Knetmaschinen fühlen den Teig

Innovationsprojekt: Intelligenter Knetprozess

Zur maschinellen Herstellung von z.B. Brotteig werden derzeit die Zutaten, wie Mehl und Wasser, im Knetkessel durch einen Knethaken verarbeitet. Um eine optimale Vermischung der Zutaten und Qualität des Teiges zu erzielen, muss der Zustand des Teiges bislang kontinuierlich manuell überprüft werden. Zur Bedienung der Knetmaschinen ist das Expertenwissen von geschulten Bäckern daher unverzichtbar. Dies ist gerade in Schwellenländern nicht vorhanden, in denen der Bedarf an Backwaren zunimmt und die somit ein wichtiger Markt für Knetmaschinen sind. Um den Knetprozess effizient zu gestalten und die Bedienung der Maschinen zu erleichtern, ist es erforderlich, dass sich der Knethaken eigenständig an den Zustand des Teiges anpasst und Expertenwissen in die Maschine integriert wird.

Ziel des Forschungsprojekts ist daher zum einen die Neugestaltung des Knethakens und zum anderen die Selbstoptimierung des Knetprozesses. Dafür müssen die maschinentechnischen Voraussetzungen geschaffen werden, so dass die Maschine den Teig wie ein Bäcker fühlt und knetet.

Knetmaschinen, wie der Spiralkneter, müssen derzeit von erfahrenen Bäckereien bedient werden. Die Knethaken können Teigeigenschaften bisher nicht erkennen.

Zunächst werden dazu der Knethaken und der Knetprozess analysiert und simuliert. Danach wird eine Sensorik entwickelt, die während des Knetens kontinuierlich den Teigzustand ermittelt. Des Weiteren wird das Expertenwissen erfahrener Bäcker für unterschiedliche Teigsorten aufbereitet und in einer intelligenten Steuerung für die Maschine nutzbar gemacht. Durch das Zusammenwirken von Sensorik und Steuerung wird eine selbständige Anpassung des Knethakens an den Zustand des Teiges erzielt. In dem Projekt wird auf Ergebnisse der Querschnittsprojekte Systems Engineering, Selbstoptimierung, Mensch-Maschine-Interaktion und Energieeffizienz zurückgegriffen. Anhand eines Prototyps werden die Ergebnisse validiert und anschließend in einer Knetmaschine umgesetzt.

Durch das Projekt wird es in Zukunft möglich sein, mit einem effizienten Einsatz von Arbeitskraft und Ressourcen unterschiedliche Teigsorten in optimaler Qualität zu produzieren. Die Bedienung der Knetmaschinen wird vereinfacht, so dass auch Personal ohne das Expertenwissen eines Bäckers eingesetzt werden kann. Vor dem Hintergrund des weltweit wachsenden Bedarfs an Backwaren, insbesondere auch in Schwellen- und Entwicklungsländern, wird ein großes Marktpotenzial für intelligente Knetmaschinen prognostiziert. Vor allem Handwerksbäckereien werden von der neuen Technologie profitieren, die dazu beträgt, die Wettbewerbsfähigkeit zu steigern. Die Projektergebnisse können auf weitere Produktionssysteme in der Lebensmittelindustrie und in der Medizintechnik übertragen werden.

Projektlaufzeit
01. Januar 2013 - 30. Juni 2015

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