Brevet FR2736237A1 — publié le 19970103

Accessoire pour cuisson ou réchauffage rapide de denrées alimentaires par induction. L'invention concerne un accessoire destiné à la cuisson ou au réchauffage de denrées alimentaires, et plus précisément un accessoire métallique destiné à être placé à l'intérieur d'un récipient, le dit récipient étant placé sur un dispositif de cuisson de type à induction, c'est à dire générant un champ électromagnétique. L'invention concerne plus généralement les dispositifs de mise en température des aliments avant leur consommation. Elle trouve ses applications dans les domaines de la restauration traditionnelle et de la restauration rapide, ainsi que dans le cadre des activités de traiteurs et de la cuisine domestique. De nombreuses solutions sont proposées pour cuire et/ou mettre en température des aliments en utilisant les propriétés de l'induction. On sait que ce procédé de cuisson, apparu depuis une dizaine d'années, présente de très nombreux avantages dont notamment une réduction de la consommation d'énergie comprise entre 20 et 50 % par rapport aux plaques électriques à effet joule et une sensible réduction des temps de cuisson, ces deux avantages étant la résultante d'un rendement énergétique de 85 à 90 %, c'est à dire nettement supérieur à celui des cuisinières à gaz (environ 50 %) ou des plaques électriques traditionnelles (environ 60 %). Par ailleurs, ce procédé permet de doser très précisément l'énergie transférée aux denrées et donc de réaliser une cuisine de qualité. Par contre la cuisson par induction Impose des contraintes importantes pour l'utilisateur, la principale contrainte étant d'utiliser exclusivement des récipients de cuisson adaptés, c'est à dire des récipients dont au moins le fond est équipé d'un insert ferromagnétique. En conséquence, la plupart des récipients de type casseroles, plats creux, cocottes, poêles, braisières, faitout, sauteuses ou marmites habituellement utilisés en cuisine sont incompatibles avec la cuisson par induction dès lors que ces récipients sont réalisés en aluminium, en cuivre, en acier inox austénitique ou en verre. Pour profiter des avantages de l'induction, les utilisateurs doivent donc investir dans l'achat d'une batterie de cuisine compatible avec ce procédé, ce qui constitue indéniablement un frein à la diffusion de cette technologie. Par ailleurs, on constate que les ustensiles de cuisson adaptés à l'induction présentent de nombreux inconvénients. En premier lieu, ces ustensiles sont particulièrement chers, puisque leur prix moyens ressortent en moyenne à une valeur 30 % supérieure à celle des éléments classiques. En second lieu, les ustensiles spécialement prévus pour l'induction sont nettement plus lourds que leurs équivalents traditionnels, ce qui présente un réel danger pour les manipulations lorsqu'ils sont remplis de liquides chauds. Ce poids supplémentaire est dû au fait que les fonds des dits ustensiles, réalisés en matériaux métalliques ferromagnétiques ou munis d'inserts en matériaux métalliques ferromagnétiques (complexes aluminium / fer / aluminium, inox non austénitique ou même verre avec inclusions serigraphiées) sont nettement plus épais que des fonds non spécifiques.Imposée par la nécessité de placer un matériau transformant les variations de champs magnétiques en chaleur, cette configuration des fonds des ustensiles adaptés à la cuisson par induction a pour conséquence de conférer à ces objets une inertie thermique importante: ainsi, même si l'émission de chaleur cesse instantanément au moment où l'on interrompt l'alimentation de l'inducteur, I'inertie thermique du fond des récipients provoque une cuisson résiduelle, par transfert d'énergie depuis le fond vers les denrées contenues dans le récipient. Cet état de fait réduit ou annule l'un des avantages du procédé, à savoir la possibilité de doser précisément la quantité d'énergie cédée aux aliments.Un autre Inconvénient est que les fonds continuent à restituer la chaleur sur leur deux faces, c'est à dire y compris sur leur face inférieure, ce qui impose de prendre des précautions avant de poser le récipient sur une table: alors qu'une casserole ordinaire peut être posée sur une table quelques minutes après avoir été chauffée, un récipient à induction impose de prendre des précautions, compte tenu de cette inertie thermique plus d'un quart d'heure après avoir été utilisé. Supplémentairement, le mode de réalisation des fonds des ustensiles spécifiques pour l'induction rends très difficile la