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Nov 01, 2023

工業用パン生地混練機は phy を使用できます

Per realizzarlo è necessaria una certa quantità di impasto

高品質のパン生地を作るには特定の量の捏ねが必要であり、ドイツの研究者は物理学とシミュレーションを使用してその予測に焦点を当てています。

アメリカ物理学研究所

画像: パンを作るときは、生地をこねすぎないことが重要です。こねすぎると、吸水力が低下して生地が緻密になり、膨らみが損なわれるためです。 しかし、パン屋はガス保持能力を低下させるため、混練が不十分になることも避けたいと考えています。 ドイツの研究者は、「流体の物理学」の中で、混練プロセスのさまざまな段階で発生する局所的な機械的および微細構造の変化を数値シミュレーションによって調査した研究について説明しています。 この画像は、生地マトリックス画分の等値面を使用して視覚化された生地表面 (左) と、実験室での混練実験中に高速カメラで記録されたスクリーンショットとの比較です。もっと見る

クレジット: Thomas Godoulas、ミュンヘン工科大学

ワシントン DC、2019 年 11 月 26 日 -- パン屋は 6,000 年以上にわたり、小麦粉、塩、水、イーストという 4 つのシンプルな材料を使ってパンを作り続けてきました。 高品質の材料を使用することはもちろん、生地をこねるプロセスと発酵時間も最終的にパンの品質を決定します。

混練中に生地マトリックスに空気が取り込まれ、パンの構造を形成するグルテンネットワークが発達します。 生地をこねすぎないことが重要です。こねすぎると、吸水力が低下して生地が緻密になり、膨らみが損なわれるためです。 しかし、パン屋は生地のガス保持能力を低下させるため、生地を十分に練らないようにしたいとも考えています。 適切な混練が必要であるにもかかわらず、混練プロセスを自動的に制御するツールは存在しません。

AIP出版の『流体の物理学』では、ミュンヘン工科大学の研究者らが、数値シミュレーションを介して混練プロセスのさまざまな段階で発生する局所的な機械的および微細構造の変化を調査した研究について説明しています。

パン生地は複雑な材料であり、その機械的特性は粘稠な液体と弾性のある固体の間のどこかにあります。

「その弾力性により、生地は混練中に重力に打ち勝ち、回転ロッドに向かって移動し、その後上昇します。キッチンで生地を作るためにニーダーやミキサーを使用したことがある方は、おそらくこの現象を観察したことがあるでしょう。」共著者のナタリー・ジャーマン氏はこう語った。

研究者らは、粘性と弾性の特性、および空気と生地の間に形成される自由表面を考慮した 3D コンピューター シミュレーションを使用しています。 次に、実際の工業用ニーダーの CAD 図面に基づいてコンピューター形状を作成し、可能な限り現実に近い予測を取得します。

これらのシミュレーションは、マトリックスへの空気の取り込み、生地ポケットの形成と崩壊など、時間の経過とともに生地の内部と表面で何が起こっているかに関する重要な情報を提供します。

これは、工業用ニーダー内で実行される既知の最初の 3D 生地混練シミュレーションです。

「これまでの研究では、パン生地の純粋な粘性特性のみが考慮され、シミュレーションは同心円柱の設定などの非常に単純化された形状に限定されていました」とジャーマン氏は述べています。

他の研究では、材料の弾性を考慮せずに、ロッドクライミング現象の原因となる通常の応力効果が存在しません。

「私たちのコンピューターシミュレーションでは、垂直混合は、私たちが研究で検討したスパイラルニーダーにおける放射状混合ほど良くないことが示されました。将来的には、より高度に湾曲したスパイラルアームや、同様の2本のスパイラルアームを使用することで、混合性能が向上する可能性があります。」手で捏ねる。」

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この記事「三次元スパイラルニーダーにおける生地混練の数値的および実験的研究」は、Laila Abu-Farah、Thomas B. Goudoulas、Soroush Hooshyar、Natalie Germann によって執筆されました。 これは、2019 年 11 月 26 日の Physics of Fluids (DOI: 10.1063/1.5122261) に掲載される予定です。 その日付以降は、https://aip.station.org/doi/10.1063/1.5122261 からアクセスできます。

ジャーナルについて

Physics of Fluids は、気体、液体、および複雑または多相流体の力学に対する独自の理論的、計算的、実験的貢献の出版に特化しています。 https://aip.station.org/journal/phf を参照してください。

流体の物理学

10.1063/1.5122261

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