Brevet FR2443205A1 — publié le 19800704

L'invention se rapporte à un four de boulangerie destiné à la cuisson rapide de pain associant la cuisson de la mie par pertes diélectriques et la cuisson de la crOAte par rayonnement infrarouges. La demande de brevet français NO 76 16906 décrit un four de boulangerie dans lequel on combine une précuisson à coeur de la pâte de pain par des micro-ondes- engendrées par un magnétron, et une cuisson extérieure traditionnelle, obtenue de préférence par un chauffage électrique à infrarouges. On obtient ainsi une cuisson très rapide, la masse entière du pain étant cuite par l'échauffement du aux pertes diélectriques dans le champ électromagnétique des micro-ondes pour donner naissance à la mie, tandis que l'échauf- fement superficiel sous l'effet du rayonnement infrarouge dcnne naissance à la crotte dorée. Le champ électromagnétique utilisé pour réaliser la cuisson de la mie est confiné dans un caisson conducteur alimenté à partir d'un magnétron en ondes décimétriques (par exemple 2,5 GHz) par l'intermédiaire d'un guide d'onde couplé au caisson à travers des fentes espacées d'une longueur d'onde. On a constaté que la cuisson de la crotte était obtenue dans les meilleures conditions de rapidité et d'efficacité lorsque les longueurs d'ondes des infrarouges étaient situées dans la gamme 4-10 micromètres, ce qui correspond à une température de source d'environ 350-5000C. A ces températures la puissance rayonnée par décimètre carré de surface libre de source est de l'ordre de 100 à 500 watts. Or les sources classiques d'infrarouge travaillent généralement à des températures nettement plus élevées, dépassant 7000C. Pour obtenir des sources correspondant à ce qui est requis pour l'application à la boulangerie, il est nécessaire de chauffer indirectement des parois de four. I1 en résulte des pertes d'énergie et un accroissement considérable des constantes de temps de chauffage. Pour pallier ces inconvénients, l'invention propose un four de boulangerie destiné à la cuisson rapide de pain associant une cuisson de la mie par pertes diélectriques et une cuisson de la crotte par rayonnement infrarouge, et comportant à cet effet dans un tunnel équipé d'un transporteur un caisson cuiseur de mie alimenté en énergie électromagnétique dans la gamme décimétrique, et au moins une zone de cuisson de croûte en aval du caisson avec des parois rayonnant dans l'infrarouge de longueur d'onde 4-10 caractérisé en ce que les parois rayonnantes sont constituées par des feuillards en alliage électriquement résistant, allongés dans la direction de défilement du transporteur, s'étendant transversalement sensiblement sur toute la largeur du tunnel, et traversés longitudinalement par un courant électrique suffisant pour les porter à une température d'environ 350 à 500 C. On obtient ainsi des parois rayonnantes en surfaces continues, à faible constante de temps de chauffage, qui assurent une cuisson régulière de la croupe De préférence le four comporte au moins une paroi rayonnante en amont du caisson. Dans une disposition préférée où le transporteur, sans fin, comporte une nappe supérieure d'entrée dans le tunnel et une nappe inférieure de retour sortant du tunnel, et où le caisson est situé vers l'extrémité aval de la nappe supérieure, les parois rayonnantes sont constituées d'un premier feuillard s'étendant entre les nappes de l'entrée du tunnel jusque sous le caisson, et d'un second feuillard sous la nappe inférieure s'étendant sur toute 13 de la nappe jusqu'à la sortie du tttr.nei. Pour obtenir une répartition régulière du courant selon la largeur des feuillards, ceux-ci sont équipés d'entrées de courant constituées de barres transversales en métal bon conducteur. Les barres sont ainsi pratiquement équipotentielles. En disposition 'préférée le premier feuillard entre les nappes est équipé de deux entrées de courant aux extrémités, tandis que le second feuillard est équipé de trois entrées de courant, deux à ses extrémités et une médiane. En alimentation triphasée, le premier feuillard est alimenté par une phase, et les deux autres phases alimentent le second feuillard avec un point commun sur l'entrée de courant médiane. De préférence, on prévoit des moyens de réglage de courant dans l'alimentation des feuillards. Afin de compenser la dilatation des feuillards, ceux-ci sont tendus au moins à une extrémité par des ressorts. Selon une disposition préférée de l'invention le transporteur avance périodiquement d'un pas correspondant à la longueur du caisson et des portes à coulissement transversal sont disposées aux entrées et sorties du tunnel et du caisson et manoeuvrées en ouverture aux avances du transporteur. On assure ainsi un confinement des énergies infrarouge et micro-onde. Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre, à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels la figure 1 représente schématiquement une coupe en élévation d'un four selon l'invention la figure 2 représente schématiquement la disposition des feuillards du four de la figure 1. Selon la forme de réalisation choisie et représentée figure 1, le four de boulangerie 1 dans son ensemble a la forme genérale d'un four tunnel à retour, avec un sas 2 pour le chargement des masses de pâte à cuire et le déchargement des pains cuits. Le four 1 est équipé d'un transporteur 3 sans fin avec une nappe supérieure 4 et une nappe inférieure 5. Ce transporteur comporte des paniers 6, montés de telle sorte qu'ils restent horizontaux avec leur ouverture tournée vers le haut. Le mécanisme d'entraînement du transporteur 3 est prévu pour que le transporteur 3 progresse périodiquement d'un pas égal à une longueur d'encombrement de panier, la durée de progression étant relativement courte par rapport aux durées intermédiaires de repos.La nappe supérieure 4 pénètre dans le tunnel par la porte 12, s'étend sur plusieurs pas (ici 3) avant de pénétrer dans le caisson 8. Ce caisson 8 est prévu pour la cuisson de la mie par pertes diélectriques, sous l'effet du champ électromagnétique régnant, ce champ étant engendré par un magnétron fonctionnant dans la gamme décimétrique (2,5 GHz) couplé au caisson par le guide d'onde 8a, qui communique avec le caisson 8 par des fentes espacées d'une longueur d'onde suivant la longueur du guide d'onde. Le transporteur 3 pénètre dans le caisson 8 par la porte i4, et en ressort par la porte 15, au-delà de laquelle les paniers 6 passent de la nappe supérieure 4 à la nappe inférieure 5. Cette nappe 5 ressort du tunnel 7 par la porte 13 ; dans le sas 2. Les portes 12, 13, 14 et 15 sont montées à coulissement perpendiculairement à la direction de déplacement du transporteur 3, et sont couplées au mécanisme d'avance de ce transporteur en sorte de s'éclipser lorsqu'une progression commence, et de revenir en place en fin de progression. Entre les deux nappes 4 et 5, et s'étendant de l'entrée du tunnel jusque sous le caisson 8, est disposé un feuillard 9 en métal pour résistances chauffantes, tendu par ressorts 9c Sous toute la longueur de la nappe inférieure-5 jusqu'à la sortie 13 est disposé un feuillard en deux parties 10 et 11, tendu par ressorts llc et également en métal pour résistances chauffantes. Comme on le voit mieux figure 2, le feuillard 9 est muni à ses deux extrémités de barres cylindriques 9a et 9b formant entrées de courant et disposées transversalement. De façon analogue le feuillard 10, 11 est muni à ses extrémités d'entrées de courant lOa et llb, et d'une entrée de courant lOb à la jonction médiane-entre les parties 10 et 11. Ces entrées de courant sont constituées par des barres cylindriques en métal bon conducteur, dans lesquelles les feuillards sont encastrés et soudés.Du fait que la conductivité des entrées de courant est grande devant celle du feuillard, et que leur section est relativement importante, les chutes de tension le long des entrées de courant, soit en travers des feuillards, sont rendues négligeables devant les chutes de tensions dans le sens longitudinal des feuillards, en sorte que la densité de courant dans ces feuillards est sensiblement constante. Les entrées de courant 9a et 9b sont reliées aux bornes du secondaire d'un transformateur 17, les entrées de courant lOa et lOb aux bornes du secondaire d'un transformateur 15, et les entrées de courant lOb et lla aux bornes du secondaire d'un transformateur 16 ; l'entrée de courant lOb forme donc point commun. Les transformateurs 15, 16 et 17 sont alimentés au primaire par des autotransformateurs réglables 18, 19 et 20 respectivement, ces derniers étant branchés en étoile sur un réseau de distribution triphasé 21. On aura compris que cette disposition permet d'équilibrer sensiblement les charges des trois phases du réseau d'alimentation, tandis que le réglage des autotransformateurs 18 à 20 permet un réglage indépendant du courant traversant les feuillards 9, 10 et 11, et donc de la température à laquelle ils sont portés. En revenant à la figure 1, les masses de pâte (correspondant par exemple à des pains de 700 g) sont placées individuellement dans les paniers 6 sur la nappe supérieure 4 du transporteur ; lorsque le transporteur 3 va progresser d'un pas, la porte 12 s'ouvre, et le panier chargé pénètre dans le tunnel. Dans trois positions successives la pâte est soumise au rayonnement infrarouge émis par la face supérieure du feuillard 9.Puis passant dans le caisson 8, la masse de pâte déjà préchauffée va subir une cuisson dans la masse (cuisson de la mie) sous l'effet des pertes diélectriques dues au champ électromagnétique décimétrique régnant dans le caisson 8. Puís le panier continuant sa progression va passer sur la nappe inférieure 5, en sorte que le pain, dont la mie est déjà pratiquement cuite va subir, d'abord sur sa face inférieure le