Brevet FR2918249A1 — publié le 20090109

-1- Appareil et procédé pour le brassage et la cuisson aux micro-ondes de produits alimentaires. L'invention concerne un appareil et un procédé pour le brassage et la cuisson aux micro-ondes de produits alimentaires. Selon une application particulièrement intéressante mais non limitative, l'invention peut être avantageusement mise en oeuvre pour constituer une friteuse pour la cuisson des frites ou autres aliments de volumes réduits ou coupés en morceaux. On connaît le système des friteuses électriques pour frire les aliments tels que des morceaux de pommes de terre (frites). Ces friteuses ont fortement évolué ces dernières années. D'abord simple récipient contenant une grande quantité d'huile ou de matières grasses fondues portées à haute température, de sorte à constituer un bain bouillant pour l'immersion des aliments saisis (frites, beignets, nems, fritures diverses....) ; ce récipient pouvait être chauffé sur un foyer ou une plaque chauffante électrique. Des améliorations sensibles ont été successivement apportées en intégrant une résistance électrique dans l'appareil de façon à chauffer directement l'huile, puis à obturer le récipient par un couvercle de sorte à éviter au mieux la formation de fumées grasses. Cette dernière disposition a été complétée par l'ajout d'un filtre à graisse. Ces récipients disposent le plus souvent d'un panier de cuisson amovible dans lequel on dispose les aliments à frire, ce qui permet une manipulation plus simple et un égouttage de l'huile avant consommation. Ce mode de cuisson et de friture dans un bain d'huile chaude possède 25 des inconvénients majeurs. Un premier inconvénient est que ce type de cuisson par bain d'huile entraîne l'incorporation d'un taux important de matières grasses dans l'aliment frit préparé (par exemple une frite contient 25 % de lipides alors que la pomme de terre crue n'en contient que 0,5 %), alors que la friture n'est importante qu'en -2-superficie (réaction de Maillard) pour en obtenir le croustillant et la coloration caractéristique, par exemple observés pour les frites. D'autres inconvénients résultent de la grande quantité d'huile mise en oeuvre pour réaliser le bain de friture (1 à 3 L d'huile pour 1 kg de morceaux de 5 pommes de terre fraîches) : L'un de ces inconvénients est qu'après une ou, généralement, après plusieurs utilisations, cette huile usagée est rejetée vers le tout-à-l'égout, ce qui est nocif pour l'environnement et pose des problèmes aux traitements collectifs, outre le fait que la réutilisation de l'huile ou autre corps gras après une ou 10 plusieurs fritures, lorsque cela est possible, nécessite une opération de filtrage contraignante. Des filières de récupérations d'huiles ménagères se sont mises en place pour limiter ces rejets et réemployer ces huiles (carburants pour moteurs). Un autre inconvénient est une manipulation délicate de l'huile pour le remplissage du récipient et sa vidange (l'huile étant plus visqueuse à froid), ainsi 15 que pour la manipulation du récipient dont le rangement est alors délicat. Un autre désavantage est l'existence d'un risque de brûlure soit par suite de projections, lors de manipulations de l'huile chaude, soit par suite de chute du récipient. L'huile peut également constituer un risque d'incendie si le récipient est oublié pendant la phase de préchauffe de l'huile. 20 Un autre inconvénient est la quantité importante d'énergie nécessaire pour mettre en température ce bain d'huile, soit le plus souvent 1 à 3 litres d'huile, à porter à environ 180 C nécessitant une puissance de 1,3 à 2 kW, soit une dépense énergétique de plus de 1000 kilojoules. Un autre désavantage est le temps nécessaire pour la chauffe du bain 25 d'huile (10 à 15 mn), ce qui va à l'encontre de la demande toujours plus grande du marché pour des procédés de cuisson rapide. Un autre inconvénient lié à la quantité importante d'huile utilisée est la dépense découlant de ces quantités d'huile, qui est un produit coûteux ; les consommateurs désireux d'économiser l'huile ont souvent tendance à réutiliser la même