Brevet FR2674737A1 — publié le 19921009

COUVERCLE JETABLE AUTOREGULATEUR DE DEPERDITION MINIMALE DE VAPEUR POUR RECIPIENTS DE CUISSON ALIMENTAIRE. L'invention concerne un couvercle jetable autorégulateur de déperdition minimale de vapeur par auto équilibrage de pressions interne et externe pour la cuisson de mets en récipients habituellement difficiles à couvrir à cause des projections notamment de mousses en économisant l'énergie. Les couvercles de récipients connus pour des utilisations de ce genre nécessitent un réglage très précis de la source de chaleur ainsi qu'une surveillance quasi constante, en particulier pour la cuisson de mets tels que par exemple pâtes, riz, lait etc. Pour éviter que la mousse abondante qui se dégage ne déborde et ne se calcine sur la plaque de cuisson électrique ou éteigne la flamme du gaz avec les accidents très graves qui en résultent généralement, asphyxie et/ou explosion, on évite de couvrir le récipient par un couvercle, ce qui entraîne une dépense anormale d'énergie par déperdition à l'atmosphère et n'exclue pas la surveillance continue, particulièrement à l'approche de la température critique pour pallier un éventuel débordement en réajustant manuellement la puissance de chauffe. La température du fond de récipient en contact avec la source de chaleur est beaucoup plus élevée que celle de la masse liquide régulée par thermosiphonnage. Pour certaines substances, il s'ensuit généralement une détérioration locale constituant un dépôt réduisant le rendement calorifique de l'échange.Ces dépôts peuvent altérer toute la masse de la substance et notamment pour les produits alimentaires et ainsi les rendre immangeables (laitages). De plus, le nettoyage de ces dépôts, parfois calcinés, n'est pas possible dans les machines à laver la vaisselle. Il est nécessaire de les gratter préalablement, ce qui est long et fastidieux. On connaît un système de couverture présenté dans le brevet français n" 2 580 585 ayant pour objet de pallier ces inconvénients en maîtrisant la formation des mousses. Il est constitué d'une feuille mince et légère, en matériau préférablement imperméable, posée sur le récipient. Ce couvercle autorégule l'échappement de la vapeur en flottant sur la mousse. Il comporte un moyen de maintien de ladite feuille flottante, permettant son déplacement vertical comme un clapet. L'espace entre la partie supérieure du récipient et la feuille flottante se réduit automatiquement au minimum nécessaire et suffisant pour assurer le rééquilibrage de la pression interne en diminuant les pertes thermiques. Son fonctionnement s'effectue selon une phase normale suivie ou non d'une phase de sécurité. Au cours de la 1ère phase, le couvercle décolle du récipient en flottant sur une masse moyenne de mousse, et les déperditions de vapeur pour régulation s'effectuent en permanence latéralement par l'intervalle entre le récipient et le couvercle. La 2ème phase n'intervient que dans l'éventualité ou la puissance de chauffe est réglée à un niveau plus important que nécessaire. Les inconvénients de ce type de couvercle sont les suivants: - lors de la phase normale la vapeur est dégagée selon une section de l'ouverture latérale relativement réduite, créant ainsi un débit de vapeur saturée sous une pression non négligeable; de plus, d'éventuelles projections de liquide peuvent s'échapper par l'ouverture latérale; - lors de l'éventuelle 2ème phase, le décollement du couvercle est beaucoup plus important puisqu'il flotte sur une masse de mousse beaucoup plus abondante accentuant les inconvénients de la phase normale; - cette ouverture laterale obligée provoque d'autres inconvénients tels que: élévation du taux d'humidité de la pièce; production abondante de buée; odeurs mélangée à l'humidité se répandant dans tout l'appartement; tendance à la dispersion de la saveur des mets dans l'atmosphère; économie d'énergie non maximisée; surpression interne nécessaire pour soulever le couvercle, proportionnelle au poids du couvercle. Le couvercle selon l'invention a pour objet notamment de pallier ces inconvénients. Les phase de son fonctionnement s'effectuent différemment de la façon suivante: - Lors de la phase dite normale, le couvercle demeure en contact avec le récipient; du fait d'une caractéristique principale nouvelle, l'équilibrage des pressions est créé par un dégagement de vapeur