédemment, le dispositif permet une adsorption par une combinaison du premier lit d’adsorption 31 et du premier élément chauffant 32 ou par une combinaison de la pile d’électrodes 311 et de la source d’énergie électrique, par exemple de type batterie 321 , pour permettre une adsorption et une désorption du dioxyde de carbone à partir de l’air ambiant. Par ailleurs, dans le cadre d’une désorption combinant le premier lit d’adsorption 31 et le premier élément chauffant 32, le phénomène de désorption peut être amélioré par une réduction de pression de l’étage de captation via l’action de la pompe 41. With reference to FIG. 1e, a fifth embodiment of the gasification device 1e is presented. This fifth embodiment graphically illustrates an embodiment comprising the stack of electrodes 311 powered by the electrical energy source and in this case by the battery 321 . As explained previously, the device allows adsorption by a combination of the first adsorption bed 31 and the first heating element 32 or by a combination of the stack of electrodes 311 and the source of electrical energy, for example battery type 321, to allow adsorption and desorption of carbon dioxide from the ambient air. Furthermore, in the context of a desorption combining the first adsorption bed 31 and the first heating element 32, the desorption phenomenon can be improved by reducing the pressure of the capture stage via the action of the pump 41.
[0157] Les dispositifs et le procédé de gazéification présentés ci-dessus permettent ainsi de gazéifier une boisson à partir du dioxyde de carbone dans l’air ambiant. De cette façon, un utilisateur du dispositif de gazéification n’a plus besoin d’acheter ni de recharger des cartouches de dioxyde de carbone nécessaires aux fonctionnements des dispositifs de gazéification de l’art antérieur. Le dispositif de gazéification selon l’invention permet, notamment par la suppression des cartouches de dioxyde de cartouche et par la récupération du dioxyde de carbone de l’air ambiant, une réduction considérable des émissions polluantes. En particulier, l’impact carbone du procédé de gazéification de boisson selon l’invention est négatif. Par ailleurs, le dispositif de gazéification présenté permet une utilisation directe de l’air ambiant au sens où l’air ambiant n’est pas conditionnée préalablement à son passage dans le dispositif et plus précisément préalablement à son passage dans l’élément d’adsorption.
The devices and the method of gasification presented above thus make it possible to gasify a drink from carbon dioxide in the ambient air. In this way, a user of the gasification device no longer needs to buy or refill the carbon dioxide cartridges necessary for the operation of the gasification devices of the prior art. The gasification device according to the invention allows, in particular by eliminating cartridge dioxide cartridges and by recovering carbon dioxide from the ambient air, a considerable reduction in polluting emissions. In particular, the carbon impact of the beverage gasification process according to the invention is negative. Furthermore, the gasification device presented allows direct use of the ambient air in the sense that the ambient air is not conditioned prior to its passage through the device and more precisely prior to its passage through the adsorption element. .
Claims
[Revendication 1] Dispositif de gazéification d’une boisson adapté pour introduire du gaz dans une boisson contenue dans un contenant, caractérisé en ce qu’il comprend un système d’extraction de dioxyde de carbone adapté pour prélever du dioxyde de carbone à partir de l’air ambiant et pour comprimer ledit dioxyde de carbone de façon à l’injecter dans le contenant à une pression supérieure à un seuil de pression prédéterminé. [Claim 1] Device for carbonating a drink adapted to introduce gas into a drink contained in a container, characterized in that it comprises a carbon dioxide extraction system adapted to take carbon dioxide from ambient air and to compress said carbon dioxide so as to inject it into the container at a pressure greater than a predetermined pressure threshold.
