EP1420882A1 - Convertisseur catalytique pour appareils de cuisson d'aliments - Google Patents

Convertisseur catalytique pour appareils de cuisson d'aliments

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Publication number
EP1420882A1
EP1420882A1 EP02796328A EP02796328A EP1420882A1 EP 1420882 A1 EP1420882 A1 EP 1420882A1 EP 02796328 A EP02796328 A EP 02796328A EP 02796328 A EP02796328 A EP 02796328A EP 1420882 A1 EP1420882 A1 EP 1420882A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cooking
intermediate layer
converter
base substrate
catalytic
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP02796328A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Jean-Marc Payen
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SEB SA
Original Assignee
SEB SA
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Filing date
Publication date
Application filed by SEB SA filed Critical SEB SA
Publication of EP1420882A1 publication Critical patent/EP1420882A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/14—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
    • B01D39/20—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of inorganic material, e.g. asbestos paper, metallic filtering material of non-woven wires
    • B01D39/2027—Metallic material
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47J—KITCHEN EQUIPMENT; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; APPARATUS FOR MAKING BEVERAGES
    • A47J36/00—Parts, details or accessories of cooking-vessels
    • A47J36/38—Parts, details or accessories of cooking-vessels for withdrawing or condensing cooking vapors from cooking utensils
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/14—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
    • B01D39/20—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of inorganic material, e.g. asbestos paper, metallic filtering material of non-woven wires
    • B01D39/2068—Other inorganic materials, e.g. ceramics
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/54—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
    • B01J23/56—Platinum group metals
    • B01J23/63—Platinum group metals with rare earths or actinides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/50—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their shape or configuration
    • B01J35/56—Foraminous structures having flow-through passages or channels, e.g. grids or three-dimensional [3D] monoliths
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S55/00—Gas separation
    • Y10S55/36—Kitchen hoods

Definitions

  • the present invention relates to the general technical field of catalytic converters enabling the treatment of odorous fluids to make them odorless, the present invention more particularly relating to catalytic converters intended to treat cooking odors, in particular fried odors, resulting from cooking food in a household food cooking appliance.
  • the present invention relates to a catalytic converter intended to be integrated in a food cooking appliance, of the fryer type, for treating, during a cooking cycle in a closed atmosphere and without external oxygen supply, the odors of the flow. cooking before the discharge to the outside of said stream.
  • One of the first known processing means obviously consists in cooking the food in a closed atmosphere by making a sufficiently tight junction between the tank and the cover of the appliance.
  • activated carbon filters must be changed frequently in the cooking appliance, which constitutes an additional constraint in the design of the appliance, since it is imperative to plan to design a mounting system and disassembly of the activated carbon filter. Furthermore, it can be seen that the user frequently forgets to change the activated carbon filter, such an operation being moreover perceived as a constraint. All of these factors combine to make the use of activated carbon filters ineffective for the treatment of cooking odors. In addition, they are not absolutely and universally effective while leaving visible the treated flow then rejected and out of the device. There is also known a fryer odor treatment system which consists in condensing the cooking vapors in a condensing system mounted in the appliance.
  • catalytic converters mounted in the lid of a fryer to ensure the treatment of cooking odors.
  • the use of catalytic converters avoids any specific manipulation in comparison with systems including activated carbon filters or condensing systems, since the catalyst is permanently installed in the device and therefore forms a permanent odor treatment unit.
  • the design of a catalytic converter intended to be integrated into a food cooking appliance is made particularly delicate because of the need to keep the cooking appliance completely closed during a cooking cycle, which implies that no input external oxygen does not take place during a complete cooking cycle, which therefore takes place in an atmosphere which is substantially closed, except for leaks.
  • the catalytic converter must be designed in such a way that the vapors resulting from the cooking flow can pass freely through the converter, without, however, excessive passage speeds, in order precisely to ensure a good treatment of vapors in the active part of the catalyst itself.
  • the object assigned to the invention therefore aims to remedy the various drawbacks of the prior art mentioned above and to to meet the needs also mentioned previously, and to propose a new catalytic converter intended to be integrated in a food cooking appliance, to treat, without external oxygen supply, the odors of the cooking flow before their rejection towards the outside , said converter being of good efficiency while being of a size suitable for its application, and of a reduced cost.
  • Another object of the invention is to propose a new catalytic converter which is of high efficiency and which makes it possible to ensure optimal contact between the flow to be treated and the active parts of the converter.
  • Another object of the invention is to propose a new catalytic converter which is effective for a substantial service life, in particular for a domestic fryer.
  • a catalytic converter intended to be integrated into a food cooking appliance for processing, during a cooking cycle in a closed atmosphere and without external input of oxygen, the odors of the cooking flow before the discharge to the outside of said flow
  • said converter comprising a base substrate provided with perforations for the passage of the cooking flow to be treated, said substrate being coated with an intermediate layer having a large surface area, itself provided with a surface component formed of an inorganic solution based on precious metals to form the catalytic active layer of the converter, characterized in that the intermediate layer comprises alumina and cerine for forming an intermediate layer with a surface area at least equal to 150 m 2 / g, the addition of alumina / cerine to the base substrate being between 30 and 35 g / m 2 of which 1 5 to 20 g / m 2 of cerine.
  • FIG. 1 illustrates, in a general perspective view, a food cooking appliance according to the invention, in this case a fryer incorporating a catalytic converter according to the invention.
  • FIG. 2 illustrates, in a partial sectional view taken along a cross section, an embodiment of a catalytic converter according to the invention.
  • FIG. 3 shows a comparative graph from practical tests illustrating the efficiency of the catalytic converter according to the invention.
  • FIG. 4 shows a comparative graph from practical tests illustrating the influence of platinum deposition on the efficiency of a catalytic converter according to the invention.
  • FIG. 5 illustrates, in a schematic view in cross section, an embodiment of a catalytic converter according to the invention.
  • the food cooking appliance according to the invention and described is constituted by a fryer intended for and designed for the production of fried foods of all kinds in fat, such as an oil bath for example.
  • a fryer intended for and designed for the production of fried foods of all kinds in fat, such as an oil bath for example.
  • the term food cooking appliance covers all household food cooking appliances capable of cooking food, the application to fryers of the fryer type being only a preferred application, the invention which can obviously also be applied to other applications such as rice cookers or multipurpose cookers, from the moment when these cooking appliances implement cooking in a cooking fluid contained in a closed enclosure that is substantially sealed .
  • the food cooking appliance illustrated in FIGS. 1 and 2 in this case an electric fryer, comprises a base 1 intended to form the base of the appliance and intended to rest on a surface or a support.
  • the base 1 is generally secured to an external skirt 2 or attached to the latter, which is made for example of metallic material or of plastic material resistant to heat and forming the external envelope of the fryer.
