Brevet FR2416676A1 — publié le 19790907

Ia présente invention a pour objet un appareil et un procédé pour effectuer en continu la cuisson de produits alimentaires par de l'eau chaude dans laquelle ils baignent, les produits alimentaires à cuire et l'eau chaude de cuisson circulant à contre-courant dans ledit appareil. Pour la cuisson en continu par un agent de cuisson caloporteur, et en particulier pour la cuisson des aliments, il est souhaitable de faire circuler le produit à cuire et l'agent de cuisson à contre-courant, car, selon un principe connu, ceci favorise la rapidité des échanges thermiques. En outre, pour la cuisson de certains aliments, il est nécessaire que 11 eau de cuisson soit au contact direct des produits à cuire. Les cuiseurs en continu connus ne réalisent pas la circulation à contre-courant du produit à cuire et de l'agent de cuisson. Dans un premier type de cuiseur connu, les produits à cuire sont entraînés en continu dans un bain maintenu à la température sou hastée. Dans un second type de cuiseur connu, les produits à cuire et l'eau de cuisson sont entraînés par les memes moyens d'un bout à l'autre de la zone de cuisson. Pour ces cuiseurs connus ne réalisant pas la circulation à contre-courant, il est nécessaire de chauffer l'eau de cuisson à une température supérieure à celle qui serait suffisante si une circulation de l'eau de cuisson à contrecourant était réalisée, cette dernière solution favorisant, comme il a été dit, les échanges thermiques. "e but de la présente invention est de proposer un appareil et un procédé de cuisson à contre-courant utilisant une eau de cuisson à une température inférieure à celle qui est nécessaire dans les cuiseurs connus, diminuant ainsi la consommation de l'énergie requise pour le chauffage de l'eau de cuisson. Le cuiseur en continu pour produits alimentaires selon l'invent ion met en pratique le principe de la circulation à contre-courant du produit à cuire et de l'agent de cuisson. I1 est caractérisé en ce que des moyens sont prévus pour introduire l'eau de cuisson à la température souhaitée par la sortie aval de la zone de cuisson empruntée par les produits alimentaires cuits, en ce que des moyens permettent l'écoulement par gravité de l'eau de cuisson de l'aval vers l'amont de la zone de cuisson, ence que d'autres moyens entrainent le produit à cuire de l'amont vers l'aval de la zone de cuisson, le produit à cuire et l'agent de cuisson étant en contact intime, en ce que des moyens sont prévus pour que le produit à cuire ne soit pas entraîné par la circulation à contre-courant de l'agent de cuisson et réciproquement, et en ce que des moyens sont prévus pour récupérer l'eau de cuisson en amont et en aval de la zone de cuisson, avant réchauffage et réintroduction à la température souhaitée dans la zone de cuisson par son extrémité aval. "e réchauffage de l'eau peut se faire par tout moyen direct tel qu'injection de vapeur alimentaire dans l'eau, ou indirect tel que chauffage au travers d'une paroi par un fluide caloporteur, chauffage par résistance électrique, brûleur, etc. Dans une disposition avantageuse, quand la cuisson est suivie d'un refroidissement du produit à cuire, effectué dans un refroidisseur à eau également à contre-courant, on utilise l'eau réchauffée par le refroidissement pour compenser les pertes d'eau qu'en train la cuisson. De cette manière, le procédé de cuisson/refroidissement ne nécessite qu'une faible partie de l'énergie calorifique employée par les procédés habituels, et avec une consommation d'eau réduite. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, faite à titre d'exemple seulement, et au vu du dessin dans lequel : - la figure 1 est une vue en coupe axiale d'un cuiseur selon l'invention, en fonctionnement - la figure 2 est une vue frontale d'une spire de la paroi hélicordale équipant l'intérieur du cuiseur, dans une première configuration ; et - la figure 3 est une vue frontale d'une spire dans une seconde configuration. Be cuiseur en continu selon l'invention est constitué par un tube 1 (figure 1) cylindrique et horizontal formant cuve de cuisson, cerclé par deux frettes 15 et 16 annulaires qui reposent sur des ensembles de galets non représentés, certains galets étant accouplés à un groupe moto-réducteur qui permet de mettre la cuve cylindrique, reposant sur les galets, en rotation autour de son axe géométrique 60. L'extrémité 17 amont, eu égard au sens de circula tion du produit à cuire, de la cuve, est fermée par un disque 2 présentant en son centre un orifice circulaire axial 3 dtintroduc- tion des produits à cuire. Une zone annulaire 5 du disque 2, concentriQue à l'orifice 3, est percée d'une multitude de trous 30.La zone perforée 5 est isolée de la zone annulaire