211service.com
Widgets vinden de bierwidget opnieuw uit
Menig bierdrinker zal zich het volgende hebben afgevraagd: waarom vormen zich bij het openen van een blikje bier zo langzaam koolzuurbellen. Waarom niet allemaal tegelijk?
De studie van bellenvorming in koolzuurhoudende dranken is een relatief nieuwe wetenschap. In feite is het pas tien jaar geleden dat wetenschappers deze kwestie hebben opgelost. Een groep berekende op basis van de eerste principes de snelheid waarmee kooldioxide uit de oplossing in een bel lekt. Het antwoord is langzaam. Bovendien kan het niet starten zonder een soort kiemplaats.
Toen ontdekte een andere groep dat de primaire bronnen van kiemvorming gaszakken zijn die zijn opgesloten in cellulosevezels in de drank. Het nieuws werd begroet door het geluid van klinkende glazen over de hele wereld. Probleem opgelost, toch?.
Niet helemaal. Terwijl de meeste bieren en lagers onder druk staan met koolstofdioxide, staan sommige stouts, donkere bieren zoals Guinness, onder druk door een mengsel van koolstofdioxide en stikstof.
Ze doen dit omdat stikstof kleinere belletjes vormt, waardoor de drank een gladder, romiger mondgevoel krijgt. Maar het verandert ook de bubbeldynamiek aanzienlijk. De vraag is waarom.
Tegenwoordig breiden William Lee, een wiskundige aan de Universiteit van Limerick in Ierland, en een paar vrienden de theorie van bellenvorming uit om stikstof in de mix op te nemen. En ja hoor, stikstof lekt langzamer uit de oplossing, waardoor de bellen kleiner worden. Geen verrassing daar.
Maar de formulering van het probleem door Lee en co leidt tot een interessant idee: de mogelijkheid van een geheel nieuw type widget.
Als u niet bekend bent met widgets, volgt hier wat achtergrondinformatie. Een probleem met stouts onder stikstofdruk die in blikjes worden verkocht, is dat het openen van het blikje, het drukloos maken van het bier en het in een glas gieten, niet genoeg bellen creëert om een schuimkraag te vormen.
In de jaren 70, 80 en 90 loste een team van wetenschappers van Guinness dit probleem op met een apparaat dat bekend staat als een widget. In zijn huidige vorm is een widget een holle bal met een klein gaatje erin, gevuld met stikstof en koolstofdioxide onder druk.
Als je het blikje opent, stroomt het gas naar buiten in de stout, waardoor er vele miljoenen bubbels ontstaan in een veel sneller tempo dan normaal. Deze bubbels stijgen dan naar boven en vormen een kop. Deze geweldige uitvinding (sommigen zeggen de beste) stelt drinkers in staat om thuis van het zogenaamde 'tap Guinness' te genieten, uit blik.
Lee en co bestudeerden het probleem door een wiskundig model te maken van een kleine stikstof/kooldioxide-bel die vastzat in een cellulosevezel en uit te rekenen hoe snel deze zou groeien.
En in een dappere zet voor wiskundigen, hebben ze zelfs hun numerieke resultaten bevestigd door echte bellen te zien vormen in de cellulosevezels in koffiefilterpapier. Een enkele vezel produceert elke 1,28 seconden een bel, zeggen ze.
Dat klinkt niet als genoeg om enig verschil te maken voor een blikje stout, dat zo'n 10^8 bubbels nodig heeft om een schuimkraag te vormen. Maar als een drankje 30 seconden nodig heeft om te schenken, berekenen Lee en co dat er 4,3x10^6 vezels nodig zijn, ongeveer net zoveel als je krijgt in een vel koffiefilterpapier van ongeveer 3 cm in het vierkant.
Dus hun idee is om de geliefde widget te vervangen door een vel papier ter grootte van een creditcard. Ik vermoed dat bierdrinkers het niet erg zullen vinden als de nieuwe aanpak de prijs van een pint laag houdt. Tijd voor een serieuze test.
Referentie: arxiv.org/abs/1103.0508 : Bubbelkiemvorming in stevige bieren
Je kunt The Physics arXiv Blog nu volgen op Twitter