Brevet FR2222058A1 — publié le 19741018

La présente invention concerne, d'une façon générale, la cuisson de produits quelconques et a essentiellement pour objet un procédé de cuisson de tels produits, en particulier, quoique non exclusivement, de produits alimentaires tels que pains, biscuits, gâteaux, produits de charcuterie, viandes roties etc , ainsi qutun four pour la mise en oeuvre dudit procédé On sait qu'il existe actuellement divers procédés-pour effectuer la cuisson de produits alimentaires Certains de ces procédés consistent essentiellement à porter les parois d'une enceinte chauffante à une température plus ou moins élevée, la chaleur emmagasinée dans ces parois étant transmise ensuite aux produits à cuire, des pâtons dans le casde nification.'Dans ces procédés, dits à rayonnement indirect, la cuisson est assurée, en grande partie, par le rayonnement obscur émis par les parois et, dans-une certaine mesure, par convection par l'intermédiaire de l'air ambiant et même par transmission directe de la chaleur. On connalAt également des procédés dans lesquels les produits à cuire sont exposés directement au rayonnement émis par des sources telles que des résistances électriques ou des brûleurs à flammes Cependant le rayonnement émis par ces sources est constitué essentiellement par un rayonnement infrarouge ayant une longueur inférieure à 2 microns Or, un tel rayonnement a un pouvoir de pénétration extrêmement faible, de sorte que son action sur les produits peu efficace et que la cuisson doit être assurée, au moins partie par le rayonnement obscur des parois comme dans le cas des procédés précités I1 en résulte que tousses procédés de cuisson actuellement connus présentent un certain nombre d'inconvénients communs: l'enceinte dans laquelle se fait la cuisson doit être portée à une température relativement élevée (généralement de l'ordre de 4000C), le rendement énergétique de l'appareillage de cuisson est -faible (généralement inférieur à 60fui) en raison de la mauvaise utilisation du: pouvoir calorifique et des déperditions de chaleur importantes, le temps de cuisson est relativement long (30 à 35 minutes pour la cuisson d'un pain de 600 g) De plus, dans le cas de procédés à rayonnement indirect en particulier, la nécessité d'effectuer un préchauffage des parois, des gaines et du volume interne de l'enceinte où se fait la cuisson, entrasse des temps morts importants et des pertes d'énergie appréciables Enfin ces procédés conduisent à des installations volumineuses et ccûteuses, ainsi qu'à-des appareillages auxiliaires, en particulier des appareillages de recyclage,encombrants et compliqués. Le procédé selon la présente invention a pour tut d'éviter ces inconvénients et il est caractérisé en ce qu'il consiste à exposer les produits, placés à l'intérieur d'une enceinte chauffante, à un rayonnement infrarouge ayant une longueur d'onde supérieure à 2 microns et comprise de préférence entre 2 et 20 microns et à soumettre l'atmopshere de l'enceinte à un brassage continu de façon à rendre sa température homogène L'utilisation d'un rayonnement infrarouge ayant une longueur d'onde relativement grande, donc ayant un pouvoir de pénétration beaucoup plus important que le rayonnement infrarouge émis par les résistances électriques et bruleurs classiques, facilite considérablement l'éyaporation de l'eau contenue dans les produits et entrai ne par conséquent une diminution appréciable du temps de cuisson L'expérience a montré que le procédé selon l'invention permet de diminuer le temps de cuisson de 1/3 environ par rapport aux procédés actuellement connus Le brassage de l'Bmosphère de l'enceinte de chauffage permet d'obtenir une température homogène des produits dans leur masse. Il résulte de l'action combinée de ce rayonnement pénétrant et de cette température homogène,une cuisson intensive et régulière desdits produits. Selon une autre caractéristique du procédé selon l'invention on soumet les produits, après l'action du rayonnement précité, à unflux de fluide caloporteur de façon à réaliser une cuisson par convection forcée. On obtient ainsi, après