  • the outer skirt 2 is nevertheless conventionally made of an inexpensive plastic material that is not very resistant to heat such as polypropylene, not resistant to the thermal energy dissipated continuously by the high-temperature heating element or elements conventionally used in electric fryers, and generally arranged at the bottom close to the base 1.
  • the device's heating means may be internal to the device and conventionally composed of shielded elements or equivalent elements, also conventionally connected to an electrical connection block (not shown) and electrical wiring to connect the device to the network.
  • the cooking appliance according to the invention will be provided with all of the electrical and electronic safety means such as temperature sensors, fuses, etc., required for the design of these devices. These elements being well known to those skilled in the art, they will therefore not be described in more detail in the following description.
  • the heating means can also be external to the device and separate or separable from the latter.
  • the fryer will have a cover 7 removably mounted, articulated relative to the main body of the fryer and intended to close, in a substantially sealed manner, for example by means of seals (not shown in the figures ), said main body during cooking.
  • the cover 7 may be provided on its upper face 8 with a window 9 for monitoring the progress of cooking or frying during the cooking cycle, and when the cover is closed on the main body.
  • the cooking of food in a closed environment in a cooking fluid generates the production of characteristic and often unpleasant odors resulting from the chemical reactions linked to the cooking proper, and in particular to the emission of volatile organic substances.
  • the appliance for cooking food in a closed atmosphere therefore comprises a tank (not shown), a cover 8 and internal or external means for heating the appliance for cooking. It further comprises a thermal treatment system for cooking odors, namely a catalyst sub-assembly 10, to ensure the treatment of odors from the cooking flow before they are discharged to the outside of the appliance.
  • the catalyst sub-assembly 10 comprises at least one heating element 11, the appliance further comprising means for regulating the temperature of said heating elements 11, said regulating means being arranged to sense the temperature of the cooking zone.
  • the catalyst sub-assembly 10 is formed by a housing 15, which is mounted and integrated in the cover 8 of the device.
  • the housing 15 contains a catalytic cell or catalytic converter 16 forming the upper part of the housing 15 and extending in the vicinity of the external face of the cover 8.
  • the housing 15 also contains the heating elements 11 which extend in the vicinity and under the catalytic converter 16 for heating it by radiation, without the appearance of hot spots.
  • the housing 15 is provided with inlet orifices 17 for the cooking flow to be treated, said orifices 17 being for example formed through a lower plate 18 made of stainless steel of said housing 15 located substantially in line with the cooking vessel, the elements of heater 11 being interposed between the orifices 17 and the catalytic cell 16, and arranged substantially in line with said orifices 17.
  • the heating elements 11 are formed by an electrical resistance in a coil or in a helix for example.
  • the heating elements 11 will have a maximum thermal load at most equal to 3 w / cm 2 , and preferably less than or equal to 2.5 w / cm 2 . This makes it possible to obtain a maximum temperature of the order of 600 ° C. in treatment, which avoids overheating and makes it possible to maintain homogeneity in the treatment of the vapors.
  • the heating elements 11 are connected to an electrical circuit comprising a switch 20, such as a microswitch associated with the position of the cover 8, so that the switch 20 cuts the power supply to the heating elements 11 as soon as the cover is opened or removed.
  • a switch 20 such as a microswitch associated with the position of the cover 8
  • the safety of use of the appliance can be increased by mounting an ambient safety thermostat 25 in the appliance in the vicinity of the catalyst 10.
  • a counterplate 26 can be integrated under the housing 15 and at a distance from the latter to provide a thermal brake and protect the plastic structure of the cover 8 in the event of temporary overheating.
  • the catalytic cell 16 may be made of material of the cordierite, ceramic or Zirconia Nullity type with standard calibrated holes of 100 or 400 CPSI (15.52 or 62.09 cells / cm 2 ) or of foam type in the supports 20 PPI (196.85 g / cm) for example, such as those of the company SICAT. It is also possible to envisage using silicon carbide foams.
  • the surface area of the catalytic cell 16 is calculated so as to avoid pressure drops and so as to have an acceptable transit vapor speed.
  • the base surface of the catalytic cell 16 could be 4,000 mm 2 for a height of at least about 30 mm with calibrated holes of 200 or 400 CPSI (15.52 or 62.09 cells / cm 2 ).
  • the catalytic cell may have a base surface of the order of 8,000 mm 2 with a reduced height of 12 mm for holes calibrated with 200 or 400 CPSI (15.52 or 62, 09 cells / cm 2 ).
  • the cooking vapors are directed towards the inlet E of the catalyst 10 so as to penetrate into the orifices 17 after being distributed in an inlet channel situated under and along the said orifices. admission 17.
  • the cooking flow is then preheated or heated by passing over the heating elements 11, then is treated by catalysis by passing through and in the catalytic cell or catalytic converter 16 before escaping and being discharged outside of the fryer, preferably backwards through outlet S.
  • the catalytic converter 16 is intended to be integrated in a food cooking appliance, in this case preferably a fryer, for treating, during a cooking cycle in a closed atmosphere and without external oxygen supply. , the odors of the cooking flow before the discharge to the outside of said flow.
  • the catalytic converter 16 used operates in a known manner on the basis of catalytic reactions involving complete oxidation reactions, allowing the oxygen in the air to react on the active surface of the converter with the odorous substances, in order to obtain odorless transformed elementary substances.
  • the general principle of catalysis is therefore to maintain the catalytic converter at very high temperature, so that the cooking flows, in this case the fried fumes in the case of a fryer, react on the catalyst to transform into dioxide. carbon and water vapor.
  • the catalytic converter 16 (FIG. 5) comprises a base substrate 30 provided with perforations 31 for the passage of the cooking flow to be treated before being discharged outside the appliance, said substrate 30 being coated with an intermediate layer 32 having a large surface area, itself provided with a surface component 33 therefore constituting the surface area for exchange of the catalyst, said component being formed of an inorganic solution based on metals valuable for forming the active catalytic outer layer of the converter 16.
  • the intermediate layer 32 comprises alumina (aluminum) and cerine (cerium) to form an intermediate layer 32 whose surface area is at least equal to 150 m 2 / g.
  • cerine is to compensate for the lack of oxygen during the cooking cycle, and thus allows a permanent catalysis reaction to be obtained, while the minimum surface area (150 m 2 / g of intermediate layer) makes it possible to maximize the dispersion of the cooking flows through the converter and optimize the treatment efficiency, while obtaining a long service life of the converter.
  • the concentration and the contribution of alumina / cerine will be important in comparison with the applications.
  • conventional catalysts for example in exhaust pipes.
  • the cerine / alumina ratio will be between 1 and 1.50 and preferably of the order of 1.33, the intake limit being the appearance of a sticky structure of the intermediate layer capable of clogging the pores and therefore reducing the treatment efficiency.
  • the surface area of the base substrate 30 must also respect a minimum surface area.
