FILTRE POUR APPAREIL OU USTENSILE DE CUISSON
La présente invention se rapporte au domaine technique général des appareils ou ustensiles de cuisson. La présente invention concerne plus particulièrement les filtres pour effluents gazeux. La présente invention s'applique notamment, mais non exclusivement, aux friteuses, aux fours, ou aux couvercles utilisés pour la cuisson.
Pour traiter les odeurs des effluents gazeux dégagés lors de la cuisson, il est connu d'utiliser des filtres à charbon actif. Ces filtres sont constitués de particules adsorbantes à base de carbone contenues dans une enveloppe en matière perméable, ladite enveloppe étant usuellement disposée dans un boîtier rigide ajouré. Usuellement, les particules adsorbantes à base de carbone sont appelées particules de charbon actif lorsque leur plus grande dimension est inférieure à 10 fois leur plus petite dimension. La taille des particules de charbon actif est de l'ordre de quelques millimètres de diamètre. Les particules peuvent présenter des formes régulières, par exemple sphériques ou cylindriques, ou des formes irrégulières, pouvant être obtenues par concassage. De tels filtres sont relativement efficaces, mais présentent toutefois un certain nombre d'inconvénients. Tout d'abord, le volume d'un tel filtre est relativement important. En effet, l'efficacité du traitement dépend de l'épaisseur du filtre. La surface du filtre doit être suffisante pour permettre l'évacuation des effluents. De plus, la durée de vie d'un tel filtre est limitée. Dans le cas d'une friteuse, les performances de filtration commencent généralement à se dégrader de manière notoire après une trentaine de cuisson. En outre, de tels filtres doivent être retirés de l'appareil avant le nettoyage à la main ou le passage au lave vaisselle de la partie de l'appareil logeant le filtre.
Des filtres métalliques lavables sont connus, mais leurs performances de filtration sont médiocres pour traiter les odeurs des effluents gazeux tels que ceux d'une friteuse.
L'objet de la présente invention est de proposer un filtre à effluents gazeux pour appareil ou ustensile de cuisson, permettant une filtration efficace avec un encombrement réduit.
Un autre objet de la présente invention est de proposer un filtre à effluents gazeux pour appareil ou ustensile de cuisson, présentant une durée de vie améliorée.
Un autre objet de la présente invention est de proposer un filtre à effluents gazeux pour appareil ou ustensile de cuisson, susceptible d'être lavé.
Ces objets sont atteints avec un filtre à effluents gazeux pour appareil ou ustensile de cuisson, comprenant des particules adsorbantes à base de carbone, du fait qu'il comporte un média filtrant dans lequel les particules adsorbantes à base de carbone sont maintenues par un réseau de fibres multi- composants présentant une enveloppe thermofusible. De telles fibres comportent par exemple une âme en matériau thermodurcissable tel que le polyester et une enveloppe en matériau thermofusible tel que le polyéthylène. Un traitement thermique à une température supérieure à la température de fusion de l'enveloppe permet lors du refroidissement d'obtenir des liaisons mécaniques durables aux points de contact entre deux fibres multi-composants ou entre une fibre multi-composants et une particule adsorbantes à base de carbone. Les fibres multi-composants constituent l'ossature d'un réseau contenant des particules adsorbantes à base de carbone, formant ainsi un média filtrant. La cohésion des éléments de ce média filtrant permet d'envisager des opérations de lavage sans dégradation de la structure de ce média filtrant.
Avantageusement les particules adsorbantes à base de carbone présentent au moins une dimension inférieure à 0,1 mm et au moins une dimension supérieure à 0,5 mm. Ces dispositions permettent d'obtenir une surface active importante rapportée au volume des particules, tout en permettant d'assurer l'accrochage par les fibres à enveloppe thermofusible.
Selon un mode de réalisation avantageux, les particules adsorbantes à base de
carbone sont au moins en partie constituées de fibres de carbone activées. Les fibres de carbone activées présentent des caractéristiques d'adsorption supérieures à celles obtenues du charbon actif en grains. De plus, leur géométrie et leurs dimensions permettent de n'utiliser qu'une faible partie de leur surface pour l'accrochage des fibres multi-composants. D'autres géométries sont toutefois envisageables, telles que notamment des poudres ou des microbilles.
La proportion massique de particules adsorbantes à base de carbone dans le média filtrant est avantageusement comprise entre 1 et 70%, et de préférence comprise entre 10 et 50%.
Avantageusement, la température de fusion de l'enveloppe thermofusible est supérieure ou égale à 105°C. Cette disposition permet de limiter le ramollissement de l'enveloppe fusible lors du passage de vapeur.
Avantageusement encore, la température de fusion de l'enveloppe thermofusible est supérieure ou égale à 120°C. Cette disposition permet d'obtenir une meilleure tenue des liaisons entre les fibres et les particules lors du passage de vapeur.
Avantageusement, le diamètre des fibres multi-composants est compris entre 5 et 50 //m. Cette disposition permet d'utiliser des particules adsorbantes à base de carbone de taille réduite et ainsi d'obtenir une surface active importante rapportée au volume de matière.
Avantageusement, le média filtrant est formé par une feuille perméable aux effluents gazeux. Les différents constituants du média filtrant peuvent être plus ou moins compactés selon l'utilisation souhaitée pour obtenir une feuille perméable aux effluents gazeux. Une telle feuille peut être définie par le grammage des différents constituants, c'est à dire par la masse de constituants rapportée à une surface. Une telle feuille présente une bonne cohésion et peut être manipulée sans précautions particulières. De plus, les opérations de découpe sont particulièrement simples, car une telle feuille présente une certaine rigidité. En alternative, pour une épaisseur plus importante, les fibres
et les particules adsorbantes à base de carbone peuvent former une sorte de mousse de matériau perméable aux effluents gazeux.
Avantageusement, la feuille perméable comporte entre 5 et 200 g/m2 de particules adsorbantes à base de carbone, et de préférence au moins 25 g/m2, afin d'obtenir une filtration suffisamment efficace.
Selon une caractéristique avantageuse, la feuille perméable est fixée sur un support. Cette disposition permet de faciliter la manipulation du filtre. Le support permet de rigidifier le filtre.
Avantageusement alors, la feuille perméable est fixée autour d'une ouverture du support présentant une surface inférieure à 12 cm2. Cette disposition permet de limiter les risques de déchirement de la feuille lors du lavage. Si désiré, plusieurs ouvertures peuvent être envisagées dans le support.
Avantageusement alors, la feuille perméable est fixée au support par surmoulage du support, une telle construction étant particulièrement résistante et économique. Le surmoulage permet de maintenir la feuille perméable par ses deux faces. Notamment, la feuille perméable peut être repliée, afin de réduire l'encombrement du filtre. En alternative, la feuille perméable peut être fixée au support notamment par collage.
Selon une forme de réalisation, le média filtrant comporte des fibres thermorésistantes associées aux fibres multi-composants. Les fibres thermorésistantes sont solidarisées par la fusion des enveloppes thermofusibles des fibres multi-composants. L'utilisation conjointe de fibres multi-composants à enveloppe thermofusible et de fibres thermorésistantes permet de limiter l'écrasement du réseau de fibres obtenu après la fusion des enveloppes thermofusibles. Cette disposition permet d'obtenir une meilleure perméabilité. Les fibres thermorésistantes peuvent être par exemple des fibres en matériau thermodurcissable ou en matériau synthétique thermoplastique résistant à la température de fusion de l'enveloppe des fibres multi- composants.
Selon une forme de réalisation, la feuille perméable comporte une ou plusieurs couches internes, comprenant des fibres multi-composants et des particules adsorbantes à base de carbone, et deux couches externes comprenant des fibres multi-composants et des fibres thermorésistantes.
Avantageusement alors, le grammage de fibres multi-composants de chacune des couches externes est inférieur au grammage de fibres multi-composants de la couche interne. Cette disposition permet d'obtenir une meilleure perméabilité tout en conservant une bonne résistance mécanique.
Avantageusement alors, au moins une partie des fibres thermorésistantes présente des propriétés hydrophobes. Cette disposition permet d'éviter la rétention d'eau dans le filtre et ainsi de limiter le risque de chute de condensats dans le bain d'huile d'une friteuse.
Avantageusement, le média filtrant comporte entre 20 et 50% en masse de fibres thermorésistantes. Cette disposition permet de concilier une perméabilité et une solidité satisfaisantes avec un coût acceptable.