huile un nombre de fois trop important, ce qui est néfaste au goût des aliments, à l'hygiène et à la santé, l'huile se dégradant lors de ces réutilisations successives. Un autre désavantage est la quantité de vapeurs grasses d'huile et d'odeurs, créées à haute température, qui sont proportionnelles au volume d'huile. Ces fumées grasses et ces odeurs désagréables de friture se répandent partout alentour et mettent beaucoup de temps à se dissiper. Un autre inconvénient est que, l'huile devenant visqueuse à froid, le nettoyage des appareillages est difficile, d'autant plus que la quantité d'huile est importante. Un autre inconvénient découle du mode de cuisson par échange thermique entre l'huile et les aliments qui sont chauffés de l'extérieur vers l'intérieur, ce qui accroît leur taux de matières grasses, augmente le temps de cuisson (généralement 20 à 30 mn pour 1 kg) et entraîne une cuisson trop importante des morceaux les plus fins. L'utilisation des bains d'huile de friture constitue donc un frein à la consommation des produits frits malgré la demande du marché. De nombreuses recherches sont effectuées pour tenter de remédier à ces problèmes. D'une part, il existe des produits prêts à l'emploi, possédant une fine couche d'huile en surface, à réchauffer au four. Les propriétés gustatives et la qualité de ces produits ne sont pas jugées pleinement satisfaisantes par rapport à ceux cuits en bain d'huile qui possèdent une enveloppe croustillante et un coeur moelleux. De plus, ces produits préparés ne répondent pas à la demande du marché de friture d'aliments frais. D'autre part, la tendance actuelle est au développement d'appareils sans bain d'huile : Par exemple, dans le document FR-2721493A1, est décrite une friteuse électrique sans bain d'huile fonctionnant par rayonnement infrarouge et brassage d'air permettant de cuire des aliments surgelés précuits du commerce (frites, -4- beignets, pommes dauphines,...). Selon le procédé mis en oeuvre dans cet appareil, les aliments sont introduits dans un tambour rotatif exposé latéralement aux rayonnements infrarouges. D'autres documents, tels que les documents FR-2871042A1, DE-4125057 ou US-4 581989, décrivent des friteuses à enduction automatique de matières grasses par air chaud. Selon ces documents, les aliments sont disposés dans un récipient en forme d'anneau rotatif horizontal ou de tambour en hélicoïdal et un faible volume d'huile est déversé sur les aliments. Leur brassage entraîne une enduction uniforme de matières grasses ; dans le document FR- 2871042A1, ce brassage est effectué à l'aide d'une pale fixe, ce qui endommage les aliments. Un courant d'air chaud créé par la combinaison d'un ventilateur et d'une résistance électrique permet la cuisson des aliments. Ces procédés conservent les inconvénients d'un temps de cuisson élevé (environ 30 minutes) et la qualité obtenue pour des produits frais n'est pas satisfaisante. D'autres documents, tels que les documents US-2005/258170, JP-58136321, JP-58136322, US-4580024, JP-7143934, US-5333539 ou EP- 0704188 proposent des solutions cherchant à améliorer la vitesse et la qualité de cuisson par bain d'huile en utilisant les micro-ondes seules ou combinées avec des infrarouges. Ces procédés conservent néanmoins les inconvénients de la friture par bain d'huile. Selon tous ces documents, le récipient destiné à contenir les aliments à frire est constitué par un panier ajouré permettant de plonger lesdits aliments dans le bain d'huile bouillante ou autre corps gras et de les ressortir en les égouttant. D'autre part, lorsque ces paniers sont entraînés en rotation durant le processus de cuisson, ils sont montés tournant autour d'un axe vertical ou autour d'un axe horizontal. L'entraînement du panier autour d'un axe vertical a pour inconvénient que les produits constituant la charge disposée dans ledit panier restent immobiles les uns par rapport aux autres, c'est donc seulement l'ensemble de la charge qui est mis en rotation. Pour obtenir un brassage des produits, il faut disposer un -5- élément fixe à l'intérieur du récipient, lors de la rotation, ce