Brevet FR2594297A1 — publié le 19870821

La présente invention a pour objet des procédés et des armoires climatisées de décongélation rapide et de fermentation dans une même enceinte, de pâtons crus congelés. Le secteur technique de l'invention est celui de la fabrication du pain et de la viennoiserie. De nouvelles techniques de panification-se développent dans lesquelles des produits intermédiaires, qui sont soit des pâtes crues, soit des pâtes fermentées, soit des pâtes précuites, sont conservées par le froid pendant une durée plus ou moins longue, avant d'être cuites. A ce jour, on connaît bien la technique consistant à préparer des pâtons crus dans lesquels on incorpore la levure, et auxquels ont fait subir toutes les opérations de pétrissage, de frasage et de wagonnage des pâtons que l'on place ensuite dans une enveloppe étanche pour éviter le dessèchement et que lton congèle à une température de l'ordre de - 200C à - 250C. Les pâtons ainsi congelés peuvent être conservés en chambre froide à -20 C pendant une très longue durée. Lorsqu'on désire utiliser ces pâtons, il faut les décongeler et les laisser fermenter avant de les introduire dans le-9our de cuisson. La consommation de pâtes crus congelées tend à se développer rapidement, notamment dans les boulangeries des supermarchés, des hypermarchés ou des collectivités, car elle permet d'avoir des pâtons congelés en réserve et de cuire ceux-ci pour répondre à la demande. Les problèmes de préparation de la pâte crue et de congélation des pâtons sont bien résolus à ce jour. Toutefois, l'étape de décongélation et de fermentation des pâtons congelés pose de nombreux problèmes mal maîtrisés à ce jour. En effet, il faut que la décongélation ait lieu dans des conditions qui ne tuent pas les levures congelées encore en vie. I1 faut éviter, pendant la décongélation, de trop grandes différences de température entre la périphérie et le coeur des pâtons qui conduiraient à ce que la fermentation ne se produise pas en même temps d'où une texture du pain peu satisfaisante. Il faut également con trouer le degré hygrométrique de l'air car un excés d'humidité risque d'entraîner des condensations sur les pâtons qui peuvent détremper la pâte et qui forment une couche d'eau isolante et un air trop sec entraîne la formation d'une croûte qui empêche la pâte de lever. A ce jour, on procède généralement à une décongélation très lente des pâtons pour amener ceux-ci à une température de l'ordre de 20C à 60C, puis on place les pâtons dans une chambre de fermentation chauffée à une température de l'ordre de 300C. Cette technique de décongélation et de fermentation séparées entraîne l'écoulement d'une durée totale de l'ordre de 10 heures entre le début de la décongélation et l'entrée des produits dans le four et cette durée est beaucoup trop longue pour permettre de cuire au dernier moment en fonction de la demande. Un objectif de la présente invention est de procurer des moyens permettant de réduire la durée globale de la décongélation et de la fermentation à deux heures environ, qui est une durée assez courte pour que le boulanger puisse prévoir la demande à venir avec une bonne précision et préparer les quantités de pâtons qui lui sont nécessaires pour répondre à l'échelonnement des demandes. Un autre objectif de la présente invention est de procurer des chambres climatisées, pourvues de moyens de chauffage, de refroidissement et d'humidification de l'air qui permettent d'effet tuer la décongélation et la fermentation des pâtons dans la même enceinte, ces opérations se succédant sans interruption donc sans perte de temps et sans manipulation intermédiaire et avec une consommation d'énergie réduite. La mise au point d'un procédé associant la décongélation des pitons à la fermentation de ceux-ci dans une même chambre, pendant un temps réduit à environ deux heures, pour aboutit après cuisson, à des produits de bonne qualité, a nécessité de longues expériences pour arriver à définir les étapes d'un procédé mettant en jeu de nombreux paramètres physico-chimiques et meme biologiques par suite de la présence et de l'activité des levures. Les objectifs de l'invention sont atteints par un procédé de décongélation rapide et de fermentation