Brevet FR2759547A1 — publié le 19980821

FOUR A CUISSON DE PATE. La présente invention concerne un four à cuisson de pâte, par exemple pizzas ou tartes, de type four à micro-ondes, utilisant une combinaison de traitement sous vide partiel, de moyens de cuisson et de mouvements de l'objet à cuire, simultanés ou successifs, pour optimiser la qualité de cuisson, réduire sa durée et faciliter son contrôle. Dans la situation actuelle, les fours à cuisson de pâte comportent classiquement une combinaison de moyens de cuissons différents tels que infrarouges et/ou micro-ondes pour cuire la pâte à la fois en profondeur et en surface, mais leur fonctionnement est contraint en durée par le temps de levée de la pâte. L'utilisation du vide dans des fours de cuisson de pâte (brevet Nabisco Brands WO 90/14767) se limite à la création d'une dépression soit pour faciliter l'extrusion de pâte selon une forme souhaitée de gâteau par exemple, soit pour faciliter la déshumidification de pâte précuite ou cuite par création de vapeur du fait de la pression réduite et de la température de la pâte sortant du four. L'utilisation du vide au sein même du four pour provoquer la levée de la pâte en même temps qu'elle est saisie et cuite n'est pas réalisée jusqu'à présent dans les fours connus de cuisson de pâte. Par ailleurs, dans les fours actuellement connus, la pâte à cuire est soumise à un mouvement de rotation autour d'un axe vertical pour tenir compte des inhomogénéités de densité de micro-ondes dans le four Ce mode de mouvement ne prend pas pleinement en compte les inhomogénéités verticales de densité d'onde ou des autres moyens de cuisson, et rend donc imparfaite la cuisson de la pâte. Enfin, les fours actuellement connus ne permettent pas de contrôler de façon fine le fonctionnement des moyens de cuisson, en puissance et durée de fonctionnement par exemple, de façon asservie directement au contenu du four et aux comportements différents que peuvent présenter des aliments différents soumis à un même moyen de cuisson. La présente invention entend donc remédier à ces différents problèmes par l'utilisation du vide partiel à l'intérieur même du four pour accélérer la levée de pâte, en conjonction avec une combinaisons traditionnelle de moyens de cuissons, tels que micro-ondes et/ou infrarouges, permettant ainsi sa fixation rapide par les moyens de cuisson adaptés. II en résulte une cuisson très accélérée de la pâte à cuire, nettement plus rapide qu'avec les fours traditionnels. Par ailleurs, la présente invention comporte un mécanisme de mise en mouvement de la sole porte-pâte sur plusieurs axes à la fois, typiquement verticalement et en rotation autour de cet axe vertical pour permettre une cuisson parfaitement homogène de la pâte, en profondeur et en surface, ce qui constitue un second but de la présente invention. La préparation d'un plat complet (pizza par exemple) peut comporter un ou plusieurs passages successifs dans le four, avec pré-cuisson éventuelle de la pâte sans ingrédients, puis cuisson complète ensuite. Enfin, un troisième but de la présente invention est de pouvoir intégrer le four à cuisson dans un dispositif plus vaste complètement automatisé de préparation de plats chauds selon les demandes d'un client très rapidement servi, par exemple par un distributeur totalement automatisé, le choix des aliments étant laissé au client, et la préparation de la pizza par exemple puis son mode de cuisson étant totalement adaptés aux ingrédients choisis, et réalisés en un temps très bref, n'excédant pas quelques minutes. Le dispositif objet de la présente invention est donc un four à cuisson de pâte comportant un volume intérieur de constitution adaptée aux moyens de cuisson utilisés, par exemple réfléchissant les micro-ondes pour un four à micro-ondes, et étanche à ces micro-ondes pour éviter tout risque pour l'opérateur, une sole fixe ou tournante sur laquelle sont disposés les aliments destinés à être cuits, un système d'entraînement en rotation de la sole porte-aliments, si elle est rotative, un moyen au moins de cuisson de ces aliments, généralement placé en partie supérieure du four, un système de commande des moyens de cuisson et de leur durée d'utilisation, une partie ouvrante de taille adaptée à la taille attendue pour les plats destinés à être cuits, et en général ayant au moins une dimension supérieure au diamètre de la sole tournante, essentiellement caractérisé en ce que le mode d'opération combine: - I'utilisation de vide partiel, par exemple une pression résiduelle de -0,65 bar, pour provoquer l'expansion de la pâte par gonflement et conjointement par le même moyen, I'abaissement du point de vaporisation de l'eau contenu dans la pâte, le vide réalisant une aspiration de l'air saturé en eau - un et/ou plusieurs moyens de cuisson, par exemple micro-ondes et infrarouges, utilisés séparément ou