qui entraîne une détérioration des aliments par effet de cisaillement et de compression. Avec l'entraînement en rotation du panier autour d'un axe horizontal, on obtient un brassage nettement meilleur des produits, mais cette technique est 5 mal adaptée à la cuisson aux micro-ondes en raison de problèmes non résolus de mise en oeuvre tels que : étanchéité du cylindre, difficulté d'enlèvement et de mise en place du panier, problèmes de porte et de joint, L'objet de l'invention vise à remédier à l'ensemble de ces inconvénients en offrant la possibilité d'une cuisson rapide, efficace, homogène, propre, 10 économique, diététique, sans odeur, sans fumées, permettant en outre, d'obtenir une cuisson identique à celle d'une friture traditionnelle sans utiliser de bain d'huile et adaptable à tous les types d'aliments. Selon le procédé de l'invention, les aliments à cuire sont placés dans un récipient, de préférence non ajouré, logé dans une chambre à micro-ondes 15 communiquant avec un générateur de micro-ondes, ce procédé étant notamment remarquable en ce que ledit récipient est mis en rotation autour d'un axe incliné, par exemple compris entre 5 et 60 et, de préférence, entre 20 et 45 , durant le processus de cuisson. L'avantage d'un récipient non ajouré est d'éviter d'éventuels déversements de matières grasses dans le réceptacle, mais un 20 récipient ajouré peut également convenir. L'appareil de cuisson selon l'invention comprend un récipient, de préférence cylindrique et non ajouré, logé, avec une aptitude de rotation, dans une chambre de cuisson à micro-ondes munie d'un couvercle de fermeture étanche et communiquant avec un générateur de micro-ondes, par l'intermédiaire 25 d'un guide d'ondes ou de toute autre structure de couplage de type antenne, cet appareil étant notamment remarquable en ce que ledit récipient est monté tournant autour d'un axe de rotation incliné, par exemple compris entre 5 et 60 et, de préférence, entre 20 et 45 . De manière avantageuse, le fond ou partie inférieure du récipient 30 présente une forme annulaire. -6- Selon une autre disposition caractéristique, le récipient de cuisson rotatif est monté de manière amovible dans la chambre ou enceinte de cuisson à micro-ondes. Selon une autre disposition caractéristique, le récipient de cuisson rotatif comporte un fond et une paroi latérale non ajourés. Grâce au procédé et à l'appareil de l'invention, le brassage des produits, par exemple des frites, s'effectue par gravité et ce brassage s'opère naturellement et en douceur, ce qui permet de ne pas entraîner l'altération de l'aspect des produits. En outre, l'action de brassage est optimisée (pas de zone morte) et l'enduction des produits au moyen d'un faible volume d'huile ou autre corps gras, est homogène. Le procédé et l'appareil selon l'invention allient simplicité d'utilisation, de maintenance et de nettoyage. Le cuiseur domestique permet également la cuisson, le mélange de morceaux de différents aliments, de liquides et de mélange de morceaux et de liquides (soupes). Le procédé et l'appareil selon l'invention peut, dans ce dernier cas, être idéal pour le réchauffage de soupe avec morceaux en permettant d'obtenir un réchauffage homogène. De façon générale, tout aliment en morceaux peut également être cuit ou frit par le procédé et l'appareil selon l'invention sans pour cela sortir du cadre de cette dernière. Les buts, caractéristiques et avantages ci-dessus, et d'autres encore, ressortiront mieux de la description qui suit et des dessins annexés dans lesquels : La figure 1 est une vue éclatée, en coupe axiale, d'un exemple de réalisation de l'appareil de brassage et de cuisson selon l'invention, représenté en position d'ouverture. La figure 2 est une vue en coupe axiale montrant l'appareil en position de fermeture. La figure 3 est une vue de dessus de cet appareil. La figure 4 est une vue en plan de l'appareil dont le couvercle a été enlevé. La figure 5 est une vue en coupe axiale analogue à la figure 2, illustrant la 5 cuisson de frites logées dans le récipient de cuisson. La figure 6 est une vue en coupe illustrant le retrait du récipient, après cuisson des aliments, au moyen d'une pince de préhension. On se réfère auxdits dessins pour décrire un exemple intéressant, bien que nullement limitatif, de réalisation de l'appareil et de mise en oeuvre du 10 procédé de brassage et de cuisson selon l'invention. L'appareil de cuisson illustré aux figures 1 à 3 est dimensionné et aménagé pour un usage domestique, mais on souligne que l'invention concerne également des applications semi-professionnelles et industrielles nécessitant des dimensions et arrangements différents à la portée de l'homme de métier. 