Opstår der kun boblekaskader i et glas Guinness-øl?

Så langt tilbage som 1959, bryggere hos Guinness udviklede et system, der fundamentalt ændrede teksturen af ​​deres fadøl. Nu, forskere fra Japan har løst fysikken i Guinness' cascading flow, som vil have udbredte anvendelser til teknologi inden for livs- og miljøvidenskab.

I en undersøgelse for nylig offentliggjort i Fysisk gennemgang E , forskere fra Osaka University har afsløret, hvorfor nitrogenboblerne i Guinness fadøl flyder på samme måde som en væske.

Boblerne fra mange netop åbnede kulsyreholdige drikkevarer bevæger sig simpelthen opad, efter Archimedes' princip. En stor del af appellen ved udkastet fra Guinness-øl er, at boblerne synker og flyder sammen, kendt som "boblekaskade". Bryggere og forskere mener, at denne kollektive flowadfærd må have noget at gøre med, hvordan fadøl fra Guinness udskænkes. På nuværende tidspunkt det kollektive flows fysik forbliver uafklaret, noget forskerne ved Osaka University havde til formål at tage fat på.

"En bred vifte af laboratoriearbejde og beregningssimuleringer har været nyttige til at estimere individuelle og kollektive boblebevægelser, men først efter flowet er opstået, " siger leder og seniorforfatter af undersøgelsen Tomoaki Watamura, Osaka Universitet. "Vi er interesserede i at forudsige cascading flow via matematisk modellering, snarere end resultater fra eksperimenter eller simuleringer efter kendsgerningen."

At gøre dette, forskerne brugte numeriske simuleringer til at tilnærme væske- og boblepartiklerne i kaskadende fadøl. Bænkeksperimenter bestod i at teste en gennemsigtig "pseudo-Guinness væske, "som er en blanding af ultrasmå hule partikler i postevand, og egentlig Guinness-øl.

"Simuleringsresultaterne matchede eksperimentelle data, over en bred vifte af glasstørrelser og andre forhold, " forklarer Watamura. "Vi har udviklet den mest succesrige simulering af cascading flow i Guinness-øl til dato."

Spændende nok, brusende bobler måske ikke kræver en nitrogenholdig stout øl trods alt.

"Boblediameteren og boblevolumenfraktionen i kulsyreholdigt vand, hældes i de omtrentlige dimensioner af en almindelig 200-liters tromle med hældningsvinkel, lette brusende bobler, " siger Hideyuki Wakabayashi, Kirin HD. "Desuden, den tilhørende væskebevægelse nær en skrå beholdervæg vedrører vedligeholdelse af produktkvalitet under brygning, foreslår en øjeblikkelig anvendelse af vores resultater."

Ud over at bevise indsigt i optimering af brygningsforhold, denne forskning har klare anvendelser til ethvert arbejde, der involverer fermentorer eller celleinkubation. Som sådan, Osaka University og Kirin HD-forskernes resultater kan bruges til at imødekomme forskellige behov, såsom farmaceutisk produktion fra cellekulturer i industriel skala, og byvandsrensning.