rayonnement infrarouge du feuillard 11, puis sur ses deux faces les rayonnements conjoints de la surface inférieure du feuillard 9, et des surfaces supérieures des feuillards 11 puis 10. Ce rayonnement infrarouge surchauffe la surface du pain, induisant ainsi la cuisson de la crotte dorée. On remarquera que le transporteur 3 est agencé de telle sorte que les paniers transporteurs sont maintenus constamment horizontaux avec leur fond vers le bas, de manière à ce que les pains ne soient pas déversés dans le four au changement de nappe. Mais ces fonds constituent partiellement un écran au rayonnement infrarouge, c'est la raison pour laquelle l'exposition aux rayonnements infrarouges venant des surfaces supérieures des feuillards est réalisée sur une longueur notablement supérieure à celle des rayonnements infrarouges venant de la face inférieure du feuillard 9. Il est à noter que, bien que les rayonnements issus des surfaces inférieures des feuillards 10 et 11, ainsi que le rayonnement de la partie de surface supérieure du feuillard 9 située sous le caisson 8 ne soient pas utilisés pour la cuisson de la croûte, il n'en résulte pas pour autant une perte d'énergie. Les parois en regard de ces surfaces inutilisées sont isolées thermiquement et émettent des infrarouges ; elles constituent de ce fait des écrans calorifuges. Dans une application particulière, les feuillards 9, 10 et 11 ont une largeur uniforme de 0,9 mètre, et des longueurs respectivement de 2,6, 2 et 1,7 mètres. La puissance appliquée aux feuillards rayonnants est d'environ 40 kW, tandis que la puissance appelée par le dispositif à ondes décimétriques est d'environ 10 kW. Le temps de passage des pains est d'environ 11 minutes, soit 3 minutes pour le préchauffage infrarouge, 1 minute pour la cuisson de la mie, puis 7 minutes pour la cuisson de la croulez La production horaire peut être de 360 pains de 400 grammes ou 480 baguettes de 250 grammes. Bien entendu l'invention n'est pas limitée à l'exemple décrit, mais en embrasse toutes les variantes d'exécution. REvNDIcATIoRs 1. Four de boulangerie destiné à la cuisson rapide de pain associant une cuisson de la mie par pertes diélectriques et une cuisson de la crotte par rayonnement infrarouge, et comportant à cet effet dans un tunnel équipé d'un transporteur un caisson cuiseur de mie alimenté en énergie électromagnétique dans la gamme décimétrique, et au moins une zone de cuisson de crotte en aval du caisson avec des parois rayonnant dans l'infrarouge de longueur d'onde 4-10 pm, caractérisé en ce que les parois rayonnantes sont constituées par des feuillards en alliage électriquement résistant, allongés dans la direction de défilement du transporteur, s'étendant transversalement sensiblement sur toute la largeur du tunnel, et traversés longitudinalement par un courant électrique suffisant pour les porter à une température d'environ 350 à 5000C. 2. Four selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre au moins une paroi rayonnante en amont du caisson. 3. Four selon la revendication 2, où le transporteur, sans fin, comporte une nappe supérieure d'entrée dans le tunnel passant dans le caisson et une nappe inférieure de retour sortant du tun nel, caractérisé en ce que, le caisson étant situé vers l'extrémi- té aval de la nappe supérieure, les parois rayonnantes sont constituées d'un premier feuillard s'étendant entre les nappes de l'en- trée du tunnel jusque sous le caisson, et d'un second feuillard sous la nappe inférieure s 'étendant sur toute la longueur de cette nappe jusqu'à la sortie du tunnel. 4. Four selon une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les feuillards sont équipés d'entrées de courant constituées de barres transversales en métal bon conducteur. 5. Four selon la revendication 3 et la revendication 4, caractérisé en ce que des barres d'entrée de courant sont disposées aux extrémités du premier feuillard, aux extrémités du second feuillard, et à une position médiane de ce dernier. 6. Four selon la revendication 5, alimenté en courant alternatif triphasé, caractérisé en ce qu'une première phase alimente le premier feuillard, tandis que les deux autres phases alimentent le second feuillard avec un point commun sur l'entrée de courant médiane. 7. Four selon une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que des moyens de réglage de courant sont prévus dans l'alimentation des feuillards. 8. Four selon une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les feuillards sont tendus au moins à une extrémité par des ressorts compensateurs de dilatation. 9. Four selon une quelconque des revendications 1 à 8, où le transporteur avance périodiquement d'un pas correspondant à la longueur du caisson, caractérisé en ce que des portes à coulissement transversal sont disposées aux entrées et sorties du tunnel et du caisson, et manoeuvrées en ouverture aux avances du transporteur.