Brevet FR2835168A1 — publié le 20030801

B. 05483 FILTRE POUR APPAREIL OU USTENSILE DE CUISSON La présente invention se rapporte au domaine technique général des appareils ou ustensiles de cuisson. La présente invention concerne plus particulièrement les filtres pour effluents gazeux. La présente invention s'applique notamment, mais non exclusivement, aux friteuses, aux fours, ou aux couvercles utilisés pour la cuisson. Pour traiter les odeurs des effluents gazeux dégagés lors de la cuisson, il est connu d'utiliser des filtres à charbon actif. Ces filtres sont constitués de particules de charbon actif contenues dans une enveloppe en matière perméable, ladite enveloppe étant usuellement disposée dans un boîtier rigide ajouré. La taille des particules de charbon actif est de l'ordre de quelques millimètres de diamètres. Les particules peuvent présenter des formes régulières, par exemple sphériques ou cylindriques, ou des formes irrégulières, pouvant être obtenues par concassage. De tels filtres sont relativement efficaces, mais présentent toutefois un certain nombre d'inconvénients. Tout d'abord, le volume d'un tel filtre est relativement important. En effet, l'efficacité du traitement dépend de l'épaisseur du filtre. La surface du filtre doit être suffisante pour permettre l'évacuation des effluents. De plus, la durée de vie d'un tel filtre est limitée. Dans le cas d'une friteuse, les performances de filtration commencent généralement à se dégrader de manière notoire après une trentaine de cuisson. En outre, de tels filtres doivent être retirés de l'appareil avant le nettoyage à la main ou le passage au lave vaisselle de la partie de l'appareil logeant le filtre. Des filtres métalliques lavables sont connus, mais leurs performances de filtration sont médiocres pour traiter les odeurs des effluents gazeux tels que ceux d'une friteuse. L'objet de la présente invention est de proposer un filtre à effluents gazeux pour appareil ou ustensile de cuisson, permettant une filtration efficace avec un encombrement réduit. Un autre objet de la présente invention est de proposer un filtre à effluents gazeux pour appareil ou ustensile de cuisson, présentant une durée de vie améliorée. Un autre objet de la présente invention est de proposer un filtre à effluents gazeux pour appareil ou ustensile de cuisson, susceptible d'être lavé. Ces objets sont atteints avec un filtre à effluents gazeux pour appareil ou ustensile de cuisson, comprenant des particules de charbon actif, du fait qu'il comporte un média filtrant dans lequel les particules de charbon actif sont maintenues par un réseau de fibres multi-composants présentant une enveloppe thermofusible. De telles fibres comportent par exemple une âme en matériau thermodurcissable tel que le polyester et une enveloppe en matériau thermofusible tel que le polyéthylène. Un traitement thermique à une température supérieure à la température de fusion de l'enveloppe permet lors du refroidissement d'obtenir des liaisons mécaniques durables aux points de contact entre deux fibres multi-composants ou entre une fibre multicomposants et une particule de charbon actif. Les fibres multi-composants constituent l'ossature d'un réseau contenant des particules de charbon actif, formant ainsi un média filtrant. Avantageusement les particules de charbon actif présentent au moins une dimension inférieure à 0,1 mm et au moins une dimension supérieure à 0,5 mm. Ces dispositions permettent d'obtenir une surface active importante rapportée au volume des particules, tout en permettant d'assurer l'accrochage par les fibres à enveloppe thermofusible. Selon un mode de réalisation avantageux, les particules de charbon actif sont au moins en partie constituées de fibres de carbone activées. Les fibres de carbone activées présentent des caractéristiques d'adsorption supérieures à celles obtenues du charbon actif en grains. De plus, leur géométrie et leurs dimensions permettent de n'utiliser qu'une faible partie de leur surface pour l'accrochage des fibres multi-composants. D'autres géométries sont toutefois envisageables, telles que notamment des poudres ou des microbilles. La proportion massique de particules de charbon actif dans le média filtrant est avantageusement comprise entre 1 et 50%, et de préférence comprise entre 10 et 50%. Avantageusement, la température de fusion de l'enveloppe thermofusible est supérieure ou égale à 105 C. Cette disposition permet