[Revendication 2] Dispositif de gazéification de boisson selon la revendication 1 dans lequel le système d’extraction du dioxyde de carbone comprend un étage de captation de dioxyde de carbone et un étage de compression du dioxyde de carbone capté, l’étage de captation comprenant un élément d’adsorption du dioxyde de carbone adapté pour adsorber du dioxyde de carbone contenu dans l’air ambiant lorsque l’air ambiant traverse l’élément d’adsorption, et un élément de désorption adapté pour agir sur l’élément d’adsorption de sorte que du dioxyde de carbone retenu dans l’élément d’adsorption soit relâché hors de l’élément d’adsorption, le dispositif de gazéification étant en outre adapté pour présenter deux configurations comprenant une configuration d’adsorption dans laquelle l’élément d’adsorption est en communication de fluide avec l’air ambiant, et une configuration de désorption dans laquelle l’élément d’adsorption est en communication de fluide avec l’étage de compression. [Claim 2] A beverage carbonating device according to claim 1 wherein the carbon dioxide extraction system comprises a carbon dioxide capture stage and a captured carbon dioxide compression stage, the capture stage comprising a carbon dioxide adsorption element adapted to adsorb carbon dioxide contained in ambient air when ambient air passes through the adsorption element, and a desorption element adapted to act on the adsorption element such that carbon dioxide retained in the adsorption element is released from the adsorption element, the gasification device being further adapted to have two configurations comprising an adsorption configuration in which the adsorption is in fluid communication with ambient air, and a desorption configuration in which the adsorption element is in fluid communication with the compression stage.
[Revendication 3] Dispositif selon la revendication précédente, dans lequel l’élément d’adsorption du dioxyde de carbone comprend une pile d’électrodes, et dans lequel l’élément de désorption comprend au moins une source d’alimentation électrique adaptée pour soumettre la pile d’électrodes à une première tension lors d’une phase d’adsorption du dioxyde de carbone et adaptée pour soumettre la pile d’électrodes à une deuxième tension lors d’une phase de désorption du dioxyde de carbone. [Claim 3] Device according to the preceding claim, in which the carbon dioxide adsorption element comprises a stack of electrodes, and in which the desorption element comprises at least one electrical power source adapted to subject the stack of electrodes at a first voltage during a phase of adsorption of carbon dioxide and adapted to subject the stack of electrodes to a second voltage during a phase of desorption of carbon dioxide.
[Revendication 4] Dispositif selon la revendication 2, dans lequel l’élément d’adsorption comprend un premier lit d’adsorption et l’élément de désorption comprend un premier élément chauffant adapté pour chauffer le premier lit d’adsorption lors d’une phase de désorption du dioxyde de carbone. [Claim 4] Apparatus according to claim 2, wherein the getter element comprises a first getter bed and the desorber element comprises a first heating element adapted to heat the first getter bed during a phase desorption of carbon dioxide.
[Revendication 5] Dispositif selon la revendication précédente, dans lequel l’élément chauffant comprend des ailettes de chauffage, et le matériau d’adsorption est disposé au contact desdites ailettes.
[Claim 5] Device according to the preceding claim, in which the heating element comprises heating fins, and the adsorption material is placed in contact with said fins.
[Revendication 6] Dispositif de gazéification de boisson selon l’une quelconque des revendications 2 à 5 comprenant un circuit d’alimentation en air de l’étage de captation comprenant un ventilateur. [Claim 6] Beverage carbonating device according to any one of claims 2 to 5 comprising an air supply circuit of the capture stage comprising a fan.
[Revendication 7] Dispositif de gazéification de boisson selon l’une quelconque des revendications 2 à 7, comprenant en outre un circuit d’évacuation de l’air ayant traversé l’élément d’adsorption, le circuit d’évacuation comprenant un système de réglage du débit d’air évacué. [Claim 7] Beverage carbonating device according to any one of claims 2 to 7, further comprising a circuit for exhausting the air having passed through the adsorption element, the evacuation circuit comprising a system of adjustment of the exhaust air flow.
[Revendication 8] Dispositif de gazéification de boisson selon la revendication précédente, dans lequel le système de réglage du débit d’air évacué est une vanne d’évacuation ou une paroi mobile d’un logement comprenant l’étage de captation. [Claim 8] Device for carbonating beverages according to the preceding claim, in which the system for adjusting the flow rate of exhausted air is an exhaust valve or a movable wall of a housing comprising the capture stage.