dans une même enceinte climatisée de pâtons crus congelés comportant la suite d'opérations suivantes - on refroidit ladite enceinte à une température de l'ordre de - 120C à -100C et on introduit dans ladite chambre les pâtons congelés qui sont à une température de l'ordre de - 6"C; - on chauffe progressivement ladite chambre pendant une durée de 20 à 30 minutes, de telle sorte que l'on atteigne une température des pâtons de l'ordre de OOC;; - on chauffe rapidement ladite chambre pendant une durée de 20 à 30 minutes pour atteindre dans la chambre une température de l'ordre de 300C et ceci en humidifiant l'air pendant les vingt dernières minutes pour maintenir dans la chambre un degré hygrométrique de l'ordre de 80%; - on maintient la température dans la chambre entre 320C et 360C et, de préférence, autour de 340C et l'hygrométrie autour de 80% pendant une durée comprise entre 30 minutes et 60 minutes selon la nature et la taille des pâtons en cours de fermentation; - on arrête le chauffage de la chambre et on fait passer l'air sur une batterie froide pendant environ 10 minutes pour réduire le degré hygrométrique et éliminer l'eau condensée sur les patons. Une armoire isotherme climatisée selon l'invention comporte une enceinte calorifugée pouvant recevoir des chariots portant lesdits pâtons congelés, disposés sur des claies, laquelle enceinte est équipée de moyens pour faire circuler l'air en circuit fermé à l'intérieur de ladite enceinte et à travers un caisson de traitement de l'air comportant une batterie froide et plusieurs batteries chaudes de puissance différente. Selon un mode de réalisation préférentiel, une armoire selon l'invention comporte une gaine verticale de soufflage d'air, qui est appliquée contre la face arrière de l'armoire et dont le sommet communique avec ledit caisson de traitement de l'air. L'invention a pour résultat la décongélation rapide des pâtons crus suivie de la fermentation de ceux-ci, dans la même en- ceinte, en une durée totale de l'ordre de deux heures entre le moment où l'on rentre les pâtons dans l'enceinte de décongélation et le moment où on les rentre dans le four de cuisson. Cette durée relativement réduite est un avantage important pour les boulangeries des hypermarchés et supermarchés ou des-collectivites car elle permet de cuire le pain en fonction de la demande et de disposer constamment de pain chaud. Les armoires selon l'invention, dans lesquelles ont lieu la décongélation et la fermentation permettent de réduire les manutentions et les frais d'équipement. Les armoires selon l'invention comportant un bac à eau incliné,un trop-plein à inclinaison réglable qui permet de faire varier la surface du plan d'eau et un appareil de chauffage situé au-dessus de la partie la plus profonde du bac à eau peuvent être utilisées soit comme chambre de décongélation et de fermentation, soit comme chambre de fermentation contrôlée, de sorte qu'un boulanger qui pétrit lui-même sa pâte et la place dans une armoire de fermentation contrôlée, peut disposer d'un stock de pâtons crus congelés conservés dans une chambre froide et utiliser l'armoire pour décongeler rapidement un lot de pâtons congelés si un besoin exceptionnel se présente. La description suivante se réfère aux dessins annexés qui représentent, sans aucun caractère limitatif, un exemple de réalisation d'une chambre climatisée selon l'invention. La figure 1 est une coupe transversale passant par la ligne I-I de la figure 2. La figure 2 est une coupe frontale passant par la ligne II-II de la figure 1. La figure 3 est une vue en perspective du bac à eau situé sous le caisson de traitement d'air. La figure 4 est une vue en élévation de la figure 3. La figure 5 est un diagramme représentant l'évolution des températures des pâtons et de la chambre climatisée. Les figures 1 et 2 représentent une chambre ou armoire climatisée 1 dont les parois sont calorifugées, qui est destinée à décongeler rapidement et à faire fermenter des pâtons crus 2 qui sortent d'une chambre de congélation et qui sont posés sur des claies 3 horizontales rangées sur des glissières d'un chariot 4, que l'on rentre dans la chambre. Pour la clarte du dessin, on n'a représenté que deux claies sur la figure 1 et