  • the base substrate 30 has a minimum surface area of at least 0.0034 m 2 / liters of treated water vapor per minute.
  • catalytic converter 16 corresponds, for example for a fryer having to process a quantity of potato of the order of 1 to 1.25 kg with a heating power of 2000 Watts, to the following criteria:
  • the surface area of the substrate is base calculated on 2,500 perforations in total is of the order of 0.196 m 2 (approximately 0.2 m 2 ).
  • a catalytic converter sized this way has been found to give excellent results.
  • the base substrate 30 has between 190 and 400 perforations 31 per square inch (PSI) (29.49 and 62.09 perforations / cm 2 ), and preferably about 200 perforations PSI (31, 04 perforations / cm 2 ).
  • PSI per square inch
  • the substrate 30 is a monolithic material with a honeycomb, alumina or cordierite structure, having a very low coefficient of thermal expansion and a high resistance to high temperatures and to thermal shocks.
  • the perforations 31 may be of any suitable shape and of any suitable section, and for example circular or hexagonal, and are obtained according to techniques well known to those skilled in the art, involving the kneading of selected earths, while retaining a rate specific humidity, then performing a series of cooking and evaporation cycles.
  • cordierite will be the preferred substrate material.
  • the intermediate layer 32 (washcoat), which acts as a support for the active phase of the catalytic converter, is an inorganic solution which is affixed, by soaking or spraying with alumina, on the base substrate 30.
  • the incorporation of cerine can be carried out during the alumina dipping or spraying operation, to obtain a distribution as homogeneous as possible of the cerine in the intermediate layer.
  • the coating of the intermediate layer 32 corresponds to a minimum supply of 7 g of alumina / cerine, the surface of the base substrate 30 corresponding to approximately 0.2 m 2 (35 g / m 2 ) including 4 g of cerine or 20 g / m 2 of cerine.
  • the supply of alumina / cerine will therefore be approximately 35 g / m 2 of surface area of the base substrate 30. It will also be possible to substantially reduce the supply of alumina and cerine to 3 g each. to arrive at intakes of approximately 30 g / m 2 of alumina / cerine, or 15 g / m 2 of cerine, while retaining good treatment efficiency, in particular in a domestic fryer operating with a closed lid. In total, the invention therefore involves an addition of alumina / cerine to the surface of the base substrate 30, between approximately 30 and 35 g / m 2 , including 15 to 20 g / m 2 of cerine.
  • the surface component 33 is an inorganic solution comprising a precious metal or a mixture of precious metals or else a mixture of oxides of one or more of these precious metals chosen from, in particular, platinum, copper , manganese, palladium, etc.
  • the preferred precious metal within the meaning of the invention will be platinum, having a vapor pressure low enough to avoid loss of active substances during operation.
  • the metal chosen must moreover not allow initiation of chemical formation reactions between the surface component, which forms the active part of the catalytic converter, and the intermediate layer 32.
  • the chosen metal may be deposited when the intermediate layer 32 is added or at a later stage, the latter solution being preferable from the economic point of view, since it makes it possible to disperse quantities lower platinum.
  • the chosen metal preferably platinum
  • the chosen metal is dispersed in the intermediate layer 32 and on its surface, at a rate of at least 0.02380 mg / m 2 and at most 0.06666 mg / m 2 , which corresponds respectively to values between 25 and 70 mg of platinum supply on the minimum surface area of the intermediate layer 32.
  • the good efficiency of treatment necessarily implies that the platinum is on the surface of the intermediate layer 32.
  • the practical tests carried out correspond to the olfactory determination of the odors discharged into the atmosphere by a fryer provided with a catalytic converter having variable characteristics.
  • the olfactory determination was carried out by submitting the odors to a jury, composed of at least nine people minimum, and by comparing the results obtained with the results of olfactometric analyzes carried out using an olfactometer at dilution, the measures selected must be correlated with at least the results noted by half of the jury.
  • the results obtained relate to the intensity of the odor linked to the scale of the odor felt, which can be more or less pleasant or more or less unpleasant.
  • results of FIG. 3 show the incidence of the value of the surface area of the intermediate layer 32.
  • results shown in FIGS. 3 and 4 correspond to a standard fryer as defined above and therefore corresponding to a power of heats on the order of 2000 Watts, and a food processing capacity on the order of 1 to 1.25 kg of fries.
  • the fryers provided respectively with a catalytic converter Ii and I 2 corresponding respectively to a surface area of the intermediate layer 32 of 1,050 m 2 (200 PSI perforations) (31,04 perforations / cm 2 ) and 2,000 m 2 (200 PSI perforations) (31,04 perforations / cm 2 ), are the only fryers to reject cooking fumes including l odor is pleasant and of weak intensity, sign of an effective treatment.
  • fryers equipped with catalytic converters A, B and C with:
  • the graph in Figure 3 therefore clearly highlights (for a fryer designed to process 1 to 1, 2 kg of potatoes) the limit values corresponding to the optimum of the design parameters to be implemented in a catalytic converter to obtain a significant effect on a cooking appliance.
  • the graph in FIG. 4 shows that for a catalytic converter (for a fryer designed to process 1 to 1.2 kg of potatoes) having a constant surface area of the intermediate layer 32, of the order of 1050 m 2 , the catalytic converter C1 (25 mg of platinum filler) has an effective capacity for processing fried odors, and in any case greater than the catalyst C2 (50 to 70 mg of platinum) for the same ratio and supply of cerine.
  • the catalytic converter C3 (25 mg of supply platinum but with a relative decrease in the share of cerine) presents non-significant results, precisely because of the decrease in the supply of cerine, which falls below the threshold of 4 g (for 1050 m 2 in the example described) makes the catalytic converter ineffective.
  • the invention also relates to a process for treating smoke and cooking flows during a cooking cycle in a closed atmosphere, without external oxygen supply.
  • the invention finds its industrial application in the manufacture and design of catalytic converters for domestic cooking appliances and in particular fryers.

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Abstract

L'invention concerne un convertisseur catalytique destiné à être intégré dans un appareil de cuisson d'aliments pour traiter, au cours d'un cycle de cuisson en atmosphère fermée et sans apport extérieur d'oxygène, les odeurs du flux de cuisson avant le rejet vers l'extérieur dudit flux, ledit convertisseur comprenant un substrat de base (30) pourvu de perforations (31) pour le passage du flux de cuisson à traiter, ledit substrat (30) étant revêtu d'une couche intermédiaire (32) ayant une grande aire superficielle, elle-même pourvue d'un composant de surface (33) formé d'une solution inorganique à base de métaux précieux pour former la couche active catalytique du convertisseur, caractérisé en ce que la couche intermédiaire (32) comprend de l'alumine et de la cérine pour former une couche intermédiaire (32) avec une aire superficielle au moins égale à 150 m2/g, l'apport d'alumine/cérine sur le substrat de base (30) étant compris entre 30 et 35 g/m2 dont 15 à 25 g/m2 de cérine. Convertisseurs catalytiques, notamment pour friteuses.

