Intelligent and optimised dough kneading process

Bei der gewerblichen Herstellung von Teig sind Chargen-Kneter die bevorzugte L?sung für kleinere Teigmengen mit wechselnder Rezeptur. In dem Kneter werden die Zutaten zun?chst zu einer m?glichst homogenen Masse vermischt. Nach der Vermischung folgt die Knetphase. Hierzu muss eine gewisse Menge an mechanischer Energie eingebracht werden, damit ein optimaler Teig entsteht, der sich beispielsweise durch eine gute G?rstabilit?t auszeichnet. Andererseits wird im Falle einer zu langen Knetung die Teigstruktur zerst?rt, wodurch sich u.a. die Wasseraufnahmef?higkeit reduziert. Aus diesem Grund war es bisher notwendig den Prozess durch einen B?cker zu steuern. Mit der Erfindung des intelligenten Teigkneters konnte dieser Schritt automatisiert werden.

Sensierung des Teigzustands

Die verschiedenen Phasen des Teigherstellungsprozesses wurden bisher über die zeitliche Festlegung der Bottich- und Knetwerkzeugdrehzahl gesteuert. Als Naturprodukt unterliegt das Mehl, als wesentlicher Bestandteil des Teigs, allerdings zum Teil gro?en Qualit?tsschwankungen. So hat das Weizen-Mischungsverh?ltnis und auch die Qualit?t und Menge des jeweils enthaltenen Glutens gro?en Einfluss auf die erforderliche Knetdauer. Zudem wirken sich die schwankenden Umwelteinflüsse und Eigenschaften der übrigen Zutaten ebenfalls auf die Teigeigenschaften aus, wodurch eine subjektive Steuerung und ?berwachung des Teigherstellungsprozess durch einen ausgebildeten B?cker zwingend erforderlich war. Da der B?cker den Teig einzig nach optischen und haptischen Eindrücken prüfen kann, ist nur eine eingeschr?nkte Reproduzierbarkeit der rheologische Teigeigenschaften m?glich.

Die Fachgruppe Regelungstechnik und Mechatronik hat gemeinsam mit der WP Kemper GmbH im Rahmen des it’s OWL Projekts InoTeK ein Verfahren zur automatisierten Prozessführung einer Teigknetvorrichtung entwickelt. Zu diesem Zweck wurde ein bestehender Teigkneter um Sensoren und eine intelligente Informationsverarbeitung erweitert. Die Umschaltung zwischen Misch- und Knetphase wurde hierbei anhand des Minimums im Verlauf der Teigtemperatur durchgeführt. Als Endbedingung für den Knetprozess wurde das Maximum im Drehmomentverlauf des Knethackens festgelegt. Da aber das Messsignal zur Detektion des Maximums zu stark verrauscht war kamen an dieser Stelle verschiedene Beobachtertechniken zum Einsatz. Mit dieser Neuerung erkennt die Knetmaschine kontinuierlich den Teigzustand und steuert selbstst?ndig den Knetprozess.

Im M?rz 2019 ist aus dem Forschungsprojekt ein Patent für das Verfahren der automatisierten Prozessführung entstanden. Dieses Patent bildet die Basis für eine neue Knetmaschinengeneration bei WP Kemper GmbH.

Das Verbundprojekt InoTeK war ein Innovationsprojekt des Spitzenclusters it‘s- OWL und wurde vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gef?rdert.