simultanément ou successivement, pour la fixer en position expansée et / ou permettre la cuisson d'ingrédients sur la pâte. Grâce à ces dispositions, la pâte à cuire élevée rapidement par l'action du vide, par exemple en dix à quarante secondes selon la pression résiduelle choisie dans le four, puis est fixée dans sa position levée par la cuisson qui comporte à la fois des moyens de cuire l'intérieur de la pâte et de saisir sa surface. Selon un mode particulier de réalisation, la pâte à cuire est soumise à l'intérieur du four à une combinaisons de mouvements selon des directions différentes pour homogénéiser la cuisson de la pâte.. Grâce à cette disposition, la cuisson de la pâte est homogène en volume et en surface, par passage successif de toutes les zones de la pâte dans les mêmes zones de cuisson, prenant donc en compte les éventuelles inhomogénéités de température locale du four ou de densité de micro-ondes. Selon une variante préférée, le mouvement de la pâte à cuire combine un mouvement de rotation autour d'un axe, par exemple vertical, et un mouvement selon une direction parallèle à cet axe. Grâce à cette disposition, un mécanisme simple permet la combinaison des deux mouvements pour réaliser la cuisson homogène de la pâte. Selon un mode encore plus particulier de réalisation, le même moteur est utilisé pour provoquer les mouvements selon l'axe vertical et en rotation autour de cet axe, grâce à un système de transmission approprié. Cette disposition permet clairement de simplifier la réalisation du four. Selon un mode particulier de réalisation, la partie inférieure du four s'ouvre complètement pour permettre l'introduction rapide des plats à cuire dans le four, par exemple en constituant elle-même une sole porte pâte à cuire. Grâce à cette disposition, I'introduction et l'extraction des pâtes à cuire dans le four est grandement facilitée, et permet également une insertion du four à cuisson de pâte dans un ensemble plus vaste mécanisé. Selon un mode encore plus particulier de réalisation, le four est de forme essentiellement cylindrique, adapté à la forme des soles porte pâte, et les moyens de cuisson sont placés d'une façon compatible avec cette forme, par exemple en étant répartis autour de la partie supérieure du dit four. Selon un mode encore plus particulier de réalisation, le four comporte en sa partie supérieure sur une moitié des tubes infrarouges protégés par une grille, et sur l'autre moitié un système de cuisson à micro-ondes. Grâce à ces dispositions, le four est mieux adapté à supporter les contraintes mécaniques liées à la différence de pression entre le milieu extérieur et le vide partiel intérieur. Par ailleurs, son volume est réduit au minimum par rapport à la surface des soles porte pâte à cuire. Sa forme cylindrique assure également une réflexion relativement homogène des micro-ondes sur les parois, au contraire des fours traditionnels de construction parallélépipédiques, dont les angles provoquent des surdensités locales de micro-ondes. Enfin, la répartition des systèmes de cuisson à sa partie supérieure assure une mise en oeuvre et une maintenance simples. Selon un mode particulier de réalisation, le traitement subi par la pâte à l'intérieur du four, choix du ou des systèmes de cuisson mis en marche et temps de cuisson, est programmé ou programmable en fonction de la pâte à cuire et du but recherché. Grâce à cette disposition, il est possible de moduler le temps de cuisson, la pression partielle résiduelle dans le four, et les puissance et temps de cuisson en fonction du type de pâte traité et du but recherché, par exemple pré-cuisson de la pâte seule, ou cuisson finale avec les ingrédients, et éventuellement en fonction de la nature et du volume des constituants ajoutés. Selon un mode encore plus particulier de réalisation, le traitement subi par la pâte est asservi à la lecture d'un code inscrit à côté de la pâte sur la sole porte pâte. Grâce à cette disposition, le traitement de chaque pâte introduite dans le four peut être complètement automatisé selon un code par exemple code barre ou code couleur comportant le mode de cuisson et le temps de cuisson à observer. Selon un mode particulier de réalisation, le dispositif objet de la présente invention comporte un système de manipulation automatisé des soles porte pâte pour leur insertion dans le four et leur extraction dudit four. On comprend que par ce moyen la cuisson de pâtes garnies telles que des pizzas peut être accélérée ou simplement intégrée dans un système plus vaste de préparation de plats cuisinés ou de fourniture automatique de pizzas cuites par distributeur intégrant toutes les fonctions de préparation de pâte et de cuisson de la pâte et des ingrédients. La description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés dans un but explicatif et nullement limitatif permet de mieux comprendre les