Mit Strömungsphysik zur perfekten Teigmischung

Beim Kuchenteig kommt es auf die richtige Mischung an, damit er schön gleichmäßig wird. Noch entscheidender ist die richtige Prozedur jedoch bei professionellen Mischmaschinen und Rührgeräten, wie sie in Industrie und Handwerk zum Einsatz kommen. Dort soll jedes Gemisch möglichst die gleichen Standards erfüllen – und dabei möglichst schnell und kostengünstig hergestellt werden. In der Zeitschrift „Physics of Fluids“ stellen Strömungsphysiker um Lionel Rossi von der französischen Behörde für regenerative Energie und Atomenergie nun vor, wie sich Mischverfahren optimieren lassen.

Bewegungsmuster beim „Katzenaugenstrom“

Beim Mischen einer flüssigen Masse wie Teig gilt es vor allem, die Zutaten zum richtigen Zeitpunkt hinzuzufügen und das Gemisch gut umzurühren. Rossi und seine Kollegen steuerten Takt, Stärke und Position der zufließenden Materialströme und erzeugten so eine zyklische Mischsequenz, deren Muster – sichtbar gemacht durch Zugabe von Farbstoffen – an die Mandelform von Katzenaugen erinnert. Im Vergleich zu anderen untersuchten Rührmustern erwies sich dieser „Katzenaugenstrom“ als besonders effiziente Mixstrategie.

„Das neue Mischprogramm ist sowohl robust als auch schnell, und mit seiner Einfachheit lässt es sich auf Mischmaschinen aller Größenordnungen übertragen“, sagt Rossi. Bei kleinen Geräten könnte die neue Sequenz nicht nur die Mischzeiten, sondern auch den hierfür benötigten Platz verringern. Bei großen Anlagen wiederum könnte sie die Leistung steigern und gleichzeitig den Energieverbrauch senken, etwa, indem das Rühren bereits vollständig durchmischter Bereiche zurückgefahren wird, erklärt der Physiker.

Im nächsten Schritt planen die Forscher, maßgeschneiderte Mixstrategien zu entwickeln, die sich auf verschiedene Bedürfnisse anwenden lassen.