selon une section d'évacuation à la fois plus importante et totalement uniformement réparti, par le fait que le matériau qui le compose est perméable aux gaz par porosité ou micro perforations et imperméable aux liquides.De ce fait la surpression interne ne dépend pas du poids du couvercle, puisque le principe de fonctionnement n'exige pas le soulèvement de ce dernier, la déperdition de pression s'effectuant au travers du couvercle immobile sur le récipient et la puissance de chauffe nécessaire est reduite aux seules conditions indispensables pour maintenir la masse de liquide à ébullition en quasiment en volume clos. Il en résulte que la température d'ébullition se situe très peu au dessus de 100" nécessitant une puissance de chauffe est encore plus reduite, ainsi que des déperditions calorifiques réduites au stricte minimum. En outre, l'échappement de vapeur est régulièrement répartie sur une surface importante et la pression au droit de chaque porosité est très réduite. Cela conduit à des émanations de vapeur très légère et non saturée à partir d'une distance réduite au-dessus du couvercle, supprimant quasiment l'accroissement du taux d'humidité ambiant et tous ses inconvénients comme notamment la buée sur les vitres. L'imperméabilité du couvercle aux liquides permet un niveau de liquide plus élevé dans le récipient sans risque de projections ni de passage d'une partie liquide sur la face extérieure du couvercle. De plus, cette perméabilité au gaz favorise la destruction des bulles à son contact, la partie du gaz interne à la bulle est évacuée alors que la mince pellicule liquide demeure; d'où une production de mousse sous plus faible pression et qui ne tend pas à s'évacuer à l'extérieur. Les avantages du couvercle de récipients selon l'invention sont les suivants: - accroissement de l'économie d'énergie de cuisson de tous les produits alimentaires. - suppression des risques d'accrochage du mets au fond du récipient, et du risque de calcination, par optimisation de la puissance de chauffe; - quasi suppression de production de mousse pour certains produits (lait, riz, pâtes etc.); - suppression de la salissure par calcination du plan de chauffe par débordement de mousse et de projections de liquide, ainsi que des risques d'extinction du gaz, conduisant à asphyxie et/ou d'explosion; - économie d'énergie du fait de la réduction d'intensité de la source de chaleur sous le récipient; - évite de gâcher certains mets en supprimant les dépôts calcines au fond des récipients; - accroissement du rendement d'échange thermique par l'absence de dépôt calciné au fond du récipient; - la cuisson ne dépasse jamais 100 ; ; - accroissement de la possibilité de cuisson pour tous les mets, ce qui ouvre la possibilité de cuire egalement les produits "difficiles à couvrir", sur les cuisinières à'programme automatique; - suppression de l'accroissement du taux d'humidité ambiant donc de formation de buée sur les vitres et de ruissellement sur les murs; - s'applique à tous les types de recipients; - évite de répandre des odeurs dans toute la maison; - évite la dispersion à l'atmosphère de larme donc de la saveur des mets dans 1 'atmosphère; - réduit ou supprime la nécessité d'un dispositif supplementaire annexe de retenue du couvercle, alors posé sur le récipient; - simplifie la constitution et la fabrication du couvercle, en permettant son conditionnement en rouleau sous forme d'éléments sécables. L'invention est décrite en détail dans le texte qui suit, en référence aux dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs, lesquels montrent: - fiv.1, 2 et 3 la pratique actuelle de cuisson; - fig.4 et 5 le mode de cuisson avec le couvercle selon l'invention; - fig.6 à 23, des exemples de forme fonctionnelle de couvercles selon l'invention; - fig. 24 et 25, des modes de conditionnement d'éléments sécables en rouleau; - fig.26 à 32 , des exemples de moyen de positionnement du couvercle selon l'invention sur les différents types de récipients. La fig.1 montre une façon courante utilisée actuellement pour la plupart des types de cuisson. Elle consiste à coiffer le récipient 1 d'un couvercle 2 plus ou moins pesant, sans assurer l'étanchéité. La pression 3 monte alors à l'intérieur. Le couvercle 2 se soulève plus ou moins régulièrement en libérant des jets de vapeur 4 tendant à entraîner du liquide 5 avec des bulles