de limiter le ramollissement de l'enveloppe fusible lors du passage de vapeur. Avantageusement encore, la température de fusion de l'enveloppe thermofusible est supérieure ou égale à 1200C. Cette disposition permet d'obtenir une meilleure tenue des liaisons entre les fibres et les particules lors du passage de vapeur. Avantageusement, le diamètre des fibres multi-composants est compris entre 5 et 50 um. Cette disposition permet d'utiliser des particules de charbon actif de taille réduite et ainsi d'obtenir une surface active importante rapportée au volume de matière. Avantageusement, le média filtrant est formé par une feuille perméable aux effluents gazeux. Les différents constituants du média filtrant peuvent être plus ou moins compactés selon l'utilisation souhaitée pour obtenir une feuille perméable aux effluents gazeux. Une telle feuille peut être définie par le grammage des différents constituants, c'est à dire par la masse de constituants rapportée à une surface. Une telle feuille présente une bonne cohésion et peut être manipulée sans précautions particulières. De plus, les opérations de découpe sont particulièrement simples. En alternative, pour une épaisseur plus importante, les fibres et les particules de charbon actif peuvent former une sorte de mousse de matériau perméable aux effluents gazeux. Avantageusement, la feuille de matériau perméable comporte entre 5 et 200 g/m2 de particules de charbon actif, et de préférence au moins 25 g/m2, afin d'obtenir une filtration suffisamment efficace. Selon une caractéristique avantageuse, la feuille perméable est fixée sur un support. Cette disposition permet de faciliter la manipulation du filtre. Avantageusement alors, la feuille perméable est fixée autour d'une ouverture du support présentant une surface inférieure à 12 cm2. Cette disposition permet de limiter les risques de déchirement de la feuille lors du lavage. Si désiré, plusieurs ouvertures peuvent être envisagées dans le support. Avantageusement alors, la feuille perméable est fixée au support par surmoulage du support, une telle construction étant économique. Selon une forme de réalisation, le média filtrant comporte des fibres thermorésistantes associées aux fibres multi-composants. Les fibres thermorésistantes sont solidarisées par la fusion des enveloppes thermofusibles des fibres multi-composants. L'utilisation conjointe de fibres multi-composants à enveloppe thermofusible et de fibres thermorésistantes permet de limiter l'écrasement du réseau de fibres obtenu après la fusion des enveloppes thermofusibles. Cette disposition permet d'obtenir une meilleure perméabilité. Les fibres thermorésistantes peuvent être par exemple des fibres en matériau thermodurcissable ou en matériau synthétique thermoplastique résistant à la température de fusion de l'enveloppe des fibres multicomposants. Selon une forme de réalisation, la feuille perméable comporte une ou plusieurs couches internes, comprenant des fibres multi-composants et des particules de charbon actif, et deux couches externes comprenant des fibres multicomposants et des fibres thermorésistantes. Avantageusement alors, le grammage de fibres multi-composants de chacune des couches externes est inférieur au grammage de fibres multi-composants de la couche interne. Cette disposition permet d'obtenir une meilleure perméabilité tout en conservant une bonne résistance mécanique. Avantageusement alors, au moins une partie des fibres thermorésistantes présente des propriétés hydrophobes. Cette disposition permet d'éviter la rétention d'eau dans le filtre et ainsi de limiter le risque de chute de condensats dans le bain d'huile d'une friteuse. Avantageusement, le média filtrant comporte entre 20 et 50% en masse de fibres thermorésistantes. Cette disposition permet de concilier une perméabilité et une solidité satisfaisantes avec un coût acceptable. Avantageusement encore les particules de charbon actif sont catalysées, par exemple avec du sel de platine. Cette disposition prolonge la durée de vie du filtre en facilitant la régénération par lavage. L'invention sera mieux comprise à l'étude de l'exemple de réalisation suivant, pris à titre nullement limitatif, concernant un média filtrant et un filtre pour appareil ou ustensile de cuisson tel qu'une friteuse. Le média filtrant est préparé à partir de particules de charbon actif et de fibres multi-composants présentant une enveloppe thermofusible. De manière