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Jul 06, 2023

Gli impastatori industriali per la pasta del pane potrebbero utilizzare phy

There's a specific amount of kneading involved to create

Per creare un impasto per il pane di alta qualità è necessaria una quantità specifica di impasto e i ricercatori tedeschi stanno utilizzando la fisica e le simulazioni per concentrarsi sulla previsione

Istituto Americano di Fisica

immagine: Quando si prepara il pane, è importante non impastare troppo l'impasto, perché questo porta ad un impasto denso e teso a causa di una ridotta capacità di assorbimento dell'acqua che ne compromette la capacità di lievitazione. Ma i panettieri vogliono anche evitare l'impasto insufficiente, perché questo diminuisce la capacità di ritenzione del gas. In Physics of Fluids, ricercatori tedeschi descrivono il loro lavoro esplorando i cambiamenti meccanici e microstrutturali locali che si verificano durante le diverse fasi del processo di impasto tramite simulazione numerica. Questa immagine è un confronto tra la superficie dell'impasto visualizzata utilizzando le isosuperfici della frazione della matrice dell'impasto (a sinistra) con schermate registrate con una fotocamera ad alta velocità durante l'esperimento di impasto in laboratorio.vedere di più

Credito: Thomas Goudoulas, Università Tecnica di Monaco

WASHINGTON, DC, 26 novembre 2019 -- I fornai producono il pane da più di 6.000 anni con quattro semplici ingredienti: farina, sale, acqua e lievito. Oltre all'utilizzo di ingredienti di alta qualità, il processo di impasto e il tempo di lievitazione dell'impasto determinano in ultima analisi la qualità del pane.

Durante l'impasto, nella matrice dell'impasto viene incorporata aria, che sviluppa la rete glutinica che forma la struttura del pane. È importante non impastare troppo l'impasto, perché ciò porta ad un impasto denso e teso a causa di una ridotta capacità di assorbimento dell'acqua che ne pregiudica la capacità di lievitazione. Ma i panettieri vogliono anche evitare di impastare troppo l’impasto, perché questo diminuisce la sua capacità di ritenzione di gas. Nonostante la necessità di ottenere un impasto perfetto, non esistono strumenti per controllare automaticamente il processo di impasto.

In Physics of Fluids, di AIP Publishing, i ricercatori dell'Università Tecnica di Monaco descrivono il loro lavoro esplorando i cambiamenti meccanici e microstrutturali locali che si verificano durante le diverse fasi del processo di impasto tramite simulazione numerica.

L'impasto del pane è un materiale complesso le cui proprietà meccaniche sono a metà tra quelle di un liquido viscoso e di un solido elastico.

"A causa della sua elasticità, l'impasto supera le forze gravitazionali durante l'impasto e si muove verso l'asta rotante, quindi si arrampica su di essa. Se hai mai usato un'impastatrice o un mixer per fare l'impasto in cucina, probabilmente hai osservato questo fenomeno," ha detto la coautrice Natalie Germann.

I ricercatori stanno utilizzando simulazioni computerizzate 3D che considerano le proprietà viscose ed elastiche, nonché la superficie libera che si forma tra l'aria e l'impasto. Quindi creano geometrie computerizzate basate su disegni CAD di vere impastatrici industriali per ottenere previsioni il più vicino possibile alla realtà.

Queste simulazioni forniscono informazioni essenziali su ciò che accade all'interno e sulla superficie dell'impasto nel tempo, come l'incorporazione di aria nella matrice e la formazione e rottura delle tasche dell'impasto.

Questa è la prima simulazione di impasto 3D conosciuta condotta all'interno di un'impastatrice industriale.

"I lavori precedenti consideravano solo le proprietà puramente viscose dell'impasto del pane e limitavano le loro simulazioni a geometrie estremamente semplificate come la configurazione di un cilindro concentrico", ha affermato Germann.

In quegli altri lavori, senza considerare l'elasticità del materiale, sono assenti i normali effetti tensionali responsabili del fenomeno del rod-climbing.

"Le nostre simulazioni al computer hanno dimostrato che la miscelazione verticale non è buona quanto la miscelazione radiale nell'impastatrice a spirale che abbiamo considerato nel nostro lavoro. In futuro, le prestazioni di miscelazione potrebbero essere migliorate utilizzando un braccio a spirale più curvato o due bracci a spirale simili a impastare a mano."

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L'articolo, "Investigazione numerica e sperimentale sull'impasto in una impastatrice a spirale tridimensionale", è scritto da Laila Abu-Farah, Thomas B. Goudoulas, Soroush Hooshyar e Natalie Germann. Apparirà in Physics of Fluids il 26 novembre 2019 (DOI: 10.1063/1.5122261). Dopo tale data sarà possibile accedervi all'indirizzo https://aip.scitation.org/doi/10.1063/1.5122261.