le chariot n'est pas représenté sur la figure 2. Selon un mode de réalisation préférentiel, la chambre 1 peut également servir de chambre de fermentation contrôlée, c'està-dire de chambre dans laquelle le boulanger place des patons après les avoir pétris et façonnés et les maintient à basse température de l'ordre de + SOC pendant plusieurs heures pour bloquer la fermentation puis une minuterie déclenche un chauffage qui entrai- ne la fermentation des pâtons. La chambre 1 comporte un caisson 5 de traitement de l'air intérieur à la chambre qui est fixé contre la paroi du plafond. Le caisson 5 comporte des ventilateurs 6 qui aspirent l'air- dans la chambre, une batterie froide 7 constituée par l'évaporateur d'un groupe frigorifique, plusieurs résistances 8 de chauffage del'air, qui peuvent autre mises en service séparément, un bac 9 de récupération des eaux qui condensent sur la 'batterie froide, lequel bac est situé au--dessous du caisson et un appareil de chauffage à infrarouges 10 situé au-dessus du bac à eau. L'air aspiré dans la chambre par les ventilateurs traverse la batterie froide et les résistances de chauffage qui permettent de le refroidir ou de le chauffer. L'air sortant du caisson à air descend dans une gaine verticale 11 qui est plaquée contre la paroi arrière de la chambre et dont la largeur est supérieure à la largeur du chariot 4. La largeur et la hauteur de la gaine 11 sont inférieures à la largeur et à la hauteur de la chambre et la gaine 11 comporte, le long de ses deux côtés latéraux et le long de son fond, des buses de soufflage d'air 12, 12a, qui sont orientées vers l'avant. Les buses 12 situées le long des bords latéraux de la gaine sont divergents vers l'extérieur et les buses 12a, situées le long du bord inférieur sont inclinées vers le bas, de sorte que l'air sortant des buses n'est pas soufflé directement sur les pâtons. Avantageusement, les buses 12 et 12a sont orientables, ce qui permet de modifier la direction de l'air. La chambre 1 comporte, sur sa face avant, un tableau de contrôle et de régulation 13, qui est placé au-dessus de la porte 14. La face avant du tableau porte des voyants lumineux qui indiquent le phases successives de conservation, d'humidification, de fermentation. Elle porte un thermomètre qui indique la température dans la chambre, deux thermostats réglables qui règlent la température dans la chambre pendant la phase de conservation à basse température et pendant la phase de fermentation et deux minuteries qui permettent de fixer le temps de fermentation et le temps de conservation à basse température. Le repère 15 représente le condenseur du groupe frigorifique. En variante, dans le cas où l'armoire 1 est utilisée dans un magasin comportant une centrale frigorifique, on peut connecter la batterie froide 7 directement au circuit frigorifique du magasin. La figure 3 est une vue en perspective du bac à eau 9 situé sous le caisson 5 de traitement de l'air, dont les contours sont représentés en traits mixtes. On voit que le fond du caisson 9 est incliné vers le bas dans le sens de circulation de l'air. L'appareil de chauffage 10 s composé de résistances 'chauffantes 16 et d'un réflecteur 17 , est situé au-dessus de la partie la plus profonde du bac 9. Le bac à eau est équipé sur l'un de ses côtés d'un tube incliné 18 qui permet de voir le niveau d'eau dans le bac. Il est équipé sur le côté opposé d'une tuyauterie d'évacuation 19 qui communique avec le bac par un coude 20 souple et déformable qui est connecté au point le plus profond dudit bac.Le tube 19 est monté sur un support 21 qui est maintenu par un écrou à oreilles 22 passant dans un trou ovalisé 23, de sorte qu'il est possible de modifier l'inclinaison du support 21 et également du tube 19 grâce à la déformabilité du coude 20. Le tube 19 sert de trop plein du bac 9. La figure 4 est une vue en élévation sur laquelle on voit le bac 9 et le tube de trop-plein 19 qui est représenté en traits pleins dans la position de remplissage maximum du bac et en traits pointillés dans la position de vidange du bac. Le bac 9 comporte, en outre, une arrivée d'eau d'appoint 24 qui est équipée d'un filtre 25, d'une électrovanne 26 et d"un robinet 27. Le bac 9 à fond incliné