avantageuse, les particules de charbon actif proviennent de fibres de carbone activées. Les fibres de carbone peuvent être obtenues, par exemple, par carbonisation de polymères de synthèse de type viscose ou rayonne, ou par carbonisation de fibres naturelles telles que le coton ou le lin. Une activation, par exemple par traitement à 1200 C en atmosphère CO2, permet d'augmenter la surface spécifique de manière très importante. La surface spécifique des fibres de carbone activées permet de très bonnes performances d'adsorption. Le diamètre usuel des fibres de carbone est compris entre 3 et 100 pm. De préférence, les fibres sont coupées à une longueur de 1 à 10 mm, et avantageusement de 3 à 5 mm. Les particules de charbon actif ainsi obtenues sont mélangées selon une technique papetière à des fibres multi-composants présentant une enveloppe thermofusible et une âme résistant à des températures supérieures à la température de fusion de l'enveloppe. Pour une utilisation destinée aux friteuses, la température de fusion de l'enveloppe thermofusible est supérieure ou égale à 105 C, et de préférence supérieure ou égale à 120 C. L'enveloppe thermofusible peut notamment être constituée de polyéthylène et/ou de polyéthylène téréphtalate. L'âme peut notamment être constituée de Nylon, de polyamide, de polyester, de polypropylène, de polyéthylène. Le diamètre usuel des fibres multi-composants est compris entre 10 et 50 um. De préférence, les fibres multi-composants sont coupées à une longueur de 1 à 10 mm, et avantageusement de 3 à 5 mm. Les fibres de carbone activées et les fibres multi-composants sont mélangées par voie liquide, déposées puis chauffées à une température supérieure à la température de fusion de l'enveloppe thermofusible. Des liaisons mécaniques sont ainsi obtenues entre une fibre multi-composants et une autre fibre multicomposants ainsi qu'entre une fibre multi-composants et une fibre de carbone. Les différents constituants du média filtrant sont ainsi solidarisés pour former un réseau non tissé. Une compression permet d'obtenir une feuille de matériau filtrant, ou feuille perméable. La perméabilité dépend du grammage des constituants et de l'épaisseur finale. La feuille de matériau filtrant ainsi obtenue peut être manipulée sans risque majeur de dégradation mécanique. La proportion massique des fibres de carbone activées dans la feuille de matériau filtrant est avantageusement comprise entre 1 et 60%, et de préférence comprise entre 10 et 50%. De préférence, la feuille de matériau filtrant comporte entre 5 et 200 g/m2 de fibres de carbone. La perméabilité à l'air de la feuille de matériau perméable est de préférence supérieure à 500 l/m2/s, et est avantageusement supérieure à 800 t/nr'/s. Avantageusement, la feuille de matériau perméable comporte entre 10 et 40% en masse de fibres thermorésistantes autres que des fibres de carbone activées. Les fibres thermorésistantes sont choisies de manière à supporter les températures auxquelles est exposé le matériau perméable filtrant. Des fibres de matériaux synthétiques tels que les polyesters peuvent par exemple convenir. De préférence, les fibres thermorésistantes choisies présentent des propriétés hydrophobes, afin d'éviter la rétention de condensats dans le filtre. La fibre EP133 de la société SEPPEC peut par exemple être utilisée. Si désiré, le média filtrant peut comporter plusieurs couches. A titre d'exemple, le média filtrant peut comporter une couche interne comportant entre 50 et 75% en masse de fibres de carbone activées, et entre 25% et 50% en masse de fibres multi-composants, ainsi que deux couches externes comportant entre 0 et 50% en masse de fibres de carbone activées, entre 25% et 75% en masse de fibres multi-composants, et entre 0 et 50% en masse de fibres thermorésistantes. La surface du média filtrant et la perméabilité du média filtrant peuvent être adaptées aux débits d'effluents à traiter. Les fibres multi-composants peuvent être choisies en fonction de la température d'ambiance du média filtrant. Les particules de charbon actif ne sont pas nécessairement obtenues à partir de fibres de carbone, mais peuvent être formées notamment par des poudres ou des micro-billes. Si désiré, les particules de charbon actif peuvent être catalysées, notamment avec des sels de platine. Le média filtrant n'est pas nécessairement compressé pour obtenir une feuille, mais peut présenter une épaisseur plus