Description

CONVERTISSEUR CATALYTIQUE POUR APPAREILS DE CUISSON D'ALIMENTS
DOMAINE TECHNIQUE
La présente invention se rapporte au domaine technique général des convertisseurs catalytiques permettant d'assurer le traitement de fluides odorants pour les rendre inodores, la présente invention se rapportant plus particulièrement aux convertisseurs catalytiques destinés à traiter des odeurs de cuisson, notamment de fritures, résultant de la cuisson d'aliments dans un appareil de cuisson d'aliments électroménager.
La présente invention concerne un convertisseur catalytique destiné à être intégré dans un appareil de cuisson d'aliments, du genre friteuse, pour traiter, au cours d'un cycle de cuisson en atmosphère fermée et sans apport extérieur d'oxygène, les odeurs du flux de cuisson avant le rejet vers l'extérieur dudit flux.
TECHNIQUE ANTERIEURE
Dans les appareils de cuisson d'aliments, en particulier dans les friteuses, il est connu que l'immersion des aliments à cuire dans l'huile ou la graisse chauffée à haute température s'accompagne de la libération dans l'air de substances chimiques, présentant une forte odeur typique et désagréable caractéristique de l'opération de friture proprement dite. Les substances chimiques relâchées dans l'air et responsables de l'odeur désagréable sont connues et sont principalement des substances organiques volatiles (VOC), des aldéhydes et acides. Il est bien évidemment déjà connu d'avoir recours à des moyens de traitement divers ayant pour but d'éviter ou de traiter les flux de vapeur résultant de la cuisson des aliments dans de tels appareils de cuisson.
L'un des premiers moyens de traitement connus consiste bien évidemment à réaliser la cuisson des aliments en atmosphère fermée en réalisant une jonction suffisamment étanche entre la cuve et le couvercle de l'appareil.
Néanmoins, pour des raisons évidentes de sécurité, en particulier dans des friteuses où, en raison de l'importance des vapeurs produites par les aliments lors de la friture (surtout les pommes de terre), il est nécessaire de réaliser une fuite du flux de cuisson, on équipe de tels appareils de moyens de traitement des odeurs de cuisson pour débarrasser le flux de cuisson de tout ou partie des molécules volatiles responsables de l'odeur de cuisson.
Différents dispositifs ont été envisagés, et on connaît notamment l'utilisation de filtres à charbon actif permettant de retenir tout ou partie des matières grasses, tel que cela est par exemple décrit dans le brevet FR-1 568 985 ou dans le brevet EP-150 516 par exemple.
Néanmoins, pour être efficaces, les filtres à charbon actif doivent être fréquemment changés dans l'appareil de cuisson, ce qui constitue une contrainte supplémentaire de conception de l'appareil, dans la mesure où il faut impérativement prévoir de concevoir un système de montage et de démontage du filtre à charbon actif. Par ailleurs, on constate que l'utilisateur oublie fréquemment de changer le filtre à charbon actif, une telle opération étant par ailleurs perçue comme une contrainte. Tous ces éléments concourent à rendre l'utilisation de filtres à charbon actif peu efficace pour le traitement d'odeurs de cuisson. En outre, ils ne sont pas d'une efficacité absolue et universelle tout en laissant visible le flux traité puis rejeté et hors de l'appareil. On connaît également un système de traitement des odeurs de friteuses qui consiste à condenser les vapeurs de cuisson dans un système à condensation monté dans l'appareil. Un tel système ne présente pas les inconvénients du changement de tout ou partie du système comme l'exigent les filtres à charbon actif, mais nécessite de la part de l'utilisateur une manipulation relativement fastidieuse à chaque opération de cuisson. En effet, le système à condensation doit être maintenu à très basse température, par exemple dans un congélateur, pendant toutes les périodes de non utilisation pour être monté dans l'appareil de cuisson lui-même avant toute opération de cuisson, d'autant plus que ce système nécessite une vidange du bac après cuisson. Le rechargement au froid ne permet pas de faire une deuxième cuisson avant 24 h avec le même système. Ce montage systématique peut être perçu comme une contrainte supplémentaire par l'utilisateur. Par ailleurs, il s'avère que les systèmes à condensation sont généralement d'un volume important, ce qui constitue une contrainte supplémentaire de conception, dans la mesure où il faut intégrer ce système dans l'appareil de cuisson dont il convient généralement de limiter la taille.
Enfin, il est déjà connu d'avoir recours à un convertisseur catalytique monté dans le couvercle d'une friteuse pour assurer le traitement des odeurs de cuisson. L'utilisation de convertisseurs catalytiques évite toute manipulation spécifique en comparaison avec les systèmes incluant des filtres à charbon actif ou les systèmes à condensation, puisque le catalyseur est installé à demeure dans l'appareil et forme donc une unité de traitement permanente des odeurs.
En revanche, il s'avère que la conception d'un convertisseur catalytique destiné à être intégré dans un appareil de cuisson d'aliments, et notamment dans une friteuse, est délicate à mettre en oeuvre, et les convertisseurs catalytiques connus appliqués, d'ailleurs de manière exceptionnelle à des friteuses, ne donnent pas satisfaction.
La conception d'un convertisseur catalytique destiné à être intégré dans un appareil de cuisson d'aliments est rendue particulièrement délicate en raison de la nécessité de maintenir l'appareil de cuisson entièrement fermé pendant un cycle de cuisson, ce qui implique qu'aucun apport extérieur d'oxygène n'a lieu pendant un cycle complet de cuisson, lequel intervient donc en atmosphère substantiellement fermée aux fuites près.
Cette contrainte implique d'une part que la totalité du flux de cuisson passe à travers le convertisseur catalytique, et d'autre part que le convertisseur catalytique puisse réagir convenablement pendant tout le cycle de cuisson sans aucun apport extérieur d'oxygène, en se contentant d'utiliser de manière optimale le volume de fluide initial contenu à l'intérieur de l'enceinte de cuisson.
Par ailleurs, pour être efficace, le convertisseur catalytique doit être conçu de manière que les vapeurs résultant du flux de cuisson puissent passer librement à travers le convertisseur, sans qu'il y ait toutefois des vitesses de passages excessives, afin précisément d'assurer un bon traitement des vapeurs dans la partie active du catalyseur proprement dite.
On conçoit enfin que les convertisseurs catalytiques destinés à une application dans le domaine de l'électroménager doivent répondre à des critères classiques de fiabilité, de coûts réduits et de longévité.