Avantageusement encore les particules adsorbantes à base de carbone sont catalysées, par exemple avec du sel de platine. Cette disposition prolonge la durée de vie du filtre en facilitant la régénération par lavage.
Avantageusement alors, la feuille perméable comporte au moins 10 g/m2 de particules adsorbantes catalysées à base de carbone, afin d'obtenir une filtration suffisamment efficace.
L'invention sera mieux comprise à l'étude de l'exemple de réalisation suivant, pris à titre nullement limitatif, concernant un média filtrant ainsi qu'un filtre pour appareil ou ustensile de cuisson tel qu'une friteuse, illustré dans les figures annexées dans lesquelles : la figure 1 est une vue en perspective d'un filtre utilisant un média filtrant selon l'invention, la figure 2 est une section verticale d'un couvercle d'un appareil de cuisson, tel qu'une friteuse, comportant un filtre illustré à la figure 1 ,
la figure 3 est une vue de dessus du couvercle illustré à la figure 2.
Le média filtrant est préparé à partir de particules adsorbantes à base de carbone, et de fibres multi-composants présentant une enveloppe thermofusible.
De manière avantageuse, les particules adsorbantes à base de carbone proviennent de fibres de carbone activées. Les fibres de carbone peuvent être obtenues, par exemple, par carbonisation de polymères de synthèse de type viscose ou rayonne, ou par carbonisation de fibres naturelles telles que le coton ou le lin. Une activation, par exemple par traitement à 1200°C en atmosphère CO2, permet d'augmenter la surface spécifique de manière très importante. La surface spécifique des fibres de carbone activées permet de très bonnes performances d'adsorption.
Le diamètre usuel des fibres de carbone est compris entre 3 et 100 //m. De préférence, les fibres sont coupées à une longueur de 1 à 10 mm, et avantageusement de 3 à 5 mm. Les particules adsorbantes à base de carbone ainsi obtenues sont mélangées selon une technique papetière à des fibres multi-composants présentant une enveloppe thermofusible et une âme résistant à des températures supérieures à la température de fusion de l'enveloppe.
Pour une utilisation destinée aux friteuses, la température de fusion de l'enveloppe thermofusible est supérieure ou égale à 105°C, et de préférence supérieure ou égale à 120°C. L'enveloppe thermofusible peut notamment être constituée de polyéthylène et/ou de polyéthylène téréphtalate. L'âme peut notamment être constituée de Nylon, de polyamide, de polyester, de polypropylène, de polyéthylène. Le diamètre usuel des fibres multi-composants est compris entre 10 et 50 //m. De préférence, les fibres multi-composants sont coupées à une longueur de 1 à 10 mm, et avantageusement de 3 à 5 mm.
Les fibres de carbone activées et les fibres multi-composants sont mélangées par voie liquide, déposées puis chauffées à une température supérieure à la température de fusion de l'enveloppe thermofusible. Des liaisons mécaniques
sont ainsi obtenues entre une fibre multi-composants et une autre fibre multi- composants ainsi qu'entre une fibre multi-composants et une fibre de carbone. Les différents constituants du média filtrant sont ainsi solidarisés pour former un réseau non tissé. Une compression permet d'obtenir une feuille de matériau filtrant, ou feuille perméable. La perméabilité dépend du grammage des constituants et de l'épaisseur finale. La feuille de matériau filtrant ainsi obtenue peut être manipulée sans risque majeur de dégradation mécanique.
La proportion massique des fibres de carbone activées dans la feuille de matériau filtrant est avantageusement comprise entre 1 et 60%, et de préférence comprise entre 10 et 50%. De préférence, la feuille de matériau filtrant comporte entre 5 et 200 g/m2 de fibres de carbone. La perméabilité à l'air de la feuille de matériau filtrant est de préférence supérieure à 500 l/m2/s, et est avantageusement supérieure à 800 l/m2/s.
Avantageusement, la feuille de matériau filtrant comporte entre 10 et 40% en masse de fibres thermorésistantes autres que des fibres de carbone activées. Les fibres thermorésistantes sont choisies de manière à supporter les températures auxquelles est exposé le matériau perméable filtrant. Des fibres de matériaux synthétiques tels que les polyesters peuvent par exemple convenir. De préférence, les fibres thermorésistantes choisies présentent des propriétés hydrophobes, afin d'éviter la rétention de condensats dans le filtre. La fibre EP133 de la société SEPPEC peut par exemple être utilisée.