15 L'appareil selon l'invention comprend un récipient 1, par exemple exécuté en matériau conducteur de type acier inoxydable ou en matériau transparent aux micro-ondes de type Pyrex (marque déposée), et destiné à recevoir les aliments A. Pour des petits diamètres (150 à 250 mm), le récipient 1 sera de préférence exécuté dans un matériau transparent aux micro-ondes de façon à avoir une 20 meilleure efficacité de chauffe. Pour des dimensions plus importantes, il est préférable de l'exécuter dans un matériau conducteur. Il peut être revêtu d'un matériau anti-adhésif, tel que silicone. Il peut aussi être exécuté en matière plastique rigide résistant à une température d'au moins 200 C. Ce récipient comporte un fond la et une paroi latérale cylindrique lb. Le fond la est muni 25 d'un bossage central 1c de forme tronconique, orienté vers l'intérieur du récipient. Ce bossage central délimite un espace annulaire 2 dans le fond du récipient 1. Celui-ci est logé, de manière amovible, dans une enceinte à micro- ondes ou chambre de cuisson 3 munie d'un couvercle de fermeture 4 étanche aux micro-ondes. -8- Le couvercle 4 est relié au corps de la chambre à micro-ondes 3, par une charnière 4a et il est muni d'un joint ou dispositif d'étanchéité aux micro-ondes 5 et d'orifices 6 de circulation des vapeurs et fumées de cuisson équipés d'un filtre 7. Le couvercle 4 est muni d'un système de rappel (par exemple constitué par un ressort de torsion) permettant de le maintenir dans la position d'ouverture, comme dans la position de repos. Le couvercle est également muni d'un hublot 8 permettant de suivre la cuisson et d'en apprécier le niveau ; l'étanchéité micro-ondes du hublot est assurée par une grille 8a placée sur la face interne du hublot ou intégrée dans le verre dans lequel est exécuté ledit hublot, lors de sa fabrication. Le couvercle basculant 4 est muni d'une poignée d'ouverture 9 disposant d'un ou plusieurs mécanismes de verrouillage et sécurité 17 correspondant aux normes en vigueur applicables aux fours micro-ondes de cuisine. De manière avantageuse, le fond la et la paroi latérale 1 b du récipient 1 sont non ajourés (à la différence d'un panier). Selon une importante disposition caractéristique de l'invention, le récipient 1 est logé dans la chambre de cuisson à micro-ondes 3 avec une aptitude de rotation autour d'un axe incliné a-a. L'angle d'inclinaison de cet axe a- a est, par exemple, compris entre 5 et 60 avec la verticale et, de préférence, entre 20 et 45 . L'entraînement en rotation du récipient 1 autour de l'axe incliné a-a, par exemple à une vitesse comprise entre 1 t/mn et 100 t/mn, est réalisé au moyen d'un moteur électrique 10 dont l'arbre de sortie 10a est, par exemple, incliné, de manière identique à l'axe a-a et équipé d'un organe d'entraînement 11 de forme tronconique s'emboîtant dans la cavité ou alésage tronconique 12 correspondant au bossage 1c et accessible en sous-face du récipient 1. Les surfaces en contact de l'organe d'entraînement 11 et de la cavité 12 peuvent être lisses pour permettre un entraînement par friction ou pourvues d'une denture conique pour autoriser un entraînement par engrènement. -9 Cet assemblage conique permet le positionnement amovible aisé du récipient 1 dans l'enceinte à micro-ondes 3 et son retrait tout aussi commode de ladite enceinte. Un ensemble générateur de micro-ondes 13, par exemple constitué d'un magnétron, d'un transformateur, d'un filtre électronique, d'un condensateur, et d'éléments électroniques divers (non représentés) génère les micro-ondes permettant la cuisson des aliments. Le magnétron est fixé sur un guide d'ondes 14 permettant de diriger les micro-ondes O produites à travers une ouverture 15 débouchant dans l'enceinte à micro-ondes 3 et, par conséquent, dans le récipient de cuisson 1. Cette ouverture est protégée des poussières, de la pression et des différentes vapeurs par une surface de séparation 15a transparente aux micro-ondes. Cette surface peut être réalisée par exemple en téflon (marque déposé). La liaison du magnétron à l'enceinte micro-ondes peut également être effectuée par tout autre procédé de couplage du type antenne, par exemple. Le générateur de micro-ondes 13 et le moteur électrique 10 sont, par exemple, alimentés par un câble électrique 18 relié au secteur. L'appareil est muni d'un interrupteur 16 permettant sa mise en marche ou l'arrêt de son fonctionnement. Le corps de l'enceinte à micro-ondes 3, le moteur 10 d'entraînement en rotation du récipient 1, le magnétron 13 et le guide d'ondes 14 sont montés dans 20 un carter 19. Le cuiseur domestique illustré sur les figures 1 à 3, est particulièrement adapté et dimensionné pour frire des aliments en morceaux, tels que des morceaux de pommes de terre en vue d'obtenir des frites. Ces morceaux de pomme de terre peuvent être issus de pommes de terre fraîches découpées par 25 l'utilisateur ou être achetés préparés (frais ou surgelés, crus ou pré-cuits). Le principe de cuisson par micro-ondes résulte de l'agitation des molécules polaires entrant en résonance avec les micro-ondes d'une fréquence comprise entre 300 MHz et 300 GHz et de préférence 2,45 GHz. Cette agitation intermoléculaire est à l'origine de l'échauffement et donc de la cuisson des 30 aliments. -10- Contrairement à la cuisson classique, la cuisson par micro-ondes se fait de l'intérieur de l'aliment vers l'extérieur. Une pression spécifique de vapeur se crée, permettant d'améliorer la cuisson. Le brassage permet d'optimiser les échanges thermiques par convection et conduction, et engendre un mouvement relatif des aliments les uns par rapport aux autres de façon à équilibrer leur réponse aux micro-ondes. D'autre part, dans le cas d'une friture, un autre avantage du brassage, obtenu par la rotation inclinée du récipient 1, autour d'un axe incliné, est qu'il permet l'enduction homogène de matière grasse sur l'ensemble des morceaux d'aliments. Cette couche d'huile externe permet alors d'augmenter la pression de vapeur interne à l'aliment et d'accroître sa rapidité de cuisson. L'huile superficielle étant particulièrement réceptive aux micro-ondes s'échauffe également et suffit à créer la réaction de friture suffisante pour donner l'aspect doré et croustillant alors que l'intérieur chauffé uniquement à la vapeur reste moelleux et sans matières grasses. Ce mode de cuisson sans huile permet d'éviter le bain d'huile tout en conservant les qualités du produit frit. Selon un mode d'utilisation de l'invention, correspondant à une application de friture, les morceaux A d'aliments, par exemple des morceaux de pommes de 20 terre fraîches, sont introduits dans le récipient 1. Dans le cas de la préparation d'une friture, les aliments sont préalablement enduits de matière grasse (huile ou autre corps gras), le brassage desdits aliments participant ensuite à l'homogénéisation de l'enduction. L'utilisateur peut alors déposer une quantité d'huile appropriée ou un 25 morceau de graisse, dans le récipient 1, sans rechercher un étalement particulier. Le couvercle 4 est alors refermé et verrouillé par la (ou les) sécurités 17 normalisées équipant ledit couvercle. -11- Lorsque l'interrupteur 16 est actionné, le magnétron 13 et le moteur 10 sont alimentés en courant du secteur, via le cordon d'alimentation 18, ce qui entraîne la mise en rotation du récipient 1 et la génération d'un champ micro-ondes O. Cette mise en rotation engendre un brassage qui permet la diffusion de la petite quantité d'huile ajoutée et l'enduction homogène des aliments. Dans le cas de l'apport d'un morceau de graisse, c'est la combinaison de la chauffe par