réalisation de revêtements anti-adhérence à l'intérieur des appareils: le fait que l'élévation de température maximale se produise à l'intérieur du métal, puis se transmette par conduction vers les parois génère des contraintes de dilatation différentielles qui s'avèrent préjudiciables à la bonne tenue des revêtements de type émail ou PTFE. Par ailleurs l'utilisation de plaques de cuisson par induction est incompatible avec le réchauffage des plats cuisinés en barquettes. L'invention propose de réaliser des accessoires de cuisson et/ou de mise en température des aliments qui pallient à l'ensemble des inconvénients exposés ci-dessus. A cet effet, I'invention propose de réaliser des accessoires de cuisson amovibles susceptibles d'être placés à l'intérieur des récipients posés sur des plaques de cuisson à induction. Un objectif de l'invention est de proposer des accessoires de dimensions réduites, d'une utilisation particulièrement aisée, permettant de réaliser très rapidement la cuisson des aliments sur des appareils à induction sans nécessiter l'utilisation d'ustensiles de cuisines spécialement conçus et fabriqués pour l'induction. Grâce à l'invention, il sera donc possible d'utiliser la quasitotalité des récipients de cuisine existants sur des plaques de cuisson à induction, en ce compris les marmites, casseroles, plats creux, cocottes, poêles, braisières, faitout, sauteuses réalisés en aluminium, en acier, en cuivre ou en verre. Un objectif complémentaire de l'invention et d'améliorer les performances des systèmes de cuisson ou de réchauffage des aliments par induction, en permettant de dissiper l'énergie au coeur de ces aliments. Un objectif essentiel de l'invention est de permettre de s'affranchir des nuisances dues à l'échauffement du fond des ustensiles dans les procédés de cuisson par induction actuellement connus, à savoir la rémanence du chauffage des aliments provoqué par l'inertie thermique des fonds et l'impossibilité de poser les récipients sur une table immédiatement après une séquence de chauffage. Un autre objectif de l'invention est de permettre une cuisson homogène des denrées liquides ou pâteuses, au moyen d'un dispositif d'agitation en cours de cuisson. Un objectif complémentaire de l'invention est de proposer un accessoire de cuisson qui joue le rôle de régulateur de chauffage, en limitant ou annulant l'échauffement du contenu du récipient à partir du moment où ce dernier atteint une température donnée. L'ensemble de ces objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite sont atteints à l'aide d'accessoire de cuisson comportant un insert ferromagnétique destiné à être placé à l'intérieur des récipients de cuissons et en contact direct avec les aliments. Cet accessoire de cuisson, qui pourra avoir des formes et dimensions variées sera caractérisé en ce qu'il comprend un insert susceptible de transformer les variations de champ électromagnétique en chaleur. Cette chaleur se transmet par conduction à travers la masse de l'élément aux aliments contenus dans le récipients. De façon avantageuse, I'accessoire comprendra une pluralités d'ailettes, ceci de façon à améliorer le transfert d'énergie entre le dit accessoire et les aliments. Dans un mode de réalisation particulièrement économique, les accessoires selon l'invention pourront être constitués en acier inoxydable ferritique. Toutefois, ce matériau n'est pas compatible avec une fabrication des pièces en fonderie, procédé qui permet d'obtenir les formes optimales des accessoires selon l'invention. On préférera donc réaliser les accessoires selon l'invention en aluminium coulé, et on placera à l'intérieur des dits accessoires un noyau ou insert en matériau ferromagnétique. Ce mode de réalisation permettra d'obtenir de façon économique un accessoire aux formes appropriées, réagissant aux sollicitations électromagnétiques et transmettant très rapidement les calories aux aliments. Dans un mode de réalisation préférentiel, la partie inférieure de l'accessoire sera légèrement surélevée par rapport au fond du récipient de cuisson, par exemple au moyen de plots, ceci de façon à éviter tout échauffement du dit fond et à permettre la transmission intégrale des calories aux aliments. La présence de l'insert ferromagnétique aura pour conséquence de permettre le démarrage et l'arrêt du processus de chauffage par simple mise en place et enlèvement de l'accessoire dans le récipient; en effet, en l'absence du dit accessoire, si un récipient en cuivre, en fonte, en aluminium, en