Vom Industrial Engineering zur wissenschaftlichen Forschung: FARHAT an der ONIRIS in Nantes

Dr. Yves Mansour stellt die vorgeschlagene Forschungskooperation von ONIRIS GEPEA, USEK, LAU und Farhat Bakery Equipment an der ONIRIS in Nantes vor

Im Rahmen ihres anhaltenden Engagements für Innovation und technologischen Fortschritt hat FARHAT Bakery Equipment an einem akademischen und wissenschaftlichen Austausch an der ONIRIS in Nantes, Frankreich teilgenommen – einem Austausch, der zeigt, wie sehr industrieller Fortschritt von der Zusammenarbeit zwischen Herstellern und Hochschulen abhängt.

Titelfolie des ONIRIS-Vortrags Vom Industrial Engineering zur wissenschaftlichen Forschung über Fortschritte in der Fladenbrot-Backtechnologie
„Vom Industrial Engineering zur wissenschaftlichen Forschung“ – der Vortrag an der ONIRIS in Nantes im Oktober 2026.

Während des Besuchs hielt Dr. Yves Mansour, Assistant Professor an der Holy Spirit University of Kaslik (USEK) und Senior Industrial Consultant bei FARHAT Bakery Equipment, einen Vortrag mit dem Titel „Vom Industrial Engineering zur wissenschaftlichen Forschung: Fortschritte in der Fladenbrot-Backtechnologie“.

Der Vortrag zeichnete die Entwicklung von FARHAT vom traditionellen Maschinenbau hin zu hochautomatisierten industriellen Fladenbrotlinien nach und zeigte, dass die Forschungsagenda in der Backtechnologie von realen Produktionsproblemen gesetzt wird – nicht von Laborneugier.

Aus einem Problem in der Produktion wurde ein Forschungsprogramm

Fladenbrot gehört zu den am schwersten untersuchbaren Produkten des industriellen Backens. Der Backvorgang ist hart und extrem kurz: Ein libanesisches Pita verlässt einen Tunnelofen mit offener Flamme in Sekunden, und die Tasche bildet sich – oder eben nicht. Jahrzehntelang wurde dieses Verhalten über Erfahrung gesteuert: Brennereinstellung, Bandgeschwindigkeit, Urteil des Bedieners. Denn niemand hatte gemessen, was in der Kammer tatsächlich geschieht, während das Brot darin liegt.

Genau diese Lücke machte aus einem Maschinenproblem eine wissenschaftliche Frage. Einen laufenden Hochtemperatur-Tunnelofen zu instrumentieren, statt einen idealisierten zu modellieren, ist der Schritt, der die Physik des Fladenbrotbackens für die konstruktive Auslegung zugänglich macht.

Was die Zusammenarbeit bereits hervorgebracht hat

Folie mit dem Forschungsverlauf zum Fladenbrotbacken von der thermischen Ofencharakterisierung über ein gekoppeltes Multiphysikmodell bis zur industriellen Optimierung
Der an der ONIRIS vorgestellte Forschungsverlauf: abgeschlossene thermische Charakterisierung des Ofens, veröffentlichte Studie zu Wärme und Expansion des Brotes, vorgeschlagenes gekoppeltes Multiphysikmodell und als längerfristiges Ziel die industrielle Optimierung.

Die Partnerschaft zwischen FARHAT Bakery Equipment, der ONIRIS und ihren akademischen Partnern hat bereits Promotionsforschung und begutachtete Veröffentlichungen zu thermischer Ofenleistung, Wärmeübertragung, Energieeffizienz und Backverhalten hervorgebracht:

  • Promotionsforschung an der ONIRIS – Numerical and Experimental Investigations of High-Temperature Bread-Baking Ovens, aus der das erste dreidimensionale numerische Modell eines Hochtemperatur-Backofens hervorging.
  • Y. Mansour, O. Rouaud, R. Slim, P. Rahmé, „Thermal characterization of a high-temperature industrial bread-baking oven: A comprehensive experimental and numerical study“, Applied Thermal Engineering 236 (2024), Artikel 121467. doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2023.121467
  • Y. Mansour, P. Rahmé, N. El Hajj, O. Rouaud, „Thermal and Expansion Analysis of the Lebanese Flatbread Baking Process Using a High-Temperature Tunnel Oven“, Applied Sciences 15(15) (2025), Artikel 8611. doi.org/10.3390/app15158611

Die erste dieser Arbeiten wurde auf dieser Website bei ihrem Erscheinen angekündigt: Neue Erkenntnisse zur Ofentechnik: Forschung mit Unterstützung von Farhat. Die zweite, 2025 veröffentlicht, beschreiben ihre Autoren als die erste experimentelle Untersuchung des traditionellen libanesischen Fladenbrotbackens unter realistischen industriellen Bedingungen.