de mousse 6, de façon plus ou moins abondante du fait des variations de la pression relativement importante au point de soulever le couvercle. De plus cette cuisson en récipient couvert est impossible pour certains mets 7 tels que par exemple pâtes, riz, laitages, pommes de terre etc. L'ajustage du réglage optimum de la puissance de la source de chaleur est pratiquement impossible à réaliser, du fait de l'impossibilité de surveillance preventive d'éventuels débordements.En début de cuisson il est fixé au maximum. Dès que le liquide commence à bouillir c'est le débordement. Il conduit, souvent trop tard pour réduire l'intensité de chauffe. Le mets commence très tôt à "accrocher au fond 8. Cela conduit à une surveillance quasi continue de la cuisson, ce qui interdit l'utilisation de cuisinière programmable. La consommation d'énergie ne peut être optimisée. Les dégagements de vapeur sont abondants et provoquent de la buée sur les vitres jusqu'à des ruissellements sur les murs du fait du taux d'humidité dans la cuisine. Pour pallier cela, certains constructeurs ont réalisé des couvercles munis d'un pseudo-reglage constitué par un orifice ajustable manuellement 9 d'évacuation de la vapeur, ou par un certain nombre de trous relativement peu petits. Il a pour objet de tenter de minimiser la surpression interne et ses effets nuisibles. L'efficacité de ce moyen est peu évidente. Il ne supprime pas les projections de liquide et de mousse. La fig.2 montre la solution généralement adoptée pour les mets producteurs de mousse. Il n'est pas utilise de couvercle. Cela permet de mieux surveiller le début d'ébullition de manière à ajuster au mieux la puissance ce chauffe en rapport avec la formation de mousse. Elle présente toujours les mêmes inconvénients: degagement de vapeur 11 plus important, rendement calorifique très médiocre, réglage de chauffe souvent trop bas par peur de formation de mousse 6, allongeant le temps de cuisson. Le risque de formation de mousse subsiste, entraînant le risque de salissure du dessus 12 de la cuisinière et du récipient, voire le risque d'éteindre le gaz. La grande déperdition de vapeur oblige à accroître l'intensité de chauffe avec le risque de calcination 8 au fond du récipient. La fig.3 montre le mode de cuisson couramment employé pour d'autres mets 13, par exemple pommes de terre ou poissons, susceptibles de moins favoriser la création de mousse, du fait de l'absence de couvercle. Cette solution consiste à maintenir à l'intérieur du récipient une pression très légèrement supérieure à celle de la pression atmosphérique, de sorte que la vitesse de dégagement de vapeur, de création de bulles 13, leur éclatement et projections 14, soit réduite. Cela évite au mieux la formation de mousse se constituant par agglomération de bulles créée par attraction pelliculaire. Cette solution présente des inconvénients comparables à celle de la fig.2. La formation réduite de mousse est accompagnée par des projections liquides 14, avec la formation abondante de vapeur 11, ainsi que des salissures 5 du plan de chauffe 12 et des risques de dépôt 8 sur le fond du récipient. Les fig.4 et 5 montrent un récipient recouvert d'un couvercle 20 selon l'invention. Il est constitué d'une feuille très mince et très legère, en matériau préférablement poreux ou muni de tres nombreuses microperforations. Il comporte ou non, par sécurité au moins un moyen de retenue 21 sur le récipient 1. Il agit comme un couvercle fixe auto-regulant, maintenant par porosité la pression interne 22 à une valeur très proche de celle de l'extérieur, favorisant à basse température la formation des bulles, en maintenant la température d'ébullition maximale du liquide très proche de 100 , limitant la formation de la mousse par l'éclatement des bulles au contact du couvercle imperméable au liquide et perméable au gaz. L'imperméabilité aux liquides assure une fonction d'anti-debordement qui permet de situer le niveau du liquide au plus près sous ledit couvercle. La valeur de la surpression interne est d'autant plus faible que le couvercle 20 est léger. Si le récipient a un diamètre de 20 cm et le couvercle un poids de 5 grammes, la pression interne atteindra une valeur maximale de 5/(3,14 x 10 x 10) -= 0,016 g/cm2 soit une surpression très inférieure au mm de mercure, avant de tendre à soulever tout ou partie dudit couvercle, ce