{"id":11109,"date":"2020-01-22T00:15:00","date_gmt":"2020-01-21T23:15:00","guid":{"rendered":"https:\/\/borncity.com\/senioren\/?p=11109"},"modified":"2024-07-26T22:54:05","modified_gmt":"2024-07-26T20:54:05","slug":"backvorgnge-im-simulator-nachgestellt","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/borncity.eu\/senioren\/2020\/01\/22\/backvorgnge-im-simulator-nachgestellt\/","title":{"rendered":"Backvorg&auml;nge im Simulator nachgestellt"},"content":{"rendered":"<p>Heute noch ein Informationsh\u00e4ppchen, welches die Welt der Technik mit der Kulinarik kombiniert. Forschern ist es gelungen, die Abl\u00e4ufe beim Backen oder Erhitzen durch mathematische Modelle zu beschreiben. Der so entstandene Simulator hilft bei der Beurteilung, wie sich manche Lebensmittel beim Backen und danach verhalten.<\/p>\n<p><!--more--><\/p>\n<p>Ein guter B\u00e4cker versucht nat\u00fcrlich seine Produkte bestm\u00f6glich zuzubereiten. Wissen, Erfahrung und Gl\u00fcck helfen den Spitzenleuten dabei unglaubliche Ergebnisse zu zaubern. Aber was geht eigentlich beim Backen eines Br\u00f6tchens oder eines Brots im Teigs vor sich, und wie wird sich das Produkt verhalten? \u00dcber <a href=\"https:\/\/twitter.com\/CNET\/status\/1212810791243567104\" target=\"_blank\" rel=\"noopener noreferrer\">einen Tweet<\/a> bin ich auf eine interessante Geschichte, den 'Back-Simulator', gesto\u00dfen.<\/p>\n<p>Ein <a href=\"https:\/\/youtu.be\/iBpolaB4DqA\">Video<\/a> zeigt fotorealistische Animationen, die Produkte beim Backen und im nachfolgenden Verhalten zeigen. Dabei wird der ganze Vorgang in einem Computer \u00fcber eine Material Point-Methode simuliert. Diese Methode simuliert visuell, wie sich ein bestimmter Punkt eines Materials beim Erhitzen verh\u00e4lt. Die Methode eignet sich zur visuellen Simulation des Backens von Brot, Keksen, Pfannkuchen und \u00e4hnlichen Materialien, die aus Teig (Mischungen aus Wassermehl, Eiern, Fett, Zucker und Treibmitteln) bestehen.<\/p>\n<p>Dazu haben die Mathematiker ein ein neuartiges thermomechanisches Modell mit Hilfe der Mischungstheorie entwickelt. Dieses dient dazu, Wechselwirkungen zwischen einzelnen Wasser-, Gas- und Teigsorten aufzul\u00f6sen.<\/p>\n<ul>\n<li>Die W\u00e4rme\u00fcbertragung mit thermischer Ausdehnung wird zur Modellierung von thermischen Variationen der Materialeigenschaften genutzt.<\/li>\n<li>Der wasserbasierte Stofftransport wird durch die por\u00f6se Mischung aufgel\u00f6st, das Gas stellt das Kohlendioxid dar, das durch die Treibmittel beim Backen entsteht und der Teig wird als viskoelastoplastischer Feststoff modelliert, um seine vielf\u00e4ltigen und komplexen rheologischen Eigenschaften darzustellen.<\/li>\n<li>Der Wassergehalt in der Mischung reduziert sich w\u00e4hrend des Backvorgangs nach dem Fick'schen Gesetz, was zur Trocknung und zum Aufbrechen der Kruste an der Materialgrenze beitr\u00e4gt. Das durch Treibmittel beim Backen entstehende Kohlendioxidgas erzeugt einen Innendruck, der zum Aufsteigen f\u00fchrt.<\/li>\n<li>Das viskoelastoplastische Modell f\u00fcr den Teig ist temperaturabh\u00e4ngig und wird zur Modellierung von Schmelzen und Erstarrung verwendet.<\/li>\n<\/ul>\n<p>Die Wissenschaftler diskretisieren die ma\u00dfgebenden Gleichungen mit Hilfe einer neuartigen Materialpunktmethode, die darauf ausgelegt ist, die feste Phase der Mischung zu verfolgen. Das Ganz l\u00e4uft in der mathematischen Fakult\u00e4t der kalifornischen Universit\u00e4t UCLA in einer <a href=\"https:\/\/www.math.ucla.edu\/~jteran\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener noreferrer\">Gruppe um Professor Joseph M. Teran<\/a>, der sich mit der Mechanik von Festk\u00f6rpern und Fl\u00fcssigkeiten, Vernetzung, Kollisionserkennung, Kontaktmodellierung und mehr befasst. Die Simulation von Lawinen geh\u00f6rt da auch dazu. Auf der verlinkten Webseite finden sich weitere faszinierende Videos.<\/p>\n<p>Wenn nun jemand fragt: Was habe ich davon \u2013 klar Antwort 'Nichts'. Ein K\u00f6nner unter den B\u00e4ckern wird seine Brote und Br\u00f6tchen auch so knackfrisch herstellen k\u00f6nnen. Aber solche Modelle liefern m\u00f6glicherweise neue Erkenntnisse, wie man bestimmte Backvorg\u00e4nge verbessern k\u00f6nnte. Man kann 'was w\u00e4re wenn' simulieren. Und au\u00dferdem fand ich das Thema irgendwie spannend \u2013 nun ja, ich bin zu alt f\u00fcr so was, w\u00e4re aber vor 40 Jahren etwas gewesen, was mich interessiert h\u00e4tte \u2013 nur gab es damals noch nicht die Computer in der entsprechenden Leistungsf\u00e4higkeit.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Heute noch ein Informationsh\u00e4ppchen, welches die Welt der Technik mit der Kulinarik kombiniert. Forschern ist es gelungen, die Abl\u00e4ufe beim Backen oder Erhitzen durch mathematische Modelle zu beschreiben. 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