Figure 1. Texture bulle de bière Guinness dans un verre de pinte, avec le goût crémeux de petites bulles et un mouvement de texture fascinant. Crédit :Université d'Osaka
Dès 1959, Les brasseurs de Guinness ont développé un système qui a fondamentalement modifié la texture de leur bière pression. Maintenant, des chercheurs japonais ont résolu la physique du flux en cascade de Guinness, qui auront des applications étendues à la technologie dans les sciences de la vie et de l'environnement.
Dans une étude publiée récemment dans Examen physique E , des chercheurs de l'Université d'Osaka ont révélé pourquoi les bulles d'azote de la bière pression Guinness s'écoulent de la même manière qu'un fluide.
Les bulles de nombreuses boissons gazeuses qui viennent d'être ouvertes se déplacent simplement vers le haut, suivant le principe d'Archimède. Une grande partie de l'attrait de la pression de la bière Guinness est que les bulles coulent et coulent collectivement, connu sous le nom de « cascade à bulles ». Les brasseurs et les chercheurs pensent que ce comportement de flux collectif doit avoir quelque chose à voir avec la façon dont la bière pression Guinness est distribuée. Maintenant, la physique du flux collectif reste irrésolue, quelque chose que les chercheurs de l'Université d'Osaka voulaient résoudre.
"Un large éventail de travaux de laboratoire et de simulations informatiques a été utile pour estimer le mouvement des bulles individuelles et collectives, mais seulement après que le flux s'est produit, " déclare l'auteur principal et principal de l'étude Tomoaki Watamura, Université d'Osaka. « Nous nous intéressons à la prédiction des écoulements en cascade via la modélisation mathématique, plutôt que des résultats d'expériences ou de simulations après coup."
Figure 2 Mouvement des bulles dans un verre trapèze :Chaque boisson (de gauche à droite dans chaque panneau, Bière Guinness; bière Heineken; Champagne; Du Coca; eau gazéifiée) a été versé dans un verre trapèze. Crédit :Université d'Osaka
Pour faire ça, les chercheurs ont utilisé des simulations numériques pour approximer les particules de fluide et de bulle de la bière pression en cascade. Les expériences de travail au banc ont consisté à tester un « fluide pseudo-Guinness transparent, " qui est un mélange de particules creuses ultra-petites dans l'eau du robinet, et de la vraie bière Guinness.
"Les résultats de la simulation correspondaient aux données expérimentales, sur une large gamme de tailles de verre et d'autres conditions, " explique Watamura. " Nous avons développé la simulation de flux en cascade la plus réussie dans la bière Guinness à ce jour. "
Curieusement, les bulles en cascade peuvent ne pas nécessiter une bière stout azotée après tout.
Figure 3 (a) Configuration et instantané de la distribution de la concentration de particules. (b) Comparaison de la distribution des particules simulées (à gauche) et des bulles de bière Guinness (à droite) au milieu. (c) Instantanés d'une onde de concentration de bulles se formant dans :un verre de pinte (en haut à gauche), un verre à cocktail (en haut au centre), et un verre à liqueur de 1 oz (30 ml) (en haut à droite). Diagrammes de phase de la fluctuation de vitesse mise à l'échelle (en bas). Les zones ombrées correspondent aux dimensions typiques des verres. Crédit :Université d'Osaka
"Le diamètre des bulles et la fraction volumique des bulles dans l'eau gazéifiée, versé dans les dimensions approximatives d'un fût commun de 200 litres avec angle d'inclinaison, faciliter la cascade de bulles, " dit Hideyuki Wakabayashi, Kirin HD. "En outre, le mouvement de fluide associé à proximité d'une paroi de récipient inclinée concerne le maintien de la qualité du produit pendant le brassage, suggérant une application immédiate de nos découvertes."
En plus de prouver la perspicacité dans l'optimisation des conditions de brassage, cette recherche a des applications évidentes à tout travail impliquant des fermenteurs ou l'incubation de cellules. En tant que tel, les résultats des chercheurs de l'Université d'Osaka et de Kirin HD peuvent être utilisés pour répondre à divers besoins, comme la production pharmaceutique à partir de cultures cellulaires à l'échelle industrielle, et la purification de l'eau de la ville.
