Note : Les descriptions sont présentées dans la langue officielle dans laquelle elles ont été soumises.
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WO 98/37735 PCT/FR98/00326
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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 à partir d'une pâte constituée de farine et
d'eau
sans agent levant.
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.
Le brevet WO 95/04445 décrit un four qui comprend un élément chauffant
et une pompe pour réduire la pression dans le but de réduire la chaleur de
cuisson, ce qui a pour effet de ne pas détériorer les aliments.
L'eau nécessaire à la cuisson est contenue dans un bac à la base du four, par
effet du vide la température de vaporisation de cette eau est abaissée selon
le
principe de la loi de Mariotte.
Le brevet européen 0 586 035 A2 déprit un four qui comporte un élément
chauffant et une pompe à vide dans lequel le vide est utilisé pour faire
évaporer
l'humidité contenue dans des produits panifiés. Ces produits contiennent des
agents levants qui font la pousse de la pâte.
Dans le cas de pâte réalisée au moment de la cuisson, ou très peu de
temps avant, pour être cuite dans des machines automatisées, à partir de
Josette contenant l'eau et la pâte, il n'est pas possible d'utiliser des
agents
levants dont l'action nécessite un certain temps.
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
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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 faire lever
la pâte
par évaporation de l'eau, cette eau étant contenue en plus grande quantité
dans
la 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 ; la cuisson se faisant conjointement à la levée de la pâte par
évaporation de l'eau qui en se dilatant fait lever~la pâte.
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, 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
sur
laquelle sont disposés les aliments destinés à être cuits, un moyen au moins
de
cuisson de ces aliments, généralement placé en partie supérieure du four,
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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, ledit four comprenant un système de dépression
essentiellement caractérisé en ce que le four fonctionne par
- l'utilisation de vide partiel continu pendant toute la durée de la
cuisson pour provoquer la levée immédiate de la pâte par gonflement et
conjointement par le mëme moyen, l'abaissement du point de vaporisation de
l'eau contenu dans la pâte, le vide réalisant une aspiration de l'air saturé
en
eau, la proportion d'eau dans la pâte étant plus importante que la normale et
la
pâte ne comportant pas d'agents levants ;
- et l'utilisation d'un et/ou plusieurs moyens de cuisson, par
exemple micro-ondes et infrarouges, utilisés séparément ou simultanément ou
~5 successivement conjointement au vide, 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 combinaison 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.
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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-mëme une sole porte pâte à cuire.
Grâce à cette disposition, l'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 et permet de
positionner la pâte à la hauteur souhaitée par rapport à l'élément chauffant..
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
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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
5 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 tes
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 et permet de positionner la pâte à la hauteur
3o souhaitée par rapport à l'élément chauffant, 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 tour
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 (a
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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 micro-ondes, 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 ie 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 micro-ondes 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 fe 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.
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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.
Les dispositifs de cuisson peuvent également être soit par infrarouge soit
par micro-onde.
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
2o 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.
La pâte est une pâte de type à pain sans agent levant, comportant 50
plus ou moins 5 % d'eau, la normale est de 33 % d'eau ; cette pâte est
fabriquée
à l'instant ou très peu de temps avant la cuisson, l'eau et la farine étant
mélangées au moment. Lorsque la pâte est enfournée dans l'enceinte chauffée
du four, on fait lever la pâte pendant la dépression en continuant à pomper ;
on
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maintient 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 préssion revient à zéro à l'intérieur du four et on peut
ouvrir ceiui
ci : pâte levée et cuite.
La pâte est levée par l'évaporation de l'eau par le vide qui diminue la
température de vaporisation et diminue la température de cuisson.
La vaporisation de l'eau qui gonfle sous l'effet de la basse pression
génère des bulles emprisonnées dans la pâte qui la fait gonfler.
L'effet du vide permet de vaporiser une plus grande quantité d'eau et
avec l'invention on peut donc lever et cuire des pâtes à consistance liquide
ou
semi-liquide.
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 ia 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
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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 d~e 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 !'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, ie 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 etlou
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 auquel
correspond une rainure ou un creux de la sole et le plateau chauffant présente
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une découpe en creux 28 (figure 6) permettant de rendre la sole, qui dépasse
au-delà de cette découpe directement préhensible sans toucher fe 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
5 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.