EXPOSE DE L'INVENTION
L'objet assigné à l'invention vise en conséquence à porter remède aux différents inconvénients de l'art antérieur mentionnés précédemment et à répondre aux besoins également mentionnés précédemment, et à proposer un nouveau convertisseur catalytique destiné à être intégré dans un appareil de cuisson d'aliments, pour traiter, sans apport extérieur d'oxygène, les odeurs du flux de cuisson avant leur rejet vers l'extérieur, ledit convertisseur étant d'une bonne efficacité tout en étant d'une dimension adaptée à son application, et d'un coût réduit.
Un autre objet de l'invention vise à proposer un nouveau convertisseur catalytique qui soit d'un rendement élevé et qui permette d'assurer un contact optimal entre le flux à traiter et les parties actives du convertisseur.
Un autre objet de l'invention vise à proposer un nouveau convertisseur catalytique qui soit efficace pendant une durée de vie conséquente, en particulier pour une friteuse domestique.
Les objets assignés à l'invention sont atteints à l'aide d'un convertisseur catalytique destiné à être intégré dans un appareil de cuisson d'aliments pour traiter, au cours d'un cycle de cuisson en atmosphère fermée et sans apport extérieur d'oxygène, les odeurs du flux de cuisson avant le rejet vers l'extérieur dudit flux, ledit convertisseur comprenant un substrat de base pourvu de perforations pour le passage du flux de cuisson à traiter, ledit substrat étant revêtu d'une couche intermédiaire ayant une grande aire superficielle, elle-même pourvue d'un composant de surface formé d'une solution inorganique à base de métaux précieux pour former la couche active catalytique du convertisseur, caractérisé en ce que la couche intermédiaire comprend de l'alumine et de la cérine pour former une couche intermédiaire avec une aire superficielle au moins égale à 150 m2/g, l'apport d'alumine/cérine sur le substrat de base étant compris entre 30 et 35 g/m2 dont 15 à 20 g/m2 de cérine. DESCRIPTIF SOMMAIRE DES DESSINS
D'autres objets et avantages de l'invention apparaîtront plus en détails à la lecture de la description qui suit, en référence aux dessins annexés donnés à titre d'exemples illustratifs et non limitatifs dans lesquels :
- La figure 1 illustre, selon une vue générale en perspective, un appareil de cuisson d'aliments conforme à l'invention, en l'occurrence une friteuse incorporant un convertisseur catalytique conforme à l'invention.
- La figure 2 illustre, selon une vue en coupe partielle prise selon une section transversale, un exemple de réalisation d'un convertisseur catalytique conforme à l'invention.
- La figure 3 présente un graphe comparatif issu d'essais pratiques illustrant l'efficacité du convertisseur catalytique conforme à l'invention.
- La figure 4 montre un graphe comparatif issu d'essais pratiques illustrant l'influence du dépôt de platine sur l'efficacité d'un convertisseur catalytique conforme à l'invention.
- La figure 5 illustre, selon une vue schématique en section transversale, un exemple de réalisation d'un convertisseur catalytique conforme à l'invention.
MEILLEURE MANIERE DE REALISER L'INVENTION
Dans les exemples de réalisation illustrés aux figures 1 à 5, l'appareil de cuisson d'aliments conforme à l'invention et décrit est constitué par une friteuse destinée à et conçue pour la réalisation de fritures d'aliments de toutes sortes dans de la matière grasse, telle qu'un bain d'huile par exemple. Au sens de l'invention, il conviendra néanmoins d'entendre que le terme appareil de cuisson d'aliments recouvre l'ensemble des appareils de cuisson d'aliments domestiques susceptibles d'assurer la cuisson d'aliments, l'application à des appareils de friture du genre friteuse n'étant qu'une application préférentielle, l'invention pouvant bien évidemment également s'appliquer à d'autres applications telles que des cuiseurs à riz ou des cuiseurs polyvalents, dès l'instant où ces appareils de cuisson mettent en oeuvre une cuisson dans un fluide de cuisson contenu dans une enceinte fermée sensiblement étanche.
L'appareil de cuisson d'aliments illustré aux figures 1 et 2, en l'occurrence une friteuse électrique, comporte une embase 1 destinée à former le socle de l'appareil et destinée à reposer sur un plan ou un support. L'embase 1 est généralement solidaire d'une jupe externe 2 ou rapportée sur cette dernière, qui est réalisée par exemple en matériau métallique ou en matériau plastique résistant à la chaleur et formant l'enveloppe externe de la friteuse. La jupe externe 2 est néanmoins de manière classique réalisée en un matériau plastique bon marché et peu résistant à la chaleur tel que du polypropylène, ne résistant pas à l'énergie thermique dissipée en continu par le ou les éléments chauffant à haute température classiquement utilisés dans les friteuses électriques, et généralement disposés au fond proche de l'embase 1.
Les moyens de chauffe de l'appareil (non représentés aux figures) peuvent être internes à l'appareil et classiquement composés d'éléments blindés ou d'éléments équivalents, reliés également de manière classique à un bloc de connexion électrique (non représenté) et à un câblage électrique permettant de raccorder l'appareil au réseau. De manière également connue de l'homme du métier, l'appareil de cuisson conforme à l'invention sera pourvu de l'ensemble des moyens de sécurité électriques et électroniques tel que capteurs de température, fusibles, etc., requis pour la conception de ces appareils. Ces éléments étant bien connus de l'homme du métier, ils ne seront en conséquence pas décrits plus en détails dans la suite de la description. Les moyens de chauffe peuvent être aussi externes à l'appareil et séparés ou séparables de ce dernier.
Selon l'invention, la friteuse comportera un couvercle 7 monté de manière amovible, articulé relativement au corps principal de la friteuse et destiné à fermer, de manière sensiblement étanche, par exemple par l'intermédiaire de joints d'étanchéité (non montrés aux figures), ledit corps principal pendant la cuisson.
Avantageusement, et tel que montré aux figures 1 et 2 notamment, le couvercle 7 pourra être pourvu sur sa face supérieure 8 d'un hublot 9 permettant de surveiller l'évolution de la cuisson ou de la friture pendant le cycle de cuisson, et lorsque le couvercle est fermé sur le corps principal.
La cuisson d'aliments en milieu fermé dans un fluide de cuisson, qu'il s'agisse de cuisson à la vapeur ou de friture, génère la production d'odeurs caractéristiques et souvent désagréables résultant des réactions chimiques liées à la cuisson proprement dite, et en particulier à l'émission de substances organiques volatiles.
L'appareil de cuisson d'aliments en atmosphère fermée comprend donc une cuve (non représentée), un couvercle 8 et des moyens de chauffe de l'appareil internes ou externes pour réaliser la cuisson. Il comporte en outre un système de traitement thermique des odeurs de cuisson, à savoir un sous-ensemble catalyseur 10, pour assurer le traitement des odeurs du flux de cuisson avant leur rejet vers l'extérieur de l'appareil.
