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WO2008003869A1 - Four tunnel notamment pour biscuiterie - Google Patents

Four tunnel notamment pour biscuiterie Download PDF

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WO2008003869A1
WO2008003869A1 PCT/FR2007/001154 FR2007001154W WO2008003869A1 WO 2008003869 A1 WO2008003869 A1 WO 2008003869A1 FR 2007001154 W FR2007001154 W FR 2007001154W WO 2008003869 A1 WO2008003869 A1 WO 2008003869A1
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WO
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burners
radiant
cooking
length
furnace
Prior art date
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PCT/FR2007/001154
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English (en)
Inventor
Martin Monny Dimouamoua
Original Assignee
Generale Biscuit
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Publication date
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    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C5/00—Disposition of burners with respect to the combustion chamber or to one another; Mounting of burners in combustion apparatus
    • F23C5/08—Disposition of burners
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A21—BAKING; EDIBLE DOUGHS
    • A21B—BAKERS' OVENS; MACHINES OR EQUIPMENT FOR BAKING
    • A21B1/00—Bakers' ovens
    • A21B1/42—Bakers' ovens characterised by the baking surfaces moving during the baking
    • A21B1/48—Bakers' ovens characterised by the baking surfaces moving during the baking with surfaces in the form of an endless band
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/12—Radiant burners
    • F23D14/16—Radiant burners using permeable blocks
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D2212/00—Burner material specifications
    • F23D2212/20—Burner material specifications metallic
    • F23D2212/201—Fibres

Definitions

  • a radiant burner makes it possible to vary the radiative flux, which makes it possible to cook the dough pieces with long or medium infrared radiation, in combination with the other burners which do not make it possible to modulate the heat transfer by varying between the radiative mode and the convective mode.
  • This type of burner also offers the possibility of making pastry products by limiting the effects of crusting on the surface.
  • thin raw dough pieces that is to say of thickness between 0.2 and 1.5 mm
  • crackers it is thus possible to obtain a controlled blistering of the products.
  • the furnace Downstream of said portion of the furnace length, it may comprise at least one forced convection heating zone.
  • the furnace may comprise in said part of its length, at least two and at most seven zones ensuring increasing cooking temperatures.
  • the invention also relates to a method of baking biscuits using a tunnel oven as defined above, and implementing the use of at least one said radiant burner.
  • the process may be characterized in that the biscuits, in particular "crackers" are made from thin dough pieces and in that it comprises:
  • At least the second step is accompanied by a fog extraction.
  • the biscuits are made from thick dough pieces and it implements a cooking using radiant burners distributed over at least a part of the length of the oven.
  • cooking can implement the combined action of radiant burners and gas ramp burners.
  • FIG. 4 shows a radiant burner variant having a plurality of zones in a transverse direction of the furnace.
  • Tunnel kilns used in biscuit making usually use direct-flame gas burners distributed along the furnace above the carpet (vault burners) and below the carpet (hearth burners), the burners ensuring temperature in each zone of the oven. These burners generally operate in natural convection with an air speed which is 1 m / s maximum, and an average speed of the order of 0.6 m / s.
  • radiating burners with woven metal fibers makes it possible to generate a long or medium infrared radiative flux (flame of red / orange color) which makes it possible to cook thin dough pieces from inside (between 0.2 mm and 1.5 mm). mm), possibly in combination with the convective and conductive flow produced by the direct flame burners, which ensure the heating of the oven.
  • a long or medium infrared radiative flux flame of red / orange color
  • a device for extracting the vapors is provided for example between 30 seconds and one minute over a total cooking time of, for example, 3 minutes. seconds.
  • the start of cooking (30 'to one minute) is performed with gas ramp burners to allow a first expansion of the dough and its spreading.
  • the products are also subjected to the action of metal fiber radiant burners which are distributed over a length of the oven, so as to obtain a blister crackers.
  • the radiative flux corresponds to 50% or more of the total flux received locally by the products.
