Brevet FR3117741A1 — publié le 20220624

Un procédé de fabrication d’un objet moulé biodégradable, le procédé comprenant un mélange d’ingrédients et une cuisson de ce mélange afin de former une matière (21) biodégradable, au moins un des ingrédients étant issu de l’industrie céréalière et la matière étant un produit ou coproduit issu de l’industrie de la panification ou de l’industrie de la biscuiterie, le procédé comprend également une disposition de la matière dans un moule (10), un pressage de la matière par une empreinte (13) du moule, une chauffe de la matière pendant le pressage et un retrait de l’objet du moule. Figure pour l’abrégé : FIGURE 1 Procédé de fabrication d’un objet moulé biodégradable L’invention a trait à la fabrication d’objets moulés biodégradables, tels que de la vaisselle jetable, et plus particulièrement à la fabrication de tels objets à partir de rebus ou de coproduits d’aliments transformés et cuits, non vendables pour la consommation en l’état. La préparation d’aliments crée, la plupart du temps, des aliments non vendables, par exemple pour des raisons esthétiques et/ou gustatives. Cependant, ces aliments non vendus sont généralement comestibles. Il est donc important, par exemple pour des raisons économiques et/ou de non gaspillage alimentaire, de revaloriser ces aliments. Aujourd’hui, ces aliments ou coproduits non vendus résultant de la transformation de matières premières, lorsqu’ils sont à l’origine prévus pour la consommation humaine, sont par exemple revalorisés en aliments pour animaux. Par ailleurs, la dynamique actuelle pousse à réduire l’utilisation du plastique pour la fabrication de certains objets, tels que de la vaisselle jetable, afin d’opter pour des matériaux biodégradables ou biosourcés. Ainsi, le document EP 2 900 872 décrit un procédé de fabrication d’objets moulés biodégradables, tels que de la vaisselle jetable, à partir d’une matière composée d’un mélange à base de son de blé. Le procédé comprend le mélange du son avec différents ingrédients, une disposition de la matière obtenue par le mélange dans un moule et une fermeture du moule. Le procédé décrit comprend ensuite une augmentation très importante de la pression à l’intérieur du moule, entre 1MPa et 10MPa, et une augmentation de la température à l’intérieur du moule puis une dépressurisation de l’intérieur du moule. Ces étapes d’augmentation de la température et de la pression à l’intérieur du moule puis de dépressurisation sont, de préférence, répétées. Enfin, le moule est ouvert afin de sortir l’objet moulé du moule. Le procédé décrit dans le document EP 2 900 872 se présente comme une amélioration de procédés connus, ces procédés connus utilisant également comme matière un mélange à base de son de blé, ayant pour avantage l’obtention d’un objet moulé présentant des caractéristiques prévisibles et la réduction des fissures dans l’objet moulé. Cependant, le procédé décrit dans ce document est restreint à l’utilisation d’une matière composée d’un mélange à base de son de blé. De plus, un tel procédé requiert un moule complexe permettant de créer une pression très importante à l’intérieur du moule et permettant de dépressuriser l’intérieur du moule avant son ouverture. L’objectif de l’invention est de proposer un procédé de fabrication d’un objet moulé à partir d’aliments ou de coproduits transformés et cuits et permettant de simplifier les outils utilisés afin de réduire les coûts d’achat et de maintenance. A cet effet, il est proposé, en premier lieu, un procédé de fabrication d’un objet moulé biodégradable, le procédé comprenant un mélange d’ingrédients et une cuisson de ce mélange afin de former une matière biodégradable, au moins un des ingrédients étant issu de l’industrie céréalière et la matière étant un produit ou coproduit issu de l’industrie de la panification ou de l’industrie de la biscuiterie, le procédé comprend également une disposition de la matière dans un moule, un pressage de la matière par une empreinte du moule, une chauffe de la matière pendant le pressage et un retrait de l’objet du moule. Un tel procédé permet le choix d’une matière appartenant à une catégorie relativement large afin de fabriquer un objet biodégradable