Wie Knetmaschinen eigenständig die Qualität eines Teigs erkennen können, erarbeiten Forscher des Heinz Nixdorf Instituts (Universität Paderborn) in Kooperation mit der WP Kemper GmbH und der Fachhochschule Bielefeld. Sie entwickeln eine Software, die Knetmaschinen intelligent über Knetdauer und Qualität des Teigs entscheiden lässt.
Das Forscherteam um Prof. Ansgar Trächtler hat eine intelligente Knetmaschine entwickelt, die Informationen aus dem Knetprozess aufnimmt und bestimmen kann, wann ein Teig fertig ist. Labormessungen hatten ergeben, dass Weizenteig während seiner Verarbeitung zu einem bestimmten Zeitpunkt den höchsten Widerstand liefert. An diesem Punkt ist er fertiggestellt und sollte nicht weiter geknetet werden, sonst zerfällt er. Den Zeitpunkt während des laufenden Knetprozesses automatisch zu erkennen, ist jedoch schwierig, weil sich zum einen die Teigeigenschaften stetig ändern und sich zum anderen eine variierende Menge Teig im Eingriff befindet. Bisher müssen Bäcker den Teig regelmäßig anhand ihrer Erfahrung manuell prüfen. “Wenn das in Serie geht, wäre das eine riesen Erleichterung für den Bäcker, weil so automatisch und trotz schwankender Rohstoffqualitäten immer ein optimaler Teig sichergestellt werden kann”, betont Sebastian Wessels, Leiter Engineering bei der Firma Kemper.
“Die von uns entwickelte Software lässt die Knetmaschine bereits während des Knetens erkennen, wann der Teig den höchsten Widerstand bietet. Dies geschieht mithilfe eines Sensors an der Knetspirale. Die Software bereinigt das gemessene Signal von störenden Anteilen und kann so das wirksame Drehmoment ermitteln. Sobald das höchste Drehmoment erreicht ist, beendet die Maschine den Knetprozess”, so Felix Oestersötebier, Mitarbeiter von Trächtler. In zahlreichen Probedurchläufen zeichneten die Forscher das Verhalten des Teigs auf, so ließen sich mit regelungstechnischen Mitteln sogenannte “Filter” und “Beobachter” auslegen. “Durch die intelligente Informationsverarbeitung kann die Maschine nun während des Knetens, mit möglichst geringer Verzögerung, das Maximum erkennen. Das ist wichtig, denn schon nach einigen Sekunden kann ein Teig sonst ruiniert sein”, so Oestersötebier weiter. “Außerdem trifft die Maschine bereits zu Beginn eine Vorhersage, wann der Teig voraussichtlich fertig sein wird und welche Temperatur er haben wird. Gerade bei der Verarbeitung von Hefeteigen darf die Temperatur nicht zu groß werden”, erklärt Oestersötebier.
Das Forschungsprojekt “Intelligenter und optimierter Teig-Knetprozess” vom Spitzencluster “it’s OWL” hat ein Projektvolumen von 1,1 Millionen Euro (348.000 Euro vom Bundesministerium für Bildung und Forschung).