qui n'est pas nécessaire en fonctionnement normal. Tout en etant très léger, le couvercle 20 constitue un frein aux déperditions thermiques. Le matériau constitutif du couvercle, apte à satisfaire les contraintes associant sa fonction de frein thermique à sa très grande légèreté, conduit à retenir avantageusement ceux à faible coefficient de transmission de chaleur, poreux: imperméable aux liquides et permeable aux gaz. Son épaisseur est de l'ordre de 5/100e de mm. Il peut être en papier de qualité alimentaire, du type de ceux utilisés pour envelopper et cuire notamment les viandes et autres, du genre papier dit sulfurisé. Il présente l'avantage de permettre au couvercle de demeurer normalement fixe, posé sur le récipient, en laissant passer l'excédent de vapeur 23 selon d'innombrables et microscopiques orifices de section extrêmement reduite sans le soulever, du fait de la surpression insignifiante.On peut aussi utiliser une feuille en matière plastique appropriée, métallisée ou non sur au moins une face. La métallisation agit en réflecteur de calories sur la face en regard du récipient, ce qui minimise encore les pertes thermiques. En variante, d'autres matériaux thermiquement plus isolant, souple ou non, poreux ou non, micro-perforés ou non, en plaque ou en feuille mince, peuvent être employés. Du fait des faibles pertes calorifiques par le couvercle 20, la puissance de chauffe est limitée à une valeur optimale relativement basse des le début de la cuisson sous très faible pression sans en allonger la durée. Le dégagement de vapeur, uniformément réparti sur toute la surface active du couvercle, devient invisible en 25 à une distance de l'ordre de 10 à 30 cm du couvercle. Cela indique que cette vapeur se disperse dans l'atmosphère selon une tension non sature ne favorisant pas l'élévation du taux d'humidité ambiant supprimant la condensation sur les parois froides. Dans le cas où la puissance de chauffe serait réglée à une puissance supérieure à la valeur optimale, le débit de vapeur excédant la capacité d'évacuation par la porosité du couvercle, dès le début d'un léger accroissement de la surpression interne, celui-ci tendrait à se déformer légèrement et localement permettant une ou des évacuations supplémentaires et ponctuelles de vapeur 24, de très faible debit et sous très faible pression, sans entraîner de mousse ou de projections liquides. Le couvercle, lorsqu'il est humidifié, tend à se rabattre en 26 autour du récipient et se creuse légèrement en 27. Il n'assure pas une étanchéité totale, et ses relatives déformations sont autant de petits passages supplémentaires 24 assurant l'auto-equilibrage des pressions. Dans le cas d'une surchauffe trop importante, conduisant à une phase de sécurité, les petits soulèvements locaux sont remplacés par de petits battements permanents, une exagération du reglage de puissance de chauffe trop élevé aurait pour effet d'accroître l'amplitude et la fréquence des battements du couvercle, laissant s'échapper davantage de vapeur et de calories.Il pourrait se former une masse de mousse plus importante qui, limitée par les évacuations normales dûes à la porosité, aurait pour effet de soulever ou d'entrebailler le couvercle de façon quasi permanente au-dessus du récipient, sans s'évacuer à l'extérieur, le moyen de retenu 21 assurant le maintien du couvercle au-dessus de sa position normale de fonctionnement en appui sur le récipient. De plus cette forme galbée 27 permet la concentration, au centre, à la base du couvercle, d'un cône 28 constitué de l'écume de cuisson (fig.5). Dans le cas d'utilisation d'une feuille en matière non poreuse, aluminium en feuille très mince ou matière plastique, pour constituer le couvercle, la fonction assurée par la porosité peut être obtenue en variante en effectuant un très grand nombre de micro perforations 50 (fig.33) tres avantageusement réparties sur toute la partie couvrante dudit couvercle. Ces trous sont dimensionnés de façon à laisser passer la vapeur, mais pas les liquides. Le couvercle 20 est réalisé selon une présentation plane comme sur la fig.4. Dans le cas de l'utilisation d'une feuille en aluminium très mince, en variante, celle-ci peut être preformée galbée en creux comme présenté en 27 sur le fig.5, avec ou sans nervures de raidissement. La forme rabattue en 26, prise naturellement par le couvercle en matériau