inox austénitique ou en verre est utilisé aucune élévation de température ne se produit même lorsque l'appareil de cuisson par induction est alimenté.On comprend donc que les accessoires selon l'invention présentent des avantages significatifs par rapport aux dispositifs de chauffage par induction actuellement utilisés: d'une part ils évitent aux utilisateurs d'investir dans une batterie de cuisine spécifique compatible, d'autre part ils permettent un chauffage encore plus rapide et plus précis, en limitant ce chauffage dans le temps et le localisant strictement au seul accessoire et aux denrées contenues dans le récipient. Les appareils selon l'invention sont remarquables en ce qu'ils se présentent sous forme d'un plateau surélevé au moyen de plots par rapport au fond du récipient, le dit plateau contenant l'insert magnétique ou étant réalisé en matériau ferromagnétique et en ce qu'ils comportent des ailettes de refroidissement ainsi qu'un dispositif de préhension surélevé par rapport au plateau. Complémentairement, on pourra prévoir de disposer un ou plusieurs inserts ferromagnétiques de telle façon que l'action du champ magnétique produit par les inducteurs de l'appareil de cuisson confère à au moins une partie de l'accessoire selon l'invention un mouvement de rotation, ceci dans le but d'utiliser le dit accessoire comme un agitateur brassant les denrées liquides ou pâteuses durant la cuisson et donc d'améliorer encore la rapidité et l'homogénéité de la cuisson. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture suivante d'un mode de réalisation préférentiel de l'invention, donné à simple titre indicatif, et des dessins annexés dans lesquels: La FIGURE 1 représente une vue en perspective d'un accessoire selon l'invention. La FIGURE 2 représente une vue en perspective d'un accessoire selon l'invention muni d'un dispositif d agitation. La FIGURE 3 représente une vue d'ensemble d'un dispositif de chauffage utilisant un accessoire selon l'invention. Comme indiqué en FIGURE 1, I'accessoire selon l'invention comporte un plateau (1) qui se présentera préférentiellement sous forme de disque. Ce plateau (i) sera soit constitué en matériau ferromagnétique soit, de façon préférentielle d'un matériau non ferromagnétique, par exemple de l'aluminium comportant au moins un insert (2) réalisé en matériau ferromagnétique. De façon avantageuse l'accessoire selon l'invention comprendra des ailettes (3) permettant la diffusion des calories vers le contenu du récipient, les dites ailettes (3) étant en contact thermique avec le plateau (i) donc avec l'insert (2). Par ailleurs, pour faciliter la préhension et la manipulation des accessoires selon l'invention, il sera utile de prévoir une poignée (5) en partie supérieure des dits accessoires. De façon préférentielle, la dite poignée sera réalisée en matériau isolant ou sera thermiquement isolée par rapport au corps de l'accessoire. L'une des caractéristique des accessoires selon l'invention est en effet d'être amovibles par rapport aux récipients dans lesquels ils sont placés. Enfin, afin d'éviter un contact direct entre le plateau (1) et le récipient, on choisira de surélever le plateau (1) par rapport au fond du récipient et ce au moyen d'une pluralité de plots (4) de hauteur ajustable, pour permettre d'adapter précisément la distance entre le plateau (1) et la source d'énergie. De façon avantageuse, cette distance pourra varier en fonction de la température atteinte par le contenu du récipient. En effet si les plots (4) sont réalisés dans un matériau ayant un coefficient de dilatation thermique important, on obtient un relèvement du plateau (i) et donc de I' insert ferromagnétique (2) au furet à mesure que le milieu, c'est à dire que le contenu du récipient s'échauffe.En conséquence, I'échauffement subi par l'insert (2) diminuant avec le carré de la distance entre le dit insert (2) et la source d'induction, on parvient à annuler tout échauffement à partir du moment où l'échauffement du contenu du récipient a été suffisant pour atteindre une certaine température et donc provoquer un certain allongement des plots (4). On pourra par exemple choisir le matériau constitutif et la géométrie des plots (4) de telle façon que la distance entre l'insert (2) et la source d'induction soit multipliée par trois dès que la température des denrées contenues dans le récipient dépasse 100 "c. On obtient ainsi une cuisson auto-régulée: très rapide jusqu'à ébullition et faible par la suite (maintien en température) ce qui