Le brûleur atmosphèrique

Avantages :

- Permet d’économiser de l’énergie

- Procure une meilleure qualité de cuisson et limite les opérations de surveillance

- Permet d’éviter la déformation des récipients

- L’atmosphère est moins surchauffée

- Rend le nettoyage du matériel de cuisine plus aisé.

Inconvénients :

- Système relativement coûteux à l’achat

- Nécessite parfois de modifier les temps de cuisson par l’utilisateur

- Risques de pannes plus fréquents (système électronique) et réparations plus coûteuses

Brûleur séquentiel

Brûleur ordinaire

4-1-2 Brûleur à flamme auto stabilisée

La stabilisation de la flamme est obtenue par une configuration spéciale des orifices de sortie du mélange air-gaz : un rebord permet d’accrocher la flamme tandis que les fentes trapézoïdales créent une répartition échelonnée des vitesses de sortie du mélange gazeux.

Intérêt : ces deux types de brûleur permettent de stabiliser la flamme et d’obtenir une meilleure combustion.

4-2 Brûleur séquentiels

Il fonctionne selon les principes du brûleur à induction atmosphérique. A la différence du brûleur traditionnel, il fonctionne par intermittence. Un dispositif électronique permet d’éteindre et d’allumer la flamme automatiquement selon un rythme appelé séquence. Une séquence correspond au temps de marche suivi du temps d’arrêt. Une séquence dure 30 secondes.

Au dioxyde de carbone et à l'eau s'ajoutent d'autres produits : le carbone, dont on peut montrer la présence, mais aussi le monoxyde de carbone.

3-3 Conclusion

Lorsque le débit de butane est trop important, le dioxygène présent dans l'air est insuffisant pour le brûler complètement : on dit que la combustion est incomplète.

- Comment reconnaître une combustion incomplète

Lors d'une combustion incomplète, la flamme prend une couleur jaune.

Lorsque la quantité de carbone produite par une combustion incomplète est importante, il se forme une fumée noire.

- Les conditions d'une combustion incomplète

Le combustible peut être le butane (ou un autre gaz naturel : méthane, éthane, propane), du papier, du carton, une matière plastique, de l'huile, de l'alcool ou tout autre composé dit "organique".

La quantité du dioxygène doit être insuffisante par rapport à celle du combustible.

- Les produits d'une combustion incomplète

En plus des produits de la combustion complète, il apparaît du carbone et du monoxyde.

Ainsi, pour la combustion incomplète du butane, le bilan de la transformation chimique peut s'écrire :

Butane + dioxygène = eau + dioxyde de carbone + monoxyde de carbone + carbone

4 Les différents brûleurs

4-1 Brûleurs à flamme pilote et à flamme auto stabilisée

Les tables de cuisson comportent des brûleurs de puissances différentes, nécessaires pour les diverses cuissons (mijotage, dorage, friture…). Généralement, les puissances sont fonction du diamètre des brûleurs. Ceux-ci sont de deux types :

- à flamme auto stabilisée

- à flamme pilote (les plus fréquemment rencontrés).

4-1-1 Brûleur à flamme pilote

La flamme pilote est alimentée par une fine cannelure et sa présence à la base de la flamme principale sert à stabiliser cette dernière. Ces brûleurs assurent cette stabilité de la flamme à tous les débits, même les plus faibles, et quel que soit le gaz utilisé.

En plaçant une coupelle blanche au dessus de la flamme il se forme un dépôt noir constitué de carbone.

Les produits de la combustion qui peuvent être mis en évidence sont le dioxyde de carbone et l'eau.

Dans ces conditions, la combustion est complète.

3-2 Fort débit de butane

Remarque :

L’air qui pénètre par induction par le col est appelé air primaire. Si celui-ci ne suffit pas, le complément d’air nécessaire à la combustion parvient au brûleur dans la zone des flammes : il s’agit de l’air secondaire.

Réglage d’un brûleur :

Le réglage du brûleur se fait au niveau de l’injecteur qui permet de modifier la proportion d’air primaire. L’aspect de la flamme permet de vérifier le réglage.

Importance d’un bon réglage :

- Permet de réaliser une combustion complète sans produit toxique

- Evite le dépôt de carbone sur le fond des récipients

- Augmente le rendement des brûleurs et abaisse le coût de fonctionnement.

3 Types de combustion

On utilise un briquet pour observer la combustion du butane. Après amorçage grâce à des étincelles, le butane brûle à la sortie d'un briquet au contact du dioxygène. Cette combustion est réalisée dans des conditions différentes :

- avec un faible débit de butane (le butane est libéré lentement par le briquet).

- avec un fort débit de butane (le butane est libéré rapidement).

3-1 Faible débit de butane

Sciences appliquées aux équipements

Le brûleur atmosphèrique

1 La réaction de combustion

La combustion est une réaction chimique d’oxydation au cours de laquelle le carbone et l’hydrogène du combustible se combine avec l’oxygène de l’air en dégageant de la chaleur avec production de gaz carbonique et de vapeur d’eau (fumée).

C’est une réaction exothermique c’est-à-dire produisant de la chaleur à l’extérieur.

Bilan d’une réaction :

combustible + comburant >> produits de la combustion + chaleur

- Exemple :

méthane (CH4) + oxygène (2(O2)) >> dioxyde de carbone (CO2) + vapeur d’eau (2(H2O)) + chaleur

Définitions :

- Combustible : c’est une matière qui a la propriété de brûler. Sous l’effet de la combustion, il y a un dégagement de chaleur.

Les combustibles existent sous 3 états : solide (bois, charbon), liquide (fioul), gazeux (gaz naturel).

- Comburant : c’est le complément du combustible pour obtenir une combustion. Le dioxygène (O2) de l’air est un comburant.

2 Principe de fonctionnement d’un brûleur

La combustion d’un gaz est effectuée à l’aide d’un brûleur.

Pour produire de la chaleur, en particulier dans les appareils domestiques, on emploie des brûleurs à induction atmosphérique. Ce type de brûleur assure 3 fonctions :

- Injection – induction : l’orifice de l’injecteur est calibré en fonction de la qualité et de la pression du gaz distribué pour délivrer la puissance souhaitée. Le jet de gaz entraine, par induction, l’air nécessaire à sa combustion.

- Le mélange : l’aire et le gaz pénètrent dans un tube profilé par un col appelé parfois Venturi. Le gaz et l’air se mélangent ensuite dans ce tube.

- La combustion : le mélangeur se termine par des orifices multiples à la sortie desquelles le mélange gazeux est enflammé sous l’action de chaleur (étincelles, flammes…)