tout en simplifiant les outils utilisés dans l’art antérieur et en permettant d’utiliser des paramètres de procédé moins précis que dans l’art antérieur. Ce procédé a donc des avantages très importants en terme économique. Diverses caractéristiques supplémentaires peuvent être prévues, seules ou en combinaison : - la matière comprend de l’amidon permettant entre autre d’améliorer l’agglomération de la matière ; - la matière est un rebus d’au moins un aliment diminuant les pertes dans la production de cet aliment ; - le procédé comprend, au cours du pressage, un écoulement libre d’un gaz libéré par la matière entre l’empreinte et un environnement extérieur au moule évitant une libération trop abrupte augmentant le risque de fissure dans l’objet moulé ou l’utilisation d’un moule complexe limitant ces fissures mais augmentant le coût de production ; - les gaz libérés comprennent de la vapeur d’eau ; - le procédé comprend, après cuisson du mélange et avant disposition de la matière dans le moule, un broyage de la matière facilitant la répartition de la matière dans l’empreinte du moule ; - le broyage broie la matière en des morceaux dont la taille est comprise entre environ 5 millimètres et 2 centimètres ; - le procédé comprend, avant pressage de la matière, un ajout d’eau à la matière ; - le procédé comprend, après cuisson du mélange et avant disposition de la matière dans le moule, une découpe de croûtes d’au moins un pain de mie obtenu par la cuisson, la matière disposée dans le moule comprenant ces croûtes ; - le pressage et la chauffe de la matière sont réalisés pendant une durée comprise entre 1 minute et 2 minutes à une température comprise entre 200 degrés Celsius et 250 degrés Celsius ; - le procédé comprend, après retrait de l’objet du moule, une couverture de l’objet par un film protecteur contre les liquides. Il est proposé, en second lieu, une vaisselle biodégradable obtenue par un procédé de fabrication tel que précédemment décrit. L’invention sera mieux comprise, et d’autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement dans la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins annexés donnés uniquement à titre d’exemple illustrant plusieurs modes de réalisation de l’invention et dans lesquels : - la est une vue schématique en section d’un moule et d’une matière disposée dans le moule ; - La est une vue schématique en section du moule et de la matière, le moule étant fermé et donnant une forme prédéfinie à la matière ; - La est une vue schématique en section du moule et de la matière, le moule étant ouvert et la matière formant un objet moulé ; - La est un diagramme représentant les étapes de différents modes de réalisation d’un procédé de fabrication d’un objet moulé biodégradable. La représente schématiquement en section un moule 10 dans lequel est disposée une matière 21. Selon le mode de réalisation représenté, le moule 10 comprend une première partie 11 et une deuxième partie 12 aptes à se rapprocher l’une de l’autre. Chaque partie 11, 12 comprend une portion d’une empreinte 13 dans laquelle est disposée la matière 21. Sur la est illustré un rapprochement E7 des parties 11, 12 du moule 10. Selon le mode de réalisation représenté, le moule 10 comprend un moyen 14 de chauffe de l’empreinte 13. La matière 21 est un aliment transformé et cuit obtenu par un mélange de différents ingrédients. Au moins un des ingrédients mélangés est, de préférence, issu de l’industrie céréalière. L’industrie céréalière comprend, par exemple, les moulins. La matière 21 est, par exemple, un produit ou coproduit de la famille du pain ou des biscuits fabriqué par l’industrie de la panification ou par l’industrie de la biscuiterie. L’industrie de la panification fabriquant, par exemple, du pain de mie ou des biscottes. L’industrie de la biscuiterie fabricant des biscuits. La matière 21 est, avantageusement, un rebus d’un produit alimentaire. Cela a un avantage économique et écologique. Selon un mode de réalisation, la matière 21 est un produit de l’industrie agroalimentaire. Selon un mode de réalisation, la matière comprend de l’amidon. Selon un mode de réalisation, un des ingrédients composant la matière 21 est une farine d’une céréale. La matière 