poreux, est également communiquée par formage en même temps que la réalisation du creux 27. Ce formage périphérique du type 26, coopère avec le creux 27 pour assurer la fonction de retenue dudit couvercle sur le récipient. Il constitue un double moyen de centrage. La partie couvrante galbée assure la double fonction de centrage et de concentration des écumes de cuissons. Ce couvercle 20 en matériau poreux ou micro-perforé peut être utilisé sur les poêles ou autres récipients à fritures. Il retient les mauvaises odeurs tout en évitant la condensation d'eau dans l'huile. Les figures 6 à 23 montrent, en vue de dessous et en élévation, différentes formes de couvercles selon l'invention pour couvrir soit des casseroles munies d'une queue soit munies d'au moins une poigne ou autre moyen de préhension. Le moyen de positionnement du couvercle est engage sur la queue ou la poignée des récipients. La forme extérieure du découpage du couvercle est prévue de telle sorte qu'il recouvre suffisamment le récipient. Il peut être prévu plusieurs tailles de couvercle. La forme extérieure peut être arrondie, elliptique (fig.8/9 et 10/11) ou avec des découpes d'angle (fig.6/7, 14/15, 16, 17). Il est prolongé du côté du moyen d'accrochage sur la queue ou la poignée du recipient. Le moyen d'accrochage 21 est un trou rectangulaire (fig.26) pour les fig. 6 à 15, découpé, comme sur la fig.4, en même temps que le couvercle. Sur les fig.14/15 et 16/17, on a montré un double pli 30, 31, perpendiculaire à l'axe du récipient, rabattu ou non vers le bas selon le type d'accrochage 21, accroissant la sécurité en cas de depassement important de la puissance nécessaire de chauffe, en permettant un décollement plus important. Sur les fig.18/19 et 20/21, le moyen de positionnement du couvercle sur le récipient est réalisé au moyen de 4 plis d'angle 32, ou de languettes 33, rabattus vers le bas. On peut obtenir , par exemple, le même effet avec trois rabats seulement. Sur la fig. 22, on a montré un exemple de maintien en position du couvercle sur un récipient par l'intermédiaire d'un clip 35 engagé sur la bordure du récipient et muni d'un téton 36 engagé dans un trou ou une fente du couvercle. En variante, sur la fig.23, le clip 38 est engagé sur la queue du récipient. Il coopere avec un même téton 36. Le clip 35 est prévu pour comporter les deux fonctions, de fixation sur le bord du récipient ou sur la queue. Ces clips sont standardisés et livrés par exemple avec chaque paquet de couvercles. Les fig.24 et 25 montrent un exemple de couvercles selon l'invention, munis de leur trou 21 de positionnement sur la queue des récipients, présentés en bande prédécoupée, positionnes longitudinalement (fig. 24) et latéralement (fig.25). Les bandes des fig.24 et 25 sont conditionnées par exemple en rouleau ou en accordéon. Les couvercles sont treks facilement séparables du fait du pré-découpage qui ne laisse subsister que quelques points de solidarisation suffisant pour permettre leur mise en rouleau ou leur pliage en accordéon à la sortie de la presse à découper ou au lieu de conditionnement. Les figures 26 à 32 montrent des exemples de moyens 21 de mise en place du couvercle. On a également montre à titre d'exemples également non limitatifs, d'autres moyens de positionnement du couvercle comportant: des fentes cruciformes 40, 41 (fig.27); une première variante avec des fentes 40, 41 coopérant avec un trou rectangulaire 42 (fig.28); une seconde variante fig.29 comportant deux fentes 40 et une fente 41 coopérant avec un trou rectangulaire 43; une troisième variante fig.30 comportant une grande fente 44 et deux fentes perpendiculaires 40, la plupart étant utilisables également indifféremment sur une queue de casserole ou bien sur une poignée de récipient du type de la fig.10/11; une quatrième variante (fig. 31 et 32) comportant deux, trois ou quatre fentes parallèles matérialisant une, deux ou trois languettes, à engager sur la queue d'un récipient de cuisson comme sur la fig.16, 17. La fig.33 montre un exemple de couvercle fabriqué, par exemple en matériau non poreux, comportant un très grand nombre de micro-perforations 50. La fig.34 montre un exemple de conditionnement de couvercles empilés par paquet, chacun étant séparé des autres. Le moyen 60 de conditionnement est utilisé ou non pour les stocker près de l'utilisation, par exemple