avantages, buts et caractéristiques de l'invention. La figure 1 représente un dispositif four de cuisson de pâte selon l'invention, vu en coupe en position ouverte. La figure 2 caractérise les mouvements des différents éléments constitutifs du four. La figure 3 représente un dispositif selon l'invention, en vue de dessus schématisée. La figure 4 représente le four et les équipements complémentaires nécessaires à sa mise en oeuvre. La figure 5 et la figure 6 représentent un autre mode de réalisation de four selon l'invention. La figure 7 schématise le principe de fonctionnement du four. Le châssis du four 1 est de construction classique, par exemple métallique. II supporte toutes les autres pièces du dispositif. II est essentiellement constitué d'une partie supérieure formant partie haute du four proprement dit, et d'une partie inférieure adaptée au support de la partie inférieure ouvrante du four 2, ainsi que des moteurs ou mécanismes de mise en mouvement de cette partie inférieure et des soles porte pâte à cuire. La zone de cuisson 3 est déterminée par la partie haute du four, par exemple de forme intérieure cylindrique d'un diamètre adapté à celui des pâtes à cuire, et par la partie inférieure amovible constituant porte du four et support de sole porte pâte à cuire. Le matériau constituant l'intérieur du four est de nature adaptée à la réflexion des micro-ondes générées par le tube à micro-ondes, et résistant à la température générée par les systèmes infrarouges. On utilisera le matériau classiquement utilisé dans les fours micro-ondes du commerce. La partie extérieure du châssis est réalisée de manière à constituer cage de Faraday et à contenir le plus complètement possible les émissions de micro-ondes à l'intérieur de la zone de cuisson, évitant ainsi tout danger pour l'opérateur du four. II est clair que le mode de réalisation sans fenêtre de vision pour l'utilisateur, ni joint de porte sur une face latérale, permet de réaliser bien plus parfaitement cette étanchéité aux microondes, par une paroi de métal pleine, continue dans toutes les directions autour du volume soumis au rayonnement micro-ondes. Ce type de four constitue donc de part sa forme un élément de cuisson très sûr pour les utilisateurs. La partie inférieure du four est typiquement guidée en mouvement vertical pour l'ouverture et la fermeture du four par une glissière 4. La fermeture du four est rendue hermétique par un joint 5, par insertion d'un joint en caoutchouc ou autre matière, par exemple sous forme de joint torique. Un capteur de fermeture complète du four, non représenté ici, sera placé entre les parties fixes et mobiles du four, empêchant par exemple par un coupe circuit simple, la mise en marche du four si il n'est pas hermétiquement fermé. On peut noter que l'étanchéité à l'air recherchée, permettant à une pompe à vide simple de maintenir une pression résiduelle de 0,65 bars dans le volume à cuire pendant une durée de quelques dizaines de secondes au plus, est très facile à obtenir par un joint simple, et que l'étanchéité de la liaison aux rayonnements micro-ondes est nettement plus importante. II est à noter également, que la combinaison de cuisson à microondes et de vide, selon cette disposition, permet de maintenir bien plaquée en position fermée la partie ouvrante du four du fait de la dépression, et assure donc une étanchéité optimale du four lors de la cuisson. Un avantage annexe est la suppression des odeurs de cuisson du fait de l'aspiration des gaz lors de cette cuisson. Ceci peut être avantageux si de nombreuses personnes viennent à utiliser le four successivement sans être incommodées par les odeurs résiduelles des cuissons précédentes. Un four classique n'offre pas cette caractéristique. La partie supérieure de la zone de cuisson comporte sur une demi-surface des tubes infrarouges fixés, par exemple parallèlement les uns aux autres, au châssis du four 1, et protégés par une grille de protection, par exemple métallique 7. Ces tubes infrarouges sont alimentés en énergie par une alimentation classique 8, par exemple 110-220 V 50-60 Hz. L'autre moitié de la partie haute du four est occupée par un guide d'ondes 9 adapté à la production de micro-ondes classiquement utilisées en cuisson d'aliments. Le magnetron est alimenté en énergie par une alimentation classique 10, par exemple 110-220 V 50-60 Hz. Les alimentations 8 et 10 sont éventuellement réalisées par un seul appareil. En partie supérieure de la zone de cuisson une pipe d'aspiration 11 est réalisée pour permettre l'évacuation des gaz contenus dans le four lors de la mise sous vide partiel de la zone de cuisson. Cette pipe d'aspiration est protégée par une grille fine permettant d'éviter que des particules alimentaires viennent perturber le bon fonctionnement de la pompe à vide. Cette pipe d'aération est reliée par des tubes à une pompe à vide 12, qui