et le tube de trop-plein à inclinaison variable 19 combiné avec l'appareil de chauffage 10, permettent d'utiliser une armoire selon l'invention soit comme armoire de décongélation rapide, soit comme armoire de fermentation contrôlée. Lorsqu'on l'utilise comme armoire de décongélation rapide, on place le tube 19 dans une position peu inclinée, qui est intermédiaire entre les deux positions représentées sur la figure 4, de sorte que le volume d'eau contenu dans le bac 9 est faible et se trouve concentré sous l'appareil de chauffage 10. I1 en résulte que dès que l'on met l'appareil de chauffage en route, la température de l'eau contenue dans le bac s'élève rapidement et cette eau se vaporise, ce qui entraîne une humidification rapide de l'air chaud sortant du caisson à air avant qu'il ne pénètre dans la gaine 11. Lorsqu'on désire utiliser l'armoire comme enceinte de fermentation contrôlée, la montée en température dans l'armoire est plus lente et il n'est pas nécessaire d'humidifier l'air de façon aussi intense. Dans ce cas, le tube de trop plein 19 est placé dans la position d'inclinaison maxima représentée en traits pleins sur la figure 4. Le volume d'eau dans le bac 9 est maximum ainsi que la surface de l'interface entre l'eau et l'air. Dans ce cas, il n'est pas nécessaire de chauffer l'eau du bac. L'air chauffé par la batterie chaude lèche la surface de l'eau contenue dans le bac 9, ce qui suffit à maintenir l'hygrométrie de l'air à une valeur satisfaisante pendant toute la durée de fermentation. Lorsqu'on utilise l'appareil de chauffage 10 pour vaporiser l'eau du bac, on ouvre l'électrovanne 26 pour compenser par un appoint d'eau dans le bac le volume d'eau qui est vaporisé. Le fonctionnement comme chambre de décongélation rapide d'une armoire selon les figures 1 à 4 comporte les opérations suivantes. Avant d'entrer un chariot 4 portant des pâtons congelés dans l'armoire, on met en route le groupe frigorifique pour abaisser la température dans l'armoire à une température de l'ordre de - 12 à - 100C. Le passage de l'air contenu dans l'armoire sur la batterie froide provoque la condensation de l'humidité et a pour effet de déshydrater l'air. Ce refroidissement préalable de la chambre est important. En effet, si on entrait les pâtons congelés dans une enceinte non refroidie, il se produirait une condensation d'eau intense sur les pâtons froids qui risquerait de détremper la pâte. Les pâtons introduits dans l'armoire proviennent d'une chambre de congélation où ils sont conservés à une température de l'ordre de - 300 C. Les essais réalisés ont montré que la remontée en température des pâtons congelés présentait un palier vers - 60C, qui correspond à un changement de phase et on a pu mesurer que la chaleur latente de fusion de la pâte était de l'ordre de 158,8 Kj/Kg de pâte (38 Kcal/Kg). Dans la pratique, les pâtons se réchauffent pendant leur transport entre la chambre de congélation et la chambre de décongélation. Toutefois, du fait de leur chaleur latente de fusion relativement élevée, ils arrivent dans la chambre de décongélation à une température égale ou inférieure à - 60C surface, le coeur étant généralement plus froid. Si on ne désire pas les décongeler tout de suite, on peut les conserver par le froid pendant plusieurs heures. A cet effet, la chambre comporte un thermostat qui permet de régler la température pendant la phase de conservation et une minuterie qui permet de fixer la durée de la phase de conservation. Lorsqu'on désire passer en décongélation rapide, on arrête le groupe frigorifique et on met en service une première résistance chauffante dont la puissance est calculée pour amener la température externe des pâtons à environ OOC au bout d'une durée de l'ordre de 20 à 30 minutes. Pendant cette première phase de réchauffement, l'écart de température mesuré entre le coeur et la surface des pâtons doit rester inférieur à 30C. On passe ensuite à une deuxième phase de chauffage rapide en mettant en service une résistance plus puissante. Par exemple pour une armoire ayant un volume de l'ordre de 1500 litres, on utilise une résistance de 2 Kw pendant la première phase de chauffage et une résistance de 4 Kw pendant la deuxième phase. La deuxième phase