Selon l'invention, et tel qu'illustré par exemple à la figure 2, le sous-ensemble catalyseur 10 comporte au moins un élément de chauffe 11 , l'appareil comportant en outre des moyens de régulation de la température desdits éléments de chauffe 11 , lesdits moyens de régulation étant agencés pour capter la température de la zone de cuisson.
Grâce à ce montage, il est donc possible de réguler la température des éléments de chauffe 11 du catalyseur 10 par une image thermique qui n'est pas située dans le catalyseur lui-même mais qui correspond à une image représentative de celle régnant dans le fluide de cuisson.
Selon une version particulièrement intéressante de l'invention, le sous- ensemble catalyseur 10 est formé par un boîtier 15, qui est monté et intégré dans le couvercle 8 de l'appareil.
Le boîtier 15 contient une cellule catalytique ou convertisseur catalytique 16 formant la partie supérieure du boîtier 15 et s'étendant au voisinage de la face externe du couvercle 8. Le boîtier 15 contient également les éléments de chauffe 11 qui s'étendent au voisinage et sous le convertisseur catalytique 16 pour le chauffer par rayonnement, sans apparition de points chauds. Le boîtier 15 est pourvu d'orifices d'admission 17 du flux de cuisson à traiter, lesdits orifices 17 étant par exemple ménagés à travers une plaque inférieure 18 en inox dudit boîtier 15 située sensiblement au droit de la cuve de cuisson, les éléments de chauffe 11 étant interposés entre les orifices 17 et la cellule catalytique 16, et disposés sensiblement au droit desdits orifices 17.
Grâce à cette disposition, on obtient un réchauffement homogène et efficace du flux de cuisson à traiter ce qui assure un bon fonctionnement et une bonne efficacité du catalyseur.
Avantageusement, les éléments de chauffe 11 sont formés par une résistance électrique en serpentin ou en hélice par exemple. Avantageusement, et pour obtenir une excellente efficacité dans le traitement des odeurs, les éléments de chauffe 11 auront une charge thermique maximale au plus égale à 3 w/cm2, et de préférence inférieure ou égale à 2,5 w/cm2. Ceci permet d'obtenir une température maximum de l'ordre de 600°C en traitement, ce qui évite une surchauffe et permet de maintenir une homogénéité dans le traitement des vapeurs.
Selon une particularité avantageuse de l'invention, les éléments de chauffe 11 sont reliés à un circuit électrique comportant un interrupteur 20, tel qu'un micro-contact associé à la position du couvercle 8, de telle manière que l'interrupteur 20 coupe l'alimentation électrique des éléments de chauffe 11 dès que le couvercle est ouvert ou retiré.
La sécurité d'utilisation de l'appareil peut être accrue en montant un thermostat de sécurité d'ambiance 25 dans l'appareil au voisinage du catalyseur 10.
Avantageusement, une contreplaque 26 peut être intégrée sous le boîtier 15 et à distance de ce dernier pour assurer un frein thermique et protéger la structure plastique du couvercle 8 en cas de surchauffe momentanée.
De manière classique, la cellule catalytique 16 pourra être réalisée en matériau du type cordiérite, céramique ou Zircone Nullité avec des trous calibrés standards de 100 ou 400 CPSI (15,52 ou 62,09 cellules / cm2) ou de type mousse dans les supports 20 PPI (196,85 g / cm) par exemple, tel ceux de la Société SICAT. On peut également envisager d'utiliser des mousses de carbure de silicium.
La surface de la cellule catalytique 16 est calculée de manière à éviter des pertes de charge et de manière à avoir une vitesse de vapeur transitant acceptable. A titre d'exemple, la surface de base de la cellule catalytique 16 pourra être de 4 000 mm2 pour une hauteur d'environ 30 mm au minimum avec des trous calibrés de 200 ou 400 CPSI (15,52 ou 62,09 cellules / cm2). Selon une autre variante de réalisation, la cellule catalytique pourra être d'une surface de base de l'ordre de 8 000 mm2 avec une hauteur réduite de 12 mm pour des trous calibrés de 200 ou 400 CPSI (15,52 ou 62,09 cellules / cm2).
Lors de l'opération de cuisson, les vapeurs de cuisson sont dirigées vers l'entrée E du catalyseur 10 de manière à pénétrer dans les orifices 17 après s'être répartis dans un canal d'entrée situé sous et le long desdits orifices d'admission 17.
Le flux de cuisson est ensuite préchauffé ou chauffé en passant sur les éléments chauffants 11 , puis est traité par catalyse en passant à travers et dans la cellule catalytique ou convertisseur catalytique 16 avant de s'échapper et d'être rejeté à l'extérieur de la friteuse, de préférence vers l'arrière par la sortie S.
En plus du traitement des odeurs lors du passage dans les parties chaudes du catalyseur, il s'opère une pyrolyse des vapeurs d'huile contenues dans les vapeurs qui assure un traitement complet du flux de cuisson à sa sortie.
Ainsi, le convertisseur catalytique 16 est destiné à être intégré dans un appareil de cuisson d'aliments, en l'occurrence de préférence une friteuse, pour traiter, au cours d'un cycle de cuisson en atmosphère fermée et sans apport extérieur d'oxygène, les odeurs du flux de cuisson avant le rejet vers l'extérieur dudit flux. Le convertisseur catalytique 16 utilisé fonctionne de manière connue sur la base de réactions catalytiques impliquant des réactions complètes d'oxydation, permettant à l'oxygène de l'air de réagir sur la surface active du convertisseur avec les substances odorantes, en vue d'obtenir des substances élémentaires transformées inodores. Le principe général de la catalyse est donc de maintenir le convertisseur catalytique à très haute température, pour que les flux de cuisson, en l'occurrence les fumées de fritures dans le cas d'une friteuse, réagissent sur le catalyseur pour se transformer en dioxyde de carbone et vapeur d'eau.
Selon l'invention, le convertisseur catalytique 16 (Fig.5) comprend un substrat de base 30 pourvu de perforations 31 pour le passage du flux de cuisson à traiter avant d'être rejeté à l'extérieur de l'appareil, ledit substrat 30 étant revêtu d'une couche intermédiaire 32 ayant une grande aire superficielle, elle-même pourvue d'un composant de surface 33 constituant donc l'aire superficielle d'échange du catalyseur, ledit composant étant formé d'une solution inorganique à base de métaux précieux pour former la couche active externe catalytique du convertisseur 16. Selon l'invention, la couche intermédiaire 32 comprend de l'alumine (aluminium) et de la cérine (cérium) pour former une couche intermédiaire 32 dont l'aire superficielle est au moins égale à 150 m2/g. La cérine a pour fonction de palier au manque d'oxygène en cours de cycle de cuisson, et permet ainsi d'obtenir une réaction permanente de catalyse, alors que l'aire superficielle minimale (150 m2/g de couche intermédiaire) permet de maximiser la dispersion des flux de cuisson à travers le convertisseur et d'optimiser l'efficacité du traitement, tout en obtenant une durée de vie importante du convertisseur.