  • the radiant burners can be set for example so that everyone diffuses the same power. During this second stage, which lasts about 1 to 2 minutes, there is little or no spreading of the products.
  • This radiant flux generated by the radiant burners allows a rapid increase in the temperature in the mass of the product, which leads to an increase in the kinetics of evaporation in the product.
  • the formation of a boundary layer during the first part of the cooking by surface evaporation limits the exchanges between the heart of the product and the cooking chamber (the interior of the oven) from where the formation of blisters above and below the product.
  • the cooking can preferably end with a forced convection cooking step (2 to 3 minutes).
  • Another mode of drive drying can be implemented.
  • the total cooking time is for example 3mn30 to 6mn for a cracker.
  • the commissioning of the radiant burners makes it possible to increase the temperature inside the products by using them in convective rather than radiative mode and to accelerate the evacuation of the product. moisture in the product's core, which leads to improved texture by better honeycombing of the crumb.
  • a radiant burner, with metallic fibers makes it possible to operate according to the power, either in radiative mode (flame of red / orange color, for example for a power density lower or equal to 500 kW / m 2 ), or in Convective mode (blue flame for power densities between 600 kW / m 2 and 1000 kW / m 2 ).
  • the air speed can reach 5 m / s.
  • the radiant burners alternate with the conventional direct flame burners which ensure the heating of the oven in each zone (cooking curve), the products receive convective, conductive and radiative fluxes, the radiative flux generally constituting more than 50 % of the total heat flux received by the products above the radiant burners.
  • the oven has 5 zones of substantially equal length.
  • the fourth and fifth zones are forced convection cooking zones (170 ° C).
  • Extraction devices 11 are also provided in each of the zones. It can be seen that the radiant burners are arranged essentially at the end of the first zone, in the second zone and in the first half of the third zone.
  • a radiant burner comprises a central steel tube 1 having a longitudinal slot 5 covered with a braided metallic fabric 4 welded to the central tube 1. The gas penetrating inside the tube 1 closed at its end 6 comes out through the metal fabric 4.
  • Two electrodes 2 and 3 serve to initiate the combustion of the gas.
  • the metal fabric 4 occupies part of the outer contour of the tube 1 and faces the carpet 10 of the furnace to produce a radiant flux.
  • FIGS. 3a and 3b the braided metal fabric 4 in which combustion of the air-gas mixture occurs is carried by an annular plate 7 rotatable and whose position is fixed by locking screws 8.
  • FIGS. 3c illustrate three rotational orientation positions of the radiant zone of the burner, around the slot 5 which occupies, for example, most of the perimeter of the tube 1.
  • Figure 4 shows a metal fiber radiant burner with 3 zones.
  • the air-gas mixture is introduced (arrow F) into a space
  • the burner may have more than 3 zones, for example 5 zones.
  • Screws 21, 22 and 23 having rounded heads 21 ', 22' and 23 'which are arranged in this space 20 allow or not obstruct the entrance

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Abstract

L'invention est relative à un four tunnel comprenant un tapis d'entraînement ainsi que des brûleurs à rampe de gaz répartis sur au moins une partie de la longueur du four à partir de son entrée, caractérisé en ce que dans ladite partie de la longueur du four, il comporte au moins un brûleur radiant à fibres métalliques disposé au-dessus du tapis entre deux brûleurs à rampe de gaz. Le four tunnel est notamment applicable à la cuisson de biscuits secs tels que des crackers.

Description

FOUR TUNNEL NOTAMMENT POUR BISCUITERIE.
La présente invention a pour objet un four tunnel notamment pour biscuiterie présentant un tapis d'entraînement, et comportant des brûleurs à rampe de gaz à flamme directe répartis sur au moins une partie de la longueur du four à partir de son entrée.
Ce type de four, utilisé notamment pour la production de biscuits secs tels que les "crackers" présente des brûleurs à rampe de gaz classique produisant une flamme assurant une cuisson très intense au cours de laquelle le transfert de chaleur s'effectue à la fois par conduction, radiation, condensation et convection naturelle.