de chauffage rapide a une durée de l'or- dre de 20 à 30 minutes. Pendant les dix premières minutes de cette phase, on chauffe l'air sans l'humidifier, de sorte que le degré hygrométrique décrit. Toutefois si l'on continuait à chauffer l'air sans lthy- midifier, l'air serait trop sec et il entraînerait la formation sur les pâtons d'une croûte séchée qui empêcherait la pâte de lever. Pour éviter cet inconvénient, après avoir chauffé l'air pendant 10 minutes, on met en route l'appareil de chauffage 10 par infrarouges qui provoque une forte évaporation de l'eau contenue dans le bac 9 àl'aplomb de l'appareil de chauffage 10. A la fin de la phase de chauffage rapide, la température dans la chambre est de l'ordre de 30 à 350C. On maintient alors la chambre entre 32"C et 380C et, de préférence, autour de 340C et l'hygrométrie autour de 80% pendant une durée comprise entre 30 minutes et 60 minutes au cours de laquelle la fermentation des pâtons qui a commencé pendant la deuxième phase se poursuit. On arrête ensuite les résistances chauffantes et on met en route pendant dix minutes environ le groupe frigorifique, de telle sorte qu'une partie de l'humidité de l'air se condense sur la batterie froide. Cette étape a pour effet d'éviter que les pâtons sortant de 3.a chambre de fermentation ne soient recouverts d'eau condensée lorsqu'on les rentre dans le four de cuisson. La figure 5 est un disgramme qui représente en abscisses la température exprimée en degrés Celtius et en ordonnées le temps exprimé en minutes. La courbe C1 représente la température mesurée au coeur d'un pâton. La courbe C2 représente la température en surface. d'un pâton. La courbe C3 représente la température ambiante sèche dans la chambre et la courbe C4 représente la température humide dans la chambre. Au départ5 les températures sèches et humides dans la chambre sont de l'ordre de - 100C à - 120C. Les pâtons introduits dans la chambre sont à une température de - 60C à coeur et en surface. Ils sont introduits entre le temps 1G min et 20 min. Au temps 20 min commence la phase de décongélation qui dure environ 30 min. A la fin de cette phase, la température en surface des pâtons est voisine de 00C. La phase de chauffage rapide se situe entre 50 min et 80 minutes. La mise en route de l'appareil de chauffage 10 pour humidifier l'air a lieu à 60 minutes. A la fin de la phase de chauffage rapide, la température sèche dans la chambre est d'environ 340C. La phase de fermentation se situe entre 80 et 115 minutes. La température sèche dans la chambre est maintenue autour de 340C pendant cette phase. La température des pâtons s 'élève progressivement de 0 à 340C pendant les phases de chauffage et de fermentation. Au temps 115 minutes, on arrête le chauffage et on met en route la batterie froide. La température dans la chambre tombe à 20 C. Au temps 125 minutes, les pâtons sont prêts à être introduits dans le four de cuisson. La figure 5 représente un cycle de décongélation et fermentation d'une durée totale de 120 minutes environ à partir de l'introduction des pâtons dans la chambre. La phase de déshydratation de l'air par mise en route de la batterie froide en fin de fermentation permet d'obtenir des pâtons suffisamment secs en surface pour subir les opérations de grignage et de lamage avant mise au four. La figure 5 correspond à des températures réelles mesurées au cours d'un essai. On voit sur ces courbes que malgré la rapidité de la décongélation, l'écart de températures entre la surface et le coeur du pâton reste toujours inférieur à 40C, ce qui est essentiel pour la texture du pain I1 est apparu au cours des essais que la température de 5'enceinte maintenue à environ 340C + 20C pendant la phase de fermentation était un facteur important. En cas de température inférieure, la durée de la phase de fermentation doit être augmentée, ce qui est contraire au but recherché à savoir réduire la durée totale de l'opération de décongélation et fermentation.Si la température dans la chambre est supérieure à 360C, on constate la formation d'une croûte sur les pâtons qui les empêche de lever convenablement. Le même phénomène est observé en cas d'humidification de l'air insuffisante. Le pain français obtcnu par cuisson