extérieure 18 non perforée de la face externe du disque 2 par une collerette 4 annulaire tronconique. L'extrémité axiale aval 19 de la cuve cylindrique est libre. L'intérieur de la cuve cylindrique 1 est équipé d'une paroi 6 hc5licoPdale, fixée par sa périphérie au manteau interne 31 de la cuve suivant une hélice coaxiale à ladite cuve, sur toute sa lon gicleur. L'extrémité amont 32 de la première spire 20 de la paroi hélicoldale est fixée à la face interne du disque 2 fermant 1' extré- mité 17 suivant un de ses rayons. L'extrémité aval 21 de la paroi hilicoIdale 6 est laissée libre et vient affleurer l'extrémité 19 de la cuve. La partie axiale de la paroi hélicordale est évidée sur toute la longueur de la cuve selon un cylindre fictif 7, de petit diamètre, coaxial à la cuve cylindrique. Chaque spire (figures 2 et 3) de la paroi hélicoldale est divisée en deux zones annulaires 22 et 23 concentriques à la spire, la largeur de la zone externe 23 étant sensiblement égale à la largeur de la zone 18 non perforée du disque 2 d'extrémité amont 17. Sur la longueur de la cuve, les spires sont alternativement perforées d'une multitude de trous formant tamis dans leur zone interne 22 ou dans leur zone externe 23. La dernière spire et demie 24, du côté de l'extrémité aval 19 de sortie du cuiseur, n'est percée d'aucun trou, et la surface 26 de la cuve 1, qui est délimitée par cette spire et demie pleine et l'extrémité 19 de sortie de la cuve, comporte une portion 25 où est percée une multitude de trous formant tamis 8. En dessous de ce tamis 8 est placé un bassin 9, destiné à recevoir l'eau de cuisson qui s'écoule au travers du tamis 8. Sous la collerette 4, disposée sur la paroi 2 fermant partellement l'extrémité 17 du tube 1, est placé un entonnoir 10 propre à recueillir l'eau de cuisson ayant traversé les perforations pratiquées en 5 sur la paroi 2, ledit entonnoir étant prolongé par une tuyauterie il qui débuche au-dessus du bassin 9. Une pompe 12 puise l'eau dans le bassin 9, la fait passer dans un réchauffeur 13 et, par une tuyauterie 14 coaxiale àla cuve, l'injecte dans le cuiseur, en s'engageant axialement dans le cylindre fictif 7 par l'extrémité 19 de sortie des produits à cuire, au-delà, vers l'amont, de la zone de la spire et demie 24 démunie de perforations. "e fonctionnement du cuiseur selon l'invention est le suivant La cuve cylindrique 1 et le bassin 9 sont garnis d'eau, la pompe 12 est mise en fonctionnement ainsi que le réchauffeur 13, de telle manière que l'eau du bassin 9 est réintroduite dans le cuiseur par la pompe 12 au moyen de la tuyauterie 14, à la température souhaitée. La cuve est mise en rotation dans le sens qui permet au produit à cuire 41, introduit en continu gråce à une trémie 40 par l'orifice 3, d'être entraîné tout en restant dans la partie basse de la cuve, vers l'extrémité aval 19 par la paroi hélicoidale 6 qui fait office de vis d'brchimède. A 11 extrémité 19 du cuiseur, le produit cuit est évacué par une trémie 42 sur laquelle il tombe librement. L'eau, amenée au cuiseur par la tuyauterie 14, s'accumùle dans la partie inférieure de la cuve, entre la spire pleine 24 et la spire précédente 50 vers l'amont qui, elle, est perforée.Un premier flux d'eau traverse les perforations de cette spire précédente 50 pour garnir la partie basse du volume délimité par cette première spire perforée 50 et la spire 51 qui la précède. Un autre flux d'eau est entraîné par le mouvement relatif de la spire pleine 24 vers l'extrémité aval du cuiseur jusque sur la partie 25 perforée formant tamis 8, qu'il traverse avant d'atteindre l'extrémité du cuiseur. les produits cuits sortent ainsi du cuiseur sans strie accompagnés d'eau de cuisson. L'eau issue du tamis 8 tombe dans le bassin 9 où elle est puisée à nouveau par la pompe 12. Ledit premier flux d'eau qui a traversé la première spire perforée 50 en amont de la spire pleine 24 garnit la partie basse du volume délimité par cette spire perforée 50 et la précédente 51 vers l'amont qui est, elle aussi, perforée. L'eau s'écoule au travers des perforations de la spire 51 vers le volume délimité par cette seconde spire perforée 51 et la troisième spire perforée 52 qui la précède, et ainsi de suite jusqu'à atteindre l'extrémité amont du cuiseur qu'elle franchit, dès que la hauteur d'eau dans la chambre amont, délimitée par la spire 20 et le disque 2, est supérieure à la hauteur de la partie 18 non perforée du disque 2 d'extrémité amont, en passant par les perforations 90 de la partie perforée 5 dudit disque. L'eau rejoint alors l'entonnoir 10 en coulant sur la collerette 4. Les chambres successives délimitées par les spires perforées constituent ainsi des chambres communiquant en série par les perforations des spires au