Compte-tenu de l'application domestique particulière visée impliquant un usage intermittent de l'appareil et une durée de vie de l'ordre de 200 heures, la concentration et l'apport de l'alumine/cérine sera important en comparaison avec les applications classiques des catalyseurs, par exemple dans les pots d'échappement. Ainsi, pour une friteuse, le rapport cérine/alumine sera compris entre 1 et 1 ,50 et préférentiellement de l'ordre de 1 ,33, la limite d'apport étant l'apparition d'une structure collante de la couche intermédiaire susceptible de boucher les pores et donc de réduire l'efficacité de traitement.
Pour améliorer encore l'efficacité du convertisseur catalytique conforme à l'invention, il s'est avéré que l'aire superficielle du substrat de base 30 devait également respecter une aire superficielle minimale.
Ainsi, il est apparu que de bons résultats de traitement d'odeurs pouvaient en outre être obtenus lorsque le substrat de base 30 possède une aire superficielle minimale d'au moins 0,0034 m2/litres de vapeur d'eau traitée par minute.
Ces paramètres minimums du convertisseur catalytique 16 correspondent, par exemple pour une friteuse devant traiter une quantité de pomme de terre de l'ordre de 1 à 1 ,25 kg avec une puissance de chauffe de 2 000 Watts, aux critères suivants :
- quantité moyenne de vapeur passant à travers le catalyseur : 600 g, - poids moléculaire de l'eau : 18 g/mol,
- condition normale de température : 273 K,
- constance des gaz parfaits : 0,0821 ,
- volume de vapeur à traiter : 747,11 L,
- temps de cuisson (cycle de cuisson) : 13 min, - quantité de vapeur passant à travers le catalyseur : 57,5 L/min.
Pour une cellule non traitée de diamètre 102 mm et de hauteur 12,5 mm comportant 196 perforations par pouce carré (PSI) (30,42 perforations / cm2) avec une épaisseur de paroi de 0,24 mm, la superficie du substrat de base calculée sur 2 500 perforations au total est de l'ordre de 0,196 m2 (environ 0,2 m2). Un convertisseur catalytique dimensionné de cette façon s'est avéré donner d'excellents résultats.
Selon l'invention, des résultats excellents peuvent être obtenus lorsque le substrat de base 30 comporte entre 190 et 400 perforations 31 par pouce carré (PSI) (29,49 et 62,09 perforations / cm2), et de préférence environ 200 perforations PSI (31 ,04 perforations / cm2).
Le substrat 30 est un matériau monolithe à structure en nid d'abeille, en alumine ou en cordiérite, possédant un coefficient de dilatation thermique très bas et une résistance élevée aux hautes températures et aux chocs thermiques.
Les perforations 31 pourront être de toute forme appropriée et de toute section appropriée, et par exemple circulaire ou hexagonale, et sont obtenues selon des techniques bien connues de l'homme du métier, faisant intervenir le malaxage de terres sélectionnées, tout en conservant un taux d'humidité spécifique, puis en effectuant une série de cycles de cuisson et d'évaporation.
En raison de son coût relativement bas, la cordiérite sera le matériau préféré du substrat.
La couche intermédiaire 32 (washcoat), qui agit comme support pour la phase active du convertisseur catalytique, est une solution inorganique qui est apposée, par trempage ou pistolage avec de l'alumine, sur le substrat de base 30. L'incorporation de cérine peut être effectuée pendant l'opération de trempage ou pistolage de l'alumine, pour obtenir une répartition aussi homogène que possible de la cérine dans la couche intermédiaire.
Tel que cela est bien connu de l'homme du métier, différents types d'alumine sont bien évidemment utilisables. Dans l'exemple de réalisation donné précédemment, le revêtement de la couche intermédiaire 32 correspond à un apport minimum de 7 g d'alumine / cérine, la surface du substrat de base 30 correspondant à 0,2 m2 environ (35 g/m2) dont 4 g de cérine soit 20 g/m2 de cérine.
De manière préférentielle, l'apport d'alumine/cérine sera donc d'environ 35 g/m2 de surface du substrat de base 30. Il sera également possible de réduire sensiblement l'apport d'alumine et de cérine à 3 g chacun pour arriver à des apports d'environ 30 g/m2 d'alumine/cérine, soit 15 g/m2 de cérine, tout en conservant une bonne efficacité de traitement, en particulier dans une friteuse domestique fonctionnant avec un couvercle fermé. Au total, l'invention implique donc un apport d'alumine/cérine sur la surface du substrat de base 30, compris entre environ 30 et 35 g/m2, dont 15 à 20 g/m2 de cérine.
Selon l'invention, le composant de surface 33 est une solution inorganique comprenant un métal précieux ou un mélange de métaux précieux ou encore un mélange d'oxydes de l'un ou de plusieurs de ces métaux précieux choisis parmi notamment le platine, le cuivre, le manganèse, le palladium, etc. Avantageusement, et pour des raisons de coûts, le métal précieux préféré au sens de l'invention sera du platine, ayant une tension de vapeur suffisamment basse pour éviter une perte de substances actives lors du fonctionnement. Le métal choisi devra par ailleurs ne pas permettre d'initier des réactions de formation de substances chimiques entre le composant de surface, qui forme la partie active du convertisseur catalytique, et la couche intermédiaire 32.
Selon l'invention, le métal choisi (de préférence le platine) pourra être déposé lors de l'apport de la couche intermédiaire 32 ou à un stade ultérieur, cette dernière solution étant préférable sur le plan économique, car elle permet de disperser des quantités de platine inférieures. Selon l'invention, le métal choisi (de préférence le platine) est dispersé dans la couche intermédiaire 32 et à sa surface, à raison d'au moins 0,02380 mg/m2 et d'au plus 0,06666 mg/m2, ce qui correspond respectivement à des valeurs comprises entre 25 et 70 mg d'apport de platine sur l'aire superficielle minimale de la couche intermédiaire 32. Compte-tenu de la part importante de cérine dans la couche intermédiaire 32, la bonne efficacité de traitement implique nécessairement que le platine soit à la surface de la couche intermédiaire 32.
Les essais pratiques effectués, dont les résultats sont reportés aux figures 3 et 4, correspondent à la détermination olfactive des odeurs rejetées dans l'atmosphère par une friteuse pourvue d'un convertisseur catalytique présentant des caractéristiques variables. La détermination olfactive a été effectuée en soumettant, pour notation, les odeurs à un jury, composé d'au moins neuf personnes minimum, et en comparant les résultats obtenus avec des résultats d'analyses olfactométriques réalisées à l'aide d'un olfactomètre à dilution, les mesures retenues devant être corrélées avec au moins les résultats notés de la moitié du jury.
Les résultats obtenus concernent l'intensité de l'odeur liée à l'échelle de l'odeur ressentie, qui peut être plus ou moins agréable ou plus ou moins désagréable.
