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 de mal pétrir, car cela diminue la capacité de rétention de gaz. En 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 une simulation numérique. Cette image est une comparaison de la surface de la pâte visualisée à l'aide d'isosurfaces de fraction de matrice de pâte (à gauche) avec des captures d'écran enregistrées avec une caméra haute vitesse lors d'une expérience de pétrissage en laboratoire. Crédit :Thomas Goudoulas, Université technique de Munich
Les boulangers fabriquent du pain depuis plus de 6 ans, 000 ans avec quatre ingrédients simples :farine, sel, eau et levure. En plus d'utiliser des 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.
Pendant le pétrissage, de l'air est incorporé dans la matrice de pâte, 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 mal pétrir la pâte, car cela diminue sa capacité de rétention de gaz. Malgré la nécessité de bien pétrir, aucun outil n'existe pour contrôler automatiquement le processus de pétrissage.
Dans Physique des fluides , des chercheurs de l'Université technique de Munich décrivent leurs travaux explorant les changements mécaniques et microstructuraux locaux qui se produisent au cours des différentes étapes du processus de pétrissage via une simulation numérique.
La pâte à pain est un matériau complexe dont les propriétés mécaniques se situent entre celles d'un liquide visqueux et d'un solide élastique.
« En raison de son élasticité, la pâte surmonte les forces de gravitation pendant le pétrissage et se déplace vers la tige rotative, puis l'escalade. 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-auteur Natalie Germann.
Les chercheurs utilisent des simulations informatiques en 3D qui tiennent compte des propriétés visqueuses et élastiques, ainsi que la surface libre formée entre l'air et la pâte. Ils créent ensuite des géométries informatiques basées sur des dessins CAO de vrais 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 cours du temps, comme l'incorporation d'air dans la matrice, et formation et rupture de poches de pâte.
Il s'agit de la première simulation de pétrissage de pâte en 3D réalisée au sein d'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, " dit Germann.
Dans ces autres ouvrages, sans tenir compte de l'élasticité du matériau, les effets des contraintes normales responsables du phénomène d'escalade de tige sont absents.
"Nos simulations informatiques ont montré que le mélange vertical n'est pas aussi bon que le mélange radial dans le malaxeur 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 au pétrissage à la main."