de pâtons congelés qui ont été décongelés en suivant le procédé selon l'ivnention est de bonne qualité et on a constaté qu'il se conserve sans durcir plus longtemps que le pain obtenu par les méthodes traditionnelles. Une armoire selon l'invention comporte deux minuteries situées sur la face avant du tableau de contrôle 13 qui permettent de régler le temps de conservation à froid et le temps de fermentation et deux temporisateurs électroniques qui sont réglés en usine et qui déterminent l'un le retard entre la mise en route de l'appareil de chauffage 10 et le début de la phase de décongélation et l'autre la durée de marche de groupe frigorifique après la fin de la phase de fermentation. REVENDICATIONS 1. Procédé de décongélation rapide et de fermentation dans une même enceinte climatisée de pâtons crus congelés, caractérisé par la suite d'opérations suivantes - on refroidit ladite enceinte à une température de l'ordre de - 12"C à -100C et on introduit dans ladite chambre les patons congelés qui sont à une température de l'ordre de - 60Cg - on chauffe progressivement ladite chambre pendant une durée de 20 à 30 minutes, de telle sorte que l'on atteigne une température des pâtons de l'ordre de OOC;; - on chauffe rapidement ladite chambre pendant une durée de 20 à 30 minutes pour atteindre dans la chambre une température de l'ordre de 300C et ceci et humidifiant l'air pendant les vingt dernières minutes pour maintenir dans la chambre un degré hygrométrique de l'ordre de 80%; - On maintient la température dans la chambre entre 320C et 360C et, de préférence, autour de 340C et l'hygrométrie autour de 80% pendant une durée comprise entre 30 minutes et 60 minutes selon la nature et la taille des pâtons en cours de fermentation; - on arrête le chauffage de la chambre et on fait passer l'air sur une batterie froide pendant environ 10 minutes pour réduire le degré hygrométrique et éliminer l'eau condensée sur les pâtons. 2. Armoire isotherme climatisée destinée à la décongélation rapide et à la fermentation rapides de pâtons crus congelées, caractérisée en ce qu'elle comporte une enceinte calorifugée (1) pouvant recevoir des chariots (4) portant lesdits pâtons congelés (2), disposés sur des claies (3),laquelle enceinte est équipée de moyens pour faire circuler l'air en circuit fermé à l'intérieur de ladite enceinte et à travers un caisson (5) de traitement de l'air comportant une batterie froide (7) et plusieurs batteries chaudes (8) de puissance différente. 3. Armoire selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle comporte une gaine verticale (11) de soufflage d'air, qui est appliquée contre la face arrière de l'armoire et dont le sommet communique avec ledit caisson de traitement de l'air (5). 4. Armoire selon la revendicaton 3, caractérisée en ce que ladite gaine (11) a une largeur supérieure à celle desdits chariots (4) et inférieure à la largeur intérieure de ladite armoire et ladite gaine comporte > le long de ses deux côtés latéraux, des buses (12) de soufflage d'air, qui sont dirigées vers l'avant et vers l'extérieur. 5. Armoire selon la revendication 4, caractérisée en ce que la hauteur de ladite gaine (11) est inférieure à la hauteur interne de ladite armoire et le fond de ladite gaine comporte des buses (12a) de soufflage d'air qui sont orientées vers l'avant et inclinées vers le bas. 6. Armoire selon l'une quelconque des revendications 4 et 5, caractérisée en ce que lesdites buses sont orientables. 7. Armoire selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisée en ce qu'elle comporte un bac à eau (9) situé audessous dudit caisson (5) de traitement de l'air et un appareil (10) de chauffage de l'eau situé au-dessus dudit bac à eau (9). 8 Armoire selon la revendication 7, caractérisée en ce que le fond dudit bac est incliné et ledit bac comporte un tuyau de trop plein (19) qui est connecté sur ledit bac au point le plus profond de celui-ci et dont l'inclinaison est réglable et ledit appareil de chauffage (10) est situé au-dessus de la partie dudit bac la plus profonde. 9. Armoire selon la revendication 8, caractérisée en ce que ledit tuyau de trop-plein (19) est connecté sur ledit bac par un coude (20) en un matériau souple et déformable.