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Jul 06, 2023

Les pétrins à pâte à pain industriels pourraient utiliser phy

Il y a une quantité spécifique de pétrissage pour créer

Il y a une quantité spécifique de pétrissage nécessaire pour créer une pâte à pain de haute qualité, et des chercheurs en Allemagne utilisent la physique et des simulations pour se concentrer sur sa prédiction.

Institut américain de physique

image: Lors de la fabrication du pain, il est important de ne pas trop pétrir la pâte, car cela conduit à une pâte dense et serrée en raison d'une capacité d'absorption d'eau réduite qui nuit à sa capacité à lever. Mais les boulangers veulent aussi éviter le sous-pétrissage, car cela diminue la capacité de rétention des gaz. Dans Physique des fluides, des chercheurs allemands décrivent leurs travaux explorant les changements mécaniques et microstructuraux locaux qui se produisent au cours des différentes étapes du processus de pétrissage via la simulation numérique. Cette image est une comparaison de la surface de la pâte visualisée à l'aide d'isosurfaces de la fraction de matrice de pâte (à gauche) avec des captures d'écran enregistrées avec une caméra à grande vitesse lors d'une expérience de pétrissage en laboratoire.Voir plus

Crédit : Thomas Goudoulas, Université technique de Munich

WASHINGTON, DC, 26 novembre 2019 -- Les boulangers fabriquent du pain depuis plus de 6 000 ans avec quatre ingrédients simples : farine, sel, eau et levure. Outre l'utilisation d'ingrédients de haute qualité, le processus de pétrissage et le temps de levée de la pâte déterminent en fin de compte la qualité du pain.

Lors du pétrissage, de l'air est incorporé dans la matrice de la pâte, ce qui développe le réseau de gluten qui forme la structure du pain. Il est important de ne pas trop pétrir la pâte, car cela conduit à une pâte dense et serrée en raison d'une capacité d'absorption d'eau réduite qui nuit à sa capacité à lever. Mais les boulangers veulent aussi éviter de sous-pétrir la pâte, car cela diminue sa capacité de rétention de gaz. Malgré la nécessité d'obtenir un pétrissage parfait, aucun outil n'existe pour contrôler automatiquement le processus de pétrissage.

Dans Physics of Fluids, d'AIP Publishing, des chercheurs de l'Université technique de Munich décrivent leurs travaux en explorant les changements mécaniques et microstructuraux locaux qui se produisent au cours des différentes étapes du processus de pétrissage via la simulation numérique.

La pâte à pain est un matériau complexe dont les propriétés mécaniques se situent quelque part entre celles d'un liquide visqueux et d'un solide élastique.

"En raison de son élasticité, la pâte surmonte les forces gravitationnelles pendant le pétrissage et se déplace vers la tige rotative, puis grimpe dessus. Si vous avez déjà utilisé un pétrin ou un mélangeur pour faire de la pâte dans votre cuisine, vous avez probablement observé ce phénomène." a déclaré la co-auteure Natalie Germann.

Les chercheurs utilisent des simulations informatiques 3D qui tiennent compte des propriétés visqueuses et élastiques, ainsi que de la surface libre formée entre l'air et la pâte. Ils créent ensuite des géométries informatiques basées sur des dessins CAO de véritables pétrins industriels pour obtenir des prédictions aussi proches que possible de la réalité.

Ces simulations fournissent des informations essentielles sur ce qui se passe à l'intérieur et à la surface de la pâte au fil du temps, comme l'incorporation d'air dans la matrice, la formation et la rupture des poches de pâte.

Il s'agit de la première simulation de pétrissage de pâte 3D connue réalisée dans un pétrin industriel.

"Les travaux précédents ne considéraient que les propriétés purement visqueuses de la pâte à pain et limitaient leurs simulations à des géométries extrêmement simplifiées telles qu'une configuration de cylindre concentrique", a déclaré Germann.

Dans ces autres travaux, sans tenir compte de l'élasticité du matériau, les effets de contraintes normales responsables du phénomène d'escalade de la tige sont absents.

"Nos simulations informatiques ont montré que le mélange vertical n'est pas aussi bon que le mélange radial dans le pétrin à spirale que nous avons considéré dans notre travail. À l'avenir, les performances de mélange peuvent être améliorées en utilisant un bras en spirale plus fortement incurvé ou deux bras en spirale similaires à pétrir à la main."

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L'article, "Enquête numérique et expérimentale sur le pétrissage de la pâte dans un pétrin à spirale tridimensionnel", est rédigé par Laila Abu-Farah, Thomas B. Goudoulas, Soroush Hooshyar et Natalie Germann. Il paraîtra dans Physics of Fluids le 26 novembre 2019 (DOI : 10.1063/1.5122261). Après cette date, il peut être consulté à https://aip.scitation.org/doi/10.1063/1.5122261.

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Physique des fluides se consacre à la publication de contributions théoriques, informatiques et expérimentales originales sur la dynamique des gaz, des liquides et des fluides complexes ou multiphasiques. Voir https://aip.scitation.org/journal/phf.

Physique des Fluides

10.1063/1.5122261

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