Questi scienziati vogliono innovare il modo di fare il pane…con la fisica!

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Un impasto migliore grazie alla fisica: un gruppo di ricerca della Technical University of MunichTUM (Germania) ha effettuato la prima simulazione 3D di un impasto di pane, suggerendo tecniche migliori applicabili anche agli impianti industriali.

I fornai producono pane da oltre 6.000 anni con quattro ingredienti semplici: farina, sale, acqua e lievito. La qualità del pane non è però determinata solo dalla qualità di questi, ma anche dalla tecnica di impasto, il tempo e l’ambiente della lievitazione.

Il processo, che nell’antichità sembrava quasi una magia, è in realtà piuttosto “banale” dal punto di vista scientifico: durante l’impasto, infatti, l’aria viene incorporata nella matrice, sviluppando la rete di glutine che forma la struttura del pane. È importante non sovraccaricare l’impasto, quindi, perché questo porta a un impasto denso, riducendosi la capacità di assorbimento dell’acqua e compromettendo la capacità di lievitazione.

Ma i fornai vogliono anche evitare di mettere poco materiale, perché questo riduce la sua capacità di assorbimento dell’aria. La tecnica è quindi scientificamente “semplice” ma non è affatto banale trovare il giusto mezzo. Attualmente, comunque, esistono strumenti per controllare automaticamente il processo di impasto.

I ricercatori della TUM hanno realizzato la prima simulazione 3D di un impasto di pane, descrivendo i cambiamenti meccanici e microstrutturali locali che si verificano durante le diverse fasi del processo di impasto, che è fisicamente un materiale complesso le cui proprietà meccaniche sono “intermedie” tra quelle di un liquido viscoso e quelle di un solido elastico.

“A causa della sua elasticità, l’impasto supera le forze gravitazionali durante il processo e si sposta verso l’asta rotante, quindi si arrampica su di esso. Chi ha usato un impastatore o un miscelatore per fare l’impasto ha probabilmente osservato questo fenomeno” spiega Natalie Germann, coautrice dello studio.

Gli studiosi hanno simulato al computer un impasto considerando le sue proprietà viscose ed elastiche, nonché la superficie libera che si forma tra l’aria e l’impasto stesso: il sistema virtuale ha quindi creato geometrie informatiche basate su disegni CAD di impastatrici industriali reali per ottenere previsioni il più vicine possibile alla realtà.

“I lavori precedenti consideravano solo le proprietà puramente viscose dell’impasto del pane e limitavano le loro simulazioni a geometrie estremamente semplificate come una configurazione a cilindro concentrico – continua la Germann – […] In questo modo sono assenti i normali effetti di stress responsabili del fenomeno dell’arrampicata sull’asta rotante”.

Solo uno studio “curioso”? Molto di più, perché una comprensione così dettagliata, mai realizzata prima, suggerisce anche innovazioni sulla tecnica, che possono portare ad un pane di qualità migliore.

“Le nostre simulazioni al computer hanno dimostrato che la miscelazione verticale non è buona quanto quella radiale che abbiamo considerato nel nostro lavoro – conclude infatti la ricercatrice – In futuro, le prestazioni di miscelazione potrebbero essere migliorate utilizzando un braccio a spirale più ricurvo o due bracci a spirale simili a braccia umane”.

Il lavoro è stato pubblicato su Physics of Fluids.

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Roberta De Carolis ha una laurea e un dottorato in Chimica, e ha conseguito un Master in comunicazione scientifica. Giornalista pubblicista, scrive per GreenMe dal 2010.
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