Kaiserslautern Was macht Teig beim Backen?

Kann man vorhersagen, wie sich Bier beim Zapfen in ein Glas genau verhält? Und was genau geschieht mit einem Teig, wenn der Rührer hinzukommt? Diesen Fragen gehen Forscher vom Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik (ITWM) nach und haben dafür ein Computerprogramm geschrieben. Meshfree heißt die Software, die kommende Woche bei einer Fachmesse der Lebensmittelindustrie in Köln vorgestellt wird.

Die Anuga Food Tec ist eine Fachmesse, bei der sich alles um Essen und Trinken dreht, insbesondere um Verpackung und Verarbeitung von Lebensmitteln. Rund 1700 Aussteller werden laut Veranstalterangaben erwartet. Die Messe findet vom 20. bis 23. März in Köln statt und ist Treffpunkt der Zulieferer für die Lebensmittel- und Getränkeindustrie. Auch das Fraunhofer-ITWM ist auf der Messe vertreten, eine sechsköpfige Arbeitsgruppe aus der Abteilung Transportvorgänge am Lauterer Fraunhofer-ITWM hat zusammen mit Kollegen vom Fraunhofer-Institut für Algorithmen und Wissenschaftliches Rechnen (SCAI) im nordrhein-westfälischen Sankt Augustin eine Software entwickelt, die insbesondere für in der Lebensmittelindustrie tätige Maschinenbauer interessant sein könnte. Eine der Forscherinnen aus Kaiserslautern ist Almut Eisenträger. Die promovierte Mathematikerin arbeitet seit rund drei Jahren am Fraunhofer-ITWM und befasst sich seit etwa zweieinhalb Jahren mit dem Programm, das das Verhalten von unterschiedlichen Lebensmitteln – nicht nur von Flüssigkeiten – simulieren kann. „Teig ist ja im weiteren Sinne auch eine Flüssigkeit“, sagt Eisenträger. Das von ihr mitentwickelte Programm kann, um beim Teig zu bleiben, etwa das Verhalten von Teig in kleinen Förmchen simulieren und das Ergebnis dann in einer kleinen Simulation wiedergeben. Bei den Simulationen muss es aber nicht immer nur um kleine Backformen gehen, es kann auch das Verhalten von Flüssigkeiten, beispielsweise Milch, in großen Containern untersucht werden. Der große Vorteil einer Simulation: Sie ist viel weniger aufwendig als ein Experiment. „Mit der Software kann der Prototypen-Prozess umgangen werden“, sagt Eisenträger. Sprich: Viele mögliche Eigenschaften eines Tanks zum Beispiel können vor dem Bau eines tatsächlichen Behälters am Computer abgeklopft werden – und das nahezu in unbegrenzter Anzahl und mit nur kleinsten Veränderungen. Allerdings lässt sich mit der Software nicht nur das Verhalten von Lebensmitteln simulieren. Die Wurzeln des Programms reichen laut Eisenträger zurück zu Anwendungen für die Automobilindustrie: Dabei wurde am Rechner beispielsweise das Ablaufverhalten von Wasser auf Autos simuliert oder das Verhalten von Benzin in Tanks. Die am Fraunhofer-ITWM mitentwickelte Software leistet laut Eisenträger gute Dienste, wenn schnelle, bewegliche Flächen mit simuliert werden sollen. „Ein Beispiel dafür ist etwa ein Rührer im Teig. Das ist eine Fläche, die sich schnell bewegt“, verdeutlicht Eisenträger. Das Simulationsprogramm, das die Forscher mit auf die Messe nehmen und dort vorstellen, ist so gut wie fertig. „Wir bereiten gerade, neben dem Messebesuch, auch die Veröffentlichung der Software vor“, erklärt Eisenträger. Der Weg sei nämlich noch nicht zu Ende. „Das Programm wird kontinuierlich weiterentwickelt.“