travers desquelles l'eau peut circuler par gravité de l'aval vers l'amont du cuiseur, malgré le mouvement relatif de la paroi hélicofdale, laquelle paroi déplace le produit à cuire de l'amont vers l'aval du cuiseur. Lorsqu'un état stationnaire de fonctionnement est atteint, la quantité d'eau contenue par le cuiseur est maintenue constante par la récupération et la réinjection en continu qui compensent les retours au réservoir 9 via l'extrémité amont ou l'extrémité aval du cuiseur. La vitesse de passage de l'eau dans le cuiseur doit être telle que son pouvoir calorifique de cuisson soit convenablement utilisé ; la température de sortie de l'eau est alors notablement inférieure à sa température d'entrée ; pour ce faire, dans le cui- seur selon l'invention, il est nécessaire de freiner la circulation de 1' eau parcourant les chambres successives délimitées par les spires perforées. Ceci est favorisé par la disposition alternative de spires perforées sur leur périphérie et de spires perfordes dans leur région centrale. Les produits à cuire circulent ainsi dans la cuve dans le sens inverse de l'eau de cuisson, sauf dans la partie aval de la cuve où l'eau, vu le court trajet qu'elle parcourt de l'extrémité du tuyau 14 au tamis 8, reste à une température très proche de la température d'admission de l'eau dans le cuiseur, qui est la température souhaitée dans la région aval du cuiseur. Une certaine quantité d'eau doit être rajoutée en continu pour maintenir les niveaux en compensation des pertes dues à l'évaporation et à l'évacuation qui se fait malgré toutes les précautions en même temps que le produit à cuire. Si le cuiseur est suivi d'un refroidisseur à eau à contre-courant, l'eau, issue de ce refroidisseur où elle se réchauffe, est avantageusement utilisée pour alimenter le cuiseur. Le besoin en calories pour fournir l'eau à la température souhaitée dans le cuiseur sera réduit d'autant. Si l'on connus le débit horaire de produit à cuire, sa température d'entrée dans le cuiseur et sa température de sortie, il est aisé de calculer le débit d'eau qu'il faut assurer pour apporter les calories nécessaires en connaissant la température d'admission de l'eau et la chute de température que l'on peut admettre entre l'entrée et la sortie de l'eau, compte ténu des pertes et de la chaleur massique du produit à cuire. D'autres calculs et essais en vraie grandeur permettent de dimensionner les perforations pratiquées dans les spires de la paroi hélicoldale, dans la partie aval de la cuve du cuiseur, et dans le disque d'extrémité amont du cuiseur pour que le flux d'eau remontant le cuiseur à contre-courant soit tel que souhaité, compte tenu de la vitesse de rotation de la cuve dont la paroi hélicoldale freine la progression de l'eau vers l'amont du cuiseur. SiVENDICATIONS 1. Cuiseur rotatif pour la cuisson en continu à l'eau de produits alimentaires comprenant une enveloppe et une paroi interne hélicotdale propre à déplacer les produits à cuire, caractérisé en ce que, les produits à cuire étant introduits à une extrémité du cuiseur, ou extrémité amont, et recueillis à l'extrémité opposée, ou extrémité aval, l'eau est introduite dans l'enveloppe du coté aval et s'échappe par l'extrémité amont après traversée de la paroi héli cotidale grtce à des perforations que présente cette dernière, la partie de la paroi hélicoIdale du coté aval étant non perforée mais la partie de 1' enveloppe en regard étant perforée pour permettre l'écoulement de l'eau entratnée awec le produit cuit, celui-ci étant ainsi recueilli à l'extrémité aval pratiquement sans titre chargé d'eau. 2. Cuiseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que des moyens sont prévus pour récupérer l'eau de cuisson à l'amont et à l'aval de l'enveloppe pour la chauffer en dehors de l'enveloppe, et pour la réintroduire dans l'enveloppe. 3. Cuiseur selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que la paroi hélicordale est composée de spires perforées alternativement dans leur zone annulaire centrale et dans leur zone annulaire extérieure. 4. Cuiseur selon l'une quelconque des revendications précédentes, suivi d'un refroidisseur des produits cuits utilisant de l'eau froide circulant à contre-courant par rapport aux produits cuits et se réchauffant dans ledit refroidisseur, caractérisé en ce qu'une partie de l'eau ayant servi au refroidissement dans le re froidisseur est utilisée pour maintenir une quantité d'eau constante dans le circuit d'eau du cuiseur. 5. Procédé de cuisson en continu à l'eau de produits alimentaires, caractérisé en ce que les produits alimentaires et l'eau de cuisson circulent à contre-courant dans la zone de cuisson, et en ce que l'eau de cuisson est recyclée et réchauffée hors de la zone de cuisson.