Les résultats de la figure 3 montrent l'incidence de la valeur de l'aire superficielle de la couche intermédiaire 32. Ainsi, les résultats montrés aux figures 3 et 4 correspondent à une friteuse standard telle que définie précédemment et correspondant donc à une puissance de chauffe de l'ordre de 2 000 Watts, et à une capacité de traitement d'aliments de l'ordre de 1 à 1 ,25 kg de frites. Selon ces graphes, il apparaît que les friteuses pourvues respectivement d'un convertisseur catalytique Ii et I2, correspondant respectivement à une aire superficielle de la couche intermédiaire 32 de 1 050 m2 (200 perforations PSI) (31 ,04 perforations / cm2) et 2 000 m2 (200 perforations PSI) (31 ,04 perforations / cm2), sont les seules friteuses à rejeter des fumées de cuisson dont l'odeur est agréable et de faible intensité, signe d'un traitement efficace.
On remarque par ailleurs l'efficacité supérieure des convertisseurs catalytiques présentant des aires superficielles de la couche intermédiaire 32 supérieure. Les résultats encore supérieurs, correspondant à la partie supérieure de la courbe en pointillés de la figure 3, correspondent par ailleurs à des convertisseurs catalytiques dont le nombre de perforations 31 par unité de surface est supérieur et de l'ordre de 400 PSI environ.
En revanche, les friteuses équipées des convertisseurs catalytiques A, B et C avec :
- A : aire superficielle de la couche intermédiaire 32 de 800 m2 avec un calibrage des perforations 31 supérieur à 200 PSI (31 ,04 perforations / cm2),
- B : aire superficielle de la couche intermédiaire 32 de 800 m2 environ avec un calibrage des perforations 31 de l'ordre de 100 PSI (15,52 perforations / cm2) environ,
- C : aire superficielle de la couche intermédiaire 32 de l'ordre de 500 m2 obtenue avec des mousses ou des grillages métalliques, ne permettent pas de traiter efficacement les odeurs de friture, puisqu'une odeur désagréable est constamment perçue, cette odeur étant d'intensité croissante lorsque l'aire de traitement diminue, et ce d'autant plus que la densité des perforations 31 diminue et passe sous le seuil critique de 200 PSI environ.
Le graphe de la figure 3 met donc bien en évidence (pour une friteuse conçue pour traiter 1 à 1 ,2 kg de pommes de terre) les valeurs limites correspondant à l'optimum des paramètres de conception à mettre en oeuvre dans un convertisseur catalytique pour obtenir un effet significatif sur un appareil de cuisson.
Le graphe de la figure 4 montre que pour un convertisseur catalytique (pour une friteuse conçue pour traiter 1 à 1 ,2 kg de pommes de terre) présentant une aire superficielle de la couche intermédiaire 32 constante, de l'ordre de 1 050 m2, le convertisseur catalytique C1 (25 mg de platine d'apport) présente une capacité de traitement des odeurs de fritures efficace, et en tout cas supérieure au catalyseur C2 (50 à 70 mg de platine) pour un même rapport et apport de cérine. Le convertisseur catalytique C3 (25 mg de platine d'apport mais avec une diminution relative de la part de cérine) présente des résultats non significatifs, en raison précisément de la diminution de l'apport de cérine, qui en deçà du seuil de 4 g (pour 1 050 m2 dans l'exemple décrit) rend le convertisseur catalytique inefficace.
Pour les convertisseurs catalytiques C1 et C2, les résultats surprenants obtenus qui montrent qu'au delà d'un apport de 25 mg de platine, et pour un même apport de cérine, l'efficacité du catalyseur décroît plus l'apport de platine augmente, peuvent s'expliquer par une sorte d'effet de camouflage du platine dans la couche intermédiaire 32, ne correspondant pas à un bon rendement des réactions chimiques. Cet effet de camouflage semble être d'autant plus important que l'apport de platine est important, l'efficacité optimale étant au contraire obtenue pour des apports plus faibles (25 mg) de platine.
L'invention concerne également un procédé de traitement de fumée et de flux de cuisson au cours d'un cycle de cuisson en atmosphère fermée, et ce sans apport extérieur d'oxygène. POSSIBILITE D'APPLICATION INDUSTRIELLE
L'invention trouve son application industrielle dans la fabrication et la conception de convertisseurs catalytiques pour appareils de cuisson domestiques et en particulier de friteuses.

Claims

REVENDICATIONS
- Convertisseur catalytique destiné à être intégré dans un appareil de cuisson d'aliments pour traiter, au cours d'un cycle de cuisson en atmosphère fermée et sans apport extérieur d'oxygène, les odeurs du flux de cuisson avant le rejet vers l'extérieur dudit flux, ledit convertisseur comprenant un substrat de base (30) pourvu de perforations (31) pour le passage du flux de cuisson à traiter, ledit substrat (30) étant revêtu d'une couche intermédiaire (32) ayant une grande aire superficielle, elle-même pourvue d'un composant de surface (33) formé d'une solution inorganique à base de métaux précieux pour former la couche active catalytique du convertisseur, caractérisé en ce que la couche intermédiaire (32) comprend de l'alumine et de la cérine pour former une couche intermédiaire (32) avec une aire superficielle au moins égale à 150 m2/g, l'apport d'alumine/cérine sur le substrat de base (30) étant compris entre 30 et 35 g/m2 dont 15 à 20 g/m2 de cérine.
- Convertisseur selon la revendication 1 caractérisé en ce que le substrat de base (30) possède une aire superficielle minimale d'au moins 0,0034 m2/litre de vapeur d'eau traitée par minute.
- Convertisseur selon la revendication 2 caractérisé en ce que le substrat de base (30) comporte entre 190 et 400 perforations PSI (29,49 et 62,09 perforations / cm2).
- Convertisseur selon la revendication 3 caractérisé en ce que le composant de surface (33) est un métal ou un mélange de métaux ou un oxyde de métal ou un mélange d'oxydes de métaux choisis parmi le platine, le cuivre, le manganèse, le palladium. - Convertisseur selon la revendication 4 caractérisé en ce que le composant de surface (33) est du platine dispersé dans la couche intermédiaire à raison d'au moins 0,02380 mg/m2 et d'au plus 0,06666 mg/m2.
- Convertisseur selon la revendication 5 caractérisé en ce que le platine est dispersé à raison de 0,02380 mg/m2 environ.
- Convertisseur selon l'une des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que le substrat de base (30) est un matériau monolithe à structure en nids d'abeille, en alumine ou en cordiérite.
- Appareil de cuisson d'aliments en atmosphère fermée équipé d'un convertisseur catalytique conforme à l'une des revendications 1 à 7.
- Appareil selon la revendication 8 caractérisé en ce qu'il est constitué par une friteuse.
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