21 est, de préférence, biodégradable. La matière 21 est, par exemple, compostable. La matière 21 est par exemple de la croûte de pain de mie, de la biscotte, du biscuit ou encore un mélange de plusieurs aliments. Ces 3 types de produits (pain de mie, biscuit et biscotte) sont composés essentiellement de farine de blé (environ 50 à 95-97 % pour 100 g de produit fini). Ils diffèrent principalement par leurs valeurs nutritionnelles et le pourcentage d’humidité qu’ils contiennent. En effet, une biscotte possède généralement un très faible taux de matière grasse et de sucre. Un pain de mie et un biscuit sont, quant à eux, généralement plus riches en matière grasse et en sucre. Un pain de mie a un pourcentage d’humidité nettement plus important que celui d’une biscotte puisque cette dernière subit, selon un mode de réalisation, 2 étapes de cuisson alors que le pain de mie n’en subit qu’une seule. Le biscuit possède généralement un taux d’humidité légèrement supérieur à la biscotte. Comme illustré sur la , les parties 11, 12 du moule 10 sont positionnées dans une position rapprochée l’une de l’autre dans laquelle le moule est suffisamment fermé pour maintenir au moins en partie la matière 21 dans le moule 10. L’empreinte 13 donne une forme prédéfinie à la matière 21. Selon le mode de réalisation représenté, cette forme permet la fabrication d’une assiette. Selon des modes de réalisation différents, cette forme permet plus généralement la fabrication de vaisselle comme, par exemple, un bol, un verre, un couvert ou un plateau. Sur la est représenté, un pressage E81 de la matière 21 à une pression P, une chauffe E82 de la matière 21 et un écoulement E83 de gaz 30 généré par la matière 21 vers l’extérieur du moule 10. La illustre un écartement E9 des parties 11, 12 du moule 10 l’une par rapport à l’autre et un retrait E10 d’un objet 22 du moule 10 obtenu à partir de la matière 21. Comme illustré sur la , selon un mode de réalisation de l’invention, un procédé de fabrication de l’objet 22 comprend un mélange E1 d’ingrédient et une cuisson E2 de ces ingrédients mélangés. Selon un mode de réalisation, le procédé comprend également un broyage E4 de la matière 21 après ou avant cuisson E2. Le broyage E4 crée, par exemple, des morceaux d’environ 2 mm à 2 cm lorsque la matière 21 est de la croûte de pain de mie, de la biscotte et/ou du biscuit. Le procédé comprend une disposition E6 de la matière 21 dans le moule 10. Selon un mode de réalisation, le procédé comprend, entre la cuisson E2 et la disposition E6 un repos de la matière 21 par exemple de plusieurs heures ou de plusieurs jours. Le procédé comprend une fermeture E7 du moule. La fermeture E7 est par exemple réalisée par rapprochement des parties 11, 12 du moule 10. Une fois le moule 10 fermé, la matière 21 épouse, de préférence, la forme de l’empreinte 13 du moule 10. La fermeture E7 et la forme de l’empreinte 13 permettent de maintenir au moins une portion de la matière 21 dans le moule 10. Le procédé comprend un pressage E81 et une chauffe E82 de la matière 21 disposée dans le moule 10 fermé. Selon un mode de réalisation, le pressage E81 et la fermeture E7 du moule sont sensiblement concomitants. Le procédé comprend, pendant le pressage E81 et pendant la chauffe E82, un écoulement E83 libre de gaz 30 libéré par la matière 21. Selon un mode de réalisation, un des gaz 30 est de la vapeur d’eau. Ces étapes de pressage E81, de chauffe E82 et d’écoulement E83 de gaz 30 permettent à la matière 21 de garder sensiblement la forme donnée par l’empreinte 13 afin d’obtenir un objet 22 moulé. Le procédé comprend ensuite une ouverture E9 du moule 10 et un retrait E10 de l’objet 22 du moule 10. Selon un mode de réalisation, le procédé comprend, après cuisson E2 du mélange d’ingrédients, une découpe E3 d’une portion du produit, cette portion étant, au moins en partie, la matière 21 disposée dans le moule 10. Selon un mode de réalisation, le procédé comprend, avant disposition E6 de la matière 21 dans le moule 10, un mélange E5 de la matière 21 avec un liquide. Le liquide est par exemple de l’eau. Selon un mode de réalisation, le procédé comprend, après retrait E10 de l’objet 22 du moule 10, une couverture E11 de l’objet 22 