Si désiré, le média filtrant peut comporter plusieurs couches. A titre d'exemple, le média filtrant peut comporter une couche interne comportant entre 50 et 75% en masse de fibres de carbone activées, et entre 25% et 50% en masse de fibres multi-composants, ainsi que deux couches externes comportant entre 0 et 50% en masse de fibres de carbone activées, entre 25% et 75% en masse de fibres multi-composants, et entre 0 et 50% en masse de fibres thermorésistantes.
La surface du média filtrant et la perméabilité du média filtrant peuvent être adaptées aux débits d'effluents à traiter. Les fibres multi-composants peuvent
être choisies en fonction de la température d'ambiance du média filtrant.
Toutefois, les particules adsorbantes à base de carbone ne sont pas nécessairement obtenues à partir de fibres de carbone, mais peuvent être formées notamment par des poudres ou des micro-billes.
Si désiré, les particules adsorbantes à base de carbone peuvent être catalysées, notamment avec des sels de platine. De préférence, le média filtrant comporte alors au moins 10 g/m2 de particules adsorbantes catalysées à base de carbone.
Le média filtrant n'est pas nécessairement compressé pour obtenir une feuille, mais peut présenter une épaisseur plus importante, par exemple supérieure à 5 mm, voire une épaisseur variable.
Le média filtrant peut être fixé à un support, notamment par collage sur le support ou par surmoulage du support. Un filtre aisément interchangeable peut ainsi être obtenu. De préférence, le média filtrant est fixé autour d'une ou plusieurs ouvertures du support présentant une surface inférieure à 12 cm2.
Le média filtrant peut être traversé par les effluents à filtrer et/ou être utilisé pour une filtration tangentielle.
La figure 1 illustre un filtre 1 comportant un média filtrant 2 selon l'invention prévu pour être traversé par les effluents à filtrer.
Le filtre 1 comporte un support 3 réalisé en matière plastique, surmoulé sur le média filtrant 2. Le média filtrant 2 est replié en U. Par rapport à un média filtrant plan de même surface, cette disposition permet d'obtenir plus grande compacité du filtre 1. Le média filtrant 2 comporte trois faces sensiblement planes. Le support 3 comporte des montants latéraux externes 4 et des montants latéraux internes 5. Les montants latéraux internes 5 permettent de réduire la surface libre du média filtrant 2, dans le but d'éviter les risques de déchirure. Le média filtrant 2 est ainsi divisé en trois parties. Chaque partie présente une surface inférieure à 12 cm2, et est fixée en regard d'une ouverture du support 3. Les montants latéraux externes 4 et les montants latéraux
intemes 5 sont reliés par une bordure périphérique 6 ménageant un cadre 7. Deux languettes 8 prolongent les montants latéraux internes 5 au travers du cadre 7. Les languettes 8 permettent de faciliter la préhension du filtre 1. Le cadre 7 ménage une fenêtre 9 présentant une superficie inférieure à la surface du média filtrant 2.
La figure 2 illustre le filtre 1 monté dans un couvercle 10. Le couvercle comporte une paroi intérieure 11 et une paroi extérieure 12. Un hublot 15 est monté dans le couvercle 10 entre deux fenêtres 13, 14 appartenant respectivement à la paroi intérieure 11 et à la paroi extérieure 12. La paroi intérieure 11 comporte une ouverture 16 dans laquelle est monté le filtre 1. La paroi extérieure 12 présente des ouies 17 disposées à proximité du filtre 1.
Le filtre 1 peut être aisément retiré et mis en place grâce aux languettes 8 disposées du coté intérieur du couvercle 10. Grâce à cohésion de ses composants, le filtre 1 peut être lavé. L'efficacité de la filtration procurée par le média filtrant 2 selon l'invention permet de réduire le volume occupé par le filtre 1. Le hublot 15 du couvercle 10 présente une grande taille, tel que mieux visible à la figure 3. Le couvercle 10 permet ainsi de mieux surveiller la cuisson, sans pénaliser les performances de filtration.
La présente invention n'est nullement limitée à l'exemple de réalisation décrit et à ses variantes, mais englobe de nombreuses modifications dans le cadre des revendications.