[Revendication 9] Dispositif de gazéification de boisson selon la revendication 2 à 8, dans lequel l’étage de captation (3) comprend des parois formant un capot amovible adapté pour être retiré dans la configuration d’adsorption de façon à exposer l’élément d’adsorption à l’air ambiant. [Claim 9] Beverage carbonating device according to claim 2 to 8, in which the capture stage (3) comprises walls forming a removable cover adapted to be removed in the adsorption configuration so as to expose the element adsorption to ambient air.
[Revendication 10] Dispositif de gazéification de boisson selon l’une des revendications 2 à 8, comprenant en outre un logement comprenant un premier compartiment logeant l’étage de compression de dioxyde de carbone et un deuxième compartiment en communication de fluide avec le premier compartiment, et le premier élément d’adsorption est déplaçable entre une position située à l’extérieur du logement et une position située dans le deuxième compartiment. [Claim 10] A beverage carbonating device according to one of claims 2 to 8, further comprising a housing comprising a first compartment housing the carbon dioxide compression stage and a second compartment in fluid communication with the first compartment , and the first adsorption element is movable between a position located outside the housing and a position located in the second compartment.
[Revendication 11] Dispositif de gazéification de boisson selon l’une des revendications 2 à 10, dans lequel l’étage de compression comprend un lit d’adsorption de dioxyde de carbone et un élément chauffant adapté pour chauffer le lit d’adsorption. [Claim 11] A beverage carbonating device according to any of claims 2 to 10, wherein the compression stage comprises a carbon dioxide getter bed and a heating element adapted to heat the getter bed.
[Revendication 12] Dispositif de gazéification de boisson selon l’une des revendications 2 à 8, dans lequel l’étage de compression comprend une pompe adaptée pour injecter le dioxyde de carbone dans le contenant de liquide à une pression supérieure au seuil de pression prédéterminé. [Claim 12] Beverage carbonating device according to one of Claims 2 to 8, in which the compression stage comprises a pump adapted to inject the carbon dioxide into the liquid container at a pressure greater than the predetermined pressure threshold .
[Revendication 13] Dispositif de gazéification de boisson selon l’une des revendications 2 à 12, dans lequel l’étage de compression comprend une pompe adaptée pour faire diminuer la pression dans l’étage de captation à une pression inférieure à 500 mbar et pour injecter le dioxyde de carbone dans le contenant de liquide à une pression supérieure au seuil de pression prédéterminé. [Claim 13] Beverage carbonating device according to one of Claims 2 to 12, in which the compression stage comprises a pump adapted to reduce the pressure in the capture stage to a pressure lower than 500 mbar and to injecting the carbon dioxide into the liquid container at a pressure above the predetermined pressure threshold.
[Revendication 14] Procédé de gazéification de boisson mis en oeuvre par un dispositif selon l’une des revendications précédentes, comprenant :
- une adsorption de dioxyde de carbone contenu dans l’air ambiant par le système d’extraction du dioxyde de carbone, une désorption du dioxyde de carbone adsorbé dans le système d’extraction du dioxyde de carbone, - une compression du dioxyde de carbone désorbé dans le système d’extraction du dioxyde de carbone à une pression supérieure au seuil prédéterminé, [Claim 14] A method of carbonating beverages implemented by a device according to one of the preceding claims, comprising: - adsorption of carbon dioxide contained in the ambient air by the carbon dioxide extraction system, desorption of the adsorbed carbon dioxide in the carbon dioxide extraction system, - compression of the desorbed carbon dioxide in the carbon dioxide extraction system at a pressure above the predetermined threshold,
- une injection du dioxyde de carbone compressé dans le contenant.
- an injection of compressed carbon dioxide into the container.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 22712969 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
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NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |