ES2949858T3 - Artículo culinario que comprende un plato hondo de aluminio - Google Patents
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Abstract
La invención se refiere a un artículo culinario (1) que comprende una tapa metálica (2) que tiene una pared inferior (21) y una pared lateral (31) que se eleva alrededor de la pared inferior (21), teniendo dicha pared inferior (21) una cara interna. (211) para cocinar alimentos y una cara externa (212) destinada a estar dispuesta cerca de una fuente de calor. Según la invención, dicho casquete (2) es una lámina de una aleación de aluminio estampada o conformada por flujo de la serie 6000 del grado 6082 o de la serie 5000 del grado 5083. La invención también se refiere al método para producir dicho artículo culinario. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Artículo culinario que comprende un plato hondo de aluminio
La presente invención concierne al ámbito técnico de los artículos culinarios o recipientes de cocción realizados a partir de una hoja de aleación de aluminio estampada o conformada por estirado.
Los recipientes de cocción comprenden generalmente un fondo destinado a ser dispuesto sobre un hogar de cocción (como por ejemplo una placa de calentamiento eléctrica, una placa de calentamiento por inducción, un quemador de combustible, o análogo.), estando este fondo rodeado por una pared lateral que se eleva alrededor del fondo. La cara superior del fondo forma una superficie de cocción de los alimentos. La cara inferior del fondo forma una superficie de calentamiento.
La presente invención concierne en particular, pero no exclusivamente, a los recipientes de cocción de tipo sartén. Los recipientes de cocción de tipo sartén pueden ser definidos por una altura inferior a su anchura o a su diámetro. Generalmente, la anchura o el diámetro de tales recipientes de cocción es varias veces superior a su altura.
La utilización de aleaciones de aluminio en el ámbito culinario se conoce desde hace años. La buena conductividad térmica del aluminio permite considerar la realización de recipientes de cocción que presentan un cuerpo de aleación de aluminio.
En los recipientes de cocción que presentan un cuerpo de aleación de aluminio, la pared lateral desempeña la función de una aleta de enfriamiento, la cual contribuye a limitar el calentamiento de la parte periférica del fondo. Se obtiene así una diferencia de temperatura en el fondo, en particular entre el centro y la periferia de la superficie de calentamiento.
La distribución del material utilizado para un recipiente de cocción puede ser descrita por la relación grosor del fondo/grosor de la pared lateral. En la práctica habitual en los recipientes de cocción de aleación de aluminio, esta relación grosor del fondo/grosor de la pared lateral no excede de 1,8, en particular en los recipientes de cocción realizados a partir de una hoja de aleación de aluminio estampada o conformada por estirado. Una sartén de 28 cm de diámetro presenta un grosor de fondo de 5,1 mm y un grosor de pared lateral de 2,9 mm, o sea una relación de 1,76.
Uno de los principales criterios de evaluación de la calidad de un recipiente de cocción es su homogeneidad de cocción. La uniformidad de cocción corresponde a la aptitud del recipiente de cocción para cocinar los alimentos de manera uniforme, cualquiera que sea el emplazamiento de los alimentos en el fondo del recipiente de cocción.
Un inconveniente de los recipientes de cocción de aleación de aluminio realizados a partir de una hoja de aleación de aluminio estampada o conformada por estirado reside en la sensibilidad de la superficie de cocción a las variaciones de temperatura provocadas por la pared lateral. Durante el precalentamiento, se pueden observar diferencias significativas de temperatura en la superficie de cocción, por ejemplo con una temperatura de 180 °C en el lugar más caliente de la superficie de cocción e inferior a 120 °C en el lugar menos caliente de la superficie de cocción. Estas diferencias de temperatura contribuyen a disminuir la homogeneidad de cocción de los alimentos cocinados en el recipiente de cocción.
El objetivo es fabricar recipientes de cocción con una distribución del material según su función térmica, con el fin de mejorar a la vez sus propiedades de homogeneidad y de precalentamiento al tiempo que se limite el aumento de peso del artículo.
Un objeto de la presente invención es proporcionar un recipiente de cocción que comprende un plato hondo de aleación de aluminio realizado a partir de una hoja de aleación de aluminio estampada o conformada por estirado, en el cual se mejore la uniformidad de la temperatura de la superficie de cocción, sin provocar un aumento excesivo de la masa del recipiente de cocción.
Este objeto se consigue con un artículo culinario según la reivindicación 1.
La utilización de aleaciones de aluminio en el ámbito culinario se conoce desde hace años como se divulga en el documento FR 2925 273 A1.
Sin embargo, los grados de aleación habituales (Al 1050, Al 1200, Al 3003, Al 4006) tienen malas propiedades de resistencia mecánica. Se recuerda que las aleaciones utilizadas deben ser conformes a las normas alimentarias (contenido en Zn<0,25% y contenido en Cu<0,6%).
La utilización de la aleación 6082 de la serie 6000 permite reconsiderar el diseño de los recipientes de cocción para mejorar su homogeneidad de cocción al tiempo que se reduce su masa y se limita el aumento del tiempo de precalentamiento. Esta aleación presenta un alto límite elástico, y es más dura que las aleaciones de aluminio habitualmente utilizadas para realizar recipientes de cocción, lo que permite considerar reducir aún más el grosor de la pared lateral del recipiente de cocción, debido a esta mejor resistencia mecánica.
Serie 6000 (aluminio magnesio silicio)
Los elementos de aleación de esta serie son el magnesio (Mg) y el silicio (Si). Esta familia de aleaciones tiene una gran importancia industrial. La misma es muy utilizada para perfiles.
Estos tienen una muy buena aptitud para la deformación (principalmente hilatura, forja) y para el conformado en frío en estado recocido. Sus características mecánicas son medias e inferiores a las de las aleaciones 2000 y 7000. Estas características se pueden aumentar añadiendo silicio que dará el precipitado endurecedor Mg2Si. Tienen una excelente resistencia a la corrosión, particularmente atmosférica. Sueldan muy bien (soldadura por arco o soldadura fuerte).
Se pueden dividir en dos grupos:
- un grupo cuyas composiciones están más cargadas de magnesio y silicio (6061,6082 por ejemplo). Se utilizan para aplicaciones estructurales (estructura, pilar, etc.), así como en aeronáutica (conexiones eléctricas, cajas electrónicas embarcadas, etc.);
- una segunda categoría menos cargada en silicio que en consecuencia tendrá peores características mecánicas. Este es el caso de la 6060 que permitirá altas velocidades de hilatura pero que tendrá peores características mecánicas. Se utilizará por ejemplo en decoración y mobiliario, carpintería metálica.
Hay que destacar igualmente la existencia de la 6101 denominada antiguamente Almelec. Esta aleación ha sido ampliamente utilizada por sus capacidades como conductor eléctrico. Ha sido utilizada en particular para la fabricación de líneas de media y alta tensión en Francia.
[Tabla 1]
Composición
Las concentraciones están en porcentaje de masa.
La utilización de la aleación 5754 de la serie 5000 permite reconsiderar el diseño de los recipientes de cocción para mejorar su homogeneidad de cocción al tiempo que se reduce su masa y se limita el aumento del tiempo de precalentamiento. Esta aleación es más dura que la aleación de aluminio de la serie 6000 del grado 6082, lo que permite igualmente considerar reducir aún más el grosor de la pared lateral del recipiente de cocción, debido a esta mejor resistencia mecánica.
[Tabla 2]
5754 (AW-AlMg3): Composición química nominal % (según norma EN 573-1):
La utilización de la aleación 5083 de la serie 5000 permite reconsiderar el diseño de los recipientes de cocción para mejorar su homogeneidad de cocción al tiempo que se reduce su masa y se limita el aumento del tiempo de precalentamiento. Esta aleación es más dura que la aleación de aluminio de la serie 5000 del grado 5754, lo que también permite considerar reducir aún más el grosor de la pared lateral del recipiente de cocción, debido a esta mejor resistencia mecánica.
[Tabla 3]
5083 (AW-AlM g4.5Mn 0.7): Composición química nominal % (según norma EN 573-1):
Serie 5000 (aluminio magnesio)
El elemento de aleación es el magnesio (hasta un 5%). Estas son aleaciones endurecidas por deformación.
Estas aleaciones tienen características mecánicas medias que aumentan con la tasa de magnesio. Estas características aumentarán igualmente con la tasa de endurecimiento por deformación.
Tienen una buena aptitud para la deformación, disminuyendo esta aptitud si aumenta la tasa de magnesio. Tienen un excelente comportamiento de soldadura y como tales se utilizan en calderería de soldadura. Tienen igualmente un buen comportamiento a bajas temperaturas. Tienen un buen comportamiento a la corrosión lo que justifica su utilización en las aplicaciones marinas.
Se utilizan en la construcción naval, el transporte, la industria química.
[Tabla 4]
Composición
Las concentraciones están en porcentaje de masa.
Preferentemente, la pared de fondo presenta un grosor de al menos 2,5 veces superior al de la pared lateral.
Preferentemente, la pared de fondo presenta un grosor inferior o igual a 15 veces el de la pared lateral, preferentemente inferior o igual a 13,5 veces el de la pared lateral.
Preferentemente, el plato hondo presenta una relación diámetro/altura inferior a 0,5, y preferentemente inferior a 0,3. Preferentemente, el plato hondo presenta una relación diámetro/altura comprendida entre 0,5 y 0,1, y preferentemente comprendida entre 0,3 y 0,1.
Si se desea, la cara interna puede ser revestida parcial o totalmente, en particular con un revestimiento de PTFE, cerámico o sol-gel.
Si se desea, la cara externa puede ser revestida parcial o totalmente, en particular con un revestimiento de esmalte, de PTFE, cerámico o sol-gel.
Preferentemente, el inserto metálico está formado por una rejilla.
Esta rejilla puede ser ensamblada por acuñación, por ejemplo por acuñación en frío, preferentemente antes de la conformación de la hoja de aleación. Su grosor está comprendido entre 0,3 mm y 1 mm, preferentemente aproximadamente 0,6 mm. Los orificios de la rejilla pueden presentar un diámetro comprendido entre 2 mm y 4 mm, preferentemente aproximadamente 3 mm.
El inserto metálico está realizado de material ferromagnético.
El inserto metálico hace el artículo culinario según la invención compatible con un calentamiento por inducción. Otro objeto de la invención concierne a un procedimiento de fabricación de un artículo culinario según la invención que comprende las etapas siguientes:
- proporcionar una hoja de aleación de aluminio de la serie 6000 del grado 6082,
- eventualmente añadir un inserto metálico a la cara externa
- estampar o estirar en frío la citada hoja en forma de plato hondo,
- eventualmente aplicar parcial o totalmente a la cara interna un revestimiento de PTFE, o cerámico o sol-gel, - eventualmente aplicar parcial o totalmente a la cara externa un revestimiento de esmalte, de PTFE, cerámico o sol-gel.
Otro objeto de la invención concierne a la utilización de un plato hondo metálico de un artículo culinario según la reivindicación 1 en forma de hoja de aleación de aluminio estampada o conformada por estirado en frío de la serie 6000 del grado 6082 para mejorar el tiempo de precalentamiento del citado artículo culinario.
El medio utilizado consiste en aumentar el grosor de la pared de fondo y disminuir el de la pared lateral, lo que equivale a maximizar la relación grosor pared de fondo/pared lateral. La dificultad aquí es distribuir el material idealmente según su función térmica al tiempo que se respete el imperativo de resistencia mecánica (en particular en el punto de fijación de un mango a la pared lateral).
La implementación de estas construcciones no requiere procedimientos de transformación específicos. Los parámetros utilizados durante las operaciones de estampación, de conformación por estirado en frío o de acuñación para ensamblar un fondo compatible con un calentamiento por inducción deben adaptarse evidentemente a los nuevos grosores que haya que obtener. Por ejemplo, la fuerza de acuñación para la inserción de una rejilla se revisará significativamente al alza para compensar la mayor resistencia a la penetración de la rejilla que aportará la nueva aleación.
La invención se comprenderá mejor con el estudio de los ejemplos de realización, no tomados en modo alguno limitativo, ilustrados en las figuras adjuntas, en las cuales:
[Fig. 1] la figura 1 es una representación esquemática en corte de un ejemplo de realización de un artículo culinario según la técnica anterior,
[Fig. 2] la figura 2 es una representación esquemática en corte de un ejemplo de realización de un artículo culinario según la invención,
[Fig. 3] la figura 3 es una representación esquemática parcial en corte de una variante de realización de un artículo culinario según la técnica anterior.
[Fig. 4] la figura 4 es una representación de un inserto metálico insertado en el fondo del artículo culinario ilustrado en la figura 3,
[Fig. 5] la figura 5 es una representación esquemática parcial en corte de una variante de realización de un artículo culinario según la invención.
[Fig. 6] la figura 6 es una representación de un inserto metálico insertado en el fondo del artículo culinario ilustrado en la figura 5.
Las figuras 1 y 2 ilustran artículos culinarios 1', 1 que comprenden un plato hondo 2', 2 metálico que presenta una pared de fondo 21', 21 y una pared lateral 31', 31 que se eleva alrededor de la pared de fondo 21', 21. El plato hondo 2', 2 es una hoja de aleación de aluminio conformada por estirado. En variante, el plato hondo 2', 2 podría ser una hoja de aleación de aluminio estampada. La pared de fondo 21', 21 presenta una cara interna 211', 211 destinada a la cocción de los alimentos y una cara externa 212', 212 destinada a ser dispuesta en la proximidad de una fuente de calor. Si se desea, la cara interna 211', 211 puede estar parcial o totalmente revestida con un revestimiento, por ejemplo un revestimiento de PTFE, o un revestimiento cerámico, o un revestimiento sol-gel. Si se desea, la cara externa 212', 212 puede ser revestida parcial o totalmente con un revestimiento, por ejemplo, un revestimiento de PTFE, o un revestimiento cerámico, o un revestimiento de sol-gel. Si se desea, el artículo culinario 1', 1 puede comprender un mango (no representado en las figuras 1 y 2) montado sobre el plato hondo 2', 2.
Según las variantes de realización ilustradas en las figuras 3 y 5, el artículo culinario 1', 1 comprende un mango 5', 5 fijado al plato hondo 2', 2. Por otra parte, un inserto metálico 4', 4 está añadido a la cara 212', 212 de la pared de fondo 21', 21. Las figuras 4 y 6 muestran los insertos metálicos 4', 4 presentes en los artículos culinarios 1', 1 ilustrados en las figuras 3 y 5. Los insertos metálicos 4', 4 están formados por rejillas. Los insertos metálicos 4', 4 pueden estar realizados de material ferromagnético, en particular de acero inoxidable ferrítico, para obtener un artículo culinario 1', 1 compatible con un calentamiento por inducción. El grosor de los insertos metálicos es por ejemplo del orden de 0,6 mm.
En los artículos culinarios de la técnica anterior ilustrados en las figuras 1, 3 y 4, el plato hondo 2' es una hoja de aleación de aluminio de la serie 4000 del grado 4006, con un diámetro de 28 cm. La pared de fondo 21' presenta un grosor del orden de 4,5 mm. La pared lateral 31' presenta un grosor del orden de 3 mm, correspondiendo este grosor de pared lateral a un grosor mínimo medido por debajo del borde exterior del plato hondo 2'. La relación entre el grosor de la pared de fondo 21' y el grosor de la pared lateral 31' es del orden de 1,5.
En los artículos culinarios según la invención ilustrados en las figuras 2, 5 y 6, el plato hondo 2 es una hoja de aleación de aluminio de la serie 6000 del grado 6082, de 28 cm de diámetro. La altura del plato hondo 2 es del orden de 55 mm, o sea una relación altura/diámetro del orden de 0,2. La pared de fondo 21 presenta un grosor del orden de 6 mm. La pared lateral 31 presenta un grosor del orden de 2 mm, correspondiendo este grosor de pared lateral a un grosor mínimo medido por debajo del borde exterior del plato hondo 2. La relación entre el grosor de la pared de fondo 21 y el grosor de la pared lateral 31 es del orden de 3. En variante, el plato hondo podría ser una hoja de aleación de aluminio de la serie 5000 del grado 5754, o bien una hoja de aleación de aluminio de la serie 5000 del grado 5083. En variante, el plato hondo podría presentar otros diámetros, y/u otras alturas, y/u otros grosores de pared de fondo 21, y/u otros grosores de pared lateral 31.