la cuisson intensive, une cuisson progressive et douce des produits-c'est-à-dire une cuisson de finition qui améliore grandement leur qualité ainsi que leur aspect. On voit que le procédé selon l'invention utilise d'abord un rayonnement direct puis une convection foroes, éliminant ainsi le rayonnement indirect des procédés actuellement connusqui oblagent à un préchauffage de l'enceinte de chauffe. Il en résulte, outre la plus grande rapidité de la cuisson, des pertes d'énergie beaucoup moins importantes et par conséquent un rendement considérablement amélioré Selon une autre caractéristique de l'invention on utilise, comme fluide caloporteur, un flux d'air que l'on rechauffe en le faisant passer à proximité des générateurs de rayonnement infrarouge, ledit flux d'air étant utilisé également pour le brassage de l'atmosphère de l'enceinte précitée Ce flux d'air reçoit les calories des générateurs de rayonnement infrarouge pour les transférer directement aux produits, c'est-à-dire que ce transfert se fait dans les meilleurs conditions de rendement De plus ce flux flair remplit un double r81e puisqu'il sert également au brassage de l'atmosphère de I'enceinte, ce qui constitue une nouvelle source d? économie Selon encore une autre caractéristique de l'invention l'atmosphère de 1-' enceinte dans laquelle s'effectue la cuisson par rayonnement et le fluide caloporteur sont maintenus à une température de 20G0C environ. La cuisson peut donc se faire à une température nettement inférieure à celle exigee par les procédés antérieurement connus donc avec des pertes calorifiques beaucoup moins importantes Toujours selon l'Invention les produits précites sont entraînés en translation continue pendant qu'ils sont soumis à la cuisson par rayonnement et à la cuisson par convection Le procédé selon l'invention permet donc un traitement continu et pratiquement automatique des produits L'invention a également pour objet un four pour la mise en oeuvre du procéda précite, ce four étant du type comportant un tunnel de chauffe parcouru par les produits à cuire entraînés en translation. Le four selon l'invention est caractérisé par le fai.t qu'il est muni d'éléments à action catalytique émettant un rayonnement infrarouge ayant une longueur d'onde supérieure à 2 microns, et comprise de préférence entre 2 et 20 microns, lesdits éléments étant logés dans au moins une partie, formant une chambre de cuisson par rayonnement, dudit tunnel et des moyens pour créer un flux forcé d'air circulant au voisinage desdits élémentsetsUcoulant à l'intérieur de ladite chambre. L'utilisation, comme source de rayonnement infrarouge, d'éléments catalytiques dans lesquels la combustion s'effectue sans flamme élimine les risques d'incendie et de pollution Selon une autre caractéristique de l'invention le tunnel précité comporte une seconde partie disposée, selon le sens de déplacament des produits, en aval de la première partie et communiquant avec elle, ladite seconde partie étant parcourue par le flux d'air précité et formant une chambre-de cuisson par convection faisant suite à la chambre de cuisson par rayonnement. D'autres caractéristiques et avantages de I'invention apparaîtront au cours de'la description qui va suivre Dans les dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple: - la figure 1 représente, de façon schématique et en coupe un four-tunnel selon la présente invention; et - la figure 2 est une vue partielle à plus grande échelle du four de la figure 1 montrant un élément à action catalytique. Selon le mode de réalisation représenté sur les dessins le four selon l'invention, destiné à la cuisson et produits de boulangerie et désigné d'une façon générale par la référence 1,comporte une enceinte ou tunnel de chauffe 2 s'étendant sur la totalité de la longueur du four et fermé , au voisinage de ses extrémités d'entrée et de sortie, par des rideaux souples ou analogues 3 et 4 respectivement Ce tunnel de chauffe est muni d'un transporteur constitué par une bande sans fin 5 passant sur deux rouleaux ou analogues 6a et 6b et s'étendant sur la presque totalité de la longueur