par un film protecteur contre l’humidité. Ce film est, par exemple, avantageux lorsque l’objet 22 est destiné à contenir un liquide, comme un verre ou une assiette à soupe. Selon un mode de réalisation, le film est organique et biodégradable. Le film est, par exemple, une solution alimentaire filmogène (non plastique). Le tableau 1 ci-dessous regroupe des résultats d’essais de fabrication de vaisselle biodégradable à partir de différentes matières 21 et suivant différents protocoles. Le tableau 2 ci-dessous indique le résultat obtenu pour chacun de ces essais. L’outil utilisé pour réaliser les essais indiqués dans ces tableaux est une machine pour la fabrication de pâtes pour tartelettes dénommée Tartelette Satellite de la marque Spiral. Le pressage E81 et la chauffe E82 de la matière 21 sont réalisés en une seule fois. N° de l’essai Matière utilisée Temps entre cuisson et disposition de la matière dans le moule Taille maximale du broyat Température de chauffe de la matière Temps de pressage et chauffage 1 croute de pain de mie nature 5 h 8 mm 200°C 1 min 2 croute de pain de mie nature 5 h 5 mm 230°C 2 min 3 croute de pain de mie complet 5 h 5 mm 230°C 2 min 4 croûte de pain de mie nature 24h 2 cm 230°C 2 min 5 croûte de pain de mie nature après séchage au four pendant 15 min à 180°C 24h 2 cm 230°C 2 min 6 croute de pain de mie nature 24 h 5 mm 230°C 2 min 7 croute de pain de mie nature 48 h 5 mm 230°C 2 min 8 croute de pain de mie nature 72 h 5 mm 230°C 2 min 9 croute de pain de mie complet 72 h 5 mm 230°C 2 min 10 croute de pain de mie nature 72 h 5 mm 250°C 1 min 11 croute de pain de mie nature 72 h 5 mm 250°C 1 min 30 s 12 croute de pain de mie nature 6 mois 5 mm 230°C 2 min 13 croute de pain de mie nature 6 mois 2 mm 230°C 2 min 14 croute de pain de mie nature 6 mois 3 mm 230°C 2 min 15 biscuit de type 1 5 mois 5 mm 230°C 2 min 16 biscuit de type 1 6 mois 2 cm 230°C 2 min 17 biscuit de type 2 5 mois 2 cm 230°C 2 min 18 biscuit de type 3 7 mois 2 cm 230°C 2 min 19 biscotte 1 mois 2 cm 230°C 2 min 20 biscotte 1 mois 5 mm 230°C 2 min N° de l’essai Appréciation générale Commentaires 1 - Objet mal formé, très fragile, friable, de couleur beige claire 2 ++++ Objet bien formé, bonne consistance, bonne résistance à la casse, couleur beige foncé, bords de l’objet plus fragile que le reste 3 ++++ Objet bien formé, bonne consistance, bonne résistance à la casse, couleur beige foncé, bords de l’objet plus fragile que le reste 4 ++++ objet bien formé, bonne consistance, bonne résistance à la casse, couleur beige foncé 5 + objet plus coloré que celui de l’essai n°4, marron foncé, plus friable que l’objet de l’essai n°4, fond assez friable, bords friables 6 ++++ Objet bien formé, bonne consistance, bonne résistance à la casse, couleur beige foncé 7 ++++ Objet bien formé, bonne consistance, bonne résistance à la casse, couleur beige foncé (idem 24h) 8 ++++ Objet bien formé, bonne consistance, bonne résistance à la casse, couleur beige foncé 9 ++++ Objet bien formé, bonne consistance, bonne résistance à la casse, couleur beige foncé (marron) plus marquée qu’avec la croûte de pain de mie nature 10 - Objet fragile, cassant 11 ++++ Objet bien formé, bonne consistance, bonne résistance à la casse, couleur beige foncé (idem 24h et 48h) 12 - Objet très fragile, s'émiettant, très mauvaise résistance à la casse 13 - Objet très fragile encore plus fragile qu’avec une taille de broyats maximale de 5 mm, s'émiette, très mauvaise résistance à la casse, se brise assez facilement 14 + Objet légèrement friable mais s’émiette moins que l’objet de l’essai n°13, résistance convenable 15 - En sortie de moule, objet très fragile, mauvaise tenue, facilement déformable. Après refroidissement, objet plus dur et très cassant 16 +++ objet très bien formée, assez déformable au départ puis très résistante, plus de difficulté pour se séparer du support haut. Fond de la coupole fissurée 17 ++ objet plus coloré, marron foncé, plus friable qu'avec de la croute de pain de mie, fond de l’objet résistant mais bords friables 18 +++ objet très bien formé, assez déformable au départ puis très résistant. Très résistant après le refroidissement. 