dispense de surveiller ou de programmer la cuisson.Le matériau à fort coefficient de dilatation pourra être logé dans différentes parties de l'accessoire selon l'invention, sous réserve que sa montée en température ait pour effet d'augmenter la distance entre la source d'induction et le ou les inserts ferromagnétiques (2). Selon le mode de réalisation illustré FIGURE 2, les accessoires selon l'invention pourront comporter une partie mobile en rotation. A cet effet, les accessoires seront disposés sur un socle (6) et leur plateau (1) comportera une pluralité d'inserts ferromagnétiques (2) qui transformeront une petite partie des variations de champ magnétique en énergie cinétique de rotation, la plus grande partie de ces variations étant transformées en énergie calorifique par les dits inserts (2). On prévoira donc une liaison entre le socle (6) et le plateau (1) qui laisse la libre rotation de ces deux pièces l'une par rapport à l'autre. Cette disposition illustrée en FIGURE 2 présente l'avantage de permettre un brassage systématique des aliments en cours de cuisson ou de réchauffage, notamment par l'action des ailettes (3) qui pourront présenter des parties ajourées pour faciliter la rotation. Un tel effet de brassage est habituellement obtenu par une action manuelle, particulièrement astreignante et l'on comprend les avantages présentés par le dispositif selon l'invention. Selon la configuration complète illustrée en Figure 3, on comprend que l'échauffement dû aux variations de champ magnétique dans l'inducteur (11) se produira au niveau de l'insert (2) et se propagera à l'ensemble du plateau (1). Le plateau (1) étant placé en surélévation par rapport au fond du récipient (10) grâce à des plots (4), cet échauffement se propagera à travers les deux faces du plateau (1) de façon à permettre la montée en température des produits contenus dans le récipient, lesquels produits seront en contact avec le plateau (1). Pour améliorer le transfert de calories depuis le plateau (i) vers les produits, on disposera des ailettes (3) qui pourront avoir des formes variées et joueront le rôle de diffuseur d'énergie. On comprend également que le récipient (10) ne sera que très faiblement affecté par l'augmentation de température de l'accessoire et de son contenu, I'échauffement étant concentré sur l'accessoire lui-même et sur les denrées. Bien entendu, la description ci-dessus est donnée à simple titre indicatif et l'on pourra choisir d'autres modes de réalisation des réchauds et grills présentant les caractéristiques décrites ci-dessus, sans pour autant sortir du cadre de la présente invention. REVENDICATIONS -1- Accessoire de cuisson destiné à la cuisson ou au réchauffage rapide des aliments placés dans un récipient posé sur un appareil de cuisson à induction, caractérisé en ce qu'ils comprend un plateau (1) réalisé en matériau ferromagnétique ou comportant au moins un insert (2) en matériau ferromagnétique. -2- Accessoire de cuisson selon revendication 1 caractérisé en ce qu'il comprend des ailettes (3) en contact thermique avec le plateau (1), les dites ailettes (3) permettant de diffuser les calories. -3- Accessoire de cuisson selon revendication 1, caractérisé en ce que le plateau (i) est placé sur une pluralité de plots (4) de hauteur ajustable. -4- Accessoire de cuisson selon revendication (1) caractérisé en ce qu'il comprend une poignée (5) en partie haute, la dite poignée étant réalisée en matériau isolant ou étant thermiquement isolée par rapport au corps de l'accessoire. -5- Accessoire de cuisson selon revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une partie (4, par exemple) réalisée dans un matériau ayant un coefficient de dilatation thermique important, I'échauffement de la dite partie provoquant un relèvement du plateau (1) et donc de I' insert ferromagnétique (2) au fur et à mesure que le milieu, c'est à dire que le contenu du récipient, s'échauffe. -6- Accessoire de cuisson selon revendication 1, caractérisé en ce que le dit accessoire est disposé sur un socle (6) et en ce que le plateau (1) comporte une pluralité d'inserts ferromagnétiques (2) transformant une petite partie des variations de champ magnétique en énergie cinétique de rotation, la plus grande partie de ces variations étant transformées en énergie calorifique -7- Accessoire de cuisson selon revendications 1 et 6, caractérisé en ce qu'il comporte une liaison entre le socle (6) et le plateau (1) qui laisse la libre rotation de ces deux pièces l'une par rapport à l'autre