peut être du type à anneau liquide. Elle sera typiquement rotative et adaptée à la création d'une pression résiduelle comprise entre 0 à 1 bar, préférablement de -0,65 bar dans une zone de cuisson représentant un volume de 25 dm3 environ. Cette pompe est alimentée par une source de puissance 13 par exemple électrique de type classique et éventuellement commune aux alimentation des systèmes de cuisson. Un manomètre 14 sera éventuellement installé sur le circuit de vide pour en contrôler la mise en place et la qualité. Le fonctionnement du four est illustré en figure 7 par une représentation synoptique. Le four est au départ du cycle à une température de l'ordre de 350" La sole 16 est introduite dans le four; celui-ci est alors fermé. Le vide est réalisé dans le four. Ce vide a une valeur qui peut-être variable , une valeur de 65% étant donnée à titre d'exemple. La création du vide à l'intérieur du four remplit une double fonction simultanément - abaissement de la pression provoquant un gonflement de la pâte - abaissement du point de vaporisation à environ 70 par effet de la loi de Mariotte permettant de diminuer le temps de cuisson sous basse pression. Lorsque la pâte est enfournée dans l'enceinte chauffée du four, on fait lever la pâte pendant la dépression en continuant à pomper, on équilibre le vide (65%) et on aspire un air saturé d'eau qui s'est vaporisée à 70 C. L'aspiration s'effectue conjointement à la cuisson. On arrête ensuite l'aspiration, la pression revient à zéro à l'intérieur du four et on peut ouvrir celui-ci. A l'intérieur de la zone de cuisson, le plateau 15 support de sole 16 destinée à accueillir la pâte à cuire est monté sur un support 17 vertical confondu avec l'axe vertical du four. La sole 16 (et son plateau) peuvent être également fixés en position. Ce support, constitué par exemple de deux tubes coaxiaux de diamètre différent, sert de système de mise en mouvement du plateau porte sole, aussi bien pour le mouvement de rotation que pour le mouvement vertical. Ce support traverse la partie inférieure ouvrante du four 2. L'étanchéité est assurée par un joint 18. La mise en rotation du plateau porte sole est réalisée typiquement par l'action d'un moteur 19, qui peut avantageusement être de type électrique classique alimenté par exemple en 110-220 V 50-60 Hz. Un réducteur ou une transmission 20 assure la mise en rotation du plateau porte sole. La mise en mouvement vertical du plateau porte sole est réalisé par l'intermédiaire d'un système à vis ou came 21 qui peut être actionné soit par un moteur 22 typiquement électrique, soit par l'intermédiaire d'une transmission à partir du moteur 19. Les différents éléments du four (partie ouvrante, moteur de rotation du plateau porte sole, transmission pour la rotation du plateau ou pour son mouvement vertical, pompe à vide, guide d'ondes, tubes infrarouges) sont commandés par un système de commande et de contrôle 23, par exemple électronique ou informatique et programmé ou programmable. Ce système de contrôle comportera classiquement une alimentation unique classique 110-220 V, 50-60 Hz, de puissance adaptée à la consommation maximum théorique de l'ensemble des éléments en fonctionnement. Cette alimentation pourra alors alimenter l'ensemble des éléments, soit en courant alternatif, soit en courant continu selon les caractéristiques des éléments choisis pour la réalisation du four. Le système de contrôle sera éventuellement adapté au suivi simultané de plusieurs unités de cuisson. II est par exemple envisageable de placer dans une même unité générale de préparation automatisée de plats, plusieurs fours de taille à peine supérieure à la taille expansée des plats à cuire, par exemple moins de vingt centimètres de diamètre pour des pizzas pour une ou deux personnes, contrôlés par un seul système de traitement des cuissons, ceci réduisant l'encombrement total du distributeur, et permettant la réalisation en parallèle de plusieurs pizzas, puisque le four en est l'élément qui prend le plus de temps. Le système de contrôle du four comprendra éventuellement une interface utilisateur basée d'une part soit sur une série de contrôleurs 24 de niveau type manomètres ou wattmètres, soit sur un écran de visualisation des paramètres et des alertes, et d'autre part soit sur un clavier d'entrée de données 25, soit sur des interrupteurs de contrôle des éléments, soit simplement une interface de choix des ingrédients à placer sur la pâte, le logiciel de contrôle assurant le calcul du temps de cuisson et du mode de cuisson adapté à cette combinaison d'ingrédients. Le choix d'un système de commande informatisé permet également d'augmenter l'évolutivité du four, en autorisant l'insertion de programmes plus évolués dans l'avenir, selon l'évolution de la connaissance de la cuisson ou l'ajout de capteurs plus fins, par exemple dans la pâte elle-même. Un