les micro-ondes et du brassage qui permet l'enduction des morceaux d'aliments. La faible quantité apportée permet l'utilisation d'huile ou de matière grasse de qualité optimale. Si un rajout de matière grasse ou d'huile s'avérait nécessaire durant la cuisson, il suffit d'ouvrir le couvercle 4, la sécurité 17 stoppant la génération de micro-ondes instantanément, de déposer le complément de matière grasse ou d'huile, puis de refermer le couvercle 4 pour redémarrer la cuisson. Le procédé selon l'invention permet d'obtenir un cycle de chauffe adapté à certaines recettes par programmation. Par exemple, un cycle de chauffe en deux temps, entrecoupé d'un arrêt d'environ 30 secondes, avec une puissance de chauffe plus importante dans la deuxième cuisson permet d'obtenir des frites encore plus savoureuses et de se rapprocher de la recette belge de double friture. La température atteinte est comprise entre 100 C et 200 C, de préférence entre 160 C et 180 C pour des frites. La fin de cycle peut être annoncée par un signal sonore déclenché avec la fin de programme. Le cycle de cuisson est compris entre 1 et 8 minutes suivant les aliments, soit 3 à 5 fois plus rapide que le système de cuisson traditionnel. Par exemple, il suffira d'environ 4 minutes pour 1 kg de frites avec une puissance de 1 kW alors qu'il faut 20 à 30 mn avec un procédé traditionnel. - 12 - La cuisson terminée, le récipient monobloc et amovible 1 peut être utilisé comme plat de service. Une pince de préhension P (de conception bien connue) permet de saisir le récipient 1 (figure 6). Le lavage et l'entretien du récipient 1 et de l'enceinte ou chambre à micro-ondes 3 sont très aisés.5 REVENDICATIONS 1. Procédé de brassage et de cuisson aux micro-ondes de produits alimentaires suivant lequel les aliments à cuire (A) sont placés dans un récipient (1), de préférence non ajouré, logé dans une chambre à micro-ondes (3) communiquant avec un générateur de micro-ondes (13), caractérisé en ce que ledit récipient (1) est mis en rotation autour d'un axe incliné (a-a), durant le processus de cuisson. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le récipient (1) est mis en rotation autour d'un axe incliné (a-a) dont l'inclinaison est comprise entre 10 5 et 60 et, de préférence, entre 20 et 45 , avec la verticale. 3. Procédé suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les aliments à cuire (A) sont placés dans un récipient (1) dont la partie inférieure (2) présente une forme annulaire. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce 15 que le récipient (1) est entraîné en rotation à une vitesse comprise entre 1 t/mn et 100 t/mn. 5. Appareil pour le brassage et la cuisson aux micro-ondes de produits alimentaires (A) comprenant un récipient (1), logé, avec une aptitude de rotation, dans une chambre de cuisson à micro-ondes (3) munie d'un 20 couvercle de fermeture étanche (4) et communiquant avec un générateur de micro-ondes (13), par l'intermédiaire d'un guide d'ondes (14) ou de toute autre structure de couplage de type antenne , caractérisé en ce que ledit récipient est monté tournant autour d'un axe de rotation incliné (a-a). 6. Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que le récipient tournant 25 (1) est logé de manière amovible dans la chambre à micro-ondes (3). 7. Appareil suivant l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que le récipient tournant (1) est non ajouré. 8. Appareil selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que la partie inférieure (2) du récipient (1) présente une forme annulaire.- 14 - 9. Appareil suivant l'une quelconque des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que l'axe de rotation incliné (a-a) du récipient (1) présente une inclinaison comprise entre 5 et 60 et, de préférence, entre 20 et 45 , avec la verticale. 10. Appareil selon l'une quelconque des revendications 5 à 9, caractérisé en ce que l'arbre de sortie (10a) du moteur (10) d'entraînement en rotation du récipient (1) et ledit récipient (1) sont accouplés de manière amovible au moyen d'un assemblage conique, à friction ou à engrènement. io