Warum ein industrieller Fladenbrotofen ein schwieriges Forschungsobjekt ist

Folie zur Frage, warum industrielle Fladenbrotöfen erforscht werden: eine Backumgebung von 350 bis 600 Grad Celsius, ein Backvorgang von etwa 14 Sekunden und drei Wärmeübertragungsarten
Hochtemperatur-Kurzzeitbacken verbindet die thermische Physik unmittelbar mit der Produktumwandlung.

Drei Bedingungen machen diesen Prozess messtechnisch ungewöhnlich anspruchsvoll; alle drei wurden im Vortrag dargelegt:

  • Eine Backumgebung von 350–600 °C. Thermische und kinetische Mechanismen, die sich in einem konventionellen Ofen trennen lassen, wirken hier gemeinsam – innerhalb von Sekunden.
  • Ein Backvorgang von rund 14 Sekunden beim schnellen libanesischen Brot. Die Messtechnik muss schnell, synchronisiert und repräsentativ sein, sonst misst sie den Sensor und nicht das Brot.
  • Drei Wärmeübertragungsarten zugleich – Leitung, Konvektion und Strahlung –, deren Anteile sich mit der Position im Tunnel und mit der sich verändernden Teigform beim Aufblähen verschieben.

Die veröffentlichten Messungen geben diesem Rahmen Zahlen. Die instrumentierten Versuche ergaben Backzeiten von etwa 10–12 Sekunden bei Spitzentemperaturen nahe 650 °C, während die Promotionsarbeit den tatsächlich vom Brot aufgenommenen Wärmestrom mit 6,6 bis 29,3 kW/m² bestimmte – bei über den Tunnel schwankenden Kammertemperaturen und einem Gesamtwirkungsgrad des Ofens von rund 16 %. Diese letzte Zahl ist das deutlichste Argument für die Forschung: Der größte Teil des in einem Hochtemperatur-Fladenbrotofen verbrannten Brennstoffs landet nicht im Brot.

Ein validiertes dreidimensionales Modell der Backkammer

Folie mit dem validierten dreidimensionalen CFD-Modell eines Farhat-Fladenbrot-Tunnelofens im Vergleich mit den gemessenen Temperaturen
Die Messdaten ermöglichten ein validiertes dreidimensionales CFD-Modell für nicht vorgemischte Verbrennung, Strömung und Strahlung im Tunnelofen.

Messen allein verändert keine Ofenkonstruktion; ein belastbares Modell schon. Die Messkampagne speiste ein dreidimensionales strömungsmechanisches Modell der Backkammer, das nicht vorgemischte Verbrennung, Luftbewegung und Strahlung abbildet; die simulierten Temperaturen wurden gegen die gemessenen geprüft und nicht für sich allein veröffentlicht.

Ein validiertes Modell erlaubt es einem Hersteller, eine Brenneranordnung, eine Kammerlänge oder eine Bandgeschwindigkeit zu prüfen, bevor das erste Blech geschnitten wird – der Unterschied zwischen Iterieren an der Zeichnung und Iterieren in der Produktion.

Von der thermischen Diagnose zur Wärmerückgewinnung

Folie mit einem Rohrbündel-Wärmerückgewinnungskonzept, das die Verbrennungsluft vorwärmt, um die thermische Leistung eines industriellen Backofens zu senken
Vorgeschlagenes Rohrbündel-Rückgewinnungskonzept: Das Abgas wärmt die zum Brenner strömende Verbrennungsluft vor.

Erst wer weiß, wohin die Wärme geht, kann sie zurückgewinnen. Eine aus der thermischen Diagnose entwickelte Anwendung nutzt einen Rohrbündelwärmetauscher, um die Verbrennungsluft mit dem Abgas des Ofens vorzuwärmen. In den untersuchten Vorwärmszenarien erreichte die modellierte Verringerung der benötigten thermischen Ofenleistung bis zu 23 %.

Diese Zahl ist ein modelliertes Ergebnis der Promotionsarbeit und keine gemessene werkweite Einsparung; die Partner stellen sie auch genau so dar. Sie an einer Produktionslinie zu bestätigen – und nicht in einer Simulation – ist genau die Aufgabe, die die nächste Phase der Zusammenarbeit abdecken soll.

Wie es weitergeht

Auf dieser Grundlage wollen FARHAT, die USEK und die ONIRIS ihre Zusammenarbeit durch weitere experimentelle und numerische Forschung vertiefen. Die in Nantes vorgestellte Agenda führt von der abgeschlossenen Ofencharakterisierung und der veröffentlichten Brotstudie zu einem gekoppelten Multiphysikmodell, das Wärme, Feuchte und Verformung gemeinsam behandelt, und von dort zur industriellen Optimierung von Energie, Durchsatz und Produktqualität.

Konkret heißt das: die Backkinetik so gut verstehen, dass sie sich vorhersagen lässt, die Ofenleistung verbessern, den Energieverbrauch senken und nachhaltigere industrielle Backtechnologien entwickeln.