Ejemplos
Se han realizado pruebas con dos prototipos en aleación 6082 (PR21 y PR22) (sartén de 28 cm de diámetro, realizada en aleación 6082, correspondiente a la variante de realización de la figura 5, con un grosor de pared lateral de 2 mm, un grosor de pared de fondo de 6 mm, una altura de pared lateral de 55 mm, un diámetro de fondo de 225 mm y un diámetro de rejilla perforada de acero inoxidable de 225 mm, representada en la figura 6).
El artículo culinario de referencia utilizado es la sartén PO28GCBV Expertise (sartén Grand Chef Bord verseur de 28 cm de diámetro, realizada en aleación 4006, correspondiente a la variante de realización de la figura 3, con un grosor de pared lateral de 3 mm, una pared de fondo de 4,5 mm, una altura de pared lateral de 55 mm, un diámetro de fondo de 210 mm y un diámetro de rejilla de acero inoxidable perforada de 205 mm, representada en la figura 4).
Las dos rejillas presentan una parte central idéntica, la diferencia de diámetro corresponde a un anillo exterior no perforado.
Prueba de precalentamiento
Las pruebas de precalentamiento se realizaron en una placa de inducción.
La prueba de precalentamiento consiste en colocar la sartén vacía sobre el medio de calentamiento. Una vez que uno de los puntos del artículo alcanza los 180°C, se mide la diferencia de temperatura máxima entre dos puntos del fondo con el fin de cuantificar el criterio de homogeneidad. El tiempo de precalentamiento corresponde a su vez al tiempo necesario para que un punto alcance los 180°C.
[Tabla 5]
Prueba de precalentamiento
Cálculo de la diferencia de Ta máx - mín en la superficie de cocción cuando Ta máx = 180°C
Se observa que el aumento de la relación pared de fondo/pared lateral mejora la homogeneidad del artículo culinario al tiempo que se reduce su peso.
Prueba de clara de huevo
Las pruebas de clara de huevo se realizaron en varias placas de inducción (características descritas en la tabla que sigue).
Esta prueba de cocción consiste en registrar el tiempo necesario para la extensión de la coagulación de 150 g de clara de huevo sobre el 100 % de la superficie de cocción de la sartén. Para hacer esto, se vierten en una sartén fría claras de huevo batidas. Se pone en marcha el medio de calentamiento y después se observa el porcentaje de coagulación tras la parada de la cocción y el enjuague con agua de la parte no coagulada de las claras de huevo. Se repite la operación aumentando el tiempo de cocción en 10 segundos, hasta la coagulación completa de las claras de huevo.
El aumento de la relación de grosor con respecto al estándar permite así reducir significativamente este tiempo de cocción al tiempo que se disminuye el peso del artículo culinario.
[Tabla 6]
Se realizaron otras pruebas con dos prototipos en aleación 5754 y con dos prototipos en aleación 5083 (sartén de 28 cm de diámetro, correspondiente a la variante de realización de la figura 5, con un grosor de pared lateral de 1,9 mm o 1 mm, un grosor de pared de fondo de 4,5 mm o de 8 mm, una altura de pared lateral de 55 mm, un diámetro de fondo de 225 mm y un diámetro de rejilla de acero inoxidable perforada de 205 mm, representada en la figura 4).
El artículo culinario de referencia utilizado es igualmente la sartén PO28GCBV Expertise (sartén Grand Chef Bord verseur de 28 cm de diámetro, realizada en aleación 4006, correspondiente a la variante de realización de la figura 3, con un grosor de pared lateral de 3 mm, un grosor de pared de fondo de 4,5 mm, una altura de pared lateral de 55 mm, un diámetro de fondo de 210 mm y un diámetro de rejilla de acero inoxidable perforada de 205 mm, representada en la figura 4).