19 ++ Objet plus coloré, marron foncé, plus friable qu'avec de la croute de pain de mie mais plus de résistance qu’en utilisant le biscuit. Fond de l’objet résistant, bords friables. 20 ++ Objet plus coloré, marron foncé, plus friable qu'avec de la croute de pain de mie mais plus de résistance qu’en utilisant le biscuit. Fond de l’objet résistant, bords friables. Les résultats d’essais montrent que le procédé de fabrication de vaisselle biodégradable décrit est très performant puisqu’il permet d’obtenir un objet 22 résistant et correspondant à l’utilisation prévue pour cet objet 22. Par ailleurs, nous remarquons également une variation des paramètres du procédé nous permettant d’obtenir des résultats satisfaisants sans requérir une précision extrême dans le réglage des paramètres du procédé. Il est par exemple possible d’utiliser aussi bien du pain de mie nature que du complet que de la biscotte ou encore que différents types de biscuits de les laisser reposer 24 heures à 72 heures (voir plus) tout en obtenant un objet 22 moulé apte conserver une très bonne tenue même après passage dans un four micro-onde ou dans un four à 220°C avec de la compote ou de la soupe durant 30 secondes. Le procédé de fabrication de l’objet 22 moulé à partir d’aliments transformés et cuits décrit ci-dessus permet ainsi de simplifier les outils utilisés dans l’art antérieur tout en permettant d’utiliser une matière 21 variée et des paramètres de procédé moins précis. Procédé de fabrication d’un objet (22) moulé biodégradable, le procédé comprenant un mélange d’ingrédients et une cuisson (E2) de ce mélange afin de former une matière (21) biodégradable, au moins un des ingrédients étant issu de l’industrie céréalière et la matière (21) étant un produit ou coproduit issu de l’industrie de la panification ou de l’industrie de la biscuiterie, le procédé comprend également une disposition (E6) de la matière (21) dans un moule (10), un pressage (E81) de la matière (21) par une empreinte (13) du moule (10), une chauffe (E82) de la matière (21) pendant le pressage (E81) et un retrait (E10) de l’objet (22) du moule (10). Procédé de fabrication selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la matière comprend de l’amidon. Procédé de fabrication selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la matière est un rebus d’au moins un aliment. Procédé de fabrication selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend, au cours du pressage (E81), un écoulement (E83) libre d’un gaz (30) libéré par la matière (21) entre l’empreinte (13) et un environnement extérieur au moule (10). Procédé de fabrication selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l’écoulement (E83) libre comprend un sous-écoulement de vapeur d’eau. Procédé de fabrication selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend, après cuisson (E2) du mélange et avant disposition (E6) de la matière (21) dans le moule (10), un broyage (E4) de la matière (21). Procédé de fabrication selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le broyage (E4) broie la matière (21) en des morceaux dont la taille est comprise entre environ 3 millimètres et 2 centimètres. Procédé de fabrication selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend, avant pressage (E81) de la matière, un ajout (E5) d’eau à la matière (21). Procédé de fabrication selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend, après cuisson (E2) du mélange et avant disposition (E6) de la matière (21) dans le moule (10), une découpe (E3) de croûtes d’au moins un pain de mie obtenu par la cuisson (E2), la matière (21) disposée dans le moule (10) comprenant ces croûtes. Procédé de fabrication selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le pressage (E81) et la chauffe (E82) de la matière (21) sont réalisés pendant une durée comprise entre 1 minute et 2 minutes à une température comprise entre 200 degrés Celsius et 250 degrés Celsius. Procédé de fabrication selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend, après retrait (E10) de l’objet (22) du moule (10), une couverture (E9) de l’objet (22) par un film protecteur contre les liquides. Vaisselle (22) biodégradable obtenue par un procédé de fabrication selon l’une quelconque des revendications précédentes.