dudit tunnel L'un desdits rouleaux, par exemple Gb, est relié à- un moteur (non représenté) qui l'entrain en rotation à vitesse constante de sorte que la bande 5 se déplace de façon continue, à vitesse également constante. A l'extrémité d'entrée du four; c'est-à-dire à l'extrémité de gauche en regardant à la figure 1, est placé un dispositif enfourneur 7 constitué, comme le convoyeur 5 qui lui fait,site par une bande sans fin entraînée en translation continue. Dans une première partie 2a dutunnel 2, dite chambre de buée,est placée une chaudière à vapeur 8 qui délivre, à chaque enfournement, une certaine quantité de vapeur d'eau qui vient se déposer sur la surface des produits à cuire,ou patons, de façon à empêcher la formation trop rapide d'une croûte, Une seconde partie 2b du tunnel, qui fait suite à la partie 2a et est séparéesde cette dernière par un rideau souple 9, constitue une première chambre de cuisson, dite chambre de cuisson par rayonnement.Cette partie ou chambre 2b est munie, sur sa paroi supérieure et sur sa paroi de fond, d'éléments chauffants à action catalytique 10 logés dans des caissons 11 Les éléments 10 sont placés à la suite les unsdes autres dans leurs rangées respectives supérieure et inférieure entre lesquelles passe la bande transporteuse 5 qui est constituée, de préférence, par une treillis métallique de façon à être perméable au rayonnement infrarouge Les éléments des deux rangées supérieure et inférieure sont placés, comme représenté, en quinconce de façon que chaque élément d'une rangée donnée ne soit pas exposé directement au rayonnement d'un élément de la rangée opposée Les éléments action catalytique 1O,qui sont connus en soi, sont alimentés par un gaz combustible, tel que le propane ou le butane, l'action catalytique de l'agglomérat de métaux rares dont ces éléments sont munis entraînant une combustion sans flamme, à rendement thermique élevé, du gaz combustible L'énergie thermique fournie par un tel élément est constituée en grande partie (43 à 45%) par un rayonnement infrarouge ayant une longueur d'onde comprise entre 2 et 20 microns.Chaque élément est muni, de façon classique, d'une résistance électrique (non représentée) qui amorce la réaction exothermique à partir d'une température donnée, et d'un système de sécurité qui ferme l'alimentation en combustible en cas de nonfonctionnement de l'amorçage Les caissons 11 sont munis d'ouvertures îîa en regard de chacune desquelles est monté un élément catalytique 10 Comme ongle voit plus clairement à la figure 2 cet élément catalytique, en forme de plaque, est monté grâce à des pattes à vis ou analogues 12 sur un support ou analogue 13 en forme de cadre creux qui est fixé, par exemple soudé, sur les bords de l'orifice îîa. Le support 13,formé par exemple d'une tôle emboutie,ménage autour de l'élément qu'il supporte, un passage 14 qui fait communiquer l'intérieur dudit caisson 11 avec la chambre de cuisson 2b. Le bord central 13a du support 13 est incliné en direction de la plaque 10 de façon à constituer un déflecteur On a désigné par la référence 15 le conduit d'amenée du fluide combustible à l'élément catalytique 10. Une troisième partie 2c du tunnel 2, qui fait suite à a partie 2b et qui est séparée de cette dernière par un rideau souple 16, constitue une deuxième chambre de cuisson qui, contrairement à la première chambre de cuisson 2b, est démunie d'éléments chauffants, la cuisson s'y effectuant uniquement par convection comme on le verraci-apres Le four comprend enfin des moyens de circulation forcée d'air constitués par des compresseurs, ventilateurs ou analogues 17 qui aspirent l'air ambiant par l'intermédiaire de filtres ou analogues 18 et le refoulent,par l'intermédiaire de conduites de refoulement 19,dans les caissons 11 Des gaines 20 reliées également à l'orifice d'admission des compresseurs ou analogues 17 comme les filtres 18, débouchent dans la chambre de cuisson par convection 2c, Une cheminée 21 permet d'évacuer l'air dans 1' atmopshère Le fonctionnement du four est le suivant : les påtons sont mis d'abord sur le tapis d'enfournement 7 .qui