accroché par le moyen 61 derrière une porte de placard. Chaque couvercle est alors très facilement et très rapidement prélevé dans le paquet comme montré en 62. REVENDICATIONS: 1 - Couvercle auto-régulateur à déperdition minimale de vapeur pour récipients de cuisson destinés à cuire notamment des mets tout ou partie liquides, susceptibles de produire ou non des mousses ou emulsions abondantes de nature à créer des débordements, ledit couvercle constitue un moyen de régulation automatique à fuite auto-contrôlée de nature à équilibrer la pression interne avec la pression atmosphérique; il est constitué d'un disque plat pris dans une feuille en matériau très mince et extrêmement léger, imperméable et pouvant supporter une température de 100" au moins pendant la durée de la cuisson; ledit couvercle comporte en outre un moyen de guidage latéral permettant son déplacement vertical; caractérisé en ce qu'il est decoupé dans un matériau poreux, perméable à l'air et imperméable aux liquides, avantageusement en feuille très mince et très légère, comportant au moins un moyen (21) destiné à l'enfiler sur la queue ou sur une poignée du récipient à recouvrir. 2 - Couvercle selon la revendication 1, caractérisé en ce que sa porosité est définie de façon telle que la surpression interne du récipient s'évacue en vapeur (23) peu abondante et très faiblement saturée, au travers de toute la surface couvrante, assurant une fonction de regulation de la pression de la vapeur interne à une valeur très faiblement différente de la pression ambiante,lui permettant de rester en permanence en contact avec le dessus dudit récipient, en ce que ladite très faible pression interne conduit à une température d'ébullition maximale très proche de 100 , en ce que ladite imperméabilité aux liquides assure une fonction d'anti-débordement qui permet de situer le niveau du liquide au plus près sous ledit couvercle. 3 - Couvercle selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il est découpé dans une feuille de matière plastique métallisee sur au moins une face, en ce que ledit couvercle est percé d'un très grand nombre de microperforations (50), avantageusement sur toute sa partie couvrante (20). 4 - Couvercle selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il est découpé dans une feuille d'aluminium ou similaire très mince, en ce qu'il est percée d'un tres grand nombre de micro-perforations (50) avantageusement sur toute sa partie couvrante et est avantageusement galbée en creux (27), avec sa partie périphérique formée en léger cône (26), en ce que ledit galbe en creux et ledit cône périphérique comportent ou non des nervures de raidissement, en ce que la partie périphérique (26) en léger cône constitue une moyen de centrage et de retenu dudit couvercle, en ce que ladite partie galbée (27) constitue un double moyen de centrage et de concentration (28) des écumes de cuisson. 5 - Couvercle selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il est découpé dans un film très mince en aluminium micro-perforé. 6 - Couvercle selon au moins l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que son moyen de retenue est constitué par une découpe rectangulaire simple ou (42, 43) coopérant ou non avec au moins une fente (40, 41), en ce que ledit moyen de retenue est constitué par une fente cruciforme (40,41-40, 40, 44), en ce que ledit moyen de retenue est constitué par des rabats (32, 33), en ce que son moyen de retenue (21) est constitué par au moins deux fentes parallèles découpées, matérialisant au moins une languette. 7 - Couvercle selon au moins l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le moyen de retenue est constitué par un clip amovible s'engageant sur le bord et/ou a queue du récipient et en ce que ledit couvercle comporte un moyen d'accrochage par l'intermédiaire d'un téton (36) dudit clip. 8 - Couvercle selon au moins l'une quelconque des revendications, caractérisé en ce qu'il est conditionné, empile en paquet, chacun étant séparé des autres, en ce queue moyen 60 de conditionnement est utilisé ou non pour les stocker près de l'utilisation, accroché ou non par un moyen 61. 9 - Couvercle selon au moins l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'ils sont présentés en bande, positionnés longitudinalement ou latéralement, facilement séparables, conditionnés en rouleaux ou en pliage accordéon.