importante, par exemple supérieure à 5 mm, voire une épaisseur variable. Le média filtrant peut être fixé à un support, notamment par collage sur le support ou par surmoulage du support. Un filtre aisément interchangeable peut ainsi être obtenu. De préférence, le média filtrant est fixé autour d'une ou plusieurs ouvertures du support présentant une surface inférieure à 12 cm2. Le média filtrant peut être traversé par les effluents à filtrer et/ou être utilisé pour une filtration tangentielle. La présente invention n'est nullement limitée à l'exemple de réalisation décrit et à ses variantes, mais englobe de nombreuses modifications dans le cadre des revendications. B. 0548R3 REVENDICATIONS 1. Filtre à effluents gazeux pour appareil ou ustensile de cuisson, comprenant des particules de charbon actif, caractérisé en ce qu'il comporte un média filtrant dans lequel les particules de charbon actif sont maintenues par un réseau de fibres multi-composants présentant une enveloppe thermofusible. 2. Filtre à effluents gazeux selon la revendication 1, caractérisé en ce que les particules de charbon actif présentent une dimension inférieure à 0,1 mm et une autre dimension supérieure à 0,5 mm. 3. Filtre à effluents gazeux selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les particules de charbon actif sont au moins en partie constituées de fibres de carbone activées. 4. Filtre à effluents gazeux selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la proportion massique de particules de charbon actif dans le média filtrant est comprise entre 1 et 50%. 5. Filtre à effluents gazeux selon la revendication 4, caractérisé en ce que la proportion massique de particules de charbon actif dans le média filtrant est comprise entre 10 et 50%. 6. Filtre à effluents gazeux selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la température de fusion de l'enveloppe thermofusible est supérieure ou égale à 105 C. 7. Filtre à effluents gazeux selon la revendication 1 à 6, caractérisé en ce que la température de fusion de l'enveloppe thermofusible est supérieure ou égale à 1200C. 8. Filtre à effluents gazeux selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le diamètre des fibres multi-composants est compris entre 5 et 50 um. 9. Filtre à effluents gazeux selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le média filtrant est formé par une feuille perméable aux effluents gazeux. 10. Filtre à effluents gazeux selon la revendication 9, caractérisé en ce que la feuille perméable comporte entre 5 et 200 g/m2 de particules de charbon actif. 11. Filtre à effluents gazeux selon la revendication 10, caractérisé en ce que la feuille perméable comporte au moins 25 g/m2 de particules de charbon actif. 12. Filtre à effluents gazeux selon l'une des revendications 9 à 11, caractérisé en ce que la feuille perméable est fixée sur un support. 13. Filtre à effluents gazeux selon la revendication 12, caractérisé en ce que la feuille perméable est fixée autour d'une ouverture du support présentant une surface inférieure à 12 cm2. 14. Filtre à effluents gazeux selon l'une des revendications 12 ou 13, caractérisé en ce que la feuille perméable est fixée au support par surmoulage du support. 15. Filtre à effluents gazeux selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que le média filtrant comporte des fibres thermorésistantes associées aux fibres multi-composants. 16. Filtre à effluents gazeux selon l'une des revendications 9 à 14, caractérisé en ce que la feuille perméable comporte une ou plusieurs couches internes, comprenant des fibres multi-composants et des particules de charbon actif, et deux couches externes, comprenant des fibres multi-composants et des fibres thermorésistantes. 17. Filtre à effluents gazeux selon la revendication 16, caractérisé en ce que le grammage de fibres multi-composants de chacune des couches externes est inférieur au grammage de fibres multi-composants de la couche interne. 18. Filtre à effluents gazeux selon l'une des revendications 15 à 17, caractérisé en ce qu'au moins une partie des fibres thermorésistantes présente des propriétés hydrophobes. 19. Filtre à effluents gazeux selon l'une des revendications 15 à 18, caractérisé en ce que le média filtrant comporte entre 20 et 50% en masse de fibres thermorésistantes. 20. Filtre à effluents gazeux selon l'une des revendications 1 à 19, caractérisé en ce que les particules de charbon actif sont catalysées.