les entraîne dans la chambre des buée 2a où ils sont pris par le convoyeur 5. Pendant qu'ils traversent la chambre 2a, les pâtons sont soumis à une projection de vapeur par la chaudière 8 . Ils pénètrent ensuite dans la chambre de cuisson 2b dans laquelle ils sont soumis au rayonnement infrarouge émis par les deux rangées supérieure et inférieure d'éléments à action catalytique 10. Le rayonnement infrarouge émis par les éléments 10, grâce à son pouvoir de pénétration extrêmement élevé, entraîne une évaporation rapide de la vapeur d'eau contenue dans les pâtons et provoque une cuisson intensive, de l'intérieur vers l'extérieur, desdits pâtons, ceci pendant leur traverséede la chambre 2b L'air refoule par les compresseurs ou analogues 17 dans les caissons 11, air qui est necessaire à la combustion des éléments 10, traverse les passages 14 des supports creux 13, est dévié par les éléments déflecteurs 1Da en direction de la surface active 10a desdits éléments qu'il lèche et au contact desquels il se charge de calories. Cet air, chargé de calories, pénètre enfin dans la chambre 2b en suivant la trajectoire indiquée par les flèches F à la figure 2.L'air ainsi admis dans la chambre 2b effectue un brassage de l'atmosphère de cette dernière, homogéni * sant ainsi sa température de sorte que les pâtons, baignant dans un milieu thermiquement homogène, prennent eux-mêmes une température interne pratiquement homogène. L'air qui a ainsi pénétré dans la chambre de cuisson par rayonnement 2b et s'est réchauffé au contact des éléments catalytiques 10 pénètre ensuite dans la chambre 2c où il assure une cuisson par convection des pâtons pendant leur parcours de ladite chambre, avant d'être recyclé par les compresseurs ou analogues 17. Le flux de fluide caloporteur guipasse dans les gaines 20 pour ce recyclage cède ses calories aux parois et la chaleur emmagasinée est transmise aux produits à cuire. Le recyclage a pour but de récupérer une partie des calories. La cheminée 21 permet de renvoyer dans l'atomosphèro la partie de Irair que l'on ne désire pas recycler. L'expérience a montré que dans le cas d'ut four de boulangerie ayant un tunnel d'une longueur totale d'environ 9 m, muni drun transporteur se déplaçant à une vitesse d'environ 25 cm par minute, utilisant une batterie d'éléments à action catalytique alimentés au propane, on pouvait obtenir une panification dans des conditions optimales en maintenant le four à une température de l'ordre de 200 à 2700C, la cuisson d'un pain de 600 g étant réalisée en 20 minutes, alors qu'un four dXu même type mais de construction classique exige une température de 4000C environ et nécessite une durée de cuisson de 30 à 75 minutes. L'expérience a montré également que les dimensions du four peuvent être considérablement réduites, la surface de cuisson d'un four selon l'invention ayant une capacité de 200qentauLparmas étant de 8 m2 alors qu'un four classique de même capacité exige 2 une surface de cuisson de 11 m Il convient de remarquer-en outre que la réalisation, dans une première chambre, d'une cuisson intensive par rayonnement qui cuit les produits à coeur puis, dans une seconde chambre, d'une cuisson par convection progressive et douce, qui se fait en atmopshère sèche favorable à la formation de la croûte permet d'obtenir des produits de très haute qualité et de couleur désirée Le procédé et le four selon l'invention peuvent être utilisés non seulement pour la fabrication de produits de boulangerie comme décrit ci-dessus, mais également pour la cuisson d'autres produits alimentaires tels que des produits de charcuterie, des viandes grillées etc ou même pour la cuisson de produits céramiques par exemple. Bien entendu, l'invention n'est nullement limite aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont exécutées selon l'esprit de l'invention et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent R E V E g A X I 0 N S 1. Procédé de cuisson de produits, en particulier de produits alimentaires, tels que pains, biscuits, gâteaux, produits de charcuterie, viandes rôties etc... caractérisé en ce qu'il consiste à exposer les produits, placés à l'intérieur d'une enceinte chauffante, à un rayonnement infrarouge ayant une longueur supérieure à 2 microns et comprise de préférence entre 2 et 20 microns et à soumettre l'atmosphère de l'enceinte à un brassage continu de façon à rendre sa température homogène. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à soumettre les produits, après l'action du rayonnement précité, à un flux de fluide caloporteur de façon à réaliser une cuisson par convection forcée. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'on utilise, comme fluide caloporteur, un flux d'air que l'on réchauffe en le faisant passer à proximité des générateurs de rayonnement infrarouge, ledit flux étant utilisé également pour le brassage do l'atmospEère .de l'enceinte précitée. 4. Procédé selon lùne des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'atmosphère de l'enceinte dans laquelle s'effectue la cuisson par rayonnement et le fluide caloporteur sont maintenus à une température de 2000C environ. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que les produits précités sont entraînés -en translation continue pendant qu'ils sont soumis à la cuisson par rayonnement et à la cuisson par convection. 6. Four pour la mise en oeuvre au procédé selon'une des revent dwatzs 1 à 5, du type comportant un tunnel do chauffe parcouru par les produits à cuire entraînés en translation continue,caractérisé en ce qu'il est muni d'éléments à action-catalytique émettant un rayonnement infrarouge ayant une longueur d'onde supérieure à 2 microns et comprise de préférence entre 2 et 20 microns, lesdits éléments étant logés dans au moins une partie,formant une chambre de cuisson par rayonnoment,dudit tunnel et des moyens pour créer un flux forcé d'air circulant au voisinage desdits éléments et s'écoulant à l'intérieur de ladite chambre. 7. Four selon la revendication 6, caractérisé en ce que le tunnel précité comporte une seconde parties disposée, selon le sens de déplacement des produits, en aval de la première et communiquant avec celle-ci, ladite seconde partie étant parcourue par le flux d'air précité et formant une chambre de cuisson par convection faisant suite à ladite chambre de cuisson par rayonnement. 8. Four selon la revendication 7, caractérisé en ce que les éléments catalytiques sont disposés à la suite des uns des autres selon au moins deux rangées parallèles placées en regard l'une de l'autre, de part et d'autre de la trajectoire parcourue par lesdits produits. 9. Four selon la revendication 8, caractérisé en ce que les éléments catalytiques sont disposés sur des parois supérieure et inférieure de la chambre de cuisson par rayonnement et sont placés en quinconce les uns par rapport aux autres. 10. Four selon la revendication 6, du type comportant un transporteur à bande sans fin pour l'entraînement des produits, caractérisé en ce que ledit transporteur est constitué par une bande en treillis métallique. 11. Four selon la revendication 6, caractérisé en ce que les éléments catalytiques précités sont constitués par des plaques logées dans un caisson ou analogue muni d'ouvertures, en regard de chacune desquelles est montée une plaque, un passage étant prévu entre ladite'plaque et le bord de l'orifice pour permettre la communication entre l'intérieur du caisson et la chambre de cuisson par rayonnement 12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que chaque plaque est fixée au caisson par l'intermédiaire d'un support en forme de cadre creux constituant le passage précité, ledit cadre étant muni, dans sa partie centrale, d'un déflecteur prévu pour dévier l'air en direction de la surface de chauffe de ladite plaque. 13. Four selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens pour créer un flux d'air forcé sont constitués par un compresseur ou analogue dont l'orifice de refoulement est relié, par l'intermédiaire d'une gaine de refoulementS aux caissons précités, son orifice dtaspiration étant relié à l'atmosphère par l'intermédiaire d'un filtre et à une gaine d'aspiration débouchant dans la chambre de cuisson par convection.