La présente invention a pour objet de diversifier les paramètres de cuisson d'un four de ce type afin de mieux contrôler la cuisson des produits obtenus notamment à partir de pâtes laminées ou de pâtes rotatives, tels que les petits beurres, les biscuits salés ou les crackers. Selon l'invention, le four tunnel comporte dans ladite partie de la longueur du four qui présente des brûleurs à rampe de gaz, au moins un brûleur radiant à fibres métalliques disposé au-dessus du tapis.
Un brûleur radiant permet de faire varier le flux radiatif, ce qui permet, une cuisson des pâtons par un rayonnement infrarouge long ou moyen, en combinaison avec les autres brûleurs qui ne permettent pas de moduler le transfert de chaleur en variant entre le mode radiatif et le mode convectif.
Ce type de brûleur offre aussi la possibilité de faire des produits de type pâtisserie en limitant les effets de croûtage en surface. Pour des pâtons crus minces (c'est-à-dire d'épaisseur comprise entre 0,2 et 1 ,5 mm) tels que les crackers, il est ainsi possible d'obtenir un cloquage contrôlé des produits.
Pour des pâtons crus épais (c'est-à-dire d'épaisseur comprise entre 1 ,6 et 3 mm), il est ainsi possible d'améliorer la texture en répartissant les brûleurs radiants le long du four pour augmenter la part de flux radiatif ou de flux convectif.
Au moins certains des brûleurs à rampe de gaz peuvent être disposés au-dessus du tapis. Au moins certains brûleurs à rampe de gaz peuvent être disposés au-dessous du tapis. Au moins deux brûleurs radiants peuvent être séparés par au moins un brûleur à rampe de gaz. Selon une variante, les brûleurs radiants sont répartis, de manière uniforme ou non, entre 20% et 75% et notamment sur moins de 60% ou de 50% de la longueur du four à partir de son entrée.
Selon une autre variante, entre 20% et 75% de sa longueur du four peut ne comporter au-dessus du tapis que des brûleurs radiants, notamment du type à fibres métalliques, qui sont répartis de manière uniforme ou non.
En aval de ladite partie de la longueur de four, il peut comporter au moins une zone de chauffage par convection forcée. Le four peut comporter dans ladite partie de sa longueur, au moins deux et au plus sept zones assurant des températures de cuisson croissantes.
Au moins un brûleur radiant est avantageusement d'un type présentant une toile en fibre métallique, avec un mode radiatif s'étendant de préférence jusqu'à une densité de puissance de 500 kW/m2, et un mode convectif au-delà de cette densité de puissance.
L'invention concerne également un procédé de cuisson de biscuits secs à l'aide d'un four tunnel tel que défini ci-dessus, et mettant en œuvre l'utilisation d'au moins un dit brûleur radiant. Selon une première variante, le procédé peut être caractérisé en ce que les biscuits, notamment des "crackers" sont élaborés à partir de pâtons minces et en ce qu'il comporte :
- soumettre les pâtons à l'entrée du four à une première étape de cuisson par des brûleurs à rampe de gaz pour provoquer une première expansion et un étalement des pâtons ;
- soumettre ensuite les pâtons à une deuxième étape de cuisson par un ou plusieurs brûleurs à rampe de gaz et un ou plusieurs brûleurs radiants pour obtenir un cloquage des pâtons
- soumettre enfin les pâtons à une étape de fin de cuisson par convection forcée.
Avantageusement, au moins la deuxième étape s'accompagne d'une extraction des buées.
