Mathematiker erfinden das Bier-Widget neu

So mancher Biertrinker wird sich schon Gedanken gemacht haben: Warum bilden sich beim Öffnen einer Dose Bier so langsam Kohlensäurebläschen? Warum nicht alles auf einmal?

Die Untersuchung der Blasenbildung in kohlensäurehaltigen Getränken ist eine relativ neue Wissenschaft. Tatsächlich ist es erst zehn Jahre her, dass Wissenschaftler diese Angelegenheit geklärt haben. Eine Gruppe berechnete nach den ersten Prinzipien die Geschwindigkeit, mit der Kohlendioxid aus der Lösung in eine Blase entweicht. Die Antwort ist langsam. Darüber hinaus kann es nicht ohne eine Art Keimbildungsstelle starten.

Dann entdeckte eine andere Gruppe, dass die Hauptquellen der Keimbildung Gasblasen sind, die in den Zellulosefasern des Getränks eingeschlossen sind. Die Nachricht wurde von klirrenden Gläsern auf der ganzen Welt begrüßt. Problem gelöst, oder?.

Nicht ganz. Während die meisten Biere und Lagerbiere mit Kohlendioxid unter Druck gesetzt werden, werden einige Stouts, dunkle Biere wie Guinness, durch eine Mischung aus Kohlendioxid und Stickstoff unter Druck gesetzt.

Sie tun dies, weil Stickstoff kleinere Blasen bildet, die dem Getränk ein glatteres, cremigeres Mundgefühl verleihen. Aber es verändert auch die Blasendynamik erheblich. Die Frage ist warum.

Heute erweitern William Lee, Mathematiker an der University of Limerick in Irland, und einige Freunde die Theorie der Blasenbildung, um Stickstoff in die Mischung einzubeziehen. Tatsächlich entweicht Stickstoff langsamer aus der Lösung, wodurch sichergestellt wird, dass die Blasen kleiner sind. Keine Überraschung da.

Aber die Formulierung des Problems durch Lee und Co führt zu einer interessanten Idee – der Möglichkeit einer völlig neuen Art von Widget.

Wenn Sie mit Widgets nicht vertraut sind, hier einige Hintergrundinformationen. Ein Problem bei Stouts unter Stickstoffdruck, die in Dosen verkauft werden, besteht darin, dass das Öffnen der Dose, das Druckentlasten des Biers und das Eingießen in ein Glas nicht genügend Blasen bilden, um einen Kopf zu bilden.

In den 70er, 80er und 90er Jahren löste ein Spitzenteam von Wissenschaftlern bei Guinness dieses Problem mit einem Gerät, das als Widget bekannt wurde. In seiner jetzigen Form ist ein Widget eine hohle Kugel mit einem kleinen Loch darin, die mit Stickstoff und Kohlendioxid unter Druck gefüllt ist.

Das Öffnen der Dose führt dazu, dass das Gas in den Stout austritt und viele Millionen Blasen mit einer viel schnelleren Geschwindigkeit als üblich erzeugen. Diese Blasen steigen dann nach oben und bilden einen Kopf. Diese großartige Erfindung (manche sagen die größte) ermöglicht es den Trinkern, zu Hause sogenanntes „Guinness vom Fass“ aus der Dose zu genießen.

Lee und Co. untersuchten das Problem, indem sie ein mathematisches Modell einer kleinen Stickstoff-/Kohlendioxid-Blase erstellten, die in einer Zellulosefaser eingeschlossen war, und berechneten, wie schnell sie wachsen würde.

Und in einem mutigen Schachzug für Mathematiker haben sie ihre numerischen Ergebnisse sogar bestätigt, indem sie beobachtet haben, wie sich echte Blasen in den Zellulosefasern in Kaffeefilterpapier bilden. Eine einzelne Faser produziert alle 1,28 Sekunden eine Blase, heißt es.

Das klingt nicht genug, um bei einer Dose Stout einen Unterschied zu machen, bei der etwa 10^8 Blasen erforderlich sind, um einen Kopf zu bilden. Aber wenn das Einschenken eines Getränks 30 Sekunden dauert, berechnen Lee und Co., dass dies 4,3x10^6 Fasern erfordern würde, ungefähr so ​​viele, wie Sie in einem Blatt Kaffeefilterpapier von etwa 3 cm² bekommen.

Ihre Idee ist es also, das beliebte Widget durch ein Blatt Papier im Scheckkartenformat zu ersetzen. Ich vermute, dass Biertrinker nichts dagegen haben, wenn der neue Ansatz den Preis für ein Pint niedrig hält. Zeit für ernsthafte Tests.

Ref: arxiv.org/abs/1103.0508 : Blasenbildung in Starkbier

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