détecteur de type de produit à cuire 26 sera éventuellement installé sur le bord latéral de la zone de cuisson pour initier le fonctionnement du système de contrôle 23. En figures 5 et 6 est représenté un autre mode de réalisation de l'invention dans lequel la cuisson est réalisée uniquement par action chauffante des tubes à infrarouge 6 de la partie haute du four et par une plaque chauffante 27 disposée sous le plateau 15. Selon l'invention, le plateau 15 reçoit une sole porte pâte non représentée qui peut venir d'un dispositif annexe qui déverse la pâte et/ou les condiments. Avantageusement, cette sole est distribuée par des moyens mécaniques automatisés. Pour faciliter la manipulation de la sole porte pâte qui est de forme circulaire, le plateau 15 présente sur sa face supérieure un pion d'indexation 28 auquel correspond une rainure ou un creux de la sole et le plateau chauffant présente une découpe en creux 29 (figure 6) permettant de rendre la sole, qui dépasse au-delà de cette découpe directement préhensible sans toucher le plateau. La découpe en creux 29 est de forme en arc de courbe pour dégager une zone sur laquelle la sole porte pâte dépasse. Selon cette forme de réalisation, le plateau 15 est un plateau fixe non rotatif qui suit un mouvement de montée et descente correspondant à la fermeture et à l'ouverture du four par sa partie inférieure 2 mobile. Selon cette forme de réalisation, le four peut fonctionner en dépression par effet de vide comme mentionné plus haut ou sans dépression. REVENDICATIONS 1/ Four (1, 2) à cuisson de pâte comportant un volume intérieur de constitution adaptée aux moyens de cuisson utilisés, par exemple réfléchissant les micro-ondes pour un four à micro-ondes, et étanche à ces micro-ondes pour éviter tout risque pour l'opérateur, une sole fixe (15, 16) ou tournante sur laquelle sont disposés les aliments destinés à être cuits, un système d'entraînement (19, 20) en rotation de la sole portealiments si elle est rotative, un moyen au moins de cuisson (6, 9) de ces aliments, généralement placé en partie supérieure du four, un système de commande des moyens de cuisson et de leur durée d'utilisation, une partie ouvrante (2) de taille adaptée à la taille attendue pour les plats destinés à être cuits, et en général ayant au moins une dimension supérieure au diamètre de la sole tournante, caractérisé en ce que le mode d'opération combine: - l'utilisation de vide partiel, par exemple une pression résiduelle de -0,65 bar, pour provoquer l'expansion de la pâte et la vaporisation de l'eau contenue dans la pâte à 70 C; - un ou plusieurs moyens de cuisson, par exemple micro-ondes (9) et/ou infrarouges (6), utilisés simultanément ou successivement, pour la fixer en position expansée et / ou permettre la cuisson d'ingrédients sur la pâte. 2/ Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la pâte à cuire est soumise à l'intérieur du four à une combinaisons de mouvements selon des directions différentes pour homogénéiser la cuisson de la pâte. 3/ Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que le mouvement de la pâte à cuire combine un mouvement de rotation autour d'un axe, par exemple vertical, et un mouvement selon une direction parallèle à cet axe. 4/ Four selon la revendication 3 caractérisé en ce que le même moteur (19) est utilisé pour provoquer les mouvements selon l'axe vertical (20, 21, 17) et en rotation autour de cet axe, grâce à un système de transmission approprié. 5/ Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que sa partie inférieure (2) s'ouvre complètement pour permettre l'introduction rapide des plats à cuire dans le four, par exemple en constituant elle-même une sole porte pâte à cuire. 6/ Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en cq que le four (1, 2) est de forme essentiellement cylindrique, adapté à la forme des soles porte pâte, et que les moyens de cuisson sont placés d'une façon compatible avec cette forme, par exemple en étant répartis autour de la partie supérieure du dit four. 7/ Dispositif selon la revendication 6/ caractérisé en ce qu'il comporte en sa partie supérieure sur une moitié des tubes infrarouges (6) protégés par une grille (7), et sur l'autre moitié un système de cuisson à micro-ondes (9). 8/ Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le traitement subi par la pâte à l'intérieur du four, système de cuisson en marche à un instant donné et temps de cuisson, est programmé ou programmable en fonction de la pâte à cuire et du but recherché. 9/ Dispositif selon la revendication 8/ caractérisé en ce que le traitement subi par la pâte est asservi à la lecture d'un code inscrit à côté de la pâte sur la sole porte pâte (16). 10/ Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte un système de manipulation automatisé des soles porte pâte pour leur insertion dans le four et leur extraction dudit four.