Selon une deuxième variante, les biscuits sont élaborés à partir de pâtons épais et il met en œuvre une cuisson à l'aide de brûleurs radiants répartis sur au moins une partie de la longueur du four. En particulier, au moins sur une partie de la longueur du four, la cuisson peut mettre en œuvre l'action combinée de brûleurs radiants et de brûleurs à rampe de gaz.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la description ci-après, donnée à titre d'exemple non limitatif, en liaison avec les dessins dans lesquels :
- la figure 1 illustre un exemple de mise en œuvre d'un four tunnel selon l'invention, présentant des brûleurs standard (à flamme directe) et radiants, - la figure 2 montre un exemple de mise en œuvre d'un brûleur radiant,
- les figures 3a à 3c montrent une variante de brûleur radiant orientable en rotation,
- la figure 4 montre une variante de brûleur radiant présentant plusieurs zones dans une direction transversale du four.
Les fours tunnel utilisés en biscuiterie utilisent en général des brûleurs à rampe de gaz, à flamme directe, répartis le long du four au dessus du tapis (brûleurs de voûte) et en dessous du tapis (brûleurs de sole), les brûleurs assurant une mise en température dans chacune des zones du four. Ces brûleurs fonctionnent en général en convection naturelle avec une vitesse de l'air qui est de 1 m/s au maximum, et une vitesse moyenne de l'ordre de 0,6 m/s.
La mise en œuvre de brûleurs radiants à fibres métalliques tissées permet de générer un flux radiatif infrarouge long ou moyen (flamme de couleur rouge/orange) qui permet de cuire de l'intérieur les pâtons minces (entre 0,2 mm et 1 ,5 mm), éventuellement en combinaison avec le flux convectif et conductif produit par les brûleurs à flamme directe, qui assurent la mise en température du four.
Dans une application à des produits tels que les "crackers", il est possible de régler le flux radiatif de manière à piloter la dimension et le nombre des cloques.
Pour éviter que ne se forme un film humide en surface qui gênerait les transferts thermiques et gênerait le cloquage, on prévoit un dispositif d'extraction des buées par exemple entre 30 secondes et une minute sur une durée totale de cuisson de par exemple 3 minutes 30 secondes. Dans une telle application, le début de la cuisson (30' à une minute) est réalisé avec des brûleurs à rampe de gaz pour permettre une première expansion du pâton et son étalement. On soumet ensuite les produits également à l'action des brûleurs radiants à fibres métalliques qui sont répartis sur une longueur du four, de manière à obtenir un cloquage des crackers. Le flux radiatif correspond à 50% ou plus du flux total reçu localement par les produits. Les brûleurs radiants peuvent être par exemple réglés pour que chacun diffuse la même puissance. Au cours de cette deuxième étape qui dure environ 1 à 2 minutes, il ne se produit que pas ou peu d'étalement des produits.
Ce flux radiant généré par les brûleurs radiants permet une augmentation rapide de la température dans la masse du produit, ce qui entraîne une augmentation de la cinétique d'évaporation dans le produit. La formation d'une couche limite lors de la première partie de la cuisson par évaporation de surface, limite les échanges entre le cœur du produit et la chambre de cuisson (l'intérieur du four) d'où la formation de cloques au- dessus et en dessous du produit.
Ensuite, la cuisson peut de préférence se terminer par une étape de cuisson par convection forcée (2 à 3 minutes). Un autre mode de séchage par entraînement peut être mis en œuvre.
Le temps total de cuisson est par exemple de 3mn30 à 6mn pour un cracker.
Dans une application à des produits ou les pâtons sont épais, la mise en service des brûleurs radiants permet d'augmenter la température à l'intérieur des produits en les utilisant en mode convectif plutôt que radiatif et d'accélérer l'évacuation de l'humidité du cœur du produit, ce qui conduit à des amélioration de la texture par une meilleure alvéolation de la mie.
Un brûleur radiant, à fibres métalliques, permet d'opérer en fonction de la puissance, soit en mode radiatif (flamme de couleur rouge/orange, par exemple pour une densité de puissance inférieure ou égale à 500 kW/m2), soit en mode convectif (flamme bleue pour des densités de puissance entre 600 kW/m2 et 1000 kW/m2). En mode convectif, la vitesse de l'air peut atteindre 5 m/s.
Il est également possible d'utiliser les brûleurs radiants en mode radiatif pour obtenir une caramélisation des produits en fin de cuisson. Les avantages de l'utilisation de ces brûleurs dans le four sont de manière plus générale :
- la possibilité d'avoir un flux de chaleur très concentré et avec une augmentation de la part de flux de chaleur par radiation et une diminution de la part de flux par convection et conduction en fonction de la puissance utilisée.
- la souplesse de réglage permettant en combinaison avec les réglages de buées, de piloter la cuisson pour obtenir les caractéristiques produit désirées, - une économie d'énergie et/ou un raccourcissement du temps de cuisson,
- une diminution de l'émission de gaz polluants NO2 et CO. Comme les brûleurs radiants alternent avec les brûleurs classiques à flamme directe qui assurent la mise en température du four dans chacune des zones (courbe de cuisson), le produits reçoivent des flux convectifs, conductifs et radiatifs, le flux radiatif constituant en général plus de 50% du flux de chaleur total reçu par les produits à l'aplomb des brûleurs radiants.
Dans l'exemple de réalisation de la figure 1 , le four comporte 5 zones de longueur sensiblement égale.
Au dessus du tapis 10, on a :
- dans la première zone (T = 1700C), 7 brûleurs classiques à rampe de gaz et 4 brûleurs radiants dont 3 en sortie du four;
- dans la deuxième zone (T = 2500C), 6 brûleurs classiques à rampe de gaz et 5 brûleurs radiants ;
- dans la troisième zone (T = 2910C), 6 brûleurs classiques à rampe de gaz et 3 brûleurs radiants.
En dessous du tapis, sont répartis des brûleurs de sole à rampe de gaz (11 pour la première zone, 13 pour la deuxième zone, 12 pour la troisième zone.
Les quatrième et cinquième zones sont des zones de cuisson à convection forcée (170°C).
Des dispositifs d'extraction 11 sont également prévus dans chacune des zones. On voit que les brûleurs radiants sont disposés essentiellement en fin de première zone, dans la deuxième zone et dans la première moitié de la troisième zone.
Selon la figure 2, un brûleur radiant comporte un tube central 1 en acier présentant une fente longitudinale 5 recouverte d'un tissu métallique tressé 4 soudé sur le tube central 1. Le gaz pénétrant à l'intérieur du tube 1 fermé à son extrémité 6 sort en traversant le tissu métallique 4.
Deux électrodes 2 et 3 servent à initier la combustion du gaz.
Le tissu métallique 4 occupe une partie du contour externe du tube 1 et fait face au tapis 10 du four pour produire un flux radiant.
Aux figures 3a et 3b, le tissu métallique tressé 4 au sein duquel se produit la combustion du mélange air-gaz est porté par une plaque annulaire 7 orientable en rotation et dont la position est fixée par des vis de blocage 8. Les figures 3a à 3c illustrent trois positions d'orientation en rotation de la zone radiante du brûleur, autour de la fente 5 qui occupe par exemple la majeure partie du périmètre du tube 1.
La figure 4 montre un brûleur radiant à fibres métalliques qui présente 3 zones. Le mélange air-gaz est introduit (flèche F) dans un espace
20 bordant latéralement la zone 1. Cette injection permet d'assurer une composition steuchiométrique du mélange air-gaz. Le brûleur peut présenter plus de 3 zones, par exemple 5 zones.
Des vis 21 , 22 et 23 ayant des têtes arrondies 21 ', 22' et 23' qui sont disposées dans cet espace 20 permettent ou non d'obstruer l'entrée
24', 25" et 26' de tubes 24, 25 et 26 alimentant respectivement les zones 1 , 2 et 3. La position des vis est fixée par des écrous 21", 22" et 23". A la figure 4, on a représenté à titre d'exemple, la tête 22' obstruant l'entrée 25' du tube 25, ce qui fait que dans cette configuration, seules les zones latérales 1 et 3 sont alimentées par Ie mélange air-gaz. La présence de plusieurs zones (de préférence en nombre impair) permet d'obtenir une répartition de la chaleur sur la largeur du four.

Claims

REVENDICATIONS
1) Four tunnel comprenant un tapis d'entraînement ainsi que des brûleurs à rampe de gaz répartis sur au moins une partie de la longueur du four à partir de son entrée, caractérisé en ce que dans ladite partie de la longueur du four, il comporte au moins un brûleur radiant à fibres métalliques disposé au-dessus du tapis entre deux brûleurs à rampe de gaz.
2) Four tunnel selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu'au moins certains des brûleurs à rampe de gaz sont disposés au-dessus du tapis. 3) Four radiant selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'au moins deux brûleurs radiants à fibres métalliques sont séparés par au moins un brûleur à rampe de gaz.
4) Four tunnel selon une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'au moins certains brûleurs à rampe de gaz sont disposés en dessous du tapis.
5) Four tunnel selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des brûleurs à rampe de gaz et des brûleurs radiants à fibres métalliques répartis entre 20% et 75% de la longueur du four à partir de son entrée. 6) Four tunnel selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que entre 20% et 75% de la longueur du four à partir de son entrée, le four ne comporte au-dessus du tapis que des brûleurs radiants à fibres métalliques.
7) Four tunnel selon une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que lesdits brûleurs radiants à fibres métalliques sont répartis sur jusqu'à la moitié de la longueur du four à compter de son entrée.
8) Four tunnel selon une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que lesdits brûleurs radiants à fibres métalliques sont répartis de manière non uniforme. 9) Four tunnel selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins un brûleur radiant comporte une toile en fibre métallique tissée.
10) Four tunnel selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'au moins un brûleur radiant présente un mode radiatif jusqu'à une densité de puissance de 500 kW/m2' et un mode convectif au-delà de cette densité de puissance. 11) Four tunnel selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, en aval de ladite partie de la longueur du four, il comporte au moins une zone de chauffage par convection forcée.
12) Four tunnel selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite partie de longueur du four comporte au moins deux et au plus sept zones assurant des températures de cuisson croissantes.
13) Four tunnel selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins un dit brûleur radiant est orientable en rotation. 14) Four tunnel selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins un dit brûleur radiant présente plusieurs zones dans une direction transversale du four.
15) Procédé de cuisson de biscuits secs à l'aide d'un four tunnel selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il met en œuvre l'utilisation d'au moins un dit brûleur radiant à fibres métalliques.
16) Procédé de cuisson selon la revendication 15, caractérisé en ce que les biscuits, notamment des "crackers" sont élaborés à partir de pâtons minces et en ce qu'il comporte :
- soumettre les pâtons à l'entrée du four à une première étape de cuisson par des brûleurs à rampe de gaz pour provoquer une première expansion et un étalement des pâtons ;
- soumettre ensuite les pâtons à une deuxième étape de cuisson par un ou plusieurs brûleurs à rampe de gaz et un ou plusieurs brûleurs radiants à fibres métalliques pour obtenir un cloquage des pâtons - soumettre enfin les pâtons à une étape fin de cuisson par convection forcée.
17) Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce que, à la fin de la deuxième étape, les produits sont soumis seulement à l'action d'un ou plusieurs brûleurs à rampe de gaz. 18) Procédé selon une des revendications 16 ou 17, caractérisé en ce qu'au moins la deuxième étape s'accompagne d'une extraction des buées.
19) Procédé de cuisson selon la revendication 15, caractérisé en ce que les biscuits sont élaborés à partir de pâtons épais et en ce qu'il met en œuvre une cuisson à l'aide de brûleurs radiants à fibres métalliques répartis sur au moins une partie de la longueur du four. 20) Procédé selon la revendication 19, caractérisé en ce que sur au moins une partie de la longueur du four, la cuisson met en œuvre l'action combinée de brûleurs radiants à fibres métalliques et de brûleurs à rampe de gaz.
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