Lepší těsto díky fyzice: výzkumná skupina z Technické univerzity v Mnichově - TUM (Německo) provedla první 3D simulaci chlebového těsta a navrhla lepší techniky použitelné i pro průmyslové závody.
Pekaři vyrábějí chléb již více než 6000 let se čtyřmi jednoduchými ingrediencemi: moukou, solí, vodou a droždí. Kvalitu chleba, ale není určena jen podle kvality těchto, ale i na hnětení techniku, čas a životního prostředí kynutí.
Proces, který ve starověku vypadal téměř jako magie, je ve skutečnosti z vědeckého hlediska docela „banální“: během těsta je ve skutečnosti vzduch začleněn do matrice a rozvíjí síť lepku, která tvoří strukturu chléb. Je proto důležité těsto nepřetěžovat, protože to vede k hustému těstu, což snižuje kapacitu absorpce vody a zhoršuje kapacitu kynutí.
Pekaři se ale také chtějí vyhnout vkládání malého množství materiálu, protože to snižuje jeho schopnost absorbovat vzduch. Technika je proto vědecky „jednoduchá“, ale není vůbec triviální najít správné prostředky. V současné době však existují nástroje pro automatické řízení procesu hnětení.
Vědci z TUM vytvořili první 3D simulaci chlebového těsta popisující místní mechanické a mikrostrukturální změny, ke kterým dochází během různých fází procesu hnětení, což je fyzicky složitý materiál, jehož mechanické vlastnosti jsou „mezilehlé“ mezi ty z viskózní kapaliny a ty z elastické pevné látky.
"Díky své pružnosti těsto během procesu překonává gravitační síly a pohybuje se směrem k rotující tyči, poté na ni stoupá." Každý, kdo k výrobě těsta použil hnětač nebo mixér, tento jev pravděpodobně pozoroval, “ vysvětluje Natalie Germann , spoluautorka studie.
Vědci simulovali těsto v počítači s ohledem na jeho viskózní a elastické vlastnosti, stejně jako na volnou plochu, která se tvoří mezi vzduchem a těstem samotným: virtuální systém poté vytvořil počítačové geometrie na základě CAD výkresů skutečných průmyslových mixérů, aby získejte předpovědi co nejblíže realitě .
„Předchozí práce uvažovaly pouze o čistě viskózních vlastnostech chlebového těsta a omezily své simulace na extrémně zjednodušené geometrie, jako je konfigurace soustředného válce - pokračuje Germann - (…) Tímto způsobem jsou normální účinky stresu odpovědné za fenomén lezení na rotující tyči ".
Jenom „zvědavá“ studie? Mnohem více, protože takové podrobné porozumění, jaké nebylo dosud dosaženo, také naznačuje inovace v technice , které mohou vést k lepší kvalitě chleba.
„Naše počítačové simulace ukázaly, že vertikální míchání není tak dobré jako radiální, které jsme zvažovali v naší práci - uzavírá výzkumník - V budoucnu by se výkon míchání mohl zlepšit použitím více zakřiveného spirálového ramene nebo dvou ramen. spirála jako lidské paže “.
Práce byla publikována ve Fyzice tekutin .
