Блог

May 28, 2023

Промышленные тестомесы для хлеба могут использовать фи

Чтобы создать

Для приготовления высококачественного хлебного теста требуется определенное количество замесов, и исследователи в Германии используют физику и моделирование, чтобы сосредоточиться на его прогнозировании.

Американский институт физики

фото: При приготовлении хлеба важно не перемесить тесто, так как это приводит к получению плотного и тугого теста из-за пониженной водопоглощающей способности, что ухудшает его способность подниматься. Но пекари также хотят избежать недостаточного замешивания, поскольку это снижает способность удерживать газ. В книге «Физика жидкостей» исследователи из Германии описывают свою работу по изучению локальных механических и микроструктурных изменений, которые происходят на разных стадиях процесса замешивания, посредством численного моделирования. Это изображение представляет собой сравнение поверхности теста, визуализированной с использованием изоповерхностей фракции матрицы теста (слева), со скриншотами, снятыми высокоскоростной камерой во время лабораторного эксперимента по замесу.посмотреть больше

Фото: Томас Гудулас, Мюнхенский технический университет.

ВАШИНГТОН, округ Колумбия, 26 ноября 2019 г. — Пекари уже более 6000 лет пекут хлеб из четырех простых ингредиентов: муки, соли, воды и дрожжей. Помимо использования высококачественных ингредиентов, качество хлеба в конечном итоге определяется процессом замеса и временем, в течение которого тесто поднимается.

Во время замеса в матрицу теста попадает воздух, который образует сеть клейковины, формирующую структуру хлеба. Важно не перемесить тесто, так как это приводит к получению плотного и тугого теста из-за пониженной водопоглощающей способности, что ухудшает его способность подниматься. Но пекари также хотят избегать недостаточного замешивания теста, поскольку это снижает его способность удерживать газ. Несмотря на необходимость правильного замешивания, не существует инструментов для автоматического управления процессом замешивания.

В книге «Физика жидкостей» издательства AIP Publishing исследователи из Технического университета Мюнхена описывают свою работу по изучению локальных механических и микроструктурных изменений, которые происходят на разных стадиях процесса замешивания, посредством численного моделирования.

Хлебное тесто — сложный материал, механические свойства которого находятся где-то между вязкой жидкостью и упругим твердым телом.

«Благодаря своей эластичности тесто преодолевает силы гравитации во время замеса и движется к вращающемуся стержню, а затем поднимается по нему вверх. Если вы когда-либо использовали тестомес или миксер для приготовления теста на кухне, вы, вероятно, наблюдали это явление». сказала соавтор Натали Германн.

Исследователи используют компьютерное 3D-моделирование, учитывающее вязкие и упругие свойства, а также свободную поверхность, образующуюся между воздухом и тестом. Затем они создают компьютерную геометрию на основе чертежей САПР реальных промышленных тестомесильных машин, чтобы получить прогнозы, максимально приближенные к реальности.

Эти симуляции предоставляют важную информацию о том, что происходит внутри и на поверхности теста с течением времени, например, о попадании воздуха в матрицу, а также о формировании и разрушении тестовых карманов.

Это первое известное трехмерное моделирование замеса теста, проведенное в промышленной месильной машине.

«Предыдущие работы рассматривали только исключительно вязкие свойства хлебного теста и ограничивали моделирование чрезвычайно упрощенной геометрией, такой как установка концентрического цилиндра», — сказал Германн.

В этих других работах, без учета упругости материала, отсутствуют нормальные напряжения, ответственные за явление подъема стержня.

«Наше компьютерное моделирование показало, что вертикальное смешивание не так хорошо, как радиальное смешивание в спиральной месильной машине, которую мы рассматривали в нашей работе. В будущем производительность смешивания может быть улучшена за счет использования более изогнутого спирального рычага или двух спиральных рычагов, подобных месить вручную».

###

Статью «Численное и экспериментальное исследование замеса теста в трехмерной спиральной месильной машине» написали Лайла Абу-Фара, Томас Б. Гудулас, Соруш Хушьяр и Натали Германн. Он появится в журнале «Физика жидкостей» 26 ноября 2019 г. (DOI: 10.1063/1.5122261). После этой даты доступ к нему можно будет получить по адресу https://aip.scitation.org/doi/10.1063/1.5122261.