Prueba de precalentamiento
Las pruebas de precalentamiento se realizaron en una placa de inducción en las mismas condiciones que la prueba anterior, excepto la potencia media del orden de 2000 W en lugar de 2200 W.
[Tabla 7]
Prueba de precalentamiento
Cálculo de la diferencia entre Ta máx - mín en la superficie de cocción cuando Ta máx = 180°C
Para una aleación dada, se observa que el aumento de la relación pared de fondo/pared lateral mejora la homogeneidad del calentamiento del artículo culinario. Se observa igualmente que con las aleaciones de la serie 5000 se puede obtener una mejor homogeneidad de calentamiento que la del artículo culinario de referencia, utilizando una mayor relación pared de fondo/pared lateral.
Claims (13)
1. Artículo culinario (1) que comprende un plato hondo (2) metálico que presenta una pared de fondo (21) y una pared lateral (31) que se eleva alrededor de la pared de fondo (21), presentando la citada pared de fondo (21) una cara interna (211) destinada a la cocción de los alimentos y una cara externa (212) destinada a ser dispuesta en la proximidad de una fuente de calor, estando añadido a la cara externa (212) un inserto metálico (4), siendo realizado el inserto metálico (4) en un material ferromagnético, de modo que el artículo culinario (1) sea compatible con un calentamiento por inducción, siendo el citado plato hondo (2) una hoja de aleación de aluminio de la serie 6000 estampada o conformada por estirado, caracterizado por que el citado plato hondo (2) es una hoja de aleación de aluminio del grado 6082, y por que la pared de fondo (21) presenta un grosor al menos dos veces superior al de la pared lateral (31).
2. Artículo culinario según la reivindicación 1, caracterizado por que la pared de fondo (21) presenta un grosor al menos 2,5 veces superior al de la pared lateral (31).
3. Artículo culinario según una de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por que la pared de fondo (21) presenta un grosor inferior o igual a 15 veces el de la pared lateral (31).
4. Artículo culinario según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que la pared de fondo (21) presenta un grosor inferior o igual a 13,5 veces el de la pared lateral (31).
5. Artículo culinario según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que la cara interna (211) está revestida parcial o totalmente de un revestimiento de PTFE, o cerámico, o de sol-gel.
6. Artículo culinario según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que la cara externa (212) está revestida parcial o totalmente con un revestimiento de esmalte, o de PTFE, o cerámico o sol-gel.
7. Artículo culinario según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que el inserto metálico (4) está formado por una rejilla.
8. Artículo culinario según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por que el plato hondo (2) presenta una relación diámetro/altura inferior a 0,5.
9. Artículo culinario según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por que el plato hondo (2) presenta una relación diámetro/altura inferior a 0,3.
10. Artículo culinario según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado por que el plato hondo (2) presenta una relación diámetro/altura comprendida entre 0,5 y 0,1.
11. Artículo culinario según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado por que el plato hondo (2) presenta una relación diámetro/altura comprendida entre 0,3 y 0,1.
12. Procedimiento de fabricación de un artículo culinario según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, que comprende las etapas siguientes:
- proporcionar una hoja de aleación de aluminio de la serie 6000 del grado 6082,
- eventualmente añadir a la cara externa (212) un inserto metálico (4),
- estampar o conformar por estirado la citada hoja en forma de plato hondo (2),
- eventualmente aplicar en la cara interna (211) parcial o totalmente un revestimiento de PTFE, o cerámico, o sol-gel, - eventualmente aplicar en la cara externa (212) parcial o totalmente un revestimiento de esmalte, de PTFE, cerámico o sol-gel.
13. Utilización de un plato hondo (2) metálico de un artículo culinario según una de las reivindicaciones 1 a 11 en forma de hoja de aleación de aluminio estampada o conformada por estirado de la serie 6000 del grado 6082 para mejorar el tiempo de precalentamiento del citado artículo culinario.
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