Was FARHAT in die Partnerschaft einbringt

FARHAT wird diese Forschungsinitiativen weiterhin mit industrieller Ausrüstung, technischer Expertise, spezialisierten Versuchsanlagen und Ingenieurpersonal unterstützen – dem Versuchsofen, der Sensorik, dem Standort und den Menschen, die die Versuche durchführen. Wissenschaftliche Tiefe auf der einen Seite, direkter Zugang zu industriellen Prüfbedingungen auf der anderen.

Diese Arbeitsteilung macht die Ergebnisse verwertbar. Ein Hochschullabor kann einen Prozess charakterisieren; nur ein Hersteller kann die Schlussfolgerung in einen Produktionsofen bringen und ausliefern. Die Erkenntnisse fließen unmittelbar in Anlagen wie den Tunnelofen für libanesisches und arabisches Fladenbrot und den Tunnelofen mit Bandbrennern ein, bei denen Brenneranordnung und thermische Gleichmäßigkeit sowohl die Produktqualität als auch den Brennstoffverbrauch bestimmen.

Diese Zusammenarbeit steht für ein gemeinsames Verständnis, in dem industrielle Erfahrung und akademische Forschung zusammenwirken, um wissenschaftliches Wissen in anwendbare technologische Innovation zu überführen – und damit zu einer effizienteren und nachhaltigeren Zukunft der Backbranche beizutragen.

Wenn Sie über Ofenleistung, Energieverbrauch oder eine Fladenbrotlinie für Ihr eigenes Werk sprechen möchten, wenden Sie sich an das Engineering-Team von Farhat.

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Häufige Fragen

Es war ein akademischer und wissenschaftlicher Austausch an der ONIRIS in Nantes, bei dem Dr. Yves Mansour den Vortrag „Vom Industrial Engineering zur wissenschaftlichen Forschung: Fortschritte in der Fladenbrot-Backtechnologie“ hielt. Er behandelte die von FARHAT Bakery Equipment unterstützte Forschung zur thermischen Ofenleistung und zum Fladenbrotbacken sowie die von den Partnern geplante nächste Phase.

Dr. Yves Mansour ist Assistant Professor an der Holy Spirit University of Kaslik (USEK) im Libanon und Senior Industrial Consultant bei FARHAT Bakery Equipment. Er ist Erstautor der veröffentlichten Studien zu industriellen Hochtemperatur-Backöfen und zum thermischen Verhalten und zur Expansion des libanesischen Fladenbrots.

Die Arbeit verbindet die ONIRIS in Nantes mit dem Labor GEPEA (UMR CNRS 6144, eine gemeinsame Einheit von Nantes Université, CNRS, ONIRIS und IMT Atlantique), die Holy Spirit University of Kaslik (USEK) und die Lebanese American University, dazu FARHAT Bakery Equipment als Industriepartner. An früheren Veröffentlichungen war außerdem die Libanesische Universität, Fakultät für Ingenieurwissenschaften, beteiligt.

Eine Dissertation an der ONIRIS und zwei begutachtete Fachartikel: eine thermische Charakterisierung eines industriellen Hochtemperatur-Backofens in Applied Thermal Engineering (2024) und eine Wärme- und Expansionsanalyse des libanesischen Fladenbrotbackens in Applied Sciences (2025). Zusammen lieferten sie das erste dreidimensionale numerische Modell eines Hochtemperatur-Backofens und die erste experimentelle Untersuchung des libanesischen Fladenbrotbackens unter realen industriellen Bedingungen.

Es ist ein modelliertes Ergebnis, keine gemessene werkweite Einsparung. In den untersuchten Vorwärmszenarien senkte die Rückgewinnung von Wärme aus dem Ofenabgas zur Vorwärmung der Verbrennungsluft die benötigte thermische Leistung um bis zu 23 %. Diese Zahl an einer Produktionslinie zu bestätigen, gehört zur nächsten Phase der Forschung.

Industrielle Ausrüstung, technische Expertise, spezialisierte Versuchsanlagen und Ingenieurpersonal – darunter einen instrumentierten Versuchsofen, die Sensorik, den Standort für die Versuche und die Ingenieure, die sie durchführen. Damit erhalten die akademischen Partner Zugang zu realen industriellen Backbedingungen statt zu Laborannäherungen.

Die Messung von Wärmestrom, Temperaturverteilung in der Kammer und Ofenwirkungsgrad zeigt, wo Brennstoff verloren geht und wo ungleichmäßig gebacken wird. Ein validiertes dreidimensionales Modell erlaubt es dann, Brenneranordnung, Kammergeometrie und Bandgeschwindigkeit vor der Fertigung zu bewerten – mit unmittelbarer Wirkung